PEMURNIAN MINYAK NILAM DENGAN PROSES ADSORPSI MENGGUNAKAN BENTONIT

(1)

Jurnal Teknologi, Vol. 12, No. 2, Oktober 2012 : 100-104

100 PEMURNIAN MINYAK NILAM DENGAN PROSES ADSORPSI

MENGGUNAKAN BENTONIT

Sariadi

Jurusan Teknik KimiaPoliteknik Negeri Lhokseumawe

Kampus Politeknik Jl. B. Aceh-Medan Km. 280, Buketrata, Lhokseumawe 24301

E-mail: [email protected]

Abstract

Patchouli oils is one of local commodity that producedin a large quantity in Aceh. In contrary,

the quality of the oilsis very low since its conventional production method.In this study, the use

ofbentoniteas anabsorbent material on refinery of patchoulioilhas been conducted.Pulse Bed

Column AdsorberofPVCpipefitted withstuffingbentoniteof 10 mesh has been used in a batch

studies. The capacity of the columnis2.5 liters andof 30 cm of height. The patchouli oil was fed

to the column during 2hours, and a residual concentration of Fe ions was measured by AAS.

The analysis results of purified patchouli oil product show that its quality was relevance to

Indonesian Standard of SNI06-2385-2006.Ideal detention time of liquid was 60 minutes,that

give a refractive index of1,508. The maximum removal of Fe ions in the system was 100%, that

give a clear solution on oil product.

Keywords: adsorption, bentonite, Feions, patchoulioil,

PENDAHULUAN

Minyak atsiri yang disebut juga minyak esteris

atau minyak terbang banyak diperlukan dalam

kehidupan sehari-hari. Minyak atsiri banyak

digunakan sebagai bahan pengharum atau

pewangi pada makanan, sabun, pasta gigi

wangi-wangi dan obat-obatan. Untuk

memenu-hi kebutuhaan itu, sebagiaan besar minyak atsiri

diambil dari berbagai jenis tanaman penghasil

minyak atsiri, salah satunya minyak nilam

(pogostemon cablin benth)[1].

Indonesia merupakan produsen minyak nilam

terbesar di dunia, selain Cina, Malaysia dan

Brasil. Aceh merupakan sentra produksi minyak

nilam terbesar di Indonesia disamping Sumatra

Utara dan beberapa daerah lain.Sumber dari

Asosiasi Minyak Atsiri Indonesia menyebutkan,

produksi minyak nilam Indonesia tahun 2011

hanya mampu mencapai 800 ton, pada tahun

sebelumnya mampu memproduksi 1.000 ton.

Sedangkan kebutuhan minyak nilam dunia

sebanyak 1.500 ton per tahun, dari jumlah itu

sebanyak 70 persen dipasok oleh Indonesia.

Dari jumlah produksi minyak nilam Indonesia

itu, sebanyak 30-45 persen merupakan nilam

yang dihasilkan petaniAceh. [2].Namun jumlah

produksi nilam Aceh terjadi penurunan dari 612

ton pada tahun 2009 menjadi 452 ton pada

tahun 2010 [3].Proses penyulingan tradisional

mengalami kesulitan dalam menentukan suhu

kukus yang optimal, isolasi tangki yang belum

memadai dan efisiensi kondensor yang rendah.

Akibatnya, perolehan rendemen minyak nilam

juga menjadi rendah, waktu pemanasan lebih

lama, disamping mutu minyak yang tidak stabil.

Oleh sebab itu maka diperlukan pemurnian

minyak nilam dengan metode adsorpsi dengan

menggunakan bentonit sebagai penyerap.

Teknik penyulingan minyak atsiri yang selama

ini diusahakan para petani, masih dilakukan

secara sederhana dan belum menggunakan

teknik penyulingan secara baik dan benar.

Selain itu, penanganan hasil setelah produksi

belum dilakukan secara maksimal, seperti

pemisahan minyak setelah penyulingan, wadah

yang digunakan, penyimpanan yang tidak

benar, maka akan terjadi proses-proses yang

tidak diinginkan, yaitu oksidasi, hidrolisa

ataupun polimerisasi. Alat suling tradisional

dengan tangki bekas drum minyak menjadi

salah satu penyebab, dimana ion logam seperti

magnesium, besi, mangan, tembaga, plumbum,

dan

seng

dapat

terlarut

di

dalam

minyak.Biasanya minyak yang dihasilkan akan

terlihat lebih gelap dan berwarna kehitaman

atau sedikit kehijauan akibat kontaminasi dari

logam Fe dan Cu. Hal ini akan berpengaruh

terhadap sifat fisika kimia minyak. Untuk itu,

proses penyulingan minyak yang baik dan benar

(2)

perlu diketahui secara lebih rinci, sehingga

minyak yang dihasilkan dapat mem

persyaratan mutu yang ada[4].

