DENGAN PENINGKATAN TEKANAN DAN
LAJU ALIR UAP BERTAHAP
TUTI TUTUARIMA
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul Rekayasa Proses Penyulingan Minyak Akar Wangi Dengan Peningkatan Tekanan dan Laju Alir Uap Bertahap adalah karya saya sendiri atas arahan komisi pembimbing dan belum pernah diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Agustus 2009
ii Pressure and Steam Flow Rate. Under direction of MEIKA S. RUSLI, ERLIZA NOOR and EDY MULYONO.
Indonesia is one of world wide vetiver oil major producers. The main problem of Indonesian vetiver oil especially the oil from Garut is low yield (about 0.6-0.8%) and poor quality (dark color & scorched odor). This study was aimed to improve distillation process performance of vetiver oil to obtain better oil recovery and quality.
Steam distillation and stainless steel kettle (5 kg capacity of vetiver) with pressure reducing valve (PRV) were used in this study. Raw material used in the study was vetiver root (Vetiveria zizanioides Stapt) in the type of Pulus Wangi collected from vetiver plantation in Garut, West Java. Treatments applied in this study were distillation by gradual increased steam pressure (2, 2.5, and 3 bar) with constant water steam flow rate (1, 1.5, and 2 l/h kg) for each of the steam pressure for 9 hours period. Other two additional treatments were also applied in the study, namely (1) distillation by gradual increased steam pressure without regulated steam flow rate, and (2) distillation by gradual increased steam pressure with gradual steam flow rate. Quality of the vetiver oil was analyzed according to the method of SNI 06-2386-2006 and compared with ISO 4716:2002. Compositions of the vetiver oil were identified through the GC MS analysis.
The use of gradual increased steam pressure (2, 2.5, 3 bar) resulted in 92.58% of recovery performance, which was slightly higher than 90.37% of the constant pressure of 3 bars. Steam flow rate affected the recovery performance of distillation process, significantly. The increased steam flow rate during distillation process was able to improve the recovery performance of distillation. However, in general, the highest constant steam flow rate of 2 l/h kg showed better recovery performance. The use of gradual increased pressure up to 3 bars and steam flow rate of 2 l/h kg material revealed high performance recovery with appropriate quality as the SNI and ISO standards. The use of gradual increased pressure up to 3 bars could produce vetiver oil fraction with appropriate component composition of boiling point. Components of vetiver oil, khusimene and khusimone, were extracted at the pressure of 2 and 2.5 bars; whereas α-vetivone, β-vetivon, and khusenic acid were extracted at the three type of pressures with the greater increased of percentage at 3 bars. The kinetics for vetiver oil distillation could be predicted by the equations of the solvent extraction kinetics model. The obtained equation of kinetics parameters was k = 0840 V0.530.
iii Peningkatan Tekanan dan Laju Alir Uap Bertahap. Dibimbing oleh MEIKA S. RUSLI, ERLIZA NOOR dan EDY MULYONO.
Minyak akar wangi bagi Indonesia merupakan salah satu komoditas yang memberikan peranan penting untuk pendapatan devisa negara dari hasil ekspor minyak atsiri secara keseluruhan. Permasalahan utama yang dihadapi minyak akar wangi Indonesia khususnya di Garut adalah rendahnya rendemen (berkisar antara 0,6–0,8%) dan kualitas minyak (warna gelap dan bau gosong). Penelitian ini bertujuan untuk memperbaiki proses penyulingan minyak akar wangi sehingga dapat menghasilkan recovery dan kualitas tinggi melalui rekayasa disain proses penyulingan dengan peningkatan tekanan dan laju uap secara bertahap.
Penelitian ini terdiri dari 2 tahap, yaitu penelitian pendahuluan dan penelitian utama. Penelitian pendahuluan bertujuan untuk melihat pengaruh penggunaan tekanan konstan terhadap recovery minyak akar wangi. Tekanan yang digunakan adalah 1, 2, dan 3 bar. Hasil yang didapat pada penelitian pendahuluan digunakan untuk menentukan disain proses penyulingan dengan pendekatan peningkatan tekanan secara bertahap. Penelitian utama bertujuan untuk melihat pengaruh disain proses penyulingan tekanan bertahap pada laju alir uap yang berbeda terhadap recovery dan mutu minyak akar wangi. Laju alir uap yang digunakan adalah 1, 1.5, dan 2 l/j kg bahan. Selain itu juga dilakukan 2 perlakuan tambahan yaitu penyulingan dengan peningkatan tekanan bertahap tanpa pengaturan laju alir uap dan penyulingan dengan peningkatan tekanan dan laju alir uap bertahap seiring peningkatan waktu. Analisa mutu minyak akar wangi berdasarkan SNI 06-2386-2006 dan dibandingkan dengan ISO 4716:2002. Analisa mutu meliputi warna, aroma, bobot jenis, indeks bias, bilangan asam, bilangan ester, bilangan ester setelah asetilasi, kelarutan dalam alkohol, dan total kandungan vetiverol. Komponen penyusun minyak akar wangi dideteksi melalui analisa GC MS.
Hasil penelitian pendahuluan memperlihatkan bahwa penggunaan tekanan yang lebih tinggi memberikan recovery yang lebih besar pada waktu yang sama. Penggunaan tekanan bertingkat untuk penelitian utama ditentukan berdasarkan nilai kemiringan grafik recovery minyak hasil penelitian pendahuluan. Peningkatan tekanan yang digunakan adalah 2, 2.5, dan 3 bar masing-masing setelah jam ke 2, 5, dan 9 operasi.
iv bahan serta pengaruhnya terhadap jumlah minyak yang dapat direcovery perlu dilakukan. Ini bertujuan untuk mengetahui batas penggunaan laju alir uap maksimum yang dapat meningkatkan recovery.
v ©Hak Cipta milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2009
Hak cipta dilindungi undang-undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar Institut Pertanian Bogor
vi
DENGAN PENINGKATAN TEKANAN DAN
LAJU UAP BERTAHAP
TUTI TUTUARIMA
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada
Program Studi Teknologi Industri Pertanian
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
viii Bertahap
Nama : Tuti Tutuarima NRP : F351060031
Disetujui Komisi Pembimbing,
Dr. Ir. Meika Syahbana Rusli, M.Sc. Ketua
Dr. Ir. Erliza Noor Anggota
Ir. Edy Mulyono, M.S. Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi
Prof. Dr. Ir. Irawadi Djamaran
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S.
ix Allah SWT, atas rahmat dan karunia Nya yang senantiasa dilimpahkan kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul Rekayasa Proses Penyulingan Minyak Akar Wangi Dengan Peningkatan Tekanan dan Laju Alir Uap Bertahap sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Teknologi Industri Pertanian Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Sholawat dan salam penulis sampaikan kepada qudwah ummah sepanjang masa, Rasulullah Muhammad SAW, beserta keluarga, para shohabat dan orang-orang yang istiqomah menapaki jalan Nya hingga yaumil akhir nanti.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir, Meika Syahbana Rusli, M.Sc. selaku ketua komisi pembimbing, Ibu Dr. Ir. Erliza Noor dan Bapak Ir. Edy Mulyono, MS. selaku anggota komisi pembimbing, serta Bapak Prayoga Suryadarma, STP. MT. selaku penguji yang telah memberikan bimbingan, arahan dan masukan selama pelaksanaan penelitian hingga penyusunan tesis ini. Terima kasih juga penulis sampaikan kepada Kepala Balai Penelitian Tanaman Obat dan Aromatik (Balittro) dan staf, terutama Pak Dedi, Pak Makmun, Bu Eni serta staf dan teknisi laboratorium di lingkungan Departemen Teknologi Industri Pertanian yang telah membantu selama penelitian. Terimakasih juga kepada Departemen Pertanian melalui Program Kerjasama Kemitraan Penelitian Pertanian dengan Perguruan Tinggi (KKP3T) yang telah mendanai penelitian ini.
Ucapan terima kasih yang tulus penulis haturkan kepada Mak dan Bak, kakak-kakak terutama Dodang, keponakan, dan seluruh keluarga besar yang telah memberikan dukungan, doa, dan kasih sayang sehingga penulis dapat menyelesaikan studi ini. Terima kasih pula buat saudaraku Rahmat, Ria, Mba Tini, Bu Ros, Bu Cut; teman-teman di PCH Uni Fit, Ayuk Desi, Kak Sahara, Ayuk Sherly; teman-teman ngaji Teh Erni, Patma, Mba Tiwi, Siti, Mba Rina; serta rekan-rekan TIP angkatan 2006 yang selalu memberikan dukungan. Selama penyusunan tesis ini, penulis banyak mendapatkan bantuan dan masukan, baik berupa petunjuk-petunjuk, bimbingan, dan lain-lainnya dari berbagai pihak baik secara langsung maupun tidak langsung yang tidak dapat penuliskan satu per satu. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa penulisan tesis ini masih jauh dari kesempurnaan. Dengan hati yang ikhlas penulis mengharapkan agar kiranya kekurangan dan kesalahan dalam tulisan ini dapat menjadi inspirasi untuk perbaikan di masa yang akan datang.
Penulis berharap semoga tulisan ini bermanfaat bagi kita semua. Semoga Allah SWT menerima apa yang telah penulis lakukan sebagai wujud syukur kepada-Nya dan Allah mengampuni semua kesalahan kita. Amin.
