ISSN:1410-5667
SEMINAR NASIONAL FUNDAMENTAL DAN APLIKASI TEKNIK KIMIA 2OO4 Surabaya, 7-8 Desember 2004 Diselenggarakan oleh Jurusan Teknik Kimiq FTI - ITS
Pengaruh Waktu Ekstraksi, Suhu Operasi dan Ratio Serbuk Kulit Biji Mete dan Pelarut Etanol Terhadap Yield Minyak Laka Ronly,Anita Soegiono, Aylianawati, Sandy Budi Hartono Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Telinik, Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya Kampus Katolik Widya Mandala Surabaya, Surabaya 601 14
TelpiFax. (031) 3891264 pes 103/(03 1)3891267; e-nrail:
[email protected]
Abstrak Leaching menrpakan suatu metode umum yLtng digunakan untuk memisahkan suatu komponen solute dari fqso padat.Pada proses leaching, mekantsme yang terjqdi adalah pelarut berpindah dari bulk pelarut menuju permukaan padatan. Lalu pelarut berclifusi kedalam padatan sehingga solute larut dalam pelaru, kemudian pelarut berdifusi menuju permukaan partikel akhirnya solute berpirulah ke bulk larutan. Tujuan penelitian ini adalah mempelajari pengaruh wal{tu ekstraksi, suhu operasi, dan rasio jumlah serbuk kulit biji mele dan pela.rut etanol terhadap yield dari senyawa asam anakardat dan kardanol yang tertlapat pada minyak lakt. Prinsip kerja penelitian ini adalah .nengekstrsk minyak laka yang terdapqt pada kulit biji mete dengan variasi waktu ekstraksi, suhu operasi, dan rasio jumlah serbuk kulit bii mete dqn pelarut etanol. Dari pe elitian yang dilakukan dapat disinpulknn bahwa semakin lama wektu ekstraksi, semakin tinggi rssio
jumlah kulit biji mete don pelorut etanoL semakit tinggi suhu operasi, naka konsentrasi asam anakardat dan kardanol yang terekstrakjuga semakin meningkat.
Kata kunci/Key words ; leaching, asam anak trdat, kardanol, mirtyak laka OH
1.
Pendahuluan Jambu mete (Andcardium occidentale Linn) pada mulanya berasal dari Amerika Serikat, dewasi
a I
ini telah te$ebar ke
i
sehala penjuru dunia, terutarna di daerah subtropis. Jarnbu mete merupakan komiditi ekspor yaug makin dibutuhkan setiap tahun. Produk utana tanaman jambu mete adalah biji mete maupun buah jambu. Biji mete mengandung protein, lernak. karbohidrat dan garam mineral yang cukup tinggl yang dapat dimanfaatkan dalam industri makanan dan rninuman farmasi [4]. Akan tetapi, bagian dari tanaman jambu mete yaug belum dikenal luas oleh masyarakat adalah potensi kulit bijinya. Dalam kenyataamya, kulit brji mete selama ini hanya dibuang begitu saja tanpa pemanfaatan lebih lanjut. Kenyataamya kulit biji mete ini mengandung minyak sekitar 50% yang korponemya terdti dari 90% asam anakardat dan 10% kardanol. Minyak yang didapatkan dari kulit biji mete ini dinamakan sebagai minyak laka (Cashew Nut Shell Liquid/CNSL ) l2l
CrsHzr
Ganrbar 2 Rumus bangun dari kardanol [3]
Minyak laka sebenarnya merupakan senyawa fenolat kompleks yang mengandung rantai cabang yang panjang dan sifatnya tidak jenuh. Minyak ini sangat korosif sehingga mampu melepuhtan kulit tangan, tetapi sifat korosif itli dapat dihilangkan dengan proses penxmasan. Dirnana te{adi proses dekarbokilasi yaitu perubahan asam arakardat yang sifatnya racun meqjadi kardanol yang sifatnya lunak 121.
Walaupun tergolong minyak nabati, minyak laka tidak bisa digunakan sebagai minyak pangan,
sama halnya dengan minyak kapas
karena
mengandurg racun yang mematikan. Oleh karena ihr
minyak laka hanya digunakan untuk keperluan industri. Berbagai produk industri berbahan baku minyak laka antan lain cat pelapis tahan kant, karryras rerg bahan pelindr.urg badan pesawat ruang
cooH
angkasa [2].
