PROSES PEMBUATAN MINYAK BIJI BUNGA MATAHARI MENGGUNAKAN METODE EKSTRAKSI-DESTILASI DENGAN PELARUT N-HEXAN DAN PELARUT ETANOL

Transkripsi

1 PROSIDING SEMINAR NASIONAL REKAYASA KIMIA DAN PROSES 24 ISSN : PROSES PEMBUATAN MINYAK BIJI BUNGA MATAHARI MENGGUNAKAN METODE EKSTRAKSI-DESTILASI DENGAN PELARUT N-HEXAN DAN PELARUT ETANOL Yanuar Lukito A, Rizky Eka Pardian,Yulia Fithri H, Widya Astriani,, Bambang Susila Hadi Jurusan Teknik Kimia Institut Teknologi Nasional Malang Jl. Bendungan Sigura-gura no.2 Malang rizkypardian@yahoo.com Abstrak Minyak biji bunga matahari (Sun Flower Oil) termasuk minyak nabati seperti minyak jagung, minyak dedak dan minyak biji kapuk yang mempunyai kandungan asam linoleat yang tinggi sehingga berpotensial untuk menurunkan kadar kolesterol dalam darah. Minyak yang dihasilkan dari proses ekstraksi dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti bahan baku, pelarut dan proses ekstraksi. Pada penelitian ini menggunakan dua macam pelarut yaitu n-hexana dan etanol sebagai bahan pembanding. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh jumlah bahan baku, lama ekstraksi pada minyak biji bunga matahari yang dihasilkan dan mengetahui pengaruh konsentrasi pelarut. Biji bunga matahari yang digunakan berasal dari kota Batu dengan berat, dan. Minyak diekstraksi dengan n- hexana dengan lama ekstraksi,,,, dan menit dan konsentrasi etanol yang digunakan 75 %, 85 % dan 95%. Parameter yang diteliti antara lain %yield minyak hasil ekstraksi, densitas dan kualitas minyak seperti angka asam, angka penyabunan, angka peroksida, angka iodium dan % FFA. Minyak biji bunga matahari yang dihasilkan dari proses ekstraksi menggunakan n- hexana mempunyai angka asam sebesar,9273 1,6594, angka peroksida 1,5 7,8, angka penyabunan 122, ,3524, %FFA 1,9377% - 2,4499%, angka iodium 97,24 172,2287, densitas minyak,6757,7384 dan %yield adalah 43,89% - 81,61%. Sedangkan ekstraksi menggunakan diperoleh angka asam sebesar, ,22561, angka peroksida 46,8-81,9, angka penyabunan 112, ,8487, % FFA 1, ,494464, angka iodium 55, ,96164, densitas minyak sebesar, ,7284 dan % yield 78,75%-91,25%.. Kualitas minyak yang dihasilkan hampir sama dengan standar yang ditetapkan oleh AFOA (American Fats and Oils Association). Dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa secara kualitatif minyak biji bunga matahari yang dihasilkan dengan menggunakan pelarut n-hexan lebih baik daripada menggunakan tetapi jika ditinjau dari segi kuantitatif lebih baik. Kata kunci : biji bunga matahari, minyak, ekstraksi-destilasi, yield Pemdahuluan Perkembangan industri di dunia akhir-akhir ini semakin pesat. Mulai dari industri kecil sampai industri besar. Perkembangan industri merupakan salah satu wujud perkembangan kebudayaan dan kehidupan manusia di dunia. Berbagai macam industri dibangun di dunia termasuk di Indonesia salah satunya industri makanan. Hal ini dikarenakan makanan merupakan salah satu kebutuhan primer manusia. Berbagai macam industri yang berhubungan dengan makanan tumbuh dan berkembang di Indonesia, salah satunya industri minyak. Minyak biji bunga matahari banyak disukai karena kandungan asam lemak tak jenuh, terutama asam lenoleatnya tinggi. Selain itu minyak ini praktis sedikit mengandung racun dan kandungan vitamin E-nya besar. Sebagai sumber minyak nabati biji bunga matahari mengandung asam lemak yang tinggi dengan proporsi asam lemak tak jenuh sebesar 72%. Dalam perkembangan untuk memperoleh minyak dari biji bunga matahari dapat dilakukan dengan cara ekstraksi. Dengan ekstraksi ini kehilangan minyak dalam proses dapat seminimal mungkin. Proses ekstraksi memerlukan data data tentang kondisi operasi yang akan mempengaruhi kualitas dan kuantitas minyak yang dihasilkan. A-9-1