Bogor, Agustus 2009
DENGAN PENINGKATAN TEKANAN DAN
LAJU ALIR UAP BERTAHAP
TUTI TUTUARIMA
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul Rekayasa Proses Penyulingan Minyak Akar Wangi Dengan Peningkatan Tekanan dan Laju Alir Uap Bertahap adalah karya saya sendiri atas arahan komisi pembimbing dan belum pernah diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Agustus 2009
ii Pressure and Steam Flow Rate. Under direction of MEIKA S. RUSLI, ERLIZA NOOR and EDY MULYONO.
Indonesia is one of world wide vetiver oil major producers. The main problem of Indonesian vetiver oil especially the oil from Garut is low yield (about 0.6-0.8%) and poor quality (dark color & scorched odor). This study was aimed to improve distillation process performance of vetiver oil to obtain better oil recovery and quality.
Steam distillation and stainless steel kettle (5 kg capacity of vetiver) with pressure reducing valve (PRV) were used in this study. Raw material used in the study was vetiver root (Vetiveria zizanioides Stapt) in the type of Pulus Wangi collected from vetiver plantation in Garut, West Java. Treatments applied in this study were distillation by gradual increased steam pressure (2, 2.5, and 3 bar) with constant water steam flow rate (1, 1.5, and 2 l/h kg) for each of the steam pressure for 9 hours period. Other two additional treatments were also applied in the study, namely (1) distillation by gradual increased steam pressure without regulated steam flow rate, and (2) distillation by gradual increased steam pressure with gradual steam flow rate. Quality of the vetiver oil was analyzed according to the method of SNI 06-2386-2006 and compared with ISO 4716:2002. Compositions of the vetiver oil were identified through the GC MS analysis.
The use of gradual increased steam pressure (2, 2.5, 3 bar) resulted in 92.58% of recovery performance, which was slightly higher than 90.37% of the constant pressure of 3 bars. Steam flow rate affected the recovery performance of distillation process, significantly. The increased steam flow rate during distillation process was able to improve the recovery performance of distillation. However, in general, the highest constant steam flow rate of 2 l/h kg showed better recovery performance. The use of gradual increased pressure up to 3 bars and steam flow rate of 2 l/h kg material revealed high performance recovery with appropriate quality as the SNI and ISO standards. The use of gradual increased pressure up to 3 bars could produce vetiver oil fraction with appropriate component composition of boiling point. Components of vetiver oil, khusimene and khusimone, were extracted at the pressure of 2 and 2.5 bars; whereas α-vetivone, β-vetivon, and khusenic acid were extracted at the three type of pressures with the greater increased of percentage at 3 bars. The kinetics for vetiver oil distillation could be predicted by the equations of the solvent extraction kinetics model. The obtained equation of kinetics parameters was k = 0840 V0.530.
iii Peningkatan Tekanan dan Laju Alir Uap Bertahap. Dibimbing oleh MEIKA S. RUSLI, ERLIZA NOOR dan EDY MULYONO.
Minyak akar wangi bagi Indonesia merupakan salah satu komoditas yang memberikan peranan penting untuk pendapatan devisa negara dari hasil ekspor minyak atsiri secara keseluruhan. Permasalahan utama yang dihadapi minyak akar wangi Indonesia khususnya di Garut adalah rendahnya rendemen (berkisar antara 0,6–0,8%) dan kualitas minyak (warna gelap dan bau gosong). Penelitian ini bertujuan untuk memperbaiki proses penyulingan minyak akar wangi sehingga dapat menghasilkan recovery dan kualitas tinggi melalui rekayasa disain proses penyulingan dengan peningkatan tekanan dan laju uap secara bertahap.
Penelitian ini terdiri dari 2 tahap, yaitu penelitian pendahuluan dan penelitian utama. Penelitian pendahuluan bertujuan untuk melihat pengaruh penggunaan tekanan konstan terhadap recovery minyak akar wangi. Tekanan yang digunakan adalah 1, 2, dan 3 bar. Hasil yang didapat pada penelitian pendahuluan digunakan untuk menentukan disain proses penyulingan dengan pendekatan peningkatan tekanan secara bertahap. Penelitian utama bertujuan untuk melihat pengaruh disain proses penyulingan tekanan bertahap pada laju alir uap yang berbeda terhadap recovery dan mutu minyak akar wangi. Laju alir uap yang digunakan adalah 1, 1.5, dan 2 l/j kg bahan. Selain itu juga dilakukan 2 perlakuan tambahan yaitu penyulingan dengan peningkatan tekanan bertahap tanpa pengaturan laju alir uap dan penyulingan dengan peningkatan tekanan dan laju alir uap bertahap seiring peningkatan waktu. Analisa mutu minyak akar wangi berdasarkan SNI 06-2386-2006 dan dibandingkan dengan ISO 4716:2002. Analisa mutu meliputi warna, aroma, bobot jenis, indeks bias, bilangan asam, bilangan ester, bilangan ester setelah asetilasi, kelarutan dalam alkohol, dan total kandungan vetiverol. Komponen penyusun minyak akar wangi dideteksi melalui analisa GC MS.
Hasil penelitian pendahuluan memperlihatkan bahwa penggunaan tekanan yang lebih tinggi memberikan recovery yang lebih besar pada waktu yang sama. Penggunaan tekanan bertingkat untuk penelitian utama ditentukan berdasarkan nilai kemiringan grafik recovery minyak hasil penelitian pendahuluan. Peningkatan tekanan yang digunakan adalah 2, 2.5, dan 3 bar masing-masing setelah jam ke 2, 5, dan 9 operasi.
iv bahan serta pengaruhnya terhadap jumlah minyak yang dapat direcovery perlu dilakukan. Ini bertujuan untuk mengetahui batas penggunaan laju alir uap maksimum yang dapat meningkatkan recovery.
v ©Hak Cipta milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2009
Hak cipta dilindungi undang-undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar Institut Pertanian Bogor
vi
DENGAN PENINGKATAN TEKANAN DAN
LAJU UAP BERTAHAP
TUTI TUTUARIMA
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada
Program Studi Teknologi Industri Pertanian
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
viii Bertahap
Nama : Tuti Tutuarima NRP : F351060031
Disetujui Komisi Pembimbing,
Dr. Ir. Meika Syahbana Rusli, M.Sc. Ketua
Dr. Ir. Erliza Noor Anggota
Ir. Edy Mulyono, M.S. Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi
Prof. Dr. Ir. Irawadi Djamaran
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S.
ix Allah SWT, atas rahmat dan karunia Nya yang senantiasa dilimpahkan kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul Rekayasa Proses Penyulingan Minyak Akar Wangi Dengan Peningkatan Tekanan dan Laju Alir Uap Bertahap sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Teknologi Industri Pertanian Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Sholawat dan salam penulis sampaikan kepada qudwah ummah sepanjang masa, Rasulullah Muhammad SAW, beserta keluarga, para shohabat dan orang-orang yang istiqomah menapaki jalan Nya hingga yaumil akhir nanti.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir, Meika Syahbana Rusli, M.Sc. selaku ketua komisi pembimbing, Ibu Dr. Ir. Erliza Noor dan Bapak Ir. Edy Mulyono, MS. selaku anggota komisi pembimbing, serta Bapak Prayoga Suryadarma, STP. MT. selaku penguji yang telah memberikan bimbingan, arahan dan masukan selama pelaksanaan penelitian hingga penyusunan tesis ini. Terima kasih juga penulis sampaikan kepada Kepala Balai Penelitian Tanaman Obat dan Aromatik (Balittro) dan staf, terutama Pak Dedi, Pak Makmun, Bu Eni serta staf dan teknisi laboratorium di lingkungan Departemen Teknologi Industri Pertanian yang telah membantu selama penelitian. Terimakasih juga kepada Departemen Pertanian melalui Program Kerjasama Kemitraan Penelitian Pertanian dengan Perguruan Tinggi (KKP3T) yang telah mendanai penelitian ini.
Ucapan terima kasih yang tulus penulis haturkan kepada Mak dan Bak, kakak-kakak terutama Dodang, keponakan, dan seluruh keluarga besar yang telah memberikan dukungan, doa, dan kasih sayang sehingga penulis dapat menyelesaikan studi ini. Terima kasih pula buat saudaraku Rahmat, Ria, Mba Tini, Bu Ros, Bu Cut; teman-teman di PCH Uni Fit, Ayuk Desi, Kak Sahara, Ayuk Sherly; teman-teman ngaji Teh Erni, Patma, Mba Tiwi, Siti, Mba Rina; serta rekan-rekan TIP angkatan 2006 yang selalu memberikan dukungan. Selama penyusunan tesis ini, penulis banyak mendapatkan bantuan dan masukan, baik berupa petunjuk-petunjuk, bimbingan, dan lain-lainnya dari berbagai pihak baik secara langsung maupun tidak langsung yang tidak dapat penuliskan satu per satu. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa penulisan tesis ini masih jauh dari kesempurnaan. Dengan hati yang ikhlas penulis mengharapkan agar kiranya kekurangan dan kesalahan dalam tulisan ini dapat menjadi inspirasi untuk perbaikan di masa yang akan datang.
Penulis berharap semoga tulisan ini bermanfaat bagi kita semua. Semoga Allah SWT menerima apa yang telah penulis lakukan sebagai wujud syukur kepada-Nya dan Allah mengampuni semua kesalahan kita. Amin.
