EKSTRAKSI Ml NY AK KACANG T ANAH SECARA COUNTER CURRENT MUL TIT AHAP

MENGGUNAAN PELARUT N-HEKSANA

Disusun oleh: Susiana Prasetyo S

A. Prima K i_ucy N

Kartika H Di po

LEMBAGA PENELITIAN DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT

UNIVERSITAS KATOLIK PARAHYANGAN BANDUNG

2006

DAFTAI{ ISi

l!ALAMAN JUDUL. .................................................................. .

DAFTAR ISi ......................................... ......... ....................... ......... ..... .

DAl·TAR GAMBAR ..... ........ .

DAFTAR TAnJ:L ........... .

JlJ\ll I PLNDAJ IULUJ\N ............................. ........... .

1.1 Pcranan lcn1ak dan 111inyak bagi n1anusia ........ .......... .

11

l\

v

1.2 Komoditi kacang tanah di Indonesia.... ................... 2

1.3 p·cn1ann1atan kacang tanah . ... _. . . . . . . . . . . . . 3 1.4 Kcunggulan n1inyak kacang tanah dibandingkan 111inyak nabati ()

l ainnya . . .. .. . . .. .. . . ,. .. . .. . . . ... . . .. . . .. .... . .. . .. . . .. .. ...... . . . .. . . ... . .... ........ . .. .. .

llJ\B II ISOLASI MINYAK KJ\CJ\NG TANA!! . .. .. . . . .. . . . . . .. ..... .... .... ... .. .. . . ... . . 7 2.1 Pcngotor minyak dalam proses isolasi .. .. .... ..... ... .. . .. .. .. . .. .. .. .. .. ... ... . .

2. l. l Ma lam dan f()sfol ipicla . . . . . . .. ... .. . . .... .. . .. . . . . . .. . ..... . .. .. . .. .. .. .. ..... .

2.1.2 Pi gm en .. .... ...... ... ........ . .. ..... ........ . . . . . . . . . ........ .. . .. . . .

2.1.3 Asam lc mak . ... .... .. .... . .. . ... .. .. ... .. .. .. .. .. .... .. .. .. .

7 7 7 7

2.2 Mctodc isolasi minyak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...... 8 2.2.1 Rendering.......................................... .... . . ....... . ..... . . 8

2.2.2 l'cngcmpaan a tau pcngcprcsan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.2.3 Ekstraksi mcnggunakan pclarut . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.3 Pcmurnian rninyak .. .. .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... .. . I 0 2.3.! Pcngcndapan (settling) dan pcmisahan gum (degumming)..... 10

2.3.2 Nctralisasi . ....... . . .. . . . ................... ...... .. ... ... ... . .. . .. . . . . . . . .. . . 11

2.3.3 Pcmucatan (bleaching)............................................................ 1 ! 2.3.4 Penghilangan bau (deodorizing).. ........... . . ... . . . . .. . .. .. ..... 12

BAB III EKSTRAKSI PAD AT CAIR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3. ! Prinsip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3.2 Waktu kcsetimbangan .. ... . . . . .. . .. . . .. ... ... .. . . . . .. . . .. . .. . . . .. . . . . . . . 15

3_.3 Kurva kesetimbangan ... . ........ ............ ............ ............ .... 16

ll

llAl3 IV BAI !AN DAN ivffTODF ........... ............................... .............. .

4.1 Bahan ....... .

4.2 Pcralatan . . .

4.3 Mctodologi pcnclitian ....... .......... .

4.3.1 i'crsiapan bahan baku .............. .

4.3.2 Pcn1buatan kurva stundar n1inyak kacang tanah ....... . . 4.3.3 Pcn1buntan kurva kcsctin1bangan ekstraksi ..... ................. .

4.3.4 Ekstrnksi multi tahap co11nler c11rre111

Jl;\13 V I L!\S!I. DAN PFMl3AHASAN.

18

l 8

18

1 8

18

I CJ 20

21

26

5.1 Yield min yak kacang tan ah pada ckstraksi tahap tunggal .. . . . . .. 26

5.1.1 Pcngaruh rasio F:S tcrhadap yield minyak kacang tanah.... 26

5.1.2.Pcngaruh kcccpatan pengadukan terhadap yield minvak 27

kacang tanah

5.2 Ekstraksi multi tahap co1111rer-c11rrenr ........................... . 5 .2.1 Yield min yak kacang tanah ............................ ................... .

5.2.2.Efisicnsi tahap ckstraksi ................. .................. ................ .

BAB VI K!OSIMPULAN DAN SARAN .. .. . . . . ..... .... .

27

28

2CJ

30

6.1 Kcsimpulan............... ............... ......... .. . . .. . . . . . . . . . .. . . . . 30

6.2 Saran............................................................... ........ 30

J)Al��T'AJ{ PlJS'rAKA............... .............................. ................... 31

Ill

DAFT AR GAMBAR

Gambar 1.1 Biji kacang tanah

Gambar 3.l Diagram alir ckstraksi padat- cair tahap tunggal

Gamhar 3.2 Diagram alir proses persiapan bahan baku

(;atnbar 3.3 L)iagran1 alir ckstraksi kolagcn tulang

Gambar 4.1 Diagram alir pcrsiapan bahan baku

Gambar 4.2 Diagram alir pcrnbuatan kurva kalibrasi konscntrasi

Minyak kacang tanah tcrhaclap indeks bias

" .)

16

22

19

20

Gamhar 4.3 I'roscdur pcrnbuatan kurva kcsctimbangan ckstraksi sistcm 2 I

tT1inyak kacang tanah - heksana pa<la 25°(�

Gamhar 4.4 Sistem ckstraksi multitahap counter current

Gambar 4.� Diagram alir ckstraksi multitahap co11111er-c11rren1

Gambar 5.1 Kurva kcsctimbangan minyak kacang tanah-·· heksana

IV

22

28

Tabcl l.l

Tabcl 2.1

Tabcl 3.1

Tahel 3.2

Tabd 5.l

Tabcl 5.2

Tahcl 5.3

DAFTAR TABI�L

Kon1posisi kacang tanah

Standar minyak kacang tanah

Rancangan pcrcobaan C'omposite Design (CCD)

Tcrnpuhan pen cl itian

4 13 20 20

Yie/(/ 1ninyak kacang tnnnh 26 Yield min yak kacang tanah ckstraksi counter current multi tahap 28 Eflsiensi tahap ckstraksi counter current multi tahap 29

v

BABI PENDAHULUAN

1.1 J>cranan lcn1al< dan 111inyak bagi ma11usia

Lcmak mernegang pcranan pcnti11;; clalam rnctabolismc makhluk hidup.

Namun, konsurnsi lcmak yang berlebihan dapat 111cru;sika11 kcsehalan lubuli.

Saal ini u111at nrnnusia mc11ggu11aknn ha111pir 40 juta ton per tahun lcrnak da11

minyak, baik lernak nabati rnaupun kmak hcwani. Hal ini mcnunjukkan

pcntingnya penman incluslri lcnrnk clan minyak, baik hcwani rnaupt111 nabali

yang tidak dapat lcpas dari kchidtipan rnanusia.

Lcmak dalam 11wkana11 dapat bcrbcntuk padat maupun cair (biasa

dikcnal denzan scbutan rninyak). Kcdua bcntuk lcmak ini dapal diba;si rn:njadi

dua kelompok yaitu lcmak jenuh dan Jernak ticlak jcnuh.

!http:/ /id.inahcart.or.id I ?p= J 4]

Lcmak jcnuh mcn;;;andung asam lcrnak jenuh. J\pabila lcmak jcnis ini

clikonsurnsi dalam jumlah bcrlcbihan, dapal rneningkatkan kadar kolestcrol

da!arn darah. Bahan nrnkanan yang mcngandunz lcrnak jcnuh adalah : minyak

kelapa, kcju kcras, clan lernak hewani.

Lemak tak jenuh terdiri dari lernak tak jel1\lh tunggal dan lemak tak

jenuh zanda. Lemak tak jenuh tungzal memberikan sedikit pcnzaruh terhadap

peningkatan kadar kolesterol darah. Bahan rnakanan yang rncngandunz lernak

tak jcnuh tunszal adalah rninyak zaitun, minyak biji kapas, rninyak wijen,

minyak kelapa sawit. Sedangkan lemak tak jenuh ganda rnempunyai pengaruh

terhadap penurunan kadar kolesterol darah. Bahan makanan yang menzandung

lernak tak jenuh ganda adalah : minyak jazunz, minyak rnpeseed, minyak

kedelai, minyak kacanz tanah, minyak b\ji bunga matahari, dan minyak ikan.

