UJI PENGARUH SUHU UAP PADA ALAT PENYULING MINYAK ATSIRI TIPE UAP LANGSUNG TERHADAP MUTU DAN RENDEMEN MINYAK NILAM

Transkripsi

1 UJI PENGARUH SUHU UAP PADA ALAT PENYULING MINYAK ATSIRI TIPE UAP LANGSUNG TERHADAP MUTU DAN RENDEMEN MINYAK NILAM (Effect of Destillation Temperature on Quality and Yield of Patchouli Oil of Direct Steam Destillation Type) Hamjah Dalimunthe 1, Lukman Adlin Harahap 1, Achwil Putra Munir 1 Program Studi Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian USU Jl. Prof. Dr. A. Sofyan No. 3 Kampus USU Medan Hamjah2644@gmail.com Diterima:15 Januari 215/Disetujui: 21 Januari 215 ABSTRACT On direct steam destilation type, destillation temperature needs to be considered. The temperature determines the quality of destilation product. This study tested various temperature on destillation of volatile oil in direct steam type destilation. The study was conducted at the Laboratory of Agricultural Engineering and analysis was done in Food Chemical Analysis Laboratorium Faculty of Agricultural in September 214 to October 214 A non-factorial completely randomized design with 95 C, 1 C and 15 C was used. Parameters measured were water content, free fatty acid and yield. The results showed that the temperature had significant effect on yield. The best treatment was the U3 treatment (15 C) which produced 21,1% water content, and,44% yield. Key word: Destillation temperature, direct steam, patchouli oil PENDAHULUAN Minyak atsiri adalah minyak eteris atau minyak terbang (essensial oil, volatile oil) yang dihasilkan oleh beberapa tanaman tertentu. Minyak tersebut muda menguap pada suhu kamar tanpa mengalami dekomposisi, mempunyai rasa getir, berbau wangi sesuai bau tanaman penghasilnya, umumnya larut dakam pelarut organic dan tidak larut dalam air. Khususnya di Indonesia telah dikenal 4 jenis penghasil minyak atsiri, namun baru sebagian digunakan sebagai sumber minyak atsiri secara komersil (Kardinan,25). Nilam (Pogestemon cablin Benth) merupakan salah satu tanaman penghasil minyak atsiri yang penting, baik sebagai sumber devisa negara dan sumber pendapatan petani. Dalam pengelolaannya melibatkan banyak pengerajin serta menyerap ribuan tenaga kerja. Teknologi pengolahan minyak nilam ditingkat petani umumnya masih tradisional hal ini disebabkan oleh faktor sosial ekonomi dan faktor terbatasnya teknologi yang diakses sehingga minyak yang dihasilkan mutunya masih rendah. Pengeringan bahan baku nilam lebih baik tidak langsung pada sinar matahari dan penyimpanan bahan tidak lebih dari 1 minggu karena akan menurunkan produksi minyak nilam (Irawan, 21). Salah satu kendala yang dihadapi oleh industri nilam di Indonesia adalah mutu, karena minyak nilam dari Indonesia sering dicampur dengan minyak nabati atau minyak lain. Hal ini mengakibatkan minyak nilam dari Indonesia lebih murah dibandingkan minyak nilam yang dihasilkan dari negara lain seperti India (Yuhono dan Suhirman, 212). Minyak nilam antara lain digunakan sebagai bahan baku, bahan pencampur dan fiksatif (pengikat wangi-wangian) dalam industri parfum, farmasi dan kosmetik serta makanan dan minuman juga sebagai pewangi selendang, karpet dan barang-barang tenunan. Dalam industri parfum minyak nilam merupakan bahan baku utama yang fungsinya tidak dapat digantikan oleh minyak yang lain (Rusli, 27) Metode penyulingan uap langsung merupakan metode yang paling banyak digunakan dalam dunia penyulingan minyak atsiri, karena rendemen minyak yang dihasilkan lebih tinggi. Penelitian sebelumnya menggunakan metode uap air. Lubis (21) dalam penelitian tersebut ada kekurangannya dimana termometer diletakkan pada tabung bahan yang akan disuling. Metode ini menggunakan uap langsung yang bertekanan tinggi yang dihasilkan pada tabung penghasil uap. Oleh sebab itu termometer harus di letakkan pada penutup tabung penghasil uap. Dalam penyulingan dengan metode uap langsung ini terdapat tiga tabung yang saling berhubungan. Dimana pada tabung pertama 377