Mengatasi rendahnya kualitas

yang berwarna gelap akibatkontaminasi

ion logam,minyak dapat dilaku

pengkelatan, namun dengan metode adsorpsi

dengan

menggunakan

bentonit

leb

menguntungkanPemurnian minyak cengk

dengan bentonit sebagai penyerap logam

terbaik ketimbang arang aktifdan zeolit

Pemurnianminyak

cengkeh

dengan

arang

aktif5% dan bentonit 5%.Hasilnya dengan

bentonitkejernihan

minyak

dapat

mencapai75,58% sedangkan dengan arangaktif

hanya 2,7%. Secara fisik warnaminyak yang

dimurnikan denganbentonit menjadi cokelat

mudasedangkan dengan arang aktiftetap hitam.

Pengambilan minyak

proses adsorpsi dengan memvariasikan kondisi

operasi yang meliputi penambahan bentonit

(5% ; 10% ; 15% ; 20% ; 25%) dan waktu

operasi (1 jam ; 2 jam ; 3 jam). Dari hasil

penelitian terjadi penurunan densitas minyak,

penurunan kadar sianida, bilangan asam,

bilangan penyabunan dan diperoleh kejernihan

minyak biji karet pada konsent

25% dan waktu operasi 3 jam

METODE

Minyak nilam berasal dari salah satu

penyulingan rakyat di Provinsi Aceh yang

masih menggunakan peralatan dari drum besi

dan mutunya tidak sesuaidengan

062385-2006.

Bahan yang digunakan adalah sebagai

berikut: minyak nilam rakyat 2,5 liter, bentonit

alam dari Kec Sawang Aceh Utara, aquadest,

etanol 90%, asam sulfat, 96 %

standar besi (Fe).

Peralatan yang digunakan adalah sebagai

berikut:

crusher,

AAS,

refraktometer,

piknometer, GC-MS Type2050

mesh, oven, kertas saring, kuvet

pneumatik, pipa PVC, elbow, kran dan tan

umpan.

Adsorpsi dilakukan dengan mensirkulasi

nilam selama 2 jam dari tangki umpan ke kolom

isian. Pemurnian memvariasikan proses

sirkulasi terhadap waktu sirkulasi 30, 60, 90

dan 120 menit. Efisiensi peralatan ditentukan

oleh penyisihan ion Fe berdasarkan SNI 06

2385-2006 pada setiap sirkulasi.

perlu diketahui secara lebih rinci, sehingga

dihasilkan dapat memenuhi

].

engatasi rendahnya kualitas minyak

akibatkontaminasi dengan

lakukan dengan cara

pengkelatan, namun dengan metode adsorpsi

dengan

menggunakan

bentonit

lebih

emurnian minyak cengkeh

bentonit sebagai penyerap logam

terbaik ketimbang arang aktifdan zeolit [4].

h

dengan

arang

aktif5% dan bentonit 5%.Hasilnya dengan

bentonitkejernihan

minyak

dapat

sedangkan dengan arangaktif

hanya 2,7%. Secara fisik warnaminyak yang

dimurnikan denganbentonit menjadi cokelat

mudasedangkan dengan arang aktiftetap hitam.

biji karet dengan

si dengan memvariasikan kondisi

operasi yang meliputi penambahan bentonit

(5% ; 10% ; 15% ; 20% ; 25%) dan waktu

operasi (1 jam ; 2 jam ; 3 jam). Dari hasil

penelitian terjadi penurunan densitas minyak,

penurunan kadar sianida, bilangan asam,

abunan dan diperoleh kejernihan

minyak biji karet pada konsentrasi bentonit

jam [5].

erasal dari salah satu

penyulingan rakyat di Provinsi Aceh yang

peralatan dari drum besi

sesuaidengan standar

SNI-Bahan yang digunakan adalah sebagai

berikut: minyak nilam rakyat 2,5 liter, bentonit

Aceh Utara, aquadest,

sam sulfat, 96 %, dan larutan

Peralatan yang digunakan adalah sebagai

AAS,

refraktometer,

MS Type2050, ayakan 10

ertas saring, kuvet, pompa

ipa PVC, elbow, kran dan tangki

Adsorpsi dilakukan dengan mensirkulasi

ama 2 jam dari tangki umpan ke kolom

Pemurnian memvariasikan proses

sirkulasi 30, 60, 90

. Efisiensi peralatan ditentukan

berdasarkan SNI

06-pada setiap sirkulasi.

