LAPORAN TUGAS AKHIR

PENGARUH SUHU DALAM PENINGKATAN

KADAR PATCHOULI ALCOHOL

MENGGUNAKAN DISTILASI VAKUM DAN

PROSES PENGKELATAN DENGAN ASAM

SITRAT

(The Influence of Temperature in Improving the Patchouli Alcohol Degree with Vacuum Distillation and Chelating Technique Process with Citric Acid)

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi pada

Program Studi Teknik Kimia Departemen Teknologi Industri

Sekolah Vokasi Universitas Diponegoro

Semarang

Disusun oleh :

Zuhrianur Aini 21030114060114

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI

SEKOLAH VOKASI UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG 2017

iii

ABSTRAK

Minyak atsiri daun nilam mempunyai prospek yang baik sebagai komoditas minyak atsiri yang dibutuhkan dalam industri parfum, kosmetik, sabun dan lainnya. Kandungan patchouli alcohol pada mutu minyak nilam dapat ditingkatkan melalui metode distilasi vakum. Pada proses distilasi vakum yang dihasilkan warna minyak nilam menjadi berwarna gelap. Tujuan dari penelitian ini untuk meningkatkan kadar patchouli alcohol dengan Distilasi vakum dimana suhu yang digunakan 110 oC, 120 oC, dan 140 oC. Namun warna minyak nilam menjadi gelap. Cara untuk meningkatkan kecerahan warna minyak nilam hasil distilasi vakum dilakukan dengan proses pengkelatan menggunakan jenis pengkelat asam sitrat. Waktu proses selama 15 menit dengan konsentrasi pengkelatan 0,5 M. Proses pengkelatan dengan pengkelat asam sitrat digunakan pada variabel suhu 120 oC dengan kecepatan 125 rpm dan temperatur 50oC dengan hasil pengujian berwarna coklat tua menjadi terang. Dari hasil distilasi diperoleh kadar patchouli alcohol dari 29% menjadi 37%.

Kata Kunci : minyak atsiri daun nilam, patchouli alcohol, distilasi vakum,

pengkelatan, EDTA.

ABSTRACT

Patchouli oil has good prospects as an essential oil commodity and needed in the industry of parfume, cosmetics, soaps and etc. The content of patchouli alcohol in quality of patchouli oil can be increased through vacuum distillation method. Vacuum distillation process which is produced the patchouli alcohol became dark. This research aim is to increase the brightness of the color with vacuum distillation which was the temperature is used 110 oC, 120 oC, and 130 oC. However the color of patchouli became dark. The method for increasing the brightness patchouli oil from vacuum distillation was done with chelating process by the type of chelating agent is citric acid. Processing time was done in 15 minutes with a concentration 0,5 M. Chelating process with chelating agent is citric acid was used for the variabel of temperature in 120 oC with stirring speed 125 rpm and temperature 50 oC with the test result from dark brown to bright brown. From the distillation result is obtained patchouli alcohol degree from 29% to 37%. Keywords : patchouli essential oil, patchouli alcohol, vacuum distillation, chelating technique, EDTA

iv

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, Segala puji dan syukur penyusun panjatkan kehadirat

Allah SWT atas segala rahmat, berkah dan karunia–Nya sehingga penyusun

dapat menyelesaikan Proposal Tugas Akhir ini sesuai dengan waktu yang telah

ditentukan. Proposal Tugas Akhir ini, yang merupakan salah satu syarat untuk

menyelesaikan studi di Program Studi Diploma III Teknik Kimia Departemen

Teknologi Industri Sekolah Vokasi Universitas Diponegoro Semarang.

Pada kesempatan kali ini, perkenankanlah penyusun mengucapkan

terimakasih kepada :

1. Allah SWT yang telah memberikan segala limpahan nikmat, berkah dan

karunia-Nya sehingga Laporan Praktek Kerja ini dapat selesai

2. Ir. Hj. Wahyuningsih, M.Si selaku Ketua Program Studi Diploma III

Teknik Kimia Departemen Teknologi Industri Sekolah Vokasi Universitas

Diponegoro.

3. Dr. Eng. Vita Paramita, ST, MM, M.Eng selaku Sekretaris Program Studi

Diploma III Teknik Kimia Departemen Teknologi Industri Sekolah Vokasi

Universitas Diponegoro

4. M. Endy Yulianto, ST, MT. selaku dosen pembimbing, terima kasih atas

segala bimbingannya selama ini hingga terselesaikannya proposal tugas

akhir ini tepat waktu.

5. Ir. R.TD. Wisnu Broto, MT dan Dra. FS. Nugraheni, M.Kes, selaku Dosen

Wali kelas B Angkatan 2014, yang telah banyak memberikan semangat

dan doa kepada kami.

v

6. Seluruh Dosen dan Civitas Akademika Program Studi Diploma III

Teknik Kimia Departemen Teknologi Industri Sekolah Vokasi Universitas

Diponegoro.

7. Bapak dan Ibu serta Keluarga yang tak henti-hentinya selalu mendoakan

dan memotivasi untuk senantiasa bersemangat dan tak mengenal kata

putus asa. Terima kasih atas segala dukungannya, baik secara material

maupun spiritual hingga terselesaikannya laporan ini.

8. Pabika Salsabila Witri, Imam Anshori, Mochamad Nasrullah selaku

partner dalam TA dan teman-teman mahasiswa, terutama Keluarga besar

Valerat angkatan 2014 yang telah memberikan informasi, semangat, dan

dukungan dalam menyelesaikan laporan ini.

9. Semua pihak yang telah membantu hingga terselesaikannya laporan ini.

Penyusun menyadari adanya keterbatasan dalam penyusunan laporan

ini. Besar harapan penyusun akan adanya saran dan kritik yang sifatnya

membangun guna kesempurnaan laporan ini.

Semarang, 6 Juni 2017

Penyusun,

vi

DAFTAR ISI

Halaman

Halaman Cover .................................................................................................... i

Halaman Pengesahan ......................................................................................... ii

Abstrak ................................................................................................................ iii

Kata Pengantar .................................................................................................... iv

Daftar Isi .............................................................................................................. vi

Daftar Tabel ......................................................................................................... ix

Daftar Gambar ..................................................................................................... x

BAB I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang .............................................................................................. 1

1.2 Perumusan Masalah ..................................................................................... 4

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Nilam ............................................................................................................ 5

2.1.1. Definisi Nilam ...................................................................................... 5

2.1.2. Minyak Nilam ...................................................................................... 7

2.1.3. Kandungan Kimia Nilam ...................................................................... 7

2.1.4. Komposisi Kimia Minyak Daun Nilam .................................................. 8

2.1.5. Kegunaan Minyak Nilam ..................................................................... 9

2.1.6. Penyulingan Minyak Nilam .................................................................. 10

2.1.7. Pemucatan / Pengkelatan Minyak Nilam ............................................. 11

2.2 Patchouli Alcohol .......................................................................................... 14

2.2.1. Pemanfaatan Patchouli Alcohol ............................................................ 15

2.2.2. Isolasi Patchouli Alcohol ....................................................................... 15

2.3 Minyak Atsiri ................................................................................................. 16

vii

2.3.1. Sifat-sifat Minyak Atsiri ......................................................................... 16

2.3.2. Golongan Minyak Atsiri ........................................................................ 17

2.4 Kualitas Minyak Atsiri .................................................................................... 19

2.4.1. Densitas ............................................................................................... 19

2.4.2. Kelarutan dalam Alkohol ...................................................................... 19

2.4.3. Penentuan Bilangan Asam ................................................................... 20

2.4.5. Analisis Kadar Patchouli Alcohol dengan GCMS .................................. 20

2.5 Distilasi Vakum ............................................................................................. 21

BAB III. TUJUAN DAN MANFAAT

3.1 Tujuan ........................................................................................................... 23

