MINYAK ATSIRI (2) Karakteristik Bahan dan Teknologi Proses O L E H : D R. I R. S U S I N G G I H W I J A N A, M S. J U R U SA N T E K N O L O G I I N D U S T R I P E RTA N I A N FA KU LTA S T E K N O L O G I P E RTA N I A N U N I V E R S I TA S B R AW I J AYA 1
Whole and ground Spices dan Herbs Merupakan bentuk produk paling sederhana dari preparat bahan yang mengandung MA. Whole (dalam bentuk utuh) dan ground (bentuk serbuk/gilingan). Banyak dipergunakan oleh petani dalam menjual bahan bumbu dan jamu (jawa=empon2), akan tetapi pada minyak atsiri sebagian besar diperdagangkan dalam bentuk murni. 8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 2
8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 3
8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 4
8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 5
8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 6
Proses pengolahan dalam bentuk utuh dan serbuk 8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 7
Mass balance of Orange flavoring (a) and mass balance of Grape Fruit flavorings 8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 8
8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 9
Characteristics of Essential Oils 8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 10
8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 11
8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 12
8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 13
Metode Ekstraksi A. Pressure Extraction (tekanan) B. Solvent Extraction (pelarutan) C. Enfleurasi (adsorbsi) D. Distillation (penguapan) E. Super Critical Extraction 8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 14
Sekilas Teknik Ekstraksi A. Pressure extraction, ekstraksi dengan menggunakan tekanan tinggi : Produk : minyak kacang tanah, minyak kelapa Alat yang digunakan : screw dan expeller press B. Solvent extraction, ekstraksi dengan menggunakan pelarut Jenis pelarut : air, eter, hexana Alat yang digunakan : ketel ekstraksi tertutup Produk : minyak wijen, minyak biji randu, bunga matahari 8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 15
C. Enflourasi, teknik ekstraksi dengan menggunakan daya adsorbsi lemak Produk : minyak mawar, melati, sedap malam Alat : chasis D. Distillation, teknik ekstraksi dengan menggunakan uap berptekanan dan suhu tinggi Produk : etanol, petroleum, minyak atsiri Alat : Destilator E. Ekstraksi Super Kritis, teknik ekstraksi dengan menggunakan kondisi super kritis 8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 16
1. Pressure Extraction Teknik ekstraksi ini dengan menggunakan prinsip tekanan tinggi. Diterapkan pada bahan yang mempunyai kandung-an MA tinggi (kulit jeruk, biji anggur dls.) Keunggulan teknik ini pada proses ekstraksi tidak menggunakan panas, sehingga produk yang dihasilkan tidak mengalami kerusakan akibat panas. Kelemahan dari teknik ini efisiensi ekstraksi kurang maksimal, sehingga residu (cake) masih mengandung. 8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 17
Bahan 8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 18
2. Solvent Extraction o Teknik ekstraksi dengan menggunakan pelarut organic o Untuk meningkatkan efisiensi digunakan proses pemanasan. o Teknik paling efisien digunakan untuk ekstraksi bahan yang kandungan minyak atsiri rendah. o Digunakan juga sebagai proses ekstraksi lanjutan dari ampas (cake) hasil Pressure Extraction. o Memerlukan fasilitas yang rapat, karena kebocoran sedikit saja dapat menyebabkan pelarut terbakar (meledak). 8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 19
Bahan baku solven 8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 20
3. Enfleurasi Cocok digunakan untuk bunga yang mengeluarkan aroma rutin dan tidak dapat menyimpan dalam kantong yang tebal. Kelompok bunga mawar, melati dan sedap malam. Proses ekstraksi menggunakan prinsip adsorpsi (penyerapan secara fisik) menggunakan campuran lemak. Tingkat kerusakan kecil karena tidak menggunakan distilasi, kerusakan akibvat panas rendah. 8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 21
8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 22
Tahapan proses Bunga diletakkan dalam chasis ditaruh diatas campuran lemak padat selama 24 jam, chasis ditutup rapat. Bunga diganti setiap 24 jam, jika pada penggantian aroma bunga yang diserap masih berbau harum berarti lemak sudahjenuh atau tidak memapu menyerap lagi. Lemak yang didapat selanjutnya dilakukanpelarutan dengan etanol konsentrasi tinggi, kemudian larutan MA dalam etanol didinginkan selama 24 jam. MA dipisahkan dengan penyaringan, MA munri selanjutkan dipekatkan pada tekanan vakum (bibit) 8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 23
