PKMI-3-7-1
ISOLASI EUGENOL DALAM MINYAK CENGKEH DENGAN PROSES DISTILASI FRAKSIONASI TEKANAN RENDAH
Ria Amiriani, Ria Yunisa Primasari Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro, Semarang ABSTRAK Indonesia merupakan salah satu negara penghasil minyak cengkeh terbesar di dunia. Namun minyak cengkeh yang dihasilkan pada umumnya kualitasnya rendah, kandungan eugenolnya sekitar 60 – 70% saja.Peningkatan minyak cengkeh dapat dilakukan dengan cara mengisolasi eugenol dalam minyak cengkeh dengan proses distilasi fraksionasi tekanan rendah. Adapun tujuan khusus dari penelitian ini adalah menentukan kondisi operasi optimum yang relatif lebih baik dalam proses isolasi eugenol dalam minyak cengkeh dengan distilasi tekanan rendah.Metode yang dilakukan melalui tiga tahap yaitu tahap pertama berupa analisa kadar eugenol pada umpan minyak daun cengkeh, tahap kedua berupa proses distilasi fraksionasi tekanan rendah, dan tahap terakhir berupa analisa distilat dan residu hasil distilasi fraksionasi tekanan rendah.Hasil penelitian yang diperoleh dapat digunakan untuk menentukan kondisi optimum dari proses isolasi eugenol dari minyak daun cengkeh dimana kondisi optimum dicapai pada saat harga densitas dan indeks bias mendekati harga densitas dan indeks bias eugenol teoritis Kata Kunci : minyak daun cengkeh, eugenol, distilasi, fraksionasi, tekanan rendah PENDAHULUAN Indonesia merupakan salah satu negara penghasil minyak atsiri yang cukup penting di dunia, bahkan untuk beberapa komoditas tertentu menguasai pangsa pasar di dunia. Diantara minyak atsiri yang terkenal adalah minyak cengkeh (cloves oil). Data ekspor minyak cengkeh, pada tahun 2005 terjadi kenaikan harga sebesar 50% menjadi 5,473 US $. Sedangkan data impor eugenol pada tahun 200525,5 US $ ( Biro Pusat Statistik, 2005 ) Hal ini dapat dilihat bahwa nilai jual eugenol memiliki nilai jual lebih tinggi daripada nilai jual dalam bentuk minyak cengkeh. Hal ini disebabkan minyak cengkeh ini mengandung eugenol yang memiliki kegunaan yang luas. Eugenol banyak digunakan di bidang farmasi, industri makanan dan minuman, kosmetik dan sebagai bahan baku produk-produk kimia yang lain. Manfaat eugenol yang beragam ini menjadikan kebutuhan minyak cengkeh yang berkualitas tinggi makin meningkat. Jika isolasi eugenol ini dimasyarakatkan maka akan mengurangi ketergantungan akan eugenol pada negara luar dan sekaligus akan meningkatkan nilai ekspor non migas. Pada proses pengambilan minyak daun cengkeh skala UKM melalui penyulingan uap menghasilkan minyak daun cengkeh mentah dengan kadar eugenol 60-70% dengan harga sekitar Rp. 45.000,00 –Rp. 55.000,00 per liter. Sementara itu, harga bahan baku berupa daun cengkeh hanya mencapai Rp 1.100,00 - Rp 1.600,00 per kilogram dengan rendemen 4 – 6% dari bahan daun cengkeh menjadi minyak daun cengkeh (Ketaren, 1985). Disisi lain, ongkos
PKMI-3-7-2
produksi untuk menghasilkan 12-24 kg minyak daun cengkeh sudah mencapai Rp 500.000,00 ( Surabaya Post, 20 Juni 2001 ). Isolasi eugenol dapat dilakukan melalui beberapa jenis proses pemurnian (isolasi). Di antaranya, yaitu proses ekstraksi, distilasi fraksionasi (rektifikasi), kromatografi kolom, ekstraksi superkritik, dan distilasi molekuler (Anny S, 2002). Selama ini, telah dilakukan pengambilan eugenol hanya dengan proses ekstraksi menggunakan NaOH dan menghasilkan kadar eugenol sebesar 82,6% (Sri Suhenry, 2001). Selain itu juga telah dilakukan pengambilan