Bogor, Agustus 2009
x Penulis dilahirkan di Bengkulu pada tanggal 11 April 1983 dari ayah H.M.Sabri dan ibu Hj. Ruhana. Penulis merupakan putri bungsu dari tujuh bersaudara.
xi DAFTAR TABEL... xiii
DAFTAR GAMBAR ... xiv
DAFTAR LAMPIRAN... xv
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Perumusan Masalah... 4 1.3 Tujuan Penelitian... 4 1.4 Manfaat Penelitian... 4 1.5 Ruang Lingkup Penelitian ... 4
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Minyak Akar Wangi... 6 2.2 Standar Mutu Minyak Akar Wangi ... 12 2.3 Penyulingan Minyak Akar Wangi... 13 2.4 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Produksi Minyak Akar Wangi 17 2.5 Model Kinetika Penyulingan Minyak Atsiri ... 21
III. METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat ... 22 3.2 Bahan dan Alat ... 22 3.3 Tahapan Penelitian ... 24 3.4 Pemodelan Kinetika ... 28
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Karakterisasi Akar Wangi ... 29 4.2 Penyulingan Minyak Akar Wangi dengan Tekanan Konstan ... 29 4.3 Disain Proses Penyulingan Minyak Akar Wangi ... 32 4.4 Penyulingan dengan Peningkatan Tekanan Bertahap Tanpa
Pengaturan Laju Alir Uap ... 34 4.5 Penyulingan dengan Peningkatan Tekanan Bertahap dan
Laju Alir Uap Konstan ... 36 4.6 Penyulingan dengan Peningkatan Tekanan dan Laju Alir
Uap Bertahap... 37 4.7 Mutu Minyak Akar Wangi Hasil Penyulingan Tekanan
Bertahap ... 38 4.8 Distribusi Komponen Minyak Akar Wangi ... 44 4.9 Model Kinetika Penyulingan Minyak Akar Wangi... 48
V. KESIMPULAN DAN SARAN
xiii Halaman Tabel 1 Perkembangan ekspor impor akar wangi... 1 Tabel 2 Komposisi kimia minyak akar wangi ... 9 Tabel 3 Analisa GC-MS komponen minyak akar wangi ... 10 Tabel 4 Beberapa penelitian minyak akar wangi ... 11 Tabel 5 Sifat fisik dan kimia minyak akar wangi beberapa negara produsen... 12 Tabel 6 Standar mutu minyak akar wangi menurut SNI 06-2386-2006 ... 13 Tabel 7 Standar mutu minyak akar wangi menurut ISO 7416 : 2002 ... 13 Tabel 8 Hasil karakterisasi akar wangi ... 29 Tabel 9 Recoveri minyak pada penyulingan tekanan konstan... 33 Tabel 10 Perbandingan mutu minyak hasil penelitian dan penyulingan rakyat ... 44 Tabel 11 Distribusi luas area GC-MS minyak akar wangi ... 45 Tabel 12 Nilai koefisien distilasi ... 49 Tabel 13 Model matematis untuk parameter kinetika penyulingan... 50
xiv Gambar 1 Kantung minyak akar wangi ... 7 Gambar 2 Mekanisme proses penyulingan minyak atsiri dengan air ... 14 Gambar 3 Skema proses difusi ... 15 Gambar 4 Skema proses osmosis... 16 Gambar 5 Mekanisme proses penyulingan minyak atsiri dengan uap... 17 Gambar 6 Skema sistem penyulingan uap langsung... 23 Gambar 7 Diagram alir tahapan penelitian ... 25 Gambar 8 Akumulasi recoveri minyak terhadap waktu penyulingan... 30 Gambar 9 Laju alir uap terhadap waktu pada penyulingan tekanan konstan... 31 Gambar 10 Recoveri minyak terhadap waktu penyulingan ... 33 Gambar 11 Recoveri minyak pada penyulingan tekanan bertahap tanpa
pengaturan laju alir uap dan tekanan bertahap laju alir uap
konstan ... 34 Gambar 12 Laju alir uap terhadap waktu pada penyulingan tekanan bertahap
tanpa pengaturan laju ... 35 Gambar 13 Recoveri minyak pada penyulingan tekanan bertahap dengan laju
alir uap konstan selama 9 jam ... 36 Gambar 14 Recoveri minyak pada tekanan dan laju alir uapbertahap... 38 Gambar 15 Tampilan warna minyak akar wangi ... 40 Gambar 16 Mutu minyak akar wangi pada penyulingan tekanan bertahap... 42 Gambar 17 Hasil Gas Chromathography minyak akar wangi perlakuan hasil
penyulingan dengan penyulingan tekanan bertahap dan laju alir uap 2 l/j/kg ... 46 Gambar 18 Hasil Gas Chromathography minyak akar wangi perlakuan hasil
penyulingan dengan peningkatan tekanan dan laju alir uap
bertahap ... 47 Gambar 19 Kinetika penyulingan minyak akar wangi ... 49 Gambar 20 Plot nilai koefisien distilasi terhadap laju alir uap ... 50 Gambar 21 Perbandingan konsentrasi minyak hasil percobaan dan hasil
xv Halaman Lampiran 1 Daftar istilah dan simbol ... 61 Lampiran 2 Prosedur analisa kadar air dan kadar minyak ... 62 Lampiran 3 Prosedur analisa sifat fisika kimia minyak akar wangi ... 66 Lampiran 4 Recoveri minyak pada penyulingan tekanan konstan ... 76 Lampiran 5 Recoveri minyak pada penyulingan tekanan bertahap tanpa
pengaturan laju alir uap ... 76 Lampiran 6 Recoveri minyak pada penyulingan dengan tekanan bertahap
dan laju alir uapkonstan ... 77 Lampiran 7 Recoveri minyak pada penyulingan dengan tekanan dan laju alir
uap bertahap ... 77 Lampiran 8 Laju alir uap pada tekanan konstan ... 78 Lampiran 9 Laju alir uap pada tekanan bertahap tanpa pengaturan laju alir
uap ... 78 Lampiran 10 Laju alir uap pada tekanan bertahap dan laju alir uapkonstan... 79 Lampiran 11 Laju alir uap pada tekanan dan laju alir uap bertahap ... 79 Lampiran 12 Mutu minyak pada penyulingan tekanan bertahap dan laju alir
uapkonstan... 80 Lampiran 13 Mutu minyak pada penyulingan tekanan dan laju alir uap
bertahap ... 80 Lampiran 14 Hasil Kromatografi Gas Spektrometri Massa Minyak Akar
Wangi pada Penyulingan Menggunakan Tekanan Bertahap dan Laju Alir Uap 2 l/j/kg bahan ... 81 Lampiran 15 Hasil Kromatografi Gas Spektrometri Massa Minyak Akar
1.1. Latar Belakang
Minyak akar wangi bagi Indonesia merupakan salah satu komoditas yang memberikan peranan penting untuk pendapatan devisa negara dari hasil ekspor minyak atsiri secara keseluruhan. Pada perdagangan internasional, Indonesia merupakan penghasil utama minyak akar wangi terbesar ketiga setelah Haiti dan Bourbon. Perkembangan ekspor dan impor minyak akar wangi sejak tahun 2001– 2005 disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Perkembangan ekspor impor akar wangi
Ekspor Impor
Tahun
Volume (kg) Nilai (US $) Volume (kg) Nilai (US $) 2001 1.583.798 1.759.241 2.312 43.728 2001 79.714 1.973.451 2.572 46.312 2003 45.821 1.428.682 2.465 18.680 2004 58.444 2.445.744 2.231 51.308
2005 74.210 1.544.618 532 22.890
Sumber : BPS 2001-2005
Volume ekspor minyak akar wangi Indonesia berfluktuasi dari tahun ke tahun. Fluktuasi volume ekspor ini terutama disebabkan oleh mutu minyak akar wangi yang tidak sesuai dengan permintaan pasar (tidak seragam dan mutu rendah) (Kardinan 2005). Pasar luar negeri yang menyerap produk minyak akar wangi antara lain negara Jepang, China, Singapura, India, Hongkong, Amerika Serikat, Inggris, Perancis, Jerman, Belgia, Swiss, dan Italia (BPS 2005).
terjadinya burning pada proses penyulingan yang menyebabkan adanya aroma gosong, sehingga dalam perdagangannya mendapatkan harga yang rendah (Suryatmi et al. 2006).
Produksi minyak atsiri dilakukan melalui beberapa metode diantaranya distilasi (penyulingan), pengepresan, ekstraksi pelarut, dan ekstraksi dengan lemak padat (Ketaren 1985; Heat dan Reineiccus 1987; Wright 1991). Penyulingan merupakan metode yang umum digunakan untuk mendapatkan minyak dari bahan yang berbentuk buah, biji, daun, dan akar. Menurut Guenther (1990) metode penyulingan dapat dilakukan dengan air (water distillation), air dan uap atau kukus (water and steam distillation), dan uap (steam distillation). Metode penyulingan yang digunakan produsen minyak akar wangi Garut adalah penyulingan uap (steam) dengan tekanan tinggi berkisar 4–5 bar (Suryatmi 2006). Penyulingan ini menghasilkan minyak dengan mutu yang kurang baik, seperti bau gosong dan warna gelap. Pada tekanan uap 4 bar suhu mencapai 150oC, sehingga terbentuk uap kering (superheated steam) yang dapat menghanguskan bahan-bahan organik yang rentan terhadap panas. Metode dan kondisi operasi proses penyulingan merupakan tahapan penting untuk menghasilkan minyak atsiri dengan jumlah dan mutu yang tinggi. Menurut Ketaren (1985) jumlah minyak yang menguap ditentukan oleh tekanan uap, berat molekul komponen-komponen dalam minyak, dan laju penyulingan.
selama 16–18 jam. Hal ini berdampak pada besarnya biaya bahan bakar (minyak tanah) yang dikeluarkan (rata-rata 22 liter minyak tanah/jam) (Feryanto 2007).
