• Tidak ada hasil yang ditemukan

BAB II . PENELAAHAN PUSTAKA

D. Ekstraksi Cair-cair

Ekstraksi cair-cair (liquid-liquid extraction) digunakan jika pemisahan dengan teknik lainnya tidak dapat dicapai, antara lain seperti distilasi, evaporasi

dan kristalisasi. Ekstraksi cair-cair adalah proses pemisahan suatu komponen dari

fase cair ke fase cair lainnya berdasarkan kelarutan relatifnya. Teknik ekstraksi

cair-cair terdiri dari beberapa tahap, yaitu :

1. Kontak antara pelarut dengan fase cair yang mengandung komponen yang

akan diambil (solute), kemudian solute akan berpindah dari fase umpan (diluen) ke fase pelarut.

2. Pemisahan dua fase yang tidak saling melarutkan, yaitu fase yang

banyak mengandung pelarut disebut fase ekstrak dan fase yang banyak

mengandung umpan disebut fase rafinat (Laddha and Degalesan, 1976).

Prinsip dasar ekstraksi cair-cair mengikuti Hukum Distribusi Nernst atau

disebut juga Hukum Partisi yang menyatakan bahwa “apabila suatu analit dilarutkan ke dalam dua pelarut yang tidak saling campur, maka analit akan

terdistribusi dalam proporsi yang sama (merata) diantara dua pelarut yang tidak

saling campur”. Perbandingan konsentrasi pada kesetimbangan diantara dua pelarut yang tidak saling campur disebut koefisien distribusi atau koefisien partisi

KD =

...(1)

Corg dan Caq masing-masing merupakan konsentrasi analit dalam fase pertama dan

dalam fase kedua. Semakin besar konsentrasi analit dalam fase pertama maka

akan semakin besar nilai koefisien distribusinya. Sebaliknya, semakin kecil

konsentrasi analit dalam fase pertama maka akan semakin kecil nilai koefisien

distribusinya.

Namun dalam kenyataannya, analit seringkali berada dalam bentuk kimia

yang berbeda karena adanya disosiasi (ionisasi), protonasi dan kompleksasi atau

polimerisasi sehingga definisinya dapat disebut rasio distribusi (D) atau rasio

partisi, yang ditulis dengan persamaan berikut:

D =

...(2)

(Cs)1 dan (Cs)2 masing-masing merupakan konsentrasi total analit (dalam segala

bentuk) dalam fase pertama dan fase kedua. Jika tidak ada interaksi antar analit

yang terjadi pada kedua fase tersebut maka nilai KD dan D adalah sama (Gandjar

dan Rohman, 2007).

Salah satu teknik ekstraksi cair-cair yang paling sering digunakan adalah

teknik ekstraksi berulang menggunakan corong pisah. Caranya paling sederhana,

yakni dengan hanya menambahkan pengekstrak yang tidak saling campur dengan

pelarut awal, kemudian dilakukan penggojogan hingga terjadi kesetimbangan

analit dalam kedua fase, didiamkan dan dipisahkan. Kelemahan ekstraksi ini yakni

kurang praktis, dan ada kemungkinan besar hilangnya analit selama proses

Dalam proses ekstraksi cair-cair, efisiensi ekstraksi (E) merupakan

parameter penting yang mendukung kesempurnaan ekstraksi tersebut. Efisiensi

ekstraksi tergantung pada nilai distribusi analit (D) dan volume relatif kedua fase.

Secara teoritis dapat dihitung jumlah analit yang terekstraksi dengan persamaan

sebagai berikut:

E =

...(3)

V1 dan V2 masing-masing merupakan volume fase pertama dan fase kedua yang

digunakan; dan D merupakan rasio distribusi. Secara teoritis, dilakukannya

ekstraksi berulang (bertingkat) dengan pelarut yang selalu baru akan

meningkatkan nilai efisiensi ekstraksi. Hal tersebut dapat dilihat berdasarkan

persamaan berikut

(Caq)n = Caq

]

n

...(4)

Keterangan : (Caq)n : banyaknya analit dalam fase air setelah n kali ekstraksi (Caq) : banyaknya analit dalam fase air mula-mula

V1. : banyaknya volume fase organik

V2 . : banyaknya volume fase air

n : banyaknya ekstraksi (Gandjar dan Rohman, 2007).

Teknik ekstraksi cair-cair yang mulai dikembangkan akhir-akhir ini

adalah menggunakan ultrasonikator. Dalam penelitian-penelitian terdahulu,

metode ekstraksi dengan bantuan ultrasonikator digunakan untuk mengekstraksi

Hal ini tentu saja lebih efisien dibandingkan ekstraksi dengan metode

konvensional yang memerlukan waktu setidaknya 24 jam untuk mendapatkan

hasil yang sama. Dalam penelitian yang dilakukan Cameron and Wang (2006) dibuktikan bahwa rendemen pati jagung yang diperoleh dari proses ultrasonik

selama 2 menit adalah sekitar 55,2-67,8%, hampir sama dengan rendemen yang

didapat dari pemanasan dengan air selama 1 jam, yaitu 53,4%.

