Nahar, Metode Pengolahan dan Peningkatan Mutu Minyak Nilam
METODE PENGOLAHAN DAN PENINGKATAN MUTU MINYAK NILAM Nahar*
Abstrak Tumbuhan nilam, Pogostemon cablin Benth, adalah salah satu jenis minyak atsiri terpenting bagi industri parfum dan obat-obatan karena hingga saat ini tidak ada produk sintetis yang mampu menyamai kualitas yang dihasilkan oleh minyak alaminya. Minyak nilam hanya dapat dihasilkan melalui proses distilasi dengan mengunakan bahan baku daun nilam yang telah dikeringkan, karena dari hasil penelitian ternyata daun nilam segar menghasilkan rendemen yang lebih kecil daripada daun yang telah dikeringkan. Saat ini Indonesia menguasai 80% jumlah produksi minyak nilam dunia. Akan tetapi hingga sekarang tidak ada suatu metode produksi minyak nilam yang baku dianatara petani nilam, termasuk bagaimana cara mempertahankan mutu minyak itu sendiri. Untuk itu penelitian ini dilakukan dalam rangka mencari suatu material yang tidak mudah teroksidasi oleh adanya pemanasan. Kata Kunci : minyak nilam, patchouli alcohol, distilasi
karena kandungan patchouli alcohol masih dibawah 30%, sedangkan kebutuhan pasar kandungan patchouli alcohol minimal 30% ( PT. Djasula Wangi, salah satu eksportir terbesar minyak atsiri di Jakarta). Tuntutan pasar saat ini tentang kualitas cenderung meningkat, dan industri minyak nilam di Indonesia harus mampu mengikuti keinginan pasar tersebut. Jadi penyulingan yang dilakukan tidak hanya terbatas untuk menghasilkan minyak nilam semata, tetapi juga membuat minyak seperti yang diinginkan oleh pasar.
PENDAHULUAN Komoditi pertanian di Indonesia sangat beragam, salah satu diantaranya adalah minyak atsiri. Dari sejumlah besar jenis minyak atsiri yang telah berhasil disuling di Indonesia, maka Nilam adalah salah satu diantaranya. Nilam yang sering juga disebut Pogostemon Patchouli Pellet atau dilem wangi (Jawa), merupakan tanaman yang belum begitu dikenal secara meluas oleh masyarakat. Nilam di tanam oleh masyarakat untuk diambil minyaknya. Minyak ini banyak digunakan dalam industri parfum, sabun, deterjen dan kosmetika. Sebagian besar produksi yang dihasilkan oleh Indonesia di ekspor ke luar negeri, terutama ke Amerika Serikat, Jepang dan negara-negara Eropa (BPS, 1995). Minyak Nilam diketahui terdiri atas senyawa hidrokarbon dan hidrokarbon yang teroksigenasi. Unsur penting dari hidrokarbon yang teroksigenasi adalah patchouli alcohol, nortetrapatchoulol dan norpatchoulenol (Teissire, 2002). Beberapa pengamatan yang dilakukan oleh peneliti terhadap rendemen minyak nilam yang dihasilkan petani, diperoleh hasil yang kurang memuaskan
* Sataf Pengajar Jurusan Teknik Kimia PNL
Nanggroe Aceh Darussalam adalah salah satu sentra produksi minyak nilam di Indonesia, permasalahan yang sering dihadapi oleh petani minyak nilam adalah rendahnya daya jual karena produksi yang tidak memenuhi standar kualitas. Oleh sebab itu meningkatkan mutu minyak nilam akan sangat membantu memecahkan masalah diatas dengan cara melakukan penelitian seleksi material untuk menghasilkan alat penyuling minyak nilam yang memenuhi standar kualitas dan menghasilkan minyak nilam sesuai dengan standar Ernest Guenther.