Perancangan dan Pengujian

Spesifikasi peralatan adsorpsi yang digunakan

ditunjukan pada Gambar 1.

bed column yang berupa silinder tegak dengan

kapasitas 2,5 liter seperti yang ditunjukan pada

Gambar 1. Adsorber berbentuk silinder vertik

dari material PVC dengan tinggi 160 cm.

Adsorber diinstalasi dengan pompa pneumatik

untuk menaikan minyak nilam dari tangki

umpan berukuran 20 x 30 cm ke unggun secara

sirkulasi. Unggun diisi bentonit setinggi 30 cm

(500 gr bentonit, ukuran partikel 10

Untuk transportasi minyak digunakan sistem

perpipaan dari bahan PVC.

Gambar 1.Peralatan Adsor

Minyak Nilam

Tahap Perlakuan

Tahapan perlakuan dilakukan dengan

beberapa variabel yaitu:

volume sampel (minyak nilam) 2 liter, tinggi

unggun bentonit dalam kolom adsorpsi 30 cm

dan ukuran bentonit 10 mesh, variabel bebas:

waktu sirkulasi 0, 30, 60, 90, dan 120 menit

dan

variabel

terikat:

penentuan indek bias, k

90%, konsentrasi ion Fe

alkohol. Diagram tahapan adsorsi minyak nilam

dengan bentonit ditunjukan pada Gambar 2.

Proses adsorbsi

Perancangan dan Pengujian

adsorpsi yang digunakan

ambar 1.Adsorber tipe pulse

bed column yang berupa silinder tegak dengan

kapasitas 2,5 liter seperti yang ditunjukan pada

Gambar 1. Adsorber berbentuk silinder vertikal

dari material PVC dengan tinggi 160 cm.

Adsorber diinstalasi dengan pompa pneumatik

untuk menaikan minyak nilam dari tangki

umpan berukuran 20 x 30 cm ke unggun secara

sirkulasi. Unggun diisi bentonit setinggi 30 cm

(500 gr bentonit, ukuran partikel 10 mesh),

Untuk transportasi minyak digunakan sistem

perpipaan dari bahan PVC.

Gambar 1.Peralatan Adsorpsi untuk Pemurnian

Minyak Nilam

Tahapan perlakuan dilakukan dengan

beberapa variabel yaitu: Variabel Tetap:

sampel (minyak nilam) 2 liter, tinggi

unggun bentonit dalam kolom adsorpsi 30 cm

dan ukuran bentonit 10 mesh, variabel bebas:

aktu sirkulasi 0, 30, 60, 90, dan 120 menit

dan

variabel

terikat:penentuan

warna,

, kelarutan dalam etanol

rasi ion Fe dan kadar patchouli

Diagram tahapan adsorsi minyak nilam

dengan bentonit ditunjukan pada Gambar 2.

(3)

102 Gambar 2. Tahapan Adsorbsi Minyak Nilam

dengan Bentonit

Tahap Analisa

Tahap analisa yang dilkakukan adalah

sebagai berikut: penentuan warna, penentuan

indek bias, kelarutan dalam etanol 90 %,

penentuan konsenterasi besi dengan ASS dan

penentuan kadar patchouli alcohol dengan

kromatografi gas-GC MS Tipe 2050.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Minyak nilam mengandung senyawa

patchouli alkohol yang merupakan penyusun

utama dalam minyak nilam, dan kadarnya

mencapai

50-60%.

Patchouli

alkohol

merupakan senyawa yang tidak larut dalam air,

larut dalam alkohol, eter atau pelarut organik

yang lain. Mempunyai titik didih 280,37

o

C dan

kristal yang terbentuk memiliki titik lelah 56

o

C. [6].

Pengamatan yang dilakukan pada tahapan

analisa adalah:penentuan warna, indek bias,

kelarutan dalam etanol 90%, konsenterasi Fe

(ppm) dan persentasi kadar PA.

Indek bias

Penentuan indeks bias minyak nilam sesuai

dengan (SNI 06-2385-2006) adalah

1,507-1,515. [7]. Dari Gambar 3 menunjukan bahwa

sampel awal minyak nilam indeks biasnya

hanya 1,504.Proses sirkulasi analisa indeks bias

diambil setiap 10 menit, pada waktu sirkulasi

10 sampai dengan 40 menit hasil uji

menunjukan bahwa minyak nilam tersebut

belum masuk pada standar SNI 06-2385-2006,

sedangkan pada waktu sirkulasi 50 sampai

dengan 120 menit sampel minyak nilamyang

diuji masuk pada standar SNI 06-2385-2006

dengan

demikian

hasil

adsorpsi

dengan

menggunakan adsorber kolom yang berisi

adsorben bentonit dengan nilai indeks bias

1,507. Untuk waktu kontak 60 sampai dengan

90 menit indeks bias meningkat dan pada 110

sampai dengan 120 menit kembali menurun

tetapi masih masuk pada SNI minyak nilam.