Prinsip dasar penggunaan metode ultrasonikasi yaitu dengan mengamati

sifat akustik gelembung ultrasonik yang dirambatkan melalui medium yang

dilewati. Pada saat gelombang merambat, medium yang dilewatinya akan

mengalami getaran. Getaran akan memberikan pengadukan yang intensif terhadap

proses ekstraksi dan akan meningkatkan osmosis atau penetrasi dari senyawa

dengan pelarut sesuai dengan sifatnya sehingga akan meningkatkan proses

ekstraksi (Keil cit., Alupului, Calinescu andLavric 2009).

Cara kerja metode ultrasonik dalam mengekstraksi adalah sebagai beikut:

1. Gelombang ultrasonik terbentuk dari pembangkitan ultrason secara lokal

dari kavitasi mikro pada sekeliling bahan yang diekstraksi sehingga akan

terjadi pemanasan bahan tersebut dan membantu proses penetrasi senyawa

ekstrak sesuai dengan sifat pelarut pengekstrak.

2. Terdapat efek ganda yang dihasilkan yaitu pemecahan dinding sel sehingga

membebaskan kandungan senyawa yang ada di dalamnya dan pemanasan

3. Energi kinetik dilewatkan ke seluruh bagian cairan yang diikuti dengan

munculnya gelembung kavitasi pada dinding atau permukaan sehingga

meningkatkan transfer massa antara permukaan padat-cair.

4. Efek mekanik yang ditimbulkan adalah meningkatkan penetrasi dari cairan

menuju dinding membran sel, mendukung pelepasan komponen sel dan

meningkatkan transfer massa (Keil cit., Alupului, Calinescu and Lavric 2009).

Kavitasi adalah gejala menguapnya zat cair yang sedang mengalir

sehingga membentuk gelembung-gelembung uap yang disebabkan karena

berkurangnya tekanan cairan tersebut sampai titik jenuh uapnya. Bila suatu cairan

diiradiasi dengan gelombang ultrasonik maka tekanan di dalam cairan akan

mengembang hingga tumbuh gelembung mikro (micro bubble). Jika amplitudo yang dipacu gelombang akustik relatif besar, ketidakhomogenan lokal di dalam

cairan terjadi dan menimbulkan pertumbuhan gelombang secara serentak dalam

dimensi makroskopik. Gelembung tersebut tidak stabil pada kondisi konsentrasi

energi yang besar berakibat pertumbuhan yang tidak stabil sehingga menyebabkan

pecahnya gelembung. Faktor yang mempengaruhi kemampuan ekstraksi pada

penerapan gelombang ultrasonik dalam ekstraksi cair-cair adalah peningkatan

temperatur dalam skala molekuler, pencampuran akustik, timbulnya kavitasi dan

tegangan permukaan pada gelembung mikro, serta terbentuknya bintik panas

berupatekanan dan suhu tinggi sesaat pada dimensi molekuler (Susilo, Hawa dan

kavitasi ultrasonik menghasilkan daya yang akan memecah dinding sel secara

mekanis dan meningkatkan transfer material.

Gambar 2. Proses Terjadinya Kavitasi (Anonimc, 2010).

Keuntungan yang diperoleh dari metode ekstraksi dengan bantuan

ultrasonik yakni:

1. Mempercepat waktu reaksi

2. Efisiensi dalam penggunaan pelarut

3. Tidak ada kemungkinan pelarut yang digunakan dalam ekstraksi menguap

sampai kering

4. Aman digunakan karena prosesnya tidak mengakibatkan perubahan yang

signifikan pada struktur kimia, partikel dan senyawa bahan-bahan yang

digunakan.

5. Meningkatkan ekstraksi lipid dan protein dari biji tanaman, seperti kedelai

(misalnya, tepung kedelai atau yang dihilangkan lemak) atau bibit minyak

Kekurangan dari metode ekstraksi dengan bantuan ultrasonik yakni membutuhkan

biaya yang relatif mahal serta dapat menimbulkan bunyi yang bising (Santos,

Lodeiro, and Capelo-Martinez, 2009).

Gambar 3. Skema cara kerja ekstraksi dengan bantuan ultrasonik (Santos, Lodeiro, and

Capelo-Martinez, 2009).

Beberapa penelitian yang telah menggunakan metode ultrasonik dalam

proses ekstraksi ataupun kepentingan lainnya, seperti pemanfaatan teknologi

sonikasi tak langsung dalam rangka produksi kitosan (Arifin, 2012), studi

penggunaan ultrasonik untuk transesterifikasi minyak (Susilo, 2007), dan

optimised ultrasonic-a ssisted extra ction of flavonoids from folium eucommiae and evaluation of antioxidant activity in multi-test systems in vitro (Huang, Xue, Niu, Jia and Wang, 2009). Selain itu, dalam perkembangannya aplikasi ultrasonik juga

digunakan dalam pengolahan makanan, stabilisasi emulsi minyak, pengurangan

ukuran partikel, sistem penyaringan untuk partikel yang tersuspensikan,

homogenisasi, atomisasi, proteksi lingkungan, degassing suatu cairan dan transfer massa.

Dokumen terkait