Jurnal Teknik Kimia No.6, Vol. 17, April 2011 Page | 51
PENGARUH UKURAN PARTIKEL DAN JENIS PELARUT
SERTA WAKTU EKSTRAKSI TERHADAP YIELD
MINYAK PIPER RETROFRACTUM VAHL
Rosdiana Moeksin*, Bayu Saputra, Hesti Mareta
*Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya Jln. Raya Palembang Prabumulih Km. 32 Inderalaya Ogan Ilir (OI) 30662
Abstrak
Piper retrofractum vahl (Cabe Jawa) merupakan salah satu tanaman obat-obatan yang sudah
dimanfaatkan sejak zaman dahulu. Salah satu manfaatnya adalah sebagai bahan baku pembuatan minyak atsiri yang dapat dilakukan dengan cara ekstraksi. Ekstraksi dapat dilakukan dengan cara memvariasikan ukuran partikel dan jenis pelarut serta waktu ekstraksi untuk mendapatkan minyak piper retrofractum vahl. Jumlah yield paling tinggi dihasilkan oleh ekstraksi piper retrofractum vahl berukuran halus dengan menggunakan pelarut etanol dan waktu ekstraksi selama dua jam, yaitu 14,52%, berat jenis 0,884 gr/ml, viskositas 3,864 mm2/s, dan angka asam 34,70.
Kata kunci : Piper retrofractum vahl, ekstraksi, ukuran partikel, jenis pelarut, dan waktu ekstraksi
Abstract
Piper retrofractum vahl (cabe jawa) is one of medical plants that was used since in the past. One of its advantages is as material of atsiri oil production by extraction method. Extraction can do by variation of particle size and dissolved variety and also extraction period agains yield piper retrofractum vahl. The biggest yield production is showed by piper retrofractum vahl extraction with smooth size and etanol as its solvent with ectraction period is two hours, and its yield is 14,52%, density is 0,884 gr/ml, viscosity is 3,864 mm2/s and acid number is 34,70 mg/gr.
Jurnal Teknik Kimia No.6, Vol. 17, April 2011 Page | 52 1. PENDAHULUAN
Tanaman obat tradisional merupakan salah satu modal dasar pembangunan kesehatan nasional. Salah satunya adalah piper retrofractum vahl (cabe jawa) yang tersedia dalam jumlah banyak di pasaran dengan harga yang relatif murah. Akan tetapi penggunaannya masih sangat jarang, hanya terbatas pada bumbu dapur dan pembuatan jamu. Padahal piper retrofractum vahl ini banyak sekali manfaatnya, salah satunya adalah dapat dibuat minyak atsiri.
Berdasarkan hal tersebut maka akan dilakukan penelitian terhadap pemanfaatan piper retrofractum vahl dengan cara mengekstraksi minyak dari buah piper retrofractum vahl tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan minyak piper retrofractum vahl secara ekstraksi.
Minyak yang dihasilkan bersifat anti bakteri dan zat piperin yang berkhasiat menurunkan panas, membuat tidur nyenyak, dan bersifat anti radang. Rasa pedasnya menghangatkan dan menyegarkan juga melancarkan peredaran darah.
Ekstraksi dan Leaching
Ekstraksi merupakan suatu proses pengambilan kandungan zat yang digunakan dalam suatu fase padatan melalui kontak dengan pelarut. Sedangkan leaching suatu proses yang dilakukan dengan cara mengontakkan padatan dengan pelarut sehingga diperoleh larutan yang diinginkan kemudian dipisahkan dari padatan sisanya. Faktor – faktor yang mempengaruhi ekstraksi : 1. Jumlah pelarut
2. Temperatur 3. Ukuran partikel 4. Waktu kontak 5. Tekanan
Gambar 1 : Piper retrofractum vahl Sumber : Backer dan Van Den Brink, 1968
Kingdom : Plantae Divisi : Spermatophyta Subdivisi : Angiospermae Kelas : Dicotyledonae Bangsa : Piperales Famili : Piperaceae Marga : Piper
Jenis : Piper retrofractum vahl
Tanaman piper retrofractum vahl berbunga majemuk dan bekelamin tunggal. Bunga majemuknya tersusun dalam bentuk bulir. Benang sari berjumlah 2-3 buah dan berwarna hijau kekuningan. Buahnya bulat panjang silindris, beurkuran 4-6 cm. Buah muda berwarna hijau, setelah cukup tua berwarna kuning gading, dan setelah masak akan berwarna merah (Syukur, 2005).
