APLIKASI BENTONIT-ZEOLIT DALAM MENINGKATKAN MUTU MINYAK AKAR WANGI HASIL PENYULINGAN DAERAH KABUPATEN GARUT
AHMAD FIRDAUS
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009
ABSTRAK AHMAD FIRDAUS. Aplikasi Bentonit-Zeolit dalam Meningkatkan Mutu Minyak Akar Wangi Hasil Penyulingan Daerah Kabupaten Garut. Dibimbing oleh ZAINAL ALIM MAS’UD dan MOHAMMAD KHOTIB. Minyak akar wangi merupakan salah satu jenis minyak atsiri yang telah diusahakan secara komersial dan dikenal di pasar internasional yang merupakan salah satu bahan pewangi yang digunakan secara luas pada pembuatan kosmetik, parfum dan sebagai bahan pewangi sabun. Dalam penelitian ini dilakukan adsorpsi pengotor minyak akar wangi menggunakan bentonit, zeolit, dan campurannya pada konsentrasi 2 % (b/v) untuk menentukan adsorben yang paling baik digunakan dalam meningkatkan mutu minyak akar wangi. Standar mutu yang digunakan adalah Standar Nasional Indonesia nomor 06-23862006 untuk minyak akar wangi. Analisis mutu menghasilkan nilai kandungan vetiverol dengan menggunakan adsorben bentonit sebesar 61,14 %, zeolit 68,42 %, campuran 0,04 (b/z) 66,48 % dan campuran 0,05 (b/z) 66,41 %. Berdasarkan hasil tersebut, diketahui bahwa zeolit mampu memurnikan kandungan vetiverol lebih tinggi untuk meningkatkan mutu minyak akar wangi.
ABSTRACT AHMAD FIRDAUS. The application of bentonite-zeolite in increased quality of vetiver oil the result of destillate at Garut regency. Under supervision of ZAINAL ALIM MAS'UD and MOHAMMAD KHOTIB. Vetiver oil is one of essential oils type which has been produced commercially and recognized in international market wich is one of deodorant material applied widely at cosmetic manufactures, perfume, and as component of soap deodorant. In this research, we adsorbed vetiver oil pollutant bentonite, zeolite, and their mixtures at concentration of 2 % (w/v) to determine the best of adsorbent application in increasing quality of the vetiver oil. Quality standard applied was Indonesia National Standard number 06-2386-2006 for vetiver oil. The yield of vetiverol by using bentonite was adsorbent 61,14 %, by zeolite was 68,42 %, by mixture 0,04 (b/z) was 66,48 %, and by mixture 0,05 (b/z) was 66,41 %. Based on the results, zeolite can give higher purification of vetiverol of increase vetiver oil quality.
APLIKASI BENTONIT-ZEOLIT DALAM MENINGKATKAN MUTU MINYAK AKAR WANGI HASIL PENYULINGAN DAERAH KABUPATEN GARUT
AHMAD FIRDAUS
Skripsi sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009
Judul
: Aplikasi Bentonit-Zeolit dalam Meningkatkan Mutu Minyak Akar Wangi Hasil Penyulingan Daerah Kabupaten Garut Nama : Ahmad Firdaus NIM : G44201010
Menyetujui:
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Dr. Zainal Alim Mas’ud, DEA NIP 19560622 198601 1 001
Mohammad Khotib, S.Si NIP 19781018 200701 1 002
Mengetahui: Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor
Dr. Drh. Hasim, DEA NIP 19610328 198601 1 002
Tanggal lulus:
PRAKATA Bismillahhirrahmanirrahim… Segala puji syukur kepada Allah SWT selalu penulis ucapkan atas rahmat, hidayah, dan ridho-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Shalawat serta salam selalu diucapkan kepada Nabi Muhammad SAW, keluarga, sahabat serta pengikut beliau hingga akhir zaman. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Oktober 2008 ini ialah peningkatan mutu minyak akar wangi, dengan judul Aplikasi Bentonit-Zeolit dalam Meningkatkan Mutu Minyak Akar Wangi Hasil Penyulingan Daerah Kabupaten Garut. Penulis mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu, terutama Bapak Dr. Zainal Alim Mas’ud, DEA dan Bapak Mohammad Khotib, S.Si selaku pembimbing. Kepada seluruh anggota keluarga: Papa, Mama, adik-adik ku Gingin dan Uci, atas segala bantuan baik doa, moril, materil dan kasih sayangnya. Kepada Bapak Budi Arifin, S.Si, rekan-rekan Kimia 38 (Riki, Sule, Dwi, Peris dan teman-teman kimia 38 yang lain), Kimia 41, 40, 39 khusus untuk Rahmadi juga Filo, seluruh staf Laboratorium Kimia Organik, Ibu Yeni, Bapak Sabur, serta semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini. Terima kasih atas bantuan dan semangat yang diberikan, semoga mendapat balasan pahala dari Allah SWT. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Mei 2009 Ahmad Firdaus
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Garut, Jawa Barat pada tanggal 17 Desember 1982 sebagai putra pertama dari tiga bersaudara, dari ayah Ir. H. Wardjo Sudirman dan ibu Hj. Iceu Farida, S.Pd. Tahun 2001, Penulis lulus dari SMU Negeri 1 Leles, dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) pada Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Pada bulan Juli-Agustus 2004, Penulis berkesempatan menjalani Praktik Lapangan di Laboratrium Kimia Agro, Dinas Pertanian dan Tanaman Pangan Jawa Barat, Lembang, Bandung.
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL ......................................................................................................
vii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................................
vii
DAFTAR LAMPIRAN ..............................................................................................
viii
PENDAHULUAN .....................................................................................................
1
TINJAUAN PUSTAKA Minyak Akar Wangi ...................................................................................... Pemucatan Minyak Akar Wangi .................................................................... Bentonit.......................................................................................................... Zeolit..............................................................................................................
1 2 2 3
BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat .............................................................................................. Aktivasi Adsorben ......................................................................................... Pencirian Adsorben ........................................................................................ Proses Pemucatan Minyak Akar Wangi......................................................... Analisis Mutu Minyak Akar Wangi ..............................................................
4 4 5 5 5
HASIL DAN PEMBAHASAN Ciri Adsorben ................................................................................................ Mutu Minyak Akar Wangi ............................................................................. Sifat Fisika ..................................................................................................... Sifat Kimia .....................................................................................................
6 8 8 9
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan ....................................................................................................... Saran .............................................................................................................
10 10
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................
10
LAMPIRAN ...............................................................................................................
12
DAFTAR TABEL Halaman 1
Jenis mineral zeolit yang terdapat dalam batuan sedimen ....................................
4
2
Nilai pH dan KTK dari bentonit dan zeolit alam ..................................................
6
3
Warna bentonit dan zeolit alam ............................................................................
7
4
Nisbah Si/Al pada bentonit dan zeolit alam setelah aktivasi ................................
7
5
SNI nomor 06-2386-2006 untuk minyak akar wangi............................................
8
6 Pengkodean contoh minyak akar wangi................................................................
8
7
Warna dan bau minyak akar wangi .......................................................................
8
8 Bobot jenis minyak akar wangi.............................................................................
8
9 Indek bias minyak akar wangi ..............................................................................
9
10 Kelarutan dalam alkohol minyak akar wangi........................................................
9
11 Bilangan asam minyak akar wangi .......................................................................
9
12 Bilangan ester minyak akar wangi ........................................................................
9
13 Bilangan ester setelah asetilasi minyak akar wangi ..............................................
9
14 Kandungan vetiverol total minyak akar wangi .....................................................
10
DAFTAR GAMBAR Halaman 1
Akar wangi kering siap suling .............................................................................
1
2
Struktur vetiverol .................................................................................................
2
3
Bongkahan bentonit (a); serbuk bentonit (b); dan serbuk bentonit aktif (c) ........
2
4
Struktur montmorilonit ........................................................................................
3
5
Bongkahan zeolit (a); serbuk zeolit (b); dan serbuk zeolit aktif (c).....................
