LAPORAN PRAKTIKUM
DISTILASI MINYAK ATSIRI BUNGA KENANGA
Oleh :
Kelompok 3 Kelas B Nirmala Sari
( 1007121611 )
Romi Zulfadli
( 1007113740 )
Rafly
( 1007121845 )
Arini Puspita R
( 1007113663)
Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Riau Pekanbaru 2011
ABSTRAK Minyak kenanga merupakan salah satu jenis minyak atsiri yang sering juga disebut dengan minyak eteris atau minyak terbang. Minyak atsiri mempunyai sifat-sifat mudah menguap dengan komposisi dan titik didih yang berbeda-beda. Proses penyulingan minyak kenanga dapat dilakukan dengan berbagai macam cara, diantaranya yaitu distilasi uap langsung. Tujuan dari percobaan ini adalah mengetahui rendemen bunga kenanga dan membandingkannya dengan rendemen secara teori. Metodologi dalam percobaan ini dilakukan dengan mengontakkan bunga kenanga dengan uap sebagai separating agent di dalam alat distilasi dan uap yang dihasilkan akan terkondensasi di kondensor dan kemudian terkumpul di dalam clavenger. Selanjutnya dilakukan pemisahan antara minyak dan air dengan corong pemisah. Percobaan dilakukan dengan menggunakan 680 gram bunga kenanga yang sudah dikeringkan selama 16 jam pada suhu ruang. Bunga 0 kenanga didistilasi pada suhu operasi yang diasumsikan 100 C selama 9 jam. Dari hasil percobaan didapatkan rendemen minyak kenanga sebesar 1,114%. Lama waktu pengeringan dan bunga kenanga yang tua menjadi faktor yang berpengaruh dalam jumlah minyak yang didapatkan dari percobaan distilasi uap.
Kata kunci: distilasi uap, bunga kenanga,rendemen
ABSTRACT Cananga oil is one type of essential oils, sometimes called the etheric oil or flying oil. Essential oils have volatile properties with the composition and boiling points vary. Cananga oil refining process can be done in various ways, among which direct steam distillation. The purpose of this experiment was to determine the yield of cananga flower and compare it with the theoretical yield. The methodology in this experiment carried out by contacting the cananga flowers with steam as a separating agent in the distillation equipment and steam produced will be condensed in the condenser and then collected in the clavenger. Further separation between oil and water separator funnel. The experiments were performed by using 680 grams cananga flower is dried for 16 hours at room temperature. Cananga flowers are distilled at operating temperature is assumed 0 to 100 C for 9 hours. From the experimental results obtained cananga oil yield of 1.114%. Long drying time and the old cananga flowers become an influential factor in the amount of oil obtained from steam distillation experiments.
Key words: distillation steam, cananga flower, yield
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Minyak atsiri merupakan salah satu komoditas ekspor agroindustri potensial yang dapat menjadi andalan bagi Indonesia untuk mendapatkan devisa. Data statistik ekspor-impor dunia menunjukan bahwa konsumsi minyak atisiri dan turunannya naik sekitar 10% dari tahun ke tahun. Kenaikan tersebut terutama didorong oleh perkembangan kebutuhan untuk industri food flavouring, industri komestik dan wewangian. Tanaman kenanga ( Cananga odorata) berasal dari Filipina. Di Pulau Jawa tanaman tersebut tumbuh liar. Tanaman kenanga tumbuh subur di dataran rendah dengan kelembaban tinggi, beriklim tropis dan dekat dengan pantai. Di Jawa, kenanga biasanya ditanam di pekarangan rumah, tidak dibudidayakan. Minyak kenanga hanya diproduksi di Indonesia dengan output sebesar 20 ton/tahun. Khusus di Pulau Jawa daerah penghasil minyak kenanga adalah Boyolali dan Blitar. Di dunia pemakaian minyak kenanga masih terbatas dibandingkan minyak ylang-ylang, namun masih tetap penting karena bau minyak kenanga lebih tahan lama dan lebih murah dibandingkan minyak ylang-ylang. Dalam industri, minyak kenanga biasa digunakan sebagai bahan pewangi sabun.
1.2 Tujuan Percobaan
a. Mempelajari proses distilasi uap langsung. b. Menghitung rendemen minyak bunga kenanga.
BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Bunga Kenanga
Bunga yang masih muda berwarna hijau, sedangkan yang tua berwarna kuning. Rendemen dan mutu minyak tertinggi terdapat pada bunga yang telah matang sempurna (warna kuning tua). Minyak kenanga diperoleh dengan cara penyulingan bunga kenanga. Di daerah biasanya dilakukan dengan cara rebus. Hasil sulingan terdiri dari beberapa fraksi yang mempunyai komposisi dan mutu yang berbeda. Fraksi dengan mutu paling baik adalah yang mengandung kadar ester dan eter yang tinggi, sesquiterpen yang rendah. Minyak kenanga diekspor masih dalam keadaan crude. Oleh importir Amerika dan Eropa, minyak kenanga biasanya direktifikasi untuk menghasilkan minyak yang lebih jernih dan lebih mudah larut. Minyak yang dihasilkan akan menyusut sebanyak 25%.
2.2 Minyak Atsiri
Minyak atsiri ( volatile oil atau essential oil ) adalah cairan pekat yang tidak larut air, mengandung senyawa-senyawa beraroma yang berasal dari berbagai tanaman. Minyak atsiri ini umumnya diperoleh dengan cara distilasi, juga dapat diperoleh melalui proses ekspresi dan ekstraksi pelarut. Distilasi minyak atsiri dilakukan dengan cara menampung bahan baku yang berasal dari tanaman, seperti daun, kulit kayu, biji, dan akar, ke alat distilasi di atas air. Ketika air dipanaskan, uap air akan melewati bahan baku tersebut dan ikut menguapkan minyak atsiri. Uap minyak atsiri akan mengalami kondensasi kembali menjadi cairan dan ditampung di alat penampung. Cairan ini dinamakan hidrosol atau hidrolat.
2.3 Proses Penyulingan Minyak Atsiri
Produksi minyak atsiri dari tumbuh-tunbuhan dapat dilakukan dengan tiga cara, yaitu: (a) penyulingan ( distillation), (b) pressing (expression), (c) ekstraksi menggunakan pelarut ( solvent extraction), dan (d) adsorbsi oleh lemak padat ( enfleurasi). Di antara keempat cara tersebut yang banyak digunakan oleh industri minyak atsiri adalah cara pertama dan ketiga. Penyulingan
adalah
metoda
ekstraksi
yang
tertua
dalam
pengolahan minyak atsiri. Metoda ini cocok untuk minyak atsiri yang tidak mudah rusak oleh panas, misalnya minyak cengkeh, nilam, sereh wangi, pala, akar wangi dan jahe. Pengepresan dilakukan dengan memberikan tekanan pada bahan menggunakan suatu alat yang disebut hydraulic atau expeller pressing . Beberapa jenis minyak yang dapat
dipisahkan dengan cara pengepresan adalah minyak almond, lemon, kulit jeruk,
dan jenis
minyak
atsiri
lainnya.
Ekstraksi
minyak atsiri
menggunakan pelarut, cocok untuk mengambil minyak bunga yang kurang stabil dan dapat rusak oleh panas. Pelarut yang dapat digunakan untuk mengekstraksi minyak atsiri antara lain kloroform, alkohol, aseton, eter, serta lemak. Sedangkan enfleurasi digunakan khusus untuk memisahkan minyak bunga-bungaan, untuk mendapatkan mutu dan rendemen minyak yang tinggi. Pada umumnya distilasi atau penyulingan adalah suatu metode pemisahan dua komponen atau lebih dari suatu campuran zat, berdasarkan perbedaan kemudahan menguap (volatilitas) atau perbedaan titik didih. Dalam penyulingan, campuran zat dididihkan sehingga menguap, dan uap ini kemudian didinginkan kembali ke dalam bentuk cairan. Zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap lebih dahulu. Metode distilasi ada beberapa jenis, diantaranya yaitu : 1. Distilasi Sederhana
Pada distilasi sederhana, dasar pemisahannya adalah perbedaan titik didih yang jauh atau dengan salah satu komponen bersifat volatil.
