Ekstraksi minyak biji intaran menggunakan pelarut etanol - Widya Mandala Catholic University Surabaya Repository

(1)

SKRIPSI

EKSTRAKSI MINYAK BIJI INTARAN

MENGGUNAKAN PELARUT ETANOL

Disusun Oleh :

MARIA YULIANA 5203004006 FELICIA ANGELINA NATAN 5203004009

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KATOLIK WIDYA MANDALA

SURABAYA

(2)

Lembar Pengesahan _ii

LEMBAR PENGESAHAN

Seminar SKRIPSI bagi mahasiswa di bawah ini :

Nama :Maria Yuliana

NRP : 5203004006

Telah diselenggarakan I dilaksanakan pada :

Hari I Tanggal : Selasa, 15 Mei 2007

Karenanya yang bersangkutan dengan skripsi ini dinyatakan telah memenuhi sebagian

persyaratan kurikulum guna memperoleh gelar Sarjana Teknik bidang Teknik Kimia

Surabaya, 15 Mei 2007

Pembimbing I

~"'vl7~L~

Pembimbing II

.l.,

~~

-Felycia Edi Soetaredjo. ST.. M.Phil. Ir. Nani Indraswati NIK.521.99.0391

Ketua

)

' .<

·

ve

',p -/

l

!C'.: "

Wenny Irawati, ST., MT. NIK.521.97.0284

. '

-· Fakuitas Teknik Dekan

.··4--JU

If.Rasiom~I

Sitepu, M.Eng

.. N!K.

511.89.0154

NIK.521.86.0 121

DEWAN PENGUJI

Sekretaris

.

1

fj~

~ ~

7

(·~·---v

L::J---Felycia di Soetaredjo, ST., M.Phil. NIK. 521.99.0391

(1

~ggot•

II

L~

J l ;/'·

Herma hdarso ST. MT. N . 521.95.0221

· Kimia

(3)

Lembar Pengesahan

LEMBAR PENGESAHAN

Seminar SKRIPSI bagi mahasiswa di bawah ini :

Nama : Felicia Angelina Natan

NRP : 5203004009

Telah diselenggarakan I dilaksanakan pada :

Hari I Tanggal : Selasa, 15 Mei 2007

ii

Karenanya yang bersangkutan dengan skripsi ini dinyatakan telah memenuhi sebagian

persyaratan kurikulum guna memperoleh gelar Sarjana Teknik bidang Teknik Kimia

Surabaya, 15 Mei 2007

- - - P - , e : : : :

l

Pembimbing I

~c,vlJ

v~'

V'"

Felycia Edi Soetaredjo. ST.. M.Phil. lr. Nani lndraswati NIK.521.86.0 121 NIK.521.99.0391

Ketua

'1(

7

:, \-f .

'1'·l~t~_.-~

Wenny

'~~:ati,

ST., MT. NIK.521.97.0284

M{gofa

~

u/

C:c

c:Jl

-

u

-,--~~ ~~

-~~

Ir. Suryadi Ismadji, MT, Ph.D ,, ,1)-liK. 521.93.0198

' .~·~

DEWAN PENGUJI

Sekretaris

4

·? ,,.

.

(A'i7

c·tJv

Felycia Edi Soetaredjo, ST., M.Phil. NIK. 521.99.0391

lr.SuryadiJsmadji, MT, Ph.D

, .

.Nfk.

521.93.0198

(4)

Lembar Pernyataan Ill

LEMBARPERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini betul-betul merupakan hasil karya

saya sendiri bukan merupakan hasil karya orang lain, baik sebagian maupun

seluruhnya kecuali dinyatakan dalam teks. Seandainya diketahui bahwa skripsi ini

ternyata merupakan hasil karya orang lain, maka saya sadar dan menerima

konsekuensi bahwa skripsi ini tidak dapat saya gunakan sebagai syarat untuk

memperoleh gelar Sarjana Teknik.

Surabaya,~ei2007

\~

~aria Yuliana 5203004006

(5)

Lembar Pernvataan Ill

LEMBARPERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini betul-betul merupakan hasil karya saya sendiri bukan merupakan hasil karya orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya kecuali dinyatakan dalam teks. Seandainya diketahui bahwa skripsi ini temyata merupakan hasil karya orang lain, maka saya sadar dan menerima konsekuensi bahwa skripsi ini tidak dapat saya gunakan sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik.