Tujuan penelitian ini adalah unfirk mempelajari pengaruh waktu ekstraksi, suhu operasi dan ratio jurr ah kulit bti mete dengan pelarut etanol terhadap
CrsH., Garnbar 1. Rumus bangul dari asam anakardat
Il] sP19-1
yield dari senyawa'asam anaLardat dan kardanol yang terdapal pada minyak 1aka.
2.
3.
gasil Penelitiatr dan ?enrbahasan r,6000
MetodolosiP€rcotaan
1,2000
Kurit biji mete yrng digunakan pada p€nelitian ini adalah kulit biji mpte )mg berasai dari Ambon dan
F;
0,8000
Ujung Pandang. Etanol yans digunakan adalah etanol
teknis densan kadat 96 % dan etanol
?A
0,4@0
d€ngan
0,0000
60 1m 180 240 3m
kada\ 98%.
Kulit biji mete
dihaluskan dar ditimbang sebanlak 200 er. Eianoi teLnis sebanFk 1 lite! (1:5)
dinrasukkan kedalam dengan kutit
biji
350
w*b lmdr) Grnhi
tanski ekstraksi
be$ama mete sebanyak 200 gr }"ng telah
3.
rrbu@
bn m{t! elt&di{ftnir' vs
hn$nhdasm * dn(!d'L) lldr hlrblFr
Buojunhh
dilaluskan. Kemudiao motor pengaduk dijalanlan dengan kecepatan 400 rprrl-
Seriap selang waktu ledentu (60,120,180 dan set€rusnya sampai 600 menlt) sanpel dianrbil sebanyak 20 El deryan menggunakan pipet volnme Kemudian sampel tersebui djpanaskan didalam penangas a1r hingga mendaparkan be.at minyak laka yeg korutan. Setelah mendapatkan mia'zl lata yang konstar, mnyak laka tersebut diarnbil 0,1 nnluDnrk analisa konsentasi asa aDakardat dan 0,1
E
f
i9oamo $
*
o,4mo
60 120 130 240 300
360
wariu lneni4
mI, untuk analisa koisertrasi kardanoi. Pengtunbilar
6id{. Hutlisai uhr .kr*(n4 )vs 'bf krisdmi.$n ar'ddl0/nltddr b€,b:!:r nlioJlnhh rD[bilrh{. dr p.hful.bdd rdr ahu.pehd to c
mitryak teNebut dengan m€nggunakan pipet volume.
Miryak yallg diambil untuk
t,2oo0
analisa
koNeatrasi asam anakardat kenudian dirnasukkan kedalam ertenmeyer. Set€lah iiu ditarnba,!}aD lalutaE NaOH +0,1 N sebanyak l0 nn. Kemudian dipanaskan sambil diaduk selama 15 menit. Setelal dilakukan penanasan selana 15 medt, erleuneyer didiryinlan selana 15 menit. Kemudian setelah 15 menit samp€l dititrasi deDgar mengguakan larufan HCt:0,1 N. Setelah itu dihitung yarg terekshak.
koNeftasi dari
asam anakardat
Minyak laka }?ns diambil
1,0@0
I €
0,3000
-
0€m0
EE
o
E
o,2ooo
I
0
uh*
analisa konsentrasi kardanol diencerkan dengan merygunakan etanol PA 98 % sebesar 10.000X. Kemudian sarnpel yang telah diencerkan tersebut
ail la tan potassium hetucyanofetratu (n\.
K€mudian dilakrkan anaiisa kons€ntrasi kardanol dengan menggunakan spektrofoiometer dengan
L-b
yalg disunaLan seb€sar 4?5 nlnCara k€rja diatas diulans untuk variasi suhu operasi sebesar l0 C dao 70'C daD unh* varia,' ra"io an
hlit biji nete dan pelarut
60
120 1311 240 3m
361
wah! lmn0
Grnb i.
