WAJIB BACAAA
-
Upload
masyita-balafif -
Category
Documents
-
view
140 -
download
2
Transcript of WAJIB BACAAA
PEMBUATAN VANILIN SEMI SINTETIK DARI ISOEUGENOL MINYAK CENGKEH DENGAN PEMANASAN
GELOMBANG MIKRO
Oleh :
ROSI CISADESI F34102007
2007
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
Rosi Cisadesi. F34102007. Pembuatan Vanilin Semi Sintetik dari Isoeugenol Minyak Cengkeh dengan Pemanasan Gelombang Mikro. Di bawah bimbingan Meika Syahbana Rusli dan Edy Mulyono. 2006.
RINGKASAN
Minyak cengkeh telah lama dikenal sebagai mata perdagangan ekspor
Indonesia. Pasokan minyak cengkeh Indonesia ke pasar dunia cukup besar, yaitu lebih dari 60 persen kebutuhan dunia. Dari 2080 ton minyak cengkeh yang dipasarkan, Indonesia memasok 1317 ton. Negara-negara maju seperti Amerika Serikat, Inggris dan Jerman memproduksi senyawa isolat eugenol minyak cengkeh dan senyawa turunannya seperti isoeugenol dan vanilin. Harga produk-produk tersebut jauh lebih mahal daripada harga minyak cengkeh. Harga minyak daun cengkeh sekitar Rp 25.000,00 per kg, sedangkan harga eugenol sebesar Rp 75.000,00 per kg dan isoeugenol Rp 95.000,00 per kg.
Vanilin adalah senyawa yang dapat diturunkan dari eugenol. Vanilin merupakan bahan serbaguna yang banyak digunakan sebagai flavor (82 %) oleh industri makanan dan minuman (es krim, cokelat, gula-gula, permen, puding, kue dan soft drink), produk farmasi (13 %) dan produk wewangian (5 %). Secara komersial terdapat produk vanilin alami dan sintetik. Harga produk vanilin alami di pasaran mencapai 10 kali lipat harga vanilin sintetik (USD 9 – 11 per kg). Mahalnya biaya produksi dan harga produk vanilin alami menyebabkan industri-industri pengguna vanilin (makanan dan minuman, farmasi dan parfum) di Indonesia mengimpor vanilin sintetik. Untuk menghemat devisa dan mengurangi ketergantungan terhadap impor vanilin, maka diperlukan usaha produksi vanilin di dalam negeri dengan teknologi proses yang efisien dan kualitas produk yang tinggi.
Prosedur standar yang biasa digunakan dalam sintesis vanilin adalah jalur oksidasi dengan nitrobenzene yang dilarutkan dalam DMSO (Dimetil sulfoksida) pada suhu 130 oC dan lama reaksi 3 jam dengan cara pemanasan konvensional. Lamanya reaksi ini dapat dipersingkat dengan menggunakan pemanasan gelombang mikro. Metode ini relatif mudah dilaksanakan sehingga efisiensi proses tercapai.
Tujuan dari penelitian ini adalah mempelajari sintesis vanilin dengan menggunakan pemanasan gelombang mikro sehingga dapat mempersingkat lama reaksi, mengetahui perbedaan sintesis vanilin menggunakan pemanasan konvensional dan pemanasan gelombang mikro serta mengetahui pengaruh tingkat daya (tingkat pemanasan) dan lama reaksi pada proses sintesis vanilin.
Isoeugenol direaksikan dengan larutan KOH dan nitrobenzene yang dilarutkan dalam DMSO. Kemudian campuran reaksi dipanaskan dengan gelombang mikro. Campuran yang telah dipanaskan dihidrolisis dengan HCl, kemudian diekstraksi dengan pelarut dietil eter dan pelarutnya diuapkan sehingga diperoleh vanilin kasar berwarna cokelat kemerahan yang masih mengandung kotoran dan sisa pelarut. Perlakuan tahap oksidasi dilakukan pada tingkat daya 50 % (400 Watt) dan 70 % (560 Watt) dengan lama reaksi 4, 6 dan 8 menit, tingkat daya 100 % (800 Watt) dengan lama reaksi 2, 3 dan 4 menit serta dengan
pemanasan konvensional pada suhu 130 oC, lama reaksi 3 jam dengan dua kali ulangan. Analisa yang dilakukan meliputi kemurnian, rendemen, densitas, titik leleh dan kelarutan dalam alkohol 70 %. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tingkat daya dan lama reaksi sangat berpengaruh terhadap pembentukan vanilin, rendemen, densitas, titik leleh serta kelarutan dalam alkohol 70 %. Semakin tinggi tingkat daya dan semakin lama waktu aplikasi gelombang mikro, maka semakin banyak vanilin yang terbentuk. Hasil yang dicapai dengan pemanasan gelombang mikro lebih baik daripada pemanasan konvensional.
Kemurnian vanilin setelah menjadi produk vanilin kasar melalui tahapan ekstraksi signifikan lebih tinggi dari campuran vanilin, namun produk yang dihasilkan masih mengandung komponen senyawa pengotor.
Kemurnian produk vanilin kasar pada tingkat daya 400 Watt dengan lama reaksi 4, 6 dan 8 menit sebesar 39,42 %, 80,25 % dan 98,90 %. Kemurnian produk vanilin kasar pada tingkat daya 560 Watt dengan lama reaksi 4, 6 dan 8 menit sebesar 89,76 %, 95,35 % dan 57,95 %. Kemurnian produk vanilin kasar pada tingkat daya 800 Watt dengan lama reaksi 2, 3, 4 menit sebesar 80,30 %, 98,25 % dan 99,60 %.
Rendemen produk vanilin kasar pada tingkat daya 400 Watt dengan lama reaksi 4, 6 dan 8 menit sebesar 1,97 %, 5,00 % dan 7,42 %. Pada tingkat daya 560 Watt dengan lama reaksi 4, 6 dan 8 menit diperoleh rendemen sebesar 6,40 %, 6,84 % dan 9,10 %. Pada tingkat daya 800 Watt dengan lama reaksi 2, 3, dan 4 menit diperoleh rendemen sebesar 4,13 %, 5,96 % dan 8,98 %. Densitas produk vanilin kasar yang dihasilkan berkisar antara 0,456 – 0,670 g/cm3 dan titik lelehnya 61,7 – 74,1 oC serta larut dalam alkohol 70 % dengan rata-rata perbandingan 1 : 2.
Sedangkan analisa produk vanilin kasar pada pemanasan konvensional menghasilkan kemurnian 94,66 %, rendemen 6,20 %, titik leleh 63,8 oC dan densitas 0,621 g/cm3 serta larut dalam alkohol 70 % dengan perbandingan 1 : 2.
PEMBUATAN VANILIN SEMI SINTETIK DARI ISOEUGENOL MINYAK CENGKEH DENGAN PEMANASAN
GELOMBANG MIKRO
Oleh :
ROSI CISADESI F34102007
SKRIPSI
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
2007
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
PEMBUATAN VANILIN SEMI SINTETIK DARI ISOEUGENOL MINYAK CENGKEH DENGAN PEMANASAN
GELOMBANG MIKRO
SKRIPSI
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh:
ROSI CISADESI
F34102007
Dilahirkan pada tanggal 17 Desember 1984
Di Indaramayu
Tanggal lulus : 29 Desember 2006
Menyetujui
Bogor, Januari 2007
Dr. Ir. Meika Syahbana Rusli, MSc. Ir. Edy Mulyono, MS Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi adalah karya saya sendiri dan
belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun dari
penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di
bagian akhir skripsi ini.
Bogor, Desember 2006
Rosi Cisadesi
F34102007
RIWAYAT HIDUP
Rosi Cisadesi, lahir di Indramayu pada tanggal 17 Desember
1984 dari orang tua yang bernama Achdini dan Albanah. Penulis
adalah anak pertama dari dua bersaudara.
Pendidikan dasar diselesaikan di SDN Sindang 1, Indramayu
pada tahun 1996 dan pendidikan menengah pertama di SLTPN
II Sindang Indramayu pada tahun 1999. Pada tahun 2002, penulis lulus dari
SMUN 1 Sindang Indramayu. Pada tahun yang sama, penulis diterima sebagai
mahasiswa IPB jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) di Departemen
Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB.
Selama menjadi mahasiswa, penulis menjadi asisten praktikum
Laboratorium Lingkungan pada tahun 2004, asisten praktikum Teknologi Minyak
Lemak dan Oleokimia pada tahun 2005, asisten praktikum Teknologi Minyak
Atsiri dan Kosmetika pada tahun 2005 dan asisten praktikum Peralatan Industri
Pertanian pada tahun 2006. Penulis melakukan kegiatan Praktek Lapangan (PL) di
Perkebunan dan Pabrik Pengolahan Gula Rajawali Nusantara Indonesia (RNI)
Unit II Jatitujuh pada tahun 2005 dengan judul Teknologi Proses Produksi dan
Kesetimbangan Uap Air di PT. Rajawali Unit II Jatitujuh- Majalengka. Penulis
menyelesaikan penelitian tingkat Sarjana bekerjasama dengan peneliti pada Balai
Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian Bogor pada tahun 2006
dengan judul Pembuatan Sintesis Vanilin dari Isoeugenol Minyak cengkeh dengan
Menggunakan Gelombang Mikro.
Penulis juga aktif di kegiatan kemahasiswaan antara lain sebagi staff
Departemen Kewirausahaan Himpunan Mahasiswa Teknologi Pertanian
(HIMALOGIN)-FATETA IPB pada tahun 2003-2004, staff Bidang Informasi dan
Komunikasi (Infokom) Ikatan Keluarga dan Mahasiswa Darma Ayu (IKADA)
Bogor pada tahun 2003-2004, ketua Bidang Penelitian dan Pengembangan
(Litbang) Ikatan Keluarga dan Mahasiswa Darma Ayu (IKADA) Bogor pada
tahun 2004-2005 dan berbagai kepanitiaan kampus lainnya.
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT. atas berkat dan
rahmatNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Penelitian ini
ditekankan pada sintesis senyawa yang dihasilkan oleh minyak atsiri khususnya
minyak cengkeh dengan judul “Pembuatan Sintesis Vanilin dari Isoeugenol
Minyak Cengkeh dengan Pemanasan Gelombang Mikro” untuk memenuhi syarat
kelulusan studi S1 di Institut Pertanian Bogor.
Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih dan
penghargaan yang sebesar-besarnya kepada:
Dr. Ir. Meika Syahbana Rusli, M.Sc selaku dosen pembimbing utama
atas segala arahan, bimbingan, dan masukan yang telah diberikan kepada
penulis selama masa perkuliahan hingga selesainya skripsi ini.
Ir. Edy Mulyono, MS selaku dosen pembimbing kedua, peneliti pada
Balai Besar Penelitian dan Pengembangan (BB Litbang) Pascapanen
Pertanian, Bogor, atas bimbingannya dan kerjasamanya selama peneltian
berlangsung hingga selesai.
Dr. rer nat. Indah Kristanti selaku dosen penguji yang telah bersedia
memberikan saran, masukan dan menguji penulis.
Papah, mamah, dan adikku Reri tercinta yang selalu memberikan
dukungan, perhatian, semangat, didikan, do’a, kasih sayang dan
usahanya yang tak kenal lelah memperjuangkan segalanya.
Dra. Sri Yuliani, Apt dan Ir. Tatang Hidayat, M.Si., peneliti pada Balai
Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian, Bogor, atas
bimbingan, bantuan dan kerjasamanya sehingga penelitian ini dapat
berjalan lancar.
Pak Danu atas bantuannya dalam menganalisis Kromatografi Gas.
Pak Tri, Pak Budi, Pak Pujo, Bu Pia atas bantuannya di laboratorium
kimia BB Litbang Pascapanen Pertanian Bogor.
Abdul Mugni, SP atas semangat, dukungan, kebersamaan dan
bantuannya selama penyusunan skripsi ini.
Hari Susanto, Farikhin, Wahyudin, Lani Kasigit, Andri Susanto, Rini
Budiarti, Fitriati, Iffa selaku teman seperjuangan atas kebersamaan dan
bantuannya selama penelitian di BB Litbang Pascapanen Pertanian
Bogor.
Sahabat-sahabatku Reni, Dossi, Juari, Dede dan Hendro atas bantuan,
dorongan dan kebersamaannya selama masa perkuliahan.
Teman-teman Wisma Panineungan dan Wisma Azzuhkruff atas
kebersamaannya.
Keluarga besar Departemen Teknologi Industri Pertanian khususnya
dosen-dosen Teknologi Industri Pertanian atas pengetahuan dan
dorongannya serta teman-teman TIN’ 39 atas kebersamaannya selama
masa perkuliahan.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih belum sempurna, karena itu
kritik dan saran untuk perbaikan skripsi ini sangat penulis harapkan. Semoga
skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi yang membacanya.
Bogor, Desember 2006
Penulis
v
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR .................................................................................... iii
DAFTAR ISI ................................................................................................... v
DAFTAR TABEL .......................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... viii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. x
I. PENDAHULUAN ..................................................................................... 1
A. LATAR BELAKANG.......................................................................... 1
B. TUJUAN .............................................................................................. 3
II. TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 4
A. MINYAK DAUN CENGKEH ............................................................. 4
1. Sifat Fisiko – Kimia ......................................................................... 4
2. Komposisi Kimia ............................................................................. 6
B. VANILIN DAN SINTESIS VANILIN ................................................ 10
C. PEMANASAN GELOMBANG MIKRO ............................................ 19
1. Gelombang Mikro ............................................................................ 19
2. Prinsip Pemanasan ........................................................................... 21
3. Faktor Yang Mempengaruhi Pemanasan Gelombang Mikro ........... 23
4. Aplikasi Pemanasan Gelombang Mikro .......................................... 25
III. BAHAN DAN METODE ........................................................................ 27
A. BAHAN DAN ALAT ......................................................................... 27
1. Bahan Baku ...................................................................................... 27
2. Bahan Kimia .................................................................................... 27
3. Alat..... .............................................................................................. 27
B. METODE PENELITIAN .................................................................... 28
1. Penelitian Pendahuluan .................................................................... 28
2. Penelitian Utama .............................................................................. 30
3. Prosedur Penelitian .......................................................................... 30
4. Perlakuan .......................................................................................... 34
vi
5. Pengamatan ................................................................................... 34
1. Pengamatan Produk Vanilin .................................................... 34
2. Pengamatan Bahan Baku Isoeugenol ...................................... 38
6. Analisis Data ................................................................................. 40
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................ 41
A. PENELITIAN PENDAHULUAN ....................................................... 41
1. Karakterisasi Bahan Baku dan Produk Vanilin Komersial ............ 41
2. Pemilihan Metode .......................................................................... 43
B. PENELITIAN UTAMA ....................................................................... 50
1. Reaksi Sintesis Vanilin .................................................................. 50
a. Tahap Oksidasi dan Hidrolisis ................................................... 50
b. Tahap Ekstraksi .......................................................................... 56
2. Rendemen ....................................................................................... 64
3. Densitas .......................................................................................... 70
4. Titik Leleh ...................................................................................... 72
5. Kelarutan dalam Alkohol 70% ....................................................... 74
6. Perbandingan Hasil Sintesis Vanilin dengan Pemanasan
Gelombang Mikro dan Pemanasan Konvensional ........................ 76
V. KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................ 79
A. KESIMPULAN .................................................................................... 79
B. SARAN ................................................................................................ 80
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 81
LAMPIRAN .................................................................................................... 85
vii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Syarat mutu minyak daun cengkeh dan bunga cengkeh ............... 5 Tabel 2. Sifat fisiko – kimia minyak bunga cengkeh hasil penelitian di Inggris dan Zanzibar ...................................................................... 5 Tabel 3. Komposisi kimia dan sifat fisik minyak daun cengkeh, dikutip dari Bedoukian (1967); Guenther (1950) ....................................... 6 Tabel 4. Sifat fisiko-kimia eugenol .............................................................. 7 Tabel 5. Sifat fisiko-kimia isoeugenol ......................................................... 9 Tabel 6. Sifat fisiko kimia cis- dan trans-isoeugenol................................... 9 Tabel 7. Sifat fisiko kimia eugenol asetat dan β-kariofilen ......................... 10 Tabel 8. Sifat fisiko kimia vanilin ................................................................ 11 Tabel 9. Sifat fisiko – kimia nitrobenzene ................................................... 18 Tabel 10. Sifat fisiko - kimia DMSO ............................................................. 19 Tabel 11. Sifat fisiko-kimia isoeugenol ......................................................... 41 Tabel 12. Sifat fisiko-kimia vanilin komersial ............................................... 42 Tabel 13. Sifat fisiko-kimia hasil sintesis vanilin metode modifikasi 1 dan metode modifikasi 2 ............................................................... 45 Tabel 14. Perbandingan rendemen vanilin yang dihasilkan dari penelitian ini dengan rendemen vanilin hasil penelitian Sastrohamidjojo (1981) ............................................................................................. 67 Tabel 15. Kelarutan produk vanilin kasar dalam alkohol 70 % ..................... 74 Tabel 16. Perbandingan hasil sintesis vanilin menggunakan oven gelombang mikro dan konvensional. ............................................. 76
viii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Rumus bangun eugenol ............................................................... 8 Gambar 2. Rumus bangun isoeugenol .......................................................... 9 Gambar 3. Rumus bangun trans-isoeugenol dan cis- isoeugenol ................. 10 Gambar 4. Rumus bangun vanilin ................................................................ 11 Gambar 5. Reaksi pembentukan vanilin dari lignin ..................................... 13 Gambar 6. Reaksi pembentukan vanilin dari guaiakol ................................. 13 Gambar 7. Reaksi pembentukan vanilin dari coniferin ................................ 14 Gambar 8. Reaksi oksidasi pembentukan vanilin ......................................... 15 Gambar 9. Panjang gelombang dan frekuensi spektrum elektromagnetik ... 20 Gambar 10. Mekanisme interaksi gelombang mikro interaksi ionik (a) dan interaksi dipolar (b) ..................................................................... 22 Gambar 11. Oven gelombang mikro merk Sharp R-248 J ............................. 27 Gambar 12. Diagram alir proses sintesis vanilin ............................................ 33 Gambar 13. Alat kromatografi gas ................................................................. 36 Gambar 14. Alat untuk mengukur titik leleh (elektrothermal) ....................... 37 Gambar 15. Pengaruh metode modifikasi terhadap kemurnian vanilin ......... 45 Gambar 16. Pengaruh metode modifikasi terhadap rendemen vanilin ........... 46 Gambar 17. Reaksi penggeseran kesetimbangan ke sebelah kiri ................... 47 Gambar 18. Reaksi penggeseran kesetimbangan ke sebelah kanan ............... 47 Gambar 19. Pengaruh lama reaksi pada tingkat daya 400 watt terhadap kemurnian campuran vanilin ...................................................... 53
ix
Gambar 20. Pengaruh lama reaksi pada tingkat daya 560 watt terhadap kemurnian campuran vanilin ...................................................... 53 Gambar 21. Pengaruh lama reaksi pada tingkat daya 800 watt terhadap kemurnian campuran vanilin ...................................................... 53 Gambar 22. Pengaruh tingkat daya pada lama reaksi 4 menit terhadap kemurnian campuran vanilin ...................................................... 55 Gambar 23. Reaksi perubahan vanilin menjadi vanilin bisulfit ..................... 57 Gambar 24. Reaksi pemisahan bisulfit dari vanilin bisulfit ........................... 57 Gambar 25. Pengaruh terhadap lama reaksi pada tingkat daya 400 watt terhadap kemurnian produk vanilin ............................................ 60
Gambar 26. Pengaruh terhadap lama reaksi pada tingkat daya 560 watt terhadap kemurnian produk vanilin ............................................ 60 Gambar 27. Pengaruh terhadap lama reaksi pada tingkat daya 800 watt terhadap kemurnian produk vanilin ............................................ 60 Gambar 28. Peningkatan kemurnian campuran vanilin menjadi produk vanilin pada tingkat daya 400 watt.............................................. 62 Gambar 29. Peningkatan kemurnian campuran vanilin menjadi produk vanilin pada tingkat daya 400 watt.............................................. 62 Gambar 30. Peningkatan kemurnian campuran vanilin menjadi produk vanilin pada tingkat daya 400 watt.............................................. 62 Gambar 31. Pengaruh lama reaksi pada tingkat daya 400 watt, 560 watt dan 800 watt terhadap rendemen vanilin .................................... 64 Gambar 32. Pengaruh lama reaksi pada tingkat daya 400 watt, 560 watt dan 800 watt terhadap densitas vanilin ....................................... 71 Gambar 33. Pengaruh lama reaksi pada tingkat daya 400 watt, 560 watt dan 800 watt terhadap titik leleh vanilin ..................................... 73
x
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1a Hasil analisis metode modifikasi 1 dan metode modifikasi 2 .. 85 Lampiran 1b. Hasil analisis sintesis vanilin metode konvensional Sastroamidjoyo dan 1/8 Sastroamdisjoyo (modifikasi 1) ........ 85 Lampiran 2a. Hasil analisis kemurnian vanilin pada tingkat daya 400 watt, 560 watt dan 800 watt. ............................................................. 86 Lampiran 2b. Hasil analisis rendemen produk vanilin pada tingkat daya 400 watt, 560 watt dan 800 watt. ............................................. 87 Lampiran 2c. Hasil analisis densitas produk vanilin pada tingkat daya 400 watt, 560 watt dan 800 watt. ............................................. 87 Lampiran 2d. Hasil analisis titik leleh produk vanilin pada tingkat daya 400 watt, 560 watt dan 800 watt. ............................................. 88 Lampiran 2e. Hasil analisis kelarutan dalam alkohol 70 % produk vanilin pada tingkat daya 400 watt, 560 watt dan 800 watt. ................ 88 Lampiran 3a. Hasil analisis standar deviasi kemurnian campuran vanilin pada tingkat daya 400 Watt, 560 Watt dan 800 Watt .............. 89 Lampiran 3b. Hasil analisis standar deviasi kemurnian produk vanilin kasar pada tingkat daya 400 Watt, 560 Watt dan 800 Watt .............. 90 Lampiran 3c. Hasil analisis standar deviasi rendemen vanilin pada tingkat daya 400 Watt, 560 Watt dan 800 Watt ................................... 91 Lampiran 3d. Hasil analisis standar deviasi densitas vanilin pada tingkat daya 400 Watt, 560 Watt dan 800 Watt ................................... 92 Lampiran 3e. Hasil analisis standar deviasi titik leleh vanilin pada tingkat daya 400 Watt, 560 Watt dan 800 Watt ................................... 93 Lampiran 4. Analisis puncak kromatogram berdasarkan waktu retensi ....... 94 Lampiran 5. Kromatogram kemurnian isoeugenol standar dan vanilin standar ...................................................................................... 97
xi
Lampiran 6. Kromatogram kemurnian vanilin campuran dan produk vanilin metode modifikasi 1 (tingkat daya 560 watt, lama reaksi 4 menit, ulangan 1) ........................................................ 98 Lampiran 7. Kromatogram kemurnian vanilin campuran dan produk vanilin metode modifikasi 1 (tingkat daya 560 watt, lama reaksi 4 menit, ulangan 2) ........................................................ 99 Lampiran 8. Kromatogram kemurnian vanilin campuran dan produk vanilin metode modifikasi 2 (tingkat daya 560 watt, lama reaksi 4 menit, ulangan 1) ........................................................ 100 Lampiran 9. Kromatogram kemurnian vanilin campuran dan produk vanilin metode modifikasi 2 (tingkat daya 560 watt, lama reaksi 4 menit, ulangan 2) ........................................................ 101 Lampiran 10. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 400 watt dengan lama reaksi 4 menit, ulangan 1 .................................................................... 102 Lampiran 11. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 400 watt dengan lama reaksi 4 menit, ulangan 2 .................................................................... 103 Lampiran 12. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 400 watt dengan lama reaksi 6 menit, ulangan 1 .................................................................... 104 Lampiran 13. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 400 watt dengan lama reaksi 6 menit, ulangan 2 .................................................................... 105
Lampiran 14. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 400 watt dengan lama reaksi 8 menit, ulangan 1 .................................................................... 106 Lampiran 15. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 400 watt dengan lama reaksi 8 menit, ulangan 2 .................................................................... 107
Lampiran 16. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 560 watt dengan lama reaksi 4 menit, ulangan1 ..................................................................... 108
Lampiran 17. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 560 watt dengan lama reaksi 4 menit, ulangan 2 .................................................................... 109
xii
Lampiran 18. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 560 watt dengan lama reaksi 6 menit, ulangan 1 .................................................................... 110 Lampiran 19. Lromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 560 watt dengan lama reaksi 6 menit, ulangan 2 .................................................................... 111 Lampiran 20. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 560 watt dengan lama reaksi 8 menit, ulangan 1 .................................................................... 112 Lampiran 21. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 560 watt dengan lama reaksi 8 menit, ulangan 2 .................................................................... 113 Lampiran 22. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 800 watt dengan lama reaksi 2 menit, ulangan 1 .................................................................... 114 Lampiran 23. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 800 watt dengan lama reaksi 2 menit, ulangan 2 .................................................................... 115 Lampiran 24. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 800 watt dengan lama reaksi 3 menit, ulangan 1 .................................................................... 116 Lampiran 25. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 800 watt dengan lama reaksi 3 menit, ulangan 2 .................................................................... 117 Lampiran 26. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 800 watt dengan lama reaksi 4 menit, ulangan 1 .................................................................... 118 Lampiran 27. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 800 watt dengan lama reaksi 4 menit, ulangan 2 .................................................................... 119 Lampiran 28. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin metode Sastromidjoyo ................................................. 120 Lampiran 29. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin dengan metode modifikasi 1 dengan refluks, ulangan 1 .................................................................................. 121
xiii
Lampiran 30. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin dengan metode modifikasi 1 dengan refluks, ulangan 2 .................................................................................. 122 Lampiran 31. Gambar sampel campuran vanilin dan produk vanilin kasar ......................................................................................... 123 Lampiran 32. Gambar sampel produk vanilin kasar dan vanilin standar ....... 124
2
I. PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Minyak cengkeh telah lama dikenal sebagai mata perdagangan ekspor
Indonesia. Minyak cengkeh dihasilkan dari penyulingan uap dan air bunga,
gagang dan daun cengkeh yang digunakan dalam industri farmasi, parfum,
kosmetik dan industri flavor makanan dan minuman. Saat ini usaha
penyulingan minyak cengkeh dilakukan oleh rakyat dengan alat yang masih
sederhana di sentra-sentra produksi cengkeh seperti Jawa Barat, Jawa Tengah,
Jawa Timur dan Sulawesi Utara. Pasokan minyak cengkeh Indonesia ke pasar
dunia cukup besar, yaitu lebih dari 60 persen kebutuhan dunia. Dari 2080 ton
minyak cengkeh yang dipasarkan, Indonesia pemasok 1317 ton (Departemen
Pertanian, 2005).
Pemakaian minyak cengkeh di dalam negeri masih sangat terbatas,
secara garis besar dari komoditi minyak cengkeh Indonesia yang diekspor ke
luar negeri masih berupa bahan mentah. Salah satu cara untuk meningkatkan
nilai tambah dan daya guna minyak cengkeh, sebagaimana yang dilakukan di
negara-negara maju seperti Amerika Serikat, Inggris dan Jerman adalah
dengan memproduksi senyawa isolat eugenol minyak cengkeh dan senyawa
turunannya seperti isoeugenol dan vanilin. Harga produk-produk tersebut jauh
lebih mahal daripada harga minyak cengkeh.
Menurut Uhe (2005), harga minyak cengkeh Indonesia di pasaran
internasional pada bulan Februari 2005 sebesar USD 4,25 per kg, eugenol
USD 7,8 per kg. Sedangkan menurut Indesso (2006), harga minyak daun
cengkeh sekitar Rp 25.000,00 per kg, eugenol sebesar Rp 75.000,00 per kg
dan harga isoeugenol Rp 95.000,00 per kg.