24
Jurnal Reaksi Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Lhokseumawe Vol. 1 No.1, Juni 2003 ISSN 1693-248X
absorbsi oleh lemak padat (maserasi). Dari keempat cara tersebut diatas, teknologi yang sesuai diterapkan untuk memperoleh minyak nilam adalah dengan cara penyulingan (Kirkothmer, 1997). Secara garis besar, destilasi minyak atsiri adalah proses penguapan minyak yang terdapat dalam bagian tanaman bersama dengan uap air dan kemudian diembunkan kembali. Minyak dengan destilat akan terpisah di dalam labu florentine akibat perbedaan berat jenis. Proses destilasi dilakukan terhadap minyak atsiri yang tidak larut di dalam air. Pada awal penyulingan, hasil sulingan sebagian besar terdiri dari komponen minyak yang bertitik didih rendah dan kemudian disusul dengan komponen minyak yang bertitik didih lebih tinggi.
TINJAUAN PUSTAKA a. Minyak Nilam Tanaman nilam (patchouly) pertama kali diperkenalkan pada tahun 1845 oleh Pelletier-Sautelet dan di beri nama Pogostemon patchouli. Kata patchouly diambil dari bahasa Hindustan “pacholi”, yaitu sejenis tanaman yang banyak dipakai di India sebagai bahan pewangi kain dan selendang karena baunya yang wangi dan khas. Minyak nilam bersifat sangat kental (viscous), memiliki warna kekuningkuningan, orange hingga coklat tua. Aroma yang dimiliki sangat khas dan unik seperti aroma rempah-rempah (herbal), tajam dan sejuk (balsam). Wanginya akan meningkat seiring dengan peningkatan usia minyak. Peningkatan ini disebabkan oleh salah satu komponen penyusun minyak nilam, yaitu golongan hidrokarbon yang teroksigenasi. Hidrokarbon yang teroksigenasi akan membentuk suatu proses yang disebut proses oksidasi yang mengubah terpen menjadi terpen – O. (Saifuddin, 1993 ; A. Akhila dan R. Tewari, 1994).
METODE PENELITIAN Pada penelitian ini akan dilaksanakan pendekatan eksperimental di laboratorium Rekayasa Proses Teknik Kimia yang terdapat di Politeknik Negeri Lhokseumawe, yang meliputi : Memperbaiki sistim penyulingan minyak nilam Perbaikan yang dilakukan adalah dengan cara menganti material penyulingan dari drum bekas dengan stainless stell, pengantian ini dimaksudkan untuk mencegah terjadinya oksidasi akibat adanya pemanasan, sehingga produk yang dihasilkan menjadi terjamin kualitasnya.
b. Manfaat Minyak Nilam Minyak nilam merupakan salah satu jenis minyak atsiri yang fungsinya dalam industri sabun, kosmetika, dan industri parfum tidak dapat digantikan oleh zat sintetik karena sangat berperan dalam menentukan kekuatan, sifat dan ketahanan wangi. Hal ini disebabkan oleh sifatnya yang dapat mengikat bau wangi bahan pewangi lain dan sekaligus membentuk bau yang harmonis dalam suatu campuran. Minyak nilam sendiri sebenarnya telah dapat disebut sebagai parfum ( Benyamin, B, 1995; Kirk-othmer, 1996; Lawrence M.B, 1994).