2 merupakan tabung penghasil uap dan tabung kedua merupakan tabung bahan yang akan disuling, sementara tabung ketiga merupakan tabung kondensor yang berfungsi mengubah fase uap menjadi fase cair yang disebut minyak. Tabung pertama berisi air yang dipanaskan sampai didapat suhu dan tekanan yang diinginkan, setelah tekanan tercapai uap dialirkan ke dalam tabung kedua melalui pipa yang telah dihubungkan. Didalam tabung kedua uap bertekanan tinggi akan mengekstrak minyak. Ada tiga jenis penyulingan untuk mendapatkan kadar minyak pada ekstraksi tanaman yaitu penyulingan dengan uap air, penyulingan dengan uap dan air, dan penyulingan uap langsung, dalam penelitian digunakan tipe penyulingan uap langsung karena mutu minyak yang diperoleh lebih baik kualitasnya dibandingkan dengan tipe-tipe penyulingan lainnya. Penelitian ini bertujuan untuk menguji pengaruh suhu uap pada alat penyuling minyak atsiri tipe uap langsung terhadap mutu dan rendemen minyak nilam. BAHAN DAN METODA Bahan yang digunakan adalah: air, daun nilam, es batu, ember, gelas ukur, kompor gas, pelat alumanium, pelat stainless steel, penutup/pembuka laju aliaran air (kran), thermometer. Alat-alat yang digunakan adalah alat penyuling minyak atsiri tipe uap langsung yang dirancang oleh Octo Fandi Sinaga, alat tulis, gergaji besi, gunting seng, gerinda, kalkulator, komputer, mesin las, dan palu. Penelitian ini mengunakan rancang acak lengkap (RAL) non-faktorial dengan 3 kali ulangan di setiap perlakuan. Perlakuan berupa suhu dengan 3 taraf, yaitu 95 C, 1 C, dan 15 C. Alat penyuling minyak atsiri tipe uap langsung yang digunakan mempunyai beberapa komponen yaitu : 1. Wadah air penghasil uap Wadah ini merupakan wadah air yang akan digunakan untuk menghasilkan uap air. Uap air ini nantinya akan mengalir melalui pipa menuju tempat bahan (daun nilam) untuk membawa kandungan minyak atsiri yang terkandung pada bahan tersebut. Wadah ini berbentuk silinder dengan penutup yang dapat terbuka dan terkunci rapat, berdiameter 3 cm dan tinggi 51 cm. 2. Pipa aliran uap Pipa ini berdiameter 1,5 cm dan berfungsi sebagai tempat aliran uap air yang menghubungkan wadah air menuju wadah bahan, serta dari wadah bahan menuju pipa berlingkar dalam pada proses pendinginan. 3. Wadah bahan Konstruksinya hampir sama dengan wadah air penghasil uap. Dapat terbuka dan terkunci rapat, hanya saja terdapat sedikit penambahan ukuran dan komponen. Berdiameter 32 cm dan tinggi 4 cm, terdapat piringan dengan diameter 32 cm berlubang-lubang kecil pada 3 cm dari sisi terbawah. Di atas piringan inilah bahan akan diletakkan kemudian uap yang berasal dari proses pemanasan akan melewati lubang kecil tersebut menuju bahan. Pada dinding sisi bawah-samping wadah ini akan dipasang termometer pengukur suhu agar suhu yang dihasilkan uap air dapat diamati. Untuk mengontrol tekanan ini maka akan dipasang pula kran pelepasan uap pada sisi alas wadah. Uap ini akan membawa kandungan minyak yang terdapat pada bahan kemudian mengalir melalui pipa penghubung menuju pipa berlingkar yang terdapat dalam kondensor. 4. Kondensor Kondensor berfungsi mengubah fase uap menjadi fase cair ini terdiri dari drum dengan diameter 3 cm dan tinggi 5 cm, pipa berlingkar dan kran. Es batu diletakkan di tengah-tengah pipa berlingkar. Sedangkan kran berfungsi sebagai lubang pengeluaran air dari es yang mencair. 5. Gelas ukur Untuk mengetahui berapa volume minyak yang dihasilkan, maka dapat digunakan gelas ukur. Adapun langkah-langkah dalam menjalankan alat ini yaitu : - Dirancang bentuk alat sesuai dengan urutan proses. - Digambar serta ditentukan ukuran alat. - Dipilih bahan yang akan digunakan sebagai bahan dasar pembuatan alat. - Dilakukan pengukuran terhadap bahanbahan yang akan digunakan sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan. - Dipotong bahan sesuai ukuran. membentuk pipa aliran uap. membentuk wadah air. membentuk wadah bahan. - Disiapkan drum kondensor. - Dibuat satu lubang pada salah satu sisi samping-bawah drum. - Dipasang kran pada lubang tersebut. 378