3
6
Model tetrahedron Al dalam zeolit ......................................................................
4
7
Difraktogram contoh bentonit..............................................................................
7
8
Difraktogram contoh zeolit ..................................................................................
7
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1
Diagram alir proses pemucatan minyak akar wangi ............................................
13
2
Diagram alir pencirian adsorben ..........................................................................
14
3
Data penentuan kandungan SiO2, Al2O3 dan rasio Si/Al pada bentonit dan zeolit alam setelah aktivasi ..................................................................................
15
4
Diagram alir analisis mutu minyak akar wangi....................................................
16
5
Data penentuan bobot jenis minyak akar wangi ..................................................
17
6
Data penentuan indek bias minyak akar wangi....................................................
18
7
Standarisasi KOH oleh asam oksalat ...................................................................
19
8
Data penentuan bilangan asam.............................................................................
20
9
Data penentuan bilangan ester .............................................................................
20
10 Data penentuan bilangan ester setelah asetilasi ...................................................
21
11 Data penentuan kandungan vetiverol total...........................................................
21
PENDAHULUAN Minyak akar wangi (vetiver oil) digunakan secara luas sebagai bahan pembuatan kosmetik, pafum, dan pewangi sabun. Minyak akar wangi bermutu tinggi digunakan dalam formulasi parfum sedangkan yang bermutu rendah biasanya dipakai sebagai pewangi sabun. Dalam formula parfum, minyak akar wangi dicampur dengan minyak cendana, minyak nilam, dan minyak mawar. Akar wangi tumbuh baik di daerah tropis dan subtropis. Di Indonesia daerah penghasil minyak akar wangi adalah Kabupaten Garut dan Wonosobo, namun hanya di Garut minyak ini diusahakan secara komersial (Suhirman 2007). Selain mengekspor, Indonesia juga mengimpor beberapa jenis minyak atsiri dalam jumlah cukup besar. Impor yang masih tinggi antara lain karena teknologi pengolahan minyak atsiri di Indonesia belum mampu mengikuti kepesatan perkembangan teknologi di negara lain. Teknologi hulu yang diterapkan umumnya masih bersifat tradisional, sehingga belum mampu menjamin kesinambungan pengadaan produk dengan mutu yang konsisten. Penanganan hasil pasca produksi juga belum maksimal, seperti pemisahan minyak setelah penyulingan, wadah yang digunakan, dan penyimpanan yang tidak benar, sehingga memungkinkan terjadinya proses-proses yang tidak diinginkan, seperti oksidasi, hidrolisis atau polimerisasi. Biasanya minyak yang dihasilkan akan terlihat lebih gelap dan berwarna kehitaman atau sedikit kehijauan akibat kontaminasi dari logam Fe dan Cu. Hal ini akan berpengaruh terhadap sifat fisika kimia minyak (Hernani 2006). Oleh karena itu, masih diperlukan penelitian untuk memurnikan minyak akar wangi agar dapat memberikan keuntungan yang optimal dan mempunyai daya saing yang tinggi dengan negara lain. Pemurnian minyak akar wangi dapat dilakukan secara kimia ataupun fisika. Pemurnian secara fisika memerlukan peralatan penunjang yang cukup spesifik, tetapi minyak yang dihasilkan lebih baik: warnanya lebih jernih dan komponen utamanya menjadi lebih tinggi. Pemurnian kimiawi bisa dilakukan dengan peralatan yang lebih sederhana, karena hanya diperlukan pencampuran dengan adsorben atau senyawa pengompleks tertentu. Penggunaan bentonit 2% (b/v) telah dilaporkan meningkatkan kejernihan dari 46% menjadi 88%: warna
minyak yang cokelat gelap berubah menjadi kuning kecokelatan (Hernani 2006). Metode pemurnian yang dilakukan pada penelitian ini adalah adsorpsi minyak akar wangi oleh bentonit, zeolit dan campurannya. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh penggunaan bentonit, zeolit dan campurannya dalam meningkatkan mutu minyak akar wangi melalui proses adsorpsi. Adapun dugaan sementara pada penelitian ini adalah bentonit, zeolit, dan campurannya dapat digunakan sebagai adsorben dalam meningkatkan mutu minyak akar wangi.
TINJAUAN PUSTAKA Minyak Akar Wangi Rumpun tanaman akar wangi (Vetiveria zizanioides) ditemukan tumbuh secara liar, setengah liar, maupun sengaja ditanam di berbagai negara beriklim tropis dan subtropis. Bagian tanaman dalam tanah terdiri dari sejumlah akar halus, berwarna kuning pucat atau abu-abu sampai kemerahan, dan mengandung minyak atsiri berwujud kental dengan bau khas dan tahan lama (Guenther 2006). Akar wangi (Gambar 1) merupakan salah satu tanaman penghasil minyak atsiri yang potensial. Tanaman dari keluarga rumput-rumputan (Graminae) ini telah dikenal lama di Indonesia, yakni sebelum Perang Dunia II, bahkan pada tahun 1918 telah tercatat sebagai komoditas ekspor meskipun masih dalam bentuk akar (Kardinan 2005).
Gambar 1 Akar wangi kering siap suling. Di Indonesia tanaman akar wangi umumnya masih diusahakan dalam skala kecil. Hanya sebagian kecil yang diusahakan oleh perkebunan/swasta terutama di wilayah Jawa Barat. Daerah tanam akar wangi di Indonesia adalah di Jawa Barat, meliputi Garut, Sukabumi, Bandung, Sumedang, dan Kuningan; Jawa Tengah, meliputi Wonosobo dan Purwokerto; dan sebagian wilayah
Sumatera Utara. Kabupaten Garut merupakan pusat produksi minyak akar wangi, mencapai 90% dari total produksi di Indonesia. Sekitar 90% minyak akar wangi yang dihasilkan diekspor, sisanya digunakan untuk industri di dalam negeri. Minyak akar wangi Indonesia di dunia perdagangan dikenal dengan nama “Java vetiver oil” (Kardinan 2005). Komposisi kimia utama minyak akar wangi terdiri dari terpena, seskuiterpena: vetivena; dan senyawa hidrokarbon beroksigen: vetiveron dan vetiverol (Gambar 2). Senyawa lainnya meliputi senyawa keton, aldehida, alkohol, dan ester-ester yang memberikan bau khas. Senyawaan tersebut misalnya vetivenil vetivenat, asam palmitat, dan asam benzoat. Umumnya minyak akar wangi yang baik ditandai oleh bobot jenis yang tinggi, komposisi bau yang lebih sempurna, dan ketahanan bau yang lebih lama. Faktor-faktor yang memengaruhi mutu minyak akar wangi antara lain umur atau waktu panen, kondisi bahan baku, cara penanganan dan pengolahan bahan baku, bahan konstruksi alat penyulingan, metode ekstraksi, metode penyulingan, lama penyulingan, dan penanganan minyak hasil ekstraksi. Standar mutu minyak akar wangi dalam perdagangan internasional belum seragam karena masingmasing negara penghasil dan pengimpor menentukan standar mutu minyak akar wangi menurut kebutuhan sendiri (Suhirman 2007).
Kerusakan yang sering terjadi pada minyak atsiri adalah kerusakan komponen kimia, yang disebabkan oleh proses hidrolisis, oksidasi, polimerisasi, pencampuran dengan bahan lain, dan pencemaran oleh wadah kemasan. Hidrolisis terjadi dalam minyak yang mengandung ester, jka tedapat air dan asam sebagai katalis. Asam organik hasil hidrolisis ester terdapat secara alamiah dan golongan fenol dapat bereaksi dengan ion logam dan membentuk garam, mengakibatkan minyak berubah warna menjadi gelap. Oksidasi pada minyak atsiri terutama terjadi pada ikatan rangkap dalam terpena. Peroksida yang dihasilkan bersifat labil dan dapat berisomerisasi dengan adanya air membentuk senyawa aldehida dan asam organik yang menimbulkan bau yang tidak dikehendaki (Suhirman 2007). Bentonit Bentonit (Gambar 3) merupakan nama dagang untuk batu liat yang mengandung montmorilonit sebagai komponen utamanya. Istilah bentonit pertama kali digunakan untuk suatu jenis tanah liat pemucat yang terdapat di daerah Benton, Rockcreek, Wyoming, Amerika Serikat (Kirk dan Othmer 1985). Rumus umum montmorilonit adalah Al2O3·4SiO2·xH2O (Tan 1993).