Ukuran partikel bentonit berpengaruh terhadap

luas permukaan dalam menyerap ion Fe

maupun impuritis yang ada pada minyak

sehingga dengan sirkulasi selama 2 jam

semakin lama kandungan ion Fe makin

berkurang dan mampu menaikan indek bias

minyak nilam.

Gambar 3. Perubahan Indek biasterhadap waktu

Kelarutan dalam Etanol 90%

Kelarutan Etanol 90% pada suhu normal

30

o

C untuk minyak nilam maksimal larutan

jernih atau opalensi ringan dalam perbandingan

1.5020 1.5030 1.5040 1.5050 1.5060 1.5070 1.5080 1.5090 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 150 180 210 In d e k s b ia s

(4)

1:10. Analisa sampel awal untuk mencapai

larutan jernih ada pada 1:8 sedangkan untuk

tahapan proses sirkulasi untuk mencapai larutan

jernih ada pada perbandingan 1:4.

Kadar Pactholi Alkohol (PA)

Penentuan kadar PA sampel awal 26,41% dan

mengalamipeningkatan pada waktu kontak 30

menit yaitu 31,673%,.Kadar PA meningkat

pada waktu 90 menit dengan kadar PA 32,818

% dan kembali turun pada waktu kontak 120

menit yaitu 31,706%. Hal ini menunjukan

bahwa kemampuan bentonit untuk menaikan

kadar PA mulai terbatas pada waktu kontak 120

menit. dengan meningkatnya kadar PA setelah

adsorpsi menunjukan proses sesuai dengan

yang diharapkan yaitu meningkatnya mutu

minyak nilam dengan kenaikan kadar PA sesuai

dengan standar mutu minyak nilam dengan

kandungan PA min. 30,0 %. Pengaruh waktu

sirkulasi terhadap kadar PA minyak nilam dapat

dilihat pada Gambar4.

Gambar 4.Kadar Patcholi Alkohol pada

berbagaiWaktu Sirkulasi

Perubahan Warna

Perubahan warna berdasarkan pada

pengamatan visual dengan menggunakan indra

penglihat (mata) terhadap contoh langsung

minyak nilam yang jarak pandangnya sejauh 30

cm. Untuk warna sampel awal warna nilam

adalah coklat tua, sedangkan warna nilam untuk

tahapan proses sirkulasi di 10 menit pertama

berubah menjadi coklat muda, untuk sirkulasi

30 menit warna nilam mulai berubah kembali

menjadi kuning tua, proses perubahan warna

kuning muda terjadi dari sirkulasi 60 sampai

dengan 120 menit. Indikasi ini menunjukan

bahwa bentonit aktif mulai merubah warna

minyak nilam di awal 10 menit pertama dan

konstan pada sirkulasi 60 sampai 120

menit.Dibandingkan dengan [4] pemurnian

minyak cengkeh dengan bentonit 5 %

dihasilkan kejernihan minyak 75,58%. Dari [5]

penjernihan minyak biji karet jernih pada 25 %

bentonit dengan waktu 3 jam, sedangkan proses

adsorbsi minyak nilam dengan sirkulasi

menggunakan adsorben bentonit 10 mesh pada

waktu 60 menit warna nilam kuning muda

sampai coklat tua. Perubahan warna sesuai

dengan SNI 06-2385-2006.

Penyisihan Logam Fe

Analisa konsentrasi Fe untuk sampel

awal minyak 0,466 ppm dan pada sirkulasi 30

menit turun menjadi 0,242 ppm, tetapi pada

sirkulasi 60 menit konsenterasi Fe naik kembali

menjadi 0,325 ppm sedangkan pada sirkulasi 90

menit efisiensi penurunan konsentrasi Fe

menjadi 100% yaitu 0,00 ppm. Dengan

demikian waktu yang baik untuk sirkulasi

penurunan konsentrasi Fe ada pada sirkulasi 90

menit, hal ini di karenakan sirkulasi 120 menit

kembali meningkat menjadi 0,199 ppm.

Pengaruh waktu sirkulasi terhadap konsentrasi

ion Fe dapat dilihat pada Gambar 5.