Vanilin adalah senyawa yang dapat diturunkan dari eugenol. Vanilin
merupakan bahan serbaguna yang banyak digunakan sebagai flavor (82 %)
oleh industri makanan dan minuman (es krim, cokelat, gula-gula, permen,
puding, kue dan soft drink), produk farmasi (13 %) dan produk wewangian
2
(5 %) (Tidco, 2005). Secara komersial terdapat produk vanilin alami dan
sintetik. Vanilin alami harganya sangat mahal dan digunakan hanya pada
pasar tertentu. Permintaan vanilin alami mengalami kenaikan 15 persen tiap
tahunnya, namun permintaan tersebut tidak semua terpenuhi. Untuk
memproduksi 1 kg vanilin alami dibutuhkan biaya USD 82 dibandingkan
USD 15 untuk 1 kg vanilin sintetik (Tidco, 2005). Sementara itu, harga
produk vanilin alami di pasaran mencapai 10 kali lipat harga vanilin sintetik
(USD 9 – 11 per kg) (Fridge, 2004). Sedangkan menurut pengamatan sendiri
di beberapa pasar, harga vanilin alami sebesar Rp 3,6 juta per kg.
Mahalnya biaya produksi dan harga produk vanilin alami menyebabkan
industri-industri pengguna vanilin (makanan dan minuman, farmasi dan
parfum) di Indonesia mengimpor vanilin sintetik. Impor vanilin sintetik
tersebut sebagian besar didatangkan dari China. Pada tahun 2000-2004,
Indonesia mengimpor vanilin sintetik sebanyak 137,8 – 174,2 ton dengan nilai
USD 1,191 – 1,3 juta (BPS, 2004). Produksi vanilin sintetik dunia
diperkirakan sebesar 3000 ton per tahun, sedangkan total permintaan pasar
global vanilin sintetik mencapai 3500 ton pada tahun 2000. Seiring dengan
berkembangnya industri makanan, minuman dan farmasi diperkirakan
kebutuhan vanilin sintetik dunia akan terus meningkat dengan laju 8 – 9 % per
tahun dengan pangsa pasar USA 27 %, Eropa 45 %, Asia 21 %, dan lainnya 7
% (Tidco, 2005). Untuk menghemat devisa dan mengurangi ketergantungan
terhadap impor vanilin, maka diperlukan usaha produksi vanilin di dalam
negeri dengan teknologi proses yang efisien dan kualitas produk yang tinggi.
Sampai saat ini sejumlah teknologi sintesis vanilin masih terus
dikembangkan. Sintesis vanilin dapat dilakukan dengan cara oksidasi
isoeugenol. Prosedur standar yang biasa digunakan dalam sintesis vanilin
adalah jalur oksidasi dengan nitrobenzene yang dilarutkan dalam DMSO pada
suhu 130 oC dan waktu reaksi 3 jam dengan cara konvensional
(Sastrohamidjojo, 1981). Lamanya waktu reaksi dapat mengakibatkan
terjadinya dekomposisi pada bahan dan produk. Untuk mengatasi hal tersebut,
pada penelitian ini sintesis vanilin dilakukan dengan menggunakan teknologi
gelombang mikro (microwave) untuk dapat menghasilkan kemurnian yang
3
lebih tinggi. Metode ini relatif mudah dilaksanakan dengan waktu yang relatif
singkat.
B. TUJUAN
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Mempelajari sintesis vanilin dari isoeugenol minyak cengkeh dengan
penggunaan pemanasan gelombang mikro (microwave) sehingga dapat
mempercepat waktu reaksi.
2. Mengetahui perbedaan sintesis vanilin dengan pemanasan
konvensional dan pemanasan gelombang mikro (microwave).
3. Mempelajari pengaruh waktu reaksi dan tingkat pemanasan pada
reaksi oksidasi dengan menggunakan pemanasan gelombang mikro
terhadap produk sintesis vanilin yang dihasilkan.
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. MINYAK DAUN CENGKEH
1. Sifat Fisiko – Kimia
Minyak daun cengkeh merupakan salah satu minyak atsiri yang
cukup banyak dihasilkan di Indonesia dengan cara penyulingan air dan
uap. Minyak daun cengkeh mengandung dua komponen utama yaitu
eugenol (80 – 90 %) dan kariofelin (10 – 20 %) (Sastrohamidjojo, 2002).
Minyak daun cengkeh berupa cairan yang berwarna bening sampai
kekuning-kuningan, mempunyai rasa yang pedas, keras dan berbau aroma
cengkeh. Warnanya akan berubah menjadi coklat atau berwarna ungu jika
terjadi kontak dengan besi atau akibat penyimpanan. Minyak daun
cengkeh digunakan sebagai bahan baku industri pangan, parfum, farmasi,
dan bahan pembuatan vanilin sintetik
Kualitas minyak daun cengkeh ditentukan dari kandungan fenol,
terutama eugenol, eugenol asetat dan warna minyak (Guenther, 1950).
Komponen lain yang turut menentukan adalah golongan monoterpen,
hidrokarbon, seskuiterpen dan senyawa aromatik (Purseglove et al., 1981).
Hasil penyulingan dan sifat fisiko kimia minyak daun cengkeh
tergantung pada sumber dan kualitas tanaman cengkeh, metode
penyulingan serta keadaan bahan yang akan disuling, apakah penyulingan
dari cengkeh utuh atau yang dirajang (Purseglove et al., 1981). Cengkeh
utuh yang didestilasi dapat menghasilkan minyak dengan kandungan
eugenol tinggi dengan bobot jenisnya 1,06, sedangkan cengkeh yang
ditumbuk akan menghasilkan minyak dengan kadar eugenol sedikit lebih
rendah dengan bobot jenis di bawah 1,06. Pada umumnya minyak daun
cengkeh berkadar eugenol lebih rendah dibandingkan dengan minyak
bunga cengkeh. Tabel 1 memperlihatkan syarat mutu minyak daun
cengkeh dan minyak bunga cengkeh menurut Essential Oil Association
5
(EOA,1970), sedangkan Tabel 2 memperlihatkan sifat fisiko-kimia
minyak bunga cengkeh hasil penelitian di Inggris dan Zanzibar.
Tabel 1. Syarat mutu minyak daun cengkeh dan bunga cengkeh
Karakteristik Nilai
Minyak Daun Cengkeh Minyak Bunga
Cengkeh
Bobot jenis 25/25 oC
Indeks Bias 25 oC
Putaran Optik
Kadar Eugenol (%)
Kelarutan dalam alkohol 70 %
Warna
1,036 – 1,046
1,531 – 1,535
± 0o sampai -2
84 – 88
1 : 2
Cairan berwarna sangat
kuning pucat pada waktu
disuling, cepat berubah
menjadi coklat atau ungu
1,048 – 1,056
1,534 – 1,538
± 0o sampai -1 o30
89 – 95
1 : 2
Cairan kuning sampai
coklat muda, bila
menyentuh besi
berubah menjadi
coklat ungu tua
Sumber: EOA (1970)
Tabel 2. Sifat fisiko – kimia minyak bunga cengkeh hasil penelitian di Inggris dan Zanzibar
Sifat Cara Penyulingan Penyulingan Air Penyulingan Uap
Inggris
Bobot Jenis pada 15 oC
Kadar Eugenol (%) volume
Zanzibar
Rendemen (%)
Bobot Jenis (15,5 o C)
Indeks Bias, 20 oC
Kadar Eugenol
Kelarutan
1,048
85 – 89
17,3
1,065
1,532
91,5
Larut dalam alkohol 70 %,
perbandingan 1 : 1
1,059 – 1,065
91 – 95
17,35
1,069
1,532
92,5
-
Sumber: Ketaren (1985)
6
2. Komposisi Kimia
Menurut Masada (1976) di dalam Leody (1992), dalam minyak daun
cengkeh terdapat senyawa-senyawa β-kariofilen, metil salisilat, metil
eugenol, eugenol dan isoeugenol. Minyak daun cengkeh juga
mengandung eugenol asetat, metil-n-amil keton dan seskuiterpenol dalam
jumlah yang sangat kecil.
Komposisi utama minyak daun cengkeh adalah eugenol (70 sampai
90 persen), di samping eugenol asetat (sekitar 5 -7 persen) dan
seskuiterpen kariofilen (terutama β-kariofilen 5 – 12 persen). Metil-n-amil
keton merupakan komponen yang turut menentukan bau dalam minyak
cengkeh (Purseglove et al., 1981). Tabel 3 memperlihatkan komposisi
kimia dan sifat fisik minyak daun cengkeh.
Tabel 3. Komposisi kimia dan sifat fisik minyak daun cengkeh, dikutip dari Bedoukian (1967) dan Guenther (1950)
Komponen Berat
Molekul
Titik Didih
(oC)
Bobot
Jenis d254
Indeks Bias nD20
Eugenol
Eugeol Asetat
Kariogilen
Metil salisilat
Metil-n-amil keton
Metil alkohol
Furfural
Metil benzoat
Metil-n-amil karbinol
Furfural alkohol
Metil furfural
Metil-n-heptil karbinol
Vanilin
164,20
204,24
456,69
152,14
32
32,04
96,08
136,14
166,20
98,10
110,11
144,25
152,14
253
282
125
223,5
151 – 152
64,5 – 64,7
160,17
199,60
160,40
170 – 171
184 – 186
193 – 194
285
1,0651
1,0870
0,9659
-
0,8170
0,7914
1,1616
1,0880
0,8187
1,1615
1,1365
0,8471
1,0560
1,5412
1,5207
1,4988
1,1840
1,4063
1,3306
1,5266
1,5181
1,4310
1,4860
1,0720
1,4290
-
Sumber: Ketaren (1985)
7
a. Eugenol
Eugenol merupakan persenyawaan terbesar yang terdapat dalam
minyak cengkeh (Syzigium aromaticum). Menurut Ketaren (1985),
kandungan eugenol dalam minyak cengkeh agak berbeda untuk bagian
tanaman cengkeh yaitu pada daun cengkeh sebesar 79 – 90 %, 85 – 95 %
dari kuncup bunga, 90 – 95 % dari tangkai bunga.
Eugenol adalah senyawa dari golongan hidrokarbon teroksidasi
(oxygenated hydrocarbon) yang merupakan cairan minyak tidak
berwarna atau sedikit kekuningan, mudah menguap, akan menjadi coklat
jika kontak dengan udara dan berasa getir. Mempunyai rumus molekul
C10H12O2 dan bobot molekul 164,2 g/mol. Tata nama eugenol adalah
1-hidroksi 2-metoksi 4-alil benzena. Senyawa eugenol digunakan
sebagai flavor dalam produk rokok, minuman tidak beralkohol, es krim,
permen karet dan berbagai produk pangan serta kosmetik (Bedoukian,
1967).
Menurut Kurniawan (2005), untuk mendapatkan eugenol dari
minyak cengkeh, biasanya dilakukan dengan penambahan NaOH atau
KOH 3-5% sehingga membentuk garamnya yaitu natrium atau kalium
eugenolat yang larut dalam air. Dengan penambahan asam klorida (HCl)
akan membebaskan eugenol yang kemudian diekstraksi dengan eter.
Sifat fisiko kimia eugenol ditunjukkan pada Tabel 4 dan rumus bangun
eugenol ditunjukkan pada Gambar 1.
Tabel 4. Sifat fisiko-kimia eugenol
Karakteristik Nilai Bobot jenis (25 oC)
Indeks bias 20 oC
Titik didih
Putaran optik
Titik leleh
Kelarutan
1,053 – 1,064
1,538 – 1,542
255 oC
-1o30’
-7,5 oC
1:5 atau 1:6 dalam alkohol 50%, tidak larut dalam
air, larut dalam eter, kloroform dan asam asetat. Sumber: Purseglove et al (1981)
8
OH
OCH3
CH2CH=CH2
Gambar 1. Rumus bangun eugenol (Parry,1922)
Dari rumus bangun eugenol pada Gambar 1 dapat dilihat bahwa
eugenol adalah suatu alkohol siklis monohidrat atau suatu fenol,
sehingga dapat bereaksi dengan basa kuat seperti NaOH, KOH atau
Ca(OH)2. Jika dipanaskan dalam alkali, eugenol akan dikonversi
menjadi isoeugenol (Guenther, 1950).
b. Isoeugenol
Isoeugenol terdapat di dalam berbagai minyak atsiri, tetapi
kandungan yang terbesar terutama terdapat di dalam minyak cengkeh.
Sebagian besar berada bersama eugenol, tetapi bukan sebagai komponen
utama.
Minyak cengkeh mengandung sejumlah kecil isoeugenol. Dengan
proses pemanasan dalam alkali eugenol dapat diisomerisasi menjadi
isoeugenol. Nama lain dari isoeugenol adalah 1-hidroksi-2-metoksi-
4-propenil benzen. Menurut Bedoukian (1967), senyawa isoeugenol
berwarna agak bening, mempunyai bau floral, manis dan rasa seperti
bunga cengkeh. Isoeugenol (C10H12O2) dengan berat molekul 164,2
g/mol merupakan bumbu masak (flavoring agent), zat pewangi, bahan
baku pembuatan vanilin dan isoeugenol asetat (Sastrohamidjojo, 2002).
Isoeugenol juga digunakan sebagai pemberi flavor pada produk rokok,
minuman tidak beralkohol, es krim, permen karet dan kosmetik.
Menurut Archtander (1969) dalam Leody (1992), isoeugenol
komersil merupakan campuran dari isomer cis- dan trans- isoeugenol,
jumlah trans-isoeugenol sekitar 81 – 88 % dan cis-isoeugenol sekitar
9
12 – 18 %, berwarna kekuning-kuningan dan merupakan cairan kental
dengan aroma cengkeh, namun aromanya lebih lunak. Isoeugenol
mempunyai titik didih yang lebih tinggi dari eugenol. Sifat fisiko kimia
selengkapnya dari isoeugenol dapat dilihat pada Tabel 5 dan Tabel 6
serta rumus bangun isoeugenol ditunjukkan pada Gambar 2 dan
Gambar 3.
Tabel 5. Sifat fisiko-kimia isoeugenol
Karakteristik Nilai Bobot jenis (25oC)
Indeks bias 20 0C
Titik didih (oC)
Kelarutan
1,079 – 1,085
1,572 – 1,577
262 – 266 oC
1:5 dalam alkohol 50 %
Sumber: EOA (1970)
OH
OCH3
CH=CH-CH3
Gambar 2. Rumus bangun isoeugenol (Parry, 1922)
Tabel 6. Sifat fisiko kimia cis- dan trans- isoeugenol
Karakteristik cis-isoeugenol trans-isoeugenol
Bobot jenis (20oC)
Indeks bias 20 0C
Titik didih (oC)
1,084
1,571
262 oC
1,088
1,579
266 oC
Sumber: Purseglove et al. (1981)
10
OH OH
OCH3 OCH3
H CH3
C = C C = C
H CH3 H H
trans-isoeugenol cis-isoeugenol
Gambar 3. Rumus bangun trans-isoeugenol dan cis-isoeugenol (Sastrohamidjojo, 2002)
c. Non Eugenol
Komponen non eugenol yang terdapat dalam jumlah besar adalah
eugenol asetat (sekitar 5 -7 persen) dan seskuiterpen kariofilen (terutama
β-kariofilen sekitar 5 – 12 persen). Sifat fisiko kimia kedua bahan tersebut
dapat dilihat pada Tabel 7.
Tabel 7. Sifat fisiko-kimia eugenol asetat dan β-kariofilen
B. VANILIN DAN SINTESIS VANILIN
Vanilin (4-hidroksi-3-metoksi benzaldehida) merupakan padatan kristal
berwarna putih atau sedikit berwarna kuning, biasanya berbentuk jarum dan
mempunyai bau (aroma) yang khas. Vanilin dapat digunakan sebagai flavor
Karakteristik Eugenol asetat β-Kariofilen
Rumus molekul
Wujud
Titik didih
Bobot jenis (25oC)
Indeks bias (20oC)
Pelarut
C12H14O3
Semi padat dan berwarna
kuning jika terkena panas
281 – 282 oC
1,077 – 1,082
1,521
Alkohol
C15H24
Tidak berwarna
254 – 257 oC
0,897 – 0,910
1,498 – 1,504
Alkohol dan eter
Sumber: Purseglove et al. (1981)
11
(82 %) oleh industri makanan dan minuman (es krim, cokelat, gula-gula,
permen, puding, kue dan soft drink), produk farmasi (13 %) dan produk
wewangian (5 %) (Tidco, 2005). Vanilin dapat dipakai sebagai bahan baku
pembuatan obat, antara lain L-dopa yaitu suatu asam amino untuk pengobatan
penyakit Parkinson, keracunan mangan dan distonia muskulari juga dipakai
untuk sintesis trimethapriim, suatu chemoterapeutikum untuk penanggulangan
infeksi saluran kencing dan saluran pernafasan (Sastrohamidjojo, 2002).
Tabel 8 memperlihatkan sifat fisiko-kimia vanilin dan Gambar 4
memperlihatkan rumus bangun vanilin.
Tabel 8. Sifat fisiko-kimia vanilin
Karakteristik Nilai
Rumus Molekul
Bobot molekul
Titik leleh
Titik didih
Densitas
Bentuk
Kelarutan
C8H8O3
152,14 g/mol
80 – 83 oC
285 oC
0,60 g/cm3
Padat, kristal jarum
Sedikit larut dalam air, larut dalam benzena, sangat larut
dalam alkohol, aseton, aseton, eter, kloroform, asam asetat glasial,
dan karbon disulfida, serta larut dalam air yang mengandung
hidroksida dari logam alkali.
Sumber: Tidco (2005)
OH
OCH3
CHO
Gambar 4. Rumus bangun vanilin (Parry, 1922)
Vanilin secara alami berasal dari ekstraksi buah Vanilla planifolia,
tanaman merambat yang berasal dari Mexico, Honduras dan Guatemala.
Tanaman ini dimasukkan ke banyak negara tropis dan di Indonesia banyak
12
diusahakan di Pulau Jawa dan Bali (Sari, 2003). Kadar vanilin yang ada
dalam buah vanila tergantung tempat tumbuhnya, misalnya di Mexico 1,5 %
dan di Pulau Jawa 2,7 % (Kurniawan, 2005).
Menurut Syaflan (1996) dalam Sari (2003), proses yang harus dilalui
dari buah vanila sangat panjang, mulai dari pemetikan buah jika buah sudah
masak, kemudian dilayukan dengan pemanasan atau dicelupkan sebentar
dalam air panas, lalu difermentasikan sampai warna buah menjadi hitam.
Buah vanila yang telah selesai difermentasi kemudian diekstraksi dan akan
menghasilkan vanilin dengan rendemen kurang lebih 3 – 4 %. Sedangkan
menurut Suwarso et al., (2002), vanilin yang dihasilkan selama proses
penyimpanan (fermentasi) buah vanila terbentuk melalui reaksi pemutusan
glikosida secara enzimatik. Proses alami ini hanya menghasilkan 2 – 3 %
vanilin murni.
Vanilin di samping dihasilkan secara alami, juga dapat diperoleh dengan
cara sintesis. Oleh karena proses produksi vanilin alami membutuhkan waktu
yang lama dan hanya menghasilkan sedikit vanilin murni serta harga vanilin
alami yang sangat mahal jika dibandingkan dengan vanilin sintetik, maka
umumnya di negara-negara maju alternatif memperoleh vanilin agar dapat
mencukupi kebutuhan dunia dilakukan dengan cara sintesis.
Beberapa cara sintesis vanilin yang telah diketahui adalah sebagai
berikut:
1. Dari Lignin
Sebagian besar vanilin sintetik dihasilkan dari lignin yang berasal
dari limbah industri pulp. Sejumlah 5 – 10 % vanilin diperoleh pada
pemanasan lignin dengan alkali metal hidroksida. Pengasaman
(asidifikasi) pada reaksi alkali membebaskan vanilin yang selanjutnya
diekstraksi dengan eter atau pelarut yang tidak bercampur lainnya
(Kurniawan, 2005). Reaksinya dapat dilihat pada Gambar 5.
13
OH OH
OCH3 OCH3
Lignin Dipanaskan oksidasi OH-
CH=CH-CH2OH CHO
Gambar 5. Reaksi pembentukan vanilin dari lignin (Soelistyowati, 2001)
Produksi vanilin sintetik dari lignin yang berasal dari limbah
industri pulp telah dibatasi di negara-negara maju. Karena dalam
pembuatan vanilin ini banyak sekali macam reagen yang digunakan,
sehingga dalam produk akhir dikhawatirkan masih terdapat sisa-sisa
reagen yang bersifat racun (Darwis, 1989).
2. Dari Guaiakol
Guaiakol diperoleh dari tar kayu guaiakol. Guaiakol direaksikan
selama 2 hari dengan formaldehida dan p-nitroso-dimetil anilin dalam
metanol, kemudian dituang ke dalam air dan HCl. Metanol dihilangkan
dengan destilasi, kemudian produk reaksi di ekstraksi dengan benzene dan
dihasilkan vanilin setelah benzene diuapkan. Reaksinya dapat dilihat pada
Gambar 6.
OH OH OH N(CH3)2
OCH3 O OCH3 OCH3
+ H-C-H +
CH2OH CHO NH2Cl
Gambar 6. Reaksi pembentukan vanilin dari guaikol (Soelistyowati, 2001)
p-nitro-dimetil anilin
Guaiakol Formaldehida Vanilin
14
3. Dari Coniferin
Coniferin adalah suatu glikosida yang didapatkan dalam getah
tumbuh-tumbuhan dari kambium coniferin. Coniferin tersebut dioksidasi
oleh asam kromat menghasilkan glukovanilin yang akan terurai oleh asam
menjadi vanilin dan glukosa. Reaksinya dapat dilihat pada Gambar 7.
O(C6H11O5) O(C6H11O5) OH
OCH3 CrO3 OCH3 asam OCH3
+ C6H12O6
CH=CH-CH2OH CHO CHO
Gambar 7. Reaksi pembentukan vanilin dari coniferin (Soelistyowati, 2001)
4. Dari Eugenol Minyak Cengkeh
Pada prinsipnya pembuatan vanilin semi sintetik dari minyak
cengkeh melalui tahapan beberapa produk antara yaitu eugenol dan
isoeugenol. Oleh karenanya sintesis vanilin ini dapat terjadi dengan dua
cara, yaitu 1) Dengan memisahkan terlebih dahulu non-eugenol dalam
minyak cengkeh dan 2) Sintesis dilakukan langsung di dalam minyak
cengkeh tanpa perlu memisahkan non-eugenol, artinya non-eugenol baru
dipisahkan setelah terbentuknya isoeugenol. Menurut Soemadiharga
(1973), prinsip pembuatan vanilin dari eugenol adalah reaksi isomerisasi
yang disusul dengan reaksi oksidasi.
Menurut Carey (2003), oksidasi pada senyawa organik adalah proses
peningkatan jumlah ikatan di antara karbon dan oksigen (ikatan C–O) atau
penurunan jumlah ikatan karbon – hidrogen (ikatan C–H). Menurut
Sastrohamidjojo (2002), oksidasi isoeugenol menjadi vanilin oleh
nitrobenzena dalam media alkali merupakan serangkaian transfer elektron
dari OH– ke senyawa nitro melalui substrat tidak jenuh.
Coniferin Glukovanilin Vanilin Glukosa
15
Tahap pertama dari proses pembuatan vanilin ini ialah mengubah
eugenol menjadi isoeugenol. Proses yang biasa digunakan untuk
mengubah eugenol menjadi isoeugenol adalah pemanasan dalam alkali
kuat dan untuk ini dipakai KOH. Reaksi yang terjadi dapat dilihat pada
Gambar 8. OH OK
OCH3 KOH OCH3
CH2=CH-CH2 CH=CH-CH3 Eugenol K-isoeugenol
Untuk tahap oksidasi, dipergunakan nitrobenzena. Reaksi yang terjadi:
Selanjutnya garam kalium vanilat yang terbentuk diasamkan dengan
HCl. Reaksinya: KO OH
OCH3 OCH3
+ HCl + KCl CHO CHO K- Vanilat Vanilin
Gambar 8. Reaksi oksidasi pembentukan vanilin (Soemadiharga,1973)
16
Dari berbagai cara yang telah disebutkan dalam sintesis vanilin, yang
ada kaitannya langsung dengan penelitian ini adalah sintesis dari isoeugenol
minyak cengkeh. Sintesis vanilin dari isoeugenol dan eugenol minyak
cengkeh telah banyak diteliti di Indonesia dan luar negeri dengan
menggunakan prosedur yang berbeda-beda.
Prosedur standar yang biasa digunakan dalam sintesis vanilin dari
isoeugenol adalah jalur oksidasi dengan nitrobenzene yang dilarutkan dalam
DMSO. Keunggulan metode ini yaitu relatif mudah dilaksanakan (suhu
130 oC, waktu 3 jam) dengan tingkat efisiensi cukup tinggi. Dihasilkan
produk vanilin kasar 13,5 gram (56,25%) dan 4,6 gram vanilin murni (19 %)
dari 24 gram bahan baku isoeugenol dengan kemurnian yang tinggi
(Sastrohamidjojo, 1981).
Soemadhiharga et al., (1973), memproduksi vanilin dari eugenol dalam
skala besar yang direaksikan dengan KOH, nitrobenzene dan air di dalam
autoklaf pada suhu 170 – 190 oC dan tekanan 8 atm menghasilkan rendemen
3,6 %. Sari (2003), menyatakan bahwa vanilin dengan hasil sedikit diperoleh
dari hasil oksidasi eugenol asetat dengan kalium permanganat. Selain itu
vanilin juga dapat diperoleh dari isoeugenol dengan zat-zat pengoksidasi
lainnya, seperti oksigen, ozon dan merkuri oksida dalam larutan alkalis.
Boult et al., (1970), juga menyatakan metode lain yang digunakan untuk
proses oksidasi eugenol menjadi vanilin adalah penggunaan nitrobenzene atau
homolognya yang lebih tinggi dengan adanya fenol, azobenzene, natrium
meta-nitrobenzenasulfonat dengan soda kaustik dan anilin menghasilkan
rendemen dan kemurnian yang tinggi. Pada sintesis vanilin digunakan pelarut
dimetil sulfoksida (DMSO). Hal ini dikarenakan masalah yang dihadapi
dalam penggunaan metode ini adalah kesulitan bahan baku dan mahalnya
harga untuk mendapatkan azobenzene dan natrium meta-nitrobenzenasulfonat
serta penggunaan anilin yang sangat berbahaya.
Dalam perkembangan terakhir, sintesis vanilin dilakukan dengan
pemanasan menggunakan gelombang mikro (microwave). Metode sintesis
vanilin menggunakan pemanasan gelombang mikro telah dilakukan
Kurniawan (2005). Sintesis ini dilakukan dengan 2 tahap, yaitu isomerisasi
17
eugenol menjadi isoeugenol dan oksidasi isoeugenol menjadi vanilin pada
tingkat daya 680 Watt dengan lama reaksi 2 menit menghasilkan rendemen
vanilin sebesar 86,1 %. Metode ini relatif mudah dilaksanakan. Pemakaian
gelombang mikro untuk aktivasi reaksi telah diketahui dapat mempercepat laju
reaksi dalam waktu yang jauh lebih singkat sehingga efisiensi dapat diperoleh.
Berdasarkan pertimbangan di atas, dalam penelitian ini metode penggunaan
oksidator nitrobenzene dengan DMSO sebagai pelarut dan penggunaan
pemanasan gelombang mikro (microwave) digunakan untuk menghasilkan
vanilin sintetik dari isoeugenol minyak cengkeh.
Suatu reaksi oksidasi dapat berjalan dengan sempurna dan mencapai
kesetimbangan karena adanya oksidator. Oksidator nitrobenzene merupakan
oksidator kuat dan mudah digunakan untuk reaksi oksidasi sintesis vanilin.