Etanol
Etanol atau Etil Alkohol memiliki rumus molekul C2H5OH. Etanol senyawa organik
gugus alkohol (R-OH) yang termasuk ke dalam jenis alkohol primer. Dilihat dari gugus penyusunnya, alkohol mengandung gugus alkil (R) dan gugus –OH yang mengakibatkan etanol bersifat basa. (Ilmu Kimia SMA 2B, Erlangga).
Selain itu etanol juga dapat diartikan sebagai salah satu pelarut murni yang merupakan hasil dari proses fermentasi pati dan gula. Etanol dikenal juga dengan nama Etil Alkohol dan memiliki rumus kimia C2H5OH.
(www.wikipedia.org). 1. Sebagai pelarut organik
2. Sebagai bahan baku industri turunan alkohol
3. Untuk campuran dalam minuman keras seperti sake atau gin
4. Sebagai bahan baku pembuatan senyawa-senyawa organik lain, seperti asam asetat 5. Untuk bahan baku farmasi dan kosmetika
seperti perawatan kimia lainnya
6. Untuk campuran dalam bahan baku kendaraan, peningkatan bilangan oktan serta sebagai campuran bensin alkohol yang disebut dengan gasohol.
Sifat-Sifat Fisika Etanol dan Kimia Etanol
Jurnal Teknik Kimia No.6, Vol. 17, April 2011 Page | 53
Wujud (250 C) :cair tidak berwarna
Densitas : 0,789 gr/cm3
Cp ( 250 C) : 0,69 kkal/gr 0C
Boiling point : 78,30 C
Titik beku : -117,30 C
P Kritis : 63 atm
T kritis : 243,30 C
Mudah menguap (volatile)
Dapat bercampur dengan air dengan segala perbandingan
Heksana
Heksana adalah sebuah senyawa hidrokarbon alkana dengan rumus kimia C6H14
(isomer utama n-heksana memiliki rumus CH3(CH2)4CH3). Awalan heks- merujuk pada
enam karbon atom yang terdapat pada heksana dan akhiran -ana berasal dari alkana, yang merujuk pada ikatan tunggal yang menghubungkan atom-atom karbon tersebut. Tabel 1 : Sifat-sifat Fisika dan Kimia Heksana
Sifat-Sifat Keterangan
Rumus Molekul C 6 H 14
Berat Molekul 86,18 g / mol
Wujud (250 C) Cair
Densitas 0,6548 g / ml
Titik lebur -95 ° C (178 K)
Titik didih 69 °C (342 K) 69 ° C (342 K)
Viskositas 0,294 cP pada 25 ° C
Penampilan Cairan tak berwarna
Kegunaan dari Heksana antara lain :
1. Digunakan dalam laboratorium untuk dicampur dengan bahan kimia yang sama untuk membuat solvent.
2. Digunakan untuk cleaning agents pada tekstil, furniture, shoemaking, dan printing industries, serta rotogravure printing. 3. N-Heksana juga merupakan lem khusus
yang digunakan pada rofing, shoe, dan lain-lain.
4. Digunakan pada binding books, working leather, shaping pills dan tablets, canning, manufacturing tires, dan pembuatan base ball.
2. METODOLOGI PENELITIAN
Bahan baku
Bahan baku proses ini adalah piper retrofractum vahl, etanol dan heksana. Bahan baku tersebut diekstraksi dalam suatu soklet ekstraksi.