Surabaya, ~ei2007

Felicia An elina Natar 5203004009

(6)

Kata Pengantar IV

KATAPENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat-Nya sehingga Japoran penelitian "Ekstraksi Minyak Biji Intaran Menggunakan Pelarut Etanol" dapat disusun dan diselesaikan oleh penulis. Laporan penelitian ini merupakan salah satu prasyarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya.

Penulis menyadari bahwa penelitian ini dapat terselesaikan karena adanya bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada:

I. Felycia Edi Soetaredjo, S.T., M.Phil. dan Nani Indraswati, Ir. selaku dosen pembimbing;

2. Suryadi Ismadji, Ir., M.T., Ph.D., Yohanes Sudaryanto, Jr., M.T., Herman Hindarso, S.T., M.T., dan Wenny lrawaty, S.T., M.T. selaku dosen penguji; 3. Filicia Wicaksana, Ir., M.Sc.DIC, Ph.D. atas bimbingan dan saran yang

diberikan:

4. Martina, S.T. yang memberikan berbagai inforrnasi mengenai peralatan dan prosedur penelitian;

5. Orangtua dan saudara yang selalu mendoakan dan memberi dukungan secara moral maupun material;

(7)

Kata Pengantar v

6. Randy, Gustav, Priskila dan Dina selaku sesama peneliti ekstraksi biji intaran yang telah memberikan banyak bantuan, informasi, saran dan dukungan; 7. Bapak Novi selaku laboran Laboratorium Kimia Organik;

8. Bapak Michael Hadi Pudjo selaku Jaboran Laboratorium Kimia Fisika; 9. Bapak Agus selaku laboran Laboratorium Operasi Teknik Kimia;

I 0. Robert Siswanto dan Sony Darmawan selaku asisten Laboratorium Komputasi Teknik Kimia atas bantuannya menyelamatkan data penelitian dan memilihkan komputer yang bebas virus;

II. Deny Irawan dan Henry Eko S. yang telah menyisihkan tempat di lemari penyimpanan alat;

12. Aylianawati, ST., MT., PhD., David Wicaksana, Eko Sugiarto, Soe Carmelita, Deny Irawan dan Henry Eko S. Atas dukungannya dalam Seminar Nasional

Universitas Katolik Parahyangan Bandung.

13. Pihak-pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu-persatu oleh penulis, yang telah banyak memberikan kontribusi selama penelitian ini sejak awal hingga penyusunan laporan.

Penulis menyadari bahwa laporan hasil penelitian ini masih belum sempuma. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan adanya saran dan kritik yang membangun demi perkembangan dan kemajuan penelitian ini lebih lanjut. Akhir kata,

(8)

Kata Pengantar VI

penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi para pembaca dan peneliti

yang memerlukan informasi sehubungan dengan topik penelitian ini.

Surabaya, ~ei2007

Penulis

(9)

Inti sari vii

INTI SARI

Pohon intaran (neem tree) yang juga dikenal dengan nama nimba atau margosa adalah pohon hijau tropis yang berasal dari negara India yang juga dapat ditemukan di beberapa negara Asia Tenggara, termasuk Indonesia.

Hampir seluruh bagian tanaman intaran ini memiliki nilai ekonomis, terutama biji intaran yang memiliki kandungan minyak terbesar. Di dalam minyak tersebut terkandung komponen aktif yang dapat berfungsi sebagai insektisida nabati dan kosmetik. Metode yang dapat digunakan untuk mengekstrak minyak biji intaran adalah ekstraksi pelarut. Karena minyak biji intaran memiliki banyak manfaat, maka dilakukan penelitian untuk mengetahui bagaimana kondisi optimum untuk mendapatkan minyak biji intaran. Selain itu, ditentukan juga sifat kimia fisika minyak, kinetika ekstraksi minyak biji intaran dan besaran termodinamika.