Untuk itulah pada pcnelitian ini difokuskan pada kacang tanah yang

memiliki kandungan asarn lernak tak jenuh ganda yang cukup tinszi sehinsza

rninyak kacang tanah ini sangat potensial untuk dikembangkan rncnjadi salah

satu altcrnatif komoditi lernak yang menyehatkan bazi manusia. Selain itu,

2

kacang tanah merupakan salah satu sumbcr protein nabati yang cukup pen ting

dalam pola menu makan pcndmluk di Indonesia, dcngan kamlungan lemak

nabati yang cukup tin�<;i, yaitu sckitar 50 %. [Bernardini, Erncsto,l 9831.

1 .2 Komoditi kacang tanah di Indonesia

Indonesia dikenal scbagai ncgara yang mcmiliki kcanckaragaman hayati

tin;z,gi, tcrmasuk keanckara;1,ania11 hasil pcrkebunan. Sumbcr daya ini sebagian

J·clnh di111n11fnalkan secarn nyata, antara lain padi, pisani�, kccipir, 111clati, dan

lada. Tctapi di lain pihak, bcbcrapa komoditi lain masih bclutn dimanfaatkan

sccara optimal. Unt1tk iltt dipcrlukan metodc ya11;1, tcpat, ;1,urn1 mcngolah

komocliti yang potcnsial ini schin;1,<,\a clapat rncningkatkim nilai tarnbah

komoditi tcrselnit. Tarn1ma11 1x111;1,an mcliputi pacli, ,1<1;1,1rng, sor;1,1u11, kcdclai,

kacan;1, hijau, kacan;.; tanah, ubi jalar, ubi kayu, kacan;1,-kacangan minor

(kacan,<; tun;�1,Hk, kacan;1, koro), clan ubi-ubian minor (uwi, :�anit, balitm1g,

!alas, ;.;adtrng, dan gcrnbili). F'ada pcnclitian akan difokuskan pada komodili

kacans tanah.

Biji-bijian clari tanaman polong-polongan merupakan salah satu sumbct'

protein nabati yang pcnting bagi manusia karcna kandtrngan protein clan asam

an1i110 escnsialnya yan�; cukup tin���i� terut:a111a lJ7.S'Ji1. lJi Indo11esia, kacan(c�

tmrnh (/trnchis hyp<�';;C!I (L.) mcrupakan salah salu kornoditi yang diminati dan

bcrkembang secara pcsat. Sejak J 969, procluksi clan produktivitas kacang tanah

nasional mcningkat terus clan merupakan komoditi terpenting sclain kcdclai.

Hal ini rnembawa Indonesia rnenempati posisi sebagai salah satu penghasil

kacang tanah terbesar di Asia, bahkan di pasaran dunia Indonesia berhasil

mcnebus dalam tujuh besar penghasil kacang tanah terbesar di dunia setclah

India, Cina, Nigeria, Senegal, USA, dan Brazil. [lbarz, Albcrd and Gustavo V., 2003]

Nanum iromsnya, Indonesia justru termasuk negara pengimpor

beberapa produk olahan kacang tanah. Kacang tanah tersebut cliekspor clalam

bcntuk mentahnya schingga pernanfaatannya kurang optimal clan tentu saja

berdampak pada kecilnya nilai tambah yang diclapatkan. Hal ini disebabkan

karcna pengolahan kacang tanah di Indonesia belum banyak clikenal dan tidak

optimal schingga tidak dapat rnengimbangi produktivitasnya yang sangat

berlimpah. Salah satu kandungan kacang tanah yang potensial untuk

dikembangkan adalah minyak kacang tanah yang sclama ini hanya menjadi

0 ,)

produk sekunder. !'ada penclitian ini akan dilakukan usaha pengolaham kacang

lanah mcnjadi dua produk Ul\"'<z,ulan yaitu : minyak kacang tanah yang

111c111iliki beberapa keunggulan dibandingkan minyak nabati Iainnya scrta

kacan;;; belms Jenrnk yang dapal diolah Jebih Janjul, rnisalnya menjadi oncom

ataupun produk unsgulan Iainnya.

1.3 Pcmanfaatan kacang tanah

Kacang tanah (1lrnc/1il' l!J'}JO/'{Cd (L.) Meff.) berasal dari l\rasilia.

Fcnycbnrannya di Indonesia clirnulai oleh peda:;an;s Portu:?is yan,(s n1e1nba\va

kiicang tanah kc Maluku pacla tal111n l 85�J. Saal ini, pulau Jawa 1naupakan

senlra produksi kacang tanah di Indonesia (8:'> %). Tanaman kacan;;; tanah

dapat berguna untuk 111cmbanlu menyub111·kan lanah, karcna pada aknrnva

lerclapal bakteri Rfuiobium yang dapal mempcrkaya kandun;;;an nitrogen

dalam tanah.

Kaca;1g tanah berdasarkan pengerlian SN! adalah hasil clari tanaman

i\rachis hypogaca L berupa (polong) atauwosc (biji) yang s1u1ah dibcrsihkan

dan dikeringkan. Biji kacang tanah dapat dilihat pada Garnbar 1.1 scdangkan

komposisi bi.ii kacan;s lanah dapat dilihat apda Tabcl l. l. [llJjp:(/ \.Y\.Y\.Y,;;a ru d a food &ornbnci.oJlc§if!LWc c ia I I wo r Id .£Lml

Gambar 1.1. Biji kacang tanah

4

Ta!JCI 1.1. Komposisi kacang tanah

l 00 5;r dari Kacang kering Mcntah

Protein 149<J

Lcmak TakJcnuh 2196 Lcnrnk Jen uh I 09<1 Karbohidrat 296

Saal 8\li ( /0

Kcilcsterol o·x) Vil<lrnin I: ') ri\I ;;_ ' ) ;\)

Niacin I :J\X) iVl.i\'SilCSi 11111 J 2'\�

Folatc J 01X1 Copper 1 Ot/;1

Phosphorous I o�v) ' Pott1ssiun1 I Ol){,

Thia min 89·6 Seng (tll ) /\)

Ilcsi L1 ')() J Kalsi urn 21}6

l-lampir sernua bagian kacang tanah dapat dirnanfaatkan, mulai dari

biji, kulit dan da unnya. Biji kacang tanah mcngandung kadar lemak dan

protein tinggi. Kandungan protein kacang tanah terdiri dari asam-asam amino

esensial sepcrti arginin, fcnilalanin, histidin, isoleusin, leusin, lisin, rnetionin,

triptofan, dan valin. Kandungan lemaknya sebesar 1 G-50%, 7G-86% di

antaranya adalah asarn lemak tidak jenuh seperti asam oleat dan linolcat.

Kacang t:anah rncngandung anti oksidan, yaitu senyawa tokoferol, selain itu

mcngandung arakhidonat, dan mineral (kalsiurn, magnesium, phosphor, dan

sulfur), serta vitamin (riboflavin, thianin, asam nikotinik, vitamin E, dan

vi ta min A).

Biji kacang tanah dapat diolah lebih lanjut sebagai bumbu pecel, kue,

cake, selai kacang dan minyak. Minyak kacang tanah dapat diekstraksi dari biji

kacang tanah dan biasa diolah lebih lanjut menjadi rninyak goreng, rnentega,

s

bahan campurnn kuc, bahan campurnn kosmctik, bahan baku farrnasi, dan

minyak pelumas mcsin diesel.

Ampas kacang tanah (biasanya merupakan CHkc sisa ekstraksi minyak

kacang tanah) dapat dibual bungkil alau oncom melalui fcnnentasi jamur. Di

l>Jdoncsia, pcmanfaatan kacang tanah hanya terbatas mcnjadi kacang garing

atau gula kacang. Padahal biji kacang tanah dapat diolah lebih lanjut menjadi

prnduk unggulan, sepcrti: selai kacang, kembang gula, kacang asin, clan kacang

sang,grni. Bahkan di India, biji kacang tanah diolah rncnjadi susu pen:;:1,anti susu

sap1.

Kulit kacang tanah juga dnpat dimanfaatkan scbagai untuk bahan bakar

ntaupun bahan pc11ca111pur dalam pembuatan papan hr11ribodrd Selain itu,

kulit kacang tanah juga dapat dimanfaatkan sebagai sumbcr selulosa clan scrat

atm1p1m dapat dipergunakan scba:1,ai pakan ternak. Daun kacang tanah sclain

sebagai sayuran rnentah (!ala pan) juga dapat digunakan sebagai bahan pakan

lcnrnk scrta pupuk hijau.

