SENTRA V - 7
PENINGKATAN MUTU MINYAK NILAM UMKM DI
MALANG MELALUI TEKNOLOGI RAMAH LINGKUNGAN
DISTILASI-REKTIFIKASI TEKANAN RENDAH
Bambang Ismuyanto1, Diah Mardiana2, A.S. Dwi Saptati Nur Hidayati1
1
PS Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Malang 2
Telp. 0341-574140 Fax. 0341-574140 Email: ismubi@gmail.com/ bambang_ismuyanto@yahoo.com
Abstrak
Nilam olahan UMKM berkualitas rendah,kadar patchouli alkohol 27-29%, harga jual rendah Rp.400.000-Rp.500.000 per kg sehingga tidak mampu bersaing di pasar global. Padahal harga bisa mencapai Rp.1.300.000 - Rp.2.000.000 jika kemurniannya lebih besar 30% bahkan melampaui 35%. Masalah utamanya adalah masih diterapkannya teknologi hidrodistilasi konvensional yang tidak mampu menghasilkan produk kemurnian tinggi. Oleh karena itu penelitian ini berupaya untuk turut aktif menyumbangkan gagasan memperbaiki mutu nilam melalui kajian penerapan teknologi ramah lingkungan distilasi-rektifikasi tekanan rendah. Proses ini dilangsungkan di piranti operasi distilasi dilengkapi kolom rektifikasi berisi packing gelas silinder. Penelitian dilaksanakan pada temperatur 100oC,tekanan 475 mmHg selama 100 menit dengan volume nilam 200 mL. Piranti dilengkapi termokopel pengendali temperatur dan instrumen pengatur tekanan rendah. Selain itu dicobakan pula hidrodistilasi nilam sebagai pembanding. Uji mutu nilam meliputi gas kromatografi-mass spektrometri untuk menentukan kadar patchouli alkohol dan indeks bias. Hasil penelitian menunjukkan nilam awal dengan kadar patchouli alkohol 28.00%, indeks bias 1.5073. Distilasi rektifikasi pada tekanan 475 mmHg diperoleh nilam dengan kadar patchouli alkohol 34,68%, indeks bias 1,5086. Distilasi-rektifikasi ini termasuk teknologi ramah lingkungan karena minimnya penggunaan bahan kimia, tidak perlu piranti tambahan, efisien, hemat energi dan dimungkinkan proses sinambung.
Kata kunci: patchouli alkohol, nilam, distilasi-rektifikasi, packing gelas silinder, indeks bias
Pendahuluan
Indonesia termasuk salah satu negara pengekspor nilam terbesar di dunia. Komoditas ini berperan sebagai pengikat bau/fixative parfum dan kosmetik. Dua puluh empat jenis sesquiterpene terdapat di nilam sehingga potensial untuk anti kanker, anti mikroba, anti inflammatory, antibiotik, dan anti tumor [1,2]. Patchoully alcohol (PA) merupakan salah satu komponen penentu harga jual minyak nilam di pasar dunia. Makin besar kadar PA dalam minyak nilam, makin mahal harga jual komoditas ini. Standar Nasional Indonesia 2006 mensyaratkan bahwa kadar baku PA di minyak nilam minimal 30% dengan indeks bias berkisar 1,507 – 1,515[3].
V - 8 SENTRA
yang diuapkan di wadah akan terfraksinasi saat mencapai kolom yang berisi bola terbuat dari gelas. Kontak intim antara uap/gas dengan bola di kolom inilah yang mengakibatkan terpisahnya komponen lebih mudah menguap dibanding komponen lainnya. Komponen mudah menguap mengalir terus ke bagian penampung sedang komponen kurang mudah menguap akan mengalir kembali ke wadah semula. Teknik penurunan tekanan operasi proses di piranti rektifikasi ini justru akan lebih akimeningkatkan rendemen dan kualitas nilam. Teknik penurunan ini bertujuan untuk memurnikan bahan aktif nilam serta mencegah agar produk tidak mengalami kerusakan/terdegradasi akibat panas tinggi dan waktu pemisahan yang relatif lama. Penelitian ini mencoba untuk memodifikasi piranti dengan cara menggabungkan distilasi penurunan tekanan dilengkapi kolom rektifikasi jenis packed bed dengan pertimbangan 1)luasnya bidang permukaan kolom, 2)kontak intim uap-cairan yang efektif, 3)tidak perlu bahan kimia tambahan, 4)kolom diisi packing bentuk bola terbuat dari gelas untuk memperluas permukaan kontak.
Metode Penelitian
Distilasi kolom rektifikasi berisi packing gelas dan tanpa kolom merupakan piranti utama pemurnian (Gambar 1). Pompa vakum untuk mengkondisikan penurunan tekanan pada piranti.Termokopel untuk mempertahankan temperatur konstan. Refraktometer, kromatografi gas-spektroskopi massa untuk analisis nilam awal dan hasil distilasi.Nilam dari industri kecil Pujon, dengan bahan kimia lain grade p.a. Distilasi untuk nilam 200 mL dilangsungkan pada 100C selama 100 menit. Percobaan ini dilakukan dengan kondisi tekanan kurang dari 1 atmosfir (475 mmHg). Kondisi operasi kromatografi gas pada temperatur kolom 80-220C, injector 200C, interface 250c dan total aliran 16 mL/menit. Refraktometer untuk uji indeks bias nilam.