3.1.1 Tujuan Umum ...................................................................................... 23

3.1.2 Tujuan Penelitian ................................................................................. 23

3.2 Manfaat ......................................................................................................... 24

BAB IV. PERANCANGAN ALAT

4.1 Spesifikasi Alat ............................................................................................. 25

4.2 Gambar dan Dimensi Alat ............................................................................. 26

4.2.1. Spesifikasi Alat Distilasi Kaca ............................................................... 27

BAB V. METODOLOGI

5.1 Alat dan Bahan yang Digunakan .................................................................... 30

5.1.1 Alat yang Digunakan ............................................................................ 30

5.1.2 Bahan yang Digunakan ........................................................................ 30

5.2 Tahapan-Tahapan dalam Peneitian ............................................................... 31

5.2.1 Tahap I (Peningkatan PA dengan Distilasi Vakum) .............................. 31

5.2.2 Tahap II (Pengkelatan Menggunakan Asam Sitrat) .............................. 31

5.2.3 Tahap III (Analisis) ............................................................................... 31

viii

5.3 Prosedur Percobaan dan Analisis Produk ...................................................... 31

5.3.1 Prosedur Percobaan ............................................................................ 31

5.3.2 Analisis Produk .................................................................................... 33

5.4 Variabel Penelitian ......................................................................................... 35

5.4.1 Variabel Tetap ..................................................................................... 35

5.4.2 Variabel Berubah ................................................................................. 35

5.5 Jadwal Praktikum Tugas Akhir ....................................................................... 35

BAB VI. HASIL DAN PEMBAHASAN

6.1 Hasil Pengamatan dan Perhitungan ............................................................... 36

6.2 Pembahasan .................................................................................................. 36

6.2.1 Grafik Hubungan Densitas pada Suhu .................................................. 36

6.2.2 Grafik Hubungan Bilangan Asam pada Suhu ........................................ 38

6.2.3 Analisis GC-MS Minyak Nilam ............................................................... 40

6.2.5 Hasil Proses Pengkelatan dengan Asam Sitrat ..................................... 42

BAB VII. KESIMPULAN DAN SARAN

6.3 Kesimpulan .................................................................................................... 46

6.4 Saran ............................................................................................................. 47

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................. 48

ix

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1. Komposisi Utama Minyak Daun Nilam ........................................................... 8

2. Syarat Mutu Minyak Nilam…….. .................................................................... 9

3. Alat yang Digunakan pada Percobaan ........................................................... 30

4. Bahan yang Digunakan dalam Percobaan ..................................................... 31

5. Hasil Analisis Produk ..................................................................................... 36

6. Perbandingan Karakteristik Minyak Nilam ...................................................... 36

7. Analisis GC-MS Minyak Nilam ....................................................................... 40

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1. Tanaman Nilam.............................................................................................. 6

2. Patchouli Alcohol Asam ................................................................................. 15

3. 2-Naffalenkarboksilat ..................................................................................... 15

4. Rangkaian Alat Distilasi Kaca ........................................................................ 26

5. Prosedur Percobaan Minyak Nilam dengan Distilasi Vakum .......................... 32

6. Prosedur Percobaan Pengkelatan dengan Asam Sitrat .................................. 33

7. Prosedur Percobaan Penentuan Densitas Produk ......................................... 33

8. Prosedur Percobaan Penentuan Bilangan Asam ........................................... 34

9. Grafik Hubungan Densitas dengan Suhu ....................................................... 36

10. Grafik Hubungan Bilangan Asam dengan Suhu ............................................. 38

11. Analisis GC-MS Minyak Nilam ....................................................................... 40

12. Sebelum Pengkelatan dan Sesudah Pengkelatan .......................................... 43

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Minyak atsiri atau yang disebut juga dengan essential oil, etherial oils

atau volatile oils adalah komoditi ekstrak alami dari jenis tumbuhan yang berasal

dari daun, bunga, kayu, biji-bijian bahkan putik bunga. Setidaknya ada 150 jenis

minyak atsiri yang selama ini diperdagangkan di pasar internasional dan 40 jenis

diantaranya dapat diproduksi di Indonesia (Manurung, 2010)

Minyak nilam merupakan salah satu jenis minyak atsiri yang fungsinya

dalam industri sabun, kosmetika, dan industri parfum tidak dapat digantikan oleh

zat sintetik karena sangat berperan dalam menentukan kekuatan, sifat dan

ketahanan wangi. Hal ini disebabkan oleh sifatnya yang dapat mengikat bau

wangi bahan pewangi lain (fiksatif) dan sekaligus membentuk bau yang harmonis

dalam suatu campuran. Minyak nilam sendiri sebenarnya telah dapat disebut

sebagai parfum ( Benyamin, B, 1995; Lawrence M.B, 1994; Harunsyah, 2011).

Selama ini petani nilam hanya mampu menghasilkan minyak nilam

dengan kandungan patchouli alcohol 26–28%, sedangkan pabrik penyulingan

dengan peralatan suling bahan bajaanti karat mampu menghasilkan minyak

nilamdengan kandungan patchouli alcohol 31–35% (Sarwono,1998; Yudistira

Adi, et al). Dan dijual diekspor dengan harga murah. Padahal kandungan

patchouli alcohol dalam minyak nilam dapat dimaksimalkan sampai 40–50%

(Suyono, 2001; Yudistira Adi, et al). Untuk di ekspor, minyak nilam petani

terkendala dengan mutu yang masih belum dapat memenuhi persyaratan yang

diajukan oleh pembeli diantaranya kejernihan dan kandungan PA (patchouli

2

alcohol) yang masih rendah. Untuk itu diperlukan teknologi tepat guna yang

dapat meningkatkan kejernihan dan kandungan PA minyak nilam tersebut, dalam

hal ini dapat dilakukan dengan mengaplikasikan proses pemurnian minyak nilam.

Pemurnian yang dilakukan merupakan proses penghilangan bahan-bahan

yang tidak diinginkan dari minyak nilam hasil penyulingan. Proses ini bertujuan

untuk meningkatkan kualitas minyak agar mempunyai nilai jual yang lebih tinggi.

Metode pemurnian yang dikenal adalah pemurnian secara kimia dan fisik.

Pemurnian secara kimia dapat dilakukan dengan menambahkan adsorben atau

senyawa komplek tertentu. Peralatan yang digunakan dalam pemurnian ini cukup

sederhana. Sedangkan pemurnian secara fisik memerlukan peralatan penunjang

yang cukup spesifik (Hernani dan Warwati, 2006).

Ada beberapa cara peningkatan kualitas mutu minyak nilam pasca

penyulingan. Salah satu caranya adalah proses distilasi vakum. (Aprilina dan

Silviana, 2006). Proses ini dilaporkan dapat meningkatkan kadar patchouli

alcohol dari 17,95% menjadi 23,06-28,97%. Cara lainnya adalah proses

redistilasi (Hermani dan Marwati, 2006). Metode ini dapat meningkatkan nilai

transmisi dari 4% menjadi 83,4% dan dapat menurunkan kadar logam Fe dari

509,2 ppm menjadi 19,60 ppm. Sedangkan proses distilasi vakum dengan

menggunakan kolom isian dapat meningkatkan kadar patchouli alcohol dari

24,04% menjadi 73,3% (Wibowo, dkk,2006). Selain itu, penggunaan senyawa

pengkelat asam tartarat 0,5 M dilaporkan dapat menurunkan kadar besi yang

semula terkandung 340,2 ppm menjadi 104,5 ppm (Alam, 2007).

Proses distilasi minyak nilam didasarkan pada perbedaan titik didih dan

tekanan uap murni senyawa patchouli alcohol dan terpen. Komponen patchouli

alcohol mempunyai titik didih yang relative tinggi (150-160oC pada 8 mmHg), dan

3

senyawa terpen khususnya transcaryophylen dan beta-patchoulen mempunyai

titik didih 150 – 170oC pada 760 mmHg (Ketaren, 1985). Namun proses distilasi

ini dapat menyebabkan terjadinya destruksi dalam komponen minyak nilam oleh

panas dan menyebabkan warna minyak nilam menjadi gelap. Untuk memperkecil

kemungkinan terjadinya destruksi komponen–komponen, proses distilasi

dilakukan secara vakum. Secara umum, mutu minyak nilam hasil distilasi vakum

telah sesuai dengan SNI 06-2385-2006 (Marina, 2009). Namun, pada proses ini

minyak nilam yang dihasilkan berwarna coklat tua (gelap). Perubahan warna ini

terjadi akibat pemanasan yang cukup tinggi pada tekanan yang rendah,

sehingga minyak yang berada di dekat dinding ketel mudah mengalami

kerusakan. Peningkatan mutu minyak nilam terutama untuk mencerahkan warna

minyak nilam yang gelap dapat dilakukan dengan cara kimia, yaitu dengan

menambahkan suatu flokulan (chelating agent), untuk mengikat logam yang

terkandung didalamnya. Proses ini dikenal dengan pengkelatan (Alam, 2007).