Kacang tanah Jidak hanya dikenal di Indonesia, namun juga di negara·

negara lain, dengan bcbcrapa sebutan antara lain : kacang 1111a, kacang suuk,

kacang jebrol, kacang bandung, kacang tuban, kacang kole, kiican;s bens,'l,ala,

kacan:� cina, kacang brol, kacang bru<iul dan "pec111t1t a tau /?l'<}ttJJliJ111/-'� I lasil riscl mcmmjukkan bahwa sckclompok orang yang rncrnpunyai

kebiasaan mengkonsumsi kacang tanah mempunyai kemungkinan lebih kccil

lcrkena serangan penyakit jantung. Kacang tanah clan sclai kacang

mcngandung protein nabati yang berkualitas tinggi. Jika dibandingkan dengan

makanan sejenis, kacang tanah memiliki lebih banyak prntcin. I-Jal ini pcnting

untuk pertumbuhan anak, vegetarian dan orang yang memakan sedikit dazing.

Dalam I 00 gram a tau segenggarn pen uh kacang tanah mengandung 2 gram scrnt. Hal ini sudah mcmcnuhi 8% kebutuhan serat setiap hari. Selain itu,

100 gram kacang tanah mengandung 25% dari kcbutuhan vitamin E sctiap

hari. Vitamin E telah terbukti scbagai antioksidan yang dapat mengmangi rcsiko

pcnyakit jantung koroner. Kacang tanah merupakan sumber penting mineral

sepcrti, Magnesium, copper, phospor, potassium clan seng. Beberapa mineral

seperti copper dan magnesium susah ditemukan dalam makanan lain, dan dapat

mencegah tirnbulnya penyakit jantung koroner. Kacang tanah juga merupakan

surnber vitamin B yang berguna untuk rnencegah cacat janin dalam kandungan.

Vitamin B juga dapat rnengurnngi jumlah homocysteine dalam darah yang bisa

mcnimbukan penyakit jantung. Kacang tanah mcngandun;; rcsveratrol salah

satu jenis l'hytochemicals adalah bahan alami dalam tanaman yang bcrguna

ba;;i kcschatan, scpcrti mcngurangi rcsiko pcnyakit ja11tw1;1, koroner.

1.4 Keunggulan minyak kacang tanah dihandingkan minyak nabati lainnya

Minyak kacang tanah merupakan minyak yang lcbih baik daripada

minyak jagu11:1,, minyak biji kapas, minyak olive, ataupun minyak bunga

rnatahari karcna kandungan asam lcnrnk tak jenuhnya. Minyak kacang tanah

dapat diolah unluk dijadikan sa!f!d drcss·ins dan disirnpan pada tcmperatur

-1 l0C. Hal ini discbabkan karcna minyak kacan;; ta11al1 dalarn wujud padatnya

berbcntuk arnorf, dimana lapisan padat tcrscbut tidak pccah scwaktu proses

pernbekuan. Minyak kacang tanah yang didinginkan pada tcrnperatur ···G,G''C akan men;1,hasilkan sejurnlah besar trigeliserida padat. I Bailey J\.E, I 9:'i0]

Minyak kacang tanah rnengandl!l\'2, 7G-82 % asa111 lernak tidak jcnuh,

ya11�� ter'diri dari 40-45 o/t) asnn1 oleat dan 30-35 9'£) asarn linolcat. tv1inyak

kacang tanah mengandung anti oksidan alami yaitu tokofcrol yan;1, efektif

menghambat proses oksidasi minyak kacang tanali. Minyak kacang lirnah juga

mcngandun;; asa111 lemak jenuh yan;; scbagian bcsar terdiri dari asam palmitat,

scda118).::an kadar asan1 n1iristat sckitar 5 (76. Olch karena itu, pcmanfaatan kacang tanah rncnjadi minyak makan

sangat potensial untuk dikembangkan. Pac1a penelitian ini akan dilakukan

isolasi minyak kacang tanah pada berbagai variasi rneng;;unakan metode

ekstraksi padat-cair dengan pelarut n-heksana. Selain itu juga akan dibuat

kurva kesetirnban;;an ckstraksi minyak kacang tanah -heksana sching;;a

diharapkan dapat diper;;uankan lebih lanjut untuk SC!llc - up· ekstraktor

sehing;;a dapat dihasilkan rninyak kacang dengan yield yang tinggi.

BAB II JS()LASI MINYAK KACANG TANAH

2.1 Pengotor minyak dalam proses isolasi [Kctar·cn, 1990]

Llalarn proses isolasi minyak, procluk minyak yang dihasilkan biasanya

masil1 bcrcampur dCl\'san pcngotor ataupun komponcn-komponcn lain yan:;

tidak cliinginkan. l'rngolor ini memiliki sifat yang mirip clcngan minyak

(dikcrnd dcngan scb11ta11 fraksi lipida) schingga mcmungkinkan tcrlarutnya

ko111po11c11 tcrsebut sclama proses ckstraksi (isolasi) dilakukan.

J'raksi Jipida lcrdiri C:ari lemak atau minyak, malam, fosfolipida, sterol,

hidrokarbon, clan pigmen. Minyak atau Jemak, malam, dan fosfolipicla clapat

clisabtmkan clcnzan basa, biasanya NaOl! scclanzkan stcrol, hidrokarbon, clan

pismcn 111crupakan fraksi yang 'tidak d11pat disabunkan dcngan basa.

2.1.l Malam dan fosfolipida

Malam merupakan ester asam Jemak dcnzan alkohol yang mcmpunyai

bcral molckul tin;i,gi yang hanya terkanduns di dalam minyak kasar. Asam

lcniak yang dapal tcrestcrkan menjadi maJam antara lain asarn palmilat, asam

stearat, clan asarn oleat.

Sedangkan fosfolipida men1paka11 ester asam lemak denzan gliscrol yang

rnenzandung ion fosfat. Minyak dari biji banyak mensanduns fosfolipida,

contohnya pada minyak kacang kcdelai mengandung banyak sefalin.

2.1.2 Pigmcn

Pigmen rncrupakan zat warna yang memberikan warna pada minyak,

contohnya karotenoid menyebabkan minyak berwarna kunins kerncrahan,

kJorofil mcnyebabkan minyak berwarna kehijauan, scdanskan tokoferol

menycbabkan minyak berwarna coklat.

2.1.3 Asam lemak

Asam lcmak yang ditemukan di alam biasanya mernpakan asam-asam

monokarboksilat dcngan rantai bcracabang ataupim tidak bercabang clan

7

8

mernpunyai jumlah atom gcnap. Asam lcmak yan;; ditcnmkan di alam dibagi

111enjacli dua, yaitu :

1. Asam lernak jenuh

2. Asam lcmak tidakjcnuh

Bcrat rnolckul dan dcrajat kctidakjcnuhan asarn lemak akan

mernpcngaruhi kcrnampuan rncnguap asam Icmak dan kclarutan zaramnya

dalam alkohol dan air. Asam lcrnak dcngan atom C Icbih dari J 2 ticlak larut baik

dalam air din,l\in nwupun air panas. Asam lcmak dari c,, Ci;, C;;, clan C10 dapat

mcnguap scclangkan asam lemak C12 clan c,., scclikit mcnguap. Caram-garam

dari asam lcmak yang mcrnpunyai bcr<tl molckul rcndah clan lak jcnuh lcbih

111t1dah lanll dalarn alkohol daripada garan1-gamm dari asnm lcnwk yang

t11c111punyai bcral 111olckul tin;<\cl\i dan jcnuh.

2.2 Mctodc isolasi minyak [Ketarcn, 1990 dan Bernardini, 19821 Metode isolasi 111inyak dan yang bias;1 dilakukan adalah n'nder1i1;;;,

pcngcpresan, ekslraksi n1eng;;unakan pelarnt atau dcngan rcaksi enzirnatis.

f'ada dasarnya, isolasi minyak mcn:<\cl\Ullakan prinsip mengeluarkan minyak

tcrscbut dari k;rntung lcmak yang tcrclapat dalam jaringan b(ii. Usaha yan;;

dilakukan dapat sccara rnekanis, kimia 111aupt111 cnzimatis (biologi). Biasanya,

leniak bct'acia clalam kcadaan koloid dengan protein schingga dibutuhkan suatu

cara untuk mcngganggu kestabilan koloid tcrscbut sching;,a minyak dan protein

dapat tcrpisahkan dan minyak dapal diambil.