dengan cara ekstraksi minyak daun cengkeh menggunakan NaOH berlebih dan dilanjutkan proses pengasaman dengan larutan HCl pekat, hanya mencapai kadar eugenol sekitar 86% ( Sediawan, 2003 ). Dari proses ekstraksi ini, kelemahan terjadi pada proses recovery solven. Untuk itu, pada penelitian ini dilakukan isolasi eugenol dengan distilasi fraksionasi tekanan rendah tanpa menggunakan bahan lain seperti pelarut serta mencegah dekomposisi komponen dalam minyak daun cengkeh. Teknologi ini diharapkan dapat mengambil komponen eugenol sebagai produk utama dari minyak daun cengkeh tanpa merusak performa minyak daun cengkeh tersebut karena berlangsung pada temperatur rendah. Adapun tujuan umum dari penelitian ini adalah mengisolasi eugenol dalam minyak cengkeh hasil penyulingan rakyat (UKM) dengan proses distilasi fraksionasi tekanan rendah. Secara khusus, penelitian ini bertujuan untuk menentukan kondisi operasi optimum yang relatif lebih baik dalam proses isolasi eugenol dalam minyak cengkeh dengan distilasi tekanan rendah. Manfaat penelitian ini untuk memberikan dukungan teknologi upaya mengoptimalkan dan memperbaiki proses isolasi eugenol, sehingga akan meningkatkan pendapatan UKM minyak cengkeh. Selain itu, dapat memenuhi spesifikasi kebutuhan pasar baik dalam negeri maupun luar negeri menuju daya saing minyak cengkeh di pasaran internasional. METODE PENDEKATAN Penelitian ini berlangsung mulai Pebruari – Juni 2006 (5 bulan) bertempat di Laboratorium Penelitian Jurusan Teknik Kimia Universitas Diponegoro. Adapun bahan berupa minyak daun cengkeh diperoleh dari CV. Indra sari Semarang, dan rangkaian alat distilasi vakum seperti terlihat pada Gambar 1 berikut ini. 1 2 7
6 5 3 4
8
PKMI-3-7-3
Rangkain alat ini terdiri dari labu distilasi (3) sebagai tempat dimasukkannya umpan yaitu minyak daun cengkeh yang dipanaskan menggunakan heater yang dihubungkan dengan termostat (4). Pada bagian atas dipasang termometer (1) untuk mengetahui temperatur uapnya. Kemudian dihubungkan dengan kondensor (2) yang berfungsi sebagai pendingin dan distilat yang terjadi ditampung dalam penampung distilat (5). Untuk membuat kondisi tekanan rendah alat dihubungkan dengan rangkaian alat vakum yaitu trap (6) dan pompa vakum (8). Untuk mengukur besarnya tekanan yang terjadi pompa vakum dihubungkan pada manometer (7). Penelitian ini meliputi tiga tahap, yaitu tahap pertama berupa analisa kadar eugenol pada umpan minya daun cengkeh, tahap kedua berupa proses distilasi fraksionasi vakum, dan tahap terakhir berupa analisa distilat dan residu. Analisa kadar eugenol menggunakan analisa instrumen berupa GC/GCMS, sedangkan analisa distilat dan residu selain analisa kadar eugenol juga dilakukan analisa indeks bias dengan refraktometri dan analisa berat jenis dengan piknometer. Data pengamatan tersebut diolah dan menghasilkan tabel dan grafik. Selanjutnya dianalisa dengan menggunakan metode statistik deskriptif-induktif. Umpan berupa 100 ml minyak daun cengkeh dimasukkan ke dalam labu distilasi berkapasitas 500 ml. Tekanan vakum dijalankan hingga mencapai 50 mmHg. Pendingin dialirkan. Pemanas dihidupkan hingga temperatur terntu bersamaan dengan dijalankannya termostat. Temperatur bawah dan atas diamati dan dicatat. Distilat diambil pada saat temperatur atas telah mengalami kenaikan. Kemudian dilakukan pada temperatur dan tekanan yang berbeda. HASIL DAN PEMBAHASAN Pada tahap awal, diperoleh hasil analisa kadar eugenol menggunakan GCMS pada umpan minyak daun cengkeh sebesar 69,66%. Komponen dalam minyak daun cengkeh yang dapat teranalisa dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1 Hasil analisa GCMS No R Time Rumus Kimia C10H16 1. 2,197 2. 7,681 C10H12O2 3. 8,158 C15H24 4. 8,904 C15H24 5. 9,374 C15H24