Jika campuran dipanaskan maka komponen yang titik didihnya lebih rendah akan menguap lebih dahulu. Selain perbedaan titik didih, juga perbedaan kevolatilan, yaitu kecenderungan sebuah substansi untuk menjadi gas. Distilasi ini dilakukan pada tekanan atmosfer. Aplikasi distilasi sederhana digunakan untuk memisahkan campuran air dan alkohol. 2. Distilasi Fraksionisasi
Distilasi fraksionisasi adalah memisahkan komponen – komponen cair, dua atau lebih dari suatu larutan berdasarkan perbedaan titik didihnya. Distilasi ini juga dapat digunakan untuk campuran dengan perbedaan titik didih kurang dari 20 ºC dan bekerja pada tekanan atmosfer atau dengan tekanan rendah. Aplikasi dari distilasi jenis ini digunakan pada industri
minyak mentah, untuk memisahkan
komponen-komponen dalam minyak mentah. Perbedaan distilasi fraksionasi dan distilasi sederhana adalah adanya kolom fraksionasi. Di kolom ini terjadi pemanasan secara bertahap dengan suhu yang berbeda-beda pada setiap platnya. Pemanasan yang berbeda-beda ini bertujuan untuk pemurnian destilat yang lebih dari plat-plat di bawahnya. Semakin ke atas, semakin tidak volatil cairannya. 3. Distilasi Uap
Distilasi uap digunakan pada campuran senyawa-senyawa yang memiliki titik didih mencapai 200°C atau lebih. Distilasi uap dapat menguapkan senyawa-senyawa ini dengan suhu mendekati 100°C dalam tekanan atmosfer dengan menggunakan uap atau air mendidih. Sifat yang fundamental dari distilasi uap adalah dapat mendistilasi campuran senyawa di bawah titik didih dari masingmasing senyawa campurannya. Selain itu distilasi uap dapat digunakan untuk campuran yang tidak larut dalam air di semua temperatur, tapi dapat didistilasi dengan air. Aplikasi dari distilasi uap adalah untuk mengekstrak beberapa produk alam seperti minyak eucalyptus dari eucalyptus, minyak sitrus dari lemon atau jeruk, dan
untuk
ekstraksi
minyak
parfum
dari
tumbuhan.
Campuran
dipanaskan melalui uap air yang dialirkan ke dalam campuran dan mungkin ditambah juga dengan pemanasan. Uap dari campuran akan naik ke atas menuju ke kondensor dan akhirnya masuk ke labu destilat. 4. Distilasi Vakum
Distilasi vakum biasanya digunakan jika senyawa yang ingin didistilasi tidak stabil, dengan pengertian dapat terdekomposisi sebelum atau mendekati titik didihnya atau campuran yang memiliki titik didih di atas 150°C. Metode distilasi ini tidak dapat digunakan pada pelarut dengan titik didih yang rendah jika kondensornya menggunakan air dingin, karena komponen yang menguap tidak dapat dikondensasi oleh air. Untuk mengurangi tekanan digunakan pompa vakum atau aspirator. Aspirator berfungsi sebagai penurun tekanan pada sistem distilasi ini.
2.3 Kesetimbangan Uap-Cair
Molekul-molekul zat cair dipermukaan dapat melepaskan diri menjadi molekul-molekul uap, karena molekul tersebut mempunyai tenaga kinetis rata-rata lebih besar dari molekul di dalam cairan. Jika zat cair berada dalam bejana tertutup, maka pada saat penguapan akan diikuti pengembunan uap, sehingga terjadi kesetimbangan dimana kecepatan penguapan sama dengan kecepatan pengembunan. Apabila zat cair tersebut terdiri dari beberapa komponen, maka kecepatan penguapan masing-masing komponen akan sama dengan kecepatan pengembunannya. Tekanan uap pada saat terjadi kesetimbangan ini disebut tekanan uap jenuh (saturated), atau disebut tekanan uap. Apabila dalam bejana tadi hanya 1 macam zat cair disebut tekanan uap murni. Besarnya tekanan uap masing-masing zat cair dipengaruhi oleh suhu. Makin tinggi suhu makin banyak terbentuk molekul uap sehingga makin tinggi pula tekanan uapnya.
A. Hukum Raoult.
Hukum Raoult mengatakan bahwa tekanan uap total dari zat cair yang terdiri dari beberapa komponen sama dengan jumlah dari tekanan parsial dari masing-masing komponen dalam campuran zat tersebut. Hukum Raoult mengasumsikan bahwa komponen memberikan kontribusi terhadap total tekanan uap campuran dalam sebanding dengan persentase campuran dan tekanan uap ketika murni atau tekanan parsial sama dengan fraksi mol dikalikan dengan tekanan uap ketika murni. B. Hukum Dalton.