Pada penelitian ini akan dilakukan sccara fisika clan kimia menggunakan

pelarnt yang sesuai, yaitu n-heksana.

2.2. l Rendering

Rendering merupakan suatu cara isolasi minyak atau letnak dari bahan

yang diduga mengandung minyak atau lemak dengan kadar air yang tinggi dcngan

cara pcrnanasan. Pemanasan dapat dilakukan dengan dua cara yaitu :

1. Pemanasan rnenggunakan air panas a tau steam (wet rc11dcni13) 2. f'ernanasan tan pa air (d1y rc11dcni13)

Pemanasan dilakukan dalam sebuah ketcl atau boiler. Tekanan

pemanasan juga dapat diatur pada keadaan vakum atau tekanan biasa. Pada wet

rendeling, lemak akan mengapung di permukaan sehingga dapat dipisahkan.

9

l'ada proses ini, protein akan rusak karcna panas sedangkan air akan mcnguap

schingga Jcrnak dapat dipisahkan.

2.2.2 Pcngcn1paan atau pcngcprcsan

l'cngcprcsan adalah earn pcngambilan minyak.dari biji sccara mckanik

pada tckanan tcrtcntu. l'cngcpresan dilakukan pada bahan yang mengandung

kandungan minyak cukup linggi (lebih bcsar dari 42 %) hingga ntfinat (sisa

f71't'.>'.>'Jlt;) clnpat n1encap:-1i 17 o/t). ;\da dun mctock pcngeprcsan yailu :

l. Pcngcprcsan hidrolik (hvdm!Ji· pn•s.1'i11s) Balian diprcs dcngan tckanan sckilar 2000 pound/inch2 Banyaknya minyak

yang dapat dickstrasi tergantung dcngan \\'aktu pcngcpresan, tckanan

pcngcprcsan. scrta kanclungan minyak dalam balwn baku

2. Pcngcprcsan bcrulir (.,Y'rcu1 j)l'C . .,:'>'1!1/;)

Cara ini mcmcr!ukan pcrlakuan awal pcndalrn!uan yang tcrdiri dari proses

pcn1asakan d9n ten11Jeri17r;. Proses pcn1asakan hcrlangsung pada ten1peratur

115.s''C clcngan tckanan l 5-20 ton/inch2.

Di clalam dunia induslri, pcngeprcsan hidrolik mulai di�.;rmakan pada

tahun l 800-an clan mulai bcrkclllbanz tahun 1911. Namun sejak tahun 1940-

an pcn��epresan hidrolik jarang digunakan karena efisiensinya kurang baik

sehingza dikcmbangkan sc1fiv pn:ss r111tr1k mcningkatkan efisicnsi dan

mempertinggi yield minyak yang didapatkan.

Screw press mcmiliki ketrnggulan-keunggulan dibandinzkan hydrolic

pre;:� yaitu pcnekanan berlangsunz secarn kontinn, tidak membutuhkan

pcmanasan yang lama, dan dapat dizunakan untuk kapasitas bcsar nanrnn

kclemahannya membutuhkan daya yang besar .

2.2.3 Ekstraksi mcnggunakan pclarut

Ekstraksi mcnggunakan pelarut biasanya dilakukan untuk rnenzckstrak

minyak dari bahan yang mcrniliki kandungan minyak rcndah. Lcmak dalam

bahan dilarutkan dcngan pclarut. Cara ini kmanz efcktif karena harga pelarut

biasanya mahal dan lemak yang dipcroleh harus dipisahkan dari pelarutnya

dengan cam diuapkan, sclain itu ampas harus dipisahkan dari pelarut yang

tertahan sebelum dapat dizunakan sebagai pakan ternak.

I 0

Narnun, ekstraksi mcnggunakan pelarut mcmiliki kclcbihan karena

pemilihan pelarut dan mondisi ekstraksi yang tepat dapat rncningkatkan

kualitas dan pC/dminyak kacang tanah.

Jcnis pelarut yang dapat digunakan untuk rncngckstrasi ada bcrbagai

macam, m1tara lain : bcnzcna, hcksana, ctanol, methanol, aseton, petroleum ctcr,

dan kloroform. Di dalam pcnelitian ini clipilih pclarut heksana karcna asam olcat

yang n1crupakan salah satu kon1poncn utan1a n1inyak kacang tanah paling banyak

melarut dalam pclarut hcksana, sclain itu hcksana rncrniliki sifat sclektvitas yang

tinggi, yang baik cligunakan untuk mclarutkan rninyak dari biji-bijian.[Bcrnardini,

1982]

2.3 Penn:rnian Minyak !Kctaren, 1 9901

l'c!11urnian minyak dilakukan untuk mempcmlch n1inyak yang baik

mutunya sching,za diclapatkan minyak clcngan nilai jual yang lcbih tinggiscsuai

dengan standar minyak rnakan yang telah clitctapkan. Pcmurnian minyak mcliputi

4 tahap sebagai beriklll :

I . J)e«su1nrnin,f!,

2. Nctralisasi 0 !Jleaching ·'·

4. Deodorizing

2.3.J Pcngcndapan (settling) clan pcmisahan gum (degumming)

Tujuan settling dan degumming adalah untuk menghilangkan fosfatida

(!ecit!ui1), getah, protein, karbohidrat, air, resin dan partikel-partikel halus yang

tersuspensi atau berbentuk koloidal tanpa mengurangi jumlah asam lemak

bcbas di dalam minyak.

Biasanya proses ini dilakukan dengan dehidrasi gum agar bahan terscbut

lebih rnudah terpisah dari rninyak, kenmdian disusul oleh proses sentrifugasi.

Proses d�<;u1111111i1g dapat dilakukan dengan cara mcncampurkan air (bisanya

scbanyak 2 %) dengan ternperatur 60-7l°C atau asam fosfor pada temperatur

50-80 °C ke dalam minyak. Proses degum111i1�<; mengzunakan air dapat

mengcndapkan fosfatida yang larut dalam air sedangkan proses degu11111ui1g

. mengzunakan asam fosfor untuk mengendapkan senyawa fosforus yang tidak

larut dalarn air. Bila ternperatu terlalu tingzi maka kelarutan fosfatida dalam

11

minyak akan mcningkat lctapi bila tcmperalur suhu lcrlalu rcndah maka

viskositas akan berlambah schingga proses pc111isalrnn akan lebih suliL

Sclanjutnya disentrifugasi sel1ins,<.;a bagian lendir terpisah dari air.

lk;g11mm1i1/; perlu clilakukan scbclu111 pmses nctralisasi, karena :

I. Sabun yang terbenlt1k dari hasil reaksi antara asarn lcrnak bcbas dengan

ka11satik soda pada prosas nctralisasi akan mcnycrap gum schin;�..;a

111cngha111bal proses pcn1isalrnn sabun clari minyak.

2. Nctralisai n1inyak yan;� nutsih u1cn,�anc!u11,'� ,';;un1 akan 111c11;;;han1ba! partikel

cmulsi dalarn minyak, schin;;;:,a mcn;,nrangi rcnclernan tri;,lisericla atan

lcrnak yang dilrnsilkan

2.3.2 Nctralisasi Netralisasi 111erupakan pmscs untuk rncmisahkan asa111 lenrnk bebas clari

minyak atau lcmak, clengan earn rncrcaksikan asarn lcnrnk bcbas clan;;an basa

alau pcrcaksi lainnya (scpcrti : alkali karbonat sepcrti i'\a2CO:;, atau pclarut

organic) sehingga 111crnbcntuk sabun. Selain it11 juga untuk mcmisahkan

senyawa-senyawa terlarnt seperti .ma fosfatida, karbohidrat, fosfolipida,

protein, clan hidrokarbon yang belum hilang selama d1;g11mm1i1s. /\sam lemak

pcrlu clihilangkan karena asam Jcmak akan mcmbuat minyak mudah

tcraulooksiclasi yang menycbabkan minyak berbm1 tcngik.

2.3.3 Pc111ucata11 (bleac!ti11g)

!J/eacJ71/1s merupakan proses untuk mcnghilangkan atau mcnyerap

warna yang tidak diinginkan dalam minyak clcngan penambahan adsvrb1i1s

a;5e11t scpcrti arang aktif, lanah liat, alau dengan reaksi-rcaksi kimia.

