kd EM,ea"rff'rM APLlKASl TEKNlK E " "4 N~A,H -FC~~ID&$UPERKRITIW UNTUK MaOllgdVAK BUMGA GE#GKEH (syzigium aromaticom L. ) F s.

Transkripsi

1 APLlKASl TEKNlK E UNTUK " +-,. -em,-=.- *-*''--* 3 :.* s:,$ s ".: "4-. P $ ),,.. pe*," ,. * Z"i 4,-,- -,,.,* # -*',-&" "*-*A- _"...I..1..*, ;."*?" *&"T f,.n;ar.,w^ '..- *..>%m^ s.t " "4,, * '. N~A,H -FC~~ID&$UPERKRITIW kd EM,ea"rff'rM MaOllgdVAK BUMGA GE#GKEH (syzigium aromaticom L. ) OIeh N E R M I N F FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR B O G O R

2 Hermin. F ~plikasi Teknik Ekstraksi Dengan Fluida Superkritik Untuk Meningkatkan Rendemen Dan Mutu Minyak Bunga Cengkeh (Syzigium aromaticum L Dosen Pembimbing Dr. Ir. Atjeng M. Syarief, MSAE. 0 RINGKASAN Metode untuk mendapatkan minjrak cengkeh umumnya masih tradisional yaitu penyulingan dengan cara air (water distillation), cara air-uap ( water-steam distillation), dan cara uap langsung (steam distillation). Cara penyulingan minyak cengkeh yang biasa dilakukan adalah dengan cara air-uap (kukus), menggunakan ketel yang terbuat besi dan tembaga serta konstruksi yang bervariasi, dari menye- babkan minyak yang dihasilkan bermutu rendah dan rendernen yang kecil. Rendahnya mutu minyak cengkeh ditandai oleh warna yang gelap dan kadar eugenol yang rendah. Akhir-akhir ini telah berkembang suatu metode ekstraksi yang disebut Supercritical Fluid Extraction yang diharapkan dapat mengatasi masalah yang dihadapi pada proses penyulingan atau pada proses ekstraksi dengan pelarut organik. Selain dapat mengekstrak minyak dengan rendemen yang lebih tinggi dan mutu yang lebih baik, juga menghasilkan ampas bunga cengkeh/rafinat yang kering dan bersih. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan kondisi tekanan optimum ekstraksi dengan C02 superkritik untuk minyak bunga cengkeh dengan suhu 40 C, membandingkan

3 rendemen dan mutu minyak bunga cengkeh yang berasal dari bahan kering lama dan kering baru, menentukan laju ekstraksi pada tekanan kerja optimum, dan membuat analisis tekno-ekonomi proses ekstraksi. Supercritical Fluid Extraction adalah cara dengan menggunakan prinsip peningkatan kelarutan ekstraksi komponen di atas tekanan dan suhu kritik suatu pelarut. Pada kondisi tersebut daya larut dari pelarut yang digunakan adalah sangat besar sehingga dapat melarutkan zat lain dalam jumlah yang besar pula. Besarnya daya larut tergan- tung dari tekanan dan temperatur yang digunakan dalam proses ekstraksi tersebut. Ada dua ha1 utama yang menjadikan ekstraksi fluida superkritik menjadi menarik. Pertama, adanya peraturan pemerintah yang menetapkan sejumlah pelarut yang dapat digunakan dalam proses separasi. Perhatian terhadap masa- lah kesehatan akibat penggunaan hidrokarbon klasik, mem- berikan dorongan bagi para peneliti untuk menemukan pela- rut alternatif. Alasan ke-dua adalah adanya peningkatan dari segi biaya energi. Beberapa peneliti memusatkan perhatian terhadap Cog dan sistem hidrokarbon yang dapat merangsang peningkatan proses recovery minyak. Pada prinsipnya, ekstraksi superkritik ini adalah sama dengan proses ekstraksi biasa, tahap-tahapnya meliputi ekstraksi dengan pelarut, pemisahan pelarut dan recove-

4 ry dari pelarut itu sendiri. Akan tetapi pada prakteknya banyak variasi yang dilakukan di antaranya adalah naan larutan pembantu (co-solvent) dalam proses penggu- ekstraksi tersebut yang maksudnya antara lain untuk mempermudah masuknya pelarut ke dalam bahan yang akan diekstrak. Ekstraksi menggunakan bahan berupa bunga cengkeh kering baru dan kering lama, yang digiling sampai berdia- meter 2-3 mm. Suhu ekstraksi sebesar 40 C, tekanan yang digunakan adalah 10.2, 11.9, 14.3, 17.0, 20.4, 23.8, 30.6 mpa. Jumlah bahan setiap ekstraksi sebesar 110 gr, dengan jangka waktu ekstraksi selama 4 jam, serta laju aliran C02 sebesar ekuivalen COZ-atm/jam. Tekanan kerja ekstraksi sebesar psi (11.9 mpa) sampai dengan psi (17.0 mpa) pada suhu 40 C, dan dua kondisi bunga cengkeh (kering lama dan kering baru) meng- hasilkan rendemen minyak yang sama, yaitu sebesar 15 %. Sifat-sifat fisika-kimia minyak bunga cengkeh dipengaruhi oleh kondisi bunga cengkeh, sedangkan perlakuan tekanan kerja ekstraksi tidak memberikan pengaruh yang nyata. Tekanan kerja ekstraksi psi (11.9 mpa) pada suhu ekstraksi 40 C dengan waktu ekstraksi 4 jam, merupa- kan kondisi proses ekstraksi yang baik. Untuk mendapatkan minyak bunga cengkeh yang bermutu tinggi, maka sebaiknya digunakan bunga cengkeh kering baru (tanpa mengalami penyimpanan).