Kondisi yang dihadapi industri minyak akar wangi di Garut tidak hanya berdampak pada penurunan perolehan devisa negara, tetapi juga berdampak pada pendapatan yang dialami sejumlah besar petani dan penyuling akar wangi. Permasalahan ini perlu diatasi dengan upaya-upaya nyata secara tepat. Penyelesaian permasalahan dalam proses penyulingan (distilasi) minyak akar wangi dapat dilakukan melalui inovasi teknologi dengan menggunakan prinsip-prinsip proses distilasi. Berdasarkan Hukum Hidrodestilasi, percepatan proses penyulingan dapat dilakukan dengan meningkatkan tekanan uap air (steam) secara bertahap (Sakiah 2006). Untuk menguapkan komponen-komponen minyak akar wangi yang bertitik didih lebih tinggi diperlukan kalor yang besar, untuk itu laju uap perlu ditingkatkan secara bertahap agar diperoleh rendemen minyak akar wangi yang lebih tinggi. Sakiah (2006) melakukan penyulingan minyak pala selama 10 jam dengan tekanan awal 0 bar selama 4 jam kemudian ditingkatkan menjadi 0,5 bar selama 4 jam berikutnya dan ditingkatkan lagi menjadi 1,5 bar sampai akhir penyulingan. Hal ini dapat meningkatkan rendemen lebih tinggi (15.30% untuk biji pala dan 16.73% untuk fuli pala) dibandingkan dengan penyulingan pada penggunaan tekanan konstan 0 bar selama 10 jam (14.20% untuk biji pala dan 15.41% untuk fuli pala).
Selain tekanan, laju penyulingan berperan penting dalam menghasilkan minyak yang baik. Laju yang tidak sesuai mengakibatkan proses penyulingan tidak berlangsung sempurna. Milojevic (2008) menyimpulkan bahwa penggunaan laju penyulingan yang besar dapat menghasilkan jumlah minyak yang lebih banyak. Pada penggunaan laju penyulingan 0.13, 3.6, 10, dan 11.7 ml/menit dihasilkan minyak 0.65%, 1.30%, 1.40%, dan 1.42%.
1.2. Perumusan Masalah
Penyulingan akar wangi menggunakan tekanan tinggi menghasilkan minyak bermutu rendah yang ditandai dengan warna gelap dan bau gosong. Mutu minyak akar wangi yang baik, diharapkan mampu meningkatkan harga jual baik untuk pasar dalam dan luar negeri. Permasalahan yang menjadi dasar penelitian ini adalah :
a. Bagaimana kondisi operasi proses penyulingan untuk menghasilkan recovery minyak yang tinggi?
b. Bagaimana pengaruh kondisi proses tersebut terhadap mutu minyak akar wangi yang dihasilkan?
c. Bagaimana sebaran komponen senyawa penyusun minyak akar wangi hasil penyulingan tersebut?
1.3. Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk :
a. Mendapatkan kondisi operasi proses penyulingan untuk memperoleh recovery yang tinggi dan mutu yang sesuai dengan SNI dan ISO;
b. Mengidentifikasi senyawa penyusun minyak akar wangi dari berbagai tahapan penyulingan;
c. Memperkirakan model dan parameter kinetika pada penyulingan minyak akar wangi.
1.4. Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat meningkatkan produksi minyak akar wangi yang memenuhi standar mutu nasional (SNI 06-2386-2006) dan internasional (ISO 4716:2002) sehingga berdampak pada peningkatan pendapatan petani dan penyuling, serta memberikan manfaat terhadap pengembangan teknologi produksi minyak atsiri.
1.5. Ruang Lingkup
Ruang lingkup pada penelitian ini adalah :
berumur 12 bulan yang berasal dari Kecamatan Sukahardja Kabupaten Garut.
b. Penyulingan minyak akar wangi menggunakan metode uap langsung yang berasal dari boiler berbahan bakar listrik. Alat penyuling terbuat dari bahan stainles steel kapasitas 5 kg akar wangi kering (volume 90 liter); dilengkapi PRV (Pressure Reducing Valve); kondensor tipe spiral. Penyulingan terdiri dari berbagai perlakuan, antara lain penyulingan dengan tekanan konstan 1-3 bar, penyulingan dengan tekanan meningkat bertahap, penyulingan dengan tekanan meningkat bertahap dan laju alir uap konstan 1-2 l/j kg bahan, penyulingan dengan tekanan dan laju alir uap meningkat bertahap
c. Analisa mutu minyak akar wangi menggunakan metode berdasarkan SNI 06-2386-2006. Parameter yang dianalisa adalah bobot jenis, indeks bias, putaran optik, kelarutan dalam etanol 95%, bilangan asam, bilangan ester dan bilangan ester setelah asetilasi.
d. Identifikasi komponen minyak akar wangi hasil menggunakan GC MS (Gas Chromatohrapy Mass Spectrometry) dan database WILEY275 di Labkesda DKI Jakarta. Identifikasi ini hanya dilakukan pada minyak hasil penyulingan dengan tekanan meningkat bertahap dan laju alir uap konstan 2 l/j kg bahan serta minyak hasil penyulingan dengan tekanan dan laju alir uap meningkat bertahap.
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Minyak Akar Wangi
Akar wangi (Vetiveria zizanoides) merupakan salah satu tanaman penghasil minyak atsiri yang potensial. Tanaman dari famili Gramineae ini telah lama dikenal di Indonesia dan menjadi salah satu komoditas ekspor nonmigas. Rumpun tanaman akar wangi terdiri dari beberapa anak rumpun yang memiliki sejumlah akar-akar halus, berwarna kuning pucat atau abu-abu sampai kemerahan (Ketaren 1985 dan Santoso 1993). Tanaman akar wangi dapat menghasilkan minyak yang dikenal dengan minyak akar wangi (vetiver oil) melalui proses penyulingan.
Pada tanaman akar wangi menurut Heyne (1987), hanya bagian akar yang mengandung minyak, sedangkan batang, daun, dan bagian lain tidak mengandung minyak. Akar yang menghasilkan minyak dengan mutu yang baik dipanen pada umur 22 bulan dan rendemen akar yang diperoleh 190 gram per rumpun. Ketaren (1985) menyebutkan bahwa akar yang masih muda bersifat lemah, halus seperti rambut dan jika dicabut dapat putus dan tertinggal dalam tanah. Selain itu akar yang muda menghasilkan minyak dengan berat jenis dan putaran optik yang rendah, berbau seperti daun. Akar yang lebih tua dan cukup baik pertumbuhannya, berupa akar yang lebih tebal dan dapat menghasilkan minyak dengan mutu yang lebih baik, serta memiliki jenis dan putaran optik yang lebih tinggi, berbau lebih wangi dan lebih tahan lama.
Minyak akar wangi memiliki aroma yang kuat (Luu 2007), oleh karena itu minyak ini banyak digunakan sebagai bahan baku untuk berbagai macam produk wewangian pada parfum, deodorant, lotions, sabun; sebagai bahan aromaterapi (Guenther 1990; Luthony & Yeyet 1999; Luu 2007); sebagai zat fiksatif dan komponen campuran dalam industri kosmetik (Akhila & Rani 2002; Martinez et al. 2004; Kardinan 2005); sebagai pembasmi dan pencegah serangga (Kardinan 2005); dalam obat herbal sebagai carminative, stimulant, dan diaphoretic (Lavania 1988; Akhila & Rani 2002); dalam industri pangan digunakan sebagai flavor agent pada pengalengan asparagus dan berbagai minuman (Martinez et al. 2004).
[image:33.612.156.480.468.625.2]Minyak akar wangi tersimpan dalam kantung-kantung minyak yang berada diantara lapisan cortex dan endodermis (Gambar 1). Minyak yang terletak dibawah lapisan permukaan disebut sebagai subcutaneous oils (Denny 2001). Pengeluaran minyak dari dalam bahan dilakukan dengan melewatkan uap panas untuk merusak lapisan luar yang menutupi kantung minyak (epidermis dan cortex). Menurut Guenther (1990), suhu tinggi dan pergerakan uap air yang disebabkan oleh kenaikan suhu dalam ketel mempercepat proses difusi. Istilah difusi dalam konteks ini adalah penetrasi dari berbagai komponen secara timbal balik sehingga tercapai keseimbangan.
Gambar 1. Kantong minyak akar wangi (Lavania et al. 2008)
(Cazaussus 1988; Akhila & Rani 2002), dan jenis minyak atsiri yang sangat kental dengan laju volatilitas yang rendah (Akhila & Rani 2002). Luu (2007) menyebutkan, komponen utama penyusun minyak akar wangi terdiri dari sesquiterpen hidrokarbon (γ-cadinene, clovene, α-amorphine, aromadendrene, junipene, dan turunan alkoholnya), vetiverol (khusimol, epiglobulol, spathulenol, khusinol, serta turunan karbonilnya), dan vetivone (α-vetivone, β-vetivone, khusimone dan turunan esternya). Diantara komponen-komponen tersebut, α -vetivone, β-vetivone, dan khusimone merupakan komponen utama sebagai penentu aroma minyak akar wangi. Ketiga komponen ini disebut sebagai sidik jari (finger print) minyak akar wangi (Demole et al. 1995).
