Ekstraksi Senyawa Fitokimia dari Ampas Kelapa Sawit Menggunakan Karbondioksida (CO

(1)

Denny Rino Aszari

2312106001

Karina Alfionita

2312106002

Dosen Pembimbing :

Prof. Dr. Ir. Sugeng Winardi, M. Eng

Dr. Siti Machmudah , ST., M. Eng

Laboratorium Mekanika Fluida dan Pencampuran

Jurusan Teknik Kimia – FTI

Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Ekstraksi Senyawa Fitokimia dari Ampas

Kelapa Sawit Menggunakan

(2)

Latar Belakang

Kelapa sawit merupakan tanaman

yang banyak tumbuh di

Indonesia, terutama di Sumatera

(Aceh, Sumatera Utara, Riau, dan

Sumatera Selatan) dan Kalimantan

Timur

Eksocarp

Mesocarp

Endocarp

Kernel

(3)

Senyawa Fitokimia

(Choo, 1994)

• Senyawa fitokimia merupakan zat kimia alami yang

terdapat di dalam tumbuhan dan dapat memberikan

rasa, aroma atau warna pada tumbuhan itu.

• Senyawa fitokimia tidak dibutuhkan untuk fungsi normal

tubuh, tetapi memiliki efek yang menguntungkan bagi

kesehatan.

• Senyawa fitokimia yang banyak terkandung dalam ampas

buah sawit yaitu :



Karotenoid : 2894-5498ppm

(4)

• Buah sawit secara alami berwarna merah karena

kandungan karotenoid yang tinggi.

• Karakteristik karotenoid antara lain:

o

Termasuk senyawa lipida yang tidak

tersabunkan

o

Larut dalam pelarut organik

(kloroform, benzena, petrolium eter) tetapi

tidak larut dalam air

o

Peka terhadap oksidasi yang dipicu oleh

temperatur yang relatif tinggi.

(5)

Beberapa tipe karotenoid yang ada dalam buah

kelapa sawit antara lain:

Tipe Karotenoid

%

Tipe Karotenoid

%

Phytoene

1.27 γ-Carotene

0.33 Cis-β-Carotene

0.68 δ-Carotene

0.83 Phytofluene

0.06 Neurosporene

0.29 β-Carotene

56.02 β-Zeacarotene

0.74 α-Carotene

35.16 α-Zeacarotene

0.23 Cis-α-Carotene

2.49 Lycopene

1.3

(6)

• Fungsi vitamin E:



meningkatkan daya tahan tubuh,



membantu mengatasi stres,



meningkatkan kesuburan,



meminimalkan risiko kanker dan penyakit jantung

koroner,



antioksidan.

Tokoferol

(

α

-tocopherol)

• Tokoferol (

α

-tocopherol) adalah bentuk vitamin

(7)

Ekstraksi CO2 Superkritis

SCFE (

Supercritical Fluid Extraction

) adalah ekstraksi

menggunakan fluida superkritis sebagai pelarut untuk

memisahkan komponen-komponen dalam suatu cairan

atau padatan, yang biasanya dioperasikan secara

kontinyu.

Pelarut yang biasa digunakan sebagai fluida superkritis:

(8)

Pertimbangan CO2

sebagai fluida superkritis

Temperatur kritis yang rendah dari CO

₂

CO

₂

bersifat

non toxic

Tidak mudah terbakar

Tidak berbau

Secara komersial mudah didapatkan

(9)

(10)

Properti fisik dari gas,

fluida superkritis dan cairan

Properties

Gas

Fluida Superkritis

Cairan

Densitas (g/ml)

0,0006-0,002

0,2

–

0,5

0,6-1,6

Viskositas (g/cm.s)

0,0001-0,003

0,0001-0,0003

0,002-0,03

(11)

Penelitian Terdahulu

Peneliti Penelitian Metode Hasil

Baysal, dkk (2000)

Ekstraksiβ-karoten dan

lycopene dari limbah pasta tomat

Ekstraksi CO₂

superkritis dengan bantuan co-solvent etanol

Peningkatan tekanan dan temperatur operasi berpengaruh pada meningkatnya solubilitas karotenoid dan densitas pelarut,

sehingga, dari hasil ekstrak dapat dilihat

bahwayield β-karoten juga semakin

meningkat.

Larasati, dkk (2005)

Ekstraksiβ-karoten dan

tokoferol dari biji carica dieng dengan menggunakan beberapa

pelarut

Teknik Ekstraksi Menggunnakan

Pelarut

β-karoten dan tokoferol yang bersifat

nonpolar banyak terekstrak dengan menggunakan pelarut etil asetat karena

pelarut tersebut bersifat non polar

daripada pelarut–pelarut lain.

Wei dkk (2005)

Ekstraksiβ-karoten pada

minyak sawit.

Ekstraksi menggunakan

CO₂superkritis

Kelarutan karotenoid sebanding dengan densitas dari CO2 superkritis, karena pada

temperatur konstan dan tekanan dinaikkan, densitas dari CO2 meningkat

(12)

Penelitian Terdahulu

Lau dkk (2007)

Ekstraksiβ-karoten

dan tokoferol dari serat ampas hasil perasan kelapa sawit dengan menggunakan

ekstarksi superkritis.

CO₂superkritis

Kadar β-karoten dan tokoferol paling banyak

diperoleh pada temperatur 313 K dan tekanan 30 MPa. Hal ini disebabkan karena pada tekanan 10 dan 20 MPa senyawa trigliserida

dihilangkan.