5 Flavour dan aroma minyak bunga cengkeh hasil ekstra,,- si dengan C02 superkritik menyerupai flavour dan aroma bunga cengkeh asli (kering), sedangkan flavour dan aroma minyak bunga cengkeh hasil penyulingan cara air dan cara air-uap banyak menyimpang dari flavour dan aroma bunga cengkeh asli (kering). Ekstraksi minyak bunga cengkeh seluruhnya dengan C02 superkritik mungkin dilakukan, dengan keuntungan sebesar US$ /ton input bunga cengkeh. Sedangkan ekstraksi minyak bunga cengkeh sebagian (10 % minyak, rafinat bunga cengkeh masih mengandung 5 X minyak untuk digunakan dalam pembuatan rokok kretek) mungkin juga dilakukan, dengan keuntungan yang lebih besar, yaitu US$ 2 130/ton input bunga cengkeh. Dari segi biaya penyimpanan, usaha ekstraksi minyak bunga cengkeh dengan C02 superkritik ini mampu menekan biaya penyimpanan menjadi 1/3 kali lebih kecil dibanding- kan dengan menyimpan bunga cengkeh kering, menghemat US$ 1.19 juta/tahun.

6 APLfKASI TEKNIK EKSTRAKSI DENGAN FLUIDA SUPERKRITIK UNTUK HENINGKATKAN RENDEBEN DAN HUTU HINYAK BUNGA CENGKEH (Syzigiua aromaticum L.i Oleh H E R M I N F SKRIPSI Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada JURUSBN MEKANISASI PERTBHIAN Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor 1994 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

7 INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN APLIKASI TEKNIK EKSTRAKSI DENGAN FLUIDA SUPERKRITIK UNTUK MENINGKATKAN RENDEtlEN DAN MUTU MINYAK BUNGA CENGKEH (Syzigiur aromaticus L.) SKRIPSI Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Hemperoleh Gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada JURUSAN HEKANISASI PERTANIAN Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh H E R M I N F MSAE

8 KATA PENGANTAR Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada : 1. Bapak Dr. Ir. Atjeng M. Syarief, MSAE selaku dosen pembimbing yang begitu banyak memberikan bimbingan dan bantuan baik moril maupun materil selama penelitian hingga selesainya penulisan skripsi ini. 2. Bapak Dr. Ir. Kudang Boro Seminar, MSc atas kesediaannya sebagai dosen penguji. 3. Ibu Ir. Putiati Mahdar, MApp.Sc atas kesediaannya sebagai dosen penguj i. 4. Bapak, ibu, bibi, paman, dan saudara-saudara penulis yang setia mendorong dan mendukung penulis. 5. Burhan Bahar yang senantiasa memberikan bantuan dan dorongan kepada penulis. 6. Sahabatku, Moch. Arif Mustofa yang selalu memberikan nasihat dan saran serta dorongan kepada penulis. Penulis menyadari bahwa tulisan ini masih jauh dari sempurna, karenanya kritik dan saran yang membangun dari semua pihak sangat penulis harapkan. Akhirnya penulis berharap agar tulisan ini dapat bermanf aat. Bogor, Mei 1994

9 DCIFTAR ISI 6 Halaman KATA PENGANTAR... i DAFTAR IS1... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... viii. I. PENDAHULUAN... 1 A. LATAR BELAKANG... 1 B. TUJUAN PENELITIAN... 4 I1. TINJAUAN PUSTAKA... 5 A. TANAMAN CENGKEH Sejarah Botani Budidaya Cengkeh... 9 B. BUNGA CENGKEH C. MINYAK ATSIRI D. MINYAK BUNGA CENGKEH Karakteristik Minyak Bunga Cengkeh Komposisi Kimia Minyak Bunga Cengkeh a. Eugenol b. Eugenol Asetat c. Karyofilen Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Mutu Minyak Cengkeh 23 ii v vi

10 E. PENYULINGAN MINYAK BUNGA CENGKEH... F. METODE EKSTRAKSI DENGAN PELARUT SUPERKRITIK 1. Pemilihan Pelarut Konsep Proses... G. PATEN TENTANG EKSTRAKSI MINYAK REMPAH-REMPAH 111. BAHAN DAN METODE PENELITIAN... A. BAHAN... B. ALAT... C. WAKTU DAN TEMPAT PENELITIAN... D. METODE PENELITIAN Perlakuan Ekstraksi Pengamatan... a. Rendemen... b. Bobot Jenis... c. Indeks Bias... d. Kelarutan Dalam Alkohol 80 %... e. Analisa Kromatografi Gas... f. Konsumsi C02... IV. HASIL DAN PEMBAHASAN... A. PENELITIAN PENDAHULUAN Rendemen Bobot Jenis Indeks Bias Radar Eugenol Radar Eugenol Asetat... iii