Beberapa jenis senyawa pengkelat (chelating agent) yang digunakan seperti:

asam oksalat, asam sitrat, asam tartarat dan EDTA. Penelitian ini bertujuan

untuk meningkatkan kecerahan warna minyak nilam hasil distilasi vakum dengan

pengkelatan. Dalam penelitian ini digunakan senyawa pengkelat asam sitrat dari

hasil distilasi vakum.

Distilasi vakum merupakan proses distilasi dengan tekanan operasi

dibawah tekanan atmosfer. Prinsip ini didasarkan pada hukum fisika dimana zat

cair akan mendidih dibawah titik didih normalnya apabila tekanan pada

permukaan zat cair itu diperkecil atau vakum. Fungsi dari Distilasi Vakum untuk

menurunkan titik didih sehingga tidak merusak komponen zat yang dipisahkan

dan prinsip ini sangat cocok untuk pemurnian minyak atsiri untuk menghindari

4

terjadinya cracking atau kerusakan pada minyak atsiri tersebut (Widayat dkk,

2014).

Pengkelatan adalah pengikatan logam dengan cara menambahkan

senyawa pengkelat dan membentuk kompleks logam senyawa pengkelat.

Proses pengkelat dilakukan dengan cara yang sama dengan adsorpsi hanya

dengan mengganti adsorben dengan senyawa pengekelat. Senyawa pengkelat

yang cukup dikenal dalam proses pemurnian minyak atsiri antara lain asan sitrat,

asam malat, asan tartarat dan EDTA. Proses pengikatan logam merupakan

proses keseimbangan pembentukan kompleks logam dengan senyawa

pengkelat (Ketaren, 1985; Beusthan m, 2011).

Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji beberapa metode pemurnian

yang tepat guna, mudah diaplikasikan dan tidak membutuhkan biaya yang mahal

serta ramah lingkungan. Diharapkan dengan penerapan metode tersebut akan

dapat meningkatkan kejernihan dan kadar PA minyak nilam.

1.2. Perumusan Masalah

Proses pemurnian minyak atsiri daun nilam dilakukan pada kondisi vakum

dapat mempengaruhi kualitas produk yang dihasilkan sehingga ada beberapa

permasalahan yang harus ditanggulangi agar dapat menghasilkan produk

patchouli alcohol dan dengan kualitas mutu minyak nilam. Adapun beberapa

permasalahannya yaitu bagaimana mekanisme kerja alat distilasi vakum sebagai

media pemurnian minyak atsiri daun nilam? Bagaimana pengaruh proses

pengkelatan? Bagaimana pengaruh suhu distilasi terhadap kualitas produk

patchouli alcohol? Dan bagaimanakah analisis produk yang dilakukan untuk

mengetahui kualitas patchouli alcohol hasil pemurnian?

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Nilam (Pogostemon Cablin Benth)

2.1.1 Definisi Nilam (Pogostemon Cablin Benth)

Tanaman Nilam (Pogostemon Cablin Benth) termasuk tanaman penghasil

minyak atsiri yang memberikan kontribusi penting dalam dunia flavour dan

fragrance terutama untuk industri parfum dan aroma terapi. Berdasarkan sifat

tumbuhnya, tanaman nilam adalah tanaman tahunan (perennial). Tanaman nilam

berasal dari daerah tropis Asia Tenggara terutama Indonesia, Filipina, India

(Grieve, 2002). Nilam yang tumbuh di dataran rendah hingga sedang (0-700 m

dpl) kadar minyaknya lebih tinggi dibandingkan nilam yang tumbuh di dataran

tinggi (>700 m dpl). Karakter lahan, topografi, dan iklim yang berbeda akan

menyebabkan perbedaan sifat fisik dan kimia minyak nilam (Syafruddin, 2000).

Nilam sangat peka terhadap kekeringan, sehingga kemarau panjang setelah

panen dapat menyebabkan kematian tanaman. Nilam dapat tumbuh di berbagai

jenis tanah (andosol, latosol, regosol, podsolik, dan kambisol), tetapi tumbuh

lebih baik pada tanah yang gembur dan banyak mengandung humus (Nuryani

dan Emmyzar, 2007).

Tanaman nilam berasal dari daerah tropis Asia Tenggara terutama

Indonesia, Filipina, dan India (Grieve, 2002; Irawan dan Jos, 2010). Di Indonesia

terdapat tiga jenis nilam yaitu Pogostemon cablin Benth. (nilam Aceh),

Pogostemon hortensis Backer. (nilam Jawa), dan Pogostemon heyneanus Benth.

(nilam sabun). Secara alami tanaman nilam dapat mencapai ketinggian antara

0,5 - 1,0 m. Daun tanaman nilam berbentuk bulat telur sampai bulat panjang

6

(lonjong). Daun nilam memiliki panjang antara 5 - 11 cm, 8 9 berwarna hijau,

tipis, tidak kaku, dan berbulu pada permukan bagian atas. Kedudukan daun

saling berhadapan, permukaan daun kasar dengan tepi bergerigi, ujung daun

tumpul, daun urat daun menonjol keluar. Tanaman nilam jarang berbunga.

Bunga tumbuh di ujung tangkai, bergerombol, dan memiliki karateristik warna

ungu kemerahan. Tangkai bunga memiliki panjang antara 2 - 8 cm dengan

diameter antara 1 - 1,5 cm. Mahkota bunga berukuran 8 mm (Rukmana, 2003).

Menurut Rukmana (2003) berdasarkan taksonominya, kedudukan tanaman

nilam diklasifikasikan sebagai berikut:

Kingdom : Plantae

Divisi : Sprematophyta

Subdivisi : Angiospermae

Ordo : Labiatales

Famili : Labiatae

Genus : Pogostemon

Spesies : Pogostemon cablin Benth

Gambar 1. Tanaman Nilam

7

2.1.2 Minyak Nilam

Minyak nilam berwarna kuning jernih dan berbau khas, mengandung

senyawa patchouli alcohol yang merupakan penyusun utama dalam minyak

nilam, dan kadarnya mencapai 50-60%. Patchouli alcohol merupakan senyawa

seskuiterpen alkohol tersier trisiklik, tidak larut dalam air, larut dalam alkohol, eter

atau pelarut organik yang lain, mempunyai titik didih 280,37oC dan kristal yang

terbentuk memiliki titik leleh 56oC. Minyak nilam selain mengandung senyawa

Patchouli Alcohol (komponen utama) juga mengandung komponen minor

lainnya, pada umumnya senyawa penyusun minyak atsiri bersifat asam dan

netral, begitu pula dengan minyak nilam, tersusun atas senyawa-senyawa yang

bersifat asam dan netral misalnya senyawa asam 2-naftalenkarboksilat yang

merupakan salah satu komponen minor penyusun minyak nilam (Guenther,

1987).

2.1.3 Kandungan Kimia Nilam

Daun nilam memiliki kandungan minyak atsiri, flavonoida, saponin, tanin,

glikosida, terpenoid dan steroid. Kandungan kimia dari minyak nilam adalah δ–

elemen, α-patchoulen, β-patchoulen, cis-tujopsen, trans-kariofillen, α-guaien, γ-

patchoulen, α-humulen, seychellen, valencen, germacren D, α-salinen, β-salinen,

viridifloren, germacren A, α- bulnasen, 7-epi-α-selinen, longipinalol, globulol,

patchouli alcohol, 1- okten-3ol (Bunrathep dkk., 2006). Kandungan alkohol

seperti patchouli alcohol beserta turunannya, fenol, dan golongan terpenoid

seperti seychellen pada minyak nilam memiliki aktivitas antibakteri (Yenshu dkk.,

1982; Oyen dan Dung, 1999).

8

2.1.4 Komposisi Kimia Minyak Daun Nilam

Komponen kimia minyak nilam sangat bervariasi, tergantung dari faktor

iklim, varietas tanaman, ketinggian tempat, jenis tanah, umur panen (panen nilam

pertama berumur 6-8 bulan), metode pengolahan, serta cara penyimpanan

(Ketaren, 1985; Armando, 2009). Minyak nilam terdiri dari campuran senyawa

terpen yang bercampur dengan alkohol, aldehid dan ester yang dapat

memberikan aroma yang khas dan spesifik pada minyak nilam (Moestafa, 1990).