Agar oksidator nitrobenzene ini cepat bereaksi dengan bahan, maka
ditambahkan DMSO (Dimetil sulfoksida) untuk memudahkan nitrobenzene
bereaksi.
a. Nitrobenzene
Nitrobenzene merupakan cairan berwarna kuning pucat, memiliki
bau yang khas dan beracun. Nitrobenzene meleleh pada suhu 5,85 oC dan
mendidih pada suhu 211oC, sedikit larut dalam air dan sangat larut dalam
etanol, eter, benzen dan Dimetilsulfoksida (DMSO). Memiliki rumus
molekul C6H5NO2. Nitrobenzene biasanya digunakan sebagai oksidator
yang baik untuk reaksi oksidasi isoeugenol menjadi vanilin dalam
pembuatan vanilin sintetik dan juga dapat digunakan untuk memproduksi
anilin dan methyl diphenyl diisocyanate (MDI) (Mannsville, 1991).
Menurut Arthur (1956), nitrobenzene berasal dari benzene dan asam
nitrat melalui metode purifikasi atau pemurnian, dengan pencucian dan
penyulingan uap. Cairan dan uapnya sangat berbahaya serta cepat
menyerap melalui kulit. Dikemas dalam botol gelas berwarna gelap,
kaleng atau drum besi. Nitrobenzene digunakan sebagai komponen isolasi
pyroxylin, pelarut untuk eter selulosa, modifikasi esterifikasi dari asetat
18
selulosa, bahan untuk pelitur atau penggosok logam dan pelitur sepatu,
bahan baku untuk industri anilin, benzidin, azobenzene dan lain-lain.
Sifat fisiko kimia nitrobenzene dapat dilihat pada Tabel 9.
Tabel 9. Sifat fisiko – kimia nitrobenzene
Sumber: Mannsville (1991)
b. DMSO
Menurut Fesseden (1982), Dimetil sulfoksida (DMSO) dibuat dalam
skala industri dengan oksidasi udara terhadap dimetil sulfida. Cairan ini
juga merupakan hasil samping industri kertas. DMSO merupakan pelarut
yang serbaguna. Zat ini merupakan pelarut yang ampuh baik untuk ion
anorganik maupun untuk senyawa organik. Seringkali pereaksi lebih
tinggi reaktivitasnya dalam DMSO dibandingkan dalam pelarut alkohol.
DMSO mudah menembus kulit dan pernah digunakan untuk membantu
penyerapan obat-obatan lewat kulit. Namun DMSO juga dapat membuat
racun dan kotoran terserap. Jika DMSO terkena tangan, maka dalam
waktu yang singkat akan sampai ke indra citarasa (lidah).
Menurut Tidwell (1990), DMSO dikenal sebagai metil sulfoxide,
dimethyl sulphoxide, dimethylsulfoxide, methylsulfinylmethane atau
sulfinylbismethane. Memiliki rumus molekul C2H6OS, merupakan cairan
higroskopik yang tidak berwarna. DMSO merupakan pelarut polar, sedikit
berasa getir dan dapat dicampur dengan air (Arthur, 1956). Dapat larut
dalam bahan pelarut organik seperti alkohol, ester, keton dan hidrokarbon
Karakteristik Nilai
Bobot jenis (25oC)
Bobot molekul
Titik leleh (oC)
Titik didih (oC)
Kelarutan
1,199 kg/L
123,06 g/mol
5,85 oC
210,9 oC
Larut dalam air 2,1 g/L (25oC), etanol dan benzen, sangat
larut dalam DMSO
19
berbau harum. Di dalam sintesis organik, DMSO dapat juga digunakan
untuk reaksi oksidasi (Tidwell, 1990).
Dimetilsulfoksida dapat mengganggu sistem pencernaan, pernapasan,
mudah kontak dengan mata dan kulit. DMSO memiliki tingkat toxisitas
yang rendah. Kontak yang panjang dapat menyebabkan infeksi kulit dan
merusakkan ginjal atau hati. Sifat fisiko kimia DMSO dapat dilihat pada
Tabel 10.
Tabel 10. Sifat fisiko - kimia DMSO
Karakteristik Nilai
Bobot jenis (25oC)
Bobot molekul
Titik leleh (oC)
Titik didih (oC)
Kelarutan
1,1004 g/cm3
78,13 g/mol
18,5 oC
189 oC
Larut dalam air, etanol, benzen dan kloroform
Sumber: Tidwell (1990)
C. PEMANASAN GELOMBANG MIKRO
1. Gelombang Mikro
Gelombang mikro didefinisikan sebagai gelombang elektromagnetik
dengan panjang gelombang antara 1,0 cm – 1,0 m, yaitu dengan frekuensi
antara 0,3 – 30 GHz (Whittaker, 1997). Dalam spektrum frekuensi,
gelombang mikro terletak antara gelombang radio dan inframerah
(Whittaker, 1997).
Menurut Taylor (2005) sesuai dengan namanya, oven gelombang
mikro adalah pemanas yang bekerja dengan menggunakan gelombang
radio, adapun frekuensi yang digunakan antara 900 – 30000 MHz.
Federal Communications Comission menetapkan bahwa untuk keperluan
industri, ilmu pengetahuan dan kesehatan digunakan empat besaran
frekuensi yaitu 915 MHz, 2450 MHz, 5800 MHz dan 24125 MHz. Hal ini
didasarkan pada pertimbangan bahwa frekuensi tersebut tidak akan
20
mengganggu frekuensi gelombang lainnya dan aman bagi kesehatan
manusia. Untuk keperluan di rumah tangga dan industri, gelombang
mikro umumnya menggunakan frekuensi 2450 MHz yaitu pada panjang
gelombang 12,25 cm.
Menurut Pozar (1993), gelombang mikro (microwave) merupakan
gelombang radio pendek berfrekuensi tinggi yang terletak di antara
gelombang berfrekuensi sangat tinggi (infrared) dan gelombang radio
konvensional. Gelombang mikro ini memiliki rentang panjang gelombang
mulai dari 1 mm sampai dengan 30 cm. Gelombang mikro merupakan
suatu bentuk gelombang elektromagnet sebagai cahaya dan bergerak di
udara setara dengan kecepatan cahaya (c = 2,9979 x 108 m/s). Gelombang
ini dibangkitkan oleh tabung elektron khusus, seperti klistron dan
magnetron (ini sebabnya gelombang mikro sering juga disebut
magnetron). Biasanya tabung elektron tersebut dilengkapi dengan
pengatur frekuensi baik berupa resonator, oskilator atau perangkat sejenis.
Panjang Gelombang dan Frekuensi Spektrum Elektromagnetik
ditunjukkan pada Gambar 9.
Gambar 9. Panjang gelombang dan frekuensi spektrum elektromagnetik Whittaker (1997)
Panjang Gelombang (meter) Frekuensi (Hertz)
10-3 10-2 10-1 100 101 102
1012 1011 1010109 108 107
Infra merah Microwave Frekuensi Radio
10-4
1013
21
Gelombang mikro sebagaimana gelombang elektromagnetik yang
lain dipancarkan dari satu sumber ke segala arah dan dapat dipantulkan
atau diserap oleh benda. Untuk penggunaan praktis perlu diperhatikan
bahwa gelombang mikro direfleksikan oleh bahan metal, menembus
bahan-bahan seperti udara, porselin, plastik dan dapat diserap oleh air,
bahan pangan dan pertanian yang kemudian akan melepaskan panas.
Energi yang dihasilkannya memiliki keuntungan di antaranya adalah daya
penetrasi yang relatif tinggi dan seragam. Hal ini dapat terjadi karena
molekul-molekul cairan di dalam bahan secara serentak mengalami rotasi
dan vibrasi sehingga terjadi keseragaman pelepasan panas di setiap titik di
dalam bahan.
2. Prinsip Pemanasan
Mariana (2004) menyatakan bahwa pemanasan dengan
menggunakan gelombang mikro merupakan akibat dari adanya interaksi
antara kandungan bahan dengan gelombang elektromagnetik.
Prinsip dasar dari pemanasan gelombang mikro yaitu adanya agitasi
molekul-molekul polar atau ion-ion yang bergerak karena adanya gerakan
medan magnetik atau elektrik. Dengan adanya gerakan medan tersebut,
diantara partikel-partikel mencoba untuk berorientasi atau mensejajarkan
dengan medan tersebut. Pergerakan partikel terbatas oleh adanya gaya
pembatas (interaksi inter partikel dan ketahanan elektrik) yang menahan
gerakan partikel dan membangkitkan gerakan acak menghasilkan panas
(Taylor, 2005).
Energi gelombang mikro adalah radiasi non-ionisasi yang
menyebabkan pergerakan molekul, yaitu interaksi antara komponen listrik
dari gelombang dengan partikel bermuatan berupa migrasi dari ion-ion dan
rotasi dari dipol-dipol dari sampel dengan tidak merubah struktur molekul
(Taylor, 2005). Perubahan energi gelombang mikro menjadi panas dapat
diketahui dari dua mekanisme, yaitu konduksi ionik dan rotasi dipolar,
22
sehingga hanya molekul ionik dan rotasi dua kutub yang dapat berinteraksi
dengan gelombang mikro untuk memproduksi panas. Gambar 10
menunjukkan mekanisme perubahan energi gelombang mikro menjadi
panas.
Gambar 10. Mekanisme interaksi gelombang mikro interaksi ionik (a) dan interaksi dipolar (b) (Taylor, 2005)
Konduksi ionik disebabkan oleh tumbukan akibat migrasi ionik yang
terjadi dalam medan elektromagnetik. Panas dapat dilepaskan akibat
adanya rotasi dua kutub berdasarkan penjajaran molekul secara permanen
maupun terinduksi oleh medan elektromagnetik. Apabila suatu substansi
diletakkan dalam oven, substansi tersebut akan menerima perubahan
medan gelombang dengan tiga arah orthogonal, yaitu dari atas ke bawah,
satu sisi yang lain dan dari depan ke belakang sebanyak 2,45 miliar kali
per detik. Medan osilasi frekuensi tinggi ini disebut medan gelombang
mikro. Daya rata-rata yang dihasilkan oleh medan tersebut akan
mempercepat pergerakan partikel di satu arah dan kemudian ke arah
sebaliknya. Jika partikel yang dipercepat tersebut bertumbukan dengan
partikel lain, maka akan terjadi perpindahan energi kinetik yang
menyebabkan pergerakan agitasi yang lebih cepat dibandingkan dengan
sebelumnya. Agitasi partikel ini akan meningkatkan temperatur partikel.
Selain itu partikel akan berinteraksi dengan partikel di sekitarnya. Energi
panas akan dipindahkan, sehingga seluruh partikel akan mempunyai
Medan listrik bolak-balik
E Ion natrium Molekul air (a) (b)
Na+ Cl- O=
H+
H+
23
temperatur yang sama. Proses perpindahan energi ini merupakan
mekanisme pemanasan gelombang mikro secara konduksi ionik.
Rotasi dua kutub terjadi apabila suatu molekul yang mempunyai
struktur dua kutub ditempatkan di dalam medan osilasi listrik. Molekul
tersebut akan mendapatkan energi rotasional sesuai dengan arah medan.
Ketika medan tersebut dipasang, seluruh molekul akan berada sesuai
dengan arah medan awal. Ketika arah medan dibalikkan molekul akan
berputar terbalik dan menimbulkan tumbukan lebih lanjut dengan
tetangganya. Energi tumbukan ini akan diubah menjadi peningkatan
temperatur molekul, di samping temperatur akibat agitasi termal yang
telah ada (Taylor, 2005).
Menurut Pozar (1993), oven gelombang mikro beroperasi dengan
pelepasan gelombang mikro oleh tabung elektron sehingga molekul-
molekul air dalam bahan akan teragitasi, yang kemudian menimbulkan
getaran, dan akhirnya akan memproduksi panas. Gelombang mikro akan
masuk melalui bagian atas ruang oven yang dilengkapi dengan kipas
pemusing yang bertugas untuk menyebarkan panas yang dihasilkan tadi ke
seluruh bagian oven. Kombinasi panas berintensitas tinggi dengan
pusingan tadi menyebabkan cepatnya proses pemasakan. Uniknya panas
yang dihasilkan ini tak dapat menembus wadah (container) logam, tetapi
dapat dengan mudah menembus wadah non logam.
3. Faktor Yang Mempengaruhi Pemanasan Gelombang Mikro
a. Tipe Oven Gelombang Mikro
Bagian dari oven gelombang mikro yang mempengaruhi reaksi
pemanasan adalah ruangan tempat sampel pada oven gelombang mikro
itu sendiri. Terdapat dua tipe dasar dari oven gelombang mikro, yaitu
single mode dan multi mode. Variasi dari pemanasan tempat sampel
gelombang mikro mempengaruhi tipe dasar dari oven gelombang
mikro tersebut, yang pada akhirnya mempengaruhi proses pemanasan
24
dari reaksi kimia yang berlangsung. Tipe single mode menghasilkan
gelombang berdiri di dalam ruangan oven, untuk ini dimensi dari
ruangan tempat sampel harus dikontrol secara teliti untuk merespon
secara sistematik panjang gelombang dari gelombang mikro tersebut.
Kelebihan tipe ini adalah tingkat pemanasan dapat dikontrol dengan
memposisikan sampel pada daerah yang paling baik intensitasnya,
dengan catatan bahwa gangguan apapun (bahkan dari sampel) akan
dapat mengganggu pola dari gelombang dan akan mempengaruhi
keefektifan proses pemanasan tipe ini. Oleh karena itu volume dan
kandungan dari sampel harus tepat, sehingga pola gelombang berdiri
tidak terganggu (Taylor, 2005).
Desain oven gelombang mikro tipe multi mode sangat
menghindari terbentuknya gelombang berdiri. Tujuan pembuatannya
terletak pada produksi ketidakberaturan sebanyak-banyaknya di dalam
ruangan oven. Untuk mencapai keadaan ini, dimensi dari ruangan
tempat sampel harus dibentuk sedemikian rupa agar tidak terjadi
gelombang penuh dalam ruangan oven. Kelebihan dari oven
gelombang mikro tipe ini adalah posisi dan skala sampel dapat
divariasikan.
Kedua tipe dari oven gelombang mikro ini dapat dimanfaatkan
untuk kepentingan reaksi kimia yang spesifik untuk tujuan yang
berbeda. Tipe single mode dapat dimanfaatkan untuk meneliti keadaan
reaksi secara spesifik, sedangkan tipe multi mode digunakan untuk
percobaan dengan ukuran sampel bervariasi, tetapi dengan pengamatan
yang tidak terlalu spesifik (Taylor, 2005).
b. Sifat Materi Terhadap Gelombang Mikro
Sifat material terhadap gelombang mikro berbeda-beda, tidak
semua material cocok untuk digunakan dalam pemanasan gelombang
mikro. Ada tiga material yang dibedakan menurut sifatnya terhadap
gelombang mikro, yaitu:
25
1. Materi yang memantulkan radiasi, yaitu yang memiliki sifat
konduktor sehingga tidak menyerap panas, contoh belerang.
2. Materi yang transparan terhadap radiasi atau hanya sedikit
mengubah energi gelombang mikro menjadi energi panas, yait
memiliki sifat isolator sehingga energi panas gelombang mikro
diteruskan, contoh tembaga.
3. Materi yang menyerap radiasi atau merubah sebagian dari energi
gelombang mikro menjadi energi panas, yaitu yang memiliki sifat
dielektrik sehingga panas yang dihasilkan sangat bagus.
Walau belum diketahui secara jelas bagaimana tepatnya perilaku
material dalam medan gelombang mikro, tetapi dapat diamati bahwa
setiap material akan menyerap, memantulkan atau bahkan meneruskan
energi gelombang mikro. Hal ini dipengaruhi oleh komposisi kimia
ataupun ukuran dan bentuk dari material secara fisik. Namun hanya
materi yang dapat menyerap radiasi gelombang mikro yang relevan
dengan aplikasi sintesis kimia.
Materi yang dipakai sebagai wadah dalam pemanasan gelombang
mikro harus terbuat dari bahan yang transparan terhadap radiasi
gelombang mikro, sehingga energi dari gelombang mikro tidak
terserap ke dalam wadah tetapi akan melewati dan langsung tertuju
pada larutan reaksi.
4. Aplikasi Pemanasan Gelombang Mikro
Kepraktisan dari kerja gelombang mikro mendukung pengembangan
fungsi gelombang mikro untuk bisa digunakan dalam berbagai industri.
Sejalan dengan perbaikan dan peningkatan efektifitas penggunaan oven
gelombang mikro telah meluas dalam berbagai bidang, di antaranya
industri farmasi, kimia, bioteknologi, pasteurisasi, sterilisasi, metereologi,
radar, TV, komunikasi satelit, pengukuran jarak jauh dan lainnya
(Taylor, 2005).
26
Kemajuan dari teknologi radiasi gelombang mikro telah mendorong
peneliti untuk mengaplikasikan teknologi gelombang mikro tersebut ke
dalam reaksi sintesis kimia organik. Reaksi sintesis kimia organik yang
pertama dilakukan oleh Richard Gedye dan pekerjanya dengan
menghidrolisis benzamide menjadi asam benzoic dalam suasana asam.
Mereka melaporkan, terjadi peningkatan kecepatan reaksi 5 – 1000 kali
dibandingkan dengan metode pemanasan konvensional (Taylor, 2005).
Beberapa aplikasi pemanasan gelombang mikro lainnya dalam reaksi
kimia diantaranya telah dilakukan oleh Dewi (2005) untuk pengeringan
panili yang bertujuan untuk meningkatkan flavor panili secara enzimatis.
Pembentukan flavor ini sangat dipengaruhi oleh kerja dari beberapa enzim
yang terdapat dalam buah panili. Kerja enzim ini sangat dipengaruhi oleh
suhu, karena semakin tinggi suhu semakin naik pula reaksi kimia baik
yang dikatalisis maupun yang tidak dikatalisis oleh enzim.
Penggunaan oven gelombang mikro dilakukan oleh Mariana (2004)
dengan mengaplikasikannya pada proses ekstraksi oleoresin jahe. Oven
gelombang mikro pada penelitian ini dimodifikasi dengan penambahan
thermokontrol dan penambahan alat pengaduk. Kurniawan (2005)
mensintesis vanilin dari eugenol dengan menggunakan pemanasan
gelombang mikro. Sintesis ini dilakukan dua tahap, yaitu mengubah
eugenol menjadi isoeugenol dan dilanjutkan dengan reaksi oksidasi
isoeugenol menjadi vanilin dengan rendemen vanilin sebesar 86,1 %.
Beberapa aplikasi radiasi gelombang mikro yang berhasil dilakukan
pada reaksi sintesis organik lainnya, yaitu: reaksi Diels-Alder, reaksi Ene,
reaksi Heck, reaksi Suzuki, reaksi Mannich, Hidrogenasi [beta]-lactams,
hidrolisis, pengeringan, esterifikasi, reaksi sikloadisi, epoksidasi, reduksi,
kondensasi, reaksi siklisasi, dan lainnya (Taylor, 2005). Keuntungan
utama dari penggunaan gelombang mikro dalam sintesis kimia organik
adalah kecepatan reaksinya yang jauh lebih singkat, lebih efisien, seluruh
energi ditransmisikan dan biaya yang dikeluarkan lebih murah jika
dibandingkan dengan cara konvensional (Taylor, 2005).
III. BAHAN DAN METODE
A. BAHAN DAN ALAT
1. Bahan Baku
Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah isoeugenol
minyak cengkeh dengan kemurnian 99 % isoeugenol yang didapat dari PT
Indesso Aroma. Warna minyak putih transparan, kental dan berbau wangi.
Dikemas dalam botol kaca berwarna gelap tertutup rapat berkapasitas 2 kg.
2. Bahan Kimia
Bahan-bahan kimia yang digunakan dalam penelitian yaitu
nitrobenzene pro analisis, DMSO (dimetil sulfoksida) pro analisis, KOH
pro analisis, HCl pro analisis 37 %, H2SO4 pro analisis, dietil eter teknis,
NaHSO3 (natrium bisulfit) teknis. Bahan-bahan kimia penunjang yaitu
Natrium sulfat anhidrat teknis, alkohol 50 % dan 70 % untuk analisis dan
aquades.
3. Alat
Peralatan utama yang digunakan dalam penelitian yaitu oven
gelombang mikro merk Sharp R-248 J (Gambar 11).
Gambar 11. Oven gelombang mikro merk Sharp R-248 J
28
Spesifikasi oven gelombang mikro yang digunakan dalam penelitian:
Merk/Tipe : SHARP R-248 J
Frekuensi gelombang : 2450 MHz
Daya keluaran : 800 Watt
Tingkat daya : 80 Watt atau 10 % (rendah), 240 Watt atau
30 % (sedang rendah), 400 Watt atau 50 %
(sedang), 560 Watt atau 70 % (sedang tinggi)
dan 800 Watt atau 100 % (tinggi).
Kapasitas : 23 liter
Berat : 12 kg
Ukuran luar : 400 mm (p) x 275 mm (t) x 360 mm (l)
Ukuran rongga : 322 mm (p) x 212 mm (t) x 336 mm (l)
Peralatan penunjang yang digunakan yaitu, kromatografi gas merk
Hitachi 263-50 untuk analisis kemurnian, Elektrothermal merk Wagtech
137-139 untuk analisis titik leleh, piknometer ukuran 10 ml, refraktometer
digital Abbe untuk mengukur indeks bias bahan baku isoeugenol, gelas
piala 300 ml, erlenmeyer 250 ml, corong pisah 500 ml, gelas ukur 10 ml,
tabung reaksi, pipet ukur 10 ml, neraca analitik merk Precisa XT 220 A,
corong, kertas saring, kertas pH, pengaduk magnetik (stirrer), pengaduk
kaca dan botol-botol kaca, serta peralatan gelas lain.
B. METODE PENELITIAN
1. Penelitian Pendahuluan
Penelitian pendahuluan dilakukan dengan tujuan untuk:
(1) Karakterisasi isoeugenol dan vanilin standar, (2) Uji coba sintesis
vanilin dengan pemanasan konvensional, dan (3) menyeleksi metode
sintesis vanilin menggunakan gelombang mikro.
29
Karakterisasi isoeugenol sebagai bahan baku dalam penelitian dan
vanilin standar dilakukan untuk mengetahui apakah bahan tersebut sudah
memenuhi standar mutu atau belum. Parameter yang diamati adalah
kemurnian dengan kromatografi gas, densitas, bobot jenis, indeks bias,
titik leleh dan kelarutan dalam alkohol 50 % dan 70 %.
Uji coba sintesis vanilin menggunakan pemanasan konvensional
yaitu mengulang penelitian yang dilakukan oleh Sastrohamidjojo (1981).
Sintesis vanilin dengan metode yang dilakukan pada penelitian
Sastrohamidjojo terdahulu bertujuan untuk membandingkan hasilnya
apakah sama atau berbeda.
Selanjutnya menyeleksi metode sintesis vanilin yang sesuai untuk
kapasitas oven gelombang mikro. Metode yang pertama adalah metode
modifikasi 1 dengan memodifikasi metode penelitian Sastrohamidjojo
dengan pengecilan volumenya menjadi 1/8 kali. Pengecilan volume
menjadi 1/8 kali ini berdasarkan kapasitas maksimum yang sesuai dan
batas aman penggunaan untuk pemanasan dengan gelombang mikro. Pada
metode ini, sintesis vanilin dilakukan pada tingkat daya 560 Watt (tingkat
daya sedang tinggi) dengan lama reaksi 4 menit.
Metode yang kedua adalah metode modifikasi 2 yang diambil dari
metode yang dilakukan pada penelitian Sastrohamidjojo (1981). Hanya
saja pemakaian nitrobenzene dan KOH untuk sintesis ini diambil dari
gabungan metode Kurniawan (2005) dengan menggunakan perbandingan
mol oksidator nitrobenzene terhadap mol isoeugenol 2 : 1 dan metode
Boult et al., (1970) dengan menggunakan perbandingan mol isoeugenol
dan KOH 20 % 1 : 2. Penggunaan metode modifikasi 2 ini diharapkan
dapat menghasilkan produk vanilin dengan kemurnian dan rendemen yang
tinggi dengan menghemat bahan-bahan kimia yang digunakan. Pada
metode ini, sintesis vanilin dilakukan pada tingkat daya dan lama reaksi
yang sama dengan metode modifikasi 1.
Analisis yang dilakukan terhadap produk vanilin hasil penelitian
pendahuluan ini adalah analisis kemurnian dengan menggunakan
kromatografi gas, rendemen, densitas, titik leleh, dan kelarutan dalam
30
alkohol 70 %. Hasil analisis yang terbaik dari kedua metode tersebut
dipilih dan digunakan sebagai metode sintesis vanilin untuk penelitian
utama dengan menggunakan gelombang mikro dan dengan cara
konvensional.
2. Penelitian Utama
Penelitian utama dilakukan untuk meneliti lebih lanjut kondisi
optimum sintesis vanilin dari metode modifikasi yang dihasilkan pada
penelitian pendahuluan dengan menggunakan variasi daya (tingkat daya)
50 % setara 400 Watt, 70 % setara 560 Watt dan 100 % setara 800 Watt.
Variasi waktu reaksi 4, 6 dan 8 menit pada tingkat daya 400 Watt dan 560
Watt serta 2, 3 dan 4 menit pada tingkat daya 800 Watt, dilakukan dua kali
ulangan.
Selain mensintesis vanilin menggunakan oven gelombang mikro,
juga dilakukan sintesis vanilin menggunakan cara konvesional dengan
menggunakan metode yang sama hasil dari pemilihan metode pada
penelitian pendahuluan. Hanya saja pada prosesnya, pemanasan dengan
gelombang mikro digantikan dengan menggunakan refluks pada saat
reaksi oksidasi berlangsung. Namun sintesis dengan cara konvensional ini
hanya dilakukan satu perlakuan yaitu pada suhu 130 oC dengan waktu
reaksi 3 jam, dilakukan dua kali ulangan. Hasil sintesis vanilin dengan
cara konvensional ini digunakan untuk membandingkan hasil sintesis
vanilin dengan menggunakan oven gelombang mikro.
3. Prosedur Penelitian
a. Tahap Oksidasi Dengan Metode Modifikasi 1
Sebanyak 2,83 ml (0,018 mol) isoeugenol ditambahkan dengan
6,7 g (0,12 mol) KOH yang dilarutkan dalam 8,8 ml aquades (KOH
76 %) ke dalam gelas piala 300 ml, diaduk dengan pengaduk magnetik
31
(magnetic stirrer) beberapa saat. Campuran ditambahkan dengan
15,4 ml (0,15 mol) nitrobenzene dan 30,8 ml DMSO (penggunaan
DMSO 2 kali volume nitrobenzene) sambil terus diaduk. Kemudian
campuran tersebut dipanaskan dengan menggunakan oven gelombang
mikro. Setelah pemanasan selesai, campuran didinginkan dan
dilarutkan dengan 75 ml aquades. Kemudian diasamkan dengan 14 ml
HCl 25 % sampai pH 2 – 3 disertai pengadukan. Campuran yang telah
diasamkan dimasukkan ke dalam labu pisah 500 ml dan didiamkan
beberapa saat sampai terbentuk dua lapisan, yaitu lapisan air yang
mengandung vanilin (lapisan atas) dan lapisan minyak (lapisan
bawah). Lapisan air yang mengandung vanilin dianalisis kemurniannya
dengan menggunakan kromatografi gas.
b. Tahap Oksidasi Dengan Metode Modifikasi 2
Sebanyak 7 ml (0,046 mol) isoeugenol ditambahkan dengan 5,2 g
(0,092 mol) KOH yang dilarutkan dalam 26 ml air (KOH 20%) ke
dalam gelas piala 300 ml, diaduk dengan pengaduk magnetik
(magnetic stirrer) beberapa saat. Campuran ditambahkan dengan 9,5
ml (0,092 mol) nitrobenzene yang dilarutkan dalam 9,5 ml DMSO
(penggunaan DMSO 1 kali volume nitrobenzene) sambil terus diaduk.