Shibamoto et al. (1981) mengidentifikasi sebelas komponen yang terkandung dalam fraksi fenolik minyak akar wangi asal India menggunakan metode kromatografi gas–spektrometri massa (KG-SM) dan resonansi magnet inti (RMI). Komponen tersebut antara lain : metoksifenol, o-kresol, p-kresol, m-kresol, eugenol, 4-vinilguaikol, cis-isoeugenol, trans-isoeugenol, 4-vinilfenol, vanilin, dan asam zizanoat. Subhas et al. (1982) mengidentifikasi komponen fraksi karbonil minyak akar wangi ( 13%) antara lain : zizanal, epizizanal, α
-vetivone, β-vetivone, khusimone dan (+)-(1S,10R)-1,10-dimetilbisiklo[4.4.0]-dec-6-en-3-on. Sementara komponen minyak akar wangi asal Burundi terdiri dari α -muurolene, valensene, β-vetivene, α-vetivone, β-vetivone, khusimole, α-cadinol, vetiselinenol, isosedranol, isokhusimol, dan β-bisabolol (Dethier et al. 1997).
Tabel 2. Komposisi kimia minyak akar wangi
Komponen Brazil (%) Haiti (%) Bourbon (%) Indonesia (%)
Pre-zizaene 1.0 0.4 0.4 0.8
Khusimene 1.7 0.9 - 3.0
α-amorphene 1.6 1.8 2.1 4.2
Cis-eudesma—6,11-diene 1.2 1.4 0.8 2.4
α-amorphene 1.4 1.1 1.8 3.5
β-vetispirene 1.0 1.1 1.0 2.7
γ-cadinene 0.6 - 0.3 0.7
γ-vetivenene 1.3 - 0.8 5.1
β-vetivenene 2.0 1.6 1.7 5.2
α-calacorene 0.9 0.8 - 0.7
Cis-eudesm-6-en-11-ol 1.9 2.4 2.1 1.1
Khusimone 3.6 3.5 3.9 2.6
Ziza-6(13)-en-3-one 2.5 1.4 2.8 2.1
Khusinol 3.4 1.9 1.7 2.4
Khusian-2-ol 3.4 3.4 2.8 1.3
Vetiselinenol 1.7 2.3 1.8 1.0
Cyclocopacamphan-12-ol 1.0 1.7 1.3 0.3
2-epi-ziza-6(13)-3 α-ol 1.9 1.6 1.2 1.1
Isovalencenal 1.6 2.5 2.1 1.0
β-vetivone 1.5 5.6 3.9 6.0
Khusimol 7.2 13.3 6.4 9.7
Nootkatone 1.1 0.4 0.4 -
α-vetivone 5.4 4.8 3.3 4.0
Isovalencenol 3.0 15.3 8.9 4.4
Bicyclovetivenol 0.5 1.1 0.8 -
Zizanoic acid 11.8 0.5 0.9 3.3
Hydrocarbons 12.7 9.1 8.9 28.3
Alcohols 24.0 43.0 27.0 21.3
Carbonyl compounds 15.7 18.2 16.4 17.7
Carboxylic acids 11.8 0.5 0.9 3.3
Total identified 64.2 70.8 53.2 70.6
Sumber : Martinez et al. (2004)
Tabel 3. Analisa GC-MS komponen minyak akar wangi
Luas Relatif (%)
No. Komponen Formula
Molekul Bone Garut
1. Isokaryophyllen C15H24 0.65 -
2. Karyophyllen C15H24 0.62 1.33
3. Napthallen C15H24 0.58 1.02
4. α- Amorphen C15H24 0.93 1.05
5. α- Karyophyllen C15H24 0.69 0.69
6. Kuparen C15H22 0.75 1.63
7. Kloven C15H24 0.65 0.49
8. 1,3,5-Siklononatrien C15H24 0.63 1.46
9. Dehidroaromadendren C15H22 0.69 0.46
10. 1H-Siklopropa[a] Napthallen C15H22 1.58 3.63
11. β- Kopaen C15H24O 1.78 2.56
12. Santalol C15H24O 1.88 2.70
13. Aromadendren C15H24 1.10 0.93
14. Ledol C15H26O 2.12 1.77
15. Azulenon C15H22O 1.18 1.23
16. Cendrenol C15H24O 1.98 2.10
17. Spathulenol C15H24O 5.82 9.18
18. β- Kopaen-4-α –ol C15H24O 3.28 6.54
19. Trisiklo oktan-5-asam karboksil C15H22O2 5.82 3.93
20. 3,7-Siklodecadien-1-on C15H22O 2.27 3.50
21. 2(3H)-Naphtalenon C15H22O 2.74 5.62
Sumber : Abraham (2002)
Tabel 4. Beberapa penelitian minyak akar wangi Referensi Kondisi
Operasi Metode Parameter proses Hasil
Triharyo et al.
(2007) •
P = 1; 2; dan 3 atm.
• V = 17 ml/menit
• t = 12; 20; & 24 jam
Penyulingan uap Pengaruh tekanan dan waktu terhadap rendemen dan mutu minyak akar wangi serta penggunaan energi selama penyulingan.
Penggunaan tekanan 2 bar selama 20 jam memberikan
rendemen 1,92% dengan menggunakan direct use geothermal.
Suryatmi (2006) • P = 1; 2; dan 3 atm.
• V = 0,32 – 0,35 ml/det
• t = 16 jam
Penyulingan uap Pengaruh tekanan terhadap rendemen dan mutu minyak akar wangi.
Rendemen terbaik pada tekanan 3 atm sebesar 1,124%
Abraham (2002) • P : 1,2 kg/cm2
• V : 116 ml/mnt
• t : 10 jam
Penyulingan uap Identifikasi komponen minyak akar wangi asal Bone dan Garut
Rendemen yang dihasilkan masing-masing 0,62% dan 0,96%. Diidentifikasi komponen yang sama dari kedua asal minyak yaitu α -vetivone, β-vetivone, khusimol,
bisiklovetiverol, trisiklovetiverol, dan vetiver alkohol. Rusli dan
Anggraeni (1999)
• P = 0,4; 0,8 dan 1,2 kg/cm2
• t = 8; 10; dan 12 jam
• V = 1,3 l/j/kg bahan
Penyulingan uap Pengaruh tekanan dan lama penyulingan terhadap rendemen dan mutu minyak akar wangi.
Kondisi yang terbaik adalah penggunaan tekanan 1,2 kg/cm2 selama 10 jam yang menghasilkan rendemen sebesar 2,3%.
Aggarwal et al. (1998)
• t = 12 jam
• P = 103-124 kPa
• V = 15-20 liter/jam
Penyulingan air dan penyulingan uap
Pengaruh
penyimpanan dan lama penyulingan terhadap yield
Waktu penyimpanan akar wangi yang lama akan menurunkan recoveri minyak. Waktu 10 jam dibutuhkan untuk menghasilkan minyak, lebih dari 10
jam tidak
meningkatkan recoveri secara signifikan.
Moestafa et al. (1991)
• V : 500 dan 600 gr uap/jam
• t : 12; 16; 20; 24; 28; 32; dan 36 jam
Penyulingan air Pengaruh lama dan kecepatan penyulingan terhadap kadar minyak dan vetiverol akar wangi dengan penyulingan air
Hasil terbaik penyulingan dengan kecepatan 600 gram uap/jam selama 36 jam menghasilkan rendemen 2,47% & kadar vetiverol 63,91%.
Hardjono et al. (1973)
• M = 0,1 dan 0,07 kg/liter
• t = 16, 20, 24 dan 28 jam
Penyulingan air dan uap (kukus)
Pengaruh kepadatan bahan dan lama penyulingan terhadap rendemen dan kualitas minyak akar wangi
Hasil terbaik adalah kepadatan 0,07 kg/liter selama 20 jam dengan rendemen 2,02%.
Keterangan :
2.2. Standar Mutu Minyak Akar Wangi
[image:38.612.133.504.267.516.2]Senyawa-senyawa penyusun minyak akar wangi berpengaruh besar terhadap sifat fisik dan kimia yang dimilikinya. Sifat ini menentukan mutu dan juga dipengaruhi oleh faktor lain seperti asal daerah, jenis tanaman, umur panen, metode dan peralatan penyulingan yang digunakan. Oleh karena itu, sifat fisik dan kimia minyak akar wangi yang berasal dari beberapa negara produsen berbeda satu sama lainnya. Perbedaan sifat minyak akar wangi tersebut dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Sifat fisik dan kimia minyak akar wangi beberapa negara produsen
Jawa Karakteristik
Mutu Baik Mutu Ringan Reunion Haiti
Bobot jenis pada 15o 0,9926– 1,0444 0,9852–1,0015 0.99–1.02 0.999–1.014
Putaran optik + 20o 30’ s.d
+ 46o 0’
+14o 25’ s.d
+ 24o 10’
+14o 0’ s.d
+ 37o 0’
+22o 0’ s.d
+ 31o 44’
Indeks bias pada 20o
1,5189–1,5306 1,5223–1,52612 1.515–
1.529 1.5198–1.5250
Bilangan asam 8,4–40,1 7,5–14,9 4.5–17 7.5–16.8
Bilangan ester 5,6–24,6 6,5–14,9 5–20 8.4–52.3
Bilangan ester setelah
asetilasi 103,7–151,2 98–119,5 119–145 124–264
Kelarutan dalam alkohol 80 %
Larut dalam 1– 2 vol. Kadang-kadang berubah warna sampai keruh dengan jumlah alkohol lebih banyak. Tidak seluruhnya larut. Bercampur sempurna dengan alkohol 90%; pada kasus tertentu berubah warna jika diencerkan. Larut dalam 1-2 vol alkohol 80%, dengan warna sedikit suram sampai keruh
Larut dalam 0.5 vol. alkohol 90%, kadang
buram (cloudy)
jika
pengenceran dilanjutkan. Kadang juga larut dalam 1 vol. alkohol 80%.