4. Distilasi Distilasi ([enyulingan) berarti memisahkan komponenkomponen yang mudah menguap dari suatu campuran cair dengan cara menguapkannya, yang diikuti dengan kondensasi uap menjadi cairan. Cocok digunakan untuk bahan yang memiliki glandula (gelembung cadangan MA) besar. Kurang cocok untuk bahan umbi-umbian yang kandungan pati tinggi sehingga terbentuk busa sewaktu dipanaskan. Teknik dengan biaya paling murah, hanya butuh ketel dan kondensor. 8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 24
Proses Distilasi o Penguapan komponen yang mudah menguap dari campuran dalam alat penguap. o Pengeluaran uap yang terbentuk melalui sebuah pipa uap yang lebar dan kosong, tanpa perpindahan panas dan perpindahan massa yang disengaja atau dipaksakan, yang dapat menyebabkan kondensat mengalir kembali ke alat penguap. o Jika diperlukan, tetes-tetes cairan yang sukar menguap yang ikut terbawa dalam uap dipisahkan dengan bantuan siklon dan disalurkan kembali ke dalam alat penguap. 8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 25
o Kondensasi uap terjadi dalam sebuah condenser. o Pendinginan lanjut dari destilat panas dalam sebuah alat pendingin. o Penampungan destilat dalam sebuah bejana (penampung). o Pengeluaran residu (secara kontinu) dari alat penguap. o Pendinginan lanjut dari residu yang dikeluarkan. o Penampungan residu dalam sebuah bejana. 8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 26
Komponen Peralatan Distilasi o Alat penguap (alat penguap labu,alat penguap pipa,alat penguap lapisantipis) o Pipa penyalur uap o Siklon (jika diperlukan) o Kondenser (umumnya adalah alat penukar panas tidak langsung ) o Penampung distilat (campuran air dan produk) o Alat-alat lain yang mana tergantung jenis proses distilasi 8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 27
Macam-macam Distilasi a) Distilasi Uap (Steam Distillation) b) Distilasi Air (Water Distillation) c) Distilasi Uap-Air(Steam Water Distillation) d) Distilasi Hampa Udara (vakum) 8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 28
4a. Distilasi Uap (Steam Distillation) Distilasi dilakukan dengan memanaskan cairan dengan air atau uap air yang secara aktif dimasukkan ke dalamnya melalui pipa. Alat penghasil uap (steam)biasanya disebut sebagai boiler. Campuran uap diembunkan agar terbentuk dua lapis cairan yang dapat dipisahkan dan ditampung dalam wadah (Cook & Cullen, 1986). Dalam teknologi sederhana proses dilakukan dengan prinsip pengukusan (bahan diatas sarangan) 8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 29
Prinsip dan alat boiler 8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 30
4b. Distilasi Air (Water Distillation) Bahan yang akan disuling kontak langsung dengan air mendidih (direbus dalam panci/dandang tanpa sarangan). Bahan tersebut mengapung di atas air atau terendam secara sempurna, tergantung dari bobot jenis dan jumlah bahan yang disuling. Teknik sederhana akan tetapi punya kelemahan untuk bahan umbi-umbian yang mengandung pati akan timbul busa yang dapat mengganggu keluarnya MA pada pipa kondensor. 8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 31
4c. Distilasi Uap-air (water and steam distillation) Distilasi menggunakan campuran air mendidih dan uap air, sebagian bahan diuapi tercelup dalam air yang mendidih. Teknik paling sederhana hanya memerlukan perebusan, tetapi tidak semua bahan yang diekstrak terendam air seperti pada water distillation). 8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 32
8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 33
4d. Distilasi vakum o Distilasi dengan menggunakan tekanan vakum (< 1atm), sehingga kecepatan penguapan lebih tinggi. o Memerlukan investasi tambahan berupa pompa vakum, kondensor yang lebih bagus. o Kerusakan MA rendah akibat suhu yang rendah serta kondensor yang bagus. o Biaya investasi tinggi. 8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 34
8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 35
5. Ekstraksi Super Critical o Ekstraksi denganmenggunakan kondisi suhu dan tekanan tinggi sehingga diperoleh kondisi kritis. o MA dalam bahan akan terdesak keluar jaringan akibat desakan dari cairan bertekanan tinggi (dari gas CO2). o Memerlukan investasi sangat mahal, dan MA harus bernilai tinggi 8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 36
Grafik Super Kritis 8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 37
Labu Florentine untuk separasi minyak atsiri 8/22/2016 ATSIRI2/SUG/2014 38