Faktor

(1)

PADA EKSTRAKSI MINYAK DARI BIJI ALPUKAT

(Persea Americana

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

FAKTOR – FAKTOR BERPENGARUH

Persea Americana Mill) MENGGUNAKAN

PELARUT N-HEPTANA

SKRIPSI

Oleh

ATIKAH RISYAD

110405048

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

FAKTOR BERPENGARUH

(2)

FAKTOR

(

Persea Americana

SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN

PERSYARATAN MENJADI SARJANA

FAKTOR – FAKTOR BERPENGARUH

Persea Americana

Mill) MENGGUNAKAN

PELARUT N-HEPTANA

SKRIPSI

Oleh

ATIKAH RISYAD

110405048

SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN

PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

OKTOBER 2015

FAKTOR BERPENGARUH

Mill) MENGGUNAKAN

(3)

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:

FAKTOR – FAKTOR BERPENGARUH PADA EKSTRAKSI MINYAK DARI BIJI ALPUKAT (Persea Americana Mill) MENGGUNAKAN

PELARUT N-HEPTANA

dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya.

Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku.

Medan, November 2015

(4)

PENGESAHAN

Slcripsi denganjudul:

FAKTOR _ FAKTOR BERPBNGART]H PADA EKSTRAKSI MII\IYAK

DARI BIJI ALPUKAT (PerseaAmericana Mill) MENGGUNAKAIT

PELARUT N-IIEPTANA

dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen

Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Uara. Skripsi

ini

telah

diujikan pada sidang ujian skripsi pada

28

Oktober 2015 dan dinyatakan

mementrhi syarat/satr sebagai skripsi pada Departemen Teknik Kimia Fakultas

Teknik Universitas Sumatera Utara

Medara

November 2015

DosenPembimbing

D

/

Dra. Siswarni MZ. M.Si MP. 1957072s 198701 2 001

Dosen Penguji

I

DosenPenguji

II

Ir. Seri Mar{ina" M.Sl Pb.D

NrP. 1e610104 198811 2 001

*,**l!,;,,*,,*

NrP. 19720612 200012

I

001

ll Mengetahui,

(5)

PRAKATA

Puji dan syukur kehadirat Allah karena atas rahmat-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi dengan judul “Faktor – Faktor Berpengaruh pada Ekstraksi Minyak dari Biji Alpukat (Persea Americana Mill) Menggunakan Pelarut N-Heptana”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Laboratorium Penelitian dan Laboratorium Proses Industri Kimia Departemen Teknik Kimia Universtas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.

Melalui penelitian ini diperoleh minyak biji alpukat dengan ekstraksi menggunakan pelarut n-heptana, sehingga hasil yang diperoleh dapat dimanfaatkan, serta dapat mengurangi limbah biji alpukat.

Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini, penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terimakasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada:

1. Dra. Siswarni, MZ, M.Si selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan, arahan, dan motivasi yang luar biasa dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini.

2. Ibu Ir. Lilis Sukeksi, M.Sc, Ph.D, Ibu Ir. Seri Maulina, M.Sche, Ph.D, dan Bapak Dr. Eng. Rondang Tambun, ST, MT selaku dosen penguji yang telah memberikan saran dan masukan untuk kesempurnaan skripsi ini. 3. Ibu Ir. Renita Manurung, MT selaku koordinator penelitian.

4. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia USU. 5. Ibu Dr. Ir. Fatimah, MT, selaku Sekretaris Jurusan Teknik Kimia USU. 6. Ibu Prof. Dr. Ir. Setiaty Pandia sebagai Dosen Pembimbing Akademik. 7. Seluruh Dosen/Staf Pengajar dan Pegawai Administrasi Departemen

Teknik Kimia yang telah memberikan banyak sekali ilmu yang sangat berharga dan bantuan kepada penulis selama menjalankan perkuliahan. 8. Resi Levi Permadani sebagai partner atas kerjasamanya yang luar biasa

selama melakukan penelitian dan penulisan skripsi ini.