Sumber : Guenther (1990)
Tinggi rendahnya mutu minyak akar wangi ditentukan oleh ciri-ciri fisik dan kimianya. Ciri-ciri fisikokimia yang menjadi parameter mutu minyak akar wangi antara lain warna, aroma, bobot jenis, indeks bias, bilangan asam, bilangan ester, bilangan ester setelah asetilasi, kelarutan dalam alkohol, dan total kandungan vetiverol dalam senyawa aromatik.
Tabel 6. Standar mutu minyak akar wangi menurut SNI 06-2386-2006 No. Jenis Mutu / Satuan Satuan Syarat Mutu
1. Warna
- Kuning muda sampai coklat kemerahan
2. Bau - Khas akar wangi 3. Bobot jenis 20o/20o C - 0,980 – 1,003 4. Indeks bias pada 20o - 1,520 – 1,530 5. Bilangan asam - 10 - 35
6. Kelarutan dalam etanol 95 % - 1:1 jernih, dan seterusnya jernih 7. Bilangan ester - 5 – 26
8. Bilangan ester setelah asetilasi - 100 – 150 9. Vetiverol total % Minimum 50
Sumber : SNI 2006
Untuk perdagangan internasional standar yang diacu adalah ISO (International Organization for Standardization) 4716:2002, seperti tercantum pada Tabel 7.
Tabel 7. Standar mutu minyak akar wangi menurut ISO 4716:2002
Syarat Mutu
No. Jenis Mutu / Satuan
Reunion Haiti
1. Warna Coklat hingga
merah kecoklatan
Coklat hingga merah kecoklatan
2. Bau Khas akar wangi Khas akar wangi
3. Bobot jenis 20o/20o C 0,99 – 1,015 0,986 – 0,998
4. Indeks bias pada 20o 1,5220 – 1,5300 1,521 – 1,526
5. Bilangan asam Maks. 35 Maks. 14
6. Kelarutan dalam etanol 80 % pada 20o C Maks. 1 : 2 Maks. 1 : 2
7. Bilangan ester 5 - 16 5 – 16
8. Putaran optik pada 20o C +19 – +30 +22 – +38
9. Bilangan karbon 44 – 68 23 - 59
Sumber : ISO 2002
2.3. Penyulingan Minyak Akar Wangi
Penyulingan (distilasi) merupakan proses pemisahan komponen berupa cairan atau padatan dari 2 macam campuran atau lebih, berdasarkan perbedaan titik uapnya (Ketaren 1985). Proses penyulingan umum digunakan untuk mendapatkan minyak atsiri dari tanaman.
air, bahan diletakkan pada rak-rak atau saringan berlubang, sehingga bahan tidak mengalami kontak langsung dengan air yang digunakan untuk menghasilkan uap. Tekanan yang dihasilkan dalam ketel suling untuk kedua cara ini biasanya sekitar 1 atm. Penyulingan dengan menggunakan uap, pada dasarnya hampir sama dengan penyulingan menggunakan uap dan air. Perbedaannya adalah uap panas yang digunakan berasal dari ketel uap yang terpisah dari ketel suling. Tekanan uap dalam ketel suling dapat dimodifikasi sesuai dengan kondisi bahan.
Pemilihan metode penyulingan sangat menentukan keberhasilan dan efisiensi proses penyulingan. Penyulingan dengan uap langsung memiliki efisiensi yang lebih tinggi dibandingkan penyulingan air dan penyulingan air–uap, tetapi membutuhkan peralatan yang lebih komplek dan mahal (Risfaheri & Mulyono 2006). Ketaren (2004) merekomendasikan penyulingan uap untuk bahan yang mengandung minyak bertitik didih tinggi/fraksi berat yang lebih stabil terhadap panas seperti nilam, akar wangi, cendana, dan pala, karena dapat mempersingkat waktu penyulingan.
Proses Penyulingan
Penyulingan menggunakan air (water distillation), air dan uap (kukus), dan uap (steam distillation) umum digunakan untuk mendapatkan minyak akar wangi (Tabel 4). Proses penyulingan tersebut terdiri dari beberapa mekanisme penting yang dapat membantu dalam memahami fenomena yang terjadi selama proses. Mekanisme penyulingan menggunakan air disajikan dalam Gambar 2.
a. Difusi
Difusi memegang peranan penting pada ekstraksi minyak atsiri dari tanaman. Geankoplis (1983) menyebutkan difusi molekuler didefinisikan sebagai perpindahan molekul dalam fluida secara acak. Gambar 3 memperlihatkan skema proses difusi molekuler. Dari gambar tersebut, terlihat molekul A (dalam hal ini adalah uap) berdifusi secara acak melalui molekul B (minyak dalam tanaman) dari titik 1 ke 2. Hal ini dikarenakan jumlah molekul A yang ada di sekitar titik 1 lebih banyak daripada yang berada disekitar titik 2. Hukum Fick menyebutkan penyebab terjadinya difusi adalah perbedaan konsentrasi komponen. Akibat perbedaan ini komponen akan berpindah ke berbagai arah hingga konsentrasi mencapai kesetimbangan. Arah difusi dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah.
Gambar 3. Skema proses difusi (Geankoplis 1983)
Sel tanaman terdiri dari membran sel. Membran sel merupakan lapisan pelindung tanaman yang memisahkan sel dari lingkungan luar. Minyak atsiri berada dalam kelenjar minyak (oil glands). Molekul-molekul yang berada disekitar sel dapat berpindah masuk atau keluar sel. Membran sel selective permeabel mengatur molekul yang melewatinya. Air dapat melewati membran sel dengan bebas melalui proses difusi dan osmosis.
b. Osmosis
memiliki konsentrasi yang lebih rendah melewati membran selektif permeabel hingga tercapai keseimbangan dinamis.
Gambar 4. Skema proses osmosis
c. Pemanasan, penguapan dan kondensasi
Pemanasan akan menyebabkan temperatur air meningkat hingga tekanan uap cairan sama dengan tekanan sekitar. Pada kondisi ini tidak terjadi peningkatan suhu dan penambahan energi panas hanya akan membuat cairan menguap. Molekul-molekul uap tersebut akan tetap berada dalam gerakan yang konstan (keadaaan setimbang). Pada sistem tertutup, keadaan setimbang dipengaruhi oleh suhu. Kondensasi merupakan proses perubahan wujud uap menjadi cairan dengan cara mengalirkan air pendingin pada tabung kondensor. Kondensasi dan penguapan melibatkan fase cairan dengan koefisien pindah panas yang besar. Kondensasi terjadi apabila uap jenuh seperti uap bersentuhan dengan padatan yang suhunya dibawah jenuh sehingga membentuk cairan (Geankoplis 1983).
d. Pemisahan
Pemisahan campuran air dan minyak umumnya dilakukan berdasarkan berat jenis. Secara umum minyak memiliki berat jenis lebih kecil dari berat jenis air (=1), sehingga minyak akan berada di lapisan atas.
Gambar 5. Mekanisme proses penyulingan minyak atsiri dengan uap ( steam distillation) (Azlina 2005)
Pertama-tama uap akan berdifusi ke dalam bahan, untuk melepas minyak yang terdapat dalam bahan akan larut. Campuran minyak yang dibawa uap ini ke luar menuju permukaan bahan melalui peristiwa osmosis. Setelah mencapai permukaan, minyak dibawa oleh uap yang melewati bahan. Penambahan jumlah minyak yang larut dalam air dan proses osmosis sangat tergantung pada jumlah air yang masuk ke dalam jaringan tanaman tersebut. Air masuk ke dalam jaringan tanaman melalui proses difusi. Dengan kata lain, peristiwa osmosis dan difusi terjadi dalam waktu yang bersamaan (simultaneously). Proses-proses ini berlangsung terus menerus hingga semua komponen volatil minyak keluar dari jaringan tanaman.
