tugas satop - Blog UB - Universitas Brawijaya

TUGAS SATUAN OPERASI & PROSES
DESTILASI
Dosen pengampu : Arie Febrianto M, S.TP, MP
OLEH :
M. Rifki Daryanto
125100300111060
Alif Akbar Adhani
125100307111040
Fadlillah Prayudha A.
125100307111014
Yomanlius Alinay
125100307111070
Rahmat Taufik
125100307111066
Kelas : F
Kelompok : 5
JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2014
Alamat Blog Anggota Kelompok
M. Rifki Daryanto
blog.ub.ac.id/rifkidaryanto/
Alif Akbar Adhani
blog.ub.ac.id/ alifdhani/
Fadlillah Prayudha A.
blog.ub.ac.id/ fadlillah/
Yomanlius Alinay
Rahmat Taufik
blog.ub.ac.id/ 125100307111070mail-ub-ac-id/
blog.ub.ac.id/ toopik/
 Resume Jurnal
DESTILASI MINYAK ATSIRI DAUN SURIAN SEBAGAI KRIM PENCEGAH
GIGITAN NYAMUK Aedes aegypty L.
Juniarti, Yuhernita, dan Susi Endrini
Indonesia merupakan wilayah endemis dengan beragam penyakit tropis, seperti penyakit
yang disebabkan oleh nyamuk AEDES AEGYPTY L yang mengakibabtkan demam berdarah
dengue (DBD). Indonesia memilik 2 musim yaitu musim kemarau dan musim hujan dengan
masa transisi bulan September. Selama masa transisi tersebut sumur dan genangan air ditemukan
dimana-mana dan menguntungkan untuk pemeliharaan siklus hidup nyamuk. Terjadinya
peningkatan populasi nyamuk AEDES AEGYPTY L membuat penyakit ini semakin banyak.
Penyakit ini merupakan salah satu penyakit mematikan di Indonesia. Pada sepanjang tahun 2008
khususnya di daerah ibu kota Jakarta dilaporkan lebih dari 25 ribu kasus DBD.
Penyakit ini telah menulari 200 juta orang dan membunuh 1 juta orang setiap tahuh di
seluruh dunia dengan begitu pencarian metode yang baru untuk membasmi penyakit ini
sangatlah penting. Alternatif pendekatan untuk kontrol nyamuk adalah dengan menggunakan
bahan insektisida botani yang umumnya punya sifat mudah terurai (biodegradable) dan tidak
toksik terhadap hewan tingkat tinggi [5-6]. Pemakian repelan bebahan aktif kimia sudah
dilaporkan bahwa mempunyai efek samping yang membahayakan kesehatan, seperti pengguna
diethiltholuamida (DEET) yang dapat menimbulkan hypersensitivity pneumonitis. Beberapa
bahaya penggunaan DEET terhadap kesehatan diantaranya dapat menimbulkan keracunan pada
anak, bahaya pada ibu hamil dan menyusui, iritasi pada mata dan kulit, kerusakan genetik serta
dapat membahayakan hewan peliharaan [8-9]. Environmental Protection
Agency (EPA) juga telah mengklasifikasi DEET sebagai zat yang berpotensi sebagai
karsinogenik [9]. Salah satu tanaman yang berpotensi untuk replan adalah daun surian (Toona
sureni (Bl.) Merr.). daun ini tebukti mampu mengusir atau penolak seperti kecoak dan nyamuk.
Namun laporan penelitian minyak atsiri daun surian untuk mengusir nyamuk A. Aegypti L.
belum banyak dilaporkan. Pemelitian hanya dibatasi oleh penentuan formulasi krim yang stabil
yang diharpkan dapat diaplikasikan lebih lanjut sebagai krimreplan.
Daun surian diadapatkan dari Ciomas, Bogor, kemudian diidentifikasi di Herbarium
Bogor. Untuk memperoleh minyak atsiri, daun surian segar dan yang sudah dilayukan selama 2
hari (dikeringkan), diisolasi secara destilasi uap dengan alat destilasi minyak stsiri. Kadar
minyak atsiri ditentukan dengan menggunakan volatile oil trap, tipe clevenger. Komponen
minyak atsiri daun surian diidentifikasi dengan menggunakan alat kromatografi gas-spektrometer
massa. Spektrum massa dideteksi dengan detektor ioinisasi elektron. Identifikasi didasarkan
pada dikenal dengan spektrum massa senyawa-senyawa acuan. Pada formulasi krim anti nyamuk
adalah 0,6% carbopol, 0,98%, trietilamida, 0,07% gliserin, 44,07% air dan 52,28% etanol.
