RETNO SRI ENDAH LESTARI

Transkripsi

1 PERANCANGAN PROSES FRAKSINASI MINYAK SEREH WANGI DAN ISOLASI SITRONELAL SERTA KAJIAN KELAYAKAN FINANSIAL UNTUK PENERAPANNYA DI INDUSTRI RETNO SRI ENDAH LESTARI SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2012

2

3

4 PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Perancangan Proses Fraksinasi Minyak Sereh Wangi Dan Isolasi Sitronelal Serta Kajian Kelayakan Finansial Untuk Penerapannya di Industri adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini. Bogor, Januari 2012 Retno Sri Endah Lestari NRP. F

5 ABSTRACT RETNO SRI ENDAH LESTARI. Design of Citronella Oil Fractionation and Citronellal Isolation Processes and Financial Analysis for Industrial Implementation. Supervised by DJUMALI MANGUNWIDJAJA, ANI SURYANI, ANAS MIFTAH FAUZI, and MEIKA SYAHBANA RUSLI. The aims of the research is to obtain the best condition for Citronellal isolation from Citronella Oil with high quality, added value and environmental friendl and to realize Intermediate Industries which have the raw material compound derivation of Citronella Oil in Indonesia. To achieve the above objectives, these are points need to be done on the research, such: Raw Material Characterization (Citronella Oil); Designation process of Citronella Oil Fractionation and environmental friendly Citronella Oil; Financial feasibility studies from Designation process of Citronella Oil Fractionation and Citronellal isolation for implementation in the industry. Citronella oils contain three major components, they are citronellal, citronellol and geraniol. An effort to enhance the quality and economic value of citronella oil is a major component isolation process using vacuum distillation fractionation. First step of this research is to perform Citronella Oil characterization will be use as the raw material using Mass Chromatography Gas (GC-MS). Which from the experiment, citronellal content with amount of 35,53%; citronellol with amount of 15,43 and Geraniol with amount of 15,94 will be able to be detected..each of the fractionation result are being characterization tested which includes physical and chemical characterization and also fractionation rate. The best conditions used to isolate the main components of citronella oil is a vacuum pressure of 1 mbar, reflux 20 :10, citronellal boiling point of 44oC, citronellol at 66.4 o C and 69.2 o C for geraniol. In these conditions, the isolation rate of citronellal rich fraction was 5.22 ml / min, Citronelol rich fraction was 3.40 ml / min, and geraniol rich fraction was 3.21 ml / min. The result of initial purity level was 84.51% citronellal rich fraction. While the expected of increasing purity is produced citronellal rich fraction by 96.52%. These expectation can be reached by moleculer distillation. Quality of all the third fraction are eligible either SNI or International standards (EOA).Each one of these fraction are pursued to have their purities enhance with isolation process using Molecular Distillation. Experiment have been done here is barely enhancing the purity of citronellal at the Citronellal rich fraction phase. The result of Molecular Distillation processes can be climbed of Citronellal rich fraction purity from 84.51% to be 97.05%. Highest purity level achieved by Citronellal is an environmental friendly process since it is not use any chemical as a reagent or stimulant. Based on result of financial feasibility studies, the design factory of Citronella Oil Fractionation and Citronellal Isolation which have input assumption of 31 kg/hours or 600kg/process and eligibility criteria which includes NPV with amount of Rp , Net B/C = 4.00, IRR = 38 % and PBP = 3.58 years. Therefore, implementation of fractionation design process and citronellal isolation in order of industrial development with citronellal oil and its quinine derivatives as materials can be declared as adequate to embodied/executed. Whereas for rest of 2 fractions, Citronellol and Geraniol were not being tested, therefore for those who may concern / interest is suggested to continue this research. Key words: citronellal, citronelol, geraniol, fractional vacuum distillation, isolation, moleculer distillation

6

7 RINGKASAN RETNO SRI ENDAH LESTARI. Perancangan Proses Fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan Isolasi Sitronelal Serta Kajian Kelayakan Finansial Untuk Penerapannya di Industri. Dibimbing oleh : DJUMALI MANGUNWIDJAJA, ANI SURYANI, ANAS MIFTAH FAUZI, dan MEIKA SYAHBANA RUSLI. Dalam rangka menghadapi persaingan yang sangat ketat pada era globalisasi saat ini, para produsen maupun eksportir minyak atsiri ditantang untuk mampu memproduksi serta memasok bahan kimia aroma (aroma chemical) ataupun kimia adi dari minyak atsiri, dengan kualitas yang baik atau sesuai dengan standar mutu yang berlaku baik secara nasional maupun internasional Seiring dengan hal tersebut, Indonesia dikenal sebagai negara produsen Minyak Sereh Wangi terbesar nomor dua di dunia setelah Cina, namun industri Minyak Sereh Wangi di Indonesia sebagian besar masih merupakan Industri hulu yang baru mampu menyediakan minyak sereh kasar yang langsung diekspor, sedangkan Industri hilirnya yang berupa industri kosmetika, flavoring agent, fragrance, dan farmasi sudah berkembang bahkan sudah menghasilkan komoditi ekspor dengan menggunakan bahan baku impor. Dengan kondisi seperti ini terdapat kesenjangan harga yang sangat besar antara harga ekspor Minyak Sereh Wangi kasar dan impor Minyak Sereh Wangi murni maupun produk turunannya, utamanya Sitronelal. Sampai saat ini yang belum berkembang di Indonesia justru industri antara (intermediate), yaitu industri yang menghasilkan barang setengah jadi yang diperlukan industri hilir berbahan baku Minyak Sereh Wangi dan produk turunannya. Selain hal tersebut, masalah yang perlu dicermati atau perlu mendapat perhatian yang serius adalah pemakaian bahan kimia dalam proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi ataupun isolasi Sitronelal yang dapat membahayakan kesehatan bagi pekerja yang bersangkutan atau pengguna dari produk dimaksud dan juga akan memberikan dampak yang negatif bagi lingkungan. Oleh karena itu, untuk mengatasi masalah-masalah tersebut diatas, perlu adanya perancangan proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi Sitronelal yang tidak menggunakan bahan kimia apapun baik untuk pelarut maupun stimulant dengan kondisi proses yang terbaik sehingga mampu menghasilkan produk dengan kualitas dan nilai tambah yang tinggi dan ramah lingkungan, serta hasil perhitungan kelayakan finansial untuk penerapannya di industri dalam rangka mewujudkan berdirinya industri antara (intermediate) berbahan baku Minyak Sereh Wangi dan produk turunannya di Indonesia. Minyak Sereh Wangi mengandung tiga komponen utama, yaitu Sitronelal, Sitronelol dan Geraniol. Ke tiga komponen utama ini adalah penentu intensitas dan harga jual Minyak Sereh Wangi beserta produk turunannya. Salah satu upaya untuk mempertinggi kualitas serta nilai ekonomi Minyak Sereh Wangi adalah isolasi komponen utama Minyak Sereh Wangi. Penelitian ini secara umum bertujuan untuk mengisolasi komponen Sitronelal, Sitronelol, dan Geraniol dari Minyak Sereh Wangi, sedangkan tujuan khusus dari penelitian ini adalah untuk memperoleh kondisi terbaik berupa tekanan vakum, suhu dan waktu yang digunakan untuk mengisolasi komponen Sitronelal, Sitronelol, dan Geraniol dari Minyak Sereh Wangi agar dapat meningkatkan laju fraksinasi dan kadar

