LAPORAN TUGAS AKHIR EXPELLER PRESSING EXTRACTOR DENGAN TIPE SIRKULASI PELARUT
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Disusun Oleh: DIAN HAPSARI
I 8307056
HERI BUDI SETIYAWAN
I 8307062
PUJI HANDAYANI
I 8307081
RUSMELANI
I 8307084
PROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2010
i
commit to user
ABSTRACT DIAN HAPSARI, HERI BUDI SETIYAWAN, PUJI HANDAYANI, RUSMELANI, 2010. FINAL PROJECT REPORT “EXPELLER PRESSING EXTRACTOR WITH SOLVENT SIRCULATION TYPE”. CHEMICAL ENGINEERING DIPLOMA III PROGRAM, FACULTY OF ENGINEERING, SEBELAS MARET UNIVERSITY perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Most of the ginger products are exported to other countries in the form of fresh ginger, processed ginger (dry or pickle), attire oil or oleoresin. Oleoresin is very useful in food and drinks industry. It is used as a flavor in foods and drinks. Oleoresin can be found by mechanic pressing and extraction. The objective of this final project is to make an extractor by using expeller pressing system. It is done to get oleoresin in the red ginger. The specal quality of this system is extraction can be processed in confornity with the size reduction of materials. Extractor by using expeller pressing system consists of a chain of components; they are screw conveyor to take the material by pushing and reduction the raw material size, pully and v-belt component to continue the energy, electric motor to move the pully and v-belt, and reducer to reduce the rolling fastness of the motor system. In this extraction method, the ginger and the etanol are entered together in the same tin on the screw by hopper. The screw is rolling in 75 rpm to destroy the raw material, mix ginger and etanol and also pressing the raw material. Next, the raw material and the ginger extract are kept in the separate vessel to separate the raw material from the extract. Then the extract flow into the heating vessel. It is heated with the electric stove to evaporate and condensed the etanol. The expeller pressing extractor is operated in 30°C with 1 atm pressure. Based on the experiment result we could know that capacity of expeller pressing extractor was 50 grams/ minute. The raw material used in this experiment was red ginger and etanol. Oleoresin that produced in this process is comparable with the value of etanol. As a result, as much as the etanol used, as many as oleoresin can be produced in the process. The biggest rendement can be reach in the extraction process by using 2 liter etanol,it is 5, 32%.
ii
commit to user
KATA PENGANTAR
Puji syukur Penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat, rahmat serta karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini pada bulan Agustus 2010. perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Laporan ini diajukan untuk memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan studi program Diploma III Jurusan Teknik Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta. Tujuan dari penyusunan Laporan Tugas Akhir ini adalah untuk mengevaluasi pemahaman materi yang diperoleh selama kuliah dan menerapkannya di lapangan. Pada kesempatan ini Penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Ir. Arif Jumari selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Ibu Dwi Ardiana, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Diploma III Jurusan teknik Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta. 3. Bapak YC. Danarto, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing yang telah membantu dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir ini. 4. Bapak dan Ibu tercinta yang selalu memberikan dukungan dan dorongan. 5. Teman-teman yang telah membantu dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir. 6. Semua pihak yang telah membantu dan tidak dapat disebutkan satu persatu. Penulis menyadari masih ada kekurangan dalam penyusunan laporan ini, sehingga Penulis sangat terbuka atas segala kritik dan saran dari berbagai pihak. Demikian laporan ini dibuat, semoga dapat memberikan manfaat bagi banyak pihak.
Surakarta,
Agustus 2010
Penulis
iii
commit to user
DAFTAR ISI Halaman Judul ...............................................................................................
i
Halaman Pengesahan ..................................................................................... ii Kata Pengantar .............................................................................................. iii perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Daftar Isi ....................................................................................................... iv Daftar Tabel.................................................................................................... v Daftar Gambar ............................................................................................... vi Intisari ............................................................................................................ vii BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang...............................................................................
1
B. Peumusan Masalah..........................................................................
2
C. Tujuan.............................................................................................
2
D. Manfaat...........................................................................................
2
BAB II LANDASAN TEORI A. Tinjauan Pustaka.............................................................................
3
B. Kerangka Pemikiran........................................................................ 12 BAB III METODOLOGI A. Alat dan Bahan................................................................................ 14 B. Lokasi Pembuatan Alat................................................................... 14 C. Spesifikasi Alat............................................................................... 15 D. Langkah Kerja................................................................................. 16 E. Gambar Desain Expeller Pressing Ekstraktor................................ 18 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil Percobaan.............................................................................. 21 B. Pembahasan.................................................................................... 21 BAB V PENUTUP A. Kesimpulan..................................................................................... 24 B.
Saran....... .......................................................................................
24
Daftar Pustaka ............................................................................................... 25 iv
commit to user
Lampiran DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Standar Mutu Oleoresin Jahe Menurut EOA.................................. 11 Table 4.1 Data Percobaan Ekstraksi Oleoresin Jahe Dengan Perendaman..... 21 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Tabel 4.2 Data Percobaan Ekstraksi Oleoresin Jahe Tanpa Perendaman....... 21 Tabel 5.1 Data Hasil Percobaan Dengan 500 gram Jahe Merah...................... 21
v
commit to user
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Transmisi Belt............................................................................. 6 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Gambar 2.2 Pully............................................................................................. 7 Gambar 2.3 Counter Bolt................................................................................