2.4. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Produksi Minyak Akar Wangi a. Perlakuan Pendahuluan Terhadap Akar Wangi
Perlakuan pendahuluan pada bahan sebelum proses penyulingan dapat meningkatkan rendemen dan memperbaiki mutu minyak. Perlakuan pendahuluan terhadap akar wangi sebelum proses penyulingan antara lain pembersihan, pengeringan, dan pengecilan ukuran. Peningkatan rendemen minyak yang diawali perlakuan pendahuluan telah dibuktikan Adams et al. (2008) dengan proses pembersihan, Bacon dalam Jong (1987) dengan proses pengeringan, serta Rusli (1985), Sudibyo (19890, dan Moestafa et al. (1998) dengan proses pengecilan ukuran.
yang dibersihkan adalah 1.04%, nilai ini lebih tinggi dibandingkan rendemen dari akar wangi yang tidak dibersihkan yaitu 0.66%. Pada proses pengeringan, sebagian besar membran sel akan pecah sehingga cairan sel bebas melakukan penetrasi dari satu sel ke sel yang lain hingga membentuk senyawa-senyawa yang mudah menguap (Sastrohamidjojo 2004). Oleh karenanya Ketaren (1985) dan Thorpe (1947) menyebutkan bahwa pengeringan akan mempercepat proses penyulingan, menaikkan rendemen serta memperbaiki mutu minyak meskipun kemungkinan sebagian minyak akan hilang karena penguapan dan oksidasi oleh oksigen udara. Hasil penelitian Bacon dalam Jong (1987) memperlihatkan bahwa pengeringan memberikan peningkatan rendemen minyak akar wangi. Rendemen dari bahan yang dikeringkan sebesar 1,09 % sedangkan rendemen akar wangi yang tidak dikeringkan hanya 0,45 %. Perajangan bahan sebelum disuling bertujuan untuk memudahkan penguapan minyak atsiri dari bahan dan mengurangi sifat kamba bahan (Ketaren 1985). Pada perajangan akar wangi tanpa bonggol dengan ukuran 15–20 cm diperoleh rendemen 1.6%-2.1% (Rusli 1985). Untuk ukuran biji jintan yang dihancurkan diperoleh rendemen 2,18–2,43%, dibanding biji jintan yang tidah dihancurkan hanya sebesar 1,90–2,23% (Sudibyo 1989). Perajangan halus ukuran 2-3 mm pada penyulingan jeruk purut juga menghasilkan rendemen yang lebih tinggi yaitu 4.58% dibandingkan dengan jeruk purut yang dirajang kasar 2 cm sebesar 4.18% (Moestafa et al. 1998)
b. Kondisi Penyulingan
Selain metode penyulingan dan perlakuan bahan, kondisi proses penyulingan juga akan mempengaruhi rendemen minyak. Menurut Ketaren (1985) jumlah minyak yang menguap ditentukan oleh tekanan uap, berat molekul komponen-komponen dalam minyak, dan kecepatan minyak dikeluarkan dari bahan.
1. Kepadatan bahan
berhubungan erat dengan besar ruangan antar bahan. Kepadatan bahan yang terlalu tinggi dan tidak merata menyebabkan terbentuknya jalur uap ”rat holes” yang dapat menurunkan rendemen dan mutu minyak.
Hasil penelitian Hardjono et al. (1973) telah membuktikan bahwa pada kepadatan akar wangi 0,10 kg/liter dihasilkan rendemen lebih kecil yaitu 1,43% dibanding dengan kepadatan 0,07 kg/liter yang menghasilkan rendemen 2,02%.
2. Tekanan uap
Salah satu faktor yang berpengaruh terhadap penguapan minyak pada proses penyulingan adalah besarnya tekanan uap yang digunakan (Ketaren 1985). Menurut Guenther (1990), agar diperoleh minyak yang bermutu tinggi maka penyulingan hendaknya berlangsung pada tekanan rendah dan dapat juga pada tekanan tinggi tetapi dalam waktu yang singkat. Proses penyulingan dengan menggunakan tekanan dan suhu rendah mempunyai keuntungan yaitu minyak yang dihasilkan tidak mengalami kerusakan akibat panas. Disamping itu mengurangi penguapan komponen bertitik didih tinggi dan larut di air. Penyulingan dengan tekanan tinggi tidak selalu memghasilkan rendemen dan mutu yang lebih baik. Penggunaan tekanan uap yang terlalu tinggi dapat menyebabkan kerusakan komponen-komponen penyusun minyak. Lestari (1993) membuktikan bahwa pada penyulingan sereh wangi dengan tekanan 228.53 kPa memberikan rendemen 3.51% basis kering dan tingkat mutu bagus. Sedangkan penggunaan tekanan 297.2 kPa dihasilkan rendemen 2.52% dengan tingkat mutu biasa. Penyulingan minyak nilam dengan menggunakan uap langsung selama 4 jam menghasilkan rendemen sebesar 3.21%, 3.11%, 3.44%, dan 3.27% berat kering masing-masing untuk tekanan penyulingan 158.86, 173.57, 190.24, dan 206.96 kPa (Dahlan 1989). Kondisi penyulingan minyak akar wangi menggunakan tekanan 1.2 kg/cm2 menghasilkan rendemen 2.3% (Rusli & Anggraeni 1999).
3. Laju Penyulingan
rendah menyebabkan uap terhenti pada bahan yang padat, sehingga proses ekstraksi minyak tidak berjalan sempurna. Sebaliknya, jika laju penyulingan terlalu cepat maka uap dalam ketel akan keluar melalui bahan dengan membentuk jalur uap serta mengangkut bahan partikel ke dalam kondensor, sehingga menghambat aliran uap di dalam kondensor (Risfaheri & Mulyono 2006).
Laju penyulingan memberi pengaruh nyata terhadap rendemen dan kadar vetiverol pada penyulingan minyak akar wangi. Jumlah minyak sebesar 2.47% pada laju penyulingan 0,6 kg uap/jam dengan kadar vetiverol 63.91% lebih tinggi dibandingkan pada laju penyulingan 0,5 kg uap/jam yang menghasilkan minyak 2.17% dan kadar vetiverol 61.79% (Moestafa, et al. 1991).
4. Pengaruh Lama Penyulingan
Lama penyulingan mempengaruhi kontak air atau uap air dengan bahan. Pada penyulingan yang lebih lama, jumlah minyak yang terbawa oleh uap semakin banyak sehingga rendemen minyak yang diperoleh lebih banyak. Lama penyulingan juga berpengaruh terhadap penguapan fraksi yang bertitik didih tinggi. Semakin lama penyulingan, penguapan fraksi yang bertitik didih tinggi akan semakin besar (Guenther 1990).
perpanjangan waktu penyulingan berdampak pada besarnya biaya bahan bakar yang digunakan (Feryanto 2007).
2.5. Model Kinetik Proses Penyulingan Minyak Atsiri
Model matematis untuk kinetika penyulingan minyak atsiri dengan metode hydrodistillation menggunakan pendekatan mekanisme yang sama dengan ekstraksi pelarut untuk tanaman. Mekanisme distilasi minyak atsiri dilakukan melalui dua tahap yaitu :
1. Pelepasan minyak atsiri yang berada di sekitar permukaan luar bahan (disebut juga fast oil distillation). Peristiwa ini terjadi di awal penyulingan (t = 0). Ciri-ciri dari tahap ini adalah jumlah minyak yang dihasilkan meningkat dengan cepat pada awal proses.
t = 0 ; q = qw atau b
q q q q o w o = = (1)
dimana qw = yield minyak pada t = 0; q = yield minyak pada t = i; qo = konsentrasi minyak awal dalam bahan; b = koefisien fast distillation 2. Pelepasan minyak atsiri dari bagian dalam bahan menuju ke permukaan
luar bahan (disebut juga slow oil distillation). Ciri-ciri dari tahap ini adalah peningkatan jumlah minyak yang dihasilkan berlangsung lambat. Umumnya terjadi di akhir penyulingan.
Persamaan dasar kinetika untuk proses penyulingan minyak atsiri adalah :
(
)
kto o e b q q
q − = − −
.
1 (2)
Atau
(
b)
kt qq q
o
o − = ln 1− −
ln (3)
III. METODE PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat
Penelitian dilaksanakan sejak bulan September 2007–Desember 2008 yang dilakukan di Balai Besar Litbang Pascapanen Cimanggu, Balai Penelitian Tanaman Obat dan Aromatik (Balittro) Cimanggu, Laboratorium Teknik Kimia Departemen Teknologi Industri Pertanian IPB, dan Laboratorium Kesehatan Daerah DKI Jakarta.
3.2. Bahan dan Alat a. Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini berupa bahan baku utama dan bahan pembantu. Bahan baku utama yang digunakan adalah akar wangi (Vetiveria zizanioides Stapt) yang berasal dari perkebunan akar wangi rakyat di daerah Garut, Jawa Barat. Sebelum digunakan dilakukan persiapan pendahuluan bahan baku untuk penyulingan meliputi proses pengeringan, dan pengecilan ukuran (pencacahan).
Bahan pembantu adalah bahan kimia yang digunakan untuk pengujian sifat fisika kimia minyak akar wangi. Bahan kimia ini terdiri dari etanol, KOH, penophtalein, HCL, asam asetat anhidrit, natrium asetat anhidrat, akuades, NaCl, Na2SO4 anhidrid, Na2CO3, dan toluen.
b. Alat
Penyulingan menggunakan sistem penyulingan dengan uap langsung (steam distillation) dimana uap dibangkitkan dari ketel yang terpisah (boiler). Alat penyulingan terdiri atas boiler, ketel penyuling, alat pendingin (kondensor), alat penampung dan pemisah minyak (separator). Sistem penyulingan uap langsung disajikan pada Gambar 6. Alat-alat ukur dan uji sifat fisika kimia yang digunakan adalah piknometer, refraktometer, polarimeter, termometer, tabung reaksi, gelas ukur, neraca analitik, dan penangas air.
boiler dengan menggunakan pompa. Penambahan air ke boiler dilakukan secara otomatis. Uap yang dihasilkan dari boiler kemudian dialirkan ke dalam ketel dengan terlebih dahulu melewati pressure reducing valve. Besarnya tekanan uap diamati pada indikator tekanan di boiler.