Zat warna pada minyak terdiri clari zat warna alamiah yang bcrupa

pigmen clan warna hasil clcgradasi zat warna alamiah. Zat warna alamiah

terdapat sccara alamiah di dalam bahan yang mengandung minyak. Zat warna

terscbut tcrdiri dari a dan ff karoten, xantofil, klorofil, gosipil, clan antosianin.

Sclain itu zat warna dalam minyak juga dapat discbabkan oleh zat kimia,

mikroorganisme dalam minyak.

Prinsip b/eachins adalah adsorpsi fisika dimana color body I pigmen

menempcl di lapisan pcrmukaan partikel adsorben yang sangat tipis.

Pcnycrapan warna tctjadi di pori-pori adsorbcn. Setelah penycrapan warna,

lcmak disaring clalam keadaan vakum.

12

Adsorbcn yang biasa digunakan untuk mcmucatkan minyak tcrdiri dari

bkwc/ui13 ci!ly, aran:.;, dan arang aktif. Kcunlungan !11c11:z,gu11aka11 bk!icl11i{g

cf!ly sebagai bahan pcrnucal adalah karcna minyak yang tcrlin;.;,:1,al dalarn

activfllcd cl!iyju111lah11ya lcbih sedikit daripada yang tcrting;z,al pada arnng aktif

serla proses autooksidasi pada minyak yang dipucalkan dcn:i,an 11ctiv11tcd chty

Icbih larnba I.

2.3.4 Pcnghilangan bau (deodorizing)

f)c(J{f(.JJ'1°z1l�g bcrtujunn untuk 111c11:�'1ilangkan !Jau-bau dan rasa yan��

ticlak diinginkan ntau ticfok enak. Pc11,-.;hilan,'1,an bau dapat 111cn:s«z.1rnakan

penyulingan n1i11yak cicn�_�an uap panas dr!la111 tckanan al111osfcr <-Jiau kcadaa11

vakttnl. /)C(){/('1'1';:1!1/; dala111 kcadaan vakun1 11nt.uk 1nc11i11�;katkan cfisicnsi

pcnrn kaia n stmm schin:.;;;a komponcn yang tidak clii11:1,i11kan lcbih banynk

rncngunp clan mcncegah tctjadinya hidrolisis pada minyak clan lemak.

Dcodonili�g tidak 111cngubah kornposisi asalll le111ak dal11111 111inyak clan lcnwk clan juga tocop/Jcrolyang acla dala111 minyak tctap ti11:.;;1,al dala111 111i11yak sctelah

deodo11i!lf1im untuk menjaga kcstabilan 111inyak.

Proses dcodoni1i1z dilakukan dcngan cara mcrnompakan 111inyak ke

dalam kctcl deodorizing. Kcrnudian 111inyak tersc!Jul dipanaskan pada

tcmperatur 200·250"C pada tekanan J at111 dan sclanjutnya pacla tekanan

rcndah (kurang clari 10 111111hg) sambil clialiri uap panas sclama 4-G jam untuk

mcngangkat senyawa yang clapat mcnguap. Jika masih ada ua.p air yang

lertinggal dalam minyak setclah pengaliran uap selesai, maka minyak lerscbut

perlu clivakurnkan pacla tckanan yang lebih renclah.

Pacla tcrnpcratur lcbih tin&<;;i, komponcn yang rnenimbulkan bau dalam

minyak akan lebih muclah menguap, sehingga komponen tersebut clapat

diangkut dari minyak bersarna-sarna dengan uap panas. l'cnurunan tekanan

sclama proses dcodo11iii1g akan mengurangi jurnlah uap yang digunakan clan

mcnccgah hidrolisis minyak olch uap air. Setelah proses deodonii113 sempurna,

minyak hams ccpat diclinginkan dengan rnengalirkan air clingin rnclalui pipa

penclingin schingga temperatm· rninyak turun.

1-Iasil rninyak yang telah dinrnrnikan seclapat 1111mgkin clijaga agar tidak

banyak mengalarni kerusakan clengan mernperhatikan faktor-faktor temperatur,

cara penanganan clan kemasan yang dipakai.

13

Untuk itulah, minyak kacang tanah yang dihasilkan hams 111c111cnuhi

\ standar rninyak kacang tanah yang lclah ditctapkan seperli dapat dilihat pada

Tabel 2. 1 .

Tabcl 2. l Standar minyak kacang tanah

-·-1-�rr:i-11��;1·1-i---i��cr · --;��i .. 1---T�l'i-z--·[ -l�·;:s;i b1.l n k" ;i __ __

O.�) 1 7 -0.'.)2 l

Bcr<lT.{C-11LS··-2"l�72�0C-----· ·- o.91-0.�i 1 ;��--·- --0.�J fO�QTI 1 s

!Sumber: Ketarel1,- i �)90] ----� --

0.11 .. 0.n�

Species N.C

Spanis runner.

BABlll EKSTI{AKSI PADAT CAIR

3.1 Prinsip

Ekstraksi mcrupakan proses pcrnisahan suatu zat yang dapat Jarut dalam

suatu pclarut dari carnpurannya dcngan suatu padatan mcnggunakan suatu pclarut.

Komponcn yang dipindahkan dari zat padat kc dalarn pclarut discbut "soluie"

scdangkan padatan yang tidak tcrlarut dalam pelarut disebut '·fnerr". !Ihm?., ?003 j.

� Dalam pcnclitian ini yang berperan sebagai sol111e adalah 111inyak kacang tanah

dan ampas kacang tanah yang tcrsisa mcrupakan inerl.

Adapun mekanismc yan g tc1jadi dalam proses ekstraksi padat-cair sebagai

bcrikut: [Gcankoplis, 1993]

l. Padatan dikontakkan dcngan pclarut schingga pclarut akan bcrgerak dari bulk

solvent solution menuju pcrrnukaan padatan. Kontak padatan dengan pelarut

dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu : pcrkoJasi (padatan disusun

mcnyerupai unggun tetap dan solvent dialirkan melcwati unggun tcrsebut)

atau dispersi (padatan didispersikan ke dalam pclarut hingga scluruh

permukaan padatan diselirnuti oleh pelarut, disperri clapat dibantu dengan

pengadukan). [Ibarz, 2003]. Pada pcnclitian ini, kontak dilakukan secara

dispersi menggunakan magnetic strirrer.

2. PeJarut berdifusi kc dalam padatan.

Pada proses difusi, suatu zat akan berpindah rnelcwati mcmbran dari daerah

berkonsentrasi tinggi rncnuju ke konsentrasi rcndah. Peristiwa difusi dapat

tcrjadi karena adanya driving fi;rce bcrupa pcrbcdaan konsentrasi. [Bailey,

1983]

3. Solute yang terkandung dalam padatan akan larut dalam pelarut yang tel ah

masuk kc dalam padatan. Solute dapat larut dalam solvent karena adanya gaya

antaraksi diantara molekuJ-molckulnya, yaitu gaya dipol-dipol dimana zat

yang bersifat polar-polar atau non polar-non polar akan sating bcrikatan.

14

\

15

Sclain itu juga terdapat gaya London ayng tc1jadi antara dipol-dipol yang

lemah sehingga mcmungkinkan pclarut polar melarutkan scnyawa non polar.

[Fessenden, 1990]

4. Solute akan mcnuju permukaan padatan dan berdifusi kembali keluar padatan.

Difusi ini terjadi karena konscntrasi pclarut yang mengandung solute lcbih

bcsar dibandingkan konscntrasi pclarut di luar padatan yang tidak

n1cngandung solute.

5. Solure berpindah kc dalam bulk solution.

Ekstraksi dilakukan hingga tcrcapainya waktu kesetimbangan, dimana

drivingfhrce bernilai no! (atau mcndckati no!).

3.2 \Vaktu kcsctimbangan

Pada proses ekstraksi padat-cair, perpindahan solute dari padatan inert kc

pclarut bcrlangsung sccara difosi dengan driving fi1rce bcrupa pcrbcdaan

konscntrasi scperti yang tclah dipaparkan di atas. Sciring dcngan bcrlangsungnya

proses ckstraksi, drivingfi1rce rnenjadi berkurang hingga suatu saat proses difusi

akan bcrhcnti (sccara makroskopis).

kcsetirnbangan.