Perlakuan Dan Rancangan Penelitian a. Perlakuan Penelitian
Proses ekstraksi minyak piper retrofractum vahl dilakukan dengan memberikan perlakuan pada piper retrofractum vahl berupa variasi ukuran partikel (halus/kasar), variasi pelarut (etanol/heksana), dan variasi waktu ekstraksi (0,5jam – 2 jam).
b. Rancangan Penelitian
Ekstraksi yang berlangsung menggunakan ukuran halus dan kasar, pelarutnya etanol dan heksana, serta waktu ekstraksi dari 0,5 jam -2 jam. Volume pelarut yang digunakan 200 ml, dengan massa piper retrofractum vahl sebanyak 50 gram dan suhu ekstraksi 800C serta dilakukan destilasi untuk mendapatkan minyaknya.
Prosedur Penelitian
a. Tahap Menyiapkan Sampel
Piper retrofractum vahl yang telah
dikeringkan yang buat menjadi dua ukuran yang berbeda, yaitu ukuran kecil atau bubuk dengan cara dihaluskan dan ukuran piper retrofractum vahl yang kasar dengan cara digunting kecil-kecil. Kemudian dibuat tempat untuk menampung piper
retrofractum vahl yang akan diekstrak
Jurnal Teknik Kimia No.6, Vol. 17, April 2011 Page | 54 b. Tahap Menyiapkan Pelarut
Pelarut yang digunakan adalah etanol dan heksana dengan konsetrasi yang sama yaitu 96%. Volume yang digunakan juga sama yaitu 200 ml. Kemudian pelarut tersebut dimasukkan ke dalam labu godok 250 ml.
c. Tahap Ekstraksi
Proses ekstraksi dilakukan dengan menggunakan sokhlet. Sampel ditimbang seberat 50 gram, kemudian dibungkus dengan menggunakan keras saring yang dibentuk seperti silinder dimana besarnya sesuai dengan ukuran sokhlet yang digunakan. Selanjutnya sampel tersebut dimasukkan ke dalam sokhlet yang telah dirangkai dengan kondenser dan labu godok. Solvent berupa etanol ataupun heksana dimasukkan ke dalam labu godok sebanyak 200 ml. Kemudian rangkaian tersebut diletakkan di atas pemanas lalu dipanaskan pada suhu 80oC. Ekstraksi dilakukan selama 0,5 jam, 1 jam, 1,5 jam, dan 2 jam sehingga didapatkan hasil ekstraksi berupa campuran minyak piper retrofractum vahl dengan solven.
d. Proses Destilasi Hasil Ekstraksi
Proses destilasi merupakan kelanjutan dari proses ekstraksi. Pada proses destilasi ini digunakan seperangkat alat destilasi, dimana solven yang masih berupa campuran dengan ekstrak piper retrofractum vahl dipisahkan. Selanjutnya akan didapatkan ekstrak piper retrofractum vahl yang tinggal di dalam labu destilasi yang berwarna coklat kehitaman apabila menggunakan etanol dan jingga kemerahan apabila menggunakan heksana.
Prosedur Analisa Hasil
a. Menghitung Berat Jenis Minyak 1. Menimbang piknometer kosong yang
telah dibersihkan dan dikeringkan. 2. Menimbang piknometer yang telah
berisi sampel minyak piper retrofractum vahl sebanyak 5 ml.. 3. Berat jenis dihitung dengan
persamaan :
V Wo Ws Densitas
Dimana : Ws = Berat pikno berisi Wo = Berat pikno kosong V = Volume Piknometer
b. Menghitung Viskositas
1. Menyiapkan Viskometer yang akan digunakan bersama stopwatch. 2. Memasukkan sampel minyak dan
hisap sampel dari bagian atas viskometer dengan menggunakan bola karet atau pompa vakum sampai garis batas pertama.