(6)

iv

banyak memberikan doa dan semangat kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi.

10.Sahabat sekaligus keluarga terbaik selama di Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara, khususnya Dania Khaerani Syabri, Nadya Gema Bestari, Dwi Gita Ferani, Ayu Afrina, Widya Gema Bestari, dan Rahayu Wulandari yang telah banyak memberikan banyak dukungan, semangat, doa, pembelajaran hidup, dan kenangan tak terlupakan kepada penulis. 11.Keluarga besar Kost Muslimah, khususnya Dara Puspita, Gustri Giani,

Yola Melida, dan Fauza Aulia yang telah member semangat, dukungan, pembelajaran hidup, dan kenangan tak terlupakan kepada penulis.

12.Teman-teman generasi keempat SBI Cafladoepa yang telah memberikan dukungan dan semangat kepada penulis dalam penyelesaian skripsi ini. 13.Teman-teman dari Ikatan Mahasiswa Payakumbuh Limapuluh Kota

(IMAPALIKO) yang telah memberikan dukungan moril dan semangat kepada penulis dalam penyelesaian skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.

Medan, November 2015

Penulis

(7)

DEDIKASI

Skripsi ini saya persembahkan untuk :

Papa & Mama tercinta

Bapak Irsyad Kamra dan Ibu Rita Darmita

Orang tua dengan perhatian dan kasih sayang yang telah

membesarkan dan mendidikku hingga seperti saat ini.

Terima kasih atas pengorbanan, dukungan dan do’a yang selalu kalian

berikan kepadaku.

Serta seluruh keluarga besar penulis terutama adik-adikku, Ulfah

Arisya Putri dan Arisya Ghina Ramadhani serta Ibu, Om dan Tante

(8)

vi

RIWAYAT HIDUP PENULIS

Nama : Atikah Risyad

NIM : 110405048

Tempat, tanggal lahir : Payakumbuh, 11 Juli 1993 Nama Orang Tua : Irsyad Kamra dan Rita

Darmita Alamat Orang Tua:

Jln. Tanjung Raya, Blok E No. 19, Perumnas Kubang Gajah, Kec. Limbukan, Kota Payakumbuh, Sumatera Barat

Asal Sekolah:

 TK Islam Raudhatul Jannah tahun 1998–1999

 SD Islam Raudhatul Jannah tahun 1999 – 2005

 SMP Islam Raudhatul Jannah tahun 2005 – 2008

 SMAN 2 Payakumbuh 2008 – 2011 Beasiswa yang pernah diperoleh:

1. Beasiswa PPA tahun 2012 Universitas Sumatera Utara 2. Beasiswa PPA tahun 2013 Universitas Sumatera Utara Pengalaman Organisasi/Kerja:

1. Covalen Study Group (CSG) periode 2013/2014 sebagai anggota Bidang PAL.

2. Ikatan Mahasiswa Payakumbuh dan Lima Puluh Kota periode 2013/2014 sebagai anggota Bidang Minat dan Bakat.

3. Ikatan Mahasiswa Payakumbuh dan Lima Puluh Kota 2011-sekarang sebagai anggota.

4. Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) FT USU tahun 2011-2015 sebagai anggota.

(9)