Komponen utama minyak nilam adalah patchouli alkohol (patchoulol) yang

merupakan senyawa seskuiterpen trisiklik, sedangkan komponen penyusun

kecilnya antara lain patchoulene, azulene, eugenol, benzaldehid, sinna-maldehid,

keton dan senyawa seskuiterpen lainnya. Minyak nilam terdiri komponen-

komponen bertitik didih tinggi seperti seperti patchouli alkohol, patchoulen dan

non patchoulenol yang berfungsi sebagai zat pengikat yang tidak dapat

digantikan oleh zat sintetik (Ketaren, 1985). Komponen yang terkandung dalam

minyak nilam dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Komposisi Utama Minyak Daun Nilam

Zat Kimia Kadar (%)

Patchouli alcohol 30

α-bulnesen 17

α-gualen

Seychellene

α-patchoulene

β-caryophyllene

β-patchoulene

14

9

5

4

2

9

α-cadinene

Pogostol

2

2

(Guenther, 1989)

Tabel 2. Syarat Mutu Minyak Nilam (SNI 06-2385-1998)

Karakteristik Syarat

Bobot Jenis 25/25oC 0,943 – 0,983 g/mL

Indeks Bias 20oC 1,506 – 1,516

Putaran Optik (-470) – (-660)

Kelarutan dalam Alkohol 90% Larutan jernih atau opalisensi ringan dalam

perbandingan volume 1 sampai 10 bagian

Bilangan Asam Maksimal 5,0

Bilangan Ester Maksimal

Kadar Patchouli Alkohol

10,0

31,0 %

(Departemen Perindustrian, 2001)

2.1.5 Kegunaan Minyak Nilam

Minyak nilam dapat bercampur dengan minyak eteris yang lain, mudah larut

dalam alkohol dan sukar menguap, karena sifatnya itulah minyak nilam

digunakan sebagai fiksatif atau pengikat bahan-bahan pewangi lain. Kegunaan

utama minyak nilam sebagai bahan baku (fiksatif) dari komponen kandungan

utamanya yaitu patchouli alkohol (C15H26O) dan sebagai bahan pengendali

penerbang (eteris) untuk wewangian (parfum) agar aroma keharumannya

bertahan lebih lama. Selain itu, minyak nilam digunakan sebagai bahan

campuran produk kosmetik (diantaranya pembuatan sabun, pasta gigi, lotion,

dan deodorant), kebutuhan industri makanan (diantaranya essence atau

10

penambah rasa), kebutuhan farmasi (untuk pembuatan anti radang, antifungi,

anti serangga, antidepresi, antiflogistik, dan dekongestan), kebutuhan aroma

terapi, bahan baku compound dan pengawetan barang, serta berbagai

kebutuhan industri lainnya.

2.1.6. Penyulingan Minyak Nilam

Minyak atsiri nilam dapat diperoleh dengan berbagai teknik penyulingan, yaitu:

1. Penyulingan dengan sistem Rebus (Water Distillation)

Cara penyulingan dengan sistem ini adalah dengan memasukkan bahan

baku, baik yang sudah dilayukan, kering ataupun bahan basah ke dalam ketel

penyuling yang telah berisi air kemudian dipanaskan. Uap yang keluar dari ketel

dialirkan dengan pipa yang dihubungkan dengan kondensor. Uap yang

merupakan campuran uap air dan minyak akan terkondensasi menjadi cair dan

ditampung dalam wadah, selanjutnya cairan minyak dan air tersebut dipisahkan

dengan separator pemisah minyak untuk diambil minyaknya saja.

2. Penyulingan dengan Air dan Uap (Water and Steam Distillation)

Penyulingan dengan air dan uap ini biasa dikenal dengan sistem kukus.

Cara ini sebenarnya mirip dengan system rebus, hanya saja bahan baku dan air

tidak bersinggungan langsung karena dibatasi dengan saringan diatas air. Cara

ini adalah yang paling banyak dilakukan pada dunia industri karena cukup

membutuhkan sedikit air sehingga bisa menyingkat waktu proses produksi.

Metode kukus ini biasa dilengkapi sistem kohobasi yaitu air kondensat yang

keluar dari separator masuk kembali secara otomatis ke dalam ketel agar

11

meminimkan kehilangan air. Melihat dari beberapa keadaan, tekanan uap yang

rendah akan menghasilkan minyak atsiri berkualitas baik.

3. Penyulingan dengan Uap Langsung (Direct Steam Distillation)

Sistem ini bahan baku tidak kontak langsung dengan air maupun api

namun hanya uap bertekanan tinggi yang difungsikan untuk menyuling minyak.

Prinsip kerja metode ini adalah membuat uap bertekanan tinggi didalam boiler,

kemudian uap tersebut dialirkan melalui pipa dan masuk ketel yang berisi bahan

baku. Uap yang keluar dari ketel dihubungkan dengan kondensor. Cairan

kondensat yang berisi campuran minyak dan air dipisahkan dengan separator

yang sesuai berat jenis minyak. Penyulingan dengan metode ini biasa dipakai

untuk bahan baku yang membutuhkan tekanan tinggi.

2.1.7. Pemucatan / Pengkelatan Minyak Nilam

Menurut Guenther (1987), pemucatan merupakan suatu proses yang

bertujuan untuk memisahkan zat warna yang tidak dikehendaki yang berada

dalam minyak. Berdasarkan sifatnya pengerjaan proses ini dibedakan menjadi

dua cara, yaitu fisika dan kimia (Kirk dan Othmer, 1985). Secara fisika

pemucatan minyak nilam dapat dilakukan dengan metode penyulingan hampa

udara terfraksi, penyulingan ulang, dan adsorpsi (Guenther, 1948) sedangkan

pemucatan secara kimia meliputi flokulasi (Ketaren, 1985).

Ketaren (1986) mengatakan bahwa pemucatan dapat dilakukan dengan

menggunakan sejumlah kecil adsorben seperti lempung aktif dan arang aktif.

Selain itu dapat juga menggunakan bahan pembentuk kompleks. Proses

pemucatan minyak nilam umumnya menggunakan tiga jenis bahan pemucat,

yaitu bentonit, asam sitrat, dan arang aktif.

12

Menurut Kirk dan Othmer (1965), senyawa pembentuk kompleks

merupakan sejenis molekul organik dan anorganik (ligan) yang menyebabkan

sebuah ion logam memiliki lebih dari satu posisi, misalnya melalui dua atau lebih

grup elektron donor dalam ligan. Pembentukan senyawa kompleks dapat terjadi

jika ada reaksi antara ion logam yang dinamakan ion inti dengan komponen-

komponen lain yang disebut ion negatif atau molekul yang disebut ligan. Dalam

pembentukan senyawa kompleks ligan akan mengikat ion logam melalui ikatan

koordinat kovalen, dimana yang bertindak sebagai donor elektron disini adalah

ligan. Senyawa kompleks yang terbentuk bisa bermuatan negatif, positif, atau nol

(Winarno, 1985).

Senyawa pembentuk kompleks dibedakan menjadi dua golongan, yaitu

berdasarkan jumlah grup koordinasi yang dihasilkan dan jumlah cincin pengikat

yang dapat terbentuk dengan ion logam. Senyawa ini berfungsi untuk

mengurangi aktivitas ion-ion logam didalam produk, menghilangkan ion-ion

logam yang membentuk endapan yang tidak diinginkan dan mengurangi sifat

racun dari ion logam beracun. Bahan-bahan yang dapat digunakan sebagai

pembentuk kompleks adalah asam sitrat, asam oksalat, asam tartarat, asam

glukonat, asam etilen diamin tetra asetat (EDTA), asam nitrotriasetat (NTA),

polifosfat, poliamin, dan asam isoaskorbat (Kirk dan Othmer, 1965).

Asam sitrat atau β-3-hidroksi trikarbosiklis, 2-hidroksi-1,2,3-propana

trikarbosiklis, mempunyai rumus kimia C6H8O7. Sifat dari asam sitrat adalah

agen pengkelat (chelating agent) dimana senyawa ini dapat mengikat logam-

logam divalen atau lebih, seperti Mn, Mg dan Fe yang sangat diperlukan sebagai

katalisator dalam reaksi oksidasi sehingga reaksi ini dapat dihambat dengan

penambahan asam sitrat (Winarno dan Laksmi, 1974).

