EKSTRAKSI MULTI TAHAP KURKUMIN DARI KUNYIT (Curcuma domestica Valet) MENGGUNAKAN PELARUT ETANOL SKRIPSI Oleh Rajian Sobri Rezki 100405030 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA APRIL 2015
EKSTRAKSI MULTI TAHAP KURKUMIN DARI KUNYIT (Curcuma domestica Valet) MENGGUNAKAN PELARUT ETANOL SKRIPSI Oleh RAJIAN SOBRI REZKI 100405030 SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA APRIL 2015
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul: EKSTRAKSI MULTI TAHAP KURKUMIN DARI KUNYIT (Curcuma domestica Valet) MENGGUNAKAN PELARUT ETANOL Dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya. Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku. Medan, April 2015 Rajian Sobri Rezki NIM 100405030 i
PENGESAHAN Skripsi dengan judul : EKSTRAKSI MULTI TAHAP KURKUMIN DARI KUNYIT (Curcumadomestica Valet) MENGGUNAKAN PELARUT ETANOL ii
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan Skripsi dengan judul Ekstraksi Multi Tahap Kurkumin dari Kunyit (Curcuma domestica Valet) Menggunakan Pelarut Etanol, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik. Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada: 1. Dra. Siswarni MZ, MS, selaku dosen pembimbing penelitian dan dosen pembimbing akademik yang telah banyak memberikan ilmu dan arahan dalam penentuan judul, penelitian, dan penyusunan skripsi ini serta telah membimbing penulis dalam hal akademik selama penulis kuliah di Teknik Kimia USU. 2. Dr. Ir. Lilis Sukeksi, M.Sc dan Dr. Ir. Iriany, M.Si, selaku dosen penguji yang telah memberikan banyak saran dan masukan dalam penulisan skripsi ini. 3. Dr. Eng. Irvan, ST, MT, selaku Ketua Departemen Teknik Kimia USU. 4. Dr. Fatimah, ST, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik Kimia USU. 5. Ir. Renita Manurung, MT, selaku Koordinator Penelitian dan Skripsi. 6. Pegawai Departemen Teknik Kimia USU, yang telah membantu penulis dalam hal administrasi selama kuliah. 7. Rekan mahasiswa Teknik Kimia USU, khususnya Hari, Ricky, Liza, dan rekan-rekan angkatan 2010 yang telah mendukung dan membantu penulis mulai dari awal berjumpa di hari pertama kuliah di kampus hingga akhirnya penulis bisa menyelesaikan skripsi. 8. Adek-adek mahasiswa Teknik Kimia, terutama stambuk 2013 yang telah mendukung dan membantu penulis hingga akhirnya dapat menyelesaikan skripsi ini. iii
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan. Medan, April 2015 Penulis, Rajian Sobri Rezki iv
DEDIKASI Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada kedua orang tua tercinta, Marzuki dan Rosmawati yang selama ini selalu memberikan dukungan dan doa serta kasih sayangnya yang tiada terkira kepada penulis. v