Ketel Uap Spesifikasi Peralatan Fungsi
Kapasitas Jenis Ukuran Tinggi Silinder Diameter Kondisi Operasi Tekanan Suhu Bahan Kontruksi
c. Penyulingan Secara umum minyak atsiri yang berasal dari tumbuh-tumbuhan dapat diperoleh melalui empat cara, yaitu : pengempaan ( expression) , ekstraksi mengunakan pelarut penguap (solvent extraction), penyulingan (distillation) dan
25
: untuk memproduksi steam : 10 kg/cm2 : silinder tegak : 137 cm : 85 cm : 10 bar : 180 OC : Stainless Stell
Nahar, Metode Pengolahan dan Peningkatan Mutu Minyak Nilam Bagian Saringan Tinggi Saringan Diameter saringan Kondisi operasi : Tekanan Suhu Bahan Kontruksi : Jumlah
Jumlah : 1 buah Menurut Ir. Sudaryani dan Ir. Endang Sugiharti, Budidaya dan Penyulingan Nilam, hal 37, 1999, mengatakan bahwa ketel penyulingan yang berkapasitas 40 kg bahan dapat menghasilkan minyak nilam sebanyak 3.00 – 3.50 kg. Disini diasumsikan bahwa dengan kapasitas 6 kg akan menghasilkan minyak 0.5% dari kapasitas bahan. Maka minyak nilam yang dihasilkan adalah : 6 kg Bahan x 0.5% = 0.03 kg
: 68 cm : 37 cm : 1 atm : 100oC Stainless Steel : 1 buah
Alat Pendingin Spesifikasi peralatan Fungsi : mengubah fase uap menjadi fase cair Jenis : berbentuk silinder yang didalamnya di lengkapi dengan pipa-pipa berpilin. Ukuran : Ukuran silinder Tinggi : 90 cm ; Diameter : 58 cm Ukuran coil Panjang coil : 30m Diameter : 1,27 cm Kondisi Operasi Suhu minyak yang masuk (T1 )= 100oC Suhu minyak yang keluar (T2) = 35oC Suhu air yang masuk (t1) = 28oC Suhu air yang keluar (t2) = 60oC Bahan kontruksi : Stainless steel Jumlah : 1 buah
Data Ketel Uap Total steam Diameter pipa Luas pipa (A)
= 6 kg/cm2 = 5.08 cm = . R2 = 20.26 cm2 Panas Laten (s) =538,9 kcal/kg (1023,7kj/jam)
Ketel Suling Spesifikasi Peralatan Fungsi : Untuk menyuling minyak nilam Kapasitas : 6 kg Jenis : Silinder tegak dengan tutup atas dan tutup bawah berbentuk flat Ukuran : Bagian ketel Suling : 80 cm Diameter Ketel : 40 cm Tebal : 2 mm
Tabel 1. Penentuan kondisi Ketel No. Ketel Uap 1. Uap yang dihasilkan 2. Faktor evaporasi 3. Air yang dibutuhkan 4. Jumlah bahan baker
Keterangan 20.26 Kg/jam 0.0022 9209 liter 0.032 Gal/m2
Tabel 2. Penentuan kondisi Suling No Ketel Suling 1. Volume ketel suling 2. Tinggi jaringan 3. Ketebalan silinder 4. Diameter luar silinder 5. Jarak saringan ke dasar ketel suling 6. Jarak saringan ke dinding ketel
26
Keterangan 100 liter 70 liter 0.137 in 40.4 cm 9 cm 1.5 cm
Jurnal Reaksi Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Lhokseumawe Vol. 1 No.1, Juni 2003 ISSN 1693-248X
Tabel 3. Penentuan Kondisi Pendingin No Alat Pendingin 1. 2. 3. 4. 5.
Keterangan
Volume Temperatur minyak rata-rata Air pendingin yang dibutuhkan Panas yang ditransfer T LMTD
Melakukan analisa terhadap minyak yang dihasilkan Metode analisa yang dilakukan dalam penelitian adalah dengan menguji sifat-sifat fisik dari minyak nilam yang meliputi penentuan bobot jenis, indeks bias, tes kelarutan dalam etanol 90 %, bilangan asam dan bilangan ester.
240 liter 67.5 o C 214 kg 277493.8 kj/jam 23.15oC
diameter 40 cm. Alat ini berfungsi untuk penyulingan minyak nilam dan berbagai tanaman aromatik lainnya, seperti : jahe, pala dan lain sebagainya. Bahan kontruksinya dari stainless steel yang tersusun dari berbagai jenis logam campuran diantaranya Cromium, Nikel dan Silikon. Hasil dan Analisa Pada penelitian ini dilakukan perbandingan sumber minyak nilam.