Kemudian campuran tersebut dipanaskan dengan menggunakan oven
gelombang mikro.
Setelah pemanasan selesai, campuran didinginkan dan dilarutkan
dengan 25 ml air. Kemudian diasamkan dengan 13 ml HCl 25 %
sampai pH 2 – 3 disertai pengadukan. Campuran yang telah
diasamkan, dimasukkan ke dalam labu pisah 500 ml dan didiamkan
beberapa saat sampai terbentuk dua lapisan, yaitu lapisan air yang
mengandung vanilin (lapisan atas) dan lapisan minyak (lapisan
bawah). Lapisan air yang mengandung vanilin dianalisis kemurniannya
dengan menggunakan kromatografi gas.
32
c. Tahap Ekstraksi
Hasil oksidasi dari metode modifikasi 1 dan metode modifikasi 2
membentuk dua lapisan. Lapisan atas dipisahkan dari lapisan
bawahnya dengan menggunakan corong pisah. Lapisan atas
diekstraksi tiga kali dengan 20 ml dietil eter. Dietil eter digunakan
untuk memisahkan komponen vanilin dari campuran hasil oksidasi
yang terdiri dari air, DMSO serta senyawa hasil oksidasi lainnya
seperti azobenzene dan asetaldehid yang ikut tercampur.
Vanilin yang terlarut dalam dietil eter diekstrak kembali dengan
34 ml larutan NaHSO3 (Natrium bisulfit) 10 % sebanyak dua kali.
Natrium bisulfit ditambahkan untuk membentuk vanilin bisulfit dan
memisahkan vanilin dari material yang tidak bereaksi lainnya yang
ikut terlarut dalam dietil eter seperti nitrobenzene dan azobenzene yang
dapat diperoleh kembali untuk digunakan dalam proses oksidasi
berikutnya. Selanjutnya bagian vanilin yang bergabung dengan
bisulfit ditambah dengan 2,7 ml asam sulfat pekat (H2SO4) dan
dipanaskan pada suhu 50 oC selama 1 jam untuk menghilangkan SO2
dan menghasilkan asam vanilin. Asam vanilin dirubah menjadi vanilin
melalui ekstraksi kembali dengan dietil eter sehingga vanilin terikat
dengan 20 ml dietil eter sebanyak dua kali. Pelarut dietil eter diuapkan
dan produk vanilin mentah berwarna merah kecoklatan mengkristal
sempurna pada suhu kamar. Kemudian vanilin diambil dan ditimbang.
Vanilin yang diperoleh adalah vanilin kasar atau mentah. Vanilin
kasar yang dihasilkan dianalisis kemurniannya dengan menggunakan
kromatografi gas. Selain itu dilakukan analisis terhadap rendemen,
densitas, titik leleh dan kelarutannya dalam alkohol 70 %. Diagram
alir proses sintesis vanilin dapat dilihat pada Gambar 12.
33
Gambar 12. Diagram alir proses sintesis vanilin
Pendinginan
Dipanaskan dengan oven gelombang mikro atau refluks
Ekstrak vanilin yang didapat diekstraksi 2 x dengan larutan NaHSO3 10 %
Ekstraksi 3 x dengan 20 ml dietil eter
Terbentuk dua lapisan
Ditambahkan 2,7 ml asam sulfat pekat dan dipanaskan pada suhu 50 oC, 1 jam
Larutan diekstrak 2 x dengan 20 ml dietil eter
Vanilin mentah mengkristal sempurna
pada suhu kamar
Identifikasi dengan GC
Analisis kemurnian, rendemen, densitas,
titik leleh dan kelarutan dalam
alkohol 70 %
Pelarut dietil eter diuapkan
Pengadukan Pengadukan
Isoeugenol KOH dan air
Nitrobenzene dan DMSO
HCl 25 % hingga pH 2-3
Lapisan bawah (fase organik)
Lapisan atas (fase air)
34
4. Perlakuan
Perlakuan yang digunakan pada penelitian utama, yaitu:
Tingkat daya 50 % (400 Watt) dengan waktu 4, 6 dan 8 menit.
Tingkat daya 70 % (560 Watt) dengan waktu 4, 6 dan 8 menit.
Tingkat daya 100 % (800 Watt) dengan waktu 2, 3 dan 4 menit.
Menggunakan refluks pada suhu 130 oC dengan waktu reaksi 3 jam
5. Pengamatan
Pengamatan yang dilakukan untuk produk vanilin pada penelitian ini
meliputi rendemen, kemurnian produk, densitas, titik leleh dan kelarutan
dalam alkohol 70 %. Sedangkan pengamatan untuk bahan baku
isoeugenol pada penelitian pendahuluan meliputi kemurnian bahan baku,
bobot jenis, indeks bias dan kelarutan dalam alkohol 50 %.
1. Pengamatan Produk Vanilin
a. Rendemen (SNI 06-2387-1998)
Prinsip :
Banyaknya produk yang dihasilkan dinyatakan dalam
persentase bobot produk terhadap bobot bahan baku yang digunakan.
Perhitungan :
Rendemen produk (% b/b) =
b. Kemurnian dengan Kromatografi Gas (SNI 06-6990.1-2004)
Prinsip:
Dasar dari pemisahan secara kromatografi gas adalah
penyebaran cuplikan contoh di antara dua fase, yaitu fase diam yang
%100)(
)( xgrambakubahanBobot
gramprodukBobot
35
mempunyai fase relatif luas dan fase gas yang merupakan fase
bergerak. Bila fase diam pada kromatografi gas merupakan zat cair,
maka cara pemisahan ini disebut metode kromatografi gas-cairan.
Pemisahan komponen dengan menggunakan kromatografi gas-cairan
didasarkan pada laju gerakan komponen-komponen yang dipisahkan
tersebut. Perbedaan laju gerak ini terjadi akibat adanya perbedaan
polaritas dan berat molekul komponen-komponen yang dipisahkan.
Alat kromatografi gas dapat dilihat pada Gambar 13.
Analisis kromatografi gas dilakukan di Laboratorium
Instrumen Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pasca Panen
dengan menggunakan:
Instrumen : Hitachi 263-50
Detektor : Ionisasi nyala (FID)
Materi kolom : OV 17
Panjang kolom : 3 meter
Diameter kolom : 1/8 inchi
Zat padat pendukung : Chromosorb
Suhu awal kolom : 150 oC
Waktu retensi : 13,7-14,4 menit
Suhu kenaikan kolom : 7,5 oC/menit
Suhu akhir kolom : 250 oC
Suhu Injektor : 200 oC
Suhu detektor : 250 oC
Volume injektor : 2 µl
Kecepatan alir nitrogen : 50 ml/menit
Kecepatan alir hidrogen : 50 ml/menit
Kecepatan rekorder : 5 mm/menit
Prosedur:
Untuk mengukur kemurnian campuran vanilin, diambil sebanyak
2 µl lapisan atas yang mengandung vanilin yang telah dipisahkan dari
lapisan bawah hasil dari tahap hidrolisis. Sedangkan untuk mengukur
36
kemurnian produk vanilin dilakuakn dengan melarutkan sedikit produk
vanilin kasar dalam alkohol 70 %, kemudian larutan tersebut diambil
sebanyak 2 µl. Campuran vanilin dan larutan produk vanilin sebanyak
2 µl disuntikkan ke dalam kolom kromatografi gas yang akan
membawa sampel ke detektor untuk dianalisa kemurniannya.
Perhitungan :
Konsentrasi senyawa dalam produk ditentukan dengan
perhitungan berdasarkan perbandingan antara konsentrasi produk
dengan konsentrasi pelarutnya.
Kemurnian =
Gambar 13. Alat kromatografi gas
c. Densitas (SNI 06-2387-1998)
Prinsip :
Perbandingan kerapatan bobot produk terhadap kerapatan
volume produk dalam gelas ukur yang digunakan.
Prosedur :
Pengukuran densitas produk vanilin ini dilakukan dengan cara
manual, yaitu dengan menggunakan gelas ukur 10 ml yang ditimbang
terlebih dahulu, kemudian diisi dengan vanilin sampai volumenya
2,1 ml dan dirapatkan, kemudian ditimbang bobot vanilin dalam gelas
ukur dan dihitung densitasnya.
%100100
xpelarutiKonsentras
produkiKonsentras−
37
Perhitungan :
Densitas produk (g/cm3) =
d. Titik Leleh (Barnsted International 800-553-0039)
Prinsip :
Pengukuran titik leleh terutama dilakukan terhadap minyak atsiri
yang berwujud padat atau membeku kristal pada suhu kamar. Suatu
produk sebelum meleleh mengalami perubahan fisik menjadi terlihat
lunak dan menyusut ketika akan meleleh. Titik leleh tetap diukur
mulai dari terlihatnya lelehan pertama sampai semua padatan meleleh
sempurna.
Prosedur :
Pengujian titik leleh pada hasil penelitian ini dilakukan
menggunakan elektrothermal IA9400 Apparatus dengan merk
Wagtech yaitu alat untuk mengukur titik leleh pada suhu rendah.
Sedikit sampel diletakkan di atas preparat kaca yang sudah
dibersihkan, kemudian preparat dimasukkan ke dalam alat tersebut.
Titik leleh maksimum produk vanilin diatur sampai suhu 90 oC
kemudian tekan tombol enter. Titik leleh tetap diukur mulai dari
terlihatnya lelehan pertama sampai semua padatan meleleh sempurna.
Gambar 14. Alat untuk mengukur titik leleh (Elektrothermal) (Bolton's, 2006)
)3()(
cmprodukVolumegramprodukBobot
38
e. Kelarutan Dalam Alkohol 70 % (SNI 06-2387-1998)
Prinsip :
Kelarutan vanilin dalam alkohol dapat dilihat dari seberapa jauh
bahan tersebut larut dalam alkohol sampai jernih dengan perbandingan
tertentu.
Prosedur :
Sebanyak 0,05 gram vanilin dimasukkan ke dalam tabung reaksi,
kemudian ditambahkan 0,056 ml atau 0,05 gram alkohol 70 % (bobot
jenis alkohol 70 % adalah 0,8899) sambil dikocok. Bila belum
diperoleh larutan jernih, ditambahkan lagi 0,056 ml alkohol 70 %
sambil dikocok. Penambahan terus dilakukan sampai diperoleh larutan
jernih. Bahan yang sukar larut dalam alkohol akan membentuk larutan
keruh. Penggunaan vanilin sebanyak 0,05 gram tersebut karena
produk vanilin yang dihasilkan terlalu sedikit jumlahnya.
Perhitungan :
Gram produk : Gram alkohol
2. Pengamatan Bahan Baku Isoeugenol
a. Bobot Jenis (SNI 06-2387-1998)
Prinsip :
Perbandingan kerapatan minyak pada suhu 25 oC terhadap
kerapatan air suling pada suhu yang sama.
Prosedur :
Piknometer kosong yang bersih dan kering ditimbang. Air suling
diisikan sampai melebihi tanda tera dan air yang menempel di bagian
luar piknometer dibersihkan dengan lap. Piknometer yang telah berisi
air suling didiamkan 15 menit untuk menormalkan suhunya lalu
ditimbang. Dengan cara yang sama dilakukan terhadap bahan baku
isoeugenol.
39
Perhitungan :
Bobot jenis = )(
)(gramsulingairBobot
gramprodukBobot
dan Bobot jenis (25/25 oC) = Bobot jenis (t) + 0,00082 (t – 25)
di mana :
BJ (t) = Bobot jenis minyak pada suhu pengukuran (pada t oC)
0,00082 = Faktor koreksi Bobot jenis minyak untuk perubahan 1 oC
b. Indeks Bias (SNI 06-2387-1998)
Prinsip :
Jika cahaya datang dan menembus dua media dengan kerapatan
yang berbeda, maka akan dibelokkan atau dibiaskan menuju garis
normal.
Perhitungan:
N = Indeks bias media lebih rapat
n = Indeks bias media kurang rapat
i = Sudut antar sinar datang dengan garis normal
r = Sudut bias
Prosedur :
Prisma pada refraktometer dibersihkan dengan alkohol,
kemudian di atas prisma diteteskan isoeugenol menggunakan pipet
tetes. Prisma dirapatkan dan diatur slidenya sehingga diperoleh garis
batas yang jelas antara terang dan gelap, saklar diatur sampai garis
batas berhimpit dengan titik potong dari dua garis bersilangan, indeks
bias dibaca.
Perhitungan :
Indeks Bias (25 oC) = nt – 0,0004 (t – 25)
nN
rSiniSin=
40
dimana:
t = Suhu kamar (oC)
nt = Indeks bias pada suhu kamar
0,0004 = Faktor koreksi isoeugenol yang nilainya dapat berubah
sesuai dengan suhu yang dipakai
c. Kelarutan Dalam Alkohol 50 % (SNI 06-2387-1998)
Prinsip :
Kelarutan isoeugenol dalam alkohol dapat dilihat dari seberapa
jauh bahan tersebut larut dalam alkohol sampai jernih dengan
perbandingan tertentu.
Prosedur :
Sebanyak 1 ml isoeugenol dimasukkan ke dalam tabung reaksi,
kemudian ditambahkan 1 ml alkohol 50 % sambil dikocok. Bila belum
diperoleh larutan jernih, ditambahkan lagi 1 ml alkohol 50 % sambil
dikocok. Penambahan terus dilakukan sampai diperoleh larutan jernih.
Minyak yang sukar larut dalam alkohol akan membentuk larutan
keruh.
Perhitungan :
ml isoeugenol : ml alkohol
6. Analisis Data
Data hasil penelitian dianalisis dengan menggunakan metode
deskriptif, yaitu metode yang berkaitan dengan pengumpulan dan
penyajian data sehingga mudah dipahami dan memberikan informasi yang
berguna (Hasan, 2002). Penyajian data disajikan atau ditampilkan dalam
bentuk grafik, tabel dan histogram.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. PENELITIAN PENDAHULUAN
1. Bahan Baku dan Produk Vanilin Komersial
Pada penelitian pendahuluan ini dilakukan analisis sifat fisiko-kimia
isoeugenol yang berasal dari PT Indesso Aroma. Analisis bahan baku ini
bertujuan untuk mengetahui karakteristik dan mutu isoeugenol minyak
cengkeh serta untuk mengetahui perubahan yang terjadi setelah dilakukan
proses oksidasi vanilin. Hasil analisis sifat fisiko-kimia isoeugenol dapat
dilihat pada Tabel 11 berikut:
Tabel 11. Sifat fisiko-kimia isoeugenol
Karakteristik Nilai Bahan Baku Nilai Standar *
Warna dan aroma
Bobot Jenis (25 oC)
Indeks Bias (20 oC)
Kelarutan
Kuning jernih, wangi bunga
1,084
1,575
1 : 5 dalam
Alkohol 50 %
Kuning jernih
1,079 – 1,085
1,572 – 1,577
1 : 5 dalam
Alkohol 50 %
* EOA, (1970)
Dari Tabel hasil analisis sifat fisiko-kimia bahan baku isoeugenol di
atas, dapat dilihat bahwa isoeugenol yang digunakan mempunyai mutu
yang tergolong dalam standar yang ditetapkan. Bobot jenis (25 oC) bahan
baku isoeugenol sebesar 1,084 dan indeks bias (20 oC) sebesar 1,575 termasuk
dalam selang bobot jenis dan indeks bias isoeugenol standar EOA (1970) yaitu
1,079 – 1,085 untuk bobot jenis dan 1,572 – 1,577 untuk indeks bias, sedangkan
kelarutan isoeugenol dalam Alkohol 50 % sebesar 1 : 5 sesuai dengan standar
EOA yaitu 1 : 5 dalam Alkohol 50 %. Hasil analisis kromatografi gas
(Lampiran 5) menunjukkan bahwa isoeugenol tersebut mempunyai
kemurnian total 99 % dengan kandungan cis-isoeugenol sebesar 15,19 %
42
dan trans-isoeugenol sebesar 83,99 %. Menurut Archtander (1969) dalam
Leody (1992), isoeugenol komersial merupakan campuran dari isomer cis-
dan trans- isoeugenol, jumlah trans-isoeugenol sekitar 81 – 88 % dan cis-
isoeugenol sekitar 12 – 18 %, berwarna kekuning-kuningan dan
merupakan cairan kental dengan aroma cengkeh, namun aromanya lebih
lunak.
Selain analisis bahan baku isoeugenol, juga dilakukan analisis
terhadap produk vanilin komersial yang dibeli di pasaran sebagai standar
untuk membandingkan produk vanilin kasar semi sintetik yang dihasilkan
pada penelitian ini. Hasil analisis vanilin komersial dapat dilihat pada
Tabel 12 berikut:
Tabel 12. Sifat fisiko-kimia vanilin komersial Karakteristik Nilai Vanilin Komersial Nilai Standar *
Warna dan
aroma
Densitas
Titik leleh
Kelarutan
Putih berbentuk kristal jarum
dan beraroma wangi khas
vanilin
0,591 g/cm3
78,9 oC
1 : 1 dalam Alkohol 70 %
Kristal berwarna putih atau
sedikit kuning, berbentuk
jarum dan beraroma khas
0,6 g/cm3
80 – 83 oC
Sangat larut dalam alkohol
* Tidco (2005)
Dari Tabel hasil analisis sifat fisiko-kimia produk vanilin komersial
di atas, dapat dilihat bahwa vanilin tersebut mempunyai mutu yang
tergolong dalam standar yang ditetapkan. Densitas vanilin komersial
sebesar 0,591 g/cm3 mendekati densitas vanilin standar Tidco (2005)
sebesar 0,6 g/cm3. Begitu juga dengan titik lelehnya, vanilin komersial
mempunyai titik leleh sebesar 78,9 oC yang mendekati titik leleh vanilin
standar Tidco (2005) sebesar 80 – 83 oC. Sedangkan warna dan aroma
serta kelarutan vanilin komersial sesuai dengan vanilin standar yang
ditetapkan. Hasil kromatografi gas (Lampiran 5) menunjukkan bahwa
vanilin tersebut mempunyai kemurnian 99,16 %. Kemurnian ini diperoleh
43
dari perhitungan berdasarkan perbandingan antara konsentrasi vanilin
dengan konsentrasi pelarutnya.
Dari hasil analisis karakterisasi bahan baku isoeugenol dan produk
vanilin komersial disimpulkan bahwa bahan baku isoeugenol yang berasal
dari PT Indesso Aroma sangat sesuai digunakan untuk proses sintesis
vanilin, karena mempunyai mutu yang tergolong dalam standar yang
ditetapkan EOA (1970). Begitu juga dengan analisis produk vanilin
komersial sangat sesuai digunakan sebagai standar dan pembanding
terhadap produk hasil proses sintesis vanilin yang dihasilkan pada
penelitian ini, karena produk vanilin komersial tersebut termasuk dalam
standar yang ditetapkan Tidco (2005).
2. Pemilihan Metode
Proses sintesis vanilin dari isoeugenol minyak cengkeh mempunyai
dua tahapan reaksi, yaitu reaksi oksidasi dan reaksi hidrolisis asam.
Tahapan reaksi paling kritis adalah reaksi oksidasi karena reaksi ini
merupakan reaksi yang dapat balik, sehingga untuk mengarahkan
kesetimbangan reaksi ke arah terbentuknya senyawa vanilin (produk)
dibutuhkan kondisi proses yang sesuai (Kurniawan, 2005).
Oleh karena itu pada penelitian pendahuluan ini dicobakan beberapa
metode untuk menghasilkan kondisi proses oksidasi yang sesuai
digunakan untuk kapasitas oven gelombang mikro sehingga menghasilkan
produk vanilin dengan kemurnian dan rendemen yang tinggi.
Metode yang pertama disebut metode modifikasi 1 menggunakan
basis metode penelitian sintesis vanilin yang dilakukan oleh
Sastrohamidjojo (1981) dengan menggunakan perbandingan mol
isoeugenol dan nitrobenzene sebesar 1 : 7,8 serta perbandingan mol
isoeugenol dan KOH 76 % sebesar 1 : 6,5 yang menghasilkan rendemen
vanilin kasar sebesar 56,25 %. Modifikasi dilakukan dengan pengecilan
volumenya menjadi 1/8 kali. Pengecilan volume ini didasarkan dari
kapasitas maksimum yang sesuai dan batas aman penggunaan untuk
44
pemanasan dengan gelombang mikro. Menurut Gallawa (1989), besarnya
energi panas gelombang mikro tergantung dari dalamnya daya tembus
gelombang mikro ke dalam zat dengan volume yang meruah, dimana oven
gelombang mikro hanya dapat menembus bahan dengan kedalaman
tertentu.
Pemakaian tingkat daya yang dilakukan pada penelitian
pendahuluan dengan menggunakan oven gelombang mikro ini yaitu
560 Watt pada power level medium high dan lama reaksi 4 menit.
Pemilihan tingkat daya dan lama reaksi ini digunakan karena pada daya
560 Watt dan lama reaksi 4 menit ini diperkirakan reaktan mencapai suhu
sekitar 130 oC, yaitu suhu yang digunakan oleh Sastrohamidjojo untuk
mensistesis vanilin dengan pemanasan konvensional.
Metode yang kedua disebut metode modifikasi 2 juga berbasis
metode yang dilakukan pada penelitian Sastrohamidjojo. Hanya saja
pemakaian nitrobenzene dan KOH untuk sintesis ini diambil dari
gabungan metode penelitian Kurniawan (2005) dengan perbandingan
penggunaan mol oksidator nitrobenzene terhadap mol isoeugenol 2 : 1
yang menghasilkan rendemen 81,6 % dan metode Boult et al., (1970)
dengan menggunakan perbandingan mol isoeugenol dan KOH 20 % 1 : 2.
Penggunaan metode modifikasi 2 ini diharapkan dapat menghasilkan
produk vanilin dengan kemurnian dan rendemen yang tinggi dengan
menghemat bahan-bahan kimia yang digunakan.
Hasil sintesis vanilin dari metode modifikasi 1 dengan menggunakan
daya 560 Watt dan lama reaksi 4 menit menghasilkan kemurnian
campuran vanilin sebesar 49,01 % dan kemurnian produk vanilin kasar
setelah dilakukan proses ekstraksi sebesar 90,44 % dengan rendemen
6,86 % (kromatogram metode modifikasi 1 terdapat pada Lampiran 6 dan
7). Sedangkan sintesis vanilin dari metode modifikasi 2 dengan
menggunakan daya dan lama reaksi yang sama dengan metode modifikasi
1 menghasilkan kemurnian campuran vanilin sebesar 32,97 % dan
kemurnian produk vanilin kasar setelah dilakukan proses ekstraksi sebesar
85,88 % dengan rendemen 2,46 % (kromatogram metode modifikasi 2
45
terdapat pada Lampiran 8 dan 9). Sifat fisiko-kimia hasil sintesis vanilin
dengan metode modifikasi 1 dan metode modifikasi 2 dapat dilihat pada
Tabel 13, sedangkan penyajian data dalam bentuk histogram dapat dilihat
pada Gambar 15 dan 16. Untuk selanjutnya, garis simpangan pada
histogram menunjukkan standar deviasi dari dua ulangan.
Tabel 13. Sifat fisiko-kimia hasil sintesis vanilin metode modifikasi dan metode modifikasi 2.
Karakteristik Metode
Modifikasi 1
Metode
Modifikasi 2
Kemurnian campuran vanilin
Kemurnian produk vanilin kasar
Rendemen
Titik leleh
Densitas
Kelarutan
49,01 %
90,44 %
6,86 %
63,20 oC
0,598 g/cm3
1 : 2 dalam
alkohol 70 %
32,97 %
85,88 %
2,46 %
66,70 oC
0,536 g/cm3
1 : 2 dalam
alkohol 70 %
Gambar 15. Pengaruh modifikasi metode terhadap kemurnian vanilin.
Garis simpangan menunjukkan standar deviasi dari 2 ulangan
49,01
90,44
32,97
85,88
0
20
40
60
80
100
campuran vanilin produk vanilin kasar
vanilin
% k
emur
nian
metode modifikasi 1 metode modifikasi 2
46
Gambar 16. Pengaruh modifikasi modifikasi terhadap rendemen vanilin.
Kemurnian produk vanilin kasar dan rendemen pada Gambar 15 dan
Gambar 16 yang dihasilkan dari metode modifikasi 2 lebih rendah jika
dibandingkan hasil metode modifikasi 1. Hal ini disebabkan karena pada
metode modifikasi 2 konsentrasi KOH yang digunakan lebih rendah, yaitu
sebesar 20 % dengan perbandingan mol isoeugenol dan KOH 1 : 2 jika
dibandingkan dengan metode modifikasi 1 yang menggunakan konsentrasi
KOH 76 % dengan perbandingan mol isoeugenol dan KOH 1 : 6,5. Hasil
analisis standar deviasi menunjukkan bahwa pemilihan metode
memberikan nilai yang berbeda terhadap kemurnian dan rendemen vanilin.
Penurunan konsentrasi larutan KOH berarti berkurangnya jumlah
molekul KOH dan bertambahnya jumlah molekul air dalam larutan.
Menurut Gsianturi (2002), sifat kelarutan senyawa kalium lebih tinggi
dibandingkan dengan natrium, sehingga kalium mudah larut dalam air.
Semakin tinggi ratio air : garam, maka semakin rendah kandungan
senyawa kalium.
Molekul KOH bersifat sukar menguap, sedangkan molekul air
menguap pada suhu 100 oC, sehingga semakin besar jumlah molekul air
dalam larutan mengakibatkan tekanan uap semakin tinggi. Adanya air
dalam jumlah yang banyak menyebabkan energi panas yang dihasilkan
oleh oven gelombang mikro diserap oleh bahan secara berlebih sehingga
akan menaikkan suhu bahan secara cepat. Menurut Connors (1990), kadar
air yang tinggi dalam suatu larutan akan berpengaruh terhadap
peningkatan pemanasan, dimana kecepatan pemanasannya tergantung dari
2,46
6,86
0
2
4
6
8
metode modifikasi 1 metode modifikasi 2
Metode%
Ren
dem
en
47
konsentrasi air dalam larutan. Oleh karena itu pada tingkat daya dan lama
reaksi yang sama dengan metode modifikasi 1, pada metode modifikasi 2
larutan cepat sekali mendidih dan terjadi tekanan uap yang tinggi sehingga
larutan yang ada dalam wadah naik ke atas permukaan wadah. Cepatnya
laju reaksi ini tidak membentuk produk isoeugenolat yang semakin
banyak, karena banyaknya air menyebabkan garam isoeugenolat yang
terbentuk terlarut di dalamnya. Menurut Sastrohamidjojo (1981),
isoeugenol merupakan asam lemah, sehingga garam isoeugenolat dalam
sistem yang mengadung H2O berlebih dapat terhidrolisis.
Menurut Soewarso et al., (2002), adanya H2O dalam reaksi akan
menghambat terbentuknya garam isoeugenolat dalam jumlah yang banyak,
karena kesetimbangan akan bergeser ke sebelah kiri atau ke arah
pembentukan isoeugenol kembali. Reaksinya dapat dilihat pada Gambar
17. OH OK
OCH3 OCH3
+ KOH + H2O
CH=CH-CH3 CH=CH-CH3
Isougenol K-isoeugenolat
Gambar 17. Reaksi penggeseran kesetimbangan ke sebelah kiri
Oleh karena itu, untuk menggeser kesetimbangan ke sebelah kanan
atau ke arah pembentukan garam isoeugenolat, maka H2O dalam sistem
harus dikeluarkan dan basa yang digunakan harus berlebih. Reaksinya
dapat dilihat pada Gambar 18. OH OK
OCH3 OCH3
+ KOH + H2O
CH=CH-CH3 CH=CH-CH3
Isougenol K-isoeugenolat
Gambar 18. Reaksi penggeseran kesetimbangan ke sebelah kanan
Basa berlebih
H2O dikeluarkan
Arah pergeseran kesetimbangan
Arah pergeseran kesetimbangan
48
Adanya basa berlebih dalam sistem akan bereaksi dengan senyawa
yang mudah melepaskan H+. Apabila air dikeluarkan dari sistem reaksi,
maka KOH berlebih akan bereaksi dengan H+ yang berasal dari
isoeugenol. H+ yang bersifat asam akan ditarik oleh KOH menjadi H2O
(Soewarso et al., 2002). Rendahnya kandungan air dapat memudahkan
pemindahan KOH dari fase air ke fase organik, sehingga isoeugenol dan
KOH dapat berinteraksi dengan baik.