H H H
H O
H
Gambar 2 Struktur vetiverol. Pemucatan Minyak Akar Wangi Pemucatan bertujuan menghilangkan zatzat yang tidak dikehendaki dalam minyak, di antaranya ion logam dan polimer yang menyebabkan warna minyak menjadi gelap. Warna minyak atsiri sangat memengaruhi mutu, penggunaan, dan harganya. Minyak yang keruh dan berwarna gelap mempunyai mutu yang rendah. Pengotor dalam minyak juga dapat mempercepat kerusakan minyak terutama selama penyimpanan dan pengolahan lebih lanjut (Hernani 2006).
a b c Gambar 3 Bongkahan bentonit (a); serbuk bentonit (b); dan serbuk bentonit aktif (c). Bentonit berwarna dasar putih dengan sedikit kecokelatan, kemerahan, atau kehijauan bergantung pada jenis dan jumlah fragmen mineral-mineralnya. Bentonit juga bersifat lunak, ringan, mudah pecah, terasa seperti sabun, mudah menyerap air, dan dapat menukar ion. Bobot jenis bentonit berkisar antara 2,4 dan 2,8 g/cm3 dengan senyawa penyusun utamanya adalah silika dan alumina yang mengandung air dan terikat secara kimia. Kandungan lainnya ialah Ca, Na, K, Mg, dan Fe yang bergabung dengan Si dan O (Priatna 1982). Unit struktur utama montmorilonit selalu bermuatan negatif walaupun pada lapisan oktahedral ada kelebihan muatan positif yang
akan dikompensasi oleh kekurangan muatan positif pada lapisan tetrahedral. Hal ini terjadi karena terjadinya substitusi ion Si4+ dan Al3+ oleh Mg2+ dan Fe3+ (Grim 1962). Ukuran partikel koloid bentonit sangat kecil dan mempunyai kapasitas tukar ion yang tinggi dengan penukaran ion terutama oleh ion-ion Ca dan Mg. Struktur montmorilonit pada bentonit dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4 Struktur montmorilonit (Paul 2005) Bentonit telah diaplikasikan ke berbagai bidang di antaranya industri logam, pertanian, makanan dan minuman, farmasi, lingkungan, dan katalis. Dalam industri logam, bentonit digunakan sebagai material pengikat untuk penyiapan lelehan besi dan baja. Selain itu, bentonit juga dapat memperbaiki laju alir serta stabilitas termal produk. Pada bidang pertanian bentonit digunakan sebagai penukar ion untuk memperbaiki kondisi tanah yang kurang baik (Anonim 2006). Untuk meningkatkan kemampuan bentonit dalam menjerap senyawa-senyawa organik, terutama yang bersifat nonpolar, seperti senyawaan hidrokarbon aromatik, bentonit perlu diaktifkanc terlebih dahulu. Aktivasi ini dimaksudkan untuk mengubah sebagian struktur lapisan silikat, sifat muatan lapisan silikat, atau mengubah lingkungan permukaan mineral dari hidrofilik menjadi hidrofobik (Sutiani 2006). Dikenal dua jenis bentonit yaitu Nabentonit (Wyoming) dan Ca-bentonit. Jenis Wyoming mempunyai kemampuan mengembang hingga delapan kali apabila dicelupkan ke dalam air, dan tetap terdispersi selama beberapa waktu di dalam air. Dalam
keadaan kering Na-bentonit berwarna putih atau kuning gading, sedangkan dalam keadaan basah dan terkena sinar matahari akan mengilap. Nisbah Na dan Ca tinggi, suspensi koloid mempunyai pH 8,9–9,8, tidak dapat diaktivasi, posisi pertukaran ion sama-sama diduduki oleh ion Na+. Penggunaan yang utama adalah sebagai lumpur pembilas pada kegiatan pengeboran, pembuatan pelet bijih besi, penyumbat kebocoran bendungan dan kolam. Selain itu, juga digunakan dalam industri minyak sawit dan farmasi. Bentonit jenis Ca-bentonit kurang mengembang apabila dicelupkan ke dalam air, tetapi secara alamiah maupun setelah diaktifkan dengan asam akan mempunyai daya isap yang baik, tetap terdispersi di dalam air. Nisbah kandungan Na dan Ca rendah dengan suspensi mempunyai pH 4–7, posisi pertukaran ion lebih banyak didapati oleh ion kalsium dan magnesium. Ca-bentonit banyak dimanfaatkan sebagai tanah pengelantang (bleaching earth), sebagai bahan pemucat warna pada proses pemurnian minyak goreng, katalis pada industri kimia, zat pemutih, zat penyerap, dan sebagai penyaring pada industri kertas dan polimer (Anonim 2006). Zeolit Zeolit (Gambar 5) diperkenalkan oleh ahli mineral berkebangsaan Swedia, Freisherr Axel Cronsted, pada tahun 1756. Zeolit berasal dari bahasa Yunani, zein (membuih) dan lithos (batu). Jadi, secara harafiah zeolit berarti batu yang membuih. Hal ini sesuai dengan sifat zeolit yang akan mendidih bila dipanaskan pada tabung terbuka dengan suhu antara 100–350 oC. Rumus empiris zeolit ialah M2/nO·Al2O3·xSiO2·yH2O, dengan M = kation alkali atau alkali tanah, n = valensi logam alkali, x = 2 s.d. 10, dan y = 2 s.d. 7.
a b c Gambar 5 Bongkahan zeolit (a); serbuk zeolit (b); dan serbuk zeolit aktif (c). Menurut cara pembentukannya zeolit dapat dibedakan menjadi zeolit alam dan zeolit buatan. Jenis-jenis zeolit yang terdapat secara alam dalam batuan sedimen diberikan pada Tabel 1 (Subagjo 1993).
Tabel 1 Jenis mineral zeolit yang terdapat dalam batuan sedimen Nama Mineral Rumus Kimia Unit Sel Analsim Na16(Al16Si32O96)·16H2O Kabasit (Na2,Ca)6 (Al12Si24O72)· 40H2O Klinoptilolit (Na4K4)(Al8Si40O96)·24H2O (Na,Ca5K) (Al9Si27O72)· Erionit 27H2O Ferrierit (Na2Mg2)(Al6Si30O72)·18H2O Heulandit Ca4(Al8Si28O72)·24H2O Laumonit Ca(Al8Si16O48)·16H2O Mordenit Na8(Al8Si40O96)·24H2O Filipsit (Na,K)10(Al10Si22O64)·20H2O Natrolit Na4(Al4Si6O20)·4H2O Wairakit Ca(Al2Si4O12)·12H2O Pada zeolit, semua atom Al akan bermuatan negatif karena berkoordinasi dengan 4 atom oksigen membentuk suatu tetrahedron (Gambar 6). Muatan ini selalu dinetralkan oleh kation alkali atau alkali tanah untuk menghasilkan senyawa yang stabil. (Thamzil 2008).
kedua jenis asam ini bergantung pada proses aktivasi zeolit dan kondisi reaksi. Pusat-pusat aktif tersebut akan mengikat molekul-molekul basa secara kimiawi. Zeolit juga bersifat penukar ion karena keberadaan kation logam alkali dan alkali tanah. Kation tersebut dapat bergerak bebas di dalam rongga dan dapat dipertukarkan dengan kation logam lain dengan jumlah yang sama. Akibat struktur zeolit yang berongga, anion atau molekul berukuran lebih kecil atau sama dengan rongga dapat masuk dan terjebak (Anonim 2006). Aktivasi zeolit dilakukan untuk menghilangkan pengotor yang menutupi rongga yang menyebabkan daya tukar ion dan kapasitas adsorpsi menjadi tidak optimal. Aktivasi dapat dilakukan dengan dua cara: (1) Aktivasi secara kimia bertujuan melarutkan pengotor yang menutupi permukaan zeolit dan gugus fungsi yang ada pada zeolit. Pengotor yang bersifat asam akan dilarutkan oleh larutan pencuci yang asam, dan pengotor yang bersifat basa akan larut dengan larutan pencuci yang basa; (2) Disisi lain, aktivasi dengan pemanasan dilakukan untuk menghilangkan air yang terikat secara fisika serta menguraikan senyawa-senyawa organik yang terperangkap dalam rongga atau pori zeolit (Aryani 2003).
BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat
Gambar 6 Model tetrahedron Al dalam zeolit (Thamzil 2008). Zeolit mengalami dehidrasi apabila dipanaskan. Meskipun struktur kerangka zeolit akan menyusut, kerangka dasarnya tidak mengalami perubahan yang nyata, karena molekul H2O dapat dikeluarkan secara reversibel. Sifat zeolit terdehidrasi sebagai adsorben dan penyaring molekul, dikarenakan strukturnya yang berongga, sehingga mampu menjerap sejumlah besar molekul yang berukuran sesuai. Selektivitas dan efektivitas adsorpsinya juga tinggi. Kemampuan zeolit sebagai katalis berkaitan dengan ketersedian pusat-pusat aktif dalam saluran antarzeolit berupa gugus fungsi asam tipe Brönsted maupun Lewis. Nisbah
Bahan-bahan yang digunakan ialah minyak akar wangi hasil penyulingan di Kabupaten Garut, bentonit dan zeolit alam bogor. Alat-alat yang digunakan ialah refraktometer Abbe, Soil Munsell Color Chart, dan difraktometer sinar-X Phillips PW3020. Aktivasi Adsorben Aktivasi Bentonit. Bentonit (200 mesh) ditambahkan HCl 6 N, lalu dipanaskan selama 3 jam pada suhu 80–90 °C. Nisbah bentonit dengan HCl adalah 1:4 (b/v). Selama aktivasi, larutan perendam menjadi berwarna kuning; pencucian diulangi sampai bentonit berwarna putih. Aktivasi Zeolit. Zeolit (200 mesh) sebanyak 50 g ditambahkan 50 ml HCl 6 N dan diaduk selama 2 jam. Zeolit kemudian dicuci dengan akuades sampai jernih, lalu dikalsinasi pada suhu 350 °C selama 24 jam.
Pencirian Adsorben Penentuan Warna. Warna sampel ditentukan dengan menggunakan Soil Munsell Color Chart. Penentuan jumlah silika. Beberapa gram sampel dipanaskan dalam tanur 900 °C selama 2 jam kemudian didinginkan di dalam desikator. Ditimbang 1 g sampel (WB) dalam cawan platina lalu ditambahkan 2,4 g Na2CO3 dan sedikit air, dan dididihkan sambil diaduk merata sampai kering. Residu yang tersisa diberi 25 ml HCl (1:1) tetes demi tetes sambil terus diaduk sampai terbentuk endapan cokelat, dan larutannya berwarna kuning. Endapan disaring dengan kertas saring Whatman 42, dan filtrat ditampung dalam labu takar 100 ml (larutan X). Endapan kemudian dicuci dengan akuades, dan dipanaskan kembali pada suhu 900 °C selama 2 jam. Setelah didinginkan dalam desikator, residu ditimbang bobotnya sebagai bobot SiO2 + pengotor (W1). Residu selanjutnya diberi 5 tetes H2SO4 dan 10 ml HF (1:1), diaduk sambil dipanaskan hingga kering, dipindahkan ke cawan platina, dan dipanaskan pada suhu 900 °C selama 2 jam. Bobot setelah didinginkan dalam desikator ditimbang kembali, dan merupakan bobot pengotor (W2). Persen SiO2 dihitung dengan persamaan: % SiO 2
W1 W 2 WB W2
100 %
Penentuan jumlah alumina. Larutan X diencerkan dengan air dalam labu takar 100 ml. Ditambahkan 5 g NH4Cl dan beberapa tetes indikator metil merah, lalu campuran dipanaskan hingga mendidih, sebelum dititrasi dengan larutan amonia (1:1) sampai berwarna kuning. Setelah itu, campuran dipanaskan kembali dan dibiarkan mendidih selama 2 menit. Dalam keadaan panas campuran disaring dengan kertas Whatman 42. Endapannya dicuci dengan larutan amonia (1:1), kemudian dipanaskan kembali dalam tanur 900 °C selama 2 jam. Setelah didinginkan dalam desikator, bobot Al2O3 yang tersisa ditimbang (W3). Persen Al2O3 dan nisbah Si/Al dihitung dengan persamaan: W3 % Al 2 O 3 100 % WB W2
Nisbah Si/Al
% SiO 2 % Al 2 O 3
Analisis jenis mineral. Sampel yang berukuran 200 mesh ditekan dalam sample holder, dipasang pada tempat sampel, dan dianalisis dengan difraktometer sinar-X merk Phillips jenis PW3020. Pengukuran dilakukan di Balai Penelitian Tanah, Bogor. Proses Pemucatan Minyak Akar Wangi Minyak akar wangi kasar dicampur dengan bentonit 2% (b/v) kemudian dipanaskan pada suhu 55 °C pada panangas air selama 15 menit. Setelah dingin, minyak disaring dengan corong Büchner. Ke dalam minyak hasil penyaringan ditambahkan natrium sulfat anhidrat untuk menyerap sisa air sambil diaduk selama 15 menit dan disaring kembali. Minyak akar wangi pucat bebas-air selanjutnya dianalisis mutunya sesuai Standar Nasional Indonesia (SNI 06-2386-2006). Prosedur yang sama dilakukan dengan zeolit 2% (b/v) dan campuran bentonit-zeolit 2% (b/v) nisbah B/Z 0,04 dan 0,05 (Lampiran 1). Analisis Mutu Minyak Akar Wangi Penentuan warna dan bau. Sepuluh ml dimasukkan ke dalam tabung reaksi, dihindari adanya gelembung udara. Tabung disandarkan pada kertas atau karton berwarna putih, dan diamati warnanya dari jarak 30 cm. Bau contoh juga dicatat. Penentuan bobot jenis. Piknometer dibersihkan dengan air, kemudian dibilas berturut-turut dengan etanol dan dietil eter, dan dikeringkan bagian dalamnya dengan arus udara kering. Piknometer ditutup dan dibiarkan di dalam lemari timbangan selama 30 menit sebelum ditimbang (m). Piknometer diisi air suling hingga penuh dengan menghindari gelembung udara. Piknometer lalu dicelupkan ke dalam penangas air (20 ± 0,2) °C selama 30 menit. Setelah kering, piknometer dibiarkan di dalam lemari timbangan selama 30 menit dan ditentukan bobot (piknometer + air) (m1). Piknometer dikosongkan, lalu dibersihkan, dikeringkan, dan diisi contoh menggunakan prosedur yang serupa untuk mendapatkan bobot (piknometer + contoh) (m2). Bobot jenis lalu dihitung sebagai berikut: m m Bobot jenis 2 m1 m Penentuan indeks bias. Refraktometer dialiri air agar berada pada suhu 20 °C saat pembacaan akan dilakukan, dengan toleransi