ABSTRAK

Produksi alpukat yang cukup tinggi di Indonesia menyebabkan limbah biji alpukat meningkat. Biji alpukat memiliki kandungan minyak yang cukup besar sehingga berpotensi untuk dijadikan salah satu sumber minyak nabati. Pelarut yang umum digunakan untuk proses ekstraksi adalah heksana. Namun, heksana ternyata memiliki bahaya yang mengkhawatirkan jika digunakan untuk ekstraksi bahan makanan, sehingga diperlukan pelarut alternatif seperti n-heptana. Penelitian ini dilakukan untuk mengevaluasi pengaruh variabel penelitian pada ekstraksi minyak biji alpukat dengan pelarut n-heptana. Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah Response Surface Methodology-Central Composite Design (RSM-CCD) dengan memvariasikan waktu ekstraksi, massa biji alpukat dan volume pelarut n-heptana. Uji ANOVA dengan tingkat kepercayaan 95% (p<0,05) menunjukkan bahwa variabel penelitian memberikan pengaruh yang signifikan pada yield minyak biji alpukat yang dihasilkan dengan nilai R2_{= 94,24%. Karakteristik} minyak biji alpukat yang dihasilkan yaitu berwarna oranye, densitas 0,71 g/ml, viskositas 0,43 cP, dan FFA 2,76%. Analisis komposisi asam lemak minyak biji alpukat diperoleh komponen asam lemak yang dominan adalah asam lemak tidak jenuh jamak yaitu asam linoleat sebesar 47,3531% (b/b), asam lemak jenuh berupa asam palmitat sebesar 20,3439% (b/b), dan asam lemak tidak jenuh tunggal yaitu asam oleat sebesar 15,8823% (b/b).

(10)

viii

ABSTRACT

Avocado production is quite high in Indonesia led to increased waste avocado seed. Avocado seeds have an oil content large enough to potentially be used as source of vegetable oil. A commonly used solvent for the extraction process is hexane. However, hexane proved to have an alarming danger if it is used for the extraction of food ingredients, necessitating alternative solvents such as n-heptane. This study was conducted to evaluate the effect of variable research on avocado seed oil extraction using n-heptane. The method used in this study is Response Surface Methodology-Central Composite Design (RSM-CCD) by varying the time of extraction, avocado seed mass and volume of the solvent n-heptane. ANOVA with 95% confidence level (p <0.05) showed that the variables have a significant influence on the yield of avocado seed oil produced by the value of R2_{= 94.24%. Characteristics of avocado seed oil is an orange color,} density amounted to 0.71 g/ml, viscosity amounted to 0.43 cP, and FFA amounted to 2.76%. Analysis of fatty acid composition of avocado seed oil showed fatty acid component is predominantly polyunsaturated fatty acids as linoleic acid of 47.3531% (w/w), saturated fatty acids such as palmitic acid amounted to 20.3439% (w/w), and monounsaturated fatty acids as oleic acid amounted to 15.8823% (w/w).

(11)

DAFTAR ISI

Halaman

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI i

PENGESAHAN ii

PRAKATA iii

DEDIKASI v

DAFTAR RIWAYAT HIDUP vi

ABSTRAK vii

ABSTRACT DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL DAFTAR LAMPIRAN DAFTAR SINGKATAN DAFTAR SIMBOL viii ix xii xiv xv xvii xviii

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1 LATAR BELAKANG 1

1.2 PERUMUSAN MASALAH 2

1.3 TUJUAN PENELITIAN 3

1.4 MANFAAT PENELITIAN 3

1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 5

2.1 ALPUKAT (Persea Americana Mill) 5

2.1.1 Kandungan dan Manfaat Buah Alpukat 5 2.1.2 Kandungan Minyak pada Biji Alpukat 7

2.2 EKSTRAKSI 8

2.2.1 Macam-macam metode Ekstraksi 8

2.2.1.1 Ekstraksi Padat Cair (Leaching) 8

2.2.1.2 Ekstraksi Cair-Cair 9

(12)

x

2.2.1.4 Maserasi 10

2.2.2 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Ekstraksi 10

2.2.2.1 Suhu 10

2.2.2.2 Ukuran Partikel 11

2.2.2.1 Waktu Ekstraksi 11

2.2.2.1 Faktor Solvent 11

2.2.3 N-Heptana sebagai Pelarut pada Proses Ekstraksi 13 2.3 ANALISIS KOMPOSISI ASAM LEMAK MINYAK

BIJI ALPUKAT DENGAN GAS CHROMATOGRAPHY

14

2.3.1 Gas Chromatography (GC) 14

2.4 RANCANGAN DAN PENGOLAHAN DATA

DENGAN RESPONSE SURFACE METHODOLOGY

(RSM)