Saal inilah yang discbut dcngan

Waktu kesetimbangan dipengaruhi oleh :

l. Perlakuan awal terhadap umpan

Perlakuan awal dipcrlukan untuk meningkatkan laju difusi solute dari padatan

ke pelarut. Perlakuan awal dapat berupa pencucian, pengupasan kulit,

pengeringan ataupun pengecilan ukuran. [Handbooks of Oilseeds, Oils, Fats,

and Derivatives, 1998]

2. J umlah pelarut

3. Tempcratur ekstraksi

4. Jenis pelarut

5. Kecepatan pengadukan

"

16

3.3 Kurva kcsctimbangan

Kurva kcsetimbangan menggambarkan huhungan antara konscntrasi solu!e

clalam raflnat clan ckstrak. Kurva kcsctimhangan dapat digunakan scbagai data

untuk pcrancangan unit ckstraksi clan menentukan jumlah tahap tcoritis ayng

akhirnya dapat digunakan untuk menghitung cfisiensi tahap.

Kurva kcsetimbangan dibuat dengan mcngalurkan data NE (fraksi bcrat

paclatan dalarn ckstrak bcbas inert) tcrhaclap Y (fraksi bcrnt solule dalam ckstrak

bcbas inert) scrta N1( (fraksi bcrat padatan dalarn rafinat bcbas cncrt) tcrhadap X (fraksi berat solule dalam rafinat bcbas inert) pada proses ckstraksi satu tahap

yang dilakukan hingga tcrcapainya kcsctimbangan.Diagram alir proses ckstraksi

padat-cair satu tahap disajikan pacla Gambar 3.1.

Rafinat (R) Umpan biji kacang tanah (F) 01 %WAR toWB F _____ _.,.,...'"'.""------,.----+ 01 . 0,{ '

·1 I .. /OWB R

Ekstra:�:) F""'•----� EKSTRAKTOR ""ol(I----- p::�u�" (�) %wB E %wA, s

%wC'E GamlJar 3.1 Diagram alir ckstraksi padal-cair tahap tunggal

Kctcrangan :

A : pclarut (n-heksana)

B : padatan inert

C : solute (rninyak kacang tanah)

Asurnsi-asumsi yang clipcrgunakan clalarn penentuan kurva kcsetimbangan pada

pcnelitian ini adalah :

1. Solule scluruhnya dianggap minyak kacang tanah

2. TicllJ< terclapat padatan inert dalam ekstrak

3. Tidak tcrdapat pelarut yang menguap

17

Dilakukan pcncracaan rnassa dcngan langkah pcrhitungan scbagai bcrikut :

Ncraca n1assa total :

F s

Nernca massa komponcn :

J\ :

13 : C:

s o/ci\Vn.F. J-·'

r;;)\Vc.r. F

R + E · · · · · · · · · · ·

+ %wA.R· R

+

Unluk rncnghilung X, Y. Nx dan Ny digunakan rurnus scbagai bcrikut:

.r ___ %wc.11 • R _,\ -- ---- -- ------------( % w ..r 11+%we11 ). R

' _%wcf. E } = ---- -----· '------

(% w A,lo +% w C.L ) . E

%w1u1 . R = ------·�···---·-------··--

('Yow ,L/I +'Yowc11 ) . R

_____ %11'/J,E �---� ('YowA,L+o/ow c,E ). E

(3. 1)

(3.2) (3.3) (3.4)

(3.5)

(3.6)

(3.7)

(3.8)

4.1 Bahan

BAB IV BAHAN DAN METODE

Bahan baku yang digunakan dalam pcnelitian ini adalah kacang tanah

dcngan diameter rata·rata 8 c111 yang diclapat dari pasar Andir clan pclarut n·

heksana. Adanya bcbcrapa pcngaruh yang mungkin tcijadi berkaitan dcn�san

bahan baku kacang tanah yang digunakan, seperti Ul11ut\ asal lokasi, varictas

dan waktt1 pcnyimpanan tidak ditcliti dalam pcnclitian ini.

4.2 Pcralatan

Pcralatan yang digunakan dalam pcnelitian mcncakup alat utama dan

alat penunjang. Alat utarna yang digunaka�1 bcrupa : ekstraktor batch berupa

gelas kimia berkapasitas 250 mL yang dilcngkapi hot phtte dan mflsnetic st1i1c1: Pcralatan penunjang yang digunakan adalah : eksikator, kcrtas SiH'ing, neraca

dan oven.

4.3 Mctodologi penelitian

Pcnelitian dibagi mcnjadi 4 (crnpat) tahapan besar, yaitu:

1 . l'ersiapan bahan baku

2. l'embuatan kurva standar min yak kacang tanah

3. Pembuatan kurva kesetirnbangan ekstraksi

4. Ekstraksi multitahap

4.3.1 Persiapan bahan baku

Sebelum mcmulai penelitian, terlebih dahulu dilakukan beberapa

perlakuan awal terhadap bahan baku (kacang tanah). Pcrlakuan awal tersebut

meliputi: pembersihan dan penghilangan kulit ari, pengeringan dan pengecilan

ukuran. Proscdur lengkap persiapan bahan baku disajikan pada Gambar 4. 1 .

18

Pen1bcrsihan kulil kacang dari ko!oran yan,� n1cncn1pcl (tanah dan dcbu)

dcngan cnra pcnyikatan clan pcrcndanun1 di dala111 ;lir

-[����$� - }!!l��1i!!ii®li!ll!i!lll!i!l���!!li!!liiill�� '

(('-, __ /

l'cngupasan kuli! k:acan«S tanah

sccara n1anual

il\i�

l'crcnd<:1111<Hl biji kacan� ta11ah t'.G1 dalain air sclan1a 2yun c�r ���@:[{����'1·--1�����ii��t:g•i

__ ) !

l'c1'.gcringan cial::111 oven i�i?J1 11111;;.�a kadar air 10'X1 0� --�(f:?,"0£��1�1-- 't��trw.��-t.i@t�

r J'cn,�z,ccilan ukuran

! n1cng__)!,unakan blender n!\Wlif� ' 0

[ Biji kacang siap untuk diekstraksi ---l Gambar 4.1 Diagram alir persiapan bahan baku

4.3.2 Pembuatan kurva standar minyak kacang tanah

19

Pcmbuatan kurva standar rninyak kadang tanah dilakukan untuk

mencari hubungan konsentrasi rninyak dalam larutan ekstrak terhadap nilai

indeks biasnya. Minyak kacang tanah standar yang digunakan didapatkan di

pasaran (banyak dijumpai di supermarket). Prosedm· lengkap pernbuatan kurva

standar min yak kacang tanah disajikan pada Garnbar 4.2.

r·f\;111bualan Jarulan 1ninyak kaca�,g--1�-����-h--ct-;1;�---�i�;�t n-hcksana pada berha:�ai konscntrasi n1assa

fiKTh��Slli� �amamimammnil ' ) .. /

,- ----1

1 l'cngukuran indcks bias / rnasing-rnasing Iarutan tcrsebut ··��'!!l"ii:'lir,,.1�,'�---��ml!!!

l'cngaluran konscntrasi n1inyak kacang !anall !crhadap indcks bias

lJi)apatkan pcrsanHtan yang 1nenghubungkan konscntrasi rninyak kaclang tanah tcrhadap indcks bias

20

Gambar 4.2 Diagram alir pernbuatan kurva kalibarasi konsentrasi minyak kacang

tanah lerhadap indeks bias

4.3.3 Pcmbuatan kurva kcsctimbangan ekstraksi

Fcmbufltan kmva keseti111ba113a11 ckstraksi di3unakan untuk

menentukan tahap teoritis pada ckstraksi multi tahap sehingga pada akhirnya

dapat ditcntukan efisiensi proses ekstraksi yang akan dilakukan. Pcrnbuatan

kurva kcsetirnban3a11 ckstraksi system minyak kadan3 tanah-heksana dilakukan

di dalam ekstraktor batch satu tahap pada berbagai variasi rasio bahan baku

terhadap pelarut (F:S) dan Iaju pengadukan. Ekstraksi dilakukan pada

temperatur dan tckanan lingkungan sekjtar Z5°C dan 697 rnrnl-lg.

Penentllan konsentrasi di fasa ekstrak menggunakan refraktometcr

(akan didapatkan nilai indeks bias sehingga menszunakan pcrsarnaan

konsentrasi minyak terhadap indeks bias yang didapat pada 4.3.Z dapat

ditentukan nilainya) scdangkan penentuan rnassa rafinat yang didapat

menggunakan neraca digital. Perhitungan Nx, Nv, X clan Y mensgunakan

persamaan neraca massa yang tclah diturunkan pada bab JlI (pcrsamaan 3. l s.d

3.8). Prosedur Jengkap pernbuatan kurva kcsetimbangan ekstraksi disajikan

pada Gambar 4.3.