HASIL PENELITIAN Ketel suling pada penyulingan ini berbentuk silinder dengan tinggi 80 cm dan
Tabel 4. Minyak nilam Aceh Utara Pengujian Standar Ernest Guenther Warna Kuning muda sampai Coklat tua 0,943 - 0,983 Bobot jenis 25C/25C 1,506 - 1,516 Indeks bias 20C Kelarutan dalam etanol 90 Jernih pada vol. 10 ml % pada suhu 25 30C Bilangan asam Maks. 5,0 Bilangan ester Maks. 10,0
Pengamatan Kuning muda kemerahmerahan 0,9584 1,5088 Jernih pada vol. 10 ml (terpisah) 5,61 14,02
Tabe1 5. Minyak nilam Aceh Selatan Pengujian Standar Ernest Guenther Warna Bobot jenis 25C/25C Indeks bias 20C
Kuning muda Coklat tua 0,943 - 0,983 1,506 - 1,516
sampai Coklat tua merahan 0,9744 1,513
Kelarutan dalam etanol Jernih pada vol. 10 ml 90 % pada suhu 25 30C Bilangan asam Maks. 5,0 Bilangan ester Maks. 10,0
27
Pengamatan kemerah-
Jernih pada vol. 10 ml
4,62 8,415
tiga
Nahar, Metode Pengolahan dan Peningkatan Mutu Minyak Nilam
Tabe1 6. Minyak nilam hasil penyulingan di Laboratorium Kimia Pilot Plant Pengujian Standar Ernest Guenther Pengamatan Warna Bobot jenis 25C/25C
Kuning muda Coklat tua 0,943 - 0,983
Indeks bias 20C
1,506 - 1,516
sampai
Coklat tua merahan 0,927
kemerah-
1,5044
Kelarutan dalam etanol Jernih pada vol. 10 ml 90 % pada suhu 25 30C Bilangan asam Maks. 5,0
Jernih pada vol. 10 ml (terpisah)
Bilangan ester
9,12
Maks. 10,0
PEMBAHASAN Pada penelitian ini penulis melakukan analisa kualitas minyak nilam sesuai standar Ernest Guenther dengan sampel yang diambil dari tiga sumber yaitu hasil penyulingan di Laboratorium Kimia (Pilot Plant), penyulingan rakyat (yang dibeli di pasaran) dari Aceh Utara (Nisam) dan Aceh Selatan (Tapaktuan). Dari hasil analisa untuk ke tiga sampel pada analisa warna sudah memenuhi standar, akan tetapi warna minyak nilam akan nampak lebih bagus lagi apabila di lakukan penyimpanan yang lebih lama waktunya dan
3,51
di simpan dengan cara yang terbaik (Gambar 1). Untuk analisa bobot jenis pada ketiga sampel, bobot jenis yang paling berat adalah minyak dari Aceh Selatan. Jadi semakin berat bobot jenisnya maka kerapatannya semakin besar. Juga semakin rendah suhunya maka bobot jenisnya semakin kecil (Gambar 2). Untuk analisa indeks bias pada ketiga sampel sudah memenuhi standar. akan tetapi yang paling rendah nilai indeks biasnya adalah sampel minyak nilam dari hasil penyulingan di Laboratorium. Sebab jika minyak masih banyak mengandung air, maka nilai indeks biasnya akan menjadi rendah (kecil).