±0,2 °C. Sebelum contoh diteteskan, suhunya dibuat sama dengan suhu pengukuran. Pembacaan dilakukan bila suhu sudah stabil. Penentuan kelarutan dalam etanol. Satu ml contoh minyak diukur di dalam gelas ukur yang berukuran 10 ml. Etanol 95 % ditambahkan setetes demi setetes dengan dikocok setelah setiap penambahan, sampai diperoleh larutan yang sebening mungkin pada suhu 20 °C. Kekeruhan yang terjadi dibandingkan dengan larutan pembanding bila larutan tersebut tidak bening. Penentuan bilangan asam. Asam-asam bebas dinetralkan dengan larutan terstandar KOH dalam etanol. Ditimbang (0,7 g ± 0,05) g contoh lalu dilarutkan dalam 5 ml etanol netral pada labu bulat dan ditambahkan 5 tetes larutan fenolftalein sebagai indikator. Campuran tersebut dititrasi dengan KOH 0,1 N dalam etanol sampai warna merah muda. Bilangan asam ditentukan dengan persamaan berikut: Bilangan asam
VKOH N KOH BM KOH
Wsampel
Penentuan bilangan ester. Sebanyak (1,5 ± 0,05) g contoh ditimbang dalam labu penyabunan. Ditambahkan 25 ml KOH 0,5 N dalam alkohol dan batu didih, lalu labu direfluks diatas penangas air selama 1 jam. Setelah dingin, labu dilepaskan dari pendingin dan dititrasi dengan HCl 0,05 standar dan indikator fenolftalein sampai warna tepat hilang. Pengujian blanko dilakukan dengan cara yang sama, tetapi tanpa menggunakan contoh. Bilangan ester (E) ditentukan dengan persamaan: E
(Vblanko Vsampel ) N HCl BM KOH Wsampel
dengan Vblanko dan Vsampel ialah mililiter titran yang terpakai untuk menetralkan berturutturut blanko dan contoh, sedangkan Wsampel ialah gram contoh yang digunakan. Penentuan bilangan ester setelah asetilasi. Kira-kira 10 ml contoh dicampurkan dengan 10 ml anhidrida asetat dan 2 g natrium asetat anhidrat dalam labu asetilasi. Campuran direfluks dengan hati-hati selama 2 jam, lalu dibiarkan mendingin. Setelah itu, ditambahkan 50 ml air suling dan dipanaskan kembali selama 15 menit pada suhu 40–50 °C dengan sering dikocok. Campuran ini dibiarkan mendingin ke suhu kamar sebelum dipindahkan ke corong pisah. Labu dibilas 2 kali masing-masing dengan 10 ml air suling,
dan air bilasan digabungkan ke corong pisah. Ketika 2 lapisan telah memisah sempurna, lapisan air dibuang dan lapisan minyak dikerjakan lebih lanjut. Lapisan minyah dicuci berturut-turut dengan larutan jenuh 50 ml NaCl, 50 ml Na2CO3-NaCl, 50 ml NaCl, dan 20 ml air suling. Apabila pencucian dengan larutan jenuh tersebut telah dilakukan dengan baik, minyak akan netral terhadap kertas lakmus (pH 7). Lapisan minyak ini dipindahkan ke dalam sebuah tabung yang kering dan dikocok beberapa kali selama 15 menit dengan sedikitnya 3 g MgSO4 anhidrat. Minyak disaring lalu pengocokan diulangi dengan 3 g MgSO4 anhidrat berikutnya sampai minyak yang terasetilasi ini bebas dari air. Minyak yang terasetilasi ditimbang sampai ketelitian 0,05 g sebanyak 0,7 g lalu ditambahkan 2 ml air suling dan 0,5 ml larutan fenolftalein. Sebanyak 25 ml KOH 0,5 N dalam alkohol ditambahkan, kemudian campuran direfluks di atas penangas air selama 1 jam. Campuran didinginkan dengan cepat dengan menambahkan 20 ml air suling dan kelebihan alkali dititrasi dengan larutan HCl 0,5 N. Rumus penentuan bilangan ester setelah asetilasi sama seperti yang tidak diasetilasi. Penentuan alkohol total sebagai vetiverol. Senyawa alkohol total sebagai vetiverol dihitung dari bilangan ester sebelum asetilasi (E1) dan setelah asetilasi (E2): Persen vetiverol
220,36 ( E 2 E1 ) 561 0, 42 E 2
HASIL DAN PEMBAHASAN Ciri Adsorben Bentonit dan zeolit alam yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari Bogor. Diagram alir untuk pencirian adsorben dapat dilihat pada Lampiran 2. Informasi pH dan kapasitas tukar kation (KTK) diperoleh dari penjualnya, CV. Jaya Abadi (Tabel 2) sedangkan warna tentukan dengan soil munsell color chart (Tabel 3). Tabel 2 Nilai pH dan KTK dari bentonit dan zeolit alam Bahan pH KTK (mek/g) Bentonit alam 4,18 33,70 Zeolit alam 5,05 44,40
Tabel 3 Warna bentonit dan zeolit alam Bahan Kode Warna Warna Coklat Bentonit 10YR 8/3 sangat alam pucat Zeolit alam 2,5Y 8/2 Putih Dalam penelitian ini, Ca-bentonit yang telah dimurnikan diaktivasi dengan HCl 6 N. Aktivasi ini betujuan membuat struktur permukaan bentonit lebih berpori dengan menghilangkan sisa pengotor mineral yag tidak dapat hilang selama proses pemurnian. Montmorilonit adalah penyusun utama bentonit, dan struktur bertingkat-tingkat yang dimilikinya membentuk kemampuan adsorpsi bentonit. Ion kalium, natrium, dan kalsium mengisi ruang antarlamela, sedangkan ion aluminium yang dapat tukar dengan magnesium dan besi (III) mengisi lapisan oktahedral dari kisi struktur montmorilonit. Larutan asam dengan konsentrasi yang cukup besar mampu menggantikan ion K+, Na+, dan Ca2+ dengan H+ serta melepaskan ion Al3+, Fe3+, dan Mg2+, sehingga meningkatkan daya adsorpsi bentonit (Nurliana 2006). Sebagaimana halnya bentonit alam, zeolit alam mempunyai bentuk kristal sangat teratur dengan rongga-rongga yang saling berhubungan ke semua arah. Namun, karena zeolit ini berada di alam, rongga-rongganya masih terisi oleh ion-ion logam, molekul air, dan pengotor lainnya. Pengotor-pengotor tersebut juga dihilangkan dengan aktivasi menggunakan HCl 6 N. Aktivasi zeolit dengan asam akan melarutkan beberapa logam alkali sepeti Ca2+, K+, Na+, dan Mg2+ yang menutupi sebagian rongga sehingga zeolit lebih berpori dan permukaannya lebih aktif (Aryani 2003). Keberhasilan aktivasi bentonit dan zeolit alam dapat dilihat dari tingginya nisbah Si dan Al setelah aktivasi. Peningkatan ini terjadi karena aktivasi menyebabkan dealuminasi sebagian atau seluruh logam Al dalam kerangka adsorben yang lebih lanjut juga menurunkan kepolaran dan sifat asam Brönsted-nya. Tabel 4 memperlihatkan bahwa bentonit alam hasil aktivasi memiliki kandungan silika sebagai SiO2 sebesar 85,18% dan alumina sebagai Al2O3 sebesar 2,80%, sehingga nisbah Si/Al-nya mencapai 30,42. Nisbah Si/Al zeolit alam hasil aktivasi juga cukup tinggi, mencapai 25,86, dengan 88,19% kandungan SiO2 dan 3,41% kandungan Al2O3. Hasil lengkap dapat dilihat di Lampiran 3.