2 Dalam penelitian ini mengambil suatu permasalahan adanya beberapa pengaruh variabel terhadap proses ekstraksi biji bunga matahari antara lain jenis zat pelarut sebagai variable utama dan variable-variabel lainseperti: waktu tinggal, perbandingan jumlah pelarut dengan bahan baku serta konsentrasi pelarut. Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui perbandingan pelarut yang digunakan, antara n- hexana dan etanol terhadap hasil proses ekstraksi-destilasi minyak biji bunga matahari dengan menggunakan variable lain yang telah ditentukan sebagai pembanding dan untuk mendapatkan hasil yang optimal dari parameter yang telah ditentukan yaitu : angka asam, angka penyabunan, % FFA, bilangan peroksida, angka iodium dan % yield. Bunga matahari ( Helianthus annus variety macrocarpus ) merupakan tanaman hias dan termasuk keluarga besar Compositae ( asteraceae ). Tanaman ini menghasilkan biji yang mengandung minyak nabati dengan kandungan asam lemak tidak jenuh tinggi yang bermanfaat untuk industri besar maupun kecil, misalnya industri mentega, industri minyak goreng, penyedap masakan, margarin dan pada industri sabun. Proses pengolahan minyak dapat dilakukan dengan berbagai cara antara lain ekstraksi-destilasi, rendering, pengepresan mekanis (Mechanical Expresision). Namun pengerjaan yang dilakukan tergantung pada sifat dan hasil akhir yang dikehendaki. Pada percobaan ini dilakukan dengan menggunakan proses ekstraksi destilasi padat-cair. Metode yang digunakan untuk leaching biasanya ditentukan oleh jumlah konstituen yang akan dilarutkan, distribusi konstituen dalam solid, sifat padatan dan ukuran partikel. Umumnya mekanisme proses leaching dibagi menjadi: 1. Solvent ditransfer dari larutan ke permukaan solid, kemudian terdifusi kedalam solid 2. Solute yang berada didalam solid akan larut oleh solvent 3. Kemudian terdifusi menjadi campuran solid-solvent ke permukaan solid dan ditransfer keluar/ kedalam larutan solvent Ketiga tahap tersebut diatas akan mempengaruhi kecepatan leaching, tetapi umumnya kecepatan transfer solvent ke permukaan sangat cepat dan transfer itu biasanya berlangsung begitu solid berkontak dengan solvent. Sedang kecepatan difusi solute melalui solid dan solvent ke permukaan seringkali merupakan tahapan yang mengontrol dalam keseluruhan proses leaching dan dapat tergantung terhadap beberapa faktor, yaitu: pengaruh suhu, proses pencampuran atau pengadukan dan lama pengadukan, luas permukaan partikel, pelarut (solvent), perbandingan solute dan solvent. Faktor faktor yang mempengaruhi laju ekstraksi, yaitu: ukuran partikel, pelarut, suhu, pengadukan dari fluida ( campuran pelarut, solute dan padatan ) Destilasi bertujuan untuk memurnikan minyak dari pelarut yang dipakai untuk melarutkan minyak dari dalam biji bunga matahari diperlukan proses pemisahan antara minyak biji bunga matahari yang diperoleh dengan n-hexana, untuk itu diperlukan proses destillasi. Destillasi adalah suatu proses pemisahan dua campuran atau lebih yang tercampur secara homogen berdasarkan perbedaan titik didih. Pengujian atau analisa terhadap karakteristik minyak juga dapat digunakan untuk penilaian dari mutu minyak itu sendiri., meliputi : densitas, bilangan asam, bilangan penyabunan, bilangan iodium, asam lemak bebas (%FFA) dan bilangan Peroksida Metode Penelitian Berdasarkan tujuan dari penelitian ini, maka metode yang digunakan adalah metode eksperimen dengan cara ekstraksi destilasi kemudian mengambil data dari hasil penelitian dan metode analisa data secara kuantitatif dengan menggunakan tabel dan grafik untuk mendapatkan kesimpulan Prosedur percobaan yang pertama adalah perlakuan pendahuluan.mengeringkan dan menumbuk biji bunga matahari samapai ukuran yang telah ditentukan, kalibrasi laju aliran pelarut dalam tangki pemanas kemudian membuat larutan yang dibutuhkan dan menstandardisasinya seperti : KOH,1 N, HCl,5 N, Na 2 S 2 O 3.5H 2 O,1 N, H 2 C 2 O 3.2H 2 O,1 N dan K 2 Cr 2 O 7,1 N. Adapun proses Ekstraksi-Destilasi minyak biji bunga matahari adalah sebagai berikut: - Menghaluskan biji bunga matahari yang telah dikeringkan kemudian mengayak dengan ukuran 8 mesh, menimbang biji bunga matahari sebanyak (berdasarkan variabel). - Prosedur proses Ekstraksi adalah memasukkan bahan pada tangki ekstraktor sebanyak ( berdasarkan variabel ) biji bunga matahari, memasukkan pelarut pada tangki pemanas sebanyak 1 L dan memanaskan sampai suhu 3 C, menghidupkan pompa dan menjalankan proses recycle selama menit, setelah selesai kemudian mematikan pompa, mengulangi dengan lama ekstraksi,,,, menit. - Prosedur Proses Destillasi adalah Membuka kran dan mengalirkan miscella ke dalam tangki destillasi, Memanaskan miscella dengan temperature 7 C selama 1 jam, mengeluarkan hasil bawah berupa minyak dan kemudian dianalisa. A-9-2