8 kemurnian Sitronelal, Sitronelol, dan Geraniol yang dihasilkan, serta kajian kelayakan finansial untuk penerapannya di industri. Proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi Sitronelal ini menggunakan alat Distilasi Fraksinasi Vakum dan Molecullar Distilation. Bahan percobaan ini menggunakan Minyak Sereh Wangi yang berasal dari salah satu industri kecil yang berlokasi di Subang Jawa Barat. Sebelum percobaan dimulai, terlebih dahulu dilakukan karakterisasi bahan percobaan atau analisis Minyak Sereh Wangi dengan menggunakan alat CG-MS. Setiap perlakuan menggunakan 1500 ml Minyak Sereh Wangi. Komponen yang akan diisolasi adalah Sitronelal, Sitronelol, dan Geraniol. Kondisi yang digunakan pada proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi adalah tekanan vakum (1, 40 dan 80 mbar), refluk rasio 20:10, dan suhu sesuai titik didih masing-masing fraksi yang bersangkutan. Hasil percobaan ini menunjukkan bahwa kondisi terbaik yang digunakan untuk mengisolasi komponen utama Minyak Sereh Wangi adalah dengan menggunakan tekanan vakum 1 mbar, refluks 20:10, dan suhu disekitar titik didih masing-masing fraksi, yaitu untuk fraksi-1 atau fraksi kaya Sitronelal sebesar 44 o C, fraksi-2 atau fraksi kaya Sitronelol sebesar 66.4 o C, dan fraksi-3 atau fraksi kaya Geraniol sebesar 69.2 o C. Pada kondisi tersebut, nilai rata-rata dari laju fraksinasi dari fraksi-1 atau fraksi kaya Sitronelal sebesar 5.22 ml/menit, fraksi-2 atau fraksi kaya Citronelol sebesar 3.40 ml/menit, dan fraksi-3 atau fraksi kaya Geraniol sebesar 3.21 ml/menit. Berdasarkan hasil analisis GC-MS, dapat diketahui bahwa kadar awal yang dihasilkan untuk fraksi-1 atau fraksi kaya Sitronelal sebesar 84.51%, fraksi-2 atau fraksi kaya Sitronelol sebesar 23.88%, dan fraksi-3 atau fraksi kaya Geraniol sebesar 33.79%, sedangkan kadar yang masih bisa diharapkan dari masing-masing fraksi tersebut adalah sebagai berikut : dari fraksi-1 atau fraksi kaya Sitronelal sebesar 96,52%, fraksi-2 atau fraksi kaya Sitronelol sebesar 32,85%, dan fraksi-3 atau fraksi kaya Geraniol sebesar 41,21%. Kualitas yang mencakup sifat fisik dan kimiawi dari fraksi kaya Sitronelal, fraksi kaya Sitronelol dan fraksi kaya Geraniol yang dihasilkan dengan kondisi fraksinasi ini memenuhi syarat mutu SNI maupun Internasional. (EOA) Sebagai upaya peningkatan kadar fraksi-1 atau fraksi kaya Sitronelal dilakukan proses isolasi lanjutan dengan menggunakan alat Molecular Distillation dan hasilnya ternyata meningkat menjadi 97,05 0 C. dari semula 84,51%. Tingkat kemurnian tertinggi yang dicapai oleh Sitronelal ini merupakan proses ramah lingkungan karena sama sekali tidak menggunakan bahan kimia sebagai reagent maupun stimulan Berdasarkan hasil kajian kelayakan finansial pabrik Fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan Isolasi Sitronelal yang merupakan pengembangan pabrik berbahan minyak atsiri dan turunannya, dengan asumsi input 31 kg/jam atau 600 kg/proses yang menggunakan kriteria kelayakan yang mencakup : NPV sebesar Rp ; IRR = 38 % ; Net B/C = 4,06 ; dan PBP = 3,58 tahun dan titik impas produksi (BEP) yang diperoleh pada nilai penjualan produk sebesar Rp , maka penerapan rancangan proses fraksinasi dan isolasi Sitronelal dalam rangka pengembangan industri berbahan minyak atsiri dan produk turunannya ini dapat dinyatakan layak untuk direalisasikan /dilaksanakan. Demikian pula berdasarkan hasil analisis sensitivitasnya, pabrik ini masih tetap layak untuk direalisasikan/dilaksanakan pada saat terjadi kenaikan harga bahan sampai maksimum 24%, penurunan harga jual produk sampai maksimum 14,2%,

9 dan kenaikan suku bunga bank sampai maksimum 300 % atau 3 kali lipat dari semula 12%. Berdasarkan hasil perhitungan, jika rancangan proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi Sitronelal ini diterapkan pada industri maka nilai tambah yang diperoleh sebesar Rp ,-/kg produk, rasio nilai tambah sebesar 61,71%, imbalan kepada tenaga kerja yang terlibat dengan kegiatan ini sebesar Rp 9.614,/kg produk, dan tingkat keuntungan perusahaan sebesar 85,57%.

10

11 Hak cipta milik IPB, tahun 2012 Hak cipta dilindungi Undang-undang 1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan masalah. b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.

12

13 PERANCANGAN PROSES FRAKSINASI MINYAK SEREH WANGI DAN ISOLASI SITRONELA SERTA KAJIAN KELAYAKAN FINANSIAL UNTUK PENERAPANNYA DI INDUSTRI RETNO SRI ENDAH LESTARI Disertasi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada Program Studi Teknologi Industri Pertanian SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2012

14 Penguji pada Ujian Tertutup : 1.Prof.Dr.Ir.Tun Tedja Irawadi, MS Guru Besar pada Departemen MIPA KIMIA IPB 2.Dr.Ir.Dwi Setyaningsih, MS Staf Pengajar pada Program Studi Teknik Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian, IPB Penguji pada Ujian Terbuka : 1.Dr.Zaenal Alim Mas ud, DEA Staf Pengajar Departemen MIPA KIMIA IPB 2.Dr.Ir. Hartisari Hardjomidjojo, DEA Staf Pengajar pada Program Studi Teknik Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian, IPB

15 Judul Disertasi : Perancangan Proses Fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan Isolasi Sitronelal Serta Kajian Kelayakan Finansial Untuk Penerapannya di Industri Nama Mahasiswa : Retno Sri Endah Lestari NRP : F Menyetujui : Prof. Dr.Ir.Djumali Mangunwidjaya, DEA Ketua Prof. Dr. Ir. Ani Suryani, DEA Anggota Dr. Ir. Meika Syahbana Rusli, M.Sc. Anggota Prof. Dr. Ir. Anas Miftah Fauzi, M.Eng Anggota Mengetahui, Ketua Program Studi Teknologi Industri Pertanian Dekan Sekolah Pascasarjana Dr. Ir. Machfud, MS Dr. Ir. Dahrul Syah, MSc.Agr Tanggal Ujian : 31 Januari 2012 Tanggal Lulus :