RIWAYAT HIDUP PENULIS Nama : Rajian Sobri Rezki NIM : 100405030 Tempat, tanggal lahir : Bagansiapiapi, 1 Januari 1992 Nama orang tua : Marzuki dan Rosmawati Alamat orang tua : Jl. Sekip, Kota Bagansiapiapi,Kabupaten Rokan Hilir, Provinsi Riau Asal Sekolah: SDWahidin Bagansiapiapi tahun 1998-2004 SMP Wahidin Bagansiapiapi tahun 2004 2007 SMA N Plus Pekanbaru tahun 2007 2010 Beasiswa yang diperoleh: Beasiswa Tanoto Foundation (2011-2012) Pengalaman Organisasi: 1. Anggota Litbang HIMATEK USU (2013-2014). 2. Ketua Tim Olimpiade SMAN Plus Pekanbaru (2008-2009) 3. Anggota Klub Jurnalistik SMAN Plus Pekanbaru (2008-2009) 4. Anggota English Debate Club SMAN Plus Pekanbaru (2008-2009) Artikel yang telah dipublikasikan : Ekstraksi Multi Tahap Kurkumin dari Kunyit (Curcuma domestica Valet)Menggunakan Pelarut Etanol vi
ABSTRAK Kurkumin adalah zat warna berupa kristal kuning oranye yang terdapat pada kunyit, yang sering digunakan sebagai pewarna. Metode yang biasa digunakan dalam esktraksi kurkumin dari kunyit adalah ekstraksi satu tahap. Penelitian ini mempelajari ekstraksi multi tahap kurkumin dari kunyit. Tujuan dari penelitian ini adalahmengetahui kondisi terbaik dalam ekstraksi multi tahap kurkumin dari kunyit (Curcuma domestica Valet), sehingga dapat digunakan untuk meningkatkan efisiensi prosesnya. Percobaan ini menggunakan pelarut etanol, dan yang diamati adalah pengaruh dari berbagai variabel proses yaitu waktu ekstraksi, konsentrasi pelarut, dan jumlah tahap ekstraksi. Waktu ekstraksi yang digunakan adalah 60 menit, 120 menit, dan 180 menit. Variasi konsentrasi etanol yang digunakan yaitu 50%, 70%, dan 96%. Tahap ekstraksi yang digunakan adalah ekstraksi dua tahap dan ekstraksi tiga tahap. Ekstrak kurkumin yang diperoleh dianalisa dengan analisa kualitatif dan analisa kuantitatif. Kondisi terbaik dalam ekstraksi multi tahap kurkumin dari kunyit dipilih berdasarkan nilai rendemen dan kadar kurkumin yang diperoleh. Rendemen maksimum yang diperoleh pada percobaan ini adalah 12% dengan kondisi waktu 180 menit, konsentrasi etanol 96% dan jumlah tahap ekstraksi 2 tahap. Adapun kadar kurkumin tertinggi yang didapat adalah 16% dengan waktu 180 menit, konsentrasi etanol 96% dan jumlah tahap ekstraksi 3 tahap. Kadar di sini maksudnya adalah besar bagian kurkumin terhadap rendemen. Hasil yang diperoleh pada penelitian ini menunjukkan bahwa peningkatan waktu ekstraksi, konsentrasi pelarut, dan jumlah tahap ekstraksi meningkatkan perolehan rendemen ekstrak dan kadar kurkumin yang terekstraksi dari kunyit. Kata Kunci :kurkumin, ekstraksi, multi tahap, rendemen, kadar vii
ABSTRACT Curcumin is a pigment in Curcuma domestica Valet, which has an orangeyellow crystal appearance, and commonly being used as a colouring agent. Extraction method which is used in extracting curcumin from Curcuma domestica Valet isone stage extraction. This research studied a multi stages extraction of curcumin from Curcuma domestica Valet. The purposes of this research is to find the best condition in extracting curcumin using multi stages extraction method, to increase the efficiency rate in curcumin extraction. This research used ethanol as a solvent, and effect from variables such as extraction time, solvent concentration, and number of extraction stages are observed. Extraction times are 60 minutes, 120 minutes, and 180 minutes. Variations of ethanol concentration are 50%, 70%, and 96%. Stage