Toro dkk. (2013)

Ekstraksi dengan

menggunakan CO₂

superkritis untuk

mengambil β-karoten

pada minyak sawit

CO₂superkritis

Didapatkan kandungan karotenoid tertinggi diperoleh pada temperatur 318 K dan tekanan

(13)

Rumusan Masalah

Pada proses ekstraksi ampas kelapa sawit

menggunakan CO

₂

superkritis, senyawa fitokimia

berada dalam sisa minyak yang terperangkap di dalam

ampas (fiber) sehingga CO

₂

sulit untuk melakukan

(14)

Tujuan Penelitian

1

Mengekstrak sisa minyak dalam ampas kelapa sawit

yang masih banyak mengandung senyawa

fitokimia, seperti karotenoid dan tokoferol dengan

menggunakan CO

₂

superkritis.

(15)

Manfaat Penelitian

1

Mengetahui kondisi operasi optimum untuk

mendapatkan ekstrak dengan konsentrasi

tertinggi.

2 Memberikan informasi mengenai alternatif

proses pengambilan minyak dari ampas kelapa

sawit dengan menggunakan CO

₂

superkritis

(16)

Proses Ekstraksi

Collection vial

V-6

Co-solvent

Co-solvent pump

Pre-heater

T

(17)

Variabel Eksperimen

Temperatur

: 40, 60, dan 80

o

C

Tekanan

: 20, 30 , dan 40 Mpa

Laju Alir CO

2 : 2, 3, dan 4 L/min

(18)

Analisa

Spectrophotometer

UV-Vis

Digunakan analisa dari hasil ekstraksi

0,00

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00

(19)

0

waktu (menit)

P=20MPa

P=30MPa

P=40MPa

Pengaruh tekanan terhadap yield ekstrak pada kondisi operasi suhu 40

o

_{C dan}

_flow

rate

CO

₂

3 ml/menit.

(20)

Pengaruh tekanan terhadap

yield β

-karoten

pada kondisi operasi suhu 40

o

C dan

Konsumsi CO2(g/ kg sampel)

P=20MPa

P=30MPa

(21)

Pengaruh tekanan terhadap

yield

α

-tokoferol

pada kondisi operasi suhu 40

o

C dan

P=20MPa

P=30MPa

(22)

Pengaruh temperatur terhadap yield ekstrak pada kondisi operasi tekanan 20

MPa dan

flow rate

CO

₂

5 ml/menit.

Kenaikan temperatur mengakibatkan densitas CO2

menurun sehingga solubilitas

solute juga menurun.

0

kg sampel

)

waktu (menit)

T=40C

T=60C

(23)

Pengaruh temperatur terhadap yield β-karoten dengan kondisi operasi tekanan

Konsumsi CO2(g/kg sampel)

T=40C

T=60C

(24)

Pengaruh temperatur terhadap yield α-tokoferol dengan kondisi operasi

T=40C

T=60C

(25)

0

waktu (menit)

CO2=3mL/min

CO2=4mL/min

CO2=5mL/min

Pengaruh

flow rate

CO

₂

terhadap yield ekstrak pada kondisi operasi tekanan 20 MPa

dan temperatur 40

o

_C

(26)

Pengaruh

flow rate

CO

₂

terhadap yield β

-karoten pada kondisi operasi

tekanan 20 MPa dan temperatur 40

o

_C

0

waktu (menit) CO2=3mL/min

CO2=4mL/min

(27)

Pengaruh

flow rate

CO

₂

terhadap yield

α

-tokoferol dengan kondisi operasi

tekanan 20 MPa dan temperatur 40

o

_C

0

waktu (menit) CO2=3mL/min

CO2=4mL/min

(28)

Pengaruh

co-solvent

terhadap yield ekstrak, pada kondisi operasi tekanan

20 MPa dan temperatur 40

o

_C,

_{flow rate}

_CO

2

3 mL/min

Penambahan co-solvent dapat meningkatkan solubility fluida CO

2

sehingga

yield ekstrak , β-karoten, dan α-tokoferol meningkat.

0

kg sampel)

waktu (menit)

Ethanol = 0%

Ethanol = 5%

(29)

Pengaruh

co-solvent

terhadap yield β-karotendan pada kondisi operasi

tekanan 20 MPa dan temperatur 40

o

_C,

_{flow rate}

_CO

2

3 mL/min

aroten

(mg

Konsumsi CO2 ( g/kg sampel ) Et=0%

Et=5%

(30)

Pengaruh

co-solvent

terhadap yield α

-tokoferol dengan kondisi operasi

tekanan 20 MPa dan temperatur 40

o

_C,

_{flow rate}

_CO

2

3 mL/min

Konsumsi CO2 (g/kg sampel) Et=0%

Et=5%

(31)

1. Kenaikan tekanan operasi menyebabkan yield

ekstrak,

β

-karoten, dan

α

-tokoferol yang dihasilkan

semakin meningkat. Hal tersebut karena kenaikan

tekanan operasi mengakibatkan adanya kenaikan

densitas CO2

sehingga kekuatan solvent untuk

melarutkan solute meningkat.

2. Kenaikan temperatur operasi menyebabkan yield

ekstrak,

β

-karoten, dan

α

-tokoferol yang dihasilkan

(32)

3. Perubahan flow CO2

tidak berpengaruh

secara signifikan, hal ini dikarenakan pada

penambahan

flow

rate,

terjadi

peningkatan jumlah molekul CO2

serta

peningkatan

interaksi

intermolecular

antara solvent dan solute, sehingga solute

yang terekstrak lebih banyak.

4. Penambahan

co-solvent

etanol

dapat

meningkatkan

solubility

fluida

CO2

sehingga yield ekstrak ,

β

-karoten, dan

α

(33)

5. Kondisi optimum yang didapatkan :



P = 20 Mpa



T = 40

o

_C



Flow rate CO2 = 3 mL/min



Flow rate ethanol = 7,5%

Dimana :



Kadar

β

-karoten yang dihasilkan 1157,64 mg/Kg

(34)