16

17 PRAKATA Puji syukur hanya kepada Allah Subhanawata ala karena berkat rahmat dan ridho-nya, disertasi yang berjudul Perancangan Proses Fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan Isolasi Sitronelal Serta Kajian Kelayakan Finansial Untuk Penerapannya di Industri dapat penulis selesaikan. Disertasi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Doktor pada Program Studi Teknologi Industri Pertanian, Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor (TIP SPs IPB). Pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan hormat, penghargaan, dan ucapan terimakasih yang mendalam kepada : 1. Bapak Prof. Dr. Ir. Djumali Mangunwidjaja, DEA sebagai ketua komisi pembimbing yang telah memberikan bimbingan, pengetahuan, pemikiran, arahan, dan waktu tanpa kenal lelah serta terus memotivasi dan mendorong semangat penulis untuk terus berjuang hingga terselesaikannya disertasi ini. 2. Ibu Prof. Dr. Ir. Ani Suryani, DEA, Bapak Dr. Ir. Meika Syahbana Rusli, M.Sc. dan Bapak Prof. Dr. Ir. Anas Miftah Fauzi, M.Eng, selaku anggota komisi pembimbing atas segala bimbingan dan arahan yang penuh dedikasi, dorongan, dan kesabarannya yang luar biasa sehingga penulis dapat menyelesaikan disertasi ini. 3. Ibu Prof. Dr. Ir. Tun Tedja Irawadi, MS, Ibu Dr. Ir. Dwi Setyaningsih, MS, sebagai penguji pada ujian tertutup, Bapak Dr. Ir. Zaenal Alim Mas ud, DEA dan Ibu Dr. Ir. Hartrisari Hardjomidjojo, DEA, sebagai penguji pada ujian terbuka atas kesediaan dan perkenannya untuk menguji serta koreksinya terhadap disertasi penulis. 4. Ketua Program Studi TIP Dr. Ir. Machfud, MS. beserta seluruh staf dosen dan karyawan Program Studi TIP SPs IPB, atas semua bantuan dan motivasi yang tiada henti pada penulis. 5. Seluruh pimpinan dan karyawan SPs IPB, terutama Program Studi TIP yang telah memberi bantuan dan fasilitas kepada penulis selama penulis menempuh pendidikan S3 di Program Studi TIP SPs IPB.

18 6. Pusat Pendidikan dan Pelatihan Industri, Kementerian Perindustrian yang telah memberi ijin kepada penulis untuk belajar pada Program Doktor di Sekolah Pasca Sarjana, Institut Pertanian Bogor (IPB), Bogor. 7. Bapak Dr. Ir. Agus Har yono, M.Sc.; Bapak Ir. Jody Arya Laksmono, M.Si.; Bapak Ir. Egi Agustian, M.Sc.; Ibu M.M. Anggriani L.B., SE; Saudari Wita Kartika Restu, ST beserta tim peneliti dari Pusat Kimia, LIPI-Serpong yang telah memberikan ijin dan pendampingan teknis selama penulis melakukan penelitian tentang proses Fraksinasi Minyak Sereh Wangi. 8. Bapak Ir. Leo Seno Broto, M.Si; Saudara Ir. Iwan; dan Saudara Ir. Erwin beserta tim HRD PT. Indesso Aroma yang telah memberikan ijin dan pendimpingan teknis selama penulis melakukan penelitian tentang Proses Isolasi dengan menggunakan alat Molecullar Destilation dan Gas Chromatography (GC). 9. Almarhum suami tercinta (Ir. Eddy Suyadi Cahyono) atas semua batuan material maupun spriritual, pengorbanan, do a dan kasih sayangnya. 10. Putra-putri tercinta yaitu : Lucy Diana Puspita Sari, S,Kom; Fery Nazarudin, S.Kom; Teddy Surya Wijaya, ST, dan Alvita Komala Dewi, SE yang telah dengan setia dan penuh pengertian mendampingi penulis selama mencari semua perlengkapan untuk penelitian dan penulisan disertasi ini. 11. Seluruh teman-teman S3 TIP SPs IPB lainnya yang tidak kenal lelah memotivasi penyelesaian studi S3 penulis di IPB. 12. Dr. Ir. Ratri Ariatmi Nugrahani, MT; Ibu Herfiani Rizkia, STP, MSi ; Ibu Hendrastuti, SMI, MT ; Ibu Iveline Anne Marie, ST, MT: Saudara Kirana Sanggrami Sasmitaloka, STP; Bapak Noor Roufiq, STP, MS; dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah membantu sampai terselesaikannya penulisan disertasi ini. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi semua pihak yang berkepentingan terutama dalam memberikan kontribusi bagi pengembangan agroindustri pengolahan minyak atsiri, khususnya minyak sereh wangi di Indonesia. Bogor, Januari 2012 Retno Sri Endah Lestari

19

20 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Madiun pada tanggal 23 Nopember 1950 sebagai anak ke-3 dari pasangan suami istri yang bernama R. Soemarsono Satryo Adiprayitno. dan Boeni Soemijati. Pendidikan Sarjana ditempuh di Jurusan Teknologi Pengolahan Hasil Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Gadjah Mada, di Yogyakarta dan lulus pada tahun Pada tahun 1990, penulis melanjutkan studi di Program Studi Keteknikan Pertanian, Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor dan lulus pada tahun Pada tahun 2006, penulis mendapatkan kesempatan untuk melanjutkan studi program Doktor pada Program Studi Teknologi Industri Pertanian di Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Penulis bekerja sebagai PNS di Kementerian Perindustrian, di Jakarta sejak tahun 1979 sampai dengan saat ini. Mulai tahun 1984 sampai sekarang, beberapa Jabatan Struktural dan Fungsional maupun ke proyekan telah di percayakan kepada penulis. Selama mengikuti program S3, penulis menyajikan karya ilmiah yang antara lain berjudul : 1. Rancangan Proses Isolasi Citromellal Dan Rhodinol Dari Minyak Sereh Wangi yang masih dalam tahap review di Jurnal Teknogi Pertanian IPB, Bogor. 2. Kajian Kelayakan Finansial Isolasi Citronellal dan Rhodinol Pada Industri Berbasis Senyawa Turunan Minyak Sereh Wangi yang akan diterbitkan pada Jurnal Teknotan Volume 6 No. 2, Edisi Bulan Mei, Karya-karya ilmiah tersebut merupakan bagian dari disertasi program S3 penulis. yang berjudul Perancangan Proses Fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan Isolasi Citronellal Serta Kajian Kelayakan Finansial Untuk Penerapannya di Industri. Mengenai keanggotaan dalam himpunan profesi, penulis pernah mendapat amanah untuk menjadi Ketua Ikatan Sarjana Wanita Indonesia, Cabang D.K.I. Jakarta, periode tahun , namun belum sampai habis masa jabatan ini, berdasarkan hasil Kongres Ikatan Sarjana Wanita Indonesia (ISWI) ke XI, di Jakarta, tanggal Juli 2010, penulis mendapat amanah untuk menjadi Ketua Umum ISWI Pusat periode tahun Himpunan profesi ini berdiri sejak tahun 1956 dan cakupannya selain nasional juga internasional. ISWI menjadi anggota International Federation of University Women (IFUW) sejak tahun 2005 dan kantor pusatnya berada di Geneva, Switzerland.