3 - Dibentuk bahan agar sesuai dengan tempat bahan dan drum kondensor. - Dilas pipa aliran yang ada pada drum kondensor dengan terhadap dinding drum. - Dihubungkan komponen bahan yang telah dibuat sesuai dengan urutan proses. - Ditimbang bahan nilam seberat 5 g. Dengan kapasitas alat 1 kg bahan kering. - Dimasukkan air ke dalam wadah penghasil uap. - Dimasukan bahan nilam ke dalam tempat bahan. - Dimasukkan es batu ke dalam wadah pendingin. - Dihidupkan api kompor. - Dipanaskan air pada wadah penghasil uap air sampai mendidih. - Diatur suhu penyulingan (95 C, 1 C, 15 C). - Ditampung hasil penyulingan pada gelas ukur. - Dilakukan pengukuran volume minyak yang dihasilkan tiap satuan berat bahan. - Dilakukan pengamatan parameter mutu minyak nilam meliputi kadar air, kadar asam lemak bebas (ALB), dan rendemen.. Kadar air minyak Kadar air minyak merupakan jumlah air yang terdapat pada minyak. Penentuan persen kadar air minyak dianalisis dengan cara ditimbang minyak nilam seberat,2 g kemudian dimasukkan minyak nilam ke dalam cawan yang telah diketahui beratnya dan dimasukkan kedalam oven dengan suhu 15 C selama 3 jam. Setelah 3 jam dikeluarkan dari oven dan didesikatorkan selama 15 menit. Percobaan ini dilakukan sebanyak 2 kali pada 1 ulangan untuk mendapatkan berat yang konstan. Selanjutnya cawan yang berisi minyak ditimbang sampai mendapatkan berat yang konstan. Penentuan persen kadar air dihitung dengan persamaan berikut. - (2) Sampel ini di uji dilaboratorium Analisis kimia bahan pangan. Kadar asam lemak bebas (ALB) Asam lemak bebas merupakan hasil dekomposisi trigliserida karena reaksi hidrolisis minyak. Semakin rendah kadar asam lemak bebas dari minyak, maka minyak semakin bagus. Sampel minyak seberat,2 g ditimbang dan dimasukkan kedalam Erlenmeyer 25 ml dan ditambahkan 2 ml alkohol netral 96% yang dipanaskan sampai mendidih. Setelah ditambahkan tiga tetes indicator phenolptalein, dengan larutan NaOH,1 N sampai berwarna merah jambu yang tidak hilang selama beberapa detik. Penentuan asam lemak bebas dapat dihitung dengan persaman berikut. Berat molekul asam lemak bebas dominan nilam = 222, 36 Rendemen minyak Rendemen minyak merupakan persentase perbandingan berat bahan minyak yang dihasilkan terhadap berat bahan awal. Sampel ini di uji dilaboratorium Keteknikan Pertanian. HASIL DAN PEMBAHASAN Kadar air Kadar air merupakan salah satu tolak ukur mutu minyak nilam. Makin rendah kadar air dalam minyak maka mutunya makin baik, hal ini dapat memperkecil kemungkinan terjadinya hidrolisis yang dapat menyebabkan kenaikan kadar asam lemak bebas. Perhitungan kadar air bertujuan untuk mengetahui kadar air dalam sampel minyak nilam karena kadar air dalam suatu bahan dapat mempengaruhi kualitas minyak. Ketaren (1986) menyatakan bahwa kadar air yang rendah memperkecil terjadinya proses hidrolisis, sehingga mengurangi terbentuknya asam lemak bebas. Perlakuan suhu yang berbeda memberikan pengaruh tidak nyata terhadap kadar air minyak nilai. Gambar 1 menunjukkan bahwa persentase kadar air minyak semakin rendah suhu yang akan digunakan untuk proses penyulingan minyak nilam maka persentase kadar air minyak semakin tinggi. Persentase kadar air minyak nilam pada perlakuan suhu U1 sebesar 37,54% kemudian mengalami penurunan pada suhu U2 sebesar 34,28% dan pada pelakuan suhu U3 379