13

Menurut Winarno dan Laksmi (1974), asam sitrat berfungsi sebagai agen

pengkelat dimana senyawa ini memiliki kemampuan untuk mengikat logam-

logam divalen seperti Mn, Mg, dan Fe. Asam sitrat merupakan larutan asam yang

paling populer digunakan untuk tujuan ini karena selain dapat mengikat ion

logam juga dapat membersihkan oksigen bebas, dan memecah sabun pada

minyak (Petterson, 1992) di dalam (Ragina F. S., 2002). Rumus bangun dari

asam sitrat dapat dilihat pada gambar 8.

Adanya ion logam Fe2+ dalam minyak nilam akan bereaksi dengan asam

organik membentuk senyawa organologam. Senyawa organologam ini dapat

dipisahkan dari minyak dengan penambahan asam sitrat . jika suatu partikel

padat telah terpisah secara sempurna dan bereaksi secara elektrolik, maka

partikel-partikel tersebut akan saling tolak menolak dan tetap terpisah. Jika

senyawa dengan muatan yang berbeda seperti flokulan ditambahkan ke dalam

campuran tersebut, maka partikel-partikel yang telah terpisah akan membentuk,

maka partikel-partikel yang telah terpisah akan membentuk kumpulan yang lebih

besar dan lebih cepat mengendap (Treybal, 1968).

Menurut Petterson (1992) di dalam (Ragina F. S., 2002), penambahan

asam sitrat sebesar 0.05% b/b terhadap bobot minyak dalam bentuk larutan 50%

dalam air sesaat sebelum penambahan adsorban akan sangat nyata

meningkatkan aktivitas penyerapan logam oleh adsorban tersebut. Bahkan

penggunaan asam sitrat dengan jumlah seperlima dari konsentrasi di atas

aktivitas penyerapan cukup efektif. Pada metode ini logam yang telah

terkompleks bersama asam sitrat menjadi lebih efektif diadsorpsi oleh adsorban.

Hasil penelitian Purnawati menunjukan kadar logam Fe, Mg, dan Cu pada

minyak nilam berturut-turut adalah 509.2 ppm, 369.5 ppm, dan 1.8 ppm. Metode

14

pemucatan kimia menggunakan campuran 1% asam sitrat dan 1% asam tartarat

berhasil menurunkan kadar Fe dan Mg menjadi 50.26 ppm dan 2.09 ppm,

sedangkan kadar Cu pada minyak nilam hasil pengkelatan diperoleh 0 ppm.

Berdasarkan pada penelitian sebelumnya asam sitrat terbukti sebagai

senyawa pengkelat paling efisien untuk logam Fe (Abrahamson et al.,1994;

Ekholm et al., 2003); Mg (Demir et al.,2003; Ekholm et al., 2003); Zn dan Mn

(Ekholm et al., 2003); dan Pb (Chen et al., 2003). Hasil penelitian Marwati (2005)

menyatakan bahwa asam sitrat terbukti sebagai senyawa pengkelat yang lebih

efektif daripada asam tartarat. Kemudian Marwati (2005) melanjutkan bahwa

kadar asam dalam asam sitrat lebih tinggi daripada asam tartarat, sehingga

berdasarkan perhitungan stokiometri akan mengikat logam lebih banyak. Selain

itu, asam sitrat memiliki tiga gugus karboksilat dimana jumlah ini lebih tinggi

daripada asam tartarat.

2.2. Patchouli Alkohol

Minyak nilam berwarna kuning jernih dan berbau khas, mengandung

senyawa patchouli alkohol yang merupakan penyusun utama dalam minyak

nilam, dan kadarnya mencapai 50-60%. Patchouli alkohol merupakan senyawa

seskuiterpen alkohol tersier trisiklik, tidak larut dalam air, larut dalam alkohol, eter

atau pelarut organik yang lain, mempunyai titik didih 280,37oC dan kristal yang

terbentuk memiliki titik leleh 56oC. Minyak nilam selain mengandung senyawa

Patchouli Alkohol (komponen utama) juga mengandung komponen minor

lainnya, pada umumnya senyawa penyusun minyak atsiri bersifat asam dan

netral, begitu pula dengan minyak nilam, tersusun atas senyawa-senyawa yang

bersifat asam dan netral misalnya senyawa asam 2-naftalenkarboksilat yang

merupakan salah satu komponen minor penyusun minyak nilam (Guenther,

15

1987). Struktur molekul dari senyawa Patchouli Alkohol dan senyawa asam 2-

naftalenkarboksilat ditunjukkan pada Gambar 2 dan 3.

Gambar 2. patchouli alkohol asam Gambar 3. 2-naftalenkarboksilat

2.2.1. Pemanfaatan Patchouli Alkohol

Patchouli alkohol digunakan dalam aromaterapi karena sifat

antidepresannya, mengurangi peradangan dalam tubuh, melindungi luka pada

kulit dari infeksi, membantu sistem metabolic, merangsang hormone, mencegah

rambut rontok atau kulit kendur, menyamarkan bekas luka, mengurangi

insomnia, pengusir serangga, meringankan demam, deodorant alami, dan

meningkatkan frekuensi buang air kecil (diuretic alami) sehingga bermanfaat

mengurangi kelebihan garam, air dan asam urat. (Kusumadewi, 2011)

2.2.2. Isolasi Patchouli Alkohol

Salah satu cara untuk mengisolasi minyak atsiri yang dikandung dari

bagian tanaman (akar, batang, kulit, daun, bunga) dilakukan dengan cara distilasi

air dan uap. Penentuan jumlah dan presentase relative komponen penyusun

minyak nilam dilakukan dengan cara kromatografi gas.

Pemisahan dua komponen atau lebih yang mempunyai titik didih

berjauhan dapat dilakukan dengan distilasi pada tekanan normal, sedangkan

untuk komponen yang mempunyai titik didih berdekatan dapat dilakukan dengan

distilasi fraksinasi pada pengurangan tekanan. Dengan cara ini komponen

16

minyak nilam dapat diisolasi dari komponen lain. Patchouli alcohol merupakan

fraksi yang memiliki titik didih 116-118oC/2mmHg. Patchouli alcohol akan segera

mengristal pada keadaan dingin. Rekristalisasi oatchouli alcohol dilakukan

dengan menggunakan dietil eter. Kristal patchouli alcohol berwarna putih dengan

titik lebur 55.5-56oC (Hardjono, 2004).

2.3. Minyak Atsiri

Minyak atsiri merupakan minyak dari bagian tanaman, seperti daun, bunga,

buah, biji, batang atau kulit dan akar. Komponen minyak atsiri secara umum

mudah menguap sehingga banyak yang menyebut minyak terbang. Minyak atsiri

disebut juga etherial oil atau minyak eteris karena bersifat seperti eter, dalam

bahasa internasional biasa disebut essential oil (minyak essen) karena bersifat

khas sebagai pemberi aroma/bau. Minyak atsiri dalam keadaan segar dan murni

umumnya tidak berwarna, namun pada penyimpanan yang lama warnanya

berubah menjadi lebih gelap. Minyak atsiri bersifat mudah menguap karena titik

uapnya rendah sebagaimana minyak lainnya, sebagian besar minyak atsiri tidak

larut dalam air dan pelarut polar lainnya. Secara kimiawi, minyak atsiri tersusun

dari campuran yang rumit berbagai senyawa, namun suatu senyawa tertentu

memberi suatu aroma yang khas. Minyak atsiri sebagian besar termasuk dalam

golongan senyawa organik terpena dan terpenoid yang bersifat larut dalam

minyak atau lipofil (Guenther, 1987).

2.3.1. Sifat Sifat Minyak Atsiri

Adapun sifat-sifat minyak atsiri yang diketahui yaitu tersusun oleh

bermacam-macam komponen senyawa. Memiliki bau khas, umumnya bau ini

mewakili bau tanaman asalnya. Bau minyak atsiri satu dengan yang lain

berbeda-beda, sangat tergantung dari macam dan intensitas bau dari masing-

17

masing komponen penyusunnya. Mempunyai rasa getir, kadang-kadang berasa

tajam, menggigit, memberi kesan hangat sampai panas, atau justru dingin ketika

terasa di kulit, tergantung dari jenis komponen penyusunnya. Dalam keadaan

murni (belum tercemar oleh senyawa lain) mudah menguap pada suhu kamar.