% Total 2,6 69,66 2,09 20,741 3,21
Nama α pinene eugenol α copaen, copaen β caryophyllene β selinene, α humulene
Pada tahap kedua yaitu proses ditilasi fraksionasi vakum diperoleh hasil penelitian berupa volume destilat pada masing-masing tekanan dan temperatur tertentu. Hal ini dapat dilihat pada Tabel 2 dan Tabel 3 berikut ini. Tabel 2.Hasil proses distilasi fraksionasi tekanan rendah pada tekanan 50 mmHg No Tekanan Suhu V Destilat Densitas Indeks bias 0 1 50 mmHg 170 C 40 mL 0,88 1,32 0 2 50 mmHg 23 mL 0,98 1,48 180 C 0 3 50 mmHg 31 mL 1,00 1,51 190 C 4 50 mmHg 35 mL 1,03 1,55 2000C 0 5 50 mmHg 210 C 46 mL 1,05 1,59
PKMI-3-7-4
Tabel 3 Hasil proses distilasi fraksionasi tekanan rendah pada tekanan 100 mmHg No Tekanan Suhu V Destilat Densitas Indeks bias 0 1 100 mmHg 170 C 36 mL 0,86 1,3 0 2 100 mmHg 25 mL 0,97 1,44 180 C 3 100 mmHg 27 mL 0,99 1,49 1900C 4 100 mmHg 30 mL 1,02 1,53 2000C 0 5 100 mmHg 42 mL 1,045 1,58 210 C Baik tekanan 50 dan 100 mmHg menggunakan kenaikan temperatur yang sama, dimana keduanya menunjukkan semakin besar temperatur terjadi kenaikan baik pada densitas maupun indeks bias. Pada temperatur awal,distilat sebagian mengandung fraksi ringan dan sedikit fraksi berat (eugenol). Hal ini dapat dilihat pada densitas dan indeks bias pada temperatur awal yang besarnya cukup jauh dari harga densitas dan indeks bias eugenol teoritis yaitu 1,062 gr/cc dan 1,5369. Untuk kondisi optimum dicapai pada temperatur dan tekanan yang harga densitas dan indeks biasnya mendekati harga densitas dan indeks bias eugenol teoritis. Pemilihan kondisi temperatur operasi merujuk pada titik didih eugenol pada tekanan operasi seperti ditunjukkan pada tabel 4 Tabel 4 Titik didik eugenol pada masing – masing tekanan Tekanan, mmHg Titik Didih Eugenol,0C 50 160,9 100 180,1 Namun hingga saat ini analisa hasil dengan GC pada masing-masing kondisi operasi belum terlaksana dan menjadi rencana peneliti selanjutnya sesuai dengan jadwal yang telah ditetapkan awal. KESIMPULAN Isolasi eugenol dalam minyak cengkeh dapat dilakukan dengan cara distilasi fraksionasi tekanan rendah. Pada awal distilasi yang banyak teruapkan adalah fraksi ringannya, fraksi beratnya (eugenol) sedikit teruapkan. Kondisi optimum diperoleh pada kondisi temperatur dan tekanan yang memberikan harga densitas dan indeks bias mendekati harga densitas dan indeks bias teoritis DAFTAR PUSTAKA Anny S. 2002. Pengolahan Lanjut Minyak Atsiri dan Penggunaannya Dalam Negeri. Workshop Nasional Minyak Atsiri 30 Oktober 2002, Dirjen Industri Kecil Dagang Menengah, Depperindag. BPS. 2005. Statistik Perdagangan Luar Negeri Indonesia – Ekspor. Jakarta : Balai Pusat Statistik. Guenther E. 1987. Minyak Atsiri, jilid 1. Jakarta : Universitas Indonesia. Ketaren S. 1985. Pengantar Teknologi Minyak Atsiri. Jakarta : Balai Pustaka. Suhenry,
PKMI-3-7-5
Sri. 2004. Meningkatkan Kualitas Minyak Cengkeh Rakyat dengan Larutan NaOH. Yogyakarta : Jurusan Teknik Kimia UPN Veteran. Sediawan, Wahyudi. 2003. Peningkatan Recovery Isolasi Eugenol dari Minyak Daun Cengkeh dengan Penggunaan NaOH Berlebih dan Solven Organik n-Hexane. Yogyakarta : Universitas Gajah Mada.