Gambar 5. Profilkonsentrasi ion Fe terhadap

waktu

Bentonit mempunyai sifat menyerap

sebab ukuran partikel koloidnya amat kecil dan

memiliki kapasitas permukaan ion yang luas.

Pengembangan

bentonit

disebabkan

oleh

adanya penggantian isomorphous pada lapisan

oktohedral (Mg oleh Al) dalam menahani

kelebihan muatan di ujung kisi-kisinya. Adanya

gaya elektrostatis yang mengikat kristal pada

0 5 10 15 20 25 30 35 0 30 60 90 120 P e rs e n K a d a r P A

Waktu sirkulasi (menit)

0.0000 0.0500 0.1000 0.1500 0.2000 0.2500 0.3000 0.3500 0.4000 0.4500 0.5000 0 50 100 150 200 250 K o n s e n te ra s i lo g a m F e ( p p m )

(5)

104 jarak 4,5

o

dari permukaan cukup kuat untuk

mempertahanan ion di permukaan unit-unitnya,

dan tetap menjaga unit itu tidak saling merapat.

Bila dicampur air akan mengembang, maka

jarak antara unit makin melebar dan lapisannya

membentuk serpihan, serta memiliki permukaan

luas jika dalam zat pengsuspensi [8].

Pada proses adsorpsi kimia interaksi adsorbat

dengan adsorben melalui pembentukan ikatan

kimia. Kemisorpsi diawali dengan adsorpsi

fisik, yaitu ion Fe dan partikel-partikel

mendekat kepermukaan adsorben bentonit

melalui gaya van der Waals atau melalui ikatan

hydrogen [9].

Waktu sirkulasi 2 jam sangat

berpenga-ruh terhadap penyerapan ion Fe dimana

semakin lama waktu sirkulasi maka penyerapan

bentonit terhadap ion Fe semakin tinggi, hal ini

dikarenakan

ukuran

partikel

bentonit

berpengaruh terhadap luas permukaannya

sehingga mampu menyerap ion Fe dan

menghilangkan warna pada minyak dan mampu

menyerap keseluruhan ion Fe pada minyak

nilam.

KESIMPULAN

Dari hasil studi pemurnian minyak

nilam dengan adsorpsi menggunakan bentonit

dapat disimpulkan bahwa perubahan warna

minyak nilam dari coklat tua dan berubah

warna menjadi kuning muda pada waktu

sirkulasi 60 menit, indeks bias yang paling baik

pada waktu sirkulasi 60 - 90 menit, yaitu 1,507,

kelarutan dalam etanol 90%.Pada perbandingan

1:4 menghasilkan larutan jernih persentasi

kadar PA yang paling baik pada waktu sirkulasi

90 menit yaitu 32,818%.Persentase penyisihan

ion logam Fe dalam minyak nilam pada waktu

sirkulasi 90 menit (100%). Pemurnian minyak

nilam dengan bentonit sesuai standar mutu

minyak nilam SNI 06-2385-2006.

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terima kasih kepada Unit

Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat

(UP2M) Politeknik Negeri Lhokseumawe, yang

telah mendanai penelitian inimelalui dana DIPA

Politeknik Negeri Lhokseumawe.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Ketaren, S, Pengantar Teknologi Minyak

Atsiri, PN. Balai Pustaka, 1985

[2] Anonim, 2012. Potensi Bentonit Aceh,

(

http://aceh.tribunnews.com

)

[3] BPS, 2011.Aceh Dalam Angka, BPS,

Provinsi Aceh

[4] Tri

Marwati

dan

Hernani,

2006.Peningkatan Mutu Minyak Atsiri

melalui Proses Pemurnian, Balai Besar

Litbang

Pascapanen

Pertanian,

Disampaikan pada Konferensi Nasional

Minyak Atsiri

[5] Anindia Wibowo, 2011.Pengaruhbentonit

pada

pemurnian

minyak

biji

karet

penghasil

minyak

goreng

nabati,

Politeknik Negeri Sriwijaya.

[6] Yanyan F.N, Ahmad Zainuddin dan Dadan

Sumiarsa,

2004.

Peningkatan

Kadar

Patchouli Alkohol dalam Minyak Nilam

dan Denuatisasi Komponen Minornya.

diakses 22 Januari 2011 (http;//minyak

atsiriindonesiawordpress.com/atsiri-nilam/yanyan-f.n-dkk)

[7] Anonim, 2010. Bentonite,Wikipedia, the

free encyclopedia.

[8] Standar SNI minyak nilam

(06-2385-2006),(http://www.google.com)

[9] Geankoplis,

C.,

J.,1997.

Transport

Processes and Unit Operations, Third