3 Instrumentasi Ekstraksi Padat Cair Skema Proses G F Air pendingin masuk I H1 1 A 2 3 B 5 Keterangan Gambar: A = Tangki Preheater B = Tangki ekstraktor C = Tangki destilasi D = Tangki penampung destilat E = Kondensor F = Tangki pengontrol tekanan G = Corong pemasukan pelarut H1,H2 = Heater I = Pompa J = Thermocouple K = Tombol heater E C Tangki Preheater Recycle Tangki Ekstraksi Tangki Destilasi Bottom (minyak biji bunga matahari) Kondensor Destilat n-hexane Air pendingin keluar J 4 H2 L 6 D K 7 Hasil dan Pembahasan Grafik Angka Asam 2, 1,5 1,,5 angka asam konsentrasi 75 % konsentrasi 85 %, asam.2 3 asam Angka Penyabunan penyabunan minyak biji bunga matahari menggunakan angka penyabunan lama ekstraksi ( menit ) konsentrasi 85 % penyabunan minyak biji bunga matahari menggunakan A-9-3

4 % FFA 2,5 2,3 2,1 1,9 1,7 1, Grafik. Hubungan antara lama ekstraksi dengan %FFA Angka Peroksida peroksida minyak biji bunga matahari menggunakan Angka Iodium iodium minyak biji bunga matahari menggunakan % FFA konsentrasi 95% Grafik. Hubungan antara lama ekstraksi dengan %FFA angka peroksida konsentrasi 95% peroksida minyak biji bunga matahari menggunakan angka iodium konsentrasi 95% iodium minyak biji bunga matahari menggunakan Densitas,7,74,72,7,68, Grafik. Hubungan antara lama ekstraksi dengan densitas Densitas minyak Grafik. Hubungan antara lama ekstraksi dengan densitas A-9-4

5 1 1 % Yield % yield waktu ekstraksi (menit) konsentrasi 75 % konsentrasi 85 % Grafik. Hubungan antara lama ekstraksi dengan % yield Grafik. Hubungan antara lama ekstraksi dengan % yield Tabel. Analisa kuantitatif ekstraksi minyak biji bunga matahari dengan menggunakan Jumlah Lama Angka Angka %FFA Angka Angka Densitas %yield Bahan Ekstraksi Asam Penyabunan Peroksida Iodium Tabel. Analisa kuantitatif ekstraksi minyak biji bunga matahari dengan menggunakan Jumlah Lama Angka Angka %FFA Angka Angka Densitas %yield Bahan Ekstraksi Asam Penyabunan Peroksida Iodium A-9-5

6 Pembahasan untuk hasil peneitian adalah sebagai berikut : - Untuk ekstraksi menggunakan pelarut n-hexana diperoleh hasil maksimal pada jumlah bahan 2 gram dengan lama waktu kontak selama menit. Analisa yang didapat antara lain: angka asam , angka penyabunan mg/g, %FFA 2.45, angka peroksida 7.2, angka iod , densitas.6937 dan % yield 81,61%. Hal tersebut sesuai dengan standar AFOA untuk angka asam pada interfal,1 1,5, angka penyabunan mg/g, %FFA 2-3%, angka peroksida <1, angka iod , densitas dan %yield,913, Untuk ekstraksi menggunakan pelarut n-hexana diperoleh hasil maksimal pada jumlah bahan 2 gram dengan lama waktu kontak selama menit konsentrasi etanol 95 %. Analisa yang didapat antara lain: angka asam 1.123, angka penyabunan mg/g, %FFA 2.494, angka peroksida 66.3, angka iod 1.9, densitas.8696 dan % yield 96.8%. Hal tersebut sesuai dengan standar AFOA untuk angka asam pada interfal,1 1,5, angka penyabunan mg/g, %FFA 2-3%, angka peroksida <1, angka iod , densitas dan %yield,913,919. Kesimpulan - Secara umum minyak biji bunga matahari yang dihasilkan sudah memenuhi standar AFOA baik ektraksi menggunakan pelarut n-hexan maupun menggunakan etanol. - Dari penelitian ini dapat diambil kesimpulan bahwa ekstraksi-destilasi minyak biji bunga matahari menggunakan pelarut n-heksana secara kualitas lebih baik namun secara kuantitas kurang baik dibandingkan dengan menggunakan.1 Daftar Pustaka Anonymous, Sun Flower Oil. Fendi Biji Bunga Matahari Penghasil Minyak Nabati. Trubus 296 (XXV): Geankoplis, Transport Process and Unit Operation 3 th ed. Prentice-Hall. Inc. NJ.1991 Hamid, Auzay Budidaya Bunga Matahari. Trubus 296 (XXV): Ketaren, Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan. UI-Pers Jakarta 1986 Mc Cabe, Unit Operation Chemical Enggineering 4 th ed. Mc Graw-Hill Books Inc. New York 1985 Sujana, Metoda Statistika edisi 6. Tarsito. Bandung Susanto, Tri. Pengawetan dan Pengolahan Hasil Pertanian. Biro penerbitan Fakultas Pertanian Universitas Brawijaya. Malang Winarmo,FG. Kimia Pangan dan gizi. PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta 22 A-9-6