Kemudian dilakukan ujikestabilan dengan mengamati daya sebar, pH dan bau selama satu
bulan. Dari formulasi yang stabil disiapkan seri konsentrasi minyak atsiri daun surian, kemudian
diperoleh krim repelan daun surian 0,5; 1,0; 5,0; 10; dan 15%.
Dari hasil uji kadar minnyak atsiri daun surian menggunakan clavenger kadar minyak
atsiri pada daun surian lebih kecil dari destilasi pertama. Rendemen minyak atsiri yang diperoleh
relatif sangat kecil dibandingkan dengan kadar minyak atsiri pada beberapa tumbuhan lainnya
seperti geranium (0,3–2% dan Lavender (0,5–1%). Akan tetapi hasil ini relatiflebih banyak
dibandingkan yang pernah dilaporkan oleh Osmeli [12] yaitu 0,01%. Perbedaan hasil yang cukup
signifikan ini kemungkinan disebabkan oleh pengaruh teknik destilasi yang dilakukan. Secara
teoritis, destilasi uap air minyak atsiri mempunyai hubungan yang erat dengan proses difusi,
terutama peristiwa osmosis. Penggunaan sampel segar atau yang sudah dikeringanginkan
sebelum proses destilasi akan mempengaruhi hasil destilasi, demikian juga proses perajangan
sampel. Penggunaan suhu yang tinggi pada proses destilasi akan menciptakan kondisi yang lebih
baik untuk proses osmosis minyak, karena pergerakan air akibat kenaikan dalam ketel destilasi,
akan mempercepat proses diffusi [13].
Spektrum tersebut cocok dengan senyawa-senyawa terpenoid yang biasa ditemukan
pada minyak-minyak atsiri. Beberapa senyawa terpenoid yang terdapat pada minyak atsiri daun
surian terdapat pula pada tanaman-tanaman lain. Puncak utama pada spektrum GC-MS
didapatkan pada waktu retensi 8.34 menit pada gambar 2. Puncak dasar pada m/z = 204 dan m/z
= 161 karena ion molekular diduga mngalami fragmentasi. Sedangkan puncak pada m/z = 161
berkemungkinan muncul karena lepasnya gugus propil dari ion molekular. Model spektrum MS
ini cocok dengan spektrum α-copaene. Pembuatan krim yang dilakukan, menghasilkan krim
yang berwarna bening dengan pH = 7. Krim tersebut memiliki ketebalan yang merata meskipun
telah disimpan selama satu bulan.
Semakin banyak minyak atsiri yang ditambahkan warnanya menjadi semakin coklat
dengan aroma yang menyengat dan pH sedikit naik (pH=8). Kestabilan krim tersebut mulai
terganggu pada penambahan minyak atsiri 10%. Penanganan aroma yang menyengat dapat
diatasi dengan menambahkan parfum atau aroma tambahan. Sedangkan adanya perubahan pH
pada krim tersebut dapat diatasi dengan penambahan buffer pada formulasi krim.
Destilasi daun surian (T. Sureni (BL) Merr.) dengan metoda destilasi uap air
menghasilkan destilat dengan rendemen kecil. Destilat tersebut berwarna kuning kecoklatan
dengan bau yang sangat menyengat. Salah satu komponen utamanya adalah copaene dengan m/z
= 204. Pembuatan krim menghasilkan warna bening dengan pH netral ( pH=7). Penambahan
minyak atsiri menyebabkan perubahan warna dan aroma krim. Kestabilan krim mulai terganggu
pada penambahan minyak atsiri 10%. Aroma menyengat dapat diatasi dengan penambahan
aroma (parfum). Sedangkan untuk mengurangi perubahan pH krim ditambahkan dengan buffer
pada formulasi krim tersebut.