Hukum Dalton mengatakan bahwa tekanan total dari gas/uap yang terdiri dari beberapa komponen sama dengan jumlah dari tekanan parsial dari masing-masing komponen dalam campuran zat cair tersebut. Hukum Dalton menyatakan bahwa tekanan uap total adalah jumlah dari tekanan uap masing-masing komponen dalam campuran. Ketika multi-komponen cair dipanaskan, tekanan uap setiap komponen akan meningkat, sehingga menyebabkan tekanan uap total meningkat. Ketika tekanan uap total mencapai tekanan yang mengelilingi cair, mendidih terjadi dan berubah ke gas cair di seluruh sebagian besar cairan. Proses pengambilan minyak kenanga dilakukan dengan cara distilasi air ( Hidro Distillation) merupakan metode yang telah lama dilakukan oleh penyuling-penyuling di Kabupaten Blitar untuk penyulingan minyak kenanga. Melalui metode ini didapatkan rendemen yang cukup tinggi, tetapi kualitas minyak yang dihasilkan masih kurang baik. Umumnya kondisi operasi selama proses distilasi khususnya waktu dan laju pemanasan kurang diperhatikan sehingga kualitas minyak kenanga yang diperoleh tidak sesuai yang diharapkan. Selama ini penyuling-penyuling di Kabupaten Blitar mendapatkan rendemen minyak kenanga melalui proses Hidro Distillation 0,30-1 %, sedangkan melalui prosedur penyulingan yang benar serta penggunaan bahan baku dan peralatan yang memenuhi syarat, akan diperoleh rendemen minyak
kenanga antara 1,10% sampai dengan 1,95% ( Badan Penelitian dan Pengembangan Daerah Kabupaten Blitar, 2006 ).
Minyak yang dihasilkan dari proses distilasi bunga kenanga dengan metode distilasi uap ini tentunya harus memenuhi standar yang telah ditetapkan. Oleh karena itu dibutuhkan acuan untuk menentukan mutu dan kualitas minyak kenanga yang diperoleh dari hasil distil asi. Menurut Somaatmadja (1978), mutu dan kualitas minyak kenanga dapat ditentukan dari densitas, kandungan -kariofilen, indeks bias, dan bilangan asam. Sifat-sifat fisika minyak tersebut sangat ditentukan oleh komposisi kimia dari minyak tersebut. Salah satu analisa yang dipakai untuk mengetahui sifat fisis adalah analisa berat jenis (densitas). Berdasarkan Standar Nasional Indonesia (SNI 3523:2002) untuk mutu minyak kenanga yang baik densitas minyak kenanga adalah 0,906-0,923 gram/mL.
BAB III METODOLOGI PERCOBAAN 3.1 Alat – Alat Yang Digunakan
1. Satu unit alat destilator uap -
Unit clavenger
-
Condensor
-
Kettel Uap
-
Statif dan klem
-
Thermometer
2. Timbangan 3. Gelas Ukur 10 mL 4. Neraca analitik 5. Corong pemisah
3.2 Bahan – Bahan yang Digunakan
a. Bunga kenanga b. Air / aquades
3.3 Prosedur Percobaan
a. Bunga kenanga dipotong – potong sampai ukuran lebih kurang 0,5 cm. b. Bunga kenanga dikeringkan dalam kurun waktu tertentu pada suhu kamar (suhu normal dalam ruangan). c. Bunga kenanga ditimbang dalam jumlah tertentu. d. Tambahkan air pada ketel uap dalam batas yang ada. e. Rangkai unit distilasi, sambungkan dengan unit clavenger. f.
Alirkan air pendingin dalam kondensor, hidupkan alat pemanas.
g. Lakukan distilasi sampai kurun waktu minimal 4 jam. Karena panas, air akan mendidih, menguap, uap akan kontak dengan daun nilam, sekaligus menarik komponen minyak, terus uap air yang mengandung
minyak didinginkan oleh kondensor, sehingga uap mencair dalam bentuk air bercampur minyak. h. Dalam clavenger minyak dengan air akan memisah karena perbedaan berat jenis, yang kemudian ditampung dengan erlenmeyer. i.
Destilat dimasukkan ke dalam corong pisah, dimana pada bagian atasnya merupakan hasil akhir (minyak). Proses ini dilakukan selama waktu tertentu.
j.
Minyak hasil, diukur volumenya, ditentukan berat jenisnya dengan piknometer dan dihitung rendemennya.
3.4 Rangkaian Alat-Alat
Air Keluar Kondensor
Air Masuk
Unit Clavengger
Erlenmeyer
Sampel
Air Pemanasan
Gambar 3.1 Rangkaian Alat Isolasi Secara Distilasi Uap
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 2.4 Data Pengamatan
Bahan baku
: Bunga Kenanga
Berat sampel
: 680 gram
Waktu mulai
: 09.50 WIB
Waktu tetes pertama
: 11.15 WIB
Suhu tetes pertama
: 100
Warna minyak
: Bening kekuningan
Volume minyak
: 8,7 ml
Berat gelas ukur
: 30,165 gram
Berat minyak kenanga
: 7,575 gram
Rendemen
: 1,114 %
2.5 Hasil / Perhitungan a.
Densitas minyak
Volume minyak
=8,7 mL
Massa minyak
=7,575 gram
densitas = 0,87 gram/mL
b. Menghitung Rendemen
2.6 Pembahasan
Pada percobaan ini, digunakan sampel yaitu bunga kenanga. Bunga kenanga
merupakan
salah
satu
tumbuhan
minyak
atsiri.