JOO_gr;1n1 biji kcican;.; tn11:-1h ditan1bahkan r:icl:iruf n licksnna

(varia.si l':S dan kccc.pat<in pcngadukan)

J:kstraksi pada f',T kan1ar

Ainbil san1pcl .sctiap 1 111enit d:u1 ukur

indck.s biasnya

Jndck.s bias

konsb::in y

Bual kurva ke.setimbangan dengan cara inengalurkan

Nx, NY tcrhadap X,Y

( l I

21

lndeks bias

bclun1 kons1�111

Gambar 4.3 Prosedur pembuatan kurva kesetimbangan ekstraksi sistem minyak

kacanz tanah-heksana pada Z5°C

4.3.4 Ekstraksi multitahap counter - current

l'enelitian ini dilakukan untuk menzctahui yield minyak kacanz tanah

dan efisiensi pada ekstraksi multi tahap. Sistem ekstraksi multitahap counter­

cun'ent (2,3 dan 4 tahap) disajikan.

pada Gambar 4.4. Diagram alir prosedur

ckstraksi multi tahap disajikan pada Gambar 4.5.

22

2 tahap 3 lahap

Keterangan :

Padatan baru " Ekstrak ---..

R.afinat i Pelarut baru 4 Ekstrak diukur --.

Rafinat ditin1bang

4 tahap

Gambar 4.4 Sistem ekstraksi multitahap tahap counter-current

i 100 gram biji kacang tanah ditambahkan pclarut n-hcksana

J'- _

(r:s dan kcccpatan pengadukan tcrbaik yan,'<; didapat dari f� -· ckstrnksil tahap) �j iKiw&t¥tlR$•���� ��&g;g�;2111Jl:¢"2f:ii17J3'.;;:.;£�1

'"- . /

Eks!raksi pada P,T kamar scsuai sistcm

ckstraksi pada Gambar 4.4 (2,3 dan 4 tahap) hingga selimbang

li�1{[R�B 1ll?f'/tl�llii,��}�fifili��� __ )

'"'-·-

Pcn1isahan ekstrak dan rafinat dengan

l:kstrak �� - · 1i%11i&\flffi,-1'&1�'fu�?'j� ) \'­� ,/) "'--.-----·

filtrnsi

Rafinat

i llitin1banr� �1

- �'l'A'ii±'T ���!IEE"�

- - - -- -

-

-.>--

./

Didapatkan n dan massa rafinat yang tidak bcrubah lagi

iir&mq.o if (___/

r---ikstraksi --1 l_multitahap selesai

\ ")

- -- --- -----��--·-, . - ----����� jumlah lahap teoritik dan efisiensi tahap i. ����al!�im��-

Gambar 4.5 Diagram alir ckstraksi multi tahap counter-cwrent

24

Proscdur pcnentuan jumlah lahap tcoritik dan cfisicnsi tahap sebagai

bcrikul :

I . l'cnenluan tahap tcorilik

a. Titik F (Yr,Nr) cligmnbar pacla kurva kcsctimbangan yang tclah didapat.

Nilai Yr (didapal dari hubungan n bias ckstrak tcrhacl.ap konscntrasi

minyak kacang tanah), scdangkan clan Nr (fraksi inert di clalam umpan

ciengnn basis bebas inert) schingga dapat diluliskan bahwa :

'!' n1inyak,1" :::: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (4 . 1 )

Nr (feed) -Y11wn, F · I;' (4 .2)

v F + y . F -' hck�:ma_ I' · 111!11.va�. I

b. Titik S (Xs,f\!s) diga111bar pada kurva kcselimban;san. Nilai Xs dan Ns dapat

dicari melalui pcncracaan 111assa, climana di,3unakan asumsi bahwa

pclarut n--hcksana adalah pclanil 1 1 1 1 1 rn 1 schingga dapat dituliskan

bahwa:

x . S X rniny:ik 5 = = 0. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (4 .3)

x . . s Ns (solvent) mell,S = 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (4 .4) x . S + x . S pch11uLS 111111�ak.S

c. Titik E1 (Yi:1 ,Nr:1) clan R,, (XR,NR,,) cligambar pada kurva kcsctirnbangan.

Nilai Yi:, NI:I, XR, dan NJQ, dapat dicari rnelalui persamaan berikut :

\Tn1invakJ:1 = -�,.·---�-�--.... ·�-�'.'.2'.'.'.������·�-� . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...... (4.5) " Y n-hcksana,El · E l + Y minvak,EI ' I� I

Nn Y inert, E l • [� I = 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (4.6)

Y F + y F 11-hcksana, EI ' .� I minyak, El • " l

X minyak Rn ' J.\ n Xminyak.Rn = ' . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 4 . 7)

X n-hcksana,Rn · J.\ n + X minyak,Rn · I.\ 11

NRn = x incrt.Rn . H. !) ------------- .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (4.8)

d. Titik F dihubungkan clengan titik E1 dan titik Rn dihubungkan dengan titik

S. Perpotongan garis F- E 1 clan garis S-Rn discbut titik LiR.

e. Dari titik E 1 clitarik tie line sedangkan titik R1 dilrnbungkan dengan titik

LiR sehingga diperoleh perpotongan pada sampai kc garis kurva NR vs X

25

(fasa rafinat) untuk mempcroleh titik R1 (tahap ke· 1 ) garis kurva Ni: vs Y (fasa ekstrak) yaitu titik E2.

L Langkah e dan f terus diulangi sampai mclewati titik S (tahap kc-11) dan

pencntuan tahap tcoritik selcsai.

2. Pcncntuan efisiensi tahap

l:fisicnsi tahap dapat ditentukan menggunakan pcrsamaan bcrkut :

· · . · , . · . . . . L: tahap tcoritik 0 Lf1s1u1s1 talrnp ·· . · x l O O Xi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (4.9) L: tahap aktual

BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1 Yield minyak kacang tanah pada ckstraksi tahap tunggal

YJeJd minyak kacang lanah rncnu 11j t1kkan persentase pcrolchan minyak

kaciang tanah yang ciapal di isolasi atnu d ickslrak dibanclingkan ckngan

ka11ciu11ga11 rninyak di dalam u m pan kacang tanah. Hasil analisis yield rninyak

kacang lanah yang didapatkan pada ekstraksi tahap l1rns;sal de1\'san variasi

rnsio umpan terhadap pelarul (F:S) dan kecepatan pcngadukan ditunjt1kka11

pada Tabet 5 I .

Tahcl 5.1 Yield rninyak kacang tanah . F : S

1 :03 G 7 ---------· ·-··--------

1 :04 9 1 0 --· ·····-.. ···- ---·-�·- ··-···-------·- -----. .-] :05 1 4

----------·····-·-·--···-I :OG 30

1 :07 50 ···-··-··-···--

1 :08 FL J 5

50 70 --- -··----·------------- ·- ---·--------· - -·· ..... - - - -- -----

1 :09 80 90 1 : 1 0 85 '.J3

· ········

1 : 1 1 87 9 5 ··---- ----------· .------� 1 : 1 2 88 98 --

1 : 1 3 89 98 1 : 1 4 89 98

···-··-

1 : 1 5 89 98

5.1.l Pengaruh rasio F : S terhadap yield minyak kacang tanah

Perpindahan massa dapat te1jadi karena adanya perbedaan potesial

kimia. Biasanya, rnassa dapat berpindah dcngan cara berdifusi dari satu fasa kc

fasa lainnya. Di dalarn le!iclui1s, adanya pcrbcdaan konsentrasi solut di dalarn

padatan umpan dan konscntrasi solut di dalam solvent scrta kemampuan

pelarut untuk rnelarutkan komponen a tau solute tertentu menyebabkan solut

akan bcrdifusi dari padatan umpan menuju pelarut [McCabe, 1 993] .

Dari Table 5 . 1 dapat dilihat bahwa sernakin . banyak jum!ah

yang digunakan dalarn ekstraksi akan meningkatkan yield rninyak

26

pelarut

kacang

2 7

tanah. Adanya pclarnt yang semakin bcsar mcnycbabkan kemun;.;kinan

tcrikatnya molkcl minyak kacang tanah oleh pclarut pun scmakin bcsar

sehingga yield yang didapat pun rneningkat.

Dapat d i l ihat bahwa pada rasio F:S scbcsar 1 :5 hing_ga I : 1 2 mernberikan

pcningkatan y1C/dyang cukup bcrarti, namun pada rasio F:S yang cukup rendah

dan terlalu ting,_s;i mcnycbabkan pcningkatan yield yang tidak tcrlalu berarti.