Distilasi Distilasi
tanpa kolom packing dengan kolom packing
Hasil Penelitian dan Pembahasan
Nilam sebelum rektifikasi
Nilam awal yang diperoleh dari usaha kecil perlu dikarakterisasi untuk mendapatkan informasi penting terkait dengan mutu dan kemurniannya. Hasil uji selengkapnya dicantumkan di Tabel 1.
SENTRA V - 9 2
2
Berat jenis
(25oC) 0,950-0,975 0,9653
3
3 Indeks bias 1,507-1,515 1,5073
4
4 Bilangan asam Maksimum 8 2,70
5 5
Patchouli alkohol (C15H26O) %
Minimum 30 28,00
Gambar 1. Kromatogram nilam awal sebelum didistilasi
Data yang disajikan di Tabel 1 membuktikan bahwa nilam awal sudah memenuhi baku yang dipersyaratkan oleh SNI, akan tetapi kadar patchouli alkohol yang nilainya lebih rendah dari SNI menunjukkan bahwa proses distilasi campuran daun dan ranting untuk mendapatkan nilam masih belum memuaskan. Pasar menghendaki agar kadar patchouli alkohol jika bisa melampaui angka 35 bahkan mencapai 40 agar diperoleh harga jual yang lebih kompetitif. Informasi uji inilah yang menggambarkan bahwa industri kecil belum mampu meningkatkan mutu nilam seperti yang dikehendaki konsumen.
Nilam setelah rektifikasi
V - 10 SENTRA
Gambar 2. Indeks bias nilam sebelum dan setelah distilasi
komponen penyusun air merupakan salah satu komponen yang tidak mudah untuk dipisahkan dari minyak nilam meskipun air mempunyai sifat sangat volatile dibanding komponen lainnya. Gambar 2 menampakkan bahwa indeks bias terbesar diperoleh ketika nilam mengalami perlakuan distilasi dengan tinggi kolom packing 20 cm. Makin tinggi kolom packing memungkinkan komponen volatile untuk melampaui hambatan packing sedang komponen yang kurang volatile justru mengalami hambatan perpindahan massa karena terbentur adanya packing tertata acak. Makin tinggi kolom packing makin besar rintangan yang dialami komponen kurang volatile sehingga kontak/benturan itu mengakibatkan komponen tersebut cenderung untuk kembali mengalir ke bawah ke wadah semula; sedangkan air akan mengalir terus ke bagian atas tanpa hambatan berarti. Dengan demikian produk di bagian bawah kaya dengan patchouli alkohol karena menguapnya sebagian air dari campuran.
Gambar 3. Kadar patchouli alkohol sebelum dan setelah distilasi
SENTRA V - 11 Gambar 4.Kromatografi nilam setelah didistilasi dengan kolom packing 20 cm.
Distilasi rektifikasi dengan kolom bentuk silinder dari bahan gelas berpotensi untuk meningkatkan kemurnian nilam sebesar 6%. Keunggulannya adalah tidak diperlukan bahan kimia tambahan untuk memurnikan nilam seperti halnya pada proses ekstraksi. Irawan (2010) melaporkan bahwa kondisi operasi ekstraksi maksimum diperoleh jika perbandingan berat batang terhadap daun adalah 2 banding 1, waktu ekstrak 150 menit, perbandingan volume ekstraktan heksan dan bensen adalah 3 banding 1. Rendemen nilam sebesar 4,3% dengan kadar PA 32% [5]
Kesimpulan
1. Nilam awal dengan kadar patchouli alkohol 28,00% dan indeks bias 1,5073.
2. Distilasi rektifikasi pada tekanan 475 mmHg diperoleh nilam dengan kadar patchouli alkohol 34,68% dan indeks bias 1,5086.
3. Distilasi-rektifikasi ini termasuk teknologi ramah lingkungan karena minimnya penggunaan bahan kimia, tidak perlu piranti tambahan, efisien, hemat energi dan dimungkinkan proses sinambung.
Ucapan Terima Kasih
V - 12 SENTRA
Referensi:
[1] Degueery,F., Pastore,L., Wu,S., Clark,A.,Chappel,J.,Schalk,M. 2006. The diverse sequiterpene profile of patchouli, pogestemon cablin, is correlated with a limited number sesquiterpene synthesis. Archives of Biochem. Biophys, 454. 2. 123.
[2] Kiyohara,H., Ichono,C., Kawamura,Y., Nagai,T., Sato, N., Yamada,H. 2012. Patchouli alcohol: in vitro direct anti-influenza virus sesquiterpene in pogestemon cablin benth,” Journal of National Medicine, Jan,66(1),55,2011
[3] Standard Nasional Indonesia,2006.,”Minyak nilam. SNI 06-2385-2006
[4] Li-Guo,Z., Chao Z., Li-J un N., Yu-Jie Y., Chun-Ming W.,2011.,”Rectification extraction of Chinese Herb’s volatile oils and comparison with conventional steam distilation.,”Separation & Purification Technology,77,261