Selain itu jumlah oksidator nitrobenzene yang digunakan pada
metode modifikasi 2 ini hanya berbanding 2 : 1 dengan isoeugenolnya dan
pemakaian pelarut DMSO hanya satu kali volume nitrobenzene. Berbeda
dengan jumlah oksidator nitrobenzene yang digunakan pada metode
modifikasi 1 dengan perbandingan mol nitrobenzene dan isoeugenol
7,8 : 1 dan pemakaian pelarut DMSO dua kali volume nitrobenzene.
Penggunan oksidator nitrobenzene dengan perbandingan yang terlalu kecil
dengan mol isoeugenolnya akan mempengaruhi kerja oksidator tersebut
sehingga reaksi oksidasi yang terjadi pada metode modifikasi 2 ini tidak
berjalan sempurna.
Sastrohamidjojo (2002) mengatakan reaksi oksidasi isoeugenol dapat
dilakukan dengan menggunakan oksidator nitrobenzene. Reaksi oksidasi
ini berlangsung dalam fase organik, sehingga untuk membawa oksidator
nitrobenzene ke dalam fase organik dibutuhkan pelarut Dimetil sulfoksida
(DMSO). Agar reaksi berjalan sempurna, jumlah oksidator dan pelarut
yang digunakan harus melebihi jumlah bahan yang akan direaksikan.
Menurut Boult, et al. (1970), penggunaan oksidator yang berlebih
diharapkan dapat mengoksidasi isoeugenol secara maksimal, dan
diharapkan faktor penghambat medium reaksi antara oksidator dengan
isoeugenol dapat dihilangkan. Hal ini dikarenakan pada reaksi kimia
sintesis vanilin dari isoeugenol dengan nitrobenzene, terdapat faktor
terjadinya penghambatan reaksi seperti homogenitas medium reaksi
(kemudahan kontak antar senyawa pereaksi).
Oleh karena itu, pada metode modifikasi 1 dengan jumlah oksidator
yang lebih banyak menghasilkan rendemen dan kemurnian yang lebih
49
tinggi jika dibandingkan dengan metode modifikasi 2. Hal ini dapat
dilihat pada hasil kromatogram campuran vanilin metode modifikasi 2
(Lampiran 8) memperlihatkan adanya puncak isoeugenol pada waktu
retensi 7,26 menit dengan jumlah yang tinggi. Hal ini menunjukkan
bahwa kesetimbangan reaksi bergeser ke sebelah kiri atau ke arah
pembentukan isoeugenol kembali, tidak bereaksi menjadi K-isoeugenolat
dan K-vanilat yang akan membetuk vanilin ketika direaksikan dengan
asam (reaksi hidrolisis asam), sehingga produk vanilin yang dihasilkan
mempunyai tingkat kemurnian dan rendemen yang rendah.
Menurut Suwarso, et al (2002), penyebab rendahnya rendemen hasil
reaksi adalah karena sebagian besar substrat awalnya tidak bereaksi.
Kemungkinan lainnya disebabkan karena terbentuknya senyawa-senyawa
reaksi samping bukan pembentuk produk (by-product).
K-isoeugenolat dan K-vanilat merupakan tahap penentu kecepatan
reaksi oksidasi. Oleh karena itu, reaksi oksidasi pembentukan vanilin
haruslah merupakan suatu reaksi kesetimbangan.
Dari data hasil analisis kemurnian produk vanilin dan rendemen
metode modifikasi 1 dipilih sebagai metode yang digunakan dalam
penelitian utama untuk mensintesis vanilin dari isoeugenol dengan
menggunakan gelombang mikro pada tingkat daya 400 Watt, 560 Watt dan
800 Watt. Namun hasil analisis titik leleh, densitas dan kelarutan dari
kedua metode tersebut tidak jauh berbeda, sehingga tidak berpengaruh
terhadap pemilihan metode yang digunakan dalam penelitian utama.
Selain mensistesis vanilin menggunakan oven gelombang mikro
dengan memakai metode modifikasi 1, juga dilakukan sintesis vanilin
menggunakan cara konvesional dengan metode yang sama. Hasil sintesis
vanilin dengan cara konvensional ini digunakan untuk membandingkan
hasil sintesis vanilin dengan menggunakan oven gelombang mikro.
50
B. PENELITIAN UTAMA
1. Reaksi Sintesis Vanilin
Proses pembentukan vanilin sintesis dari isoeugenol minyak cengkeh
terdiri dari dua tahap, yaitu tahap oksidasi dan hidrolisis yang kemudian
dilanjutkan dengan tahap ekstraksi.
a. Tahap Oksidasi dan Hidrolisis
Reaksi oksidasi isoeugenol menjadi vanilin menggunakan
oksidator nitrobenzene. Nitrobenzene tersebut digunakan untuk
mengubah isoeugenol menjadi K-vanilat yang terlebih dahulu
isoeugenol dirubah menjadi K-isoeugenolat dalam suasana basa.
Isoeugenol yang merupakan bahan baku utama dari sintesis
vanilin ini memiliki kemurnian isoeugenol 99 % direaksikan dengan
basa kuat KOH berlebih untuk membentuk K-isoeugenolat dan
oksidator nitrobenzene membentuk K-vanilat serta hasil sampingnya
seperti azobenzene dan asetaldehid. Reaksi oksidasi isoeugenol dapat
dilihat pada Gambar 8 halaman 15.
Pada penelitian ini, isoeugenol dioksidasi dengan menambahkan
KOH dan nitrobenzene serta DMSO yang dipanaskan dalam oven
gelombang mikro. Di dalam oven gelombang mikro terjadi radiasi
gelombang mikro yang diserap oleh bahan dan mengubah energi
radiasi menjadi energi panas yang akan memanaskan larutan sampel
secara langsung sehingga akan menaikkan suhu larutan dan terjadi
reaksi oksidasi.
Reaksi oksidasi isoeugenol dengan oksidator nitrobenzene dalam
suasana basa pada penelitian ini menghasilkan kalium vanilat.
Menurut Solistyowati (2001), penambahan basa KOH dalam reaksi
diperlukan agar asam karboksilat yang terbentuk akibat semakin
51
tingginya suhu oksidasi dapat dirubah menjadi garam yang dapat larut
dalam air, sehingga terbentuk kalium vanilat.
Campuran senyawa hasil oksidasi diasumsikan sebagai suatu
senyawa ester, untuk memutuskan ikatan ester diperlukan suatu
hidrolisis. Untuk merubah kalium vanilat menjadi vanilin maka
dilakukan tahapan hidrolisis menggunakan asam. Pada tahapan ini ion
K+ pada senyawa vanilat digantikan oleh ion OH- dan garam KCl hasil
reaksi terendapkan sehingga dapat dipisahkan dari komponen vanilin.
Reaksi hidrolisis vanilin dapat dilihat pada Gambar 8 halaman 15.
Hasil akhir dari tahapan hidrolisis adalah terbentuknya dua
lapisan yaitu lapisan atas (air) yang mengandung vanilin dan lapisan
bawah yang mengandung azobenzene, asetaldehid, DMSO dan reaksi
hasil samping lainnya. Lapisan atas diidentifikasi dengan kromatografi
gas untuk menganalisis kemurniannya dan seberapa besar vanilin yang
terbentuk.
Reaksi pembentukan vanilin sangat dipengaruhi oleh lama
reaksi oksidasi dengan aplikasi gelombang mikro. Kenaikkan lama
reaksi menyebabkan kenaikkan suhu reaksi, sehingga semakin banyak
energi panas yang dihasilkan gelombang mikro diserap oleh bahan dan
meningkatkan laju reaksi oksidasi untuk membentuk vanilin semakin
banyak. Hal ini dapat dilihat pada kemurnian campuran vanilin tingkat
daya 400 Watt (Gambar 19) pada lama reaksi oksidasi dengan aplikasi
gelombang mikro 4, 6 dan 8 menit, serta tingkat daya 800 Watt
(Gambar 21) pada lama reaksi 2, 3 dan 4 menit mengalami
peningkatan seiring dengan meningkatnya lama reaksi.
Pada lama reaksi 4 dan 6 menit pada tingkat daya 400 Watt, serta
2 dan 3 menit pada tingkat daya 800 Watt persentasi kemurnian masih
kecil, sebaliknya pada lama reaksi 8 menit (400 Watt) dan 4 menit
(800 Watt) terjadi persentase kemurnian yang semakin besar. Hal ini
disebabkan jumlah energi panas yang dihasilkan pada lama reaksi 4
dan 6 menit (400 Watt) serta 2 dan 3 menit (800 Watt) belum dapat
mengubah isoeugenol menjadi vanilin dalam jumlah yang banyak.
52
Sedangkan lama reaksi 8 menit (400 Watt) dan 4 menit (800 Watt),
reaksi oksidasi berjalan lebih baik, sehingga vanilin yang terbentuk
lebih banyak dan pada hasil analisis kromatografi gas terjadi
peningkatan kemurnian yang sangat besar.
Kenaikan kemurnian ini disebabkan karena interaksi antara
komponen medan listrik gelombang mikro dengan partikel bermuatan
terjadi secara sempurna dengan semakin meningkatnya suhu reaksi.
Tingginya kemurnian produk vanilin disebabkan oleh tingginya
konversi isoeugenol menjadi vanilin akibat dari reaksi oksidasi yang
optimal. Pada tingkat daya 400 Watt dan 800 Watt terjadi kenaikan
kemurnian campuran vanilin dan penurunan jumlah isoeugenol yang
tidak teroksidasi dengan meningkatnya lama reaksi (Lampiran 10 – 15
dan Lampiran 22 – 27) .
Perubahan energi gelombang mikro menjadi energi panas pada
metode ini dipengaruhi oleh konduksi ionik, karena adanya konsentrasi
ion yang besar (KOH 76 %) dan peningkatan suhu seiring dengan
peningkatan lama reaksi menyebabkan pemanasan didominasi oleh
konduksi ion sehingga semakin banyak isoeugenol yang terkonversi
menjadi vanilin dengan semakin meningkatnya suhu larutan.
Menurut Taylor (2005) pada larutan ionik, berubahnya energi
gelombang mikro menjadi energi panas berhubungan dengan konduksi
ion, dimana dengan meningkatnya suhu, maka semakin tinggi
kontribusi mekanisme konduksi ion tersebut membentuk produk
semakin banyak. Menurut Whittaker (1997), adanya penambahan
garam yang dilarutkan dalam air akan mempengaruhi sifat dielektik
bahan terhadap peningkatan mekanisme konduksi ionik.
53
Gambar 19. Pengaruh lama reaksi pada tingkat daya 400 watt terhadap kemurnian campuran vanilin
Gambar 20. Pengaruh lama reaksi pada tingkat daya 560 watt terhadap
kemurnian campuran vanilin
Gambar 21. Pengaruh lama reaksi pada tingkat daya 800 watt terhadap
kemurnian campuran vanilin
74,75
30,28
18,88
0102030405060708090
100
4 menit 6 menit 8 menitLama reaksi (menit)
% K
emur
nian
82,92
51,76
24,85
0102030405060708090
100
4 menit 6 menit 8 menit
Lama reaksi (menit)
% k
emur
nian
25,27
48,615
79,87
0102030405060708090
100
2 menit 3 menit 4 menit
Lama reaksi (menit)
% K
emur
nian
54
Sedangkan kemurnian campuran vanilin dengan tingkat daya
560 Watt (Gambar 20) diketahui bahwa semakin lama reaksi oksidasi
dengan aplikasi gelombang mikro (selang waktu 4 – 6 menit) terjadi
kecenderungan peningkatan kemurnian. Namun pada lama reaksi
8 menit kemurnian vanilin menjadi berkurang. Hal ini disebabkan
pada tingkat daya 560 Watt dengan lama reaksi 6 menit sudah cukup
atau sudah optimal terjadinya reaksi oksidasi isoeugenol menjadi
vanilin. Perpanjangan lama reaksi menjadi 8 menit tidak
meningkatkan pembentukan vanilin, akan tetapi sebaliknya. Menurut
Cerveny et al., (1987) menyatakan bahwa semakin lama waktu
pemanasan dalam reaksi menyebabkan semakin banyak produk yang
terbentuk, akan tetapi waktu pemanasan akan mencapai optimal pada
waktu atau suhu pemanasan tertentu.
Pada tingkat daya dan lama reaksi tersebut, energi panas yang
dihasilkan oleh gelombang mikro dan yang diserap oleh bahan
berlebih, sehingga terjadi dekomposisi vanilin yang menyebabkan
reaksi polimerisasi, ditunjukkan dengan terbentuknya polimer
(endapan seperti ter) dan bau gosong yang kurang enak. Reaksi
tersebut dapat menghambat terjadinya reaksi oksidasi. Pada kondisi
ini diduga reaksi oksidasi yang terjadi melebihi batas suhu optimum
berjalannya reaksi. Pada hasil kromatogram (Lampiran 20)
ditunjukkan adanya puncak-puncak lain pada campuran vanilin yang
merupakan indikasi terbentuknya senyawa hasil reaksi polimerisasi.
Menurut Leody (1992), semakin tingginya lama reaksi atau
lamanya kontak antara bahan dengan energi panas, menyebabkan suhu
semakin tinggi dan memacu terjadinya reaksi samping yaitu reaksi
polimerisasi.
Berdasarkan perhitungan standar deviasi (Lampiran 3a)
kemurnian campuran vanilin pada tingkat daya 400 watt, 560 Watt dan
800 Watt disimpulkan bahwa data persentase dari masing-masing
perlakuan memberikan nilai yang berbeda terhadap kemurnian
campuran vanilin. Tabel hasil analisis kemurnian vanilin pada tingkat
55
daya 400 Watt, 560 Watt dan 800 Watt dapat dilihat pada Lampiran
2a.
Pengaruh tingkat daya terhadap pembentukan vanilin dari data
persentase kemurnian dengan berbagai tingkat daya pada lama reaksi
yang sama disajikan sekaligus pada Gambar 22. Histogram tersebut
diperoleh dari gabungan histogram kemurnian campuran vanilin pada
tingkat daya 400 Watt, 560 Watt dan 800 Watt pada lama reaksi
4 menit. Pada gambar tersebut terlihat peningkatan kemurnian seiring
dengan peningkatan tingkat daya pada lama reaksi yang sama yaitu 4
menit. Reaksi pembentukan vanilin juga sangat dipengaruhi oleh
tingkat daya gelombang mikro yang diaplikasikan.
Gambar 22. Pengaruh tingkat daya pada lama reaksi 4 menit terhadap kemurnian campuran vanilin
Berdasarkan perhitungan standar deviasi (Lampiran 3a)
kemurnian campuran vanilin pada lama reaksi 4 menit menunjukkan
bahwa perlakuan tingkat daya pada lama reaksi yang sama dalam oven
gelombang mikro memberikan nilai yang berbeda terhadap kemurnian
campuran vanilin. Perlakuan pada tingkat daya 800 Watt dengan lama
reaksi 4 menit menghasilkan kemurnian campuran yang lebih besar
dan berbeda dengan perlakuan lain.
18,88
51,76
79,87
0102030405060708090
100
400 watt 560 watt 800 watt
Tingkat daya (watt)
% K
emur
nian
400 w att 560 w att 800 w att
56
Menurut Whittaker (1997), radiasi elektromagnet dalam bentuk
energi dapat mempercepat laju reaksi. Semakin besar tingkat daya,
menyebabkan energi yang dihasilkan semakin besar dan laju reaksi
semakin cepat. Energi ini bereaksi dengan partikel untuk memutuskan
ikatan atau membangkitkan getaran sehingga menciptakan produk.
Secara teoritis, semakin banyak energi radiasi yang diserap oleh
partikel, maka semakin tinggi suhu larutan, sehingga semakin besar
getaran antar partikel dan semakin besar ikatan partikel terputus untuk
merubah isoeugenol menjadi vanilin dalam jumlah yang banyak.
Semakin banyak isoeugenol yang teroksidasi menjadi vanilin
menyebabkan semakin banyak vanilin yang terbentuk, sehingga
kemurnian vanilin semakin tinggi. Tingkat daya dan lama reaksi
sangat berpengaruh terhadap reaksi pembentukan vanilin.
b. Tahap Ekstraksi
Vanilin yang terdapat pada lapisan atas hasil reaksi oksidasi dan
hidrolisis selanjutnya diekstraksi menggunakan dietil eter. Menurut
Carey (2003), dietil eter mempunyai tingkat volatil tinggi dan titik
didih yang rendah (35 oC) sehingga mudah digunakan pada saat proses
penguapan. Dietil eter digunakan untuk memisahkan komponen
vanilin dari air dan campuran lain hasil oksidasi yang ikut tercampur
seperti nitrobenzene, dimetil sulfoksida, azobenzene dan asetaldehid,
sehingga vanilin terikat dengan pelarutnya (dietil eter).
Hasil ekstraksi dengan dietil eter berupa vanilin yang bercampur
dengan pelarutnya diekstrak dengan NaHSO3 (Natrium bisulfit).
Ekstraksi dengan natrium bisulfit digunakan untuk memisahkan
vanilin dari material yang tidak bereaksi lainnya yang ikut terlarut
dalam dietil eter seperti nitrobenzene, dimetil sulfoksida, azobenzene
dan asetaldehid, sehingga vanilin terikat dengan natrium bisulfit
membentuk vanilin bisulfit. Menurut Soelistyowati (2001), vanilin
yang terbentuk diisolasi dari larutan dengan penambahan natrium
57
bisulfit sehingga terbentuk vanilin bisulfit. Hal ini merupakan reaksi
adisi nukleofil terhadap ikatan rangkap C=O karbonil. Reaksi yang
terjadi adalah:
OH OH OH
+ Na+ -OSO2H
O Natrium bisulfit O-Na+ OH
C C C
H HO2SO H Na+SO2O- H Vanilin vanilin bisulfit
Gambar 23. Reaksi perubahan vanilin menjadi vanilin bisulfit (Soelistyowati, 2001)
Untuk memisahkan bisulfit dari vanilin dilakukan penambahan
asam sulfat pekat yang dipanaskan untuk menghilangkan SO2 dan
diekstrak kembali dengan dietil eter untuk mengikat vanilin. Menurut
Parry (1922), penambahan asam sulfat dapat mendekomposisi double
sulfit pada senyawa vanilin bisulfit. Menurut Soelistyowati (2001)
senyawa hasil adisi bisulfit terhadap vanilin berupa garam yang mudah
dipisahkan dari sistem campuran dengan cara pemberian asam
(H2SO4). Reaksinya adalah sebagai berikut :
OH OH
+ H2SO4 + Na2SO4 + H2O + SO2
OH O
C C
Na+SO2O- H H vanilin bisulfit vanilin
Gambar 24. Reaksi pemisahan bisulfit dari vanilin bisulfit (Soelistyowati, 2001)
58
Hasil akhir sintesis berupa vanilin kasar (crude vanillin), yaitu
vanilin yang berbentuk padatan berwarna coklat kemerahan yang
masih mengandung sejumlah pengotor dan sisa pelarutnya. Untuk
menghasilkan vanilin murni berbentuk kristal jarum perlu dilakukan
proses pemurnian dan rekristalisasi, namun pada penelitian ini tidak
dilakukan tahapan tersebut. Vanilin kasar hasil ekstraksi kemudian
dianalisis dengan kromatografi gas untuk mengidentifikasi
kemurniannya.
Kemurnian vanilin setelah menjadi produk vanilin kasar
signifikan lebih tinggi dari kemurnian campuran vanilin. Hal ini dapat
dilihat dari puncak kromatogram vanilin yang tinggi jika dibandingkan
dengan puncak kromatogram campuran vanilin sebelum menjadi
produk serta tidak terdapatnya puncak-puncak lain kecuali puncak
pelarut alkohol yang digunakan untuk melarutkan vanilin sebelum di
analisis dengan kromatografi gas dan terdapat pelarut dimetil
sulfoksida dalam jumlah kecil yang terikut bersama produk vanilin
karena proses ekstraksi yang kurang maksimal.
Pelarut alkohol ini terdeteksi pada puncak kromatogram pertama
dengan waktu retensi 0,3 – 0,36 menit, karena merupakan pelarut
dengan berat molekul dan titik didih yang rendah sehingga dapat
terdeteksi lebih dulu. Sedangkan puncak kromatogram terakhir adalah
puncak vanilin yang mempunyai titik didih dan bobot molekul yang
lebih tinggi dari senyawa lain sehingga terdeteksi lebih lama dibanding
senyawa lainnya.
Menurut Munson (1991), komponen yang mempunyai bobot
molekul rendah dan polaritas rendah mudah bergerak di dalam kolom
sehingga lebih dulu terdeteksi oleh detektor. Sebaliknya, semakin
besar bobot molekul dan polaritas suatu komponen, maka semakin
lambat terdeteksi oleh detektor.
Perubahan campuran vanilin menjadi produk vanilin melalui
tahapan ekstraksi dapat meningkatkan kemurnian vanilin. Hal ini
disebabkan pada saat proses ekstraksi sejumlah besar vanilin terbebas
59
dari campurannya, seperti air dan senyawa-senyawa lain hasil reaksi
(azobenzene, dimetil sulfoksida, nitrobenzene dan asetaldehid).
Senyawa-senyawa tersebut ikut bersamaan dengan campuran vanilin
dan mempengaruhi kemurnian vanilin.
Adanya senyawa lain dapat mengakibatkan puncak kromatogram
campuran vanilin menjadi lebih kecil, akan tetapi setelah vanilin
dipisahkan dari campurannya dengan mengekstraknya dalam pelarut
yang mudah menguap, menyebabkan vanilin terikat dengan pelarutnya
dan kemurniannya menjadi meningkat.
Menurut Gerhartz (1986), karena vanilin mempunyai subtituen
aldehid dan hidroksil, maka dapat terjadi banyak reaksi pada suhu
pemanasan tertentu. Reaksi lainnya disebabkan oleh cincin
aromatiknya sehingga membentuk derivatnya.
Dapat dilihat pada histogram Gambar 25, 26 dan 27, terjadi
peningkatan kemurnian produk vanilin yang lebih besar dibandingkan
kemurnian campuran vanilin pada Gambar 19, 20 dan 21. Namun
kemurnian vanilin setelah diekstrak pada setiap unit percobaan tidak
menunjukkan nilai yang mendekati 100 % sebagaimana yang
diharapkan dari suatu proses ekstraksi. Hal ini disebabkan karena
produk vanilin yang dihasilkan dari proses ekstraksi merupakan vanilin
kasar yang masih mengandung komponen senyawa-senyawa pengotor.
Adanya komponen senyawa pengotor dapat mempengaruhi kemurnian
vanilin ketika disuntikkan pada kromatografi gas, karena komponen
senyawa pengotor tersebut tidak dapat menguap dengan baik.
Berdasarkan perhitungan standar deviasi (Lampiran 3b)
kemurnian produk vanilin kasar pada tingkat daya 400 Watt, 560 Watt
dan 800 Watt menunjukkan bahwa interaksi antara tingkat daya dan
lama reaksi memberikan nilai yang berbeda terhadap kemurnian
produk vanilin kasar. Dari data tersebut dapat dilihat kemurnian
produk vanilin kasar yang sama dengan kemurnian vanilin standar
diperoleh pada perlakuan dengan tingkat daya 800 Watt, lama reaksi 4
menit menghasilkan kemurnian dengan puncak kromatogram 99,6 %.
60
Gambar 25. Pengaruh lama reaksi pada tingkat daya 400 watt
terhadap kemurnian produk vanilin
Gambar 26. Pengaruh lama reaksi pada tingkat daya 560 watt terhadap kemurnian produk vanilin
Gambar 27. Pengaruh lama reaksi pada tingkat daya 800 watt
terhadap kemurnian produk vanilin
39,42
98,90
80,25
0102030405060708090
100
4 menit 6 menit 8 menit
Lama reaksi (menit)
% K
emur
nian
95,35
57,95
89,76
0102030405060708090
100
4 menit 6 menit 8 menit
Lama reaksi (menit)
% K
emur
nian
99,698,24
80,30
0102030405060708090
100
2 menit 3 menit 4 menit
Lama reaksi (menit)
% K
emur
nian
61
Perubahan peningkatan kemurnian campuran vanilin menjadi
kemurnian produk vanilin sangat dipengaruhi oleh proses ekstraksi.
Apabila proses ekstraksi berjalan sempurna, maka peningkatan
kemurniannya menjadi lebih besar. Proses ekstraksi dapat dipengaruhi
oleh kecepatan dan lamanya waktu ekstraksi.
Rendahnya peningkatan kemurnian dari campuran menjadi
produk vanilin pada tingkat daya 400 Watt dengan lama reaksi 4 menit
(Gambar 28) dan tingkat daya 560 Watt dengan lama reaksi 8 menit
(Gambar 29), dipengaruhi karena banyaknya komponen senyawa-
senyawa pengotor yang ikut terekstrak pada proses ekstraksi.
Banyaknya komponen senyawa pengotor yang terikut tersebut karena
proses ekstraksi yang kurang maksimal. Komponen senyawa pengotor
tersebut mempunyai sifat larut dalam dietil eter yang digunakan untuk
mengekstrak, sehingga ikut terlarut ke dalamnya.
Pada Lampiran 10, komponen pengotor tersebut terdeteksi pada
waktu retensi 1,9 menit yang diduga adalah senyawa dimetil sulfoksida
(DMSO) dengan konsentrasi sebesar 68,85% dan senyawa pengotor
lain pada waktu retensi 4,17 menit dengan konsentrasi 0,8 %.
Sedangkan pada Lampiran 20 terdapat komponen pengotor yang lebih
banyak, diantaranya DMSO dengan konsentrasi 29 % pada waktu
retensi 1,78 menit dan senyawa pengotor lain pada waktu retensi
4,24 – 4,77 menit dan 5,06 – 5,96 menit dengan konsentrasi 6,87 %
dan 3,02 %. Pada waktu retensi 7,47 menit dengan konsentrasi 0,72 %
diduga adalah senyawa isoeugenol yang tidak bereaksi dan ikut
terekstrak. Banyaknya senyawa-senyawa yang ikut terekstrak sebagai
akibat kurang maksimalnya proses ekstraksi dan sedikitnya jumlah
vanilin yang terbentuk pada tahapan oksidasi, sehingga menyebabkan
kemurnian vanilin menjadi lebih kecil.