numbers of extraction are two stages extraction and three stages extraction. Extracts of curcumin are examined with qualitative analysis and quantitative analysis. The best condition of multi stages curcumin extraction is determined based on yield and content of curcumin. The maximumyieldobtained inthis study was12% withconditions 180 minutes extraction time, 96% ethanol concentration, and two stages extraction. The highest content of curcumin obtained is 16% with conditions 180 minutes extraction time, 96% ethanol concentration, and three stages extraction. Content means a fraction of yield. These results show that increase inextraction time, solvent concentration, and stage numbers of extraction will increase the yield and content of curcumin extracted from Curcuma domestica Valet. Keywords :curcumin, extraction, multi stages, yield, content viii
DAFTAR ISI Halaman PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI i PENGESAHAN ii PRAKATA iii DEDIKASI v RIWAYAT HIDUP PENULIS vi ABSTRAK vii ABSTRACT viii DAFTAR ISI ix DAFTAR GAMBAR xi DAFTAR TABEL xiii DAFTAR LAMPIRAN xiv DAFTAR SINGKATAN xv DAFTAR SIMBOL xvi BAB I PENDAHULUAN 1 1.1 LATAR BELAKANG 1 1.2 PERUMUSAN MASALAH 2 1.3 TUJUAN PENELITIAN 2 1.4 MANFAAT PENELITIAN 3 1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 4 2.1 KUNYIT 4 2.2 KURKUMIN 5 2.3 EKSTRAKSI 6 2.3.1 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Ekstraksi 8 2.4 PERMINTAAN KURKUMIN 11 2.5 ANALISIS EKONOMI 12 2.5.1 Biaya Tetap 13 2.5.2 Biaya Variabel 14 2.5.3 Total Biaya Produksi 15 ix
2.5.4 Perhitungan Rugi/Laba Usaha 15 2.5.5 Analisa Aspek Ekonomi 16 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 18 3.1 LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN 18 3.2 BAHAN 18 3.3 PERALATAN 18 3.4 RANCANGAN PERCOBAAN 19 3.5 PROSEDUR PELAKSANAAN PENELITIAN 20 3.5.1 Prosedur Persiapan Bahan Baku Kunyit 20 3.5.2 Prosedur Ekstraksi Kurkumin 20 3.5.3 Prosedur Distilasi 21 3.5.4 Prosedur Pembuatan Kurva Standar Kurkumin 21 3.5.5 Prosedur Analisa 21 3.5.5.1 Analisa Kualitatif 22 3.5.5.2 Analisa Kuantitatif 22 3.6 FLOWCHART PENELITIAN 20 3.6.1 Flowchart Persiapan Bahan Baku Kunyit 23 3.6.2 Flowchart Ekstraksi Kurkumin 24 3.6.3 Flowchart Distilasi 25 BAB IV HASIL PEMBAHASAN 26 4.1 ANALISA KUALITATIF 26 4.2 ANALISA KUANTITATIF 27 4.2.1 Analisa Rendemen Ekstrak 27 4.2.2 Pembuatan Kurva Standar Kurkumin 32 4.2.3 Analisa Kadar Kurkumin 33 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 40 5.1 KESIMPULAN 40 5.2 SARAN 40 DAFTAR PUSTAKA 42 x
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Kunyit 5 Gambar 2.2 Rumus Bangun Kurkumin 5 Gambar 2.3 Skema Ekstraksi Satu Tahap 7 Gambar 2.4 Skema Ekstraksi Cross-Current 8 Gambar 2.5 Skema Ekstraksi Counter-Current 8 Gambar 2.6 Grafik Break Even Point 17 Gambar 3.1 Rangkaian Peralatan Proses Ekstraksi 18 Gambar 3.2 Sistem Ekstraksi Multi Tahap Cross-Current 20 Gambar 3.3 Flowchart Persiapan Bahan Kunyit 23 Gambar 3.4 Flowchart Ekstraksi Kurkumin 24 Gambar 3.5 Flowchart Distilasi 25 Gambar 4.1 Pengaruh