Bersifat tidak stabil terhadap pengaruh lingkungan, baik pengaruh oksigen udara,

sinar matahari (terutama gelombang ultra violet) dan panas, karena terdiri dari

berbagai macam komponen penyusun. Bersifat tidak bisa disabunkan dengan

alkali dan tidak bisa berubah menjadi tengik (rancid). Bersifat optis aktif dan

memutar bidang polarisasi dengan rotasi yang spesifik. Mempunyai indeks bias

yang tinggi. Pada umumnya tidak dapat bercampur dengan air, dapat larut

walaupun kelarutannya sangat kecil, tetapi sangat mudah larut dalam pelarut

organik (Guenther, 1987).

2.3.2. Golongan Minyak Atsiri

Komponen minyak atsiri adalah senyawa yang menentukan aroma yang

khas serta sifat kimia dan fisika minyak. Minyak atsiri dibagi menjadi beberapa

golongan sebagai berikut:

1. Minyak atsiri hidrokarbon

Minyak atsiri kelompok ini komponen penyusunnya sebagian besar terdiri

dari senyawa-senyawa hidrokarbon, misalnya: Minyak terpentin diperoleh dari

tanaman-tanaman bermarga pinus (famili Pinaceae). Kegunaannya dalam

farmasi adalah sebagai obat luar, melebarkan pembuluh darah kapier, dan

merangsang keluarnya keringat (Guenther, 1987).

2. Minyak atsiri alkohol

Minyak pipermin merupakan minyak atsiri alkohol yang penting diantara

minyak atsiri alkohol yang lain. Minyak ini dihasilkan oleh daun tanaman Mentha

18

piperita Linn, dimana daun segar mengandung minyak atsiri sekitar 1%, juga

mengandung resin dan tanin. Sementara daun yang telah dikeringkan

mengandung 2% minyak permen. Sebagai penyusun utamanya adalah mentol.

Pada bidang farmasi digunakan sebagai anti gatal, bahan pewangi dan pelega

hidung tersumbat. Sementara pada industri digunakan sebagai pewangi pasta

gigi (Guenther, 1987).

3. Minyak atsiri fenol

Minyak cengkeh merupakan minyak atsiri fenol. Minyak ini diperoleh dari

tanaman Eugenia caryophyllata atau Syzigium caryophyllum (famili Myrtaceae).

Bagian yang dimanfaatkan bunga dan daun. Namun demikian bunga lebih utama

dimanfaatkan karena mengandung minyak atsiri sampai 20%. Minyak cengkeh,

terutama tersusun oleh eugenol, yaitu sampai 95% dari jumlah minyak atsiri

keseluruhan. Selain eugenol, juga mengandung asetil-eugenol, beberapa

senyawa dari kelompok seskuiterpen, serta bahan-bahan yang tidak mudah

menguap seperti tanin, lilin, dan bahan serupa damar. Kegunaan minyak

cengkeh antara lain obat mulas, menghilangkan rasa mual dan muntah

(Guenther, 1987).

4. Minyak atsiri eter fenol

Minyak adas merupakan minyak atsiri eter fenol. Minyak adas berasal

dari hasil penyulingan buah Pimpinella anisum atau dari Foeniculum vulgare

(famili Apiaceae atau Umbelliferae). Minyak yang dihasilkan, terutama tersusun

oleh komponen-komponen terpenoid seperti anetol, sineol, pinena dan

felandrena. Minyak adas digunakan dalam pelengkap sediaan obat batuk

(Guenther, 1987).

5. Minyak atsiri oksida

19

Minyak kayu putih merupakan minyak atsiri oksida. Diperoleh dari isolasi

daun Melaleuca leucadendon L (famili Myrtaceae). Komponen penyusun minyak

atsiri kayu putih paling utama adalah sineol (85%) (Guenther, 1987).

6. Minyak atsiri ester

Minyak gondopuro merupakan atsiri ester. Minyak atsiri ini diperoleh dari

isolasi daun dan batang Gaultheria procumbens L (famili Erycaceae). Komponen

penyusun minyak ini adalah metil salisilat yang merupakan bentuk ester. Minyak

ini digunakan sebagai korigen odoris, bahan farfum, dalam industri permen, dan

minuman sebagai tidak beralkohol (Guenther, 1987).

2.4. Kualitas Minyak Atsiri

2.4.1. Densitas

Berat jenis adalah perbandingan relatif antara massa jenis sebuah zat

dengan massa jenis air murni pada suhu yang sama. Semakin tinggi massa jenis

suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Masa jenis

rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volumenya.

Massa Jenis = (berat piknometer isi – berat piknometer kosong)

𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑝𝑖𝑘𝑛𝑜𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟

(Guenther, 1990)

2.4.2. Kelarutan dalam Alkohol

Guenther (1990) menyatakan, minyak atsiri kebanyakan larut dalam

alkohol dan jarang larut dalam air, maka kelarutannya dapat mudah diketahui

dengan menggunakan alkohol pada berbagai tingkat kosentrasi. Kelarutan dalam

alkohol dapat dihitung dari banyaknya alkohol yang ditambahkan pada minyak

daun cengkeh, sehingga terlarut secara sempurna yang ditandai dengan

tercampurnya larutan secara merata, tidak bergumpal dan apabila alkohol

ditambahkan terus menerus maka larutan akan semakin jernih. Minyak daun tua

20

tanaman cengkeh larut dengan etanol 95% dengan perbandingan 1:2 yaitu 1 ml

minyak daun cengkeh diperlukan 2 ml etanol, sehingga diperoleh larutan yang

jernih. Semakin mudah minyak daun tua tanaman cengkeh larut dalam alkohol

maka semakin mudah pula minyak diencerkan. Guenther (1990) menyatakan

bahwa penentuan kelarutan minyak tergantung pada kecepatan daya larut

dengan kualitas minyak. Biasanya minyak yang kaya akan komponen

oxygenated lebih mudah larut dalam alkohol, contoh: alkohol, aldehid, keton dan

fenol.

2.4.3. Penentuan Bilangan Asam

Bilangan asam pada minyak atsiri menendakan adanya kandungan asam

organik yang bisa terdapat secara alamiah pada minyak tersebut. Nilai bilangan

asam dapat digunakan untuk menentukan kualitas minyak (Ketaren, 1985).

Penentuan bilangan asam dilakukan dengan menambahkan 1 gram

minyak atsiri dengan 10 ml alkohol netral, lalu ditetesi dengan indicator Phenol

Ptalein dan dititrasi dengan larutan NaOH 0,1 N hingga berubah warna menjadi

merah muda. Nilai bilangan asam dalam minyak atsiri yang diperbolehkan

maksimal 5 mg NaOH/g. Bilangan asam dapat dihitung dengan rumus:

Bilangan Asam = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑥 𝑁 𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑥 56,1

𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑚𝑖𝑛𝑦𝑎𝑘 (𝑔𝑟𝑎𝑚)

(Eni Hayani dan Abdul Gani, 2002)

2.4.6. Analisis Kadar Patchouli Alkohol dengan Gas Kromatografi

Hasil isolasi patchouli alkohol dengan analisis gas kromatografi dinyatakan

dalam 2 parameter, yaitu waktu retensi (menit) dan konsentrasi (%). Waktu

retensi merupakan angka spesifik dari masa interaksi antara molekul senyawa di

dalam kolom kromatografi (Hardayanti Sri et al, 2016).

21

2.5. Distilasi Vakum

Distilasi atau penyulingan adalah suatu metode pemisahan bahan kimia

berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas) bahan

atau didefinisikan juga teknik pemisahan kimia yang berdasarkan 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 dulu. Metode ini merupakan termasuk

unit operasi kimia jenis perpindahan massa. Penerapan proses ini didasarkan

pada teori bahwa pada suatu larutan, masing-masing komponen akan menguap

pada titik didihnya (Choirul Anwar, 1994).