3. Menghitung waktu tempuh sampel hingga mencapai garis batas kedua. 4. Viskositas dapat dihitung dengan
persamaan : Viskositas =
0,014 x waktu tempuh sampel 0,014 merupakan nilai tetapan viskositas
c. Menghitung Angka Asam
1. Menimbang 0,1 gram sampel minyak ke dalam sebuah labu erlenmeyer 250 ml.
2. Menambahkan 100 ml campuran pelarut yang telah dinetralkan ke dalam labu erlenmeyer.
3. Dalam keadaan teraduk kuat, titrasi larutan dengan larutan NaOH dalam alkohol sampai kembali berwarna merah jambu dengan intensitas yang sama seperti pada campuran pelarut yang telah dinetralkan di atas. Warna merah jambu ini harus bertahan paling sedikitnya 15 detik.
4. Mencatat volume titran yang dibutuhkan (ml).
5. Angka Asam dihitung denga persamaan :
Ws
N V Asam
Angka 40
Dimana :
Jurnal Teknik Kimia No.6, Vol. 17, April 2011 Page | 55 3.PEMBAHASAN
Hasil Penelitian
Berikut data hasil pengamatan dari penelitian yang telah dilakukan. Hasil yang diamati berupa keadaan fisik dari minyak piper retrofractum vahl dan jumlah / hasil yang diperoleh, meliputi : data hasil ekstraksi, data hasil analisa berat jenis, data hasil analisa viskositas dan data hasil analisa angka asam.
Pengamatan Fisik sampel
a. Ekstraksi piper retrofractum vahl dengan menggunakan pelarut etanol dan piper retrofractum vahl berukuran halus
Tabel 2. Pengamatan fisik minyak piper retrofractum vahl dengan pelarut etanol dan piper retrofractum vahl berukuran halus.
Waktu Aspek Kualitatif 0,5 jam a. Warna coklat tua
b. Encer
c. Baunya tidak terlalu pekat d. Sedikit sekali endapan 1 jam a. Warna coklat kehitaman
b. Encer
c. Baunya tidak terlalu pekat d. Ada sedikit endapan 1,5 jam a. Warna hitam
b. Encer
c. Baunya agak pekat d. Endapan lumaian banyak 2 jam a. Warna hitam pekat
b. Encer
c. Baunya sangat pekat d. Banyak terdapat endapan
b. Ekstraksi minyak piper retrofractum vahl dengan menggunakan pelarut etanol dan piper retrofractum vahl berukuran kasar.
Tabel 3. Pengamatan fisik minyak piper retrofractum vahl dengan pelarut etanol dan piper retrofractum vahl berukuran kasar.
Waktu Aspek Kualitatif 0,5 jam a. Warna coklat kekuningan
b. Encer
c. Baunya tidak terlalu pekat
d. Belum ada endapan 1 jam a. Warna coklat agak tua
b. Encer
c. Baunya tidak terlalu pekat d. Ada sedikit endapan 1,5 jam a. Warna coklat tua
b. Encer
c. Baunya agak pekat d. Endapan lumaian banyak 2 jam a. Warna coklat kehitaman
b. Encer
c. Baunya sangat pekat d. Banyak terdapat endapan
c. Ekstraksi minyak piper retrofractum vahl dengan menggunakan pelarut heksana dan piper retrofractum vahl berukuran halus
Tabel 4. Pengamatan fisik minyak piper
retrofractum vahl dengan pelarut heksana dan
piper retrofractum vahl berukuran halus Waktu Aspek Kualitatif 0,5 jam a. Warna jingga kemerahan
b. Encer
c. Baunya tidak pekat d. Belum ada endapan 1 jam a. Warna jingga kemerahan
b. Encer
c. Baunya tidak terlalu pekat d. Ada sedikit endapan berwarna
kuning
1,5 jam a. Warna jingga kemerahan b. Encer
c. Baunya agak pekat
d. Endapan lumaian banyak berwarna kuning
2 jam a. Warna jingga kemerahan b. Encer
c. Baunya sangat pekat
d. Banyak terdapat endapan berwarna kuning
Jurnal Teknik Kimia No.6, Vol. 17, April 2011 Page | 56 Tabel 5. Pengamatan fisik minyak piper