21 DAFTAR ISI DAFTAR TABEL.... DAFTAR GAMBAR... Halaman xxiv xxvi DAFTAR LAMPIRAN... xxviii I. PENDAHULUAN Latar Belakang..., Perumusan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Ruang Lingkup Kebaruan (Novelty) Dari Hasil Penelitian 9 II. TINJAUAN PUSTAKA Minyak Atsiri Sifat Fisikokimia Minyak Atsiri Minyak Sereh Wangi Sitronelal Sitronelol Geraniol Analisa Kromatografi Destilasi Fraksinasi Vakum Perancangan Proses Fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan Isolasi Sitronelal III. METODOLOGI PENELITIAN Kerangka Pemikiran Tempat dan Waktu Bahan dan Alat Metode Penelitian IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Karakterisasi Bahan Baku (Minyak SerehWangi) Kinerja Proses Fraksinasi Sifat Fisik dan Kimiawi Hasil Analisis Kadar Fraksi Dengan Menggunakan GC-MS Mollecular Distilation Perancangan Proses Fraksinasi Minak Sereh Wangi & Isolasi Sitronelal Neraca Massa Neraca Energi Hubungan Antara laju Fraksinasi Dengan Biaya Proses... 82

22 Halaman Hasil Kajian Kelayakan Finansial V. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xxiii

23 DAFTAR TABEL Tabel 1. Halaman Karakterisasi Minyak Sereh Wangi Berdasarkan Standar Nasional Indonesia (SNI) Tabel 2. Sifat Fisikokimia Minyak Sereh Wangi Tabel 3. Tabel 4. Tabel 5. Karakteristik Persyaratan Mutu Sitronelal Berdasarkan Standar Nasional Indonesia (SNI). 17 Karakteristik Persyaratan Mutu Geraniol Berdasarkan Standar Nasional Indonesia (SNI). 18 Data Berbagai Tekanan dan Temperatur Komponen Utama Minyak Sereh Wangi.. 20 Tabel 6. Karakteristik Minyak Sereh Wangi Berdasarkan Analisis GC-MS 50 Tabel 7. Tabel 8. Tabel 9. Sifat Fisik dan Kimiawi Minyak Sereh Wangi-1 dan Wangi-2 Dibandingkan dengan Syarat Mutu Yang Ada Pada SNI. 51 Komposisi Komponen Penyusun Bahan I dan II Berdasarkan Hasil Analisis Dengan Menggunakan GC-MS.. 52 Rekapitulasi Laju Fraksinasi Minyak Sereh Wangi pada Tekanan Vakum 1 mmhg, 30 mmhg, dan 60 mmhg ( ~1 mbar, 40 mbar, dan 80 mbar) 55 Tabel 10. Rekapitulasi Hasil Analisis Sifat Fisik dan Kimiawi Fraksi -1 (Banyak Mengandung Sitronelal) Menggunakan Tekanan Vakum 1 mbar Tabel 11. Rekapitulasi Hasil Analisis Sifat Fisik dan Kimiawi Fraksi-2 (Mengandung Banyak Sitronelol) Menggunakan Tekanan Vakum 1 mbar Tabel 12. Rekapitulasi Hasil Analisis Sifat Fisik dan Kimiawi Fraksi-3 (Mengandung Banyak Geraniol) Menggunakan Tekanan Vakum 1 mbar Tabel 13. Rekapitulasi Hasil Analisis Fraksi dengan Menggunakan GC- MS Tabel 14. Hasil Fraksinasi Bertahap Menggunakan Molecular Distilation 68 Tabel 15. Rekapitulasi Hasil Peningkatan Kemurnian Sitronelal Menggunakan Alat Distilasi Fraksinasi Vakum dan Molecular Distillation 68 xxiv

24 Halaman Tabel 16. Hasil Perhitungan Neraca Massa Pada Proses Isolasi Sitronelal Dari Minyak Sereh Wangi Dengan Sistem Batch.. 75 Tabel 17. Hasil Perhitungan Neraca Massa Pada Proses Isolasi Sitronelal Dari Minyak Sereh Wangi Dengan Sistem Batch.. 76 Tabel 18. Hasil Perhitungan Neraca Energi Pada Proses Fraksinasi Minyak Sereh Wangi Dengan Sistem Batch Tabel 19. Hasil Perhitungan Neraca Energi Pada Proses Isolasi Sitronelal Dari Minyak Sereh Wangi Dengan Sistem Batch.. 80 Tabel 20. Kapasitas Pabrik, Kebutuhan Bahan, Rendemen, IDC, dan Pajak Tabel 21. Rekapitulasi Hasil Perhitungan Modal, Kebutuhan Bahan, Penyusutan, Gaji Pegawai, dan Keuntungan Bersih Perusahaan.. 93 Tabel 22. Rekapitulasi Kelayakan Investasi Pabrik Fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan Isolasi Sitronelal 94 Tabel 23. Nilai Kriteria Investasi dari Analisis Sensitivitas.. 99 Tabel 24. Hasil Perhitungan Nilai Tambah Industri Fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan Isolasi Sitronelal 100 xxv

25 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Rumus bangun komponen penyusun minyak sereh wangi Gambar 2. Minyak Sereh Wangi dan turunannya Gambar 3. Grafik hubungan antara tekanan terhadap temperatur untuk komponen utama minyak sereh wangi 21 Gambar 4. Skema unit distilasi molekuler Gambar 5. Skema proses distilasi molekuler Gambar 6. Tahap perancangan proses 34 Gambar 7. Skema proses fraksinasi minyak sereh wangi dengan menggunakan alat distilasi fraksinasi vakum 35 Gambar 8. Kerangka pemikiran perancangan proses isolasi Sitronelol. 39 Gambar 9. Skema unit destilasi fraksinasi. 40 Gambar 10. Tahapan penelitian 41 Gambar 11. Tahapan penelitian perancangan proses Gambar 12. Diagram alir perancangan proses Gambar 13. Skema distilasi molekuler. 66 Gambar 14. Gambar 15. Grafik kemurnian sitronelal hasil isolasi dengan distilasi fraksinasi vakum dan molecular distillation 69 Diagram blok unit isolasi Sitronelal dari Minyak Sereh Wangi Gambar 16. Diagram blok neraca massa.. 75 Gambar 17. Diagram blok neraca energi.. 79 xxvi

26 xxvii

27 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Lampiran 2. Halaman Hasil Analisis Kadar dan Kimia Sitronelal, Sitronelol, dan Geraniol dari Minyak Sereh Wangi Rekapitulasi Hasil Analisis Sifat Fisik dan Kimiawi Sitronelal, Sitronelol, dan Geraniol Dari Minyak Sereh Wangi Lampiran 3. Hasil Analisis Kadar Dengan Menggunakan GC-MS. 112 Lampiran 4. Lampiran 5. Lampiran 6. Lampiran 7. Lampiran 8. Lampiran 9. Rekapitulasi Hasil Penelitian Laju dan Kadar Fraksi-1, 2, dan Tabel Rekapitulasi Hasil Penelitian Laju Fraksinasi dan Kadar Sitronelal, Sitronelol, dan Geraniol Dari Minyak Sereh Wangi Menurut Tekanan Vakum Yang Digunakan Serta Tabel Beserta Laju Fraksinasi Sitronelal, Sitronelol, dan Geraniol pada Tekanan Vakum 1 mbar; 40 mbar; dan 80 mbar Tabel Beserta Gambar Kadar Awal Sitronelal,. Sitronelol, Geraniol Pada Tekanan Vakum 1 mbar; 40 mbar; 80 mbar Dan Tabel Beserta Gambar Peningkatan Kadar DSitronelal, Sitronelol, Geraniol Pada Tekanan Vakum 1 mbar; 40 mbar; 80 mbar Yang Diharapkan 115 Hasil Peningkatan Kadar Sitronellal Dari Minyak Sereh Wangi Dengan Menggunakan Alat Distilasi Fraksinasi Vakum dan Molecular Distillation. 116 Kemurnian Sitronelal Hasil Isolasi Dengan Distilasi Fraksinasi Vakum dan Molecular Distilation. 117 Rincian Modal Tetap dan Modal Lancar Untuk Pengembangan Pabrik Fraksinasi Minyak Sereh Wangi Lampiran 10. Kebutuhan Modal Kerja Awal. 121 Lampiran 11. Lampiran 12. Biaya Penyusutan Barang Modal, Biaya Perbaikan dan Perawatan Fasilitas Produksi, Serta Rincian Biaya Bahan Baku, Bahan Pembantu, dan Utilitas Selama 1 Bulan 122 Rincian Biaya Bahan Baku, Bahan Pembantu, dan Utilitas Selama 1 Bulan Lampiran 13. Jabatan Karyawan dan Rincian Gaji 124 Lampiran 14. Jadwal Pembayaran Kredit Modal Tetap dan Kredit Modal Kerja. 125 xxviii