Distilasi juga bisa dikatakan sebagai proses pemisahan komponen yang

ditujukan untuk memisahkan pelarut dan komponen terlarutnya. Hasil distilasi

disebut destilat dan sisanya disebut residu. Pada suatu peralatan distilasi

umumnya terdiri dari suatu kolom, pemanas, kondensor, penampung refluks,

pompa, packed (bahan isian kolom Distilasi) dan alat pengukur suhu atau

thermometer (Ria Amiriani dan Ria Yunisa Primasari, 2006).

Prinsip dari proses ini adalah campuran yang akan dipisahkan

dimasukkan dalam alat distilasi. Dibagian bawah alat terdapat pemanas yang

berfungsi untuk menguapkan campuran yang ada. Zat yang memiliki titik didih

paling rendah dalam campurannya akan menguap terlebih dahulu. Uap yang

terbentuk akan mengalir ke atas dan terkondensasi pada kondensor dan

membentuk cairan kembali lalu ditampung sebagai destilat (Choirul Anwar,

1994).

Distilasi vakum adalah distilasi yang tekanan operasinya dibawah

22

tekanan atmosfer. Prinsip ini didasarkan pada hukum fisika dimana zat cair akan

mendidih dibawah titik didih normalnya apabila tekanan pada permukaan zat cair

itu diperkecil atau vakum. Disitilasi 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

sangat tinggi (di atas 150oC) dengan menurunkan tekanan permukaan lebih

rendah dari 1 atm, sehingga titik didihnya menjadi sangat rendah. Suhu yang

digunakan untuk proses distilasi tidak perlu terlalu tinggi. Untuk memperkecil

tekanan permukaan zat cair dipergunakan dengan alat jet ejector dan barometric

condenser (Widayat et al, 2015). Fungsi dari distilasi Vakum untuk menurunkan

titik didih sehingga tidak merusak komponen zat yang dipisahkan. Prinsip

penurunan tekanan ini sangat cocok untuk pemurnian minyak atsiri untuk

menghindari terjadinya cracking atau kerusakan pada minyak atsiri (Machmud

Lutfi et al, 2013).

23

BAB III

TUJUAN DAN MANFAAT

3.1 Tujuan

Pada penelitian tugas akhir peningkatan kadar eugenol dalam minyak atsiri

daun cengkeh ini memiliki beberapa tujuan. Adapun tujuan dari penelitian tugas

akhir ini adalah sebagai berikut:

3.1.1 Tujuan Umum

1. Melengkapi syarat kelulusan mahasiswa menempuh Program Diploma

III pada Program Studi Teknik Kimia Departemen Teknologi Industri,

Sekolah Vokasi, Universitas Diponegoro.

2. Menerapkan ilmu yang didapat dari bangku perkuliahan secara

terpadu dan terperinci, sehingga berguna bagi perkembangan industri

di Indonesia.

3. Melatih dan mengembangkan kreatifitas dalam berfikir dan

mengemukakan gagasan secara ilmiah dan praktis sesuai dengan

spesialisasinya secara sistematis dan ilmiah.

3.1.1 Tujuan Penelitian

1. Mengetahui proses isolasi kadar patchouli alkohol pada minyak nilam.

2. Mengetahui proses peningkatan kadar patchouli alkohol pada minyak

nilam menggunakan metode distilasi vakum

3. Mengetahui pengaruh kondisi operasi seperti suhu dan waktu terhadap

peningkatan kadar patchouli alcohol dari hasil isolasi menggunakan

distilasi vakum.

24

3.2 Manfaat

1. Mahasiswa akan terlatih dalam mengoperasikan alat – alat industri.

2. Memberikan kontribusi positif bagi pengembangan parameter program

diploma III pada program studi teknik kimia departemen teknologi industri,

sekolah vokasi, Universitas Diponegoro.

3. Mahasiswa dapat melakukan praktikum dengan menggunakan distilasi

vakum untuk meningkatkan kadar patchouli alcohol pada minyak nilam

dan meningkatkan mutu kualitas minyak nilam dengan pengkelatan.

4. Mahasiswa dapat menganalisis minyak atsiri yang dihasilkan.

25

BAB IV

PERANCANGAN ALAT

4.1 Spesifikasi Alat

Berikut ini spesifikasi alat distilasi vakum :

1. Pompa Aquarium

2. Labu leher tiga 1000 ml

3. Kompor listrik

4. Perculator 1000 ml

5. Rasching ring glass diameter 0.5 cm

6. Thermometer -10 s.d. 110oC

7. Liquid estimator 100 ml

8. Condensor Liebeg 40 cm

9. Erlenmeyer 500 ml 2 cabang

10. Erlenmeyer 250 ml

11. Erlenmeyer 250 ml 1 cabang

12. Splash head century 100 ml

13. Labjack usbeck

14. Boiling chip

15. Pipa kaca diameter 1 cm

16. Selang plastik

26

4.2 Gambar dan Dimensi Alat

Gambar 4. Rangkaian Alat Distilasi Kaca

c

27

4.2.1. Spesifikasi Alat Distilasi Kaca

Rangkaian alat distilasi kaca yang akan digunakan pada pengujian ini

memiliki spesifikasi sebagai berikut:

a) Kompor Listrik

Daya = 300-600 Watt

Frekuensi = 50 Hz

Tegangan = 220 Volt

Merk = Maspion

Jumlah = 1

b) Labu Leher Tiga

Kapasitas = 1000 ml

Merk = Duran

Jumlah = 1

c) Kolom Distilasi (Perculator)

Kapasitas = 1000 ml

Merk = Duran

Jumlah = 1

d) Packed Tipe Rasching Ring

Diameter = 0,5 cm

Merk = Duran

Jumlah = 100

e) Termometer

Range suhu = -10 sampai 250oC

Merk = RRC

Jumlah = 1

f) Liquid Estimator

28

Kapasitas = 100 ml

Merk = Pyrex

Jumlah = 1

g) Condensor Liebig

Ukuran = 40 cm

Merk = Pyrex

Jumlah = 1

h) Erlenmeyer

Kapasitas = 250 ml

Merk = Pyrex

Jumlah = 1

i) Erlenmeyer 2 cabang

Kapasitas = 250 ml

Merk = Pyrex

Jumlah = 1

j) Erlenmeyer 1 cabang

Kapasitas = 250 ml

Merk = Pyrex

Jumlah = 1

k) Ejector (Splash Head Ventury)

Kapasitas = 100 ml

Merk = Pyrex

Jumlah = 1

l) Tripot

Bahan = Besi

Merk = Lokal

29

Jumlah = 1

m) Pipa Kaca

Diameter = 1 cm

Panjang = 5 meter

Merk = Pyrex

n) Stand

Bahan = Besi

Merk = Lokal

Tinggi = 1 meter

Jumlah = 1

o) Klem dan Bosshead

Bahan = Besi

Merk = Lokal

Jumlah = 5

30

BAB V

METODOLOGI

5.1 Alat dan Bahan yang Digunakan

5.1.1 Alat yang Digunakan

Dalam penelitian ini, digunakan alat-alat yang mendukung untuk

melakukan percobaan isolasi eugenol dalam minyak atsiri daun cengkeh dengan

metode saponifikasi dan pemurnian eugenol dengan distilasi vakum. Alat yang

digunakan pada percobaan tersaji pada Tabel 3:

Tabel 3. Alat yang Digunakan dalam Percobaan

No. Nama Alat Jumlah Ukuran

1. Rangkaian alat distilasi kaca 1 1000 ml

2. Piknometer 1 10 ml

3. Pipet tetes 2 -

4. Neraca Digital 1 250 gram

5 Corong kaca 1 -

6. Beaker glass 3 500 ml

7. Gelas ukur 1 50 ml

8. Pengaduk 1 -

9. Labu takar 1 250 ml

10. Gelas arloji 1 -

11. Sendok plastik 1 -

12.

13.

14.

15.

Gelas Ukur

Magnetik Stirer

Heater

Buret

1

1

2

1

10 ml

-

-

50 ml

31

5.1.2 Bahan yang Digunakan

Pada penelitian ini digunakan bahan baku berupa minyak atsiri daun

cengkeh dan bahan pembantu untuk melakukan percobaan pemurnian kadar

patchouli alcohol dan proses pengkelatan. Bahan yang digunakan pada

percobaan ini tersaji pada Tabel 4.