retrofractum vahl dengan pelarut heksana dan
piper retrofractum vahl berukuran kasar. Waktu Aspek Kualitatif 0,5 jam a. Warna jingga kemerahan
b. Encer
c. Baunya tidak pekat d. Belum ada endapan 1 jam a. Warna jingga kemerahan
b. Encer
c. Baunya tidak terlalu pekat d. Ada sedikit endapan berwarna
kuning
1,5 jam a. Warna jingga kemerahan b. Encer
c. Baunya agak pekat
d. Endapan lumaian banyak berwarna kuning
2 jam a. Warna jingga kemerahan b. Encer
c. Baunya sangat pekat
d. Banyak terdapat endapan berwarna kuning
Hasil Ekstraksi Minyak Piper rectrofractum vahl
Tabel 6. Data Hasil Pengamatan Ekstraksi Minyak dari piper retrofractum vahl
Nama
Heksana Halus
0,5
Heksana Kasar
0,5
Tabel 7. Data Hasil Analisa Ekstraksi Minyak dari piper retrofractum vahl
Nama
Heksana Halus
0,5
Heksana Kasar
0,5
3.HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Penelitian Ekstraksi Minyak Piper Retrofractum Vahl
Dari hasil ekstraksi piper retrofractum vahl, diperoleh yield yang berbeda-beda sesuai dengan variabel, pelarut, serta ukuran partikel yang digunakan. Hasil maksimum untuk pelarut heksana adalah 14,34 % dan hasil maksimum untuk pelarut etanol adalah 14,52 %. Sesuai dengan literatur yang didapatkan dan dari hasil pengamatan fisik yang dilakukan terhadap minyak, produk dari pelarut etanol menghasilkan endapan yang lebih banyak dari pada produk yang dihasilkan dari pelarut heksana. Sehingga produk dari pelarut etanol memiliki % yield yang lebih besar jika dibandingkan dengan produk dari pelarut heksana.
Jurnal Teknik Kimia No.6, Vol. 17, April 2011 Page | 57 Analisa Berat Jenis dari Minyak Piper
Retrofractum Vahl
Pengujian berat jenis merupakan salah satu uji karakteristik minyak. Analisa yang telah dilakukan terhadap berat jenis minyak yang diekstraksi dengan menggunakan pelarut etanol memiliki berat jenis yang lebih besar dari minyak yang diekstraksi dengan menggunakan pelarut heksana. Hal ini dikarenakan berat jenis dari etanol sendiri lebih besar dari pada berat jenis heksana.
Berat jenis minyak hasil ekstraksi piper
retrofractum vahl menunjukkan
kecenderungan bertambah seiring dengan bertambahnya waktu ekstraksi. Semakin lama waktu ekstraksi, maka berat jenis yang diperoleh semakin meningkat.
Dari penelitian yang dilakukan, nilai berat jenis meningkat seiring dengan bertambahnya variabel waktu ekstraksi. Dari grafik terlihat bahwa nilai berat jenis terbaik terjadi pada ukuran partikel halus dengan menggunakan pelarut etanol, dan waktu ekstraksi selama 2 jam yaitu 0,884 gram/ml. Semakin tinggi nilai berat jenis minyak maka kualitas minyak akan semakin baik (Endah,2007).
Analisa viskositas pada minyak piper retrofractum vahl
Dari literatur yang didapatkan, diketahui bahwa semakin rendah nilai viskositas maka semakin baik kualitas minyak yang dihasilkan. Karena nilai viskositas yang tinggi akan menyebabkan tahanan minyak untuk mengalir akan semakin tinggi.
Untuk analisa viskositas minyak piper
retrofractum vahl, nilai viskositas yang
diperoleh dari ekstraksi yang menggunakan pelarut etanol lebih tinggi dibandingkan dengan yang menggunakan pelarut heksana. Jika viskositas semakin tinggi, maka tahanan untuk mengalir juga akan semakin tinggi. Jadi untuk minyak, semakin rendah nilai viskositas maka akan semakin baik.