28 Halaman Lampiran 15. Ringkasan Biaya Operasional dan Proyeksi Arus Kas 126 Lampiran 16. Proyeksi Rugi Laba Lampiran 17. Perhitungan Kelayakan Investasi dan Perhitungan BEP Lampiran 18. Nilai Penjualan Produk 129 Lampiran 19. Rekap Hasil Kelayakan Finansial Industri Fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan Isolasi Sitronelal 131 Lampiran 20. Simulasi Input-Output Pada Pengembangan Pabrik. 134 Lampiran 21. Simulasi Input-Output Pada Pengembangan Pabrik. 135 Lampiran 22. Simulasi Input-Output Pada Pengembangan Pabrik. 136 Lampiran 23. Simulasi Input-Output Pada Pengembangan Pabrik. 137 Lampiran 24. Simulasi Input-Output Pada Pengembangan Pabrik. 138 Lampiran 25. Simulasi Input-Output Pada Pengembangan Pabrik. 139 Lampiran 26. Simulasi Input-Output Pada Pengembangan Pabrik. 140 Lampiran 27. Simulasi Input-Output Pada Pengembangan Pabrik. 141 Lampiran 28. Simulasi Input-Output Pada Pengembangan Pabrik. 142 Lampiran 29. Rekapitulasi Hasil Simulasi dan Sensitivitas Perhitungan Kelayakan Finansial Industri Fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan Isolasi Sitronelal 143 xxix

29 I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Senyawa kimia yang terkandung dalam tumbuhan merupakan sumber bahan kimia yang berguna sebagai sumber inovasi dalam penemuan dan pengembangan obat-obat baru serta untuk kepentingan berbagai industri, terutama industri flavoring agent untuk aneka makanan dan minuman, fragrance untuk sabun, parfum dan kosmetik serta untuk obat-obatan/farmasi. Senyawa kimia yang dihasilkan oleh suatu tumbuhan yang satu dan lainnya sangat berbeda, tergantung pada lokasi tumbuh dan jenis tanamannya. Menurut Irna et al (2007), di planet ini terdapat kurang lebih jenis tumbuhan tingkat tinggi yang mengandung aneka senyawa kimia alami. Dari jumlah tersebut, baru sekitar 750 jenis (0,3%) yang telah diteliti dan jenis (54%) terdapat di hutan-hutan tropika, dimana hutan tropika di Indonesia mengandung lebih dari jenis tumbuhan tingkat tinggi ini dan sangat potensial untuk diteliti. Dengan demikian, berarti bahwa Indonesia sebenarnya merupakan gudang bagi bahan kimia alami yang belum ditemukan dan tidak ternilai harganya baik untuk masa kini maupun masa depan. Oleh karena itu, sangat diharapkan bahwa penelitian bahan kimia alami dapat menjadi ujung tombak bagi para peneliti Indonesia untuk mengekspl orasi potensi sumber daya alam ini, khususnya potensi keberadaan bahan kimia alami yang melimpah di Indonesia guna meningkatkan kesejahteraan rakyat Indonesia. Sehubungan dengan hal tersebut diatas, di Indonesia, tumbuh subur tanaman sereh sebagai tanaman multi guna karena batang dan daunnya selain dapat dimanfaatkan sebagai penyedap/bumbu-bumbu aneka makanan dan minuman juga dapat dipergunakan sebagai pengusir nyamuk Aedes Aegypty yang menyebabkan penyakit Demam Berdarah Dengue (DBD), pengusir serangga, pengusir lalat buah, penurun panas, sebagai peluruh angin perut, penambah nafsu makan bagi manusia, pengobatan pasca persalinan, dan pereda kejang, sedangkan akar tanaman sereh wangi dapat digunakan sebagai obat peluruh air seni, peluruh keringat, peluruh dahak atau obat batuk, dan penghangat badan. Tanaman Sereh Wangi (Cymbopogon winterianus jowitt) tersebut mengandung minyak atsiri yang

30 2 disebut Citronella Oil yang selain memiliki multi khasiat sebagai bahan obat tradisional maupun modern, juga merupakan aset nasional yang perlu terus digali, diteliti, dikembangkan dan dioptimalkan pemanfaatannya. Akhir-akhir ini Minyak Sereh Wangi menarik perhatian dunia, karena mempunyai sifat aktif biologis sebagai anti jamur alami dan anti bakteri sehingga dapat dipergunakan sebagai bahan pengawet pada makanan dan sebagai anti-biotik. Menurut hasil penelitian Khoirotunnisa (2008), Sereh Wangi (Cymbopogon winterianus jowitt) adalah salah satu tanaman obat tradisional dimana minyak atsiri yang terkandung didalamnya mempunyai aktivitas anti-jamur utamanya terhadap jamur Malassezia furfur (jamur penyebab penyakit kulit yang disebut dengan panu ) secara invitro. Oleh karena itu penelitian dan pengembangan tentang isolasi senyawa kimia yang terkandung didalam Minyak Sereh Wangi tersebut merupakan bagian dari upaya peningkatan nilai tambah dan hilirisasi industri berbahan baku Minyak Sereh Wangi beserta produk-produk turunannya. Pada umumnya, industri Minyak Sereh Wangi di Indonesia masih merupakan industri hulu yang baru mampu menghasilkan minyak kasar yang langsung diekspor dengan harga yang murah, sedangkan industri hilirnya yang berupa industri kosmetika, flavoring agent, fragrans dan obat-obatan sudah berkembang, bahkan sudah mampu menghasilkan komoditi ekspor dengan menggunakan bahan baku impor yang harganya jauh lebih mahal dari pada harga Minyak Sereh kasar yang diekspor. Sampai saat ini yang belum berkembang di Indonesia justru pada industri antara (intermediate), yaitu industri yang menghasilkan barang setengah jadi yang diperlukan industri hilir. Pada saat ini penggunaan minyak atsiri sebagai obat dari bahan alam semakin diminati masyarakat, terlebih lagi seiring dengan adanya gerakan kembali ke alam (back to nature) yang dilakukan oleh masyarakat dunia, tanaman obat makin penting peranannya dalam pola konsumsi makanan, minuman dan obat-obatan. Dengan meningkatnya kesadaran manusia terhadap pemanfaatan sumber daya alam tersebut, maka pemanfaatan produk herbal semakin berkembang tidak hanya di negara-negara Timur saja, melainkan sudah merambah ke negara-negara Barat. Hal ini tampak dari data WHO yang menunjukkan bahwa