16

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 18

3.1 LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN 18

3.2 BAHAN DAN PERALATAN 18

3.2.1 Bahan Penelitian 18

3.2.2 Peralatan Penelitian 18

3.3 RANCANGAN PENELITIAN 19

3.4 PROSEDUR PENELITIAN 21

3.4.1 Prosedur Utama 21

3.4.1.1 Prosedur Persiapan Biji Alpukat 21

3.4.1.2 Prosedur Ekstraksi Minyak Biji Alpukat 21

3.4.1.3 Prosedur Evaporasi Pelarut Hasil

Ekstraksi 21

3.4.2 Prosedur Analisis 22

3.4.2.1 Analisis FFA (Free Fatty Acid) Minyak

Biji Alpukat 22

3.4.2.2 Analisis Komposisi Asam Lemak Minyak

Biji Alpukat dengan GCMS 22

(13)

dengan Metode Tes ASTM D 445 3.4.2.4 Analisis Densitas Minyak Biji Alpukat

dengan Metode Tes OECD 109 23

3.5 FLOWCHART PENELITIAN 24

3.5.1 Prosedur Persiapan Biji Alpukat 24 3.5.2 Prosedur Ekstraksi Minyak Biji Alpukat 25 3.5.3 Analisis Kadar Free Fatty Acid (FFA) Minyak

Biji Alpukat dengan Metode Tes AOCS Official Method Ca 5a-40

26

3.5.4 Analisis Viskositas Minyak Biji Alpukat dengan

Metode Tes ASTM D 445 27

3.5.5 Analisis Densitas Minyak Biji Alpukat dengan

Metode Tes OECD 109 28

BAB IV HASIL PEMBAHASAN 29

4.1 PENGARUH VARIABEL PENELITIAN

TERHADAP YIELD MINYAK BIJI ALPUKAT 29

4.2 ANALISIS MINYAK BIJI ALPUKAT 33

4.2.1 Sifat Fisika dan Kimia Minyak Biji Alpukat 33 4.2.2 Komposisi Asam Lemak Minyak Biji Alpukat 35

4.3 ANALISA EKONOMI 37

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 40

5.1 KESIMPULAN 40

5.2 SARAN 40

(14)

xii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Rangkaian Peralatan Sokhlet 9

Gambar 3.1 Flowchart Prosedur Persiapan Biji Alpukat 24 Gambar 3.2 Flowchart Prosedur Ekstraksi Minyak Biji Alpukat 25 Gambar 3.3 Flowchart Analisis Kadar Free Fatty Acid (FFA)

Minyak Biji Alpukat 26

Gambar 3.4 Flowchart Analisis Viskositas Minyak Biji Alpukat 27 Gambar 3.5 Flowchart Analisis Densitas Minyak Biji Alpukat 28 Gambar 4.1 Hasil Analisis GC Komposisi Asam Lemak Minyak Biji

Alpukat 35

Gambar L3.1 Data Rancangan Percobaan 50

Gambar L3.2 Hasil Pengolahan Data dengan Minitab 51 Gambar L5.1 (a) Biji Alpukat sebelum dikeringkan (b) Biji Alpukat

setelah dikeringkan 54

Gambar L5.2 Pengayakan Biji Alpukat 54

Gambar L5.3 Ekstraksi Minyak Biji Alpukat 55

Gambar L5.4 Minyak Biji Alpukat 55

Gambar L5.5 Analisis Densitas Minyak Biji Alpukat 56 Gambar L5.6 Analisis Viskositas Minyak Biji Alpukat 56

Gambar L5.7 Analisis FFA Minyak Biji Alpukat 57

Gambar L6.1 Hasil Analisis Kromatogram GC-MS Minyak Biji

(15)

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.1 Kandungan Gizi di Dalam 100 gram Buah Alpukat 6 Tabel 2.2 Komposisi Asam Lemak Minyak Biji Alpukat 7 Tabel 2.3 Karakteristik Pelarut yang Diinginkan 12