Pada penelitian ini, minyak biji intaran didapat melalui proses ekstraksi pelarut menggunakan etanol. Mulanya biji intaran yang memiliki kandungan air sebesar 7,8% diperkecil ukurannya. Serbuk biji intaran ini kemudian diekstrak menggunakan etanol dengan perbandingan serbuk biji intaran dan etanol sebesar 1:5. Proses ekstraksi ini menggunakan labu leher tiga dan jaket peruanas serta diaduk menggunakan pengaduk motor. Setiap interval waktu 20 menit mulai menit ke-20 sampai dengan menit ke-200, diambil sampel sebanyak 15 mL untuk disentrifugasi. Kemudian dari sampel tersebut, diambil 3 sampel masing-masing sebanyak 5 mL untuk diuapkan dan ditimbang berat minyaknya. Proses ini dilakukan untuk variasi k "k I . '14/ h +20/ h d +25/ h d . . h

u uran partt e ya1tu .20 mes , _25 mes an -40 mes an vanas1 su u

ekstraksi yaitu 30°C, 35°C, 40°C, 45°C dan 50°C. Selain itu, dilakukan juga analisa sifat fisika dan kimia minyak intaran dari proses ekstraksi pada berbagai variasi suhu.

Dari penelitian ini, didapatkan bahwa yield terbesar didapatkan pada suhu 50°C dan ukuran partikel +25_/-40 mesh, yaitu 41,0823%. Kinetika ekstraksi minyak biji intaran berorde satu dengan persamaan YA = YA,.(l- exp(-K.t)). Proses ekstraksi ini bersifat endotermis ( Ml ( +) ), irreversibel (AS'(+)) dan spontan ( ~G(-) ). Kualitas minyak biji intaran juga akan menurun seiring dengan meningkatnya suhu ditandai dengan meningkatnya bilangan asam, penyabunan dan peroksida serta menurunnya bilangan iodine.

(10)

Abstract VIII

ABSTRACT

'\leem tree (Azadirachta indica) is an evergreen tropical plant native to India that grows in many Asian countries such as Indonesia, Burma, etc. It is also known as intaran or margosa. Almost entire parts of the tree have economical values such as neem leaves can reduce fever caused by malaria and for treating various foot fungi, twigs of neem used as toothbrush, and the most important one is the seeds. Neem seeds contain the highest concentration of oil. Neem oil has many active compounds such as azadirachtin, salanin, nimbin, and nimbidin.

The objectives of this research are obtaining best operation condition (extraction temperature and particle size) for solvent extraction of neem kernel using ethanol, studying the effect of extraction temperature on the quality of neem oil, studying kinetics and thermodynamic parameters of neem oil extraction. Extraction is conducted at I atm and agitation speed is maintained constant.

To obtain neem oil, first neem kernel was ground and sieved into three particle size ("14

h

20, .20/+2s, and .25/+40 mesh). Solvent was added by ratio of I :5 (w/v) and

stirred for three hours at each temperature variation (30, 35, 40, 45, and 50°C). Sample was taken for every certain time. Solid phase was separated from liquid phase by centrifugation. Solvent was vaporized and oil was weighed. Iodine, saponification, peroxide and acid value were analyzed for every temperature variation.

The maximum yields obtained from this research was 41.08% at 200 minutes, 50°C, and ·25

h

40 mesh. From psycho-chemical characteristics analysis showed that

increasing temperature will decrease iodine value but increase saponification, acid, and peroxide value. It means increasing temperature will increase neem oil yield but decrease neem oil quality. From this experiment, extraction of neem oil follows first order kinetics. It also found that Ml is positive, D.S is positive, and /1G is negative indicating that this process are endotermic, irreversible, and spontaneous.

(11)

Daftar lsi IX

DAFTARISI

Lembar Judul ... i

Lembar Pengesahan ... ii

Lembar Pemyataan ... iii

Kata Pengantar ... iv

Inti sari ... vii

Abstract ... viii

Daftar lsi ... ix

Daftar Tabel ... xi

Daftar Gambar ... xii

Bab I. Pendahuluan ... .I-1 1.1. Latar Belakang ... 1-1

1.2. Perumusan Masalah ... I-3 1.3. Tujuan Penelitian ... 1-4 1.4. Pembatasan Masalah ... .I-4 1.5. Manfaat Penelitian ... 1-5

Bab Il. Tinjauan Pustaka ... Il-l

11.1. Tinjauan Pustaka ... 11-1 11.1.1. Intaran ... 11-1 11.1.2. Minyak lntaran ... 11-3 11.1.3. Ekstraksi Dengan Pelarut (Leaching) ... II-5

II.l.3.1. Etanol Sebagai Pelarut Pengekstrak ... II-8

II.I.4. Sifat Fisika Kimia Min yak ... 11-9

Il.l.4.1. Sifat Fisika ... II-9

11.1.4.2. Sifat Kimia ... II-9 11.1.5. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Sifat-sifat Fisika Kimia

Minyak ... II -II

(12)