Tabel 4. Bahan yang Digunakan dalam Percobaan

No. Bahan Jumlah

1. Aquades Secukupnya

2. Minyak atsiri daun nilam 300 ml

3. Asam Sitrat 0,5 M Secukupnya

4.

5.

6.

Larutan KOH 0,1 N

Indikator PP

Alkohol 96%

Secukupnya

Secukupnya

Secukupnya

5.2 Tahapan-tahapan dalam Penelitian

5.2.1 Tahap I (Peningkatan Patchouli Alcohol dengan Distilasi Vakum)

Pada tahap ini dilakukan pemisahan minyak nilam dengan patchouli alcohol

menggunakan distilasi vakum dengan variabel tetap yaitu refluks (penuh) dan

variabel berubah yaitu suhu yang telah ditentukan.

5.2.2 Tahap II (Pengkelatan Menggunakan Asam Sitrat)

Pada tahapan ini dilakukan proses pengkelatan/pemucatan warna gelap

yang terjadi setelah proses distilasi vakum. Dengan proses penambahan

senyawa pengkelat dengan rasio yang sudah ditentukan.

5.2.3 Tahap III (Analisis)

Pada tahap ini dilakukan analisis terhadap hasil pemurnian, meliputi

penentuan berat jenis, penentuan kelarutan dalam alkohol, penentuan angka

asam, uji organoleptik, dan uji kadar patchouli alcohol.

32

5.3 Prosedur Percobaan dan Analisis Produk

5.3.1 Prosedur Percobaan

1.3.1.1. Proses dengan Distilasi Vakum

Penelitian ini dilakukan dengan prosedur skematis. Adapun prosedur

percobaan minyak atsiri daun nilam dengan Distilasi vakum tersaji secara

skematis sebagai berikut:

Gambar 5. Prosedur Percobaan Minyak Nilam dengan Distilasi Vakum

Minyak atsiri daun nilam sebanyak 100 ml

Masukkan ke dalam labu leher tiga pada rangkaian alat Distilasi vakum

Panaskan hingga mencapai suhu sesuai variabel dan lakukan Distilasi selama waktu tertentu sesuai variabel

Residu minyak nilam disiapkan untuk proses pengkelatan dan hasil destilat dilakukan pengujian terhadap produk kadar patchouli

alkohol yang diperoleh.

33

1.3.1.2. Proses Pengkelatan dengan Asam Sitrat

Gambar 6. Prosedur Percobaan Proses Pengkelatan dengan Asam Sitrat

5.3.2 Analisis Produk

5.3.2.1. Penentuan Densitas

Gambar 7. Prosedur Percobaan Penentuan Densitas Produk

Minyak nilam dari hasil Distilasi vakum dimasukkan ke dalam erlenmayer dan Masukkan asam sitrat 1 M yang telah ditimbang

Masukkan magnetic stirer dan termometer lalu nyalakan heater dengan mengatur kecepatan yang ditentukan dan suhu yang ditentukan

Matikan heater ketika suhu sudah mencapai suhu yg ditentukan lalu amati perubahan yang terjadi

Saring filtrat dari minyak nilam dan uji analisa produk

Menimbang piknometer kosong.

Mengisi piknometer dengan aquadest hingga penuh, lalu timbang piknometer dan isinya.

Menghitung hal yang sama untuk perlakuan pada minyak

𝜌 =𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑝𝑖𝑘𝑛𝑜𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑖𝑠𝑖 − 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑝𝑖𝑘𝑛𝑜𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑘𝑜𝑠𝑜𝑛𝑔 𝑔𝑟

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑝𝑖𝑘𝑛𝑜𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 (𝑚𝑙)

34

6. Penentuan Kelarutan dalam Alkohol

Gambar 8. Prosedur Percobaan Penentuan Kelarutan dalam Alkohol

7. Penentuan Bilangan Asam

Gambar 9. Prosedur Percobaan Penentuan Bilangan Asam

Masukkan 1 ml patchouli alkohol hasil Distilasi dalam gelas ukur 10 ml.

Tambahkan alkohol 96% sebanyak 2 ml.

Kocok campuran hingga homogen.

Amati perubahan yang terjadi.

Masukkan 1 gr patchouli alkohol l hasil Distilasi dalam erlenmeyer 50 ml.

Tambahkan alkohol 95% 10 ml ke dalam erlenmeyer berisi eugenol. kemudian kocok hingga larut

Tambahan 3 tetes Indikator Penolpthalein .

Asam bebas dititrasi dengan larutan standart KOH 0,1 N.Penitrasian pada isi labu harus digoyangkan selama titrasi berlangsung.

Titik akhir titrasi ditandai dengan timbulnya warna merah muda dan tidak hilang

Bilangan Asam ditentukan dengan rumus :

Bilangan Asam = 56,1 x Jumlah ml KOH 0,1 N yang dipakai x N KOH

Berat sampel (gram)

35

5.4 Variabel Penelitian

5.4.1 Variabel Tetap

Volume eugenol = 100 ml setiap distilasi

Waktu distilasi = 30 menit

Refluks = penuh

5.4.2 Variabel berubah

Suhu distilasi = (110, 120, 140)oC

5.5 Jadwal Praktikum Tugas Akhir

5.5.1 Waktu Pelaksanaan

Waktu praktikum dilaksanakan pada bulan Mei-Juni 2017

(pada semester VI)

5.5.2 Tempat Praktikum

Pelaksanaan tugas akhir akan dilaksanakan di Laboratorium Operasi

Teknik Kimia Program Studi Teknik Kimia, Departemen Teknologi Industri,

Sekolah Vokasi, Universitas Diponegoro Semarang.

46

BAB VII

KESIMPULAN DAN SARAN

7.1 Kesimpulan

Proses distilasi minyak nilam didasarkan pada perbedaan titik didih dan

tekanan uap murni senyawa patchouli alcohol dan terpen. Komponen patchouli

alcohol mempunyai titik didih yang 46elative tinggi (150-160oC pada 8 mmHg).

Dengan titik didih yang tinggi maka dapat menyebabkan terjadinya kerusakan

pada minyak nilam oleh panas dan menyebabkan warna nilam menjadi gelap.

Dengan begitu, untuk menurunkan titik didih digunakan distilasi vakum sehingga

pemanasan dapat dilakukan dibawah titik didihnya. Pada proses ini minyak nilam

yang dihasilkan berwarna kuning kecoklatan (gelap). Perubahan warna ini terjadi

akibat pemanasan yang cukup tinggi pada tekanan yang rendah yaitu suhu yang

digunakan 110oC, 120 oC, dan 140 oC.

Peningkatan mutu minyak nilam terutama untuk mencerahkan warna

minyak nilam yang gelap dapat dilakukan dengan jenis senyawa pengkelat

(chelating agent) yang digunakan yaitu asam sitrat 0,5 M. Proses pengkelatan

dilakukan dengan kecepatan putaran 125 rpm dan temperature 50oC yang hanya

digunakan pada variabel ke-2 yaitu pada suhu 1200C.

Pada hasil penelitian dihasilkan nilai densitas yang dihasilkan 0,951 gr/ml,

0,956 gr/ml, 0,963 gr/ml. Bilangan asam yang dihasilkan 2,49, 2,91, 4,68 dimana

hasil pengujian minyak nilam untuk kondisi optimum telah memenuhi standar SNI

(06-2385-2006) tentang Minyak Nilam. Dari grafik hubungan suhu terhadap

densitas dan grafik hubungan suhu terhadap bilangan asam disimpulkan bahwa

semakin tinggi suhu akan meningkatnya densitas dan bilangan asam dan

47

mempengaruhi peningkatan kadar patchouli alcohol dimana peningkatan kadar

patchouli alcohol dari 29% menjadi 37% dengan uji Gas Chromatography–Mass

Spectrometry Minyak Nilam.

7.2 Saran

7.2.1 Perlu adanya penelitian lebih lanjut mengenai pengujian alat distilasi kaca

sehingga data yang dihasilkan lebih akurat.

7.2.2 Perlu dikembangkan lebih lanjut untuk kinerja dari alat distilasi kaca,

sehingga kondisi vakum yang dihasilkan lebih optimal.

7.2.3 Perlu adanya pengkajian lebih lanjut untuk penelitian rangkaian alat

distilasi vakum sehingga dapat lebih memahami prosedur kinerja dan

pemahaman penelitian.