 Mesin-mesin Pada Jurnal
1.
Kromatografi gas-spektrometer massa (GC-MS)
Kromatografi gas-spektrometer massa (GC-MS) adalah metode yang mengkombinasikan
kromatografi gas dan spektrometri massa untuk mengidentifikasi senyawa yang berbeda dalam
analisis sampel. Kromatografi gas dan spketometer masa memilki keunikan masing-masing
dimana keduanya memiliki kelebihan dan kekurangan. Dengan menggambungkan kedua teknik
tersebut diharapkan mampu meningkatkan kemamapuan dalam menganalisis sampel dengan
mengambil kelebihan masing-masing teknik dan meminimalisir kekurangannya.
Kromatografi gas dan spketometer masa dalam banyak hal memiliki banyak kesamaan
dalam tekniknya. Untuk kedua teknik tersebut, sampel yang dibutuhkan dalam bentuk fase uap,
dan keduanya juga sama-sama membutuhkan jumlah sampel yang sedikit ( umumnya kurang
dari 1 ng). Disisi lain, kedua teknik tersebut memiliki perbedaan yang cukup besar yakni pada
kondisi operasinya. Senyawa yang terdapat pada kromatografi gas adalah senyawa yang
digunakan untuk sebagai gas pembawa dalam alat GC dengan tekanan kurang lebih 760 torr,
sedangkan spketometer massa beroperasi pada kondisi vakum dengan kondisi tekanan 10-6 – 105 torr.
Prinsip kerja GC-MS
GC-MS adalah terdiri dari dua blok bangunan utama: kromatografi gas dan spektrometer
massa . Kromatografi gas menggunakan kolom kapiler yang tergantung pada dimensi kolom itu
(panjang, diameter, ketebalan film) serta sifat fase (misalnya 5% fenil polisiloksan). Perbedaan
sifat kimia antara molekul-molekul yang berbeda dalam suatu campuran dipisahkan dari molekul
dengan melewatkan sampel sepanjang kolom. Molekul-molekul memerlukan jumlah waktu yang
berbeda (disebut waktu retensi) untuk keluar dari kromatografi gas, dan ini memungkinkan
spektrometer massa untuk menangkap, ionisasi, mempercepat, membelokkan, dan mendeteksi
molekul terionisasi secara terpisah. Spektrometer massa melakukan hal ini dengan memecah
masing-masing molekul menjadi terionisasi mendeteksi fragmen menggunakan massa untuk
mengisi rasio.
Bagian-bagian Instrumen/alat :
1.
·
Gas Chromatography (GC)
Injection port
Dalam pemisahan dengan GLC cuplikan harus dalam ben­tuk fase uap. Tetapi kebanyakan
senyawa organik berbentuk cairan dan padatan. Oleh karena itu, senyawa yang berbentuk cairan
dan padatan pertama-tama harus diuapkan. Ini mem­butuhkan pemanasan sebelum masuk dalam
kolom. Panas itu terdapat pada tempat injeksi. Namun demikian suhu tempat injeksi tidak boleh
terlalu tinggi, sebab kemungkinan akan terjadi perubahan karena panas atau penguraian dari
senyawa yang akan dianalisa. Kita juga tidak boleh menginjeksikan cuplikan terlalu banyak,
karena GC sangat sensitif. Biasanya jumlah cuplikan yang diinjeksikan pada waktu kita
mengadakan analisa 0,5 -50 ml gas dan 0,2 - 20 ml untuk cairan seperti pada gambar di bawah.
· Oven
Oven digunakan untuk memanaskan column pada temperature tertentu sehingga mempermudah
proses pemisahan komponen sample. Biasanya oven memiliki jangkauan suhu 30oC – 320oC.
· Column
Kolom merupakan jantung dari kromatografi gas. Ada beberapa bentuk kolom, diantaranya
lurus, bengkok, misal berbentuk V atau W, dan kumparan/spiral. Kolom selalu merupakan
bentuk tabung. Berisi fasa diam, sedangkan fasa bergerak akan lewat didalamnya sambil
membawa sample. Secara umum terdapat 2 jenis kolom, yaitu:
1) Packed column, umumnya terbuat dari glass atau stainless steel coil dengan panjang 1 – 5 m
dan diameter kira-kira 5 mm.