Hal 1 11 1 rncnunjukkan adanya rasio F:S optimum, dimnirn pada pe11a111bahan

j u 111Jah pclarnt pada closis tertcntu t idak lagi mcningkatkan yield yang

dihasilkan. Bahkan dinmngkinkan pada pclarut yan;; lcrlalu banyak akan

1 11cyclmbkan pclan1t akan lll<�ngi lrnt atau mcngckstrak scnyawa lai nnya sclain

mi nyak, scperli : fosfol ipida, resin, gctah, J i l i n ataupun scnyawa tak krsalmnkan

lai nnya.

5. 1 .2 Pengaruh kecepatan pengadukan terhadap yield minyak kacang tanah

Di dalam ckstrnksi, pcngadukan mcrupakan salah salu factor tcrpcn l i ng

yang hams clipcrhatikan. Pcngadukan yang se111purna rnenycbabkan kontak

anlara pelarut dengan solute opt imal schi n,�.;;:i proses pelaru tan (ckstraksi)

dapal bc1jala11 dengan opti mal .

Secara urnum, keccpa lan pcngacl ukan yang bcsar akan meningkatkan

y1dd. Namun, pe1fo clipcrhatikan bahwa pada kcccpat a n pcngadukan yang

tcrl a l u bcsar akan mcnimbulkan vortcks yang pada akhirnya j ustru rnernbcrikan

cfek negatif pada difusivitas solute ke dalarn pclarut. Adanya vorteks dapat

rncnycbabkan ketidakhomogc nan carnpuran sehingga kontak j uslru semakin

terhalang. Sebaliknya pcngadukan dengan kecepatan pengadukan yang terlalu

rendah juga akan mcycbabkan ketidakhomogcnan cli dalam kontak akibat

bahan yang akaqn diekstrak tidak bergerak dan hanya beracla di dasar

ekstraktor saja schingga difusivitas mcnjadi tidak mcrata.

5.2 Ekstraksi multi tahap counter - current

Kurva kesetimbangan digunakan untuk men&s;ambarkan hubungan

konscntrasi solut dalam fasa ekslrak dan rafinat sebagai data yang harus

diperhatikan dalam perancangan unit ekstraksi. Kurva kesctimbangan minyak

akcang tanah - heksana yang diperoleh dari hasil penelitian dapat d i l i ha t pada

Gambar 5. 1 . Kurva kesetimbangan i n i la h yang a k:;n digunakan untuk

m enghitung efisiensi ekstraksi multi tahap yang dilakukan.

,--- - ------------· -----

cc: z w

z

10,0

9,0

8,0

7,0

6,0

5,0

4,0

3,0

2,0

1,0

Kurva Kesetimbangan Minyak kacang Tanah

. •

'/ / �·

// � / _/-�

,/ .,,,.,.� _____ ...

/ ------ ----- -----· . . -- �----- --- �- -----·-·- ..

��--=-� 0,0 , � �....... -- --- -- - -- - - - --

28

0.0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

X,:,Y ---- ---

Gambar 5.1 Kurva kesetimbangan minyak kacang tanah - heksana

5.2.1 Yield minyak kacang tanah

Ek:straksi multi tahap dilakukan pada kondisi optimum yang telah

diperoleh dari ekstraksi tahap tung.gal, yaitu F: S = 1 : 12, 25 °C dan 300 rpm.

Hasil analisis yield pada ekstraksi 2, 3 dan 4 tahap dapat dilihat pada Tabel 5.2.

Tabel 5.2 Yield minyak kacang tanah ekstraksi counter - current multi tahap

Jumlah tahap eksh'aksi Yield(%-b/b) 1 98,0

2 98,96

3 99,02

4 99,05

Pada Tabd 5.2 dapat dilihat bahwa pada penambahan jumlah tahap ekstraksi

dari 1 tahap menjadi 2 tahap memberikan peningkaatn yield yang lebih berarti

dibandingkan pada penambahan jumlah tahap menjadi 3 ataupun 4 tahap.

Untuk aplikasi Jebih lanjut diperlukan perhitungan ekonomis di dalam

penambahan jumlah tahap ekstraksi walaupun yield dapat meningkat.

29

5.2.3 Efisiensi tahap ckstraksi

Hasil perhitunzan efisiensi tahap ekstraksi disajikan pada Tabel 5.3. Dari

table dapat dilihat bahwa efisiensi tahap terbesar didapatkan pada ekstraksi 3

tahap. Hal ini menunjukkan bahwa pada ekstraksi 3 tahap, ekstraksi minyak

kacanz tanah dapat berlanzsunz denzan optimal sehinzza dapat disimpulkan

bahwa sebaiknya ekstraksi sebaiknya dilakukan dalam 1,2, atau 3 tahap saja

denzan memperhitunzlkan faktor ekonomis lainnya dalam memperbesar

jumlah tahap sedanzkan ekstraksi denzan 4 tahap menjadi tidak efisien karena

selain akan memperbesar biaya juza rnenunjukkan ketidakefisienan.

Tabel 5.3 Efisiensi tahap ekstraksi counter - current multi tahap

Jumlah tahap ekstraksi Jumlah tahap Efisiensi tahap teoritik ( % )

2 2 100

3 3 100

4 3 75

6.1 Kesimpulan

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan yang dapat diarnbil dari penelitian ini adaJah :

1. Peningkata11 jumlah pelarut akan meningkatkan yield minyak kacang tanah.

2. Peningkatan kecl"patan pengadukan akan meningkatkan yield rninyak

kacang tanah.

3. Kondisi optimum ekstraksi tahap tunzgal dengan yield sebesar 98% didapatkan pada kondisi ekstraksi dengan rasio umpan terhadap pelanit

(F:S) 1:12 dan kecepatan pengadukan 300 rpm.

4. Peningkatan ta hap pada ekstraksi counter current akan meni11gkatkan yield

rninyak kacang tanah.

5. Peningkatan tahap pada ekstraksi counter current akan meningkatkan

efisiensi, tetapi pada ekstraksi 4 tahap justru akan menurunkan efisiensi

tahap.

6.2 Saran

Saran yang dapat disampaikan penulis untuk rnengembangkan lebih

lanjut penelitian ini adalah :

1. Perlu diteliti interaksi antara variable-variabel ekstraksi lainnya, seperti

temperatur, rasio F : S, ukuran partikel, jenis pelarut dan kecepatan

pengadukan terhadap yield maupun kualitas ·rninyak kacang tanah yang

diperoleh.

2. Perlu penelitian dengan variasi lebih lengkap untuk mencan data

kesetimbangan lain sehinzga dapat melengkapi kurva kesetimbangan yang

telah diperoleh.

3. Perlu dilakukan analisis kualitatif minyak kacang tanah yang dihasilkan dan

analisis lainnya (misalnya : kandungan logam berat, mikrobiologi,

kandungan pelarut yang masih tersisa) sesuai standar POM apabila rninyak

ini akan dipasarkan lebih lanjut.

30

DAFTAR PUST AKA

Bernardini, Ernesto, (1983), "Oilseed, Oil and Fats", Volume II, 01Js and Fat

Processing, Interstampa, Roma.

Bailey, James E and David F., 0.983), "Biochemical Engineering Fu11dame11taF�

Edition 2, Mc. Graw Hill, Singapore.

Geankoplis, Christie J., (1993), "Transport Process and Unit Operations', znct

Edition, Prentice Hall, USA.

Ibarz, Alberd and Gustavo V., (2003), ((Unit Operation in Food engineering", CRC

Press.

Treyball, Robert E., (1981 ), "Mass Trans/er Operatio11s7� Mc. Graw Hill, Singapore.

"SBF Handbook of Oilseeds7 Oils, Fats and Derivative7� (1998), SBP Consultants &

Engineers, India.

http:/ I \Vww.garucia food.com/ incionesia/ special/ world.asp

http:/ /ici.inaheart.or.ici/?p=39

http:/ /id.inaheart.or.ici/?p= 14

ww\v. nutrition .com

www.nutritiondata.com

http:/ /en.wikipedia.org/wiki/solvent

www.chem.isu.edu/lucici/tutorials/solubility/solubility.html

www .cheresources.com

www.foodcomp.com [copyright@2005 Food Informatics, Department of Nutritions,

Danish Institute for Food and Veterinary Research]

http: I I www .garudafood.com/ indonesia/ special/ world.asp

http:/ /www.chemistry.wustl.edu

http:/ /wwvv-.web.centre.edu/che/chell lab/ solutions.htm

31