Untuk
menghasilkan minyak, maka bunga kenanga harus didistilasi dengan prinsip distilasi uap. Mulanya, bunga kenanga sebagai sampel di potongpotong hingga berukuran kurang lebih 0,5 cm agar mudah diekstraksi dengan sistem distilasi uap. Minyak yang dihasilkan dari percobaan ini berwarna bening kekuningan dan mempunyai bau yang khas sesuai dengan sumbernya yaitu bunga kenanga, dengan berat jenisnya yaitu 0,87 gram/mL sementara berdasarkan Standar Nasional Indonesia (SNI 3523:2002) untuk mutu minyak kenanga yang baik densitas minyak kenanga adalah 0,906 - 0,923 gram/mL. Densitas minyak tidak sesuai dengan teori disebabkan karena alat pengukuran densitas dilakukan secara manual,yaitu dengan membagi berat minyak dengan volum minyak. Secara teoritis rendemen minyak bunga kenanga adalah berkisar antara 1,10% sampai 1,95%, sedangkan dari percobaan yang dilakukan didapat rendemen minyak bunga kenanga yang didapat adalah sebanyak 1,114 %. Hasil yang didapatkan sesuai dengan hasil secara teoritis, hal ini disebabkan oleh waktu pengeringan yang dilakukan tidak cukup lama, sehingga bunga kenanga tidak terlalu kering karena pengeringan yang lama menyebabkan minyak atsiri didalam bunga ikut teruapkan pada saat pengeringan. Dan kemungkinan lain yang menyebabkan hasil yang tepat sesuai dengan teori adalah dari kualitas bunga kenanga yang digunakan.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan
1. Bunga kenanga dapat menghasilkan minyak atsiri dengan warna bening kekuningan dan bau khas bunga kenanga. 2. Rendemen minyak kenanga yang didapat adalah 1,114% 3. Minyak kenanga yang diperoleh mempunyai berat jenis (densitas) sebesar 0,87 gram/mL dengan volume 8,7 mL dan berat minyak 7,575 gram
5.2 Saran
1. Alat harus bersih,bebas dari bau. 2. Merangkai alat harus dilakukan dengan hati-hati agar tidak terjadi kesalahan. 3. Pada saat pemisahan minyak dengan air harus dilakukan dengan cepat dan dalam keadaan tertutup, karena minyak menguap dan mengurangi rendemen yang didapat.
DAFTAR PUSTAKA Agnestia, Fruverina dan Handhika Yudistira. 2010. Pengaruh Laju Pemanasan serta Rasio Bunga dan Air Terhadap Jumlah Rendemen serta Mutu dari Minyak Kenanga dengan Menggunakan Metode Distilasi Air (Water Distillation), Surabaya. Anonim.www.litbang.deptan.go.id/ Kegunaan Minyak Kenanga/ diakses 10 Desember 2010 pukul 20.00 wib. Badan Penelitian dan Pengembangan Daerah Kabupaten Pengembangan Bisnis Minyak Atsiri Kenanga , Blitar.
Blitar.
2006.
Hs,Irdoni dan Nirwana,hz. 2011. Modul Kimia Organik. Pekanbaru : Fakultas Teknik Universitas Riau. Ketaren, S dan B. Djatmiko. 1978. Minyak Atsiri Bersumber Dari Bunga Dan Buah. Departemen Teknologi Hasil Pertanian,Fatemeta IPB : Bogor. Sumarni, dkk, 2008. Pengaruh Volume Air dan Berat Bahan pada Penyulingan Minyak Atsiri. Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Institut Sains dan Teknologi AKPRIND, Yogyakarta. Warsito, dkk, Reorientasi Proses Penyulingan Minyak Kenanga Rakyat dalam Upaya Memperoleh Mutu dan Efisiensi Tinggi , Pusat Kajian Kimia Fakultas MIPA Universitas Brawijaya.
LAMPIRAN A DOKUMENTASI PERCOBAAN
Air keluar Kondensor
Air masuk
clavengger
Ketel uap
Gambar A.1 Rangkaian alat distilasi uap
g
Gambar A.2 Pegukuran Volume Minyak Bunga Kenanga
Gambar A.3 Minyak Bunga Kenanga Hasil Distilasi Uap Langsung