Daftar lsi X

II.2. Landasan Teori ... II-13 II.2.1. Kinetika Ekstraksi ... II -13 11.2.2. Besaran Termodinamika ... II-15

Bab Ill. Metodo1ogi Penelitian ... III-1

!II.!. Rancangan Penelitian ... Ill -I

111.1.1. Variabel Tetap ... IIT-2 III.1.2. Variabel Bebas ... III-2 111.2. Bahan ... III-3 lll.3. Alat. ... III-4 III.4. Rangkaian Alat ... III-5 III.5. Prosedur Penelitian ... III-5 !11.5.1. Pretreatment ... 111-5 III.5.2. Ekstraksi ... III-6

Bab IV. Hasil dan Pembahasan ... IV-1 IV.!. Pengaruh Suhu dan Ukuran Partikel Terhadap Yield Min yak ... .IV -1 IV.2. Harga Besaran Termodinamika dari Proses Ekstraksi ... .IV -9 IV.3. Pengaruh Suhu Ekstraksi Terhadap Kualitas Minyak ... .IV-13

Bab V. Kesimpulan dan Saran ... V-1 V.I. Kesimpulan ... V-1 V.2. Saran ... V-2

Daftar Pustaka ... I

Lamp iran A. Cara Kerja dan Perhitungan Ekstraksi Soxhlet ... A-1

Lampi ran B Perhitungan Yield ... B-1

Lampiran C Perhitungan Kinetika Ekstraksi ... C-1

Lampiran D Perhitungan Bilangan Termodinamika ... D-1

Lampiran E Analisa Sifat Kimia Min yak Intaran ... E-1

Lamp iran F Pembuatan Larutan ... F -I

Lamp iran G Perhitungan Analisa Sifat Kimia Min yak Intaran ... G-1

(13)

Dajiar Tabel XI

DAFTAR TABEL

Tabel II.!. Klasifikasi Pohon Intaran ... 11-2

Tabel IV.!. Harga Konstanta Arrhenius-like dan Energi untuk Setiap Ukuran

Partikei ... IV-7

Tabel IV.2. Pengaruh Ukuran Partikel terhadap Harga M dan Ml dalam Kisaran Suhu 30°C, 35°C, 40°C, 45°C, dan 50°C ... IV-9

(14)

Daftar Gambar XII

DAFTAR GAMBAR

Gam bar II. I. Pohon intaran ... 11-3

Gambar 11.2. Biji Intaran ... II-3

Gambar 11.3. Minyak lntaran ... 11-3

Gambar 11.4. Reaksi Hidrolisa Minyak ... 11-12

Gam bar III.I. Rangkaian Alat Ekstraksi ... lll-5

Gambar IV.l. Kinetika ekstraksi biji intaran untuk ukuran partikel (a) "14/+20 mesh,

(b) -20/+25 mesh, dan (c) -25/+40 mesh pada berbagai suhu ekstraksi ... .TV-2

Gambar IV.2. Kinetika ekstraksi biji intaran untuk suhu (a) 30°C, (b) 35 °C, (c) 40 °C, (d) 45 °C, dan (e) 50 °C pada berbagai ukuran partikel... ... IV-3

Gambar IV.3. Konstanta kecepatan ekstraksi untuk ukuran partikel (a) -14

h

20 mesh,

(b) -20/+25 mesh, dan (c) "25/+4o mesh pada berbagai suhu ekstraksi ... .IV-6

Gam bar IV.4. ljT versus InK untuk ukuran partikel (a) "14/+20 mesh, (b) -20/+25 mesh,

dan (c) -25/+40 mesh pada berbagai suhu ekstraksi ... IV-9

Gambar IV.5. Pengaruh Suhu terhadap Harga t.G pada Semua Ukuran Partikel... ... .IV-9

Gambar IV.6. Komponen Minyak Intaran dalam Fase Padat dan Fase Liquid dengan nis

=

minyak intaran dalam etanol, nip

=

minyak intaran dalam biji intaran ... IV-11

Gambar IV.7. Pengaruh Suhu Ekstraksi terhadap (a) Bilangan Asam;

(b) Bilangan Penyabunan; (c) Bilangan Peroksida; (d) Bilangan Iodine dari Minyak Intaran ... IV-14