31 3 permintaan produk herbal di negara-negara Eropa dalam kurun waktu diperkirakan mencapai 66 % dari permintaan dunia. Dalam rangka pengembangan industri Minyak Sereh Wangi dan turunannya ini, ada beberapa hal penting yang perlu diperhatikan, antara lain adalah pengadaan bahan baku, proses produksi, tata niaga dan bentuk pengusahaannya. Dalam era globalisasi yang penuh dengan persaingan yang sangat ketat ini permasalahan yang dihadapi Indonesia dalam rangka pengembangan industri minyak atsiri beserta produk-produk turunannya, khususnya dalam rangka mewu-judkan berdirinya industri - industri antara (intermediate) tersebut diatas adalah adanya tantangan bagi para produsen maupun eksportir minyak atsiri beserta produk turunannya untuk mampu memproduksi serta memasok bahan Aroma Chemical atau Kimia Adi dari minyak atsiri dengan kualitas yang baik atau sesuai dengan standar mutu yang berlaku baik secara nasional maupun internasional. Berkenaan dengan hal tersebut, untuk mempertinggi kualitas serta nilai ekonomi Minyak Sereh Wangi ini, perlu dilakukan beberapa usaha, antara lain : 1. Isolasi komponen utama minyak atsiri Sereh Wangi 2. Pemurnian lanjut untuk menghasilkan produk yang lebih murni. 3. Sintesa turunan Minyak Sereh Wangi 4. Formulasi untuk produk akhir sebagai flavouring agent atau fragrance Sampai saat ini, Indonesia dikenal sebagai negara produsen Minyak Sereh Wangi terbesar nomor dua di dunia setelah Cina (Boelens, 1994). Selain itu, Minyak Sereh Wangi ini juga memiliki pasaran yang luas dan bagus serta berdaya saing kuat di pasaran luar negeri sehingga bisa dijadikan komoditi ekspor utama diantara berbagai jenis minyak atsiri lainnya. Perkiraan kebutuhan dunia akan Minyak Sereh Wangi (Citronela Oil) rata-rata sebesar ton/tahun dengan harga ekspor rata-rata 42,5 US$ / kg. Menurut data ekspor dari BPS, selama 5 tahun terakhir ini, tercatat ekspor Citronela oil dari Indonesia rata-rata per tahun baru mencapai kg (sekitar 3,20-3,50 % dari kebutuhan dunia). Walaupun potensi keberadaan Minyak Sereh Wangi di Indonesia sangat besar dan peluang pasarnyapun masih cukup terbuka lebar, namun ironisnya, untuk memenuhi kebutuhan industri hilirnya, Indonesia masih harus mengimpor Minyak

32 4 Sereh Wangi dalam bentuk pure oil maupun produk turunannya atau fraksi aktif yang terkandung didalam Minyak Sereh Wangi, terutama yang berupa Sitronelal, Sitronelol dan Geraniol dengan harga yang jauh lebih mahal dari pada harga minyak kasar yang diekspor (harga impornya 153,34 US$/ kg, sedangkan harga eksponya hanya 65,9 US$/ kg), karena selama ini Minyak Sereh Wangi tersebut diekspor dalam bentuk minyak kasar sehingga kurang optimal dalam mendatangkan devisa bagi negara (Guenther, 1990). Oleh karena itu, perlu usaha untuk meningkatkan nilai guna dan nilai tambah dari Minyak Sereh Wangi dengan mengolahnya lebih lanjut menjadi pure oil maupun produk turunannya sebagai bahan Aroma Chemical maupun Produk Kimia Adi seperti Sitronelal, Sitronelol, dan Geraniol yang antara lain dapat dipergunakan sebagai bahan baku penyusun komponen dalam rose oil yang harganya sangat mahal dan dibutuhkan untuk bahan flavouring agent dan fragrance yang mempunyai nilai tambah tinggi dan yang selama ini masih diimpor serta sangat dibutuhkan oleh berbagai industri pangan, parfum, sabun dan industri kosmetik lainnya di dalam negeri. Selain hal tersebut diatas, masalah lain yang sering muncul dalam proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi Sitronelal adalah masalah bahaya bahan kimia yang digunakan dalam proses tersebut terhadap kesehatan dan lingkungan. Pada umumnya, pemakaian bahan kimia dalam proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi maupun isolasi Sitronelal ini berfungsi untuk mempercepat proses atau untuk meningkatkan kadar dari fraksi yang dikehendaki. Bahaya penggunaan bahan kimia dalam proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi Sitronelal terhadap kesehatan dan lingkungan.ini dapat ditinjau dari dua aspek, yaitu : 1. Aspek penggunaan berbagai jenis bahan kimia dalam proses fraksinasi maupun isolasi sitronelal, sitronelol, dan geraniol dari Minyak Sereh Wangi Efek dari beberapa bahan kimia yang dipakai dalam proses fraksinasi maupun isolasi Sitronelal, Sitronelol, dan Geraniol dari Sereh Wangi terhadap kesehatan maupun lingkungan, antara lain sebagai berikut : a. Penggunaan NaCl pada proses isolasi total Geraniol, relatif tidak berbahaya, tetapi bersifat korosif dan apabila dielektrolisis akan berubah menjadi gas Clorida yang sangat beracun.

33 5 b. Pelarut organik seperti eter, alkohol, aseton, heksan, dan lain-lain merupakan zat cair yang mudah terbakar. c. Penggunaan bahan alkali seperti Na, K, dan Ca dapat dengan mudah mengeluarkan panas, dan gas yang mudah terbakar, karena bahan kimia ini reaktif terhadap air. d. Penggunaan asam sulfat (H 2 SO 4 ), asam klorida, (HCI) dan natrium hidroksida (NaOH) yang digunakan dalam proses isolasi sitronelal dan sitronelol dapat menghasilkan panas dan gas yang mudah terbakar atau gas-gas yang beracun dan korosif karena bahan kimia tersebut reaktif terhadap asam. Selain itu asam sulfat dapat menimbulkan kerusakan atau peradangan bila kontak dengan permukaan tubuh yang lembab seperti kulit, mata, dan saluran pernapasan, karena bahan kimia ini termasuk bahan kimia iritan. e. Menurut Taufiqurrakhman dan Reuters (2011), penggunaan n-hexane (solvent yang digunakan untuk ekstraksi/isolasi Sitronelal) dapat mengakibatkan bahaya keracunan terhadap kesehatan dan jiwa bagi para pekerja yang bersangkutan (sakit demam tinggi, bahkan sampai meninggal dunia). 2. Aspek substitusi penggunaan bahan kimia pada industri yang berbahan baku Sitronelal, Sitronelol dan Geraniol sintetis, antara lain sebagai berikut : a. Bahan Kimia Aroma (Flavor and Fragrance) Menurut Laszlo Somogyi dan Akihiro Kishi (2001), bahan kimia aroma digunakan untuk flavoring agent atau senyawa penyusun komposisi rasa (untuk menyampaikan rasa dan aroma yang menarik untuk makanan olahan dan minuman) dan juga untuk fragrance agent atau senyawa penyusun formulasi keharuman (yang memberikan aroma yang menyenangkan bagi barang-barang konsumen seperti parfum, perlengkapan mandi, kosmetik, deterjen dan pembersih rumah tangga). Bahan campuran rasa dan aroma merupakan campuran kompleks, termasuk pelarut dan pengencernya. Apabila salah dalam penerapan formulasinya, senyawa-senyawa tersebut dapat berubah sifatnya menjadi beracun dan bisa membahayakan kesehatan penggunanya.