62
Gambar 28. Peningkatan kemurnian campuran vanilin menjadi
produk vanilin pada tingkat daya 400 watt
Gambar 29. Peningkatan kemurnian campuran vanilin menjadi
produk vanilin pada tingkat daya 560 watt
Gambar 30. Peningkatan kemurnian campuran vanilin menjadi
produk vanilin pada tingkat daya 800 watt
99,6
25,27
48,61
79,87
80,30
98,24
0102030405060708090
100
2 menit 3 menit 4 menitLama Reaksi (menit)
% K
emur
nian
Campuran vanilin Produk vanilin kasar
55
4919,7
95,35
57,95
24,85
82,92
51,76
89,76
0102030405060708090
100
4 menit 6 menit 8 menitLama Reaksi (menit)
% K
emur
nian
Campuran vanilin Produk vanilin kasar
38
12,43
33,1
39,42
74,75
30,2818,8
98,9180,25
0102030405060708090
100
4 menit 6 menit 8 menitLama Reaksi (menit)
% K
emur
nian
Campuran vanilin Produk vanilin kasar
20,5
49,9
24,15
63
Perubahan peningkatan kemurnian campuran menjadi produk
vanilin pada tingkat daya 400 watt dengan lama reaksi 6 menit
(Gambar 28), tingkat daya 560 Watt dengan lama reaksi 4 menit
(Gambar 29) dan tingkat daya 800 Watt dengan lama reaksi 2 dan 3
menit (Gambar 30), mengalami peningkatan kemurnian yang cukup
tinggi. Hal ini terjadi karena proses ekstraksi pada tahapan tersebut
sudah cukup maksimal, sehingga komponen senyawa-senyawa
pengotor yang dapat mempengaruhi kemurnian vanilin pada produk
vanilin kasar sudah berkurang. Komponen tersebut terdapat dalam
jumlah yang kecil. Hal ini dapat dilihat pada Lampiran 12, 16, 23 dan
24 pada kemurnian produk vanilin terdapat senyawa pengotor seperti
DMSO yang terdeteksi pada waktu retensi 1,5 – 1,9 menit dan
senyawa pengotor lain pada waktu retensi 4,0 – 5,8 menit memiliki
konsentrasi yang rendah, yaitu sebesar 5 – 11 % dan 0,6 – 3,78 %.
Sedangkan pada tingkat daya 400 Watt dengan lama reaksi 8
menit (Gambar 28), tingkat daya 560 Watt dengan lama reaksi 6 menit
(Gambar 29) dan tingkat daya 800 Watt dengan lama reaksi 4 menit
(Gambar 30), mempunyai peningkatan kemurnian yang kecil dengan
konsentrasi kemurnian produk yang tinggi. Hal ini terjadi karena pada
kondisi tersebut merupakan kondisi yang baik berjalannya reaksi
oksidasi sehingga membentuk vanilin dalam jumlah yang banyak dan
sedikitnya jumlah campuran senyawa-senyawa lain sehingga
kemurnian pada campuran vanilin dan produk vanilin setelah diekstrak
menjadi lebih tinggi. Hal tersebut dapat dilihat pada Lampiran 14, 18
dan 26 terdapat komponen senyawa pengotor dengan jumlah yang
sangat kecil, yaitu dengan konsentrasi 0,2 – 0,5 %. Tingginya
kemurnian produk dan sedikitnya jumlah komponen senyawa pengotor
sebagai akibat proses ekstraksi yang sempurna sehingga vanilin yang
terikat dengan pelarutnya menjadi lebih banyak.
64
2. Rendemen
Rendemen produk vanilin yang dihasilkan dari reaksi oksidasi
isoeugenol dan oksidator nitrobenzene pada penelitian ini berkisar antara
1,97 – 9,1 %. Kombinasi perlakuan dengan tingkat daya 400 Watt dan
lama reaksi 4 menit menghasilkan rendemen terkecil, sedangkan
kombinasi perlakuan dengan tingkat daya 800 watt dan lama reaksi 4
menit menghasilkan rendemen produk vanilin terbesar.
Grafik pengaruh tingkat daya dan lama reaksi oksidasi terhadap
rendemen produk vanilin disajikan pada Gambar 31. Pada tingkat daya
400 Watt dengan lama reaksi 4, 6 dan 8 menit diperoleh rendemen vanilin
sebesar 1,97 %, 5,00 % dan 7,42 %. Sedangkan pada tingkat daya 560
Watt dengan lama reaksi 4, 6 dan 8 menit diperoleh rendemen sebesar 6,4
%, 6,84 % dan 9,1 %. Pada tingkat daya 800 Watt dengan tingkat daya 2,
3, dan 4 menit diperoleh rendemen vanilin sebesar 4,13 %, 5,96 % dan
8,98 %.
Berdasarkan perhitungan standar deviasi (Lampiran 3c)
menunjukkan bahwa perlakuan tingkat daya dan lama reaksi memberikan
nilai yang berbeda terhadap rendemen produk vanilin kasar, sehingga
semakin besar tingkat daya dan semakin lama reaksi, maka rendemen
produk vanilin semakin besar.
Gambar 31. Pengaruh lama reaksi pada tingkat daya 400 watt, 560 watt dan 800 watt terhadap rendemen vanilin
5
6,84
9,1
1,96
7,426,175,96
8,98
4,12
0
2
4
6
8
10
12
2 menit 3 menit 4 menit 6 menit 8 menit
Lama reaksi (menit)
% R
ende
men
400 watt 560 watt 800 watt
65
Pada pemanasan gelombang mikro, besarnya energi panas yang
dihasilkan bergantung dari lamanya waktu radiasi gelombang mikro
(lamanya larutan sampel dalam oven gelombang mikro) dan tingkat daya
(Kurniawan, 2005). Semakin lama waktu radiasi gelombang mikro dan
semakin tinggi tingkat daya yang digunakan, maka semakin besar energi
panas yang dihasilkan atau semakin tinggi suhu larutan sehingga semakin
banyak isoeugenol yang teroksidasi menjadi vanilin, akan tetapi lama
reaksi akan mencapai optimal pada waktu tertentu.
Menurut Cerveny et al., (1987), suatu reaksi terjadi ketika molekul-
molekul reaktan bertumbukan. Laju reaksi yang semakin cepat
menandakan tumbukan efektif untuk membentuk produk semakin banyak.
Bergeraknya molekul-molekul dalam campuran mengakibatkan terjadinya
tumbukan antara satu molekul semakin cepat dengan meningkatnya lama
reaksi.
Dari hasil kromatografi gas pada tingkat daya 400 Watt dengan
lama reaksi 4, 6 dan 8 menit serta pada tingkat daya 800 Watt dengan
waktu rekasi 2, 3 dan 4 menit dapat dilihat banyaknya K-vanilat dan
rendahnya konsentrasi isoeugenol yang terbentuk dengan semakin
meningkatnya jumlah vanilin yang terbentuk hasil reaksi K-isoeugenolat
dengan oksidator nitrobenzene yang berjalan sempurna. Rendahnya
konsentrasi isoeugenol yang terdapat dalam produk menunjukkan tingkat
keberhasilan reaksi oksidasi menjadi vanilin semakin besar. Lampiran 10,
12, dan 14 pada tingkat daya 400 Watt dan Lampiran 22, 24, dan 26 pada
tingkat daya 800 Watt menunjukan perubahan puncak isoeugenol pada
kemurnian campuran vanilin. Namun pada tingkat daya 560 Watt dengan
lama reaksi 8 menit terjadi punurunan jumlah vanilin karena semakin lama
reaksi, tebentuknya reaksi samping yaitu reaksi polimerisasi semakin besar
(Lampiran 20). Hasil reaksi samping tersebut diantaranya polimer dan
garam yang ikut bercampur dengan produk vanilin sehingga sulit untuk
dipisahkan dan menyebabkan rendemen produk vanilin pada tingkat daya
dan lama reaksi tersebut tinggi.
66
Gambar 31 memperlihatkan juga pengaruh tingkat daya pada lama
reaksi yang sama (4 menit) terhadap rendemen vanilin. Gambar tersebut
menunjukkan peningkatan rendemen vanilin seiring dengan meningkatnya
tingkat daya pada lama reaksi yang sama yaitu 4 menit.
Berdasarkan perhitungan standar deviasi (Lampiran 3c)
menunjukkan bahwa perlakuan tingkat daya pada lama reaksi yang sama
(4 menit) dalam oven gelombang mikro memberikan nilai yang berbeda
terhadap rendemen produk vanilin kasar. Perlakuan tingkat daya 800 Watt
pada lama reaksi 4 menit menghasilkan rendemen produk vanilin kasar
yang lebih besar dari perlakuan lainnya, yaitu sebesar 8,98 %.
Aplikasi suhu yang lebih tinggi menciptakan energi panas yang lebih
tinggi dan meningkatkan laju reaksi kimia (Connors, 1990). Secara
teoritis, energi panas ini mempengaruhi laju reaksi. Kenaikkan tingkat
daya menyebabkan kenaikkan suhu reaksi, sehingga semakin banyak
energi panas yang diserap oleh bahan dan meningkatkan laju reaksi.
Peningkatan tingkat daya pada gelombang mikro menyebabkan terjadinya
tumbukan dan interaksi antara molekul dan radiasi gelombang semakin
besar, sehingga K-isoeugenolat dan K-vanilat terbentuk dalam jumlah
yang banyak seiring dengan berkurangnya jumlah isoeugenol yang tidak
bereaksi.
Banyaknya K-isoeugenolat yang terbentuk dapat dilihat dari puncak
kromatogram isoeugenol yang semakin kecil. Lampiran 11, 17 dan 27
menunjukan perubahan puncak isoeugenol yang semakin berkurang.
Setiyatno (1991) melakukan sintesis vanilin dari eugenol dengan
menggunakan metode fotokimia dan katalis transfer fase menghasilkan
produk vanilin berdasarkan data kromatografi gas sebesar 15,43 %.
Soemadhiharga et al., (1973), melakukan sintesis vanilin pada skala besar
dengan mereaksikan KOH, nitrobenzene dan air di dalam autoklaf pada
suhu 170 – 190 oC dengan tekanan 8 atm menghasilkan rendemen 3,6 %.
Sari (2003), mereaksikan eugenol dengan bantuan katalis V2O5MoO3
menghasilkan vanilin dengan rendemen 3,15 %. Sedangkan Kurschner
(1928) dalam Kurniawan (2005) menghasilkan vanilin sebesar 5 – 10 %
67
yang diperoleh dari pemanasan lignin dengan alkali metal hidroksida.
Perbedaan rendemen produk vanilin dari berbagai penelitian tersebut,
sangat tergantung dari kondisi proses yang dilakukan.
Tabel 14. Perbandingan rendemen vanilin yang dihasilkan dari penelitian ini dengan rendemen vanilin hasil penelitian Sastrohamidjojo (1981).
Metode Rendemen
Modifikasi 1, Gelombang mikro (800 Watt, 4 menit)
Modifikasi 1, Refluks (130 oC, 3 jam)
Metode Sastrohamidjojo, Refluks (130 oC, 3 jam)
Hasil penelitian Sastrohamidjojo (1981), (130 oC, 3 jam)
8,96 %
6,20 %
25,6 %
56,25 %
Dari Tabel 14 dapat dilihat rendemen vanilin yang dihasilkan dari
proses oksidasi pada penelitian ini lebih rendah jika dibandingkan dengan
rendemen hasil penelitian yang dilakukan Sastrohamidjojo.
Rendahnya rendemen yang dihasilkan pada penelitian ini disebabkan
oleh faktor kecepatan pengadukan sebelum proses oksidasi (di luar oven
gelombang mikro) dan kecepatan pengadukan dengan pemanasan
konvensional serta lamanya pengocokan (lamanya proses ekstraksi)
campuran vanilin setelah proses oksidasi dengan pelarut dietil eter.
Pengadukan kedua campuran antara fase air dan fase organik
sebelum reaksi oksidasi berlangsung (di luar oven gelombang mikro) pada
metode penelitian ini dilakukan pada kecepatan pengadukan rendah dan
waktu pengadukan yang singkat. Pengadukan sebelum proses oksidasi ini
bertujuan untuk meratakan campuran, dilakukan dengan menggunakan
pengaduk magnetik dengan kecepatan 600 rpm dan hanya beberapa menit
saja. Sedangkan sintesis vanilin dengan pemanasan konvensional,
pengadukan sebelum reaksi oksidasi dan pada saat reaksi oksidasi
berlangsung dilakukan dengan mesin pengaduk yang dimasukan dalam
refluks dengan kecepatan yang sama yaitu 600 rpm. Kecepatan ini
digunakan karena merupakan kecepatan maksimum bahan bersentuhan
68
dengan pengaduk. Ketika kecepatannya dinaikan menjadi 700 rpm atau
lebih, maka pengaduk akan berputar dengan kecepatan tinggi di atas bahan
sehingga pengaduk tidak besentuhan dengan bahan karena jumlah volume
keseluruhan bahan hanya 70,94 gram dengan ukuran refluks 2000 ml.
Diduga rendahnya rendemen pada penelitian ini karena singkatnya waktu
pengadukan sebelum proses oksidasi pada metode pemanasan dengan
gelombang mikro dan rendahnya kecepatan pengadukan pada saat reaksi
oksidasi berlangsung dengan cara konvensional menyebabkan rendahnya
interaksi antara fase air dan fase organik, sehingga sebagian besar substrat
awal tidak ikut bereaksi. Hal ini dapat dibuktikan setelah proses oksidasi
dan hidrolisis asam, terdapatnya senyawa organik yang masih tersisa
seperti isoeugenol dan nitrobenzene yang terdapat pada lapisan bawah
(lapisan organik) yang ikut bersamaan dengan hasil samping reaksi seperti
azobenzene, asetaldehid dan senyawa lain, sehingga hanya sedikit vanilin
yang terikat bersamaan dengan air pada lapisan atas.
Menurut Suwarso, et al (2002), penyebab rendahnya rendemen hasil
reaksi adalah karena sebagian besar substrat awalnya tidak bereaksi.
Kemungkinan lainnya disebabkan karena terbentuknya senyawa-senyawa
reaksi samping bukan pembentuk produk (by-product).
Menurut Setiyanto (1991), untuk keberhasilan reaksi dua fase, faktor
pengadukan harus betul-betul diperhatikan. Makin cepat derajat
pemutaran dan makin lama waktu pemutaran, maka reaksi akan berjalan
makin baik. Aturan umum mengatakan bahwa pemutaran reaksi bisa
berjalan dengan baik adalah 1000 rpm. Pada kecepatan pemutaran
tersebut, diharapkan kemungkinan untuk saling bertemunya zat-zat yang
harus bereaksi yang ada di dua fase yang berbeda sering terjadi.
Kecepatan dan lamanya pengocokan proses ekstraksi campuran
vanilin setelah proses oksidasi dengan pelarut dietil eter sangat
berpengaruh terhadap rendemen yang dihasilkan. Proses ekstraksi ini
tidak dilakukan dengan alat khusus atau mesin ekstraksi, melainkan
mengekstraksinya dalam labu pisah dengan menggunakan tangan,
sehingga kecepatan pengocokan dan lamanya waktu ekstraksi tidak
69
diperhitungkan. Dalam satu kali perlakuan pada prosedur pembuatan
sintesis vanilin ini dilakukan 7 kali proses ekstraksi, yaitu ekstraksi dengan
dietil eter sebanyak 5 kali dan 2 kali ekstraksi dengan natrium bisulfit
untuk mengikat vanilin dari campuran yang tidak bereaksi lainnya. Pada
saat proses ekstraksi sebagian vanilin terikat oleh pelarut dietil eter dan
sebagian lagi masih berada dalam campuran sehingga ikut terbuang karena
proses ekstraksi yang kurang maksimal. Selain itu juga pada saat
ekstraksi, vanilin yang terikat dalam dietil eter terdapat beberapa yang
menempel pada dinding luar labu pisah dan membentuk butiran halus
dengan aroma vanilin ketika pelarutnya hilang. Butiran tersebut sulit
untuk dipisahkan karena menempel pada dinding luar labu sehingga
banyak vanilin yang terbuang.
Mariana (2004), melakukan ekstraksi oleoresin jahe dengan
menggunakan oven gelombang mikro menghasilkan rendemen oleoresin
yang rendah, yaitu 7,6 % - 7,96 %. Menurutnya, rendahnya rendemen
oleoresin ini dikarenakan waktu proses pengocokan yang rendah, karena
semakin lama proses pengocokan (ekstraksi) menyebabkan rendemen
oleoresin yang diperoleh semakin banyak.
Proses ekstraksi yang maksimal dapat dilakukan dengan
menggunakan alat ekstraksi yang dilengkapi dengan pengaduk dengan
memperhitungkan lamanya waktu ekstraksi. Semakin lama proses
ekstraksi (pengocokan), semakin banyak vanilin yang terikat dalam
pelarutnya, sehingga rendemen vanilin yang diperoleh semakin banyak.
Faktor lain yang menyebabkan rendahnya rendemen vanilin ini
adalah karena adanya sejumlah bahan yang hilang (menguap) pada saat
reaksi oksidasi berlangsung. Banyaknya bahan yang hilang ini
dipengaruhi oleh lamanya waktu reaksi pemanasan gelombang mikro.
Semakin lamanya waktu reaksi, semakin tinggi suhu menyebabkan
semakin banyak isoeugenol teroksidasi menjadi vanilin, namun lamanya
reaksi ini menyebabkan sejumlah bahan yang akan direaksikan dan produk
vanilin yang terbentuk menguap pada suhu tertentu. Leody (1992), pada
hasil penelitiannya mengisomerisasi eugenol menjadi isoeugenol terdapat
70
sejumlah besar bahan yang menguap dengan semakin tingginya suhu dan
lama reaksi pada pemanasan konvensional. Kenaikan suhu akan
menyebabkan bertambahnya energi molekul-molekul gas, sehingga
kecepatan senyawa dalam larutan akan semakin besar. Selain itu juga
oven gelombang mikro yang digunakan tidak dilengkapi dengan
kondensor sehingga uap mudah sekali keluar. Tabel hasil analisis sintesis
vanilin metode Sastrohamidjojo dan metode modifikasi 1 menggunakan
cara konvensional dapat dilihat pada Lampiran 1b.
3. Densitas
Densitas merupakan sifat dari partikel suatu bahan. Semakin tinggi
densitas suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya
(Darusman et al., 2002). Menurut Tidco (2006) nilai densitas dari vanilin
murni (standar) adalah sekitar 0,6 gram/cm3.
Densitas produk vanilin kasar dengan menggunakan pemanasan
gelombang mikro pada lama reaksi 4, 6 dan 8 menit pada tingkat daya 400
Watt dan 560 Watt serta 2, 3 dan 4 menit pada tingkat daya 800 Watt
disajikan pada Gambar 32. Dari grafik tersebut dapat dilihat densitas
produk vanilin hasil penelitian berkisar antara 0,456 – 0,670 g/cm3.
Densitas produk vanilin terbesar diperoleh dari perlakuan pada tingkat
daya 560 Watt dengan lama reaksi 8 menit. Sedangkan perlakuan pada
tingkat daya 400 Watt dengan lama reaksi 4 menit menghasilkan densitas
produk vanilin terkecil. Pada grafik terlihat bahwa semakin tinggi tingkat
daya dan semakin lama reaksi, maka densitas produk vanilin semakin
besar. Karena dengan meningkatnya tingkat daya dan lama reaksi
menyebabkan reaksi oksidasi berjalan sempurna sehingga produk vanilin
yang terbentuk semakin banyak dan dapat mempengaruhi kenaikan
densitas vanilin.
Berdasarkan perhitungan standar deviasi (Lampiran 3d)
menunjukkan bahwa perlakuan tingkat daya dan lama reaksi memberikan
71
nilai yang berbeda terhadap densitas produk vanilin kasar, sehingga akan
memperbesar densitas produk dengan semakin meningkatnya lama reaksi.
Gambar 32. Pengaruh lama reaksi pada tingkat daya 400 watt, 560
watt dan 800 watt terhadap densitas vanilin.
Perlakuan pada tingkat daya 400 Watt dengan lama reaksi 6 dan
8 menit, tingkat daya 560 Watt dengan lama reaksi 4 dan 6 menit serta
tingkat daya 800 Watt dengan lama reaksi 3 dan 4 menit termasuk pada
kisaran densitas produk vanilin standar sebesar 0,6 g/cm3.
Rendahnya densitas pada tingkat daya 400 Watt dengan lama reaksi
4 menit dan tingkat daya 800 Watt dengan lama reaksi 2 menit terjadi
karena waktu tersebut terlalu singkat untuk mengoksidasi isoeugenol
menjadi vanilin sehingga kesetimbangan reaksi belum tercapai yang
mengakibatkan terbentuknya senyawa lain dengan densitas rendah dan
produk vanilin yang dihasilkan sedikit sehingga mempengaruhi densitas
vanilin tersebut. Sedangkan pada tingkat daya 560 Watt dengan lama
reaksi 8 menit menghasilkan densitas yang melebihi standar densitas
vanilin. Semakin tinggi tingkat daya dan lama reaksi menghasilkan
vanilin yang mengadung pengotor dan polimer dengan bau yang kurang
enak. Terjadinya reaksi polimerisasi yang menghasilkan senyawa polimer
berantai karbon panjang dapat memperbesar densitas produk vanilin.
0,5920,593
0,456
0,6670,5880,617 0,6090,598
0,538
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
2 menit 3 menit 4 menit 6 menit 8 menit
Lama reaksi (menit)
Den
sita
s (g
/cm
3)
400 watt 560 watt 800 watt
72
Menurut Guenther (1950), besarnya densitas suatu produk ditentukan
oleh perbandingan komponen-komponen senyawa yang terkandung
didalamnya, sehingga apabila ada komponen asing yang terdapat di
dalamnya akan mempengaruhi densitas tersebut. Pengaruh tingkat daya
dan lama reaksi akan mempengaruhi terbentuknya polimer dengan berat
molekul yang tinggi. Peningkatan berat molekul ini dengan sendirinya
akan meningkatkan densitas suatu produk.
Penyimpangan densitas vanilin pada tingkat daya 400 Watt dengan
lama reaksi 4 menit, tingkat daya 560 Watt dengan lama reaksi 8 menit
dan tingkat daya 800 Watt dengan reaksi 2 menit disebabkan adanya
komponen lain selain vanilin yang memiliki densitas lebih tinggi atau
lebih rendah dari vanilin. Adanya senyawaan lain yang tidak diinginkan
mengakibatkan densitas vanilin yang diperoleh bervariasi.
Berdasarkan perhitungan standar deviasi (Lampiran 3d)
menunjukkan bahwa perlakuan tingkat daya pada lama reaksi yang sama
(4 menit) dalam oven gelombang mikro memberikan nilai yang berbeda
terhadap densitas produk vanilin kasar. Perlakuan pada tingkat daya 800
Watt dengan lama reaksi 4 menit menghasilkan densitas yang sama
dengan densitas vanilin standar jika dibandingkan dengan perlakuan lain.
Tabel hasil analisis densitas produk vanilin pada tingkat daya 400 Watt,
560 Watt dan 800 Watt dapat dilihat pada Lampiran 2c.
4. Titik Leleh
Salah satu cara untuk menguji kemurnian produk vanilin adalah
dengan uji titik leleh. Menurut Kurniawan (2005), suatu produk sebelum
meleleh mengalami perubahan fisik menjadi terlihat lunak, menyusut juga
lembab ketika akan meleleh. Titik leleh tetap diukur mulai dari terlihatnya
lelehan pertama sampai semua padatan meleleh sempurna. Produk yang
dihasilkan merupakan produk vanilin, hal ini dapat diketahui dari bau atau
aroma yang harum seperti aroma vanilin ketika produk tersebut meleleh.
73
Menurut Tidco (2005), titik leleh (melting point) dari vanilin murni adalah
80 hingga 83 oC.
Gambar 33. Pengaruh lama reaksi pada tingkat daya 400 watt, 560 watt dan 800 watt terhadap titik leleh vanilin.
Dari Gambar 33 di atas hasil uji titik leleh vanilin, diperoleh data
produk vanilin kasar meleleh pada suhu antara 61,7 oC – 70,55 oC. Titik
leleh tersebut lebih rendah dari titik leleh vanilin standar yang meleleh
pada suhu 78,9 oC. Sedangkan menurut Sastrohamidjojo (1981) titik leleh
vanilin kasar hasil oksidasi isoeugenol adalah 75-76 oC. Hal tersebut
terjadi karena produk yang dihasilkan dari berbagai perlakuan merupakan
produk vanilin kasar yang masih berupa padatan yang mengandung
sejumlah senyawa-senyawa yang ikut bersama produk seperti azobenzene,
nitrobenzene, DMSO yang mempunyai titik leleh lebih rendah dari titik
leleh vanilin serta terdapatnya pelarut mudah menguap yang tersisa di
dalam produk. Adanya senyawa-senyawa yang ikut bersama produk
vanilin sebagai akibat dari proses ekstraksi yang kurang sempurna
sehingga komponen-komponen sisa hasil reaksi ikut terlarut bersamaan
dengan produk pada saat proses ekstraksi karena nitrobenzene, azobenzene
dan DMSO larut dalam dietil eter. Namun, pada tingkat daya 560 Watt
dengan lama reaksi 8 menit memeliki titik leleh sebesar 87,5 oC yang
melebihi titik leleh vanilin standar. Pada kondisi tersebut terjadi reaksi
polimerisasi sebagai akibat tingginya suhu reaksi, menghasilkan polimer
(oC)
70,55 69
87,55
62,1 63,1567,3
62,761,7
63,2
01020304050
60708090
100
2 menit 3 menit 4 menit 6 menit 8 menit
Lama reaksi (menit)
Titik
lele
h (o
C)
400 watt 560 watt 800 watt
74
dan senyawa berantai karbon panjang yang meleleh pada suhu yang lebih
tinggi dari suhu leleh vanilin.
Berdasarkan perhitungan standar deviasi (Lampiran 3e)
menunjukkan bahwa perlakuan tingkat daya dan lama reaksi tidak
memberikan nilai yang berbeda terhadap titik leleh produk vanilin kasar.
Untuk menghasilkan titik leleh yang mendekati titik leleh vanilin
standar perlu dilakukan proses rekristalisasi dengan bantuan pemanasan
sehingga diperoleh vanilin dalam bentuk kristal jarum yang lebih murni,
berwarna putih dan beraroma khas vanilin. Semakin murni suatu produk,
adanya bahan-bahan pengotor dan senyawa yang tidak diinginkan semakin
sedikit, sehingga titik lelehnya semakin tinggi dan mendekati titik leleh
vanlin standar. Tabel hasil analisis titik leleh produk vanilin pada tingkat
daya 400 Watt, 560 Watt dan 800 Watt dapat dilihat pada Lampiran 2d.
5. Kelarutan dalam Alkohol 70 %
Dari Tabel 15 dapat dilihat bahwa analisis kelarutan produk vanilin
dalam alkohol 70 %, rata-rata produk vanilin larut jernih dalam alkohol
70 % dengan perbandingan 1 : 2. Hal ini menunjukan bahwa lama reaksi
dan tingkat daya tidak berpengaruh terhadap tingkat kelarutan dalam
alkohol.
Tabel 15. Kelarutan produk vanilin kasar dalam alkohol 70 %
Tingkat daya Lama reaksi Kelarutan dalam Alkohol 70 %
400 Watt 4 menit 1 : 2
6 menit 1 : 2
8 menit 1 : 2
560 Watt 4 menit 1 : 2
6 menit 1 : 2
8 menit 1 : 3
800 Watt 2 menit 1 : 2
3 menit 1 : 2
4 menit 1 : 2
75
Perbandingan nilai kelarutan yang sama dari produk vanilin
disebabkan dari perlakuan yang diberikan dengan tingkat daya dan lama
reaksi tidak memberikan pengaruh yang besar terhadap kandungan
komponen produk vanilin. Namun, pada tingkat daya 560 Watt dengan
lama reaksi 8 menit memiliki tingkat kelarutan yang rendah jika
dibandingkan dengan perlakuan yang lain, karena pada tingkat daya dan
lama reaksi tersebut suhu yang ada dalam larutan melebihi batas
berjalannya reaksi oksidasi sehingga terjadi reaksi samping yaitu reaksi
polimerisasi. Kelarutan vanilin akan menurun jika terjadi reaksi
polimerisasi aldehid. Pengaruh basa dan panas akan mempercepat
terbentuknya reaksi polimerisasi.
Kelarutan produk vanilin dalam alkohol 70 % yang dihasilkan pada
penelitian ini lebih rendah jika dibandingkan dengan vanilin standar yang
memiliki kelarutan dalam alkohol 70 % dengan perbandingan 1 : 1.