Tabel 2.4 Sifat Fisika n-Heptana 13

Tabel 3.1 Level Kode Rancangan Penelitian 20

Tabel 3.2 Rancangan Percobaan Penelitian 21

Tabel 4.1 Yield Minyak Biji Alpukat Hasil Ekstraksi (T=98,4 oC) 30 Tabel 4.2 Perkiraan Parameter Model Persamaan Statistik 31 Tabel 4.3 Analysis of Variance terhadap Yield 31 Tabel 4.4 Sifat Fisika dan Kimia Minyak Biji Alpukat 33 Tabel 4.5 Komposisi Asam Lemak Minyak Biji Alpukat 36 Tabel L1.1 Data Berat, Volume, dan Yield Minyak Biji Alpukat 45 Tabel L1.2 Data Analisis Densitas Minyak Biji Alpukat 45 Tabel L1.3 Data Analisis Viskositas Minyak Biji Alpukat 46 Tabel L1.4 Data Analisis FFA Minyak Biji Alpukat 46

Tabel L4.1 Analysis of Variance (ANOVA) 51

(16)

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

LAMPIRAN 1 DATA PENELITIAN 45

L1.1 DATA BERAT, VOLUME, DAN YIELD

MINYAK BIJI ALPUKAT 45

L1.2 DATA ANALISIS DENSITAS MINYAK

BIJI ALPUKAT 45

L1.3 DATA ANALISIS VISKOSITAS

L1.4 DATA ANALISIS FFA MINYAK BIJI

ALPUKAT 46

LAMPIRAN 2 CONTOH PERHITUNGAN 47

L2.1 PERHITUNGAN YIELD MINYAK BIJI

ALPUKAT 47

L2.2 PERHITUNGAN DENSITAS MINYAK

BIJI ALPUKAT 47

L2.3 PERHITUNGAN VISKOSITAS

L2.4 PERHITUNGAN FFA MINYAK BIJI

ALPUKAT 48

LAMPIRAN 3 DATA ANALISIS STATISTIK 49

L3.1 DATA RANCANGAN PERCOBAAN 49

L3.2 HASIL PENGOLAHAN DATA

DENGAN MINITAB 50

LAMPIRAN 4 PERHITUNGAN MANUAL ANALISIS

STATISTIK 52

LAMPIRAN 5 DOKUMENTASI PENELITIAN 54

L5.1 FOTO BAHAN BAKU BIJI ALPUKAT 54

L5.2 FOTO PENGAYAKAN BIJI ALPUKAT 54

L5.3 FOTO EKSTRAKSI MINYAK BIJI

(17)

L5.4 FOTO MINYAK BIJI ALPUKAT 55 L5.5 FOTO ANALISIS DENSITAS MINYAK

BIJI ALPUKAT 56

L5.6 FOTO ANALISIS VISKOSITAS

L5.7 FOTO ANALISIS FFA MINYAK BIJI

ALPUKAT 57

LAMPIRAN 6 HASIL ANALISIS KOMPOSISI ASAM LEMAK 58 L6.1 HASIL ANALISIS KOMPOSISI ASAM

(18)

xvi

DAFTAR SINGKATAN

ANOVA BPS CCD Df DOE EPA FFA GC-MS LCFA MCFA MS MUFA PUFA RSM SCFA SFA SS

Analysis of Variance

Badan Pusat Statistik

Central Composite Design Degree of freedom

Design of Experiments

Environmental Protection Agency Free Fatty Acid

Gas Chromatography-Mass Spectrometry Long Chain Fatty Acid

Medium Chain Fatty Acid Mean of Square

Mono Unsaturated Fatty Acid Poly Unsaturated Fatty Acid Response Surface Methodology Short Chain Fatty Acid

(19)

DAFTAR SIMBOL

Simbol Keterangan Dimensi

t W V T R2 BM

Waktu ekstraksi

Massa bubuk biji alpukat Volume pelarut n-heptana Suhu ekstraksi

Koefisien determinasi Berat molekul

menit gram

ml o_C

- gram/mol

ρ Densitas gram/ml