34 6 b. Flavor Sintetis / Imitasi dari Senyawa Turunan Minyak Sereh Pada saat ini terdapat lebih dari 200 bahan kimia aroma penyebab flavor sintetis rasa buah (fruitiness), seperti: asam, alkohol, ester, aldehid, keton, dan sebagainya. Bahan-bahan kimia aroma ini jika dicampur menjadi satu dengan komposisi tertentu akan menimbulkan rasa buah. Diantara bahanbahan kimia tersebut diatas, ada beberapa yang dapat disubstitusi dengan bahan kimia alami, yang antara lain adalah senyawa turunan sitronelal dan geraniol dari minyak sereh wangi. Dampak dari upaya substitusi ini lebih aman terhadap kesehatan maupun lingkungan dibanding dengan penggunaan bahan-bahan kimia lainnya terutama yang bukan berasal dari alami. Flavor sintetis banyak dipakai dalam industri minuman dan aneka roti atau confectionary. sebagai contoh antara lain sebagai berikut : - Flavor Sintetis Strawberry dapat disubstitusi dengan senyawa turunan Geraniol - Flavor Sintetis Nenas dapat disubstitusi dengan senyawa turunan sitronelal - Vanillin (pure chemical, bukan vanilla), dapat disubstitusi dengan senyawa turunan sitronelal c. Parfum. Parfum berasal dari bagian-bagian tertentu dari aneka tumbuhan minyak atsiri (contoh : akar wangi, kayu cendana, kulit kayu cinamon, daun sereh wangi, bunga rose, bunga lavender, buah pala, buah lemon, myrrh, dan sebagainya). Parfum dapat juga berasal dari bahan kimia (isolate). Produk isolat diturunkan langsung dari masing-masing minyak atsiri melalui reaksi kimia, dimana senyawa ini tidak ada dalam alam, bahan ini merupakan produk esterifikasi seperti : formiat, asetat, propionat, dan ester-ester dari citronellol, linalool, geraniol, terpinol, dan lain sebagainya. Parfum adalah campuran dari zat pewangi yang dilarutkan dalam pelarut yang sesuai. Zat pewangi dapat berasal dari minyak atsiri dimana salah satunya adalah minyak sereh wangi atau dibuat sintetis. Dampak dari upaya substitusi ini lebih aman terhadap kesehatan maupun lingkungan

35 7 dibanding dengan penggunaan bahan-bahan kimia lainnya terutama yang bukan berasal dari alami. Karena itu, untuk mengatasi masalah-masalah tersebut diatas, perlu adanya perancangan proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi Sitronelal yang tidak menggunakan bahan kimia apapun baik untuk pelarut maupun stimulant dengan kondisi proses yang terbaik sehingga mampu menghasilkan produk dengan kualitas dan nilai tambah yang tinggi dan ramah lingkungan, serta hasil perhitungan kelayakan finansial untuk penerapannya di industri Perumusan Masalah 1. Indonesia dikenal sebagai negara produsen Minyak Sereh Wangi terbesar nomor 2 (dua) di dunia setelah Cina, namun industri Minyak Sereh Wangi di Indonesia sebagian besar masih merupakan Industri hulu yang baru mampu menyediakan minyak sereh kasar yang langsung diekspor, sedangkan Industri hilirnya yang berupa industri kosmetika, flavoring agent, fragrance, dan farmasi sudah berkembang bahkan sudah menghasilkan komoditi ekspor dengan menggunakan bahan baku impor. 2. Terdapat kesenjangan harga yang sangat besar antara harga ekspor Minyak Sereh kasar dan impor Minyak Sereh murni maupun produk turunan Minyak Sereh Wangi, utamanya Sitronelal. 3. Sampai saat ini yang belum berkembang di Indonesia justru industri antara (intermediate), yaitu industri yang menghasilkan barang setengah jadi yang diperlukan industri hilir berbahan baku Minyak Sereh Wangi dan produk turunannya. 4. Pemakaian bahan kimia dalam proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi ataupun isolasi Sitronelal dapat membahayakan kesehatan bagi pekerja yang bersang-kutan atau pengguna dari produk dimaksud dan juga akan memberikan dampak yang negatif bagi lingkungan. 5. Dalam rangka menghadapi persaingan yang sangat ketat pada era globalisasi saat ini, para produsen maupun eksportir minyak atsiri ditantang untuk mampu memproduksi serta memasok bahan kimia aroma (aroma chemical) ataupun kimia adi dari minyak atsiri, dalam hal ini adalah Sitronelal dengan

36 8 kualitas yang baik atau sesuai dengan standar mutu yang berlaku baik secara nasional maupun internasional Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah : 1. Mendapatkan rancangan proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi Sitronelal dengan kondisi proses yang terbaik sehingga mampu menghasilkan produk dengan kualitas dan nilai tambah yang tinggi dan ramah lingkungan. 2. Memperoleh hasil perhitungan kelayakan finansial untuk menerapkan hasil rancangan proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi Sitronelal pada industri dalam rangka mewujudkan berdirinya industri antara (intermediate) berbahan baku Minyak Sereh Wangi dan produk turunannya di Indonesia Manfaat Penelitian Hasil penelitian ini diharapkan dapat digunakan sebagai referensi dalam : 1. Pengembangan proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan Isolasi Sitronelal dengan kualitas dan nilai tambah yang tinggi serta ramah lingkungan. 2. Penghitungan kelayakan finansial untuk menerapkan hasil rancangan proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi Sitronelal tersebut di atas di industri dalam rangka mewujudkan berdirinya pabrik yang memproduksi barang setengah jadi atau produk antara (intermediate) yang berbahan baku Minyak Sereh Wangi di Indonesia Ruang Lingkup Penelitian Ruang lingkup dari penelitian ini meliputi: 1. Karakterisasi bahan baku (minyak sereh wangi). 2. Perancangan proses isolasi sitronelal dari minyak sereh wangi yang ramah lingkungan. 3. Kajian kelayakan finansial dari perancangan proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi Sitronelal, untuk penerapannya di industri

37 Kebaruan (Novelty) Dari Hasil Penelitian Kebaruan (novelty) dari hasil penelitian yang diharapkan adalah : 1. Ditemukannya rancangan proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi Sitronelal dengan kondisi proses yang terbaik sehingga mampu menghasilkan produk dengan kuantitas, kualitas dan nilai tambah yang tinggi dan ramah lingkungan. (tidak menggunakan zat kimia apapun dalam proses ini, baik sebagai solvent maupun stimulant). 2. Dapat mewujudkan keberadaan industri antara (intermediate) di Indonesia, yang menghasilkan barang setengah jadi yang diperlukan sebagai bahan baku industri kosmetika, flavoring agent, fragrance dan farmasi yang selama ini masih diimpor. 3. Dapat memeperkecil kesenjangan harga ekspor Minyak kasar Sereh Wangi dan Minyak Sereh Wangi murni maupun produk turunannya, utamanya Sitronelal. 4. Dapat menjawab tuntutan dinamika zaman, dimana para produsen minyak atsiri dan produk turunannya ditantang untuk mampu memproduksi serta. memasok bahan kimia aroma (aroma chemical) atau kimia adi dari minyak atsiri, dalam hal ini utamanya adalah Sitronelal dengan kualitas yang baik, sesuai dengan standar mutu yang berlaku baik secara nasional maupun internasional.