2) Capillary column, umumnya terbuat dari purified silicate glass dengan panjang 10-100 m dan
diameter kira-kira 250 mm. Beberapa jenis stationary phase yang sering digunakan:
ü Polysiloxanes untuk nonpolar analytes/sample.
ü Polyethylene glycol untuk polar analytes/sample.
ü Inorganic atau polymer packing untuk sample bersifat small gaseous species.
2.
Mass Spectrometer (MS) sebagai detektor
· Sumber ion
Setelah analit melalui kolom kapiler, ia akan diionisasi. Ionisasi pada spektroskopi massa yang
terintegrasi dengan GC ada dua, yakni Electron Impact ionization (EI) atau Chemical Ionization
(CI), yang lebih jauh lagi terbagi menjadi negatif (NCI) dan positif (PCI). Berikutnya akan
dijelaskan ionisasi EI. Ketika analit keluar dari kolom kapiler, ia akan diionisasi oleh elektron
dari filamen tungsten yang diberi tegangan listrik. Ionisasi terjadi bukan karena tumbukan
elektron dan molekul, tapi karena interaksi medan elektron dan molekul, ketika berdekatan. Hal
tersebut menyebabkan satu elektron lepas, sehingga terbetuk ion molekular M+, yang memiliki
massa sama dengan molekul netral, tetapi bermuatan lebih positif. Adapun perbandingan massa
fragmen tersebut dengan muatannya disebut mass to charge ratio yang disimbolkan M/Z. Ion
yang terbentuk akan didorong ke quadrupoles atau mass filter. Quadrupoles berupa empat
elektromagnet.
· Filter
Pada quadrupoles, ion-ion dikelompokkan menurut M/Z dengan kombinasi frekuensi radio yang
bergantian dan tegangan DC. Hanya ion dengan M/Z tertentu yang dilewatkan oleh quadrupoles
menuju ke detektor.
· Detector
Detektor terdiri atas High Energy Dynodes (HED) dan Electron Multiplier (EM) detector. Ion
positif menuju HED, menyebabkan elektron terlepas. Elektron kemudian menuju kutub yang
lebih positif, yakni ujung tanduk EM. Ketika elektron menyinggung sisi EM, maka akan lebih
banyak lagi elektron yang terlepas, menyebabkan sebuah arus/aliran. Kemudian sinyal arus
dibuat oleh detektor proporsional terhadap jumlah ion yang menuju detektor.
3.
Komputer
Data dari spekrometri masa dikirim ke computer dan diplot dalam sebuah grafik yang
disebut spectrum masa.
2. Destilasi
Destilasi atau penyulingan adalah suatu metode pemiahan bahan kimia berdasarkan
perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas) bahan atau di definisikan juga teknik
pemisahan kimia yang bedasarkan perbedaan titik didih. Dalam penyulingan, campurn zat
dididihkan sehingga menguap, dan uap ini kemudian didinginkan kembali ke dalam bentuk
cairan. Zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap lebih dulu. Metode ini
merupakan unit operasi kimia jenis perpindahan massa. Penerapan proses ini didasarkan pada
teori bahwa pada suatu larutan, masing-masing komponen akan menguap pada titik didihnya.
Model ideal destilasi didasarkan pada Hukum Raoult dan Hukum Dalton (Sakinah, 2010).
Salah satu penerapan terpenting dari metode distilasi adalah pemisahan minyak
mentah menjadi bagian­bagian untuk penggunaan khusus seperti untuk transportasi,
pembangkit listrik, pemanas, dan lainnya. Udara didistilasi menjadi komponen­komponen
seperti oksigen untuk penggunaan medis dan helium untuk pengisi balon. Distilasi juga telah
digunakan sejak lama untuk pemekatan alkohol dengan penerapan panas terhadap larutan
hasil fermentasi untuk menghasilkan minuman suling (Darmadji, 2004).