Rendahnya kelarutan ini karena produk yang dihasilkan merupakan vanilin
kasar yang mengandung senyawa-senyawa pengotor sehingga
mempengaruhi kejernihan dalam larutan. Agar produk vanilin tersebut
memiliki kelarutan yang sama dengan standar, maka perlu adanya proses
pemurnian dan rekristalisasi sehingga diperoleh produk vanilin murni yang
berbentuk kristal jarum.
Menurut Guenther (1950), komponen minyak sangat menetukan
kelarutan minyak atsiri di dalam alkohol. Minyak yang banyak
mengandung “oxygenated terpen” lebih mudah larut dari pada minyak
yang mengandung terpen.
Faktor yang mempengaruhi kelarutan vanilin adalah adanya
komponen-komponen lain di dalam produk tersebut. Senyawa terpen dan
seskuiterpen serta senyawa yang dihasilkan dari reaksi polimerisasi
menyebabkan produk vanilin sukar larut dalam alkohol, akan tetapi sampai
pada batas tertentu campuran tersebut dapat larut. Selain itu terbentuknya
asam mengakibatkan kelarutan produk vanilin dalam alkohol meningkat.
76
6. Perbandingan Hasil Sintesis Vanilin dengan Pemanasan Gelombang Mikro dan Pemanasan Konvensional
Pada skala volume yang sama dengan sintesis vanilin menggunakan
gelombang mikro, dilakukan juga sintesis vanilin dengan cara
konvensional menggunakan refluks pada suhu 130 oC dan lama reaksi 3
jam. Produk vanilin hasil reaksi oksidasi isoeugenol menjadi vanilin
dengan cara konvensional ini digunakan untuk membandingkan hasil
sintesis vanilin perlakuan dengan hasil terbaik pada pemanasan gelombang
mikro, yaitu pada tingkat daya 800 Watt dengan lama reaksi 4 menit.
Tabel 16. Perbandingan Hasil Sintesis Vanilin Menggunakan Oven Gelombang mikro dan Konvensional.
Karakteristik Oven Gelombang mikro pada tingkat daya 800
Watt dan lama reaksi 4 menit
Konvensional pada suhu 130 oC dan waktu
reaksi 3 jam
Kemurnian campuran
Kemurnian produk
Rendemen
Titik leleh
Densitas
Kelarutan
79,87 %
99,60 %
8,98 %
63,2 oC
0,609 g/cm3
1 : 2 dalam alkohol 70 %
47,90 %
94,66 %
6,20 %
63,8 oC
0,6205 g/cm3
1 : 2 dalam alkohol 70 %
Pada Tabel 16, dihasilkan kemurnian dan rendemen vanilin dengan
metode gelombang mikro lebih besar jika dibandingkan dengan metode
konvensional. Tingginya kemurnian dan rendemen dengan menggunakan
metode gelombang mikro ini karena pada tingkat daya 800 Watt dengan
lama reaksi 4 menit reaksi oksidasi berjalan sempurna, sehingga terbentuk
vanilin dengan rendemen dan kemurnian yang tinggi. Hal ini dapat dilihat
pada kromatogram tingkat daya 800 Watt dengan lama reaksi 4 menit
(Lampiran 27) terlihat puncak isoeugenol yang kecil pada waktu retensi
7,17 menit. Sedangkan kromatogram metode konvensional Lampiran 29
masih terdapat konsentrasi isoeugenol yang memiliki puncak cukup tinggi
dibanding puncak vanilin. Hal ini disebabkan karena pada reaksi oksidasi
77
dengan menggunakan metode pemanasan konvensional terjadi peristiwa
over heating pada larutan yang dekat dengan wadah dan pemanas sehingga
sebagian bahan dan produk terdekomposisi. Sedangkan larutan yang
terdapat pada bagian dalam wadah, panas tidak terdistribusikan secara
merata sehingga hanya sedikit terjadinya reaksi oksidasi untuk merubah
isoeugenol menjadi vanilin. Persentasi konsentrasi isoeugenol yang
terdapat dalam produk menyatakan tingkat keberhasilan reaksi oksidasi
isoeugenol menjadi vanilin. Semakin rendah konsentrasi isoeugenol,
maka semakin tinggi keberhasilan reaksi oksidasi.
Analisis densitas vanilin dengan metode konvensional lebih tinggi
jika dibandingkan dengan metode gelombang mikro. Tingginya nilai
densitas tersebut melebihi nilai densitas vanilin standar. Adanya senyawa
lain yang mempunyai densitas lebih tinggi akan mempengaruhi densitas
vanilin sehingga melebihi standar yang ditetapkan.
Dari data di atas dapat dilihat bahwa hasil analisis sintesis vanilin
dengan menggunakan oven gelombang mikro lebih menguntungkan jika
dibandingkan dengan metode konvensional karena selain hasil yang
didapat lebih baik, terjadinya keseragaman panas, waktu yang diperlukan
untuk mensintesis vanilin juga jauh lebih cepat sehingga efisiensi proses
dapat tercapai. Selain itu juga, penghematan waktu dapat mengurangi
biaya akibat penggunaan energi panas yang dibutuhkan dalam reaksi
oksidasi.
Pemanasan gelombang mikro mampu menghasilkan hasil lebih
tinggi jika dibandingkan metoda pemanasan konvensional. Sebagai
contoh, sintesis dengan gelombang mikro dari fluoresein terjadinya
peningkatan hasil reaksi dari 70 % menggunakan pemanasan konvensional
menjadi 82 % menggunakan pemanasan gelombang mikro (Taylor, 2005).
Menurut Taylor (2005), pada pemanasan dengan menggunakan
metode konvensional melibatkan proses perpindahan energi melalui
peristiwa konduksi dari sumber panas. Panas yang diperlukan tidak saja
untuk memanaskan larutan, tetapi juga harus terlebih dahulu memanaskan
plate atau penangas, kemudian wadah larutan dan terakhir adalah larutan.
78
Karena sifat panas terantar secara konveksi, maka bagian terdekat dengan
plate akan bersuhu lebih tinggi dari bagian lainnya, sehingga untuk
menghomogenkan suhu seluruh larutan memerlukan lebih banyak waktu.
Lamanya waktu pemanasan pada reaksi oksidasi ini dapat mengakibatkan
terjadinya dekomposisi bahan dan produk.
Hal ini berbeda dengan pemanasan menggunakan gelombang mikro.
Pemanasan terjadi pada semua bagian dari sampel atau larutan reaksi,
karena melibatkan penyerapan energi secara langsung oleh sampel yang
akan dipanaskan tanpa melibatkan wadah, sehingga untuk mencapai reaksi
sempurna diperlukan waktu yang cepat. Pemanasan dengan menggunakan
gelombang mikro mampu meningkatkan laju reaksi 10 sampai 1000 kali
jika dibandingkan pemanasan konvensional (Taylor, 2005).
Pada pemanasan dengan gelombang mikro, pelarut akan mencapai
titik didihnya dengan sangat cepat dan terjadi peristiwa superheating, yaitu
tercapainya titik didih yang lebih tinggi daripada titik didih yang
sebenarnya bila dibandingkan dengan pemanasan konvensional. Dengan
demikian waktu yang diperlukan untuk reaksi menjadi lebih singkat,
karena molekul pelarut yang berada diantara molekul-molekul reaktan
mengalami peningkatan suhu secara drastis dan akan membuat reaksi jauh
lebih cepat (Kurniawan, 2005).
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. KESIMPULAN
Pemanasan gelombang mikro dapat digunakan dalam reaksi oksidasi
isoeugenol menjadi vanilin dengan oksidator nitrobenzene dan DMSO
sehingga dapat mempersingkat lama reaksi yang dibutuhkan dari beberapa jam
pada pemanasan konvensional menjadi hanya beberapa menit saja. Kenaikan
tingkat daya dan lama reaksi pada pemanasan gelombang mikro sangat
berpengaruh terhadap pembentukan vanilin yang ditujukkan dengan
kemurnian dan rendemen produk vanilin kasar yang dihasilkan. Semakin
tinggi tingkat daya dan lama reaksi, maka semakin tinggi tingkat kemurnian
dan rendemen produknya. Namun kemurnian dan rendemen akan mencapai
optimal pada tingkat daya dan lama reaksi tertentu.
Kemurnian vanilin setelah menjadi produk vanilin melalui tahapan
ekstraksi mengalami peningkatan yang lebih tinggi dari kemurnian campuran
vanilin. Namun kemurnian produk vanilin tersebut tidak menunjukkan nilai
yang mendekati 100 %, karena produk yang dihasilkan merupakan vanilin
kasar yang masih mengandung komponen senyawa-senyawa pengotor,
sehingga mempengaruhi kemurniannya.
Rendemen vanilin yang dihasilkan pada metode penelitian ini masih
rendah jika dibandingkan dengan metode penelitian sebelumnya. Rendahnya
rendemen ini dipengaruhi oleh faktor kecepatan pengadukan sebelum proses
oksidasi (di luar oven gelombang mikro) dan kecepatan pengadukan dengan
cara konvensional, kecepatan dan lamanya pengocokan (lamanya proses
ekstraksi) serta adanya sejumlah bahan yang hilang (menguap) pada saat
reaksi oksidasi berlangsung.
Densitas produk vanilin yang dihasilkan berkisar antara 0,456 – 0,670
g/cm3 dan titik leleh berkisar antara 61,70 – 87,55 oC. Semakin tinggi tingkat
daya dan semakin lama reaksi, maka densitas dan titik leleh produk vanilin
semakin besar. Besarnya densitas dan titik leleh produk vanilin ini
dipengaruhi oleh perbandingan komponen senyawa yang terkandung di
80
dalamnya. Adanya senyawa lain mengakibatkan densitas dan titik leleh
vanilin yang dihasilkan bervariasi.
Analisis kelarutan dalam alkohol 70 % memperlihatkan produk vanilin
rata-rata larut jernih dengan perbandingan 1 : 2. Hal ini menunjukkan bahwa
perlakuan tingkat daya dan lama reaksi tidak memberikan pengaruh yang
besar dari kandungan komponen produk vanilin terhadap tingkat kelarutannya
dalam alkohol.
Hasil terbaik jika dilihat dari tingkat kemurnian dan densitas produk
vanilin yang menyerupai vanilin standar adalah perlakuan pada tingkat daya
800 Watt dengan lama reaksi 4 menit. Perlakuan tersebut menghasilkan
produk vanilin dengan kemurnian 99,6 %, rendemen terbesar 8,98 %, densitas
0,609, titik leleh 63,20 oC dan kelarutan dalam alkohol 70 % dengan
perbandingan 1 : 2.
B. SARAN
1. Perlu dilakukan proses rekristalisasi dan pemurnian produk vanilin mentah
yang dihasilkan pada penelitian ini agar didapat vanilin berbentuk kristal,
berwarna putih dan berbentuk jarum yang sama dengan vanilin standar.
2. Perlu dilakukan modifikasi terhadap oven microwave, yaitu dengan
memasang pengatur suhu agar lama reaksi dapat diperhitungkan sehingga
reaksi oksidasi yang sempurna dapat tercapai. Selain itu perlu adanya
kondensor pada oven microwave sehingga uap beracun tidak keluar dari
celah-celah oven yang dapat mengganggu pernapasan sehingga aman
dipakai oleh penggunanya.
3. Perlu adanya analisa lebih lanjut menggunakan GC-MS untuk
mengidentifikasi senyawa-senyawa yang terbentuk bersamaan dengan
produk vanilin yang dihasilkan.
4. Pengadaan alat atau mesin khusus yang dilengkapi dengan pengadukan
untuk mengekstraksi vanilin dengan pelarutnya supaya diperoleh hasil
yang maksimal sehingga rendemen vanilin dapat ditingkatkan.
81
DAFTAR PUSTAKA
Arthur dan Elizabeth, R. 1956. The Condensed Chemical Dictionary. Fifth
Edition. Nwe York Bedoukian, P.Z. 1967. Perfumery and Flavoring Synthetics. Second Edition.
Elsevier Publishing Co., New York. Bolton's, Jepson. 2006. Melting Point Apparatus Electrothermal. Barnsted
International. 800-553-0039. Gemini Scientific Boult et al., 1970. Method Of Preparing Vanillin From Eugenol. Patent
Specification. Patent Office, 25. Southampton Buildings. London BPS. 2004. Statistik Indonesia. Badan Pusat Statistik. Jakarta BSN.1998. SNI Minyak Daun Cengkeh. No. 06-2387-1998. BSN. Jakarta . 2004. SNI Kromatografi Gas-Spektrofotometer Massa. No. 06-6990.1-2004.
BSN. Jakarta Carey, F.A. 2003. Organic Chemestry. Fifth Edition. McGraw-Hill. New York. Cerveny, L et al., 1987. Isomerization of Eugenol to Isoeugenol. Kinetics Studies.
React. Kine. Catal. Lett. www. Rhodium.ws. Connors, Kenneth. 1990. Chemical Kinetics. VCH Publishers, pg. 14.
http://en.wikipedia.org/wiki/Reaction. Diakses pada Tanggal 5 September 2006. 20.30 WIB
Darusman et al., 2002. Kimia Dasar 1. Departemen Kimia. Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam. Institut Pertanian Bogor. Bogor Darwis, S.N. 1989. Produksi dan Tataniaga Cengkeh Di Indonesia. Forum
Komunikasi Ilmiah. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat. Bogor
Dellia, Laura. 2002. Pengeringan Kapulaga Lokal (Amomum cardamomum Willd)
Dengan Microwave. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor. Bogor
Departemen Pertanian. 2005. Prospek dan Arah Pengembangan Agribisnis
Cengkeh. Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Pertanian. Jakarta
82
Dewi, D. E. 2005. Pengeringan Panili (Vanilla plafonalia Andrews) Menggunakan Oven Gelombang Mikro. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor. Bogor
EOA. 1970. Specifications and Standards. Scientific Section EOA of USA Inc.,
New York Fesseden, R dan Fesseden J. 1982. Organic Chemistry Edisi Ketiga.
Diterjemahkan oleh Pudjaatmaka, A.H. Erlangga. Jakarta. Fridge. 2004. Part 3 – Aroma Chemicals from Petrochemical Feedstocks. Diakses
dari http://www.nedlac.org za/reseach/fridge/aroma/part3/industry.pdf. Diakses pada Tanggal 21 April 2006. Pukul 12.45 WIB
Gallawa. J. C. 1989. The Complete Microwave Oven Service Handbook.
Marotech. Florida. Gsianturi. 2002. Retensi Kandungan Iodium. http://www.gizi.net. Diakses pada
tanggal 20 Desember 2006. Pukul 13.30 WIB Guenther, E.S. 1950. Individual Essential Oils of Plant Familiy. Vol. IV D. D.
Von Nostrand Company. New York Hasan, Iqbal. 2002. Pokok-pokok Materi Statistika 1. Edisi Kedua. PT. Bumi
Aksara. Jakarta. Indesso, 2006. Material Safety Data Sheet. PT. Indesso Aroma. Jakarta Kurniawan, Harry. 2005. Semi Sintesis Vanili dari Eugenol Dengan Metode
Microwave. Skripsi. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Indonesia. Depok
Ketaren, S. 1985. Pengantar Teknologi Minyak Atsiri. PN Balai Pustaka. Jakarta Leody, 1992. Mempelajari pembuatan isoeugenol dari Minyak Daun Cengkeh.
Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor. Bogor Mannsville .1991. Organic Compound. First Chemicals Corporation, Mobay,
DuPont Chemicals, and Rubicon Inc. http://www.objectsspace.com/encyclopedia/index.php/Nitrobenzene. Di akses pada Tanggal 10 April 2006. Pukul 10.22 WIB
Mariana, S. W. 2004. Uji Penggunaan Microwave Pada Proses Ekstraksi
Oleoresin jahe (Zingiber officinale Rosc.). Disertasi. Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Munson, J.W. 1991. Analisis Farmasi. Metode Modern. Airlangga University
Press. Surabaya
83
Parry. E. J. 1922. The Chemestry of Essential Oils and Artificial Perfumes Vol. II.
Fourth Edition. Scott, Greenwood and Son. London Pozar, David M. 1993. Microwave Engineering Addison-Wesley Publishing
Company.ISBN0-201-50418-9. http://en.wikipedia.org/wiki/Microwave. Di akses pada Tanggal 10 April 2006. Pukul 10.15 WIB
Purseglove et al., 1981. Spices. Vol I. Longman. London. Sari, R.D. 2003. Aplikasi Katalis V2O5MoO3 pada Reaksi Pembuatan Vanili dari
Eugenol. Skripsi. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Indonesia. Depok
Sastrohamidjojo, H. 1981. A Study of Some Indonesian Essential Oils. Disertasi.
Universitas Gajah Mada. Yogyakarta. ________. 2002. Kimia Minyak Atsiri. Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam. Universitas Gajah Mada. Yogyakarta. Setiyatno, Haris. 1991. Semi Sintesis Vanilli Dari Eugenol Dengan Metode
Fotokimia Dan Katalis Transfer Fasa (18)-Crown Ether-6. Karya Utama Sarjana Kimia. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Indonesia. Depok
Soelistyowati, R.D. 2001. Pengaruh katalis Transfer Fasa Pada Sintesis Vanilin
dari Eugenol dalam Minyak Daun Cengkeh. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Lembaga Penelitian Universitas Gajah Mada. Yogyakarta
Soemadhiharga et al., 1973. Sintesa Vanilin Dari Eugenol Minyak Daun Cengkeh.
Balai Penelitian Kimia. Bogor Suwarso et al., 2002. Aplikasi Reaksi Katalis Heterogen untuk Pembuatan Vanili
Sintetik (3-Hidroksi-2-metoksibenzaldehida) dari Eugenol (4-allil-2-metoksifenol) Minyak Cengkeh. MAKARA, SAINS Vol. 6, No. 3. Lembaga Penelitian Universitas Indonesia. Depok
Uhe, G. 2005. Flavor and Fragrance Ingredients. Market Newsletter.
http://www.uhe.com/mkreport-0205.htm. Diakses pada Tanggal 21 April 2005. Pukul 12.30 WIB
Taylor, M. 2005. Development in Microwave Chemistry. Evalueserve. United
Kingdom. Tidco. 2005. Vanilin. http://www.tidco.com/tidcodocs/tn/Opportunities/vanilin.
Diakses pada Tanggal 21 April 2005. Pukul 13.30 WIB
84
Tidwell, T.T. 1990. Synthesis. 857 – 870. http://en.wikipedia.org/wiki/Dimethyl_sulfoxide. Diakses pada Tanggal 10 April 2006. Pukul 10.15 WIB
Whittaker, G. 1997. Microwave Heating Mechanism. http://ed.ac.uk-ah05-ch 1a.
Diakses pada Tanggal 4 Mei 2006. Pukul 10.10 WIB
85
Lampiran 1a. Hasil analisis metode modifikasi 1 dan metode modifikasi 2
Metode Analisis Ulangan 1 (U1) Ulangan 2 (U2) Rata-rata
Modifikasi 1
(Gelombang
mikro,
tingkat daya
560 Watt,
4 menit)
Kemurnian campuran vanilin 43,12 % 54,9 % 49,01 %
Kemurnian produk vanilin 88,2 % 92,68 % 90,44 %
Rendemen 7,02 % 6,7 % 6,86 %
Densitas 0,627 g/cm3 0,576 g/cm3 0,598 g/cm3
Titik leleh 60,2 oC 66,2 oC 63,2 oC
Kelarutan dalam alkohol 70 % 1 : 2 1 : 2 1 : 2
Metode Analisis Ulangan 1 (U1) Ulangan 2 (U2) Rata-rata
Modifikasi 2
(Gelombang
mikro
tingkat daya
560 Watt,
4 menit)
Kemurnian campuran vanilin 33,7 % 32,24 % 32,97 %
Kemurnian produk vanilin 88,2 % 83,56 % 85,88 %
Rendemen 2,8 % 2,12 % 2,46 %
Densitas 0,516 g/cm3 0,557 g/cm3 0,536 g/cm3
Titik leleh 64,9 oC 68,5 oC 66,7 oC
Kelarutan dalam alkohol 70 % 1 : 2 1 : 2 1 : 2
Lampiran 1b. Hasil analisis sintesis vanilin metode pemanasan konvensional
Sastrohamidjojo dan modifikasi 1 Metode Analisis Ulangan 1 (U1) Ulangan 2 (U2) Rata-rata
Metode
Sastroamidjoyo
(Refluks, 130 oC, 3 jam)
Kemurnian campuran vanilin 52,6 % - 52,6 %
Kemurnian produk vanilin 94 % - 94 %
Rendemen 25,6 % - 25,6 %
Densitas 0,637 g/cm3 - 0,637 g/cm3
Titik leleh 67,11 oC - 67,11 oC
Kelarutan dalam alkohol 70 % 1 : 2 - 1 : 2
Metode Analisis Ulangan 1
(U1)
Ulangan 2
(U2)
Rata-rata
Modifikasi 1
(Refluks, 130 oC, 3 jam)
Kemurnian campuran vanilin 40,90 % 54,90 % 47,90 %
Kemurnian produk vanilin 94,38% 94,95% 94,66%
Rendemen 5,42 % 6,98 % 6,20 %
Densitas 0,616 g/cm3 0,626 g/cm3 0,621g/cm3
Titik leleh 66,3oC 61,3oC 63,8 oC
Kelarutan dalam alkohol 70 % 1 : 2 1 : 2 1 : 2
86
Lampiran 2a. Hasil analisis kemurnian vanilin pada tingkat daya 400 watt, 560 watt dan 800 watt.
Metode Tingkat
Daya
Lama
Reaksi
Kemurnian
Campuran
vanilin
Kemurnian
Produk
vanilin
Kemurnian
rata-rata
Campuran
vanilin
Kemurnian
rata-rata
Produk
vanilin Modifikasi 1
(Oven
gelombang
mikro)
400 Watt
(50 %)
4 menit U1 : 19,22 %
U2 : 18,55 %
U1 : 44,50 %
U2 : 34,34 %
18,88 %
39,42 %
6 menit U1 : 29,27 %
U2 : 31,30 %
U1 : 79,11 %
U2 : 81,4 %
30,28 %
80,25 %
8 menit U1 : 75,30 %
U2 : 74,20 %
U1 : 98,31 %
U2 : 99,50 %
74,75 %
98,90 %
560 Watt
(70 %)
4 menit U1 : 52,25 %
U2 : 51,28 %
U1 : 90,00 %
U2 : 89,53 %
51,76 %
89,76 %
6 menit U1 : 80,44 %
U2 : 85,40 %
U1 : 92,60 %
U2 : 98,10 %
82,92 %
95,35 %
8 menit U1 : 20,63 %
U2 : 29,07 %
U1 : 60,35 %
U2 : 55,55 %
24,85 %
57,95 %
800 Watt
(100 %)
2 menit U1 : 24,50 %
U2 : 26,04 %
U1 : 82,60 %
U2 : 78,01 %
25,27 %
80,30 %
3 menit U1 : 52,21 %
U2 :45,02 %
U1 : 98,06 %
U2 : 98,43 %
48,62 %
98,25 %
4 menit U1 : 78,24 %
U2 : 81,50 %
U1 : 99,70 %
U2 : 99,50 %
79,87 %
99,60 %
87
Lampiran 2b. Hasil analisis rendemen produk vanilin pada tingkat daya 400 watt, 560 watt dan 800 watt.
Metode Tingkat
Daya
Lama
Reaksi
Rendemen
Ulangan 1 (U1)
Rendemen
Ulangan 2 (U2)
Rendemen
Rata-rata
Modifikasi 1
(Oven
gelombang
mikro)
400 Watt
(50 %)
4 menit 2,63 % 1,3 % 1,97 %
6 menit 5,04 % 4,96 % 5,00 %
8 menit 7,80 % 7,03 % 7,42 %
560 Watt
(70 %)
4 menit 7,50 % 5,30 % 6,4 %
6 menit 7,26 % 6,42 % 6,84 %
8 menit 9,80 % 8,40 % 9,10 %
800 Watt
(100 %)
2 menit 4,20 % 4,03 % 4,13 %
3 menit 6,52 % 5,40 % 5,96 %
4 menit 8,15 % 9,80 % 8,98 %
Lampiran 2c. Hasil analisis densitas produk vanilin pada tingkat daya 400 watt, 560 watt dan 800 watt.
Metode Tingkat
Daya
Lama
Reaksi
Densitas
Ulangan 1 (U1)
Densitas
Ulangan 2 (U2)
Densitas
Rata-rata
Modifikasi 1
(Oven
gelombang
mikro)
400 Watt
(50 %)
4 menit 0,506 g/cm3 0,407 g/cm3 0,456 g/cm3
6 menit 0,554 g/cm3 0,633 g/cm3 0,594 g/cm3
8 menit 0,571 g/cm3 0,613 g/cm3 0,592 g/cm3
560 Watt
(70 %)
4 menit 0,651 g/cm3 0,583 g/cm3 0,617 g/cm3
6 menit 0,642 g/cm3 0,535 g/cm3 0,588 g/cm3
8 menit 0,661 g/cm3 0,673 g/cm3 0,670 g/cm3
800 Watt
(100 %)
2 menit 0,564 g/cm3 0,513 g/cm3 0,538 g/cm3
3 menit 0,632 g/cm3 0,564 g/cm3 0,598 g/cm3
4 menit 0,611 g/cm3 0,607 g/cm3 0,609 g/cm3
88
Lampiran 2d. Hasil analisis titik leleh produk vanilin pada tingkat daya 400 watt, 560 watt dan 800 watt.
Metode Tingkat
Daya
Lama
Reaksi
Titik Leleh
Ulangan 1 (U1)
Titik Leleh
Ulangan 2 (U2)
Titik Leleh
Rata-rata
Modifikasi 1
(Oven
gelombang
mikro)
400 Watt
(50 %)
4 menit 60,3 oC 63,1 oC 61,70 oC
6 menit 61,8 oC 63,7 oC 62,75 oC
8 menit 70,4 oC 64,2 oC 67,30 oC
560 Watt
(70 %)
4 menit 65,7 oC 75,4 oC 70,55 oC
6 menit 66,8 oC 71,2 oC 69,00 oC
8 menit 88,6 oC 86,5 oC 87,55 oC
800 Watt
(100 %)
2 menit 62,4 oC 61,8 oC 62,1 oC
3 menit 63,5 oC 62,8 oC 63,15 oC
4 menit 64,8 oC 61,6 oC 63,2 oC
Lampiran 2e. Hasil analisis kelarutan dalam alkohol 70 % produk vanilin pada tingkat daya 400 watt, 560 watt dan 800 watt.