H!
toisiifur tad
ns.i ai@. d
uri .*eftilr
(s/nl)Fdr
hrlrtudai rEhrur.bd
dinasur*an kedalam labu utur l0 nL sebanyak 10 !nL. kenndian ditambabkan 0,75 r{ laruran bufer amnia, 0,35 nl \a tan 4-aninoantiprnne, daa 0,4
ju
4ooo
tmini'tvs
rlni rln
brdzser h[o hr .e.Br30 c
eie
1,0000 0
Slhu 70 C
3000
= €.
0,6000
EE
o,4ooo
:F
0,2000
d--+''"''---+-r
o oooo
120 180 240 300
etanol sebesar 1r7
wakru
dan 1r9. c.nhrr.
k'r*
360
(mdl)
Hub!is btr*rh!
rk,rBrd (nqrq vs junrrh l(llri
bnh:s:
'rito bj'air.rd-otlcrhl)pid: mi.dd p.hrul61rio prdrsuhu olrGt70c
Pernbahasair
Dari Gmbar 3 sampai canrbar 6 dapat dilihat la@ waktu ekslralsi rrEk konsentrasi asam anakardat dan kardarcl yang terektrak lrl3kin b€r&mbah banyak karena sebakin
bahwa senrakin
laru ll€Lu naka ditusi yanc terjadi drri pelarut etanol ke dalam kulit biji mere scn*in besar sehingga mbyak yarg terekstiak makin banyak. Selain itu juga disebabkan karem masih ad-anya sP19-2
SFATK2O04
gradien konsentasi. Perpindahan mssa teladi karena adanya gradien konsedrasi. cmdien konsentasi daFt diartikan sebagai perbedaan kolsentrasi dinraG zat akan berpr,idah dari kodetrfasi tinggi ke konse rasi rcndah Dari Gambd 3 sanrpai Gambar 6 uniut suhu operasi )€ng saru (misal 30'C), dapat dilihat bahwa senrnkin bes& Iatio jurnla! L-ulit biji mete dan pelaiut
1,6000
_
1m00
0,0000
0
etanol maka konsenkasi asam analGrdat dan kardanol
yang ierekstrak nrakrn bertambal banyak ini disebabkan karena jurrlah pelarut etanol yang
perbedadn konseoEasi dar pelr'rut eunol. Sebrgga dapat terLihat bahwa untuk ratio junlah kulit biji mere
G:mbd
!
0,6000
5
0 2000
g
o
banyak. j,6000
Huhlitrn
inbh*,hI.Har (n4()vs
Gznb id kdn$d4.r
€
0
!
o zooo
€-
{hr
&'brs:
60 120 130 240 300 w*[
ini disebabkan karena pada ntio 1:9 pelamt etanol yang digunabn 1€bih banyak jika dibandinskan dengan iatio yang laimya sehingga nenyebabkan .ehinCra menyebabkan kardanol yang teEkstrak akan lebih
e.
koE4r$r*n * d.'(ldmllFdr . Fhsi Drd: 6tio jumrrr' k! bilrmr!
dan pe1arut etanol 1;9 ierlilat bahwa konsentrasi kardanol yang terekrtrak lebih besar dibandirykan dengan Iatio junlah kulit biji mete dan pelmt etaml yang lainnya yaitu pada ratio 1:5 da! ratio 1:7. Hai
gadren kon:ensasr lebrb besa
360
w,rru(her)
digiDakan bertarfian banyak sehingga menyebabkan minyak iaka yang t€reksbak makin banyak pula. Hal ini juga bedaku untuk suhu opeEsi yaDg lainya. Dad Ganrbar 5 untuk suhu operasi 30oC, dapat
terlilat balwa pada proses ekstra.ksi mi yang memegang peranan tedadiry perpindahan minyak laka dari kulit biji meie ke pelamt etanol adalah
60 120 130 240 3m
nublrlan rn w:rl! *dnki
l.dhrr hrno
360
lms0
pidr bed
ln.o { vs
6000
E
1,2000
180
24!
30c
360
0,s000 0,4c00
Gmh. ii. Brhutge .nbc
kisdGdr d
0
60 120 130 240 3m wakru
ir)
(nn tl
vs
t
I
360 0,8000
Hlbuir
bh,ardu shrrd(m.dr) vs roi:?ilst srn ii:bdall!dhl) e'dr b.'bre.r uhu ope*r erd drojrn:h klrr b jrBh GarlarT.
r*r *ndki tn
or&dnl)p.drbsb Erolunhr [!r bt rd. dri pd'!t.bnoj
F !e b
j,6000
9
1,2000
0,6000
0,2000 0 0000
0 .60 120 T80 240 300
360
w.rl!(hsi0 0
4000
G,hbiriz.