38 10

39 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Minyak Atsiri Minyak atsiri yang dikenal sebagai minyak eteris atau minyak terbang dihasilkan oleh tanaman. Minyak tersebut mudah menguap pada suhu kamar tanpa mengalami dekomposisi, mempunyai rasa getir, berbau wangi sesuai dengan bau tanaman penghasilnya, umumnya larut dalam pelarut organik dan tidak larut dalam air (Guenther, 2006). Minyak atsiri dapat bersumber dari bagian tanaman seperti daun, bunga, buah, biji, batang atau kulit dan akar. Pengambilan atau ekstraksi minyak atsiri dari bagian tanaman tersebut dapat dilakukan dengan cara penyulingan, pengempaan, ekstraksi menggunakan pelarut, atau absorbsi dengan lemak; tergantung dari jenis tanaman dan sifat fisiko-kimia minyak atsiri di dalamnya (Harris, 1994). Nilai bobot jenis minyak atsiri berkisar antara 0,696-1,188 pada suhu 15 C dan pada umumnya nilai tersebut lebih kecil dari (Guenther, 2006). Minyak atsiri dapat larut dalam alkohol pada perbandingan dan konsentrasi tertentu. Dengan demikian dapat diketahui jumlah dan konsentrasi alkohol yang dibutuhkan untuk melarutkan secara sempurna sejumlah minyak. Selain larut dalam alkohol, minyak atsiri juga dapat larut di dalam pelarut organik lainnya, kurang larut dalam alkohol encer dengan konsentrasi kurang dari 70 %. Minyak yang mengandung senyawa terpen dalam jumlah besar akan sulit larut (Harris, 1994) Sifat Fisikokimia Minyak Atsiri 1. Bobot jenis (SII : ) Menurut Guenther (1990), pada prinsipnya bobot jenis adalah perbandingan antara kerapatan minyak pada suhu 15 ºC terhadap kerapatan air pada suhu yang sama. Bobot jenis ditentukan dengan menggunakan piknometer. 2. Indeks bias Indeks bias minyak atsiri adalah perbandingan antara sinus sudut jatuh dan sinus sudut bias jika seberkas cahaya dengan panjang gelombang tertentu

40 12 jatuh dari udara ke minyak dengan sudut tertentu yang dipertahankan pada suhu tetap. Penentuan indeks bias ini dimaksudkan untuk menentukan kemurnian minyak. Alat untuk mengukur indeks bias adalah refraktometer (Guenther, 1990). 3. Putaran optik Prinsip analisis ini adalah cahaya yang terpolarisasi merupakan cahaya yang mempunyai satu arah getar yang arahnya tegak lurus dengan arah rambat cahaya suatu molekul akan berfungsi sebagai sumber cahaya (bila dipanaskan dan lain-lain), yang mengeluarkan cahaya dengan beraneka ragam bidang getar (cahaya tidak terpolarisasi) dan bila ia mengalami perubahan sampai mempunyai bidang getar tertentu maka dinamakan terpolarisasi. 4. Kelarutan dalam alkohol 90 % (Standar perdagangan, 1975) Menurut Guenther (1990) kelarutan dalam alkohol ditentukan dengan mengamati daya larut minyak dalam alkohol. 5. Sisa Penguapan Menurut Guenther (1990), sisa penguapan minyak atsiri merupakan banyaknya sisa dari minyak setelah mengalami penguapan yang dinyatakan dalam persen bobot/bobot (% b/b). Nilai sisa penguapan hasil rektifikasi terpentin menunjukkan kurang sempurnanya proses rektifikasi, atau karena terjadinya proses polimerisasi selama penyimpanan minyak. 6. Kadar Asam a. Menurut Guenther (1990), sebagian besar minyak atsiri mengandung sejumlah kecil asam organik bebas yang terbentuk secara alamiah atau yang dihasilkan dari proses oksidasi dan hidrolisis ester. Bilangan asam suatu minyak didefinisikan sebagai jumlah miligram potasium hidroksida yang dibutuhkan untuk menetralkan asam bebas dalam 1 gram minyak. b. Dalam penentuan bilangan asam, biasanya dipergunakan larutan alkali lemah, untuk menghindari penyabunan persenyawaan ester yang terdapat dalam minyak atsiri. Senyawa phenol akan bereaksi dengan alkali hidroksida, sehingga dapat dipergunakan untuk menentukan adanya senyawa asam fenolat dalam minyak atsiri. Bilangan asam suatu minyak bertambah bila umur minyak atsiri bertambah terutama akibat oksidasi

41 13 aldehid dan hidrolisis ester. Minyak yang telah dikeringkan dan dilindungi dari pengaruh udara dan cahaya mempunyai jumlah asam organik bebas yang relatif lebih kecil (Guenther, 1990) Minyak Sereh Wangi Sereh (Cymbopogon winterianus, jowitt) adalah salah satu tanaman obat yang multikhasiat.tanaman ini termasuk suku Poaceae, salah satu bagian tanaman yang sering digunakan untuk obat adalah daun. Daun sereh terkenal memiliki berbagai khasiat dibidang kesehatan, antara lain digunakan sebagai peluruh angin perut, penambah nafsu makan, pengobatan pasca persalinan, penurun panas dan pereda kejang (Fahn, 1998). Daun sereh (Cymbopogon winterianus,jowitt) mengandung Minyak atsiri secara umum terdiri atas unsur-unsur karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O), kadang-kadang juga terdiri atas nitrogen (N) dan belerang (S). Minyak atsiri mengandung resin dan lilin dalam jumlah kecil yang merupakan komponen yang tidak dapat menguap. Berdasarkan komposisi kimia dan unsur-unsurnya minyak atsiri dibagi dua, yaitu hydrocarbon dan oxygeneted hydrocarbon. Kandungan kimia pada tumbuhan sereh adalah minyak atsiri dengan kadar sitronelal dan kemudian diubah menjadi sitronelol, sitronelol-sitronelol ester, hidroksi sitronelal dan manitol sintetik (Anonim, 2007). Minyak sereh atau Citronella oil adalah minyak esensial yang didapatkan dari daun dan batang sereh (Cymbopogon nardus). Sereh yang biasa diperdagangkan dibagi dalam dua kategori yaitu Ceylon citronela oil yang diperoleh dari Cymbopogon nardus dan Java citronella oil dari Cymbopogon winterianus. Java citronela oil adalah produk yang kualitasnya lebih tingggi dibandingkan dengan Seilon (Sigit et al, 2006). Kualitas minyak atsiri pada umumnya dan minyak sereh wangi pada khususnya ditentukan oleh faktor kemurnian. Kualitas minyak sereh wangi ditentukan oleh komponen utama di dalamnya yaitu kandungan sitronela dan geraniol yang biasa dinyatakan dengan jumlah kandungan geraniol. Minyak sereh wangi tidak boleh mengandung atau dikotori oleh bahan asing seperti minyak lemak, alkohol, ataupun minyak tanah (Harris, 1994).