Dari hasil yang diperoleh dapat dilihat bahwa nilai viskositas tertinggi terdapat pada minyak hasil ekstraksi piper retrofractum vahl dengan pelarut etanol dan waktu ekstraksi selama 2 jam, yaitu 3,864 mm2/sec dan nilai viskositas terendah diperoleh dari hasil ekstraksi piper retrofractum vahl ukuran kasar
dengan menggunakan pelarut heksana dan waktu ekstraksi selama 0,5 jam . Sehingga dapat dikatakan bahwa ukuran partikel dan jenis pelarut serta waktu ekstraksi mempengaruhi nilai viskositas minyak.
Analisa Nilai Angka Asam pada minyak piper retrofractum vahl
Angka asam menunjukan banyaknya asam lemak bebas dalam minyak yang dinyatakan dengan gr basa/gr sampel. Angka asam juga merupakan parameter penting dalam menentukan kualitas minyak. Angka ini menunjukan banyaknya asam lemak bebas yang terkandung di dalam minyak akibat reaksi hidrolisis yang disebabkan oleh reaksi kimia, pemanasan dan proses fisika.
Dari hasil analisa diperoleh, Nilai angka asam terbesar ditunjukkan oleh minyak hasil ekstraksi piper retrofractum vahl berukuran halus dengan menggunakan pelarut etanol dan diekstraksi selama 2 jam, yaitu 34,70. Maka dapat disimpulkan bahwa semakin besar angka asam maka semakin banyak minyak yang telah terhidrolisis dan begitu juga sebaliknya.
4.KESIMPULAN
Dari analisa hasil penelitian baik secara kualitatif maupun secara kuantitatif dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Waktu ekstraksi yang paling lama, yaitu dua jam akan memberikan % yield yang lebih tinggi dibandingkan dengan waktu ekstraksi yang lain (0,5 jam – 1,5 jam). Jadi semakin lama waktu ekstraksi makan akan semakin tinggi % yield minyak piper retrofractum vahl yang dihasilkan.
2. Minyak piper retrofractum vahl dengan % yield yang tertinggi memiliki sifat-sifat fisik, yaitu warna cokelat tua dan kental, bau yang sangat menyengat, dan terdapat banyak endapan.
Jurnal Teknik Kimia No.6, Vol. 17, April 2011 Page | 58 DAFTAR PUSTAKA
Rochim, Armando. 2009. Memproduksi 15 Minyak Atsiri Yang berkualitas. Penebar Swadaya : Jakarta.
Treyball, R. E . 1981. Mass Transfer Operation 3th Edition. Mc Graw Hill Book Company : Singapore.
Taufiqurrahman, Fajri. 2008. Uji Efek Tonik Infusa Campuran Buah Cabe Jawa (Piper Retrofractum Vahl) Dan Rimpang Lempuyang Gajah (Zingiber Zerumbet (L.) J.E. Smith) Pada Mencit Putih (Mus Musculus) Jantan Galur Swiss. Skripsi. Fakultas Farmasi Universitas Surakarta, Surakarta.
Puwanti, dwi., Cahyono, Bambang., dan Suzery, Meiny. Analisa Kuantitatif Piperin dari Beberapa spesies Piper dan Formula Effervescent. Jurusan Kimia MIPA Universitas Diponogoro, Semarang.
Endah, Purbarani, heny Setyo Purwono, 2007.
Pengaruh Jenis Pelarut, Siklus Ekstraksi dan Ukuran Biji Karet Terhadap Yield Minyak Biji Karet. Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Kimia, Universitas Sriwijaya, Indralaya.
Noprianto, P. Rizky A. 2008. Pengaruh Jenis pelarut, Massa Biji, Ukuran Partikel, dan Jumlah Siklus Terhadap Yield Ekstraksi Minyak Biji Ketapang. Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Kimia, Universitas Sriwijaya, Indralaya
Vogel, 1985. Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro, Edisi I. PT.Kalman Media Pustaka : Jakarta. Guenter, E. 1987. Minyak Atsiri Jilid I.
Universitas Indonesia : Jakarta.
Konsultan1. 2009. Cabai Jawa. Website : www.google.com
Encyclopedia of chemical technology. 2008.
N-heksana. website : www.wikipedia.org
Encyclopedia of chemical technology. 2008.