Waktu Ekstraksi, Jumlah Tahap dan Konsentrasi Pelarut sebesar (a) 50% (b) 70% dan (c) 28 96% Terhadap Rendemen Ekstrak Gambar 4.2 Pengaruh Konsentrasi Pelarut, Jumlah Tahap dan Waktu Ekstraksi selama (a) 60 menit (b) 120 menit dan (c) 180 29 menit Terhadap Rendemen Ekstrak Gambar 4.3 Pengaruh Jumlah Tahap, Konsentrasi Pelarut dan Waktu Ekstraksi selama (a) 60 menit (b) 120 menit dan (c) 180 31 menit Terhadap Rendemen Ekstrak Gambar 4.4 Grafik Kurva Standar Kurkumin 32 Gambar 4.5 Pengaruh Waktu Ekstraksi, Jumlah Tahap dan Konsentrasi Pelarut sebesar (a) 50% (b) 70% dan (c) 33 96% Terhadap Kadar Kurkumin Gambar 4.6 Pengaruh Konsentrasi Pelarut, Jumlah Tahap dan Waktu Ekstraksi selama (a) 60 menit (b) 120 menit dan (c) 180 menit Terhadap Kadar Kurkumin 35 xi
Gambar 4.7 Pengaruh Jumlah Tahap, Konsentrasi Pelarut dan Waktu Ekstraksi selama (a) 60 menit (b) 120 menit dan (c) 180 37 menit Terhadap Kadar Kurkumin Gambar L2.1 Grafik Spektrum Aktif Kurkumin Standar 48 Gambar L2.2 Grafik Standar Kurkumin 49 Gambar L2.3 Hasil Analisa Kadar Kurkumin 50 Gambar L4.1 Foto Kunyit 57 Gambar L4.2 Foto Kunyit Potong 57 Gambar L4.3 Foto Pengeringan di Oven 57 Gambar L4.4 Foto Proses Ekstraksi 58 Gambar L4.5 Foto Proses Distilasi 58 Gambar L4.6 Foto Produk 59 xii
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Hasil Kurkumin yang Diperoleh untuk Tiap Jenis Pelarut 10 Tabel 2.2 Sifat Fisika Etanol 11 Tabel 2.3 Ekspor Temulawak dari India 11 Tabel 2.4 Analisa Ekonomi 13 Tabel 2.5 Daftar Harga Alat 13 Tabel 2.6 Daftar Gaji Pegawai 14 Tabel 3.1 Rancangan Percobaan 19 Tabel 3.2 Analisa Kualitatif Kurkumin 22 Tabel 4.1 Hasil Analisa Kualitatif Kurkumin 26 Tabel 4.2 Perbandingan Perolehan Rendemen dan Kadar Kurkumin 38 Tabel L1.1 Data Rendemen Ekstrak 46 Tabel L1.2 Data Kadar Kurkumin 47 Tabel L3.1 Jumlah Air Sebagai Pengencer 51 Tabel L3.2 Jumlah Etanol Sebagai Pelarut Ekstraksi 52 Tabel L3.3 Rendemen untuk Masing-Masing Run 53 Tabel L3.4 Absorbansi, Berat Sampel, dan Pengenceran Masing- Masing Run 55 Tabel L3.5 Kadar Untuk Masing-Masing Run 56 xiii
DAFTAR LAMPIRAN Halaman LAMPIRAN 1 DATA PERCOBAAN 46 L1.1 DATA RENDEMEN EKSTRAK 46 L1.2 DATA KADAR KURKUMIN 47 LAMPIRAN 2 HASIL ANALISA 48 L2.1 HASIL ANALISA KURKUMIN STANDAR 48 L2.2 HASIL ANALISAKADAR KURKUMIN 50 LAMPIRAN 3 CONTOH PERHITUNGAN 51 L3.1 PERHITUNGAN KEBUTUHAN AIR 51 L3.1.1 Untuk Pembuatan Larutan Etanol 70% dan 50% 51 L3.2 PERHITUNGAN KEBUTUHAN ETANOL 52 L3.2.1 Sebagai Pelarut Proses Ekstraksi 52 L3.3 PERHITUNGAN RENDEMEN EKSTRAK KURKUMIN 53 L3.4 PERHITUNGAN KURVA STANDAR KURKUMIN 53 L3.5 PERHITUNGAN KADAR EKSTRAK KURKUMIN 54 LAMPIRAN 4 DOKUMENTASI PENELITIAN 57 L4.1 FOTO PERLAKUAN AWAL BAHAN BAKU 57 L4.2 FOTO PROSES EKSTRAKSI 58 L4.3 FOTO PROSES DISTILASI 58 L4.4 FOTO PRODUK 59 xiv
DAFTAR SINGKATAN et al dkk UV-Visible rpm vs et alia dan kawan kawan Ultraviolet-Visible revolution per minute Versus xv
DAFTAR SIMBOL Simbol Keterangan Dimensi M Molaritas larutan M V Volume larutan ml m Berat sampel gr ρ Massa jenis gr/ml Mr Berat Molekul gr/mol xvi