Keterangan :
A = Boiler; B = pressure reducing valve (PRV); C = Ketel suling; D = Kondensor; E = Separator;
a = air boiler keluar; b = indikator tekanan; c = valve ; d = strainer ; e = bahan; f = air ketel keluar; g = air masuk kondensor;
h = spiral kondensor; i = air keluar kondensor
Gambar 6. Skema sistem penyulingan uap langsung (steam distillation)
Pressure reducing valve (PRV) yang digunakan adalah tipe BRV2 dengan spring code warna hijau yang mampu mengontrol tekanan keluar antara 1,4–4,0 bar. PRV ini dilengkapi dengan strainer yang terbuat dari bahan stainless steel untuk menyaring uap yang akan masuk ke PRV, indikator tekanan, savety valve dan valve.
Besarnya tekanan uap yang disalurkan ke ketel suling diamati pada indikator tekanan di boiler. Besarnya tekanan dan suhu dalam ketel suling dapat dideteksi melalui sensor tekanan yang terpasang pada bagian atas (header) ketel suling. Untuk pengaturan besarnya tekanan didalam ketel suling digunakan katup yang dapat diatur yang diletakkan dialiran masuk ke kondensor dekat kepala ketel suling, katup ini juga dipasang pada aliran uap (steam) dari boiler (Gambar 6c). Kondensor yang digunakan adalah penukar panas tipe spiral dengan panjang spiral 9 m dan diameter 19 mm. Kondensor terbuat dari bahan stainless steel dengan diameter 26,7 cm dan tinggi 52 cm. Media pendingin menggunakan air. Alat pemisah kondensat terbuat dari bahan gelas dengan tinggi 40 cm dan diameter 20 cm.
Analisa Gas Chromatography–Mass Spectrometry menggunakan agilent technologies 6890 gas chromatograph dan 5972 mass selective detector dan
chemstation data system. Kolom yang digunakan adalah kolom kapiler HP Ultra 2 dengan panjang 17 m, diameter 0,25 mm dan tebal 0,25 m. Kondisi operasi yang digunakan antara lain: suhu injeksi 250 oC, suhu ion source 230 oC, suhu interface 280 oC, suhu quadrupole 140 oC, flow kolom 0,7 l/menit, volume injeksi 2 L.
3.3. Tahapan Penelitian
Gambar 7. Diagram alir tahapan penelitian
a. Karakterisasi bahan baku
Karakterisasi meliputi kadar air dan kadar minyak dari bahan baku akar wangi. Kadar air akar wangi yang masih tinggi perlu dikurangi hingga kadar air mencapai ± 12 %. Pengeringan dilakukan dengan penjemuran selama 1–2 hari. Selain itu, juga dilakukan pengukuran kadar minyak dari akar wangi. Prosedur analisa kadar air dan kadar minyak dimuat pada Lampiran 2.
b. Penyulingan minyak akar wangi dengan tekanan konstan (Penelitian Pendahuluan)
kondensor. Pada setiap perlakuan dilakukan pengukuran laju destilat dan pengambilan sampel setiap jam selama penyulingan.
Rancangan perlakuan pada tahapan ini adalah sebagai berikut : P1 : Tekanan 1 bar
P2 : Tekanan 2 bar P3 : Tekanan 3 bar
Pada tahap ini, laju alir uap hanya diukur dari jumlah destilat yang keluar dari kondensor per satuan waktu. Laju ini hanya menjadi respon dari masuknya uap dari boiler ke ketel setiap waktu.
c. Menentukan disain proses penyulingan minyak akar wangi melalui peningkatan tekanan dan laju alir uap bertahap
Disain proses penyulingan minyak akar wangi ditentukan oleh trend laju recovery minyak yang tersuling pada penelitian pendahuluan selama 9 jam waktu penyulingan. Gambaran pola recovery minyak inilah yang nantinya menjadi dasar untuk menaikkan tekanan.
Peningkatan tekanan dibagi menjadi 3 tahap, dengan asumsi bahwa minyak akar wangi memiliki komponen dengan titik didih tinggi, sedang, dan rendah. Idealnya tahapan peningkatan tekanan lebih banyak agar data yang diperoleh lebih baik. Namun keterbatasan waktu dan biaya menyebabkan penelitian ini dibuat menjadi lebih sederhana. Kisaran tekanan dan penentuan waktu untuk masing-masing tahap penyulingan yang akan digunakan pada penelitian ini ditentukan berdasarkan trend laju recovery minyak hasil penelitian pendahuluan.
d. Penyulingan minyak akar wangi dengan tekanan dan laju alir uap bertahap (Penelitian Utama)
Perlakuan-perlakuan yang dilakukan pada penelitian ini yaitu tekanan uap secara bertahap dan laju alir uap. Sedangkan laju alir uap yang akan digunakan yaitu 1 liter/jam/kg bahan, 1.5 liter/jam/kg bahan, dan 2 liter/jam/kg bahan.
Rancangan perlakuan pada tahapan ini adalah sebagai berikut : V1 : Laju uap 1 liter/jam kg bahan.
V2 : Laju uap 1.5 liter/jam kg bahan. V3 : Laju uap 2 liter/jam kg bahan.
V4 : Laju uap 1 liter/jam kg bahan ; laju uap 1.5 liter/jam kg bahan ; laju uap 2 liter/jam kg bahan (meningkat bertahap sesuai dengan peningkatan tekanan).
Pengaturan laju alir uap dilakukan dengan mengatur jumlah uap yang masuk ke ketel dan mengatur besar kecilnya bukaan katup pada leher angsa dekat kondensor. Pengecekan dilakukan dengan mengukur jumlah destilat yang yang keluar dari kondensor per satuan waktu.
Pada setiap perlakuan dan kenaikan tekanan diamati kondisi operasi seperti suhu penyulingan, suhu destilat, laju distilat, tekanan boiler, dan lain-lain. Minyak akar wangi yang diperoleh dari setiap penyulingan dipisahkan menjadi tiga fraksi yaitu fraksi 1 (hasil tekanan 2 bar), fraksi 2 (hasil tekanan 2.5 bar), dan fraksi 3 (hasil tekanan 3 bar).
e. Menganalisis kualitas minyak akar wangi
Semua sampel yang didapat (hasil penyulingan konstan dan bertahap) dianalisa sifat fisik dan kimia. Analisa sifat fisik dan kimia meliputi bobot jenis, indeks bias, putaran optik, kelarutan dalam etanol 95%, bilangan asam, bilangan ester dan bilangan ester setelah asetilasi. Prosedur analisa dimuat pada Lampiran 3.
f. Menganalisis distribusi komponen penyusun minyak akar wangi
3.4. Pemodelan Kinetika
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Karakteristik Akar Wangi
Karakteristik akar wangi hasil pengeringan dapat dilihat pada Tabel 8.
Tabel 8. Hasil karakterisasi akar wangi
Perlakuan Kadar Air (% bb) Kadar Minyak (% bb)
P1 (1 bar) 10.0 3.8
P2 (2 bar) 8.4 3.5
P3 (3 bar) 8.3 3.1
V1 (1 l/j kg) 10.7 3.1
V2 (1,5 l/j kg) 10.0 3.0
V3 (2 l/j kg) 9.4 3.2
V4 (bertahap) 9.5 3.3
Dari Tabel 8, terlihat bahwa akar wangi yang digunakan pada penelitian ini memiliki kadar air berkisar antara 8-11%. Nilai ini menunjukkan bahwa akar wangi ini memiliki kadar air lebih rendah dibandingkan dengan kadar air akar wangi yang umum digunakan masyarakat dengan kondisi kebun yaitu sebesar 42%. Hanya sebagian kecil agroindustri penyulingan akar wangi di Garut yang memakai bahan baku akar wangi kering jemur hingga kadar air 15% (Indrawanto 2006). Pada penelitian ini, sebelum proses penyulingan dilakukan penjemuran selama 25 jam.
Nilai hasil analisa kadar minyak pada Tabel 8 menunjukkan persentase kadar minyak yang terkandung di dalam akar wangi yang digunakan pada penelitian ini berkisar antara 3-4%. Perbedaan kadar air dan kadar minyak akar wangi yang digunakan pada penelitian ini mungkin disebabkan karena terjadi penguapan selama proses penyimpanan.
4.2. Penyulingan Minyak Akar Wangi dengan Tekanan Konstan
tekanan, maka recovery yang dihasilkan memiliki kecenderungan meningkat. Recovery minyak akar wangi pada tekanan 1, 2 dan 3 bar berturut-turut 78.31 %, 88.88 %, dan 90.37 %.
Pada penggunaan tekanan 1 bar dihasilkan recovery minyak yang paling kecil (78.31%). Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan tekanan 1 bar pada penyulingan minyak akar wangi tidak efektif karena membutuhkan waktu yang sangat panjang untuk menghasilkan recovery yang sama dengan tekanan 2 dan 3 bar. Penggunaan tekanan 4 bar dapat merusak minyak karena dengan tekanan 4 bar temperatur jenuh uap mencapai 150 0C, sehingga ada