Bobot Jenis 0.98
Bobot Jenis
0.97 0.96 0.95 0.94 0.93 0.92 0.91 0.9 1
2 3 Daerah Asal Minyak Nilam
Gambar. 1. Analisa bobot jenis (Ket: 1 = Minyak nilam Aceh Utara, 2 = Minyak nilam Aceh Selatan, 3 = Minyak nilam di Laboratorium)
28
Jurnal Reaksi Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Lhokseumawe Vol. 1 No.1, Juni 2003 ISSN 1693-248X
Indeks Bias
1.514
Indeks Bias
1.512 1.51 1.508 1.506 1.504 1.502 1.5 1
2
3
Daerah Asal Minyak Nilam
Gambar. 2. Analisa Indeks Bias (Ket: 1 = Minyak nilam Aceh Utara, 2 = Minyak nilam Aceh Selatan, 3 = Minyak nilam di Laboratorium)
Bilangan Asam
Selanjutnya analisa uji kelarutan dalam etanol 90 %, terlihat bahwa yang larut (jernih) dengan etanol 90% adalah juga minyak dari Aceh Selatan sedangkan yang dari Aceh Utara dan hasil di Laboratorium untuk kelarutan etanol nya minyak tersebut masih agak terpisah dengan etanol, hal ini disebabkan karena minyak nilam tersebut masih ada air yang belum secara keseluruhan terpisah dari minyak. Untuk analisa bilangan asam yang tidak memenuhi standar hanya minyak dari Aceh Utara, hal ini disebabkan mungkin pada
saat pemisahan antara minyak dan air tidak segera dilakukan sehingga minyak akan mudah menguap (Gambar 3). Untuk analisa bilangan ester yang memenuhi standar adalah minyak Aceh Selatan dan hasil di laboratorium sedangkan minyak dari Aceh Utara juga belum memenuhi standar. Bilangan ester juga dipengaruhi oleh umur penyimpanan.
Bilangan Asam
6 5 4 3 2 1 0 1
2 3 Daerah Asal Minyak Nilam
Gambar. 3. Analisa Bilangan Asam (Ket: 1 = Minyak nilam Aceh Utara, 2 = Minyak nilam Aceh Selatan, 3 = Minyak nilam di Laboratorium) 29
Nahar, Metode Pengolahan dan Peningkatan Mutu Minyak Nilam
Bilangan Ester
Bilangan Ester
15 10 5 0 1
2
3
Daerah Asal Minyak Nilam Gambar. 4. Analisa bilangan Ester (Ket: 1 = Minyak nilam Aceh Utara, 2 = Minyak nilam Aceh Selatan, 3 = Minyak nilam di Laboratorium)
KESIMPULAN Setelah melakukan perhitungan dan analisa minyak nilam dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Pemakaian bahan konstruksi stainless steel, dapat menghasilkan minyak nilam yang sesuai standar kualitas. 2. Warna, kelarutan, bilangan asam, bilangan ester, dan bobot jenis minyak akan lebih bagus apabila disimpan lebih lama dalam wadah yang baik. 3. Nilai indeks bias akan menjadi rendah (kecil) jika minyak masih banyak mengandung air.
DAFTAR PUSTAKA
Benjamin B, 1995, Indonesian Oil of Patchouli, Perfumer & Flavorist, vol.5. Data Export Import Indonesia, BPS, 1995. Kirk-Othmer, 1996, Encylopedia of Chemical Technology, vol.17, John Wiley & Son, Inc. USA. Kirk-Othmer, 1997, Encylopedia of Chemical Technology, vol.18, John Wiley & Son, Inc. USA. Laporan Tahunan PT. Djasula Wangi, 1998. Lawrence M.B., R.J, 1994, Progress in Essential Oils, Perfumer & Flavorist. Vol.15. Teissire et al., 2002, Nor-dehydropatchoulol (Patent no. 4.229.323) Sudaryani T., Sugiharti E., 1999, Budidaya dan Penyulingan Nilam ( edisi revisi), Penebar Swadaya, Jakarta.
A. Akhila and R. Tewari, 1994, Chemistry of Patchouli : A Review, Current Rest. Aromat. Plants, 6 (1), 38-54.
30