0
60 120 130 240 300 w*!lm
Hlblrs
t hwtdu
ekn6l:5l
koB xsr k*dnor {s/hllpidibelb nlrotlmkhrd bittn!r.d.ied
0,0000 360
d.r
(m.i[]vs
dlie
0
ohhr r Hub!4 aibnwrh!.ka lh,i()vs hi&ftsr ff an*{dd tsrnl) p:d: brr4j sh! lFGi eid: r.do Juord kuh bur nsb
Dari Ganbar 7 sampai cambar 12 dapat dilihat bahwa senrrkin lama waktu ekstnksi rnaka konsertrasi asarn anakardat dan kardanol y rs terekstrak makin bertambah banyak k3rena semakin IaIn! ,ral-hr maka ditusi yang re{adi dari pelarut
etanol ke dalam ktlit biji mete senakin besd sehingga minyak yarg terekstsak nak;n banyak. S€lain itu .Juga disebabkan karena masih ada rya gradietr konsentrasi. Perpindahar rnassa tedadi karena adanya gadieD konsentrasi. cradier SFAIK
2OO4
sp19-3
komentrasi dapat diartikan sebagai p€rbedaan koruentnsi dirDana zat akan berpindah dari koNentrasi iinggi ke koNentrasi rendah Dari Gan*ar 7 sampai Gambar 12 uduk ratio jllmhh kulit biji mete dan pelmt etaml yans sam
(misal 1:5), dapat dilihat bahm untuL urtul tiap variasi suhu (30'C dan 70'C), maka korsentrasi dari asam anakaidat da! kardanol )aDg ftreksaak akan seIllakin bertan$ah. Hal id disebabkan kar€na senrakin tinggi
kedalam kulir
sulu naka djfusitas pela
t
3.
Kesimpulan Dari penelitian yang telah dilakukan dengan \ar'asi wakru ekltlakii (60-100 menin. ruhu operali (30"C dan 70'C)dan ratio iumlah kulit biji nete
d€nsan pelarur
i.
minyak laka yang t€rekstrak inakin banyak. lni dapat dilihat dari persamaan b€dkut iDi:
flJ
4!= y1,r,"'yr"",
(2)
Na
- Kc(cai-c.t)
(3)
Dari peGamaan diatas dapat dikelahui bahwa
diftsitas molekular (Ds) akan be.taDba.h besar Jrka suhu operasi mednskat. DeDsan n1akirl besmya
3.
anakardat Notasi DA! Mn
Kc
akan bertarnbah banyak.
Nre
peryhdahan massa akatr bertanbah besar. Hai ini dapat
ditelaskr dari persanr.an berit-ut inir
K.
=?4r:a M Dari persamaatr diatas bahlva
(p
Nsc K,a,b Na
(4) koefisien
itu pula
judah yang
dibe.ikd oieh kuiit brji nete lumaye b€sar karena kulit biji mete sangat teras sehngga p€larur eranol untuk berdifusi sangar sulit. Sehingga minyak laka yms terekstrak adalah minyak laka terdapar pada permukaan kulit saja, retapi minlak '"nglaka yes
Ca
tkg/mrl tmrltenotl t-l tn/sl
t'
tttgrnoVm'zsl
l-'/,1 llnl ikgmovn3l
t&e-v-l
Nut She Liquid', Cafio1lte oryoi€l\ot Ilr.c,h t tp : //14,ww. ep a, ga t /c h en r t V c as
Cashew
2. 3.
nliq/c I i7 93.pdf.
bnoni,.TL.k."Ektrubi Minyak CNSL dai
Kulit Biji nete,http://ww\t/ ctid.arg/ninrak.htm M/s.Goldm Products,"reep Atu)aJs Cunamer Confo able Thrcugh Connitted Quali, adn TIN',http
4.
:
/
twN. go ldekprc duct.otg/htmUcarda
Muuahato,t990.,'Peneantar Teknologi & Pansan", haI72"75, Balai Puskta. Jakarta.
relekstrak sangat kecil.
SFATK
tkg/ksmoll
Daftar Pustaka 1. Chemical challele Prc$am."Tdt PIan Fat
terdapai didalam padaran ada kennmgkman yms
sP19-4
tebal lapisan frLn konsentasi solute di Lapisan filn konsentrasi solute di Bulk iarutaD
Cai
sedikir.
disebabkan karena taharaa yurg
t-'^l
tKl Difusitas eddy
C
Dari petrelitian yang dilakukan teriilar bahwa ko.sedrasi miryak yang terend"h yaDg didaparkan adalah pada ratio I 15 dan pada sirlu operasi 30oC, bal ini disebabkan kareDa dinrsitas molekular yang teladi sangat kecil sehjngga pelamt etanol hanya nunpu
didapatkan
tbanyaknya zat terekstrak
M
nrakin banyak pula.
Selain
belat molekllar pelarut viskosiias pelarut volume molar solure parameter dari pelarut koefi sien p€rpindabar nrassa bilangan re).nold bilansan schmid
T
perpindalan inassa juga tergantung pada ditusitas €ddy, dirlEru ditulitas eddy dipengaruhi oleh pengadukaa sehngga d€nge adanya peqadukan menlebabkan munculn)a difLsi eddy sehmgga akan menyebabkana koefisieD perpindahai rnassa aka.n beltar$ah besar dan minyak yang terekstrak akan
mengelctrak minyak laka dalam
dan kardanol yans
sernakin meniDgkat
ditusitas molekular naka menyebabkan .koefisien p€rpindalan nassa juga akan bertar*al b€sar sehrgga jurDlah mioyak laka yang Iereksnr| luga Dalan penelitian juga dilakuka! pengadukan yang bertutuan xDrn meningkarkan difusi sebiogga
(1:5,1:7,119), dapat
Semakh lama waku ekstraksi yang dilatukan maka konsedrasi asam anakardat dan kardeol yal1g didapai sexnakin medtrgkat. Pada sulu operasi yang terap,semakin tinggi ratio jundah kulit biji mete dan pelmt etmol ruka konsenhasi asam anakafdat dan kardanol yang didapatlGn semakin menjngkat. Pada tinssi ratio jurllah kulil biji mete dail pelarut etanol yarg tetap, senrakin tinggi suhu operasi yang dilakukan maka konsedtrasi asam
2.
eianoi
bili mete semalir be.d sebqga
D,,-1,1\ -'6laM)' t ^' p,v,'
eta&l
disimpulkan:
2OO4
ISSN : 1410-5667
Prosiding Semi nar ]rlasional I
J,
FUN DAMENTAL dan APLIKASI
III TEKNIK KrMtA 20A4 I
$
O
o
c\ o)
-o E
o a o
o € I
lt'(o
G
-o $
f U)
teuoEBN rsutur€s qqo
'Brury
2999-Or"r : XSS! llolal Eetldv uep FtleuJEpunl
266!'960! 666!'oooz rooz zooz 0ooz rooz@u4^do.J
do|ouial yrlllsut '$enput Fopulst
$lFlel
EIaq3rnS !€quodoN {nFdss e|ury )irutol ues nt qsp uqllq$Io
'6u]h'e/\^eqt/v\ ap39
alro
'6ut !,t'oureurns rI
rO
ffrc
'd
tooz e!u.r!)
'\rlO /pqqe|/i 'v3C 'rpelsaol v rfJo w'o6opueH queuau : JOllpl
r.td 'fs
llulal
rflord
lsellldv uep lelu3l!epunl
Jpuols0J$,,tpwuas
9NICISOUd
0,\tr\a \tu\
,r
! iri)i'
,,anjr,., 1/rrFriEiil'r' {dsq{.dF-J.
\.rso8d tl;lrsls \
!\
r\]1 {lt
r'itin.nn\
L.mb.sr n'r r.nqdd'urtr tidorAh (LtPt) Ptrdidikio hdotr6h (rrr). Jurnsn r.ndidikrtr xjni1. Bfd"ng
n$i{ Innn c o.s.i.nG (I.rf0
i., r-.--
crN rdm(ir(LPr)
r--P-h-,'