Tingkat
Daya
Lama Reaksi Kelarutan dalam
Alkohol 70 %
400 Watt
(50 %) 4 menit 1 : 2
6 menit 1 : 2
8 menit 1 : 2
560 Watt
(70 %) 4 menit 1 : 2
6 menit 1 : 2
8 menit 1 : 3
800 Watt
(100 %) 2 menit 1 : 2
3 menit 1 : 2
4 menit 1 : 2
89
Lampiran 3a. Hasil analisis standar deviasi kemurnian campuran vanilin pada tingkat daya 400 Watt, 560 Watt dan 800 Watt
Tingkat daya 400 Watt
Lama reaksi Ulangan % Kemurnian % Kemurnian
Rata-rata Standar deviasi
4 menit 1 19,22 18,88 0,474 2 18,55
6 menit 1 29,27
30,28 1,435 2 31,3
8 menit 1 75,3 74,75 0,777 2 74,2
Tingkat daya 560 Watt
Lama reaksi Ulangan % Kemurnian % Kemurnian Rata-rata Standar deviasi
4 menit 1 52,25 51,76 0,685 2 51,28
6 menit 1 80,44
82,92 3,507 2 85,4
8 menit 1 20,63 24,85 5,967 2 29,07
Tingkat daya 800 Watt
Lama reaksi Ulangan % Kemurnian % Kemurnian Rata-rata Standar deviasi
2 menit 1 24,5 25,27 1,088 2 26,04
3 menit 1 52,21 48,62 5,084 2 45,02
4 menit 1 78,24 79,87 2,305 2 81,5
Lama reaksi 4 menit
Tingkat daya Ulangan % Kemurnian % Kemurnian Rata-rata Standar deviasi
400 Watt 1 19,22 18,88 0,473 2 18,55
560 Watt 1 52,25 51,76 0,685 2 51,28
800 Watt 1 78,24 79,87 2,305 2 81,5
90
Lampiran 3b. Hasil analisis standar deviasi kemurnian produk vanilin pada tingkat daya 400 Watt, 560 Watt dan 800 Watt
Tingkat daya 400 Watt
Lama reaksi Ulangan % Kemurnian % Kemurnian
Rata-rata Standar deviasi
4 menit 1 19,22 39,42 7,184 2 18,55
6 menit 1 52,25
80,25 1,619 2 51,28
8 menit 1 78,24 98,90 0,841 2 81,5
Tingkat daya 560 Watt
Lama reaksi Ulangan % Kemurnian % Kemurnian Rata-rata Standar deviasi
4 menit 1 90 89,76 0,332 2 89,53
6 menit 1 92,6 95,35 3,889 2 98,1
8 menit 1 60,35 57,95 3,394 2 55,55
Tingkat daya 800 Watt
Lama reaksi Ulangan % Kemurnian % Kemurnian Rata-rata Standar deviasi
2 menit 1 82,6 80,305 3,245 2 78,01
3 menit 1 98,06 98,245 0,261 2 98,43
4 menit 1 99,7 99,6 0,141 2 99,5
91
Lampiran 3c. Hasil analisis standar deviasi rendemen produk vanilin pada tingkat daya 400 Watt, 560 Watt dan 800 Watt
Tingkat daya 400 Watt
Lama reaksi Ulangan % Rendemen % Rendemen
Rata-rata Standar deviasi
4 menit 1 2,63 1,96 0,940 2 1,3
6 menit 1 5,04
5 0,056 2 4,96
8 menit 1 7,8 7,42 0,544 2 7,03
Tingkat daya 560 Watt
Lama reaksi Ulangan % Rendemen % Rendemen Rata-rata Standar deviasi
4 menit 1 7,05 6,17 1,237 2 5,3
6 menit 1 7,26 6,84 0,593 2 6,42
8 menit 1 9,8 9,1 0,989 2 8,4
Tingkat daya 800 Watt
Lama reaksi Ulangan % Rendemen % Rendemen Rata-rata Standar deviasi
2 menit 1 4,2 4,115 0,120 2 4,03
3 menit 1 6,52 5,96 0,791 2 5,4
4 menit 1 8,15 8,975 1,166 2 9,8
92
Lampiran 3d. Hasil analisis standar deviasi densitas produk vanilin pada tingkat daya 400 Watt, 560 Watt dan 800 Watt
Tingkat daya 400 Watt
Lama reaksi Ulangan % Densitas % Densitas
Rata-rata Standar deviasi
4 menit 1 0,506 0,4565 0,070 2 0,407
6 menit 1 0,554
0,593 0,055 2 0,633
8 menit 1 0,571 0,592 0,029 2 0,613
Tingkat daya 560 Watt
Lama reaksi Ulangan % Densitas % Densitas Rata-rata Standar deviasi
4 menit 1 0,651 0,617 0,048 2 0,583
6 menit 1 0,642 0,5885 0,075 2 0,535
8 menit 1 0,661 0,667 0,008 2 0,673
Tingkat daya 800 Watt
Lama reaksi Ulangan % Densitas % Densitas Rata-rata Standar deviasi
2 menit 1 0,564 0,538 0,036 2 0,513
3 menit 1 0,632 0,598 0,048 2 0,564
4 menit 1 0,611 0,609 0,002 2 0,607
93
Lampiran 3e. Hasil analisis standar deviasi titik leleh produk vanilin pada tingkat daya 400 Watt, 560 Watt dan 800 Watt
Tingkat daya 400 Watt
Lama reaksi Ulangan % Titik leleh % Titik leleh
Rata-rata Standar deviasi
4 menit 1 60,3 61,7 1,979 2 63,1
6 menit 1 61,8
62,75 1,343 2 63,7
8 menit 1 70,4 67,3 4,384 2 64,2
Tingkat daya 560 Watt
Lama reaksi Ulangan % Titik leleh % Titik leleh Rata-rata Standar deviasi
4 menit 1 65,7 70,55 6,858 2 75,4
6 menit 1 66,8 69 3,111 2 71,2
8 menit 1 88,6 87,55 1,484 2 86,5
Tingkat daya 800 Watt
Lama reaksi Ulangan % Titik leleh % Titik leleh Rata-rata Standar deviasi
2 menit 1 62,4 62,1 0,424 2 61,8
3 menit 1 63,5 63,15 0,494 2 62,8
4 menit 1 64,8 63,2 2,262 2 61,6
94
Lampiran 4. Analisis puncak kromatogram berdasarkan waktu retensi
a. Analisis Puncak Kromatogram Campuran Vanilin
Kemurnian vanilin dilakukan dengan menggunakan analisis Kromatografi
Gas yang merupakan analisis dengan prinsip pemisahan zat yang menguap dengan
cara mengalirkan suatu aliran gas melalui cairan sebagai fase diam. Menurut Sari
(2003), proses kromatografi gas mirip dengan peristiwa gabungan antara ekstraksi
dan destilasi. Proses pemisahannya dapat dipandang sebagai serangkaian
peristiwa partisi, dimana sampel masuk ke dalam fase cair dan selang beberapa
waktu akan teruapkan kembali. Interaksi antara sampel dan fase diam (cair)
sangat menentukan berapa lama komponen-komponen sampel akan ditahan.
Pada alat kromatografi ini terjadi pemisahan komponen-komponen di dalam
kolom. Prinsip pemisahannya adalah komponen yang mempunyai bobot molekul
rendah dan polaritas rendah mudah bergerak di dalam kolom sehingga lebih dulu
terdeteksi oleh detektor. Sebaliknya, semakin besar bobot molekul dan polaritas
suatu komponen, maka semakin lambat terdeteksi oleh detektor (Munson, 1991).
Analisis Kromatografi Gas pada bahan baku isoeugenol dan vanilin standar
pada Lampiran 5 terdapat beberapa puncak. Puncak kromatogram pada
isoeugenol dengan waktu retensi 7,08 menit adalah puncak cis-Isoeugenol dan
waktu retensi 9,92 adalah puncak trans-Isoeugenol, sedangkan puncak
kromatogram pada vanilin standar dengan waktu retensi 0,32 adalah puncak
pelarut alkohol yang digunakan untuk melarutkan vanilin sebelum dianalisis dan
waktu retensi 14,52 menit adalah puncak dari vanilin.
Analisis kromatografi gas campuran vanilin hasil oksidasi isoeugenol
dengan oksidator nitrobenzene serta hasil hidrolisis asam pada Lampiran 5 sampai
29 menghasilkan beberapa puncak, diantaranya pada waktu retensi 0,37 – 0,49
menit dengan konsentrasi 1 – 22 % pada puncak kromatogram pertama diduga
adalah pelarut air yang digunakan untuk melarutkan basa kuat KOH. Air tersebut
dapat terdeteksi karena suhu detektor pada kromatorgafi gas sebesar 250 oC yang
melebihi suhu titik didih air. Sebagian air menguap dan ikut terdeteksi bersamaan
dengan vanilin.
95
Puncak kromatogram kedua pada waktu retensi 1,44 – 1,70 menit dengan
konsentrasi antara 46 – 96 % diduga adalah pelarut DMSO yang digunakan untuk
melarutkan oksidator nitrobenzene agar dapat dengan mudah bereaksi dengan
isoeugenol. Konsentrasi pelarut tersebut sangat tinggi, karena jumlah pelarut
DMSO yang digunakan sebelas kali lebih banyak dari isoeugenol yang digunakan.
Puncak kromatogram berikutnya pada waktu retensi antara 7,08 – 9,96 menit
dengan konsentrasi antara 0,02 – 2 % memiliki waktu yang sama dengan standar
isoeugenol murni. Hal ini menunjukan bahwa puncak tersebut adalah isoeugenol
yang tidak teroksidasi. Namun isoeugenol yang tidak teroksidasi ini semakin
berkurang jumlahnya seiring dengan kenaikan tingkat daya dan kenaikan lama
reaksi. Pada lama reaksi dan tingkat daya yang semakin tinggi, terlihat puncak
isoeugenol yang semakin rendah. Hal ini menunjukan bahwa semakin tingginya
lama reaksi dan tingkat daya, maka semakin rendahnya jumlah isoeugenol yang
tidak bereaksi, karena reaksi terbentuknya garam K-vanilat semakin besar yang
berarti reaksi oksidasi berjalan dengan sempurna atau kesetimbangan reaksi
bergeser ke sebelah kanan, yaitu ke arah pembentukan garam vanilat yang akan
membetuk vanilin.
Puncak-puncak kromatogram berikutnya adalah puncak dari senyawa lain
akibat adanya reaksi samping yang ikut menguap dan terdeteksi bersamaan
dengan vanilin. Namun jumlah senyawa tersebut sangat kecil sehingga
puncaknya tidak begitu jelas.
Puncak kromatogram terakhir adalah puncak vanilin yang terdeteksi pada
waktu retensi antara 13 – 14 menit. Waktu retensi tersebut sama dengan waktu
retensi standar vanilin murni, yaitu 14,52 menit. Dari Lampiran 6 sampai 30 pada
hasil kromatogram terlihat adanya puncak pelarut terdeteksi lebih dulu
dibandingkan dengan puncak lainnya, karena pelarut air dan DMSO mempunyai
bobot molekul dan titik didih yang lebih rendah jika dibandingkan dengan
senyawa lainnya. Sebaliknya puncak isoeugenol yang mempunyai bobot molekul
lebih besar dari vanilin terdeteksi lebih dulu oleh detektor dibandingkan dengan
puncak vanilin. Dapat dijelaskan bahwa dalam hal ini kepolaran suatu komponen
lebih berperan dalam pemisahan komponen di dalam kolom. Vanilin lebih polar
dibanding isoeugenol sehingga lebih lambat terdeteksi oleh detektor. Komponen
96
vanilin adalah komponen polar dengan titik didih yang lebih tinggi daripada
senyawa lain, sehingga “peak” vanilin muncul lebih lama dibanding “peak”
lainnya.
b. Analisis Puncak Kromatogram Produk Vanilin
Pada puncak kromatogram produk vanilin dapat dilihat terdapat perbedaan
dengan kromatogram campuran vanilin. Terlihat adanya dua puncak yang
terdapat pada kromatogram produk vanilin. Kemurnian vanilin setelah menjadi
produk vanilin kasar yang diekstraksi terlebih dahulu dengan dietil eter
mengalami kenaikan yang cukup tinggi. Hal ini dapat dilihat dari puncak
kromatogram vanilin yang tinggi jika dibandingkan dengan puncak kromatogram
campuran vanilin sebelum menjadi produk dan tidak terdapatnya puncak-puncak
lain kecuali puncak pelarut alkohol 70 % yang digunakan untuk melarutkan
vanilin sebelum di analisis dengan kromatografi gas dan terdapat pelarut dimetil
sulfoksida dalam jumlah kecil yang terikut bersama produk vanilin karena proses
ekstraksi yang kurang maksimal. Pelarut alkohol ini dapat terdeteksi pada puncak
kromatogram pertama dengan waktu retensi 0,3 – 0,36 menit. Waktu retensi ini
hampir sama dengan waktu retensi air, karena merupakan pelarut dengan berat
molekul dan titik didih yang rendah sehingga dapat terdeteksi lebih dulu.
Sedangkan puncak kromatogram kedua pada pada waktu retensi yang sama
dengan waktu vanilin standar, yaitu 13 – 14 menit diduga adalah puncak vanilin
(Lampiran 6 sampai 30).
Lampiran 5. Kromatogram kemurnian isoeugenol standar dan vanilin standar
Isoeugenol Standar
No RT Conc
1. 0,42 0,036
2. 4,04 0,026
4. 4,94 0,125
5. 5,78 0,618
6. 7,08 15,197
7. 9,92 83,999
Vanilin Standar
No RT Conc
1. 0,32 19,605
3. 1,84 0,116
4. 5,00 0,416
14. 12,41 0,140
15. 14,52 79,723 Trans-Isoeugenol
Cis-Isoeugenol Vanilin
Etanol
Lampiran 6. Kromatogram kemurnian vanilin campuran dan produk vanilin metode modifikasi 1 (tingkat daya 560 watt, lama
reaksi 4 menit, ulangan 1)
No RT Conc
1. 0,39 6,833
2. 0,46 0,107
5. 1,40 0,716
6. 1,54 86,103
8. 3,72 0,068
9. 3,91 0,241
10. 4,77 0,029
14. 7,66 1,036
15. 10,02 1,274
18. 13,90 3,046
Vanilin Campuran Produk Vanilin
Vanilin
Vanilin
Etanol
DMSO
isoeugenol
No RT Conc
1. 0,32 64,323
2. 1,72 0,119
3. 1,95 0,353
4. 3,18 0,248
19. 11,60 0,089
20. 13,20 31,462
DMSO
Lampiran 7. Kromatogram kemurnian vanilin campuran dan produk vanilin metode modifikasi 1 (tingkat daya 560 watt, lama
reaksi 4 menit, ulangan 2)
No RT Conc
1. 0,30 0,289
2. 0,36 8,788
3. 1,48 86,833
4. 3,11 0,469
5. 3,60 0,172
7. 7,20 1,046
10. 13,10 2,404
Vanilin Campuran Produk Vanilin
Vanilin
Vanilin
Etanol
isoeugenol
No RT Conc
3. 0,33 78,063
6. 2,00 1,170
62. 13,71 20,332
63. 15,52 0,435 DMSO
DMSO
Lampiran 8. Kromatogram kemurnian vanilin campuran dan produk vanilin metode modifikasi 2 (tingkat daya 560 watt, lama
reaksi 4 menit, ulangan 1)
No RT Conc
1. 0,30 0,238
2. 0,32 0,424
3. 0,36 5,956
4. 1,49 89,739
5. 3,16 0,144
6. 3,62 0,096
7. 5,76 0,226
8. 7,26 1,725
9. 13,22 1,451
No RT Conc
1. 0,32 74,181
2. 0,72 0,223
4. 1,65 3,663
5. 3,68 0,210
7. 7,18 0,148
8. 12,89 21,576
Vanilin Campuran Produk Vanilin
Vanilin
Vanilin
Etanol
isoeugenol
DMSO
DMSO
Lampiran 9. Kromatogram kemurnian vanilin campuran dan produk vanilin metode modifikasi 2 (tingkat daya 560 watt, lama
reaksi 4 menit, ulangan 2)
No RT Conc
1. 0.32 0,605
2. 0,48 12,284
3. 1,72 83,013
4. 3,44 0,378
5. 3,94 0,272
6. 5,60 3,954
8. 13,50 1,516
No RT Conc
1. 0,29 20,048
5. 5,20 9,457
9. 13,00 70,495
Vanilin Campuran Produk Vanilin
Vanilin
Vanilin
Etanol
isoeugenol
DMSO
Lampiran 10. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 400 watt dengan lama reaksi 4
menit, ulangan 1
No RT Conc
1. 0,32 0,135
2. 0,46 3,087
7. 1,60 94,097
8. 1,89 0,858
9. 3,76 0,043
10. 4,00 0,221
11. 5,99 0,103
12. 7,54 0,912
13. 13,81 0,541
Vanilin Campuran Produk Vanilin
Vanilin
Vanilin
Etanol
isoeugenol
No RT Conc
1. 0,32 78,785
2. 1,90 13,757
3. 4,17 0,172
11. 13,46 7,285
DMSO
DMSO
Lampiran 11. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 400 watt dengan lama reaksi 4
menit, ulangan 2
No RT Conc
1. 0,32 90,625
3. 1,74 4,958
8. 7,33 0,135
12. 13,28 4,171
15. 18,18 0,111
No RT Conc
1. 0,30 0,212
2. 0,35 0,512
3. 0,38 1,846
4. 1,49 94,197
5. 1,79 1,782
7. 3,82 0,107
9. 5,83 0,120
10. 7,38 1,002
11 13,60 0,734
Vanilin Campuran Produk Vanilin
Vanilin
Vanilin
Etanol
isoeugenol
DMSO
DMSO
Lampiran 12. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 400 watt dengan lama reaksi 6
menit, ulangan 1
No RT Conc
1. 0,30 0,150
2. 0,42 4,121
5. 1,44 90,78
7. 3,74 0,199
8. 5,72 0,094
9. 7,28 0,752
10. 13,47 1,495
Vanilin Campuran Produk Vanilin
Vanilin
Vanilin
Etanol
isoeugenol
No RT Conc
1. 0,31 91,427
2. 1,66 0,329
3. 1,85 0,622
4. 4,62 0,348
7. 8,06 0,180
18. 11,60 0,116
20. 13,23 6,979
DMSO
DMSO
Lampiran 13. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 400 watt dengan lama reaksi 6
menit, ulangan 2
No RT Conc
1. 0,32 80,270
2. 1,80 3,924
9. 8,88 0,196
14. 13,20 15,609
No RT Conc
1. 0,29 0,219
2. 0,36 6,052
3. 1,46 90,156
4. 1,74 1,057
5. 3,05 0,108
6. 3,56 0,133
7. 3,78 0,286
8. 5,78 0,095
9. 7,32 0,706
11. 13,38 1,187
Vanilin Campuran Produk Vanilin
Vanilin
Vanilin
Etanol
isoeugenol
DMSO
DMSO
Lampiran 14. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 400 watt dengan lama reaksi 8
menit, ulangan 1
No RT Conc
1. 0,29 0,318
2. 0,33 0,413
3. 0,36 0,507
4. 0,45 1,653
8. 1,28 0,068
9. 1,50 90,300
10. 3,84 0,328
11. 5,85 0,064
12. 7,40 0,290
13. 13,40 6,060
No RT Conc
1. 0,32 73,807
3. 1,84 0,063
14. 11,23 0,380
15. 12,96 25,750
Vanilin Campuran Produk Vanilin
Vanilin
Vanilin
Etanol
isoeugenol
DMSO
DMSO
Lampiran 15. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 400 watt dengan lama reaksi 8
menit, ulangan 2
No RT Conc
1. 0,28 0,651
2. 0,34 4,411
3. 0,56 1,656
4. 1,34 0,556
5. 1,50 87,334
7. 3,72 1,293
11. 7,30 0,453
12. 13,28 6,127
No RT Conc
1. 0,33 68,682
3. 2,10 0,081
4. 3,85 0,079
13. 13,27 31,158
Vanilin Campuran Produk Vanilin
Vanilin
Vanilin
Etanol
isoeugenol
DMSO
DMSO
Lampiran 16. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 560 watt dengan lama reaksi 4
menit, ulangan 1
No RT Conc
3. 0,29 1,130
4. 0,49 20,794
10. 1,48 75,110
16. 3,80 0,223
17. 3,84 0,243
33. 7,26 0,197
35. 7,32 0,363
68. 13,31 2,140
No RT Conc
1. 0,32 76,626
2. 1,69 1,432
3. 4,15 0,400
4. 4,46 0,499
6. 13,11 21,043
Vanilin Campuran Produk Vanilin
Vanilin
Vanilin
Etanol
Cis isoeugenol
Trans isoeugenol
DMSO
DMSO
Lampiran 17. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 560 watt dengan lama reaksi 4
menit, ulangan 2
No RT Conc
1. 0,28 0,278
2. 0,34 1,097
3. 0,45 9,125
4. 1,43 86,516
5. 3,02 0,100
6. 3,54 0,079
7. 3,74 0,280
9. 5,72 0,080
10. 7,27 0,622
12. 13,34 1,673
No RT Conc
1. 0,32 73,785
2. 1,70 0,173
3. 1,96 0,195
4. 4,18 0,761
5. 4,49 0,194
6. 4,78 0,206
7. 5,06 0,440
8. 5,87 0,250
9. 6,39 0,105
10. 6,70 0,112
11. 6,98 0,091
12. 7,28 0,097
14. 7,84 0,121
20. 13,18 23,470
Vanilin Campuran Produk Vanilin
Vanilin
Vanilin
Etanol
isoeugenol
DMSO
DMSO
Lampiran 18. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 560 watt dengan lama reaksi 6
menit, ulangan 1
No RT Conc
2. 0,30 1,156
3. 0,37 5,829
5. 1,48 85,138
6. 3,72 0,334
9. 7,28 0,209
10. 13,32 7,265
No RT Conc
1. 0,32 82,447
2. 1,72 0,517
3. 1,82 0,780
21. 13,12 16,256
Vanilin Campuran Produk Vanilin
Vanilin
Vanilin
Etanol
isoeugenol
DMSO
DMSO
Lampiran 19. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 560 watt dengan lama reaksi 6
menit, ulangan 2
No RT Conc
1. 0,30 1,095
2. 0,40 12,380
3. 1,46 80,890
4. 3,03 0,159
6. 3,63 0,259
11. 13,07 5,218
No RT Conc
1. 0,32 69,614
2. 1,69 0,158
4. 4,65 0,216
8. 7,62 0,125
11. 8,66 0,083
14. 13,16 29,804
Vanilin Campuran Produk Vanilin
Vanilin Vanilin
Etanol
DMSO
DMSO
Lampiran 20. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 560 watt dengan lama reaksi 8
menit, ulangan 1
No RT Conc
1. 0,32 85,000
3. 1,78 4,358
4. 4,24 0,691
5. 4,52 0,182
6. 4,77 0,157
7. 5,06 0,239
8. 5,86 0,213
10. 7,42 0,108
13. 13,27 9,053
Vanilin Campuran Produk Vanilin
Vanilin
Etanol
No RT Conc
1. 0,30 10,590
3. 0,46 17,935
4. 1,33 1,173
5. 1,50 1,511
6. 1,70 49,139
7. 2,15 9,155
8. 2,63 6,469
10. 3,74 4,870
12. 5,76 1,594
13. 7,29 2,306
14. 13,40 4,608
15. 16,71 3,719
Vanilin
isoeugenol
DMSO DMSO
Lampiran 21. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 560 watt dengan lama reaksi 8
menit, ulangan 2
No RT Conc
1. 0,38 71,144
2. 0,56 0,386
4. 1,61 17,897
5. 2,12 1,977
6. 2,62 1,243
7. 3,72 1,302
10. 5,72 0,328
11. 7,26 2,537
12. 13,32 3,186
No RT Conc
1. 0,33 87,466
2. 1,68 5,482
3. 2,68 0,089
14. 13,15 6,963
Vanilin Campuran Produk Vanilin
Vanilin
Vanilin
Etanol
isoeugenol
DMSO
DMSO
Lampiran 22. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 800 watt dengan lama reaksi 2
menit, ulangan 1
No RT Conc
3. 0,31 0,678
4. 0,44 19,588
6. 1,44 0,143
7. 1,54 76,896
8. 3,24 0,162
9. 3,95 1,178
11. 7,39 0,420
14. 13,51 0,936
No RT Conc
1. 0,31 93,989
3. 0,76 0,269
8. 1,82 0,776
15. 13,07 4,966
Vanilin Campuran Produk Vanilin
Vanilin
Vanilin
Etanol
isoeugenol
DMSO
DMSO
Lampiran 23. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 800 watt dengan lama reaksi 2
menit, ulangan 2
No RT Conc
1. 0,29 2,152
2. 0,45 19,203
3. 1,52 76,005
4. 3,18 0,602
5. 3,69 0,608
8. 7,30 0,482
9. 13,26 1,248
No RT Conc
1. 0,32 77,140
2. 1,65 4,796
7. 7,22 0,232
8. 13,00 17,832
Vanilin Campuran Produk Vanilin
Vanilin
Vanilin
Etanol
isoeugenol
DMSO
DMSO
Lampiran 24. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 800 watt dengan lama reaksi 3
menit, ulangan 1
No RT Conc
1. 0,31 0,084
2. 0,44 1,018
3. 1,53 96,361
5. 5,80 0,073
6. 7,32 0,196
8. 13,42 1,368
No RT Conc
1. 0,32 52,729
2. 1,72 0,605
5. 7,24 0,314
6. 13,06 46,353
Vanilin Campuran Produk Vanilin
Vanilin
Vanilin
Etanol
isoeugenol
DMSO
DMSO
Lampiran 25. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 800 watt dengan lama reaksi 3
menit, ulangan 2
No RT Conc
1. 0,30 0,407
2. 0,45 2,245
3. 1,49 94,913
5. 5,70 0,088
6. 7,22 0,172
7. 13,20 1,275
No RT Conc
1. 0,34 56,407
3. 2,04 0,684
6. 13,64 42,909
Vanilin Campuran Produk Vanilin
Vanilin
Vanilin
Etanol
isoeugenol
DMSO
Lampiran 26. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 800 watt dengan lama reaksi 4
menit, ulangan 1
No RT Conc
1. 0,31 0,652
2. 0,41 12,671
4. 1,64 78,071
5. 3,84 0,522
7. 7,32 0,140
8. 13,24 7,244
No RT Conc
1. 0,32 68,295
4. 4,56 0,093
6. 13,19 31,612
Vanilin Campuran Produk Vanilin
Vanilin
Vanilin
Etanol
isoeugenol
DMSO
Lampiran 27. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin pada tingkat daya 800 watt dengan lama reaksi 4
menit, ulangan 2
No RT Conc
1. 0,32 0,801
2. 0,43 13,788
4. 1,61 74,814
5. 3,72 0,139
8. 7,17 0,167
10. 13,11 9,289
No RT Conc
1. 0,34 77,136
4. 13,07 22,750
Vanilin Campuran Produk Vanilin
Vanilin
Vanilin
Etanol
isoeugenol
DMSO
Lampiran 28. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin metode Sastromidjoyo
No RT Conc
1. 0,30 1,002
2. 0,38 2,855
3. 0,49 0,052
4. 0,62 0,037
5. 1,20 1,129
6. 1,61 86,840
7. 1,90 1,760
8. 2,91 0,089
9. 3,25 0,718
10. 3,80 0,247
11. 5,00 0,023
13. 7,68 0,147
14. 8,66 0,018
15. 9,57 0,205
16. 13,98 4,879
No RT Conc
1. 0,34 93,739
4. 1,94 0,211
6. 4,94 0,108
7. 7,64 0,101
8. 13,71 5,842
Vanilin Campuran Produk Vanilin
Vanilin
Vanilin
Etanol
isoeugenol
DMSO
DMSO
Lampiran 29. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin dengan metode modifikasi 1 dengan refluks,
ulangan 1
No RT Conc
1. 0,30 0,217
2. 0,32 0,620
3. 0,46 5,816
4. 1,41 90,153
5. 0,305 0,190
6. 3,50 0,102
7. 5,66 0,138
8. 7,17 1,114
9. 13,15 1,649
No RT Conc
1. 0,32 52,000
3. 1,67 2,349
4. 3,71 0,351
7. 13,07 45,301
3
4
7 8
9
5
1
4
3
7
Vanilin Campuran Produk Vanilin
Vanilin
Vanilin
Etanol
isoeugenol
DMSO
DMSO
Lampiran 30. Kromatogram kemurnian campuran vanilin dan produk vanilin dengan metode modifikasi 1 dengan refluks,
ulangan 2
No RT Conc
2. 0,31 0,229
3. 0,46 4,120
4. 1,50 93,334
7. 5,67 0,192
8. 7,18 0,726
9. 13,04 1,399
No RT Conc
1. 0,32 49,520
2. 0,64 0,213
3. 0,71 0,569
5. 1,69 1,589
11. 5,10 0,085
15. 10,03 0,094
16. 13,03 47,929
Vanilin Campuran Produk Vanilin
2
3 4
6 8 9
1
3
11
5
15
16
2
Vanilin
Vanilin
Etanol
isoeugenol
isoeugenol
DMSO
DMSO