Tabel 4 Nisbah Si/Al pada bentonit dan zeolit alam setelah aktivasi Kadar Kadar Rasio Bahan SiO2 (%) Al2O3 (%) Si/Al Bentonit 85,18 2,80 30,42 alam Zeolit 88,19 3,41 25,86 alam Reaksi dealuminasi yang terjadi antara bentonit maupun zeolit dan HCl dalam medium air adalah sebagai berikut: Kehadiran H+ menyebabkan pasangan elektron bebas pada atom O cenderung membentuk ikatan kovalen koordinasi. Atom O yang kehilangan sepasang elektron bebasnya menjadi tuna elektron sehingga ikatan Al-O yang lebih polar dibandingkan dengan Si-O mudah putus dan terjadi dealuminasi. Atom Al mempunyai valensi tiga, namun berikatan dengan 4 atom O dalam kerangka bentonit dan zeolit sehingga bermuatan formal -1. Muatan negatif ini dinetralkan oleh kation logam alkali atau alkali tanah. Asam kuat seperti HCl dapat memutuskan ikatan antara atom O dan atom Al. Kekosongan valensi Al akan diisi oleh ion Clˉ dan kekosongan valensi oksigen akan digantikan proton. Kation M+ dalam bentonit maupun zeolit alam akan terlepas dari kerangkanya membentuk garam MCl, sedangkan Al3+ akan berikatan dengan Clˉ membentuk AlCl3 (Setyawan 2002). Analisis jenis mineral pada bentonit dengan XRD (Gambar 7) montmorillonit diperlihatkan oleh puncak difraksi 15,5, 5,2, dan 4,5 Å; kuarsa (4.26 dan 3,34 Å), serta kristobalit (4,04 Å). Sementara itu, analisis XRD pada zeolit (Gambar 8) memperlihatkan keberadaan klinoptilolit (8,92, 5,11, dan 2,97 Å); campuran mineral smektit (16,4 Å); haloisit (10,41 dan 4,45 Å); felspar (3,20 Å); kuarsa (3,33 Å), serta kritobalit (4,03 Å).
Gambar 7 Difraktogram contoh bentonit.
Gambar 8 Difraktogram contoh zeolit.
Mutu Minyak Akar Wangi
Sifat Fisika
Analisis mutu minyak akar wangi (Lampiran 4) meliputi sifat fisis dan kimia. Analisis sifat fisis yang dilakukan adalah warna, bau, bobot jenis, indeks bias, dan kelarutan dalam etanol 95 %, sedangkan analisis sifat kimianya meliputi bilangan asam, bilangan ester, bilangan ester setelah asetilasi, dan kandungan vetiverol total. Sebagai acuan standar mutu minyak akar wangi didunakan SNI nomor 06-2386-2006 tahun 2006 (Tabel 5).
Hasil penentuan warna minyak akar wangi sebelum dan setelah penambahan adsorben adalah coklat kemerahan dan baunya masih berbau khas akar wangi dapat dilihat pada tabel 7. Menurut syarat mutu SNI warna dan bau tersebut sudah memenuhi syarat.
Tabel 5 SNI nomor 06-2386-2006 untuk minyak akar wangi Jenis uji Persyaratan Warna Kuning muda– cokelat kemerahan Bau Khas akar wangi Bobot Jenis 0,980–1,003 20oC/20oC Indeks bias (20 oC) 1,520–1,530 Kelarutan dalam 1:1 jernih, etanol 95 % seterusnya jernih Bilangan asam 10 – 35 Bilangan ester 5 – 26 Bilangan ester 100 – 150 setelah asetilasi Vetiverol total Minimum 50 Tabel 6 menunjukkan sistem pengodean sampel pada minyak akar wangi yang digunakan dalam penelitian ini. Kode tersebut akan digunakan dalam pembahasan selanjutnya. Tabel 6 Pengodean contoh minyak akar wangi Kode Contoh MAW-0 Minyak akar wangi tanpa adsorben MAW-B Minyak akar wangi dengan adsorben bentonit MAW-Z Minyak akar wangi dengan adsorben zeolit MAWMinyak akar wangi dengan 0,04 (B/Z) adsorben campuran bentonit zeolit dengan nisbah 0,04 MAWMinyak akar wangi dengan 0,05 (B/Z) adsorben campuran bentonit zeolit dengan nisbah 0,05
Tabel 7 Warna dan bau minyak akar wangi. Kode Warna Bau sampel MAW-0 Coklat Khas akar kemerahan wangi MAW-B Coklat Khas akar kemerahan wangi MAW-Z Coklat Khas akar kemerahan wangi MAW-0,04 Coklat Khas akar (B/Z) kemerahan wangi MAW-0,05 Coklat Khas akar (B/Z) kemerahan wangi Bobot jenis merupakan salah satu kriteria penting dalam menentukan mutu dan kemurnian minyak akar wangi karena bobot jenis sering dihubungkan dengan fraksi berat komponen-komponen yang terkandung di dalamnya, semakin besar fraksi berat yang terkandung dalam minyak maka semakin besar pula nilai densitasnya. Bobot jenis hasil penelitian dapat dilihat dalam Tabel 8 : Tabel 8 Bobot jenis minyak akar wangi. Kode sampel Bobot jenis MAW-0 0,9876 MAW-B 0,9878 MAW-Z 0,9878 MAW-0,04 (B/Z) 0,9878 MAW-0,05 (B/Z) 0,9877 Berdasarkan hasil yang didapat (Lampiran 5) bobot jenis sebelum maupun sesudah penambahan adsorben telah memenuhi syarat mutu SNI yaitu berkisar antara 0,9800– 1,0030. Indek bias minyak akar wangi berhubungan erat dengan komponenkomponen yang tersusun di dalam minyak yang dihasilkan seperti halnya bobot jenis. Komponen penyusun minyak atsiri dapat mempengaruhi nilai indek biasnya, semakin banyak komponen bergugus karbonil yang terdapat dalam minyak akar wangi, maka kerapatan medium minyak akan bertambah sehingga cahaya yang datang akan lebih sukar untuk dibiaskan dan menyebabkan indek bias
minyak lebih besar. Indek bias yang dihasilkan pada Tabel 9 sebelum maupun setelah penambahan adsorben masih belum memenuhi syarat mutu SNI yaitu berkisar antara 1,5200–1,5300. Hasil lengkap dapat dilihat di Lampiran 6. Tabel 9 Indek bias minyak akar wangi. Kode sampel Indek bias MAW-0 1,5151 MAW-B 1,5151 MAW-Z 1,5152 MAW-0,04 (B/Z) 1,5151 MAW-0,05 (B/Z) 1,5150 Kelarutan minyak dalam alkohol ditentukan jenis komponen kimia yang terkandung dalam minyak (Guenther 2006). Pada umumnya minyak atsiri yang mengandung senyawa terpen teroksigenasi lebih larut daripada yang mengandung terpen. Makin tinggi kandungan terpen tak teroksigenasi makin rendah daya larutnya, hal ini dikarenakan senyawa terpen tak teroksigenasi merupakan senyawa nonpolar yang tidak mempunyai gugus fungsional. Kelarutan minyak akar wangi dalam alkohol dapat dilihat pada Tabel 10 : Tabel 10 Kelarutan dalam alkohol minyak akar wangi. Kelarutan dalam Kode sampel alkohol MAW-0 1:1 larut jernih MAW-B 1:1 larut jernih MAW-Z 1:1 larut jernih MAW-0,04 (B/Z) 1:1 larut jernih MAW-0,05 (B/Z) 1:1 larut jernih Menurut Tabel 10 di atas minyak akar wangi baik sebelum maupun setelah penambahan adsorben mempunyai kelarutan dalam alkohol 1:1 dengan warna jernih, sehingga telah memenuhi standar mutu SNI. Sifat Kimia Bilangan asam yang semakin besar dapat mempengaruhi kualitas minyak akar wangi apabila selama penyimpanan terjadi proses oksidasi sehingga menyebabkan bau khas minyak berubah. Bilangan asam minyak akar wangi sebelum dan setelah penambahan adsorben terlihat pada Tabel 11 :
Tabel 11 Bilangan asam minyak akar wangi. Kode sampel Bilangan asam MAW-0 36,05 MAW-B 35,35 MAW-Z 35,18 MAW-0,04 (B/Z) 35,49 MAW-0,05 (B/Z) 35,76 Berdasarkan Tabel 11 terlihat sedikit perubahan bilangan asam setelah penambahan adsorben, hal ini menandakan adsorben yang ditambahkan berfungsi walaupun hanya sedikit asam yang terjerap, selain itu nilai bilangan asam yang masih tinggi dikarenakan adsorben baik bentonit maupun zeolit setelah diaktivasi tidak di cuci sampai pH netral, sehingga nilai tersebut masih belum memenuhi syarat mutu SNI yaitu sebesar 35. Hasil lengkap standarisasi KOH dan penentuan bilangan asam dapat dilihat di Lampiran 7 dan 8. Hasil penentuan bilangan ester pada minyak akar wangi setelah penambahan adsorben pada Tabel 12 tidak berbeda nyata dari nilai bilangan ester sebelum penambahan adsorben dan masih memenuhi syarat mutu SNI yaitu berkisar antara 5–26. Hal ini menandakan jumlah senyawa ester yang terkandung dalam minyak akar wangi yaitu vetivenil vetivenat selama proses adsorpsi tidak banyak mengalami perubahan. Hasil lengkap dapat dilihat di Lampiran 9. Tabel 12 Bilangan ester minyak akar wangi. Kode sampel Bilangan ester MAW-0 15,51 MAW-B 16,51 MAW-Z 16,21 MAW-0,04 (B/Z) 16,22 MAW-0,05 (B/Z) 15,41 Tabel 13 Bilangan ester setelah asetilasi minyak akar wangi. Bilangan ester Kode sampel setelah asetilasi MAW-0 134,34 MAW-B 170,26 MAW-Z 188,28 MAW-0,04 (B/Z) 183,42 MAW-0,05 (B/Z) 182,52
Tabel 14 Kandungan vetiverol total minyak akar wangi. Kandungan vetiverol Kode sampel total (%) MAW-0 51,90 MAW-B 69,22 MAW-Z 78,68 MAW-0,04 (B/Z) 76,13 MAW-0,05 (B/Z) 76,03 Berdasarkan penentuan bilangan ester setelah asetilasi (Lampiran 10) nilai yang di dapat sebelum dan setelah penambahan adsorben menunjukkan kenaikan yang tinggi (Tabel 13). Perubahan yang tinggi dari bilangan ester setelah asetilasi ini disebabkan oleh adsorben mampu menjerap pengotorpengotor dalam minyak akar wangi, yaitu diduga berupa polimer dan logam-logam pengotor seperti Fe dan Cu yang terbentuk selama proses penyulingan, sehingga seiring dengan bilangan ester setelah asetilasi naik tinggi, maka kandungan vetiverol totalnya pun naik tinggi seperti pada Tabel 14 di atas. Hasil lengkap kandungan vetiverol total dapat dilihat di Lampiran 11.
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Peningkatan mutu minyak akar wangi hasil penyulingan Kabupaten Garut dari kandungan vetiverol sebagai alkohol total pada minyak akar wangi sebelum dan setelah penambahan adsorben terjadi kenaikan yang cukup tinggi yaitu dari 51,90% menjadi 69,22% (MAW-B), 78,68% (MAW-Z), 76,13% (MAW-0,04) dan menjadi 76,03% (MAW-0,05). Penambahan adsoben zeolit menunjukan tingkat kemurnian yang lebih tinggi dibanding penambahan adsorben bentonit maupun campurannya maka zeolit mampu memurnikan kandungan vetiverol lebih tinggi untuk meningkatkan mutu minyak akar wangi. Saran Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk menurunkan kandungan asam dan pemucatan warna minyak akar wangi yang lebih baik supaya memenuhi standar mutu SNI.
DAFTAR PUSTAKA Anonim. 2006. Proyek kerja Dinas Pertambangan Sumatera Utara. http://www.distampropsu.go.id/kegiatan8.php.htm. [16 Mei 2009]. Aryani Y. 2003. Studi kemampuan zeolit alam yang di impregnasi dengan ion Mn2+ sebagai adsorben ion Fe dalam air [skripsi]. Depok: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Indonesia. Guenther E. 2006. Minyak Atsiri Jilid IV. Terjemahan: Ketaren S. Jakarta: UI Press. Grim,
Ralph E. 1962. Applied Clay Minerologi. New York: Mc Graw Hill Book Company Inc.
Hernani TM. 2006. Peningkatan Mutu Minyak Atsiri Melalui Proses Pemurnian. Di dalam: Konferensi Nasional Minyak Atsiri 2006, Solo, 18-20 Sep 2006. Bogor: Balai Besar Litbang Pascapanen Pertanian. Kardinan A. 2005. Tanaman Penghasil Minyak Atsiri Komoditas Wangi Penuh Potensi. Jakarta: Agro Media Pustaka. Kirk BE dan DF Othmer. 1985. Encyclopedia of chemical technology. New york: The Inter Science Encyclopedia Inc. Nurliana L. 2006. Aplikasi bentonit untuk memurnikan minyak kelapa sawit [skripsi]. Depok: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahian Alam, Universitas Indonesia. Paul J. 2005. Bentonite. http://www.imaeu.org/bentonite/. [16 Mei 2009] Priatna K. 1982. Prospek pemakaian diatomae, bentonit dan arang aktif sebagai penjernih minyak sawit. Laporan Teknik Pengembangan No. 74. Jakarta: Dirjen Pertambangan Umum, Departemen Pertambangan dan Energi.
Setyawan D dan P Handoko. 2002. Pengaruh perlakuan asam, hidrotermal dan impregnasi logam kromium pada zeolit alam dalam preparasi katalis. Jurnal Ilmu Dasar No. 2. Jember: FMIPA, Universitas Jember. Subagjo. 1993. Zeolit: Struktur dan Sifat-sifat. Warta Insinyur Kimia 3(7). Suhirman S. 2007. Pemucatan minyak akar wangi. Warta Penelitian dan Pengembangan Tanaman Industri 13:25-29. Sutiani D. 2006. Karakteristik bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya sebagai bahan baku bleaching earth [skripsi]. Bogor: Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Tan KH. 1993. Principles of Soil Chemistry. Edisi ke-20. New York: Marcel Dekker. Thamzil. 2008. Potensi Zeolit untuk Mengolah Limbah Industri dan Radioaktif. http://www.batan.go.id/. [16 Mei 2009].
LAMPIRAN
Lampiran 1 Diagram Alir proses pemucatan minyak akar wangi
Minyak Akar Wangi ( + ) Adsorben Pemanasan (55 °C) dan Pengadukan (15 menit)
Dinginkan
Penyaringan (vacuum) ( - ) Adsorben dan pengotor Minyak Akar Wangi Pucat ( + ) Na2SO4 anhidrid Pengadukan (15 menit)
Penyaringan (vacuum) ( - ) Na2SO4 anhidrid dan air Minyak Akar Wangi Pucat Bebas Air Catatan : 1.
Minyak akar wangi pucat bebas air hasil proses pemucatan dianalisis mutunya (SNI).
2.
Adsorben yang digunakan adalah bentonit 2% (b/v), zeolit 2% (b/v) dan campuran bentonitzeolit dengan perbandingan B/Z 0,04 dan 0,05 pada konsentrasi 2% (b/v).
Lampiran 2 Diagram alir pencirian adsorben
Pencirian adsorben (Bentonit dan Zeolit)
Warna
pH
KTK
Penentuan kandungan silika
Analisis kimia
XRD
Penentuan kandungan alumina
Lampiran 3 Data penentuan kandungan SiO2, Al2O3 dan rasio Si/Al pada bentonit dan zeolit alam setelah aktivasi Adsorben
Ulangan
WB
W1
W2
W3
SiO2 (%)
Al2O3 (%)
1 2 3 1 2 3
1,0099 1,0025 1,0050 1,0065 1,0090 1,0050
0,9095 0,9004 0,8997 0,9269 0,9219 0,9241
0,3147 0,3131 0,3128 0,3126 0,3043 0,2989
0,0198 0,0195 0,0189 0,0248 0,0229 0,0237
85,56 85,19 84,79 88,38 87,64 88,54
2,85 2,83 2,73 3,62 3,25 3,36
Bentonit
Zeolit
Keterangan :
WB W1 W2 W3
= Bobot sampel (g) = Bobot SiO2 + pengotor (g) = Pengotor (g) = Bobot Al2O3 (g)
Contoh perhitungan : Bentonit ulangan 1
%SiO 2
W1 W2 WB W2
% Al 2 O 3
100%
W3 WB W2
Rataan %SiO 2
(1,0099 0,3147) g
100%
(1,0099 0,3147) g
3 ( 2,85 2,83 2,73) %
85,18 2,80
3 30, 42
100% 85,56 %
0,0198 g
(85,56 85,19 84,79) %
Rataan %Al2 O 3 Rasio Si/Al
(0,9095 0,3147) g
100% 2,85 %
85,18 %
2,80 %
Rataan SiO2 (%)
Rataan Al2O3 (%)
Rasio Si/Al
85,18
2,80
30,42
88,19
3,41
25,86
Lampiran 4 Diagram alir analisis mutu minyak akar wangi
Analisis Mutu Minyak Akar Wangi
SNI
Pengambilan Contoh
Bobot jenis 20°C/20°C
Keadaan
Warna
Bau
Indeks bias pada 20°C
Cara Uji
Kelarutan dalam etanol 95%
Bilangan asam
Bilangan ester
Bilangan ester setelah asetilasi
Vetiverol total
Lampiran 5 Data penentuan bobot jenis minyak akar wangi Sampel
Ulangan
m
m1
m2
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
14,6880 14,6881 14,6881 14,6881 14,6881 14,6881 14,6881 14,6880 14,6881 14,6881 14,6881 14,6882 14,6880 14,6881 14,6881
20,0187 20,0184 20,0185 20,0186 20,0186 20,0185 20,0184 20,0186 20,0186 20,0185 20,0187 20,0185 20,0184 20,0188 20,0187
19,9533 19,9518 19,8521 19,9535 19,9537 19,9534 19,9541 19,9536 19,9535 19,9533 19,9537 19,9534 19,9529 19,9532 19,9531
MAW-0
MAW-B
MAW-Z MAW-0,04 (B/Z) MAW-0,05 (B/Z) Keterangan :
m m1 m2
Bobot jenis 0,9877 0,9875 0,9875 0,9878 0,9878 0,9878 0,9879 0,9878 0,9878 0,9878 0,9878 0,9878 0,9877 0,9877 0,9877
= Bobot piknometer kosong (g) = Bobot piknometer + air (g) = Bobot piknometer + sampel (g)
Contoh perhitungan : MAW-0 ulangan 1
Bobot jenis
m2 m m1 m
(19,9533 14,6880 ) g ( 20,0187 14,6880 ) g
Rataan bobot jenis MAW 0
0,9877
0,9877 0,9875 0,9875 3
0,9876
Rataan 0,9876
0,9878
0,9878
0,9878
0,9877
Lampiran 6 Data penentuan indek bias minyak akar wangi Sampel MAW-0
MAW-B
MAW-Z MAW-0,04 (B/Z) MAW-0,05 (B/Z)
Ulangan
Indek bias
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
1,5151 1,5149 1,5152 1,5152 1,5151 1,5151 1,5153 1,5153 1,5151 1,5151 1,5150 1,5152 1,5149 1,5150 1,5150
Rataan indek bias 1,5151
1,5151
1,5152
1,5151
1,5150
Contoh perhitungan : MAW-0
Rataan indek bias MAW 0
1,5151 1,5149 1,5152 3
1,5151
Lampiran 7 Standarisasi KOH oleh asam oksalat Pembuatan asam oksalat 0,2 N Wasam oksalat = 1,2614 g BMasam oksalat = 126 g/mol Vasam oksalat = 100 ml = 0,1 liter
M asam oksalat
Wasam oksalat BM asam oksalat Vasam oksalat
1,2614 g 126 g/mol 0,1 l
0,1001 M
N asam oksalat 2 M asam oksalat 2 0,1001
= 0,2002 N
Standarisasi KOH dalam etanol oleh asam oksalat 0,2002 N Ulangan
VKOH (ml)
Vasam oksalat (ml)
NKOH (N)
1
10
4,8
0,0961
2
10
4,9
0,0981
3
10
4,9
0,0981
Rataan
0,0974
Contoh perhitungan : Ulangan 1
N KOH
Vasam oksalat N asam oksalat
Rataan N KOH
4,8 ml 0, 2002 N
VKOH
10 ml
0,0961 0,0981 0,0981 3
0,0974 N
0,0961 N
Lampiran 8 Data penentuan bilangan asam
Sampel
Ulangan
Wsampel
VKOH
Bilangan asam
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
0,7269 0,7284 0,7271 0,7138 0,7165 0,7491 0,7308 0,7003 0,7123 0,7562 0,7354 0,7103 0,7356 0,7324 0,7169
4,8 4,8 4,8 4,6 4,7 4,8 4,7 4,5 4,6 4,9 4,8 4,6 4,8 4,8 4,7
36,08 36,01 36,07 35,21 35,84 35,01 35,14 35,11 35,29 35,41 35,66 35,39 35,66 35,81 35,82
MAW-0
MAW-B
MAW-Z MAW-0,04 (B/Z) MAW-0,05 (B/Z)
Rataan bilangan asam 36,05
35,35
35,18
35,49
35,76
Contoh perhitungan : MAW-0
Bilangan asam
VKOH N KOH BM KOH
Wsampel
Rataan bilangan asam
4,8 ml 0,0974 N 56,1 g/mol
36,08
0,7269 g
36,08 36,01 36,07
36,05
3 Lampiran 9 Data penentuan bilangan ester Sampel MAW-0 MAW-B MAW-Z MAW-0,04 (B/Z) MAW-0,05 (B/Z) NHCl BMKOH
Wsampel (g) 1,5203 1,5124 1,5234 1,5221 1,5298
Vblanko (ml) 21,32 21,32 21,32 21,32 21,32
Vsampel (ml) 20,47 20,42 20,43 20,43 20,47
= 0,4945 N = 56,1 g/mol
Conton perhitungan : MAW-0
Bilangan ester
(Vblanko Vsampel ) N HCl BM KOH Wsampel
( 21,32 20, 47 ) ml 0, 4945 N 56,1 g/mol 1,5203 g
15,51
Bilangan ester 15,51 16,51 16,21 16,22 15,41
Lampiran 10 Data penentuan bilangan ester setelah asetilasi Sampel
Wsampel (g)
Vblanko (ml)
Vsampel (ml)
MAW-0 MAW-B MAW-Z MAW-0,04 (B/Z) MAW-0,05 (B/Z)
0,7744 0,7495 0,7584 0,7532 0,7630
21,40 21,40 21,40 21,40 21,40
17,65 16,80 16,25 16,42 16,38
NHCl BMKOH
Bilangan ester setelah asetilasi 134,34 170,26 188,28 183,42 182,52
= 0,4945 N = 56,1 g/mol
Conton perhitungan : MAW-0
Bilangan ester setelah asetilasi
(Vblanko Vsampel ) N HCl BM KOH Wsampel
( 21, 40 17,65) ml 0, 4945 N 56,1 g/mol 0,7744 g
134 ,34
Lampiran 11 Data penentuan kandungan vetiverol total Sampel MAW-0 MAW-B MAW-Z MAW-0,04 (B/Z) MAW-0,05 (B/Z) Keterangan :
Bilangan ester 15,51 16,51 16,21 16,22 15,41
Bilangan ester setelah asetilasi 134,34 170,26 188,28 183,42 182,52
Vetiverol total (%) 51,90 69,22 78,68 76,13 76,03
E1 = Bilangan ester (g) E2 = Bilangan ester setelah asetilasi (g) BMvetiverol = 220,36 g/mol
Contoh perhitungan : MAW-0
Persen vetiverol
BM vetiverol ( E 2 E1 ) 561 0, 42 E 2 220,36 (134,34 15,51)
561 (0, 42 134,34) 51,90