4 rendemen (%) kadar air (%) asam lemak bebas (%) Keteknikan Pertanian J.Rekayasa Pangan dan Pert., Vol.3 No. 3 Th. 215 sebesar 21,1%. Hal ini disebabkan bahwa semakin tinggi suhu penyulingan maka air yang hilang semakin banyak, sehingga kadar air dalam minyak semakin rendah. Hal ini sesuai dengan literatur Fashina dan Ajibola (1989) yang menyatakan bahwa dengan meningkatnya suhu pemanasan maka kadar air semakin berkurang Gambar 1. Pengaruh perlakuan suhu terhadap persentase kadar air minyak Asam lemak bebas Asam lemak bebas merupakan salah satu parameter yang penting dalam menentukan kualitas minyak. Asam lemak bebas adalah banyaknya ml NaOH dengan normalitas,1 N yang dibutuhkan untuk menetralkan minyak atau lemak (Ketaren, 1986). Semakin tinggi bilangan asam lemak bebas maka tingkat kerusakan minyak semakin tinggi. Tinggi asam lemak bebas pada minyak diduga karena adanya reaksi hidrolisis. Minyak dengan asam lemak bebas tinggi tidak tahan lama untuk disimpan akan mengakibatkan kerusakan minyak. Perlakuan suhu yang berbeda memberikan pengaruh tidak nyata terhadap persentase asam lemak bebas. Gambar 2 menunjukkan persentase asam lemak bebas pada suhu U1 sebesar 2,91% kemudian menurun sebesar,96% pada suhu U2 dan pada perlakuan suhu U3 mencapai sebesar 2,63% Gambar 2. Pengaruh perlakuan suhu terhadap persentase asam lemak bebas. Rendemen Rendemen merupakan perbandingan antara minyak yang dihasilkan dengan berat bahan baku yang digunakan sebelum penyulingan. Rendemen ditentukan dengan cara menghitung berat bahan yang digunakan terhadap berat minyak yang dihasilkan dari setiap perlakuan dan kemudian dihitung rata-rata pada setiap perlakuan suhu yang berbeda. Dari hasil sidik ragam dapat dilihat bahwa perlakuan suhu yang berbeda memberikan pengaruh nyata terhadap persentase rendemen. Hasil uji DMRT (Ducan Multiple Range Test), menunjukkan perlakuan suhu terhadap rendemen. Pada taraf.5 didapatkan U3 berbeda nyata dengan perlakuan U1 dan U2 dan begitu juga pada taraf 1% dimana U3 berbeda nyata terhadap perlakuan U1 dan U2. Gambar 3 menunjukkan semakin tinggi suhu yang digunakan maka rendemen semakin meningkat, hal ini disebakan suhu tinggi yang digunakan untuk memanaskan bahan akan mempercepat penguapan bahan (uap nilam). Uap nilam dari ketel bahan akan di ubah menjadi minyak nilam melalui kondensasi pada kondensor. Penggunaan suhu yang tinggi akan mengihasilkan uap nilam yang kontiniu sehingga proses kondensasi terus berlangsung..5.4 ŷ =.33x r= b,b a,a.16 a,a Gambar 3. Pengaruh perlakuan suhu terhadap persentase rendemen 38

5 KESIMPULAN 1. Perlakuan suhu memberikan pengaruh nyata terhadap persentase rendemen minyak nilam. 2. Kadar air tertinggi terdapat pada perlakuan 95 o C yaitu 37,54% dan kadar air terendah pada perlakuan suhu 15 o C yaitu 21,1%. Semakin tinggi suhu yang digunakan maka semakin rendah kadar airnya, 3. Kadar asam lemak bebas tertinggi terdapat pada suhu 95 o C yaitu 2,91% dan asam lemak bebas terendah terdapat suhu perlakuan 1 o C yaitu,96%. Semakin tinggi kadar asam lemak bebas maka tingkat kerusakan minyak semakin tinggi. 4. Tinggi kadar asam lemak bebas pada minyak diduga karena adanya reaksi hidrolisis. Minyak dengan asam lemak bebas tinggi tidak akan tahan disimpan dalam waktu lama. 5. Nilai rendemen tertinggi terdapat pada perlakuan suhu 15 o C yaitu,44% dan nilai rendemen terendah terdapat pada perlakuan suhu 1 o C yaitu,11%. 6. Faktor yang mempengaruhi rendemen minyak nilam adalah perlakuan sebelum minyak nilam disuling, seperti pengeringan daun nilam yang bertujuan pengurangan kadar air yang terdapat pada nilam. Departement Of Agriculture Enginering. Obafemi Awolowo University, Nigeria. Hasenhuttl G., 25. Fats and Fatty Oils. Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. Jhon Wiley and Sons, Inc., Newyork. Irawan, B., 21. Peningkatan Mutu Minyak Nilam dengan Ekstrak dan Destilasi Berbagai Komposisi Pelarut. Semarang. Kardinan, A., 25. Tanaman Penghasil Minyak Atsiri. Agromedia Pustaka. Jakarta..Ketaren,S Pengantar Teknologi dan Lemak Pangan. Penerbit Universitas Indonesia. Jakarta. Lubis, F, N., 21. Rancang Bangun Alat Penyuling minyak Atsiri Tipe Uap. Teknik Pertanian Fakultas Pertanian USU, Medan. Rusli, M. 27. Cara Produksi Minyak Nilam. Direktorat Industri Kecil dan Menengah. Bogor. Yuhono. J. T dan Suhirman,S., 212. Strategi Peningkatan dan Mutu Minyak dalam Agribisnis Nilam. Balai Penelitian Tanaman Obat dan Aromatika, Bogor. DAFTAR PUSTAKA Fasihna dan Ajibola Mechanical Expression Of Oil From Conophor Nut, 381