7
Gambar 2.4 Reducer.......................................................................................
8
Gambar 2.5 Bearing........................................................................................
8
Gambar 2.6 Motor Listrik...............................................................................
9
Gambar 3.1 Desain Rangkaian Alat Expeller Pressing Ekstraktor................
18
Gambar 3.2 Screw...........................................................................................
19
Gambar 3.3 Tangki Pemisah...........................................................................
19
Gambar 3.4 Angsang......................................................................................
19
Gambar 3.5 Tangki Pemanas..........................................................................
20
Gambar 3.6 Tangki Kondenser.......................................................................
20
vi
commit to user
BAB I PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Jahe merupakan salah satu komoditas ekspor rempah-rempah Indonesia, disamping itu juga menjadi bahan baku obat tradisional maupun fitofarmaka, yang memberikan peranan cukup berarti dalam penyerapan tenaga kerja dan penerimaan devisa negara. Sebagai komoditas ekspor jahe dikemas berupa jahe segar, asinan (jahe putih besar), jahe kering (jahe putih besar, kecil dan jahe merah), maupun minyak atsiri dari jahe putih kecil (jahe emprit) dan jahe merah. Sebagian besar produk jahe dieskpor keluar negeri dalam bentuk jahe segar, jahe proses (kering atau pikel), minyak atsiri atau oleoresin. Oleoresin merupakan campuran resin dan minyak atsiri yang dapat diekstrak dengan pelarut organik dari berbagai jenis rempah, baik yang berasal dari buah, biji, daun, kulit maupun rimpang, misalnya jahe,kayu manis, lada, cabe, kapulaga, kunyit, pala dan vanili.Penggunaan oleoresin siap pakai mempunyai beberapa keuntungan dibandingkan penggunaan rempah-rempah secara tradisional, terutama untuk penggunaan dalam skala industri, keuntungan tersebut antara lain: 1) Bahan dapat distandarisasi dengan tepat, terutama flavour dan warnanya sehingga kualitas produk akhir dapat dikontrol. 2) Bahan lebih homogen dan lebih mudah ditangani. 3) Bahan bebas enzim lipase, bakteri, kotoran atau bahan asing. 4) Bahan mudah didispersikan secara merata ke dalam bahan pangan. Pelarut organik yang biasa digunakan untuk ekstraksi misalnya etilen diklhorida, aseton, etanol, metanol, heksan, eter dan isopropyl alkohol. Pemilihan pelarut yang tepat sangat berpengaruh terhadap kualitas dan kuantitas oleoresin yang diperoleh. Oleoresin dapat dihasilkandengan ekstraksi pelarut dan dengan menggunakan metode perkolasi. Caraperkolasi pada prinsipnya adalah dengan menambahkan pelarut padabahan yang akan diekstrak dengan perbandingan tertentu kemudian diadukdengan magnetic stirrer atau mixer. Kelemahan menggunakan metode vii
commit to user
perkolasi adalah ukuran bahan harus diperkecil terlebih dahulu sebelum proses. Untuk itu dirancanglah ekstraktor dengan sistem expeller pressing. Kelebihan ekstraktor dengan sistem ini adalah ekstraksi dapat berlangsung bersamaan dengan proses pengecilan ukuran. perpustakaan.uns.ac.id B. PERUMUSAN MASALAH
digilib.uns.ac.id
Berdasarkan latar belakang yang telah didapatkan diatas,maka timbul masalah sebagai berikut : 1. Bagaimana perancangan dan dimensi ekstraktor untuk mengambil oleoresin dari jahe. 2. Bagaimana menentukan rendemen oleoresin dari jahe menggunakan ekstraktor tersebut.
C. TUJUAN 1. Merancang ekstraktor yang dapat digunakan untuk mengekstraksi oleoresin yang terkandung pada jahe. 2. Menentukan rendemen oleoresin jahe yang dibuat menggunakan ekstraktor tersebut.
D. MANFAAT Bagi mahasiswa : 1. Mahasiswa mampu membuat ekstraktor oleoresin secara efektif. 2. Mahasiswa mampu melakukan ekstraksi terhadap jahe. 3. Dapat menerapkan ilmu teknik kimia yang telah diperoleh. Bagi masyarakat : 1. Memberikan gambaran tentang ekstraktor oleoresin secara efektif. 2. Dapat dimanfaatkan untuk industri rumah tangga.
viii
commit to user
BAB II LANDASAN TEORI
A. TINJAUAN PUSTAKA · Ekstraksi perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Ekstraksi adalah suatu cara untuk mendapatkan minak atau lemak dari bahan yang diduga mengandung minyak atau lemak. Adapun cara ekstraksi ini bermacammacam, yaitu: 1. Rendering Rendering merupakan suatu cara ekstraksi minyak atau lemak dari bahan yang diduga mengandung minyak atau lemak dengan kadar air yang tinggi. Pada semua cararendering, penggunaan panas adalah suatu hal yang spesifik yang bertujuan untuk mengumpulkan protein pada dinding sel bahan dan untuk memecah dinding sel tersebut sehingga mudah ditembus oleh minyak atau lemak yang terkandung didalamnya. Menurut pengerjaannya rendering dibagi dalam dua cara, yaitu: a. Wet rendering Wet rendering adalah proses rendering dengan penambahan sejumlah air selama berlangsungnya proses tersebut. Cara ini dikerjakan pada ketel yang terbuka atau tertutup dengan
menggunakan temperatur yang tinggi serta tekanan 40-60
pound tekanan uap (40-60 psi). Penggunaan temperatur rendah dalam proses wet rendering dilakukan jika diinginkan flavor netral dari minyak atau lemak. b. Dry rendering Dry rendering adalah cara rendering tanpa penambahan air selama proses berlangsung. Dry rendering dilakukan dalam ketel terbuka dan dilengkapi dengan steam jacket dan serta alat pengaduk (agitator). 2. Pengepresan Mekanik (Mechanical Expression) Pengepresan mekanis merupakan suatu cara ekstraksi minyak atau lemak, terutama untuk bahan yang berasal dari biji-bijian. Cara ini dilakukan untuk memisahkan minyak dari bahan yang berkadar minyak tinggi (30-70 %). Pada pengepresan mekanik ini diperlukan perlakuan pendahuluan sebelum minyak atau ix
commit to user
lemak dipisahkan dari bijinya.Perlakuan pendahuluan tersebut mencakup pembuatan serpih, perajangan dan penggilingan serta pemasakan. Dua cara yang umum dalam pengepresan mekanik yaitu: a. Pengepresan hidraulik (hydraulic pressing) Pada cara hydraulic pressing bahan dipress dengan tekanan sekitar 2000 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id pound/inch2 (140,6 kg/cm2 = 136 atm). Banyaknya minyak atau lemak yang dapat diekstraksi tergantung dari lamanya pengepresan, tekanan yang dipergunakan serta kandungan minyak dalam bahan asal.Sedangkan banyaknya minyak yang tersisa pada bungkil bervariasi sekitar 4-6 % tergantung dari lamanya bungkil dibawah tekanan hidroulik. b. Pengepresan berulir (expeller pressing) Expeller pressing adalah sebuah metode atau cara memisahkan bahan-bahan kimia dimana ekstrak secara mekanik dipisahkan dari bahan dasar dalam suatu proses dibawah tekanan tinggi. Cara expeller pressing memerlukan perlakuan pendahuluan yang terdiri dari proses pemasakan atau tempering. Akan tetapi pada alat yang kami buat tidak memerlukan pemasakan atau pemanasan pada bahan yang akan diumpankan. Keunggulan dari alat yang kami buat dengan sistem expeller pressing adalah: - Ekstrak yang dihasilkan tidak mengalami perubahan persenyawaan. - Dapat digunakan untuk mengekstrak bahan yang bersifat keras. - Bentuk alat sederhana. - Dapat mengolah berbagai tipe buah atau kulit dari tumbuh-tumbuhan. 3. Ekstraksi dengan pelarut (Solvent extraction) Prinsip dari proses ini adalah ekstraksi dengan melarutkan minyak dalam pelarut minyak dan lemak. Pada cara ini dihasilkan bungkil dengan kadar minyak yang rendah yaitu sekitar 1% atau lebih rendah, dan mutu minyak kasar yang dihasilkan cenderung menyerupai hasil dengan cara expeller pressing, karena sebagian fraksi bukan minyak akan ikut terekstraksi. Pelarut minyak atau lemak yang bisa dipergunakan dalam proses ekstraksi dengan pelarut menguap adalah petroleum eter, gasoline karbon disulfide, karbon tetra klorida, benzene dan n-heksan. Perlu
x
commit to user
diperhatikan bahwa jumlah pelarut menguap atau hilang tidak boleh lebih dari 5%. Bila lebih, seluaruh sistem solvent extraction perlu diteliti lagi (Ketaren,2004). Suatu ekstraksi biasanya melibatkan tahap-tahap berikut : a. Mencampur bahan ekstraksi dengan pelarut dan membiarkannya saling berkontak, dalam hal ini terjadi perpindahan massa dengan cara difusi pada bidang antar perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id muka bahan ekstraksi dan pelarut. b. Pemisahan larutan ekstrak dari rafinat (bahan ekstraksi setelah diambil ekstrak) kebanyakan dengan cara penjernihan atau filtrasi. c. Mengisolasi ekstrak dari larutan ekstrak dan mendapatkan kembali pelarut, umumnya dilakukan dengan menguapkan pelarut. Dalam hal-hal tertentu, larutan ekstrak dapat diolah lebih lanjut atau diolah setelah dipekatkan. Adapun syarat pemilihan pelarut, antara lain : a. Pelarut hanya boleh melarutkan ekstrak yang diinginkan, bukan komponenkomponen lain dari bahan ekstraksi. b. Pelarut sedapat mungkin memiliki kemampuan melarutkan ekstrak yang besar (kebutuhan pelarut lebih sedikit). c. Pada ekstraksi cair-cair pelarut tidak boleh larut dalam bahan ekstraksi. d. Sedapat mungkin terdapat perbedaan kerapatan yang besar antara pelarut dan bahan ekstraksi. e. Pelarut tidak boleh menyebabkan perubahan secara kimia pada komponenkomponen bahan ekstraksi. f. Pelarut dan ekstrak harus mempunyai selisih titik didih yang besar. Karena hampir tidak ada pelarut yang memenuhi semua syarat diatas, maka untuk setiap proses ekstraksi harus dicari pelarut yang sesuai. Beberapa pelarut yang terpenting adalah : air, asam-asam organik dan anorganik, hidrokarbon jenuh, toluen, karbon disulfit, eter, aseton, hidrokarbon yang mengandung khlor, isopropanol dan etanol (Bernasconi, 1995). · Expeller Pressing Expeller Pressing adalah suatu alat ekstraksi secara mekanik. Alat ini terdiri dari screw (pita ulir) yang disusun dengan perbedaan diameter pada porosnya. Mekanisme kerja dari alat ini yaitu motor penggerak dihubungkan dengan reducer
xi
commit to user
untuk menurunkan kecepatan motor penggerak, kemudian dihubungkan dengan vbelt yang akan meneruskan daya ke poros sehingga screw dapat berputar. a. Transmisi Transmisi adalah pemindahan daya dari mesin sebagai sumber daya diteruskan kepada mesin penambah sumber daya yang disesuaikan dengan kebutuhan yang kita perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id perlukan. Keuntungan dari sistem transmisi sabuk antara lain: · Pemindahan tenaga berlangsung secara elastis · Tidak berisik · Dipandang dari segi konstruksi dan pembuatan lebih mudah dan murah Kerugian dari sistem transmisi anara lain: · Slip mengakibatkan rasio angka putar tidak konstan · Diukur dari besarnya tenaga yang ditransmisikan memerlukan dimensi atau ukuran yang lebih besar daripada sistem roda gigi atau rantai Dalam perancangan ini menggunakan jenis transmisi sabuk dan dipakai pully yang berputar dengan arah yang sama pada poros dimana pully yang terpasang mempunyai garis sumbu yang sejajar dan horisontal tetapi dapat juga dipakai porosporos vertikal maupun miring. Untuk sabuk dipilih bahan dari karet karena tahan terhadap pengaruh kimiawi. Dengan jalan divulkanisir, karet sintesis sebagai lapisan luar (lapisan penutup) maka diperoleh sabuk yang tahan oli maupun bensin, tahan tanpa turunnya kekuatan tarik maupun ke-elastisannya. Untuk mengurangi slip yang mengakibatkan rasio angka putar tidak konstan maka digunakan 2 buah sabuk dengan tipe B dengan rasio 1:1 (Sularso,2002).
Gambar 2.1 Transmisi Belt
b. Pully xii
commit to user
Pully adalah salah satu komponen pendukung bagian mesin yang berputar atau sebagai transmisi daya, berpenampang bulat dimana terpasang elemen-elemen mesin seperti roda gigi. Pully harus bisa menerima beban tarik dan puntiran (Khurmi and Gupta,2002). perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Gambar 2.2 Pully c. Counter bolt (Pasak) Pasak adalah suatu elemen mesin yang dipakai untuk menetapkan bagian mesin seperti roda gigi, sporket, pully coupling
dan lain sebagainya. Dalam
perencanaan, pasak yang digunakan yaitu pasak benam karena mesin ini menggunakan pully dan juga dapat meneruskan momen yang besar, selain itu pengambilan pasak lebih mudah. Dengan adanya pasak maka daya dapat ditransmisikan dari poros ke elemen mesin tersebut atau sebaliknya, tidak terjadi gerakan relatif antara poros dan elemen mesin tersebut (Sularso,2002).
Gambar 2.3 Counter Bolt d. Reducer Reducer adalah suatu alat yang digunakan untuk mengubah putaran tinggi menjadi
putaran
yang
lebih
rendah
melalui
(www.wikipedia.org/wiki/gearbox).
xiii
commit to user
rangkaian
gigi
reduksi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id Gambar 2.4 Reducer
e. Bantalan (Bearing) Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu pada poros beban sehingga putaran atau gerak bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, aman dan tahan lama. Bantalan jenis gelinding, dimana pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antar bagian yang berputar dengan yang diam. Melalui elemen gelinding seperti bola atau peluru dan rol jarum, pada perancangan ini bantalan yang digunakan adalah bantalan bola. Karena bantalan lebih kuat menerima beban aksial dan biasanya bantalan mudah didapat.
Gambar 2.5 Bearing
f. Motor Listrik Motor listrik adalah suatu mesin yang berfungsi untuk mengubah tenaga listrik menjadi tenaga gerak atau mekanik, dimana tenaga gerak itu berupa putaran daripada rotor. Berdasarkan arusnya, motor listrik ada 2 jenis yaitu motor arus bolak-balik dan motor arus searah (Sularso,2002).
xiv
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
Gambar 2.6 Motor Listrik
digilib.uns.ac.id
· Oleoresin Oleoresin berasal dari kata oleo yang berarti minyak dan resin yang berarti gum (kamus besar bahasa Indonesia). Oleoresin didefinisikan sebagai campuran minyak dan resin atau gum yang diperoleh dari hasil ekstraksi, pemekatan dan standarisasi minyak atsiri (Hidayat,2009). Oleoresin adalah suatu senyawa yang menyatakan rasa sesungguhnya atau suatu senyawa yang mengandung komponen yang lengkap dari suatu tanaman. Oleoresin mengandung minyak atsiri dan resin serta komponen-komponen lainnya dengan rasa dan bau sesuai sumbernya seperti: cabe, merica, vanili, jahe, dan lainlain. Oleoresin umumnya digunakan dalam industri kembang gula, es krim dan industri bahan makanan lainnya, industri farmasi dan industri kosmetik. Oleoresin dapat berbentuk cairan pekat, semipadat dan pasta. Karakteristik sifat organoleptik oleoresin ditentukan oleh komposisi minyak atsiri yang terdapat di dalamnya. Oleoresin yang baru diekstrak biasanya berbentuk cairan pekat namun setelah dibiarkan beberapa hari oleoresin tersebut berubah bentuk menjadi pasta bahkan dapat berbentuk padat. Hal ini disebabkan oleh reaksi resinifikasi (polimerisasi). Reaksi resinifikasi dapat dihambat dengan menambahkan propilen glikol atau gliserin pada produk akhir. Kualitas oleoresin ditentukan oleh adanya senyawa pemberi cita rasa dan aroma serta intensitas. Intensitas cita rasa oleoresin 5-40 kali lebih kuat daripada bahan aslinya, derajat konsentrasi oleoresin dipengaruhi oleh persentase senyawa yang dapat diekstrak. Oleoresin stabil jika disimpan pada temperatur kamar. Oleoresin mempunyai kandungan air yang rendah sehingga dapat meminimalkan pertumbuhan mikroba.Rendemen oleoresinberkisar antara 15,82 - 20,1%.
xv
commit to user
Beberapa keuntungan lain penggunaan oleoresin antara lain yaitu : 1. Flavor dan warna yang diperoleh lebih seragam. 2. Bahan dapat distandarisasi dengan tepat, terutama berkaitan dengan rasa, aroma dan warna. 3. Bersih dan bebas dari kontaminasi mikroba serangga dan kontaminan lainnya. perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 4. Bebas enzim dan mengandung antioksidan alami. 5. Kadar air sangat rendah. 6. Mempunyai massa simpan yang lama dalam kondisi penyimpanan normal. 7. Bahan mudah dicampur merata ke dalam bahan makanan dan minuman. 8. Menghemat ruang penyimpanan dibandingkan dengan menyimpan rempah rempah segar. Selain memiliki banyak keuntungan, oleoresin juga mempunyai beberapa kelemahan yaitu: 1. Wujudnya sangat kental dan kadang-kadang lengket sehingga sulit untuk ditimbang dengan tepat serta mudah lengket pada wadahnya 2. Rasa dan aroma dari oleoresin dipengaruhi oleh asal dan kualitas bahan bakunya 3. Masih terdapat sejumlah tanin didalamnya 4. Jika tidak dilakukan pengontrolan yang baik pada proses ekstraksinya, maka kemungkinan terkandungnya pelarut dalam jumlah yang melebihi batas dapat terjadi. Dalam dunia perdagangan kualitas oleoresin telah diatur oleh The Essential Oil Association of America (EOA). Standar mutu oleoresin jahe menurut EOA dapat dijelaskan sebagai berikut :
Tabel 2.1 Standar Mutu Oleoresin Jahe menurut EOA No
Karakteristik
Range
1.
Indeks Bias, pada 25°C
1,472 -1,4765
xvi
commit to user
2.
SpesifikGrafity pada 25°C
0,9286 – 1,086
(Rezvani,2008) 2.1.4 Jahe Tanaman Jahe dibedakan menjadi 3 jenis berdasarkan ukuran, bentuk dan warna rimpangnya. Umumnya dikenal 3 varietas jahe, yaitu: jahe putih besar, jahe perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id putih kecil, jahe merah. 1. Jahe Putih Besar (Jahe Gajah atau Jahe Badak) Jahe putih besar (Z. officinale var. officinarum) mempunyai rimpang besar berbuku, berwarna putih kekuningan dengan diameter 48,47-8,50 cm, aroma kurang tajam, tinggi dan panjang rimpang 6,20-11,30 cm dan 15,83-2,75 cm, warna daun hijau muda, batang hijau muda dengan kadar minyak atsiri didalam rimpang 0,822,8%. Rimpangnya lebih besar dan gemuk, ruas rimpangnya lebih menggembung dari kedua varietas lainnya. Jenis jahe ini bisa dikonsumsi baik saat berumur muda maupun berumur tua, baik sebagai jahe segar maupun jahe olahan. 2. Jahe Putih Kecil (Jahe Sunti atau Jahe Emprit) Jahe putih kecil (Z.officinale var. amarum) mempunyai rimpang kecil berlapislapis, aroma tajam, berwarna putih kekuningan dengan diameter 3,27-4,05 cm, tinggi dan panjang rimpang 6,38-11,10 cm dan 6,13-31,70 cm, warna daun hijau muda, batang hijau muda dengan kadar minyak atsiri 1,50-3,50%. Ruasnya kecil, agak rata dan sedikit menggembung.Jahe ini dipanen setelah berumur tua.Kandungan minyak atsirinya lebih besar dari pada jahe gajah, sehingga rasanya lebih pedas. Disamping seratnya tinggi, jahe ini cocok untuk ramuan obat-obatan atau untuk diekstrak oleoresin dan minyak atsirinya. 3. Jahe merah Jahe merah (Z. officanale var. rubrum) mempunyai rimpang kecil berlapis, aroma sangat tajam, berwarna jingga muda sampai merah dengan diameter 4,20-4,26 cm, tinggi dan panjang rimpang 5,26-10,40 cm dan 12,33-12,60 cm, warna daun hijau muda, batang hijau kemerahandengan kadar minyak atsiri 2,58-3,90%. Rimpangnya berwarna merah dan ukurannya lebih kecil dari pada jahe putih kecil. Sama seperti jahe kecil, jahe merah selalu dipanen setelah tua dan juga memiliki
xvii
commit to user
kandungan minyak atsiri yang sama dengan jahe kecil, sehingga cocok untuk ramuan obat-obatan (Rezvani, 2008).
B. KERANGKA PEMIKIRAN · Proses Pembuatan Expeller Pressing Ekstraktor perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Bahan yang akan diambil ekstraknya adalah jahe dengan pelarut etanol.Metode ekstraksi yang dipakai adalah pengepresan jahe yang dicampur pelarut dengan expeller pressing ekstraktor. Mempertimbangkan hal di atas maka alat yang digunakan adalah ekstraktor dengan screw berulir untuk tempat ekstraksi dengan carapengepresan terhadap bahan yang dicampur pelarut untuk diperoleh ekstrak jahe. Kemudian ekstrak jahe yang telah diperoleh dialirkan ke tangki yang terdapat angsangan untuk memisahkan larutan ekstrak dengan ampas jahe. Selanjutnya larutan ekstrak yang sudah terpisah dari ampasnya mengalirkan ke tangki berikutnya untuk memisahkan pelarut dan oleoresin dengan cara pemanasan agar pelarut menguap. Dibagian tengah tangki terdapat alat pengukur suhu agar dapat mengontrol suhu sesuai yang dikehendaki. Pelarut kemudian dikondensasikan agar dapat digunakan kembali untuk proses ekstraksi berikutnya. Bahan stainlees steel dipilih karena bahan tersebut tahan panas, tidak mudah berkarat dan kuat. Sehingga oleoresin yang diperoleh kualitasnya tinggi.
· Proses Pengerjaan Studi literatur / pustaka tentang Expeller Pressing Ekstraktor
xviii
commit to user
Menentukan bahan dan model screw
Menentukan kecepatan putar screw dan daya motor
perpustakaan.uns.ac.id
Membuat Expeller Pressing
digilib.uns.ac.id
Menentukan kapasitas tangki pemisah dan tangki pemanas
Membuat tangki pemisah dan tangki pemanas
Membuat kondenser
Merangkai alat
Menguji kerja Expeller Pressing Ekstraktor
Membuat laporan
xix
commit to user
BAB III METODOLOGI
A. ALAT DAN BAHAN 1. Alat yang digunakan : perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
1. Las listrik
8.
Bor besi
2. Kunci pas/ring
9.
Tang
3. Kunci L
10. Palu
4. Obeng
11. Lem gasket
5. Meteran
12. Rol pipa
6. Gergaji besi
13. Mesin bubut
7. Alat potong plat 2.
Bahan pembuatan ekstraktor: 1. Besi
10. Kaca
2. Plat Stainless steel
11. Pipa tembaga
3. Plat alumunium
12. Pully
4. Drum
13. Karet
5. Motor
14. Mur dan baut
6. Kompor listrik
15. Kran
7. Reducer
16. Pompa
8. Baja ST 40 9. Termometer 3.
Bahan percobaan: 1. Jahe 2. Etanol 3. Aquadest
B. LOKASI PEMBUATAN Karena keterbatasan tenaga dan peralatan yang dimiliki oleh mahasiswa maka pembuatan Expeller Pressing Ekstraktor ini dikerjakan oleh Bengkel E-win dan
xx
commit to user
Widjaya. Pengujian alat dilakukan di Laboratorium Operasi Teknik Kimia Universitas Sebelas Maret. C. SPESIFIKASI ALAT 1. Screw - Bahan perpustakaan.uns.ac.id - Pelapis
: Baja ST 40 digilib.uns.ac.id
: Krom
- Kapasitas
: 47,78 L/jam
- Panjang
: 70 cm
- Diameter poros kecil
: 1,2 inch
- Diameter poros besar : 1,73 inch - Fungsi
: Memberi tekanan pada bahan dan mendorong bahan keluar
2. Motor listrik - Type
: single phase
- Kekuatan
: ¾ HP
- Fungsi
: Penggerak screw
3. Reducer - Ratio reduction
: 1:40
- Type
: 30
- Merk
: Sam
- Fungsi
: Menurunkan kecepatan putaran motor penggerak
4. Tangki pemisah - Type
: Silinder vertical
- Bahan
: Alumunium
- Tebal
: 0,5 mm
- Diameter
: 19 cm
- Tinggi
: 24 cm
- Fungsi
: Memisahkan larutan ekstrak dari ampas jahe
5. Tangki pemanas - Type
: Silinder vertikal
- Bahan
: Stainless steel
xxi
commit to user
- Tebal
: 0,3 mm
- Diameter
: 19 cm
- Tinggi
: 30 cm
- Fungsi
: Memanaskan larutan ekstrak
6. Tangki pendingin perpustakaan.uns.ac.id - Type
: Silinder vertikal
- Bahan
: Drum
- Diameter
: 35 cm
- Tinggi
: 42 cm
- Tebal
: 0,5 cm
- Fungsi
: Tempat fluida dingin
digilib.uns.ac.id
7. Pipa kondenser - Bentuk
: Spiral
- Bahan
: Tembaga
- Diameter
: 1,27 cm
- Panjang
: 400 cm
- Fungsi
: Mengkondensasikan uap etanol
8. Tamgki penampung kondensat - Type
: Silinder vertikal
- Bahan
: Plastik
- Diameter
: 25 cm
- Tinggi
: 25 cm
- Fungsi
: Menampung hasil kondensasi uap etanol
D. LANGKAH KERJA · Langkah kerja pembuatan alat · Pembuatan Barrel a. Memotong pipa Stainless steel sepanjang 70 cm b. Mengelas pipa dengan Bearing c. Memasukkan screw ke dalam cassing pipe d. Memasang bantalan pada kedua ujung cassing pipe
xxii
commit to user
· Pembuatan Hopper a. Memotong plat Stainless steelberbentuk trapesium sebanyak 4 buah b. Mengelas plat yang telah dipotong tadi pada casing · Pemasangan motor dan reducer perpustakaan.uns.ac.id a. Memasang motor dan reducer pada dudukannya
digilib.uns.ac.id
b. Memasang V-belt pada pully motor dan reducer · Pembuatan tangki pemisah a. Memotong lembaran aluminium dengan ukuran panjang 60cm dan lebar 24cm. b. Menyambungkan ujung-ujung plat aluminium dengan bentuk tabung silinder berdiameter 19 cm dan tinggi 24 cm. c. Memasang angsang ke dalam tangki pemisah. · Pembuatan tangki pemanas a. Memotong lembaran stainless steel dengan ukuran panjang 60cm dan lebar 24cm. b. Menyambungkan ujung-ujung plat stainless steel dengan bentuk tabung silinder berdiameter 19 cm dan tinggi 30 cm. ·
Pembuatan tangki kondenser a. Melubangi drum yang berdiameter 35cm dan tinggi 42cm pada bagian bawah untuk sirkulasi pendingin. b. Memasang pipa spiral dari tembaga dengan ukuran ½ inchi pada drum tersebut.
· Langkah kerja proses Suhu operasi
: 80oC
Tekanan operasi
: 1 atm
a. Menyiapkan semua rangkaian alat Expeller Pressing Ekstraktor, bahan baku berupa jahe dan pelarut etanol.
xxiii
commit to user
b. Menghidupkan screw lalu memasukkan bahan dan pelarut kedalam srcew tersebut. c. Screw akan berputar dengan kecepatan 75 rpm, menghancurkan umpan dan mencampur jahe dengan etanol serta mengepres bahan. d. Menampung ampas dan ekstrak jahe di tangki pemisah selanjutnya ampas perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id akan tertahan di atas angsang dan ekstrak jahe mengalirkan ke tangki pemanas. e. Menghidupkan kompor listrik agar pelarutnya menguap dan diperoleh oleoresin di dasar tangki pemanas. f. Menampung hasil kondensasi pelarut di tangki penampung kondensat. g. Memompa kondensat ke dalam screw.
E. GAMBAR DESAIN EXPELLER PRESSING EKSTRAKTOR 1 2 3
6
4
5 7 8 10
9
12
11 13 15
14 Keterangan : 1. Hopper
9.
2. Reduceer
10. Angsang
3. V – belt
11. Tangki pemanas
3. Pully
12. Tangki kondenser
4. Motor
13. Tangki penampung kondensat
Kran
xxiv
commit to user
.
5. Screw
14. Kompor listrik
6. Tangki pemisah
15. Pompa
7. Kaca penduga Gambar 3.1 Desain Rangkaian Alat Expeller Pressing Ekstraktor perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 2,3 cm
5,1 cm
3,8 cm cm
6 cm o
4,9
70 cm Gambar 3.2 Screw
19 cm
24 cm 14 cm
Gambar 3.3 Tangki Pemisah
xxv
commit to user
19 cm Gambar 3.4 Angsang perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
30 cm
19 cm Gambar 3.5 Tangki Pemanas
D = ½ inchi P = 400 cm 42 cm
35 cm
Gambar 3.5 Tangki kondenser
xxvi
commit to user
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
A.
Hasil Percobaan
Tabel 4.1 Data percobaan ekstraksi oleoresin jahe dengan perendaman perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id No
Berat jahe
Jumlah
Oleoresin
Rendemen
(g)
pelarut
yang
oleoresin yang
(L)
dihasilkan (g)
dihasilkan (%)
1.
500,58
1
15,94
3,19
2.
500,92
1,5
21,66
4,33
3.
500,90
2
26,95
5,38
Table 4.2 Data Percobaan ekstraksi oleoresin jahe tanpa perendaman No
Berat jahe
Jumlah
Oleoresin
Rendemen
(g)
pelarut
yang
oleoresin yang
(L)
dihasilkan (g)
dihasilkan (%)
1.
500,21
1
13,77
2,75
2.
500,39
1,5
16,18
3,23
3.
500,40
2
18,74
3,75
B. Pembahasan Metode yang digunakan dalam percobaan ini adalah ekstraksi oleoresin jahe dengan pelarut etanol menggunakan Expeller Pressing Ekstraktor.Pada metode ekstraksi ini, jahe dan etanol dimasukkan ke screw melalui hopper secara bersamaan.Berikutnya ampas dan ekstrak jahe tertampung dalam tangki pemisah sehingga ampas akan tertahan di angsang dan ekstrak mengalir ke tangki pemanas. Di dalam tangki pemanas ekstrak dipanaskan dengan kompor listrik untuk menguapkan etanol kemudian dikondensasikan dan ditampung.
xxvii
commit to user
Expeller Pressing Ekstraktor dibuat dengan kapasitas 1 kg jahe dan 6 liter etanol. Kapasitas tersebut dibuat berdasarkan perbandingan optimum jahe dan pelarut yaitu 1:5. Tetapi pada prakteknya, ekstraktor hanya digunakan dengan kapasitas 500 gram dan variasi pelarut 1 – 2 liter.Hal ini dikarenakan sambungan pada tangki pemisah dan ruang gas di tangki perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id pemanas tidak sanggup menahan beban sesuai kapasitas desain. Pada percobaan denganperendaman menggunakan 1 liter etanol, diperoleh oleoresin sebanyak 15,94 gram, dengan 1,5 liter etanol, diperoleh 21,66 gram dan dengan 2 liter etanol diperoleh oleoresinsebanyak 26,95 gram. Sedangkan pada percobaan tanpa perendaman dengan 1 liter etanol diperoleh oleoresin sebanyak 13,77 gram, dengan 1,5 liter etanol, diperoleh 16,18 gram, dan dengan 2 liter etanol diperoleh oleoresin sebanyak 18,74 gram Berdasarkan hasil tersebut dapat diketahui hubungan antara jumlah pelarut dengan oleoresin yang dihasilkan. Semakin banyak pelarut, maka oleoresin yang diperoleh juga semakin banyak.Hal ini terjadi karena pelarut yang sedikitakan lebih cepat jenuh dantidak dapat mengekstrak oleoresin lagi di dalam bahan sehingga oleoresin yang dihasilkan hanya sedikit. Selain itu perendaman juga akan menambah hasil oleoresin karena waktu kontak pelarut dan bahan lebih lama sehingga lebih banyak oleoresin yang terekstrak. Pada ekstraksi dengan perendaman menggunakan 1 liter etanol diperoleh rendemen sebesar 3,19%, dengan 1,5 liter rendemen sebesar 4,33%, dan dengan 2 liter etanol diperoleh rendemen sebesar 5,38%. Sedangkan pada percobaan tanpa perendaman dengan 1 liter etanol diperoleh rendemen sebesar 2,75%, dengan 1,5 liter etanol diperoleh rendemen 3,23% dan dengan 2 liter etanol diperoleh rendemen sebesar 3,75%.Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa rendemen terbesar diperoleh pada ekstraksi dengan perendaman menggunakan 2 liter etanol, yaitu sebesar 5,38%. Menurut referensi rendemen oleoresin dalam jahe merah adalah 10,6 %. Rendemen hasil percobaan lebih kecil dari referensi karena ukuran bahan tidak seragam
xxviii
commit to user
yang menyebabkan luas bidang kontak tidak maksimal sehingga rendemen yang diperoleh kecil. Dari hasil analisa dapat diketahui densitas dan indeks bias oleoresin hasil percobaan telah sesuai dengan standar mutu yang ditetapkan oleh The Essential Oil Association of America (EOA).Hal ini berarti ekstraktor telah perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id berhasil dibuat dan bekerja dengan baik menghasilkan oleoresin sesuai standar.
xxix
commit to user
BAB V PENUTUP
A. KESIMPULAN 1. Ekstraktor telah berhasil dibuat dan diuji coba untuk mengekstraksi jahe. perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Ekstraktor ini dapat dioperasikan dengan baik sertadapat menghasilkan oleoresin dari bahan baku 50 gram jahe/ menit dengan pelarut etanol. 2. Tabel 5.1 Data hasil percobaan dengan 500 gr jahe merah : Jumlah pelarut
Jumlah oleoresin dari ekstraksi
Jumlah oleoresin dari ekstraksi
(L)
dengan perendaman (gr)
tanpa perendaman (gr)
1
15,94
13,77
1,5
21,66
16,18
2
26,95
18,74
Semakin banyak pelarut maka oleoresin yang dihasilkan juga semakin banyak.Selain itu perendaman juga akan menambah hasil oleoresin. 3. Oleoresin yang dihasilkan telah sesuai dengan standar mutu yang ditetapkan oleh The Essential Oil Association of America (EOA).
B. SARAN Dengan perancangan alat ekstraktor ini didapatkan oleoresin jahe yang sesuai standar. Untuk lebih memaksimalkan pengoperasian ekstraktor sebaiknya dilakukan kegiatan sebagaiberikut: 1. Agar ukuran bahan dapat seragam dan lebih kecil, sebaiknya sepanjang lorong screw ditambahkan gerigi. 2. Pada v-belt sebaiknya diberi penutup agar tidak membahayakan pada saat pengoperasian. 3. Menambahkan pipa pemasukkan pelarut di bagian tengah screw agar pelarut dapat bercampur dengan bahan.
xxx
commit to user
DAFTAR PUSTAKA
Bernasconi, G., 1995, ”Teknologi Kimia”, Erlangga, Jakarta. Hidayat,
C.H.N.,
2009,
”Teknologi
Pengolahan
www.cecepharisnurhidayat.blogspot.com perpustakaan.uns.ac.id
Oleoresin”, digilib.uns.ac.id
Ketaren, S., 2004, ”Minyak danLemak Pangan”, UI Press, Jakarta. Khurmi, R.S. and Gupta, J.K., 2002, “Machine Design”, S. Chad & Company LTD, Ram Nagar-New Dehli. Rezvani, 2008, “Gambaran Umum Isolasi Oleoresin Dari Jahe Secara Ekstraksi”, www.rezvani.blog.friendster.com Sularso, 2002, “Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin”, PT Pradya Paramita, Jakarta. www.wikipedia.org/wiki/gearbox
xxxi
commit to user