CARA KERJA MESIN
Gambar 1. Mesin Destilator
Model mesin penyuling minyak atsiri yang dipergunakan oleh masyarakat sangat
bervariasi dari sangat sederhana hingga yang menggunakan stainless steel. Namun prinsip
kerjanya semuanya hampir sama seperti gambar di bawah ini. Alat penyuling minyak atsiri
berfungsi untuk mengekstrak atau mengeluarkan/ mengambil minyak atsiri dari bahan-bahan
yang mengandung minyak atsiri (minyak nilam, minyak sere, minyak kayu manis, minyak daun
sirih, minyak cengkeh, minyak pala, dll)
Prinsip kerja dari mesin ini adalah bahan yang mengandung minyak atsiri dimasukkan ke
dalam wadah suling/ destilasi, selanjutnya uap air akan membawa minyak atsiri tersebut keluar
dari jaringan bahan. Uap air bersama minyak atsiri terkondensasi sewaktu melewati kondensor
pendingin dan selanjutnya menetes/mengalir masuk kewadah penampung dan terpisah
berdasarkan perbedaan berat jenis (Sakinah, 2010).
 Contoh Pabrik yang Menggunakan Mesin Destilasi :
1. Pada pabrik PT. Sinar Mas Agro Resource And Technology Tbk Surabaya
Pada pabrik ini menurut Christianto ( 2011 : 49 ) menggunakan cara destilasi untuk
menghilangkan asam lemak bebas atau FFA yang masih terkandung serta zat yang dapat
menimbulkan bau pada proses produksi minyak goreng. Prosesnya dinamakan Deodorization.
Mesinya yaitu :
a. Flash vessel
Berfungsi menguapkan kandungan FAA dari minyak. Dengan jenis vacum flash
drum
b. Pre – stripper
Berfungsi memisahkan semi RBDPO dengan FFA yang berupa PFAD serta
komponen Aldehid dan Keton. Dengan jenis spray stripper
c. Packed column
Berfungsi menghilangkan bau, menghilangkan kandungan FAA dan menurunkan
peroxide pada minyak.
2. Pada pabrik PT. Salim Ivomas Pratama Surabaya
Pada pabrik ini menurut Permatasari ( 2008 : 44 ) menggunakan proses Deodorization
atau proses penyulingan untuk menghilangkan zat – zat yang menentukan rasa dan bau
yang tidak enak pada minyak termasuk adanya sisa sabun dengan cara dipanaskan pada
tekanan rendah sehingga menyebabkan bau dan rasa dapat hilang tanpa merusak minyak.
Mesin yang digunakan pada proses ini yaitu DEO701 yang terdiri dari beberapa tray atau
palka yang dilengkapi dengan steam sparging untuk membantu proses penguapan pada
proses deodorisasi atau penyulingan.
3. Pada studi kasus PTPN XI di Pasa II Djatiroto, Lumajang
Menurut Kartika ( 2011 : 37 ) pada studi kasus ini destilasi digunakan pada tahap
terakhir dari proses produksi alcohol dari tetes tebu. Dimana destilasi merupakan
pemisahan dua komponen senyawa atau lebih berdasarkan titik didih masing – masing
komponen dengan cara pemanasan dan penguapan untuk memperoleh produk alcohol
dengan kualitas prima. Mesin desstilasi yang digunakan yaitu destilator.
4. Pada pabrik PT. Sinar Mas Agro Resource And Technology Tbk Surabaya
Pada pabrik ini menurut Rosa ( 2012 : 49 ) menggunakan proses destilasi dengan
metode Deodorasi untuk pemurnian minyak yang bertujuan untuk menghilangkan bau
dan rasa tidak enak dalam minyak karena masih mengandung asam lemak bebas ( FFA ).
Dilakukan ketika minyak berada dalam tangki dilakukan proses steam dengan cara di
spray. Pada proses ini produk olahannya disebut dengan RBDPO ( Refined Bleached
Degummed Palm Oil ). Mesin yang digunakan yaitu Deodorizer ( T – 302 )
5. Pada pabrik UD. Tirta Kencana Nusantara
Pada pabrik ini menurut Wahyudi ( 2005 : 45 ) metode destilasi atau penyulingan
digunakan untuk penyulinggan minyak atsiri daun cengkeh. Dimana metode
penyulingganya yaitu dengan air dan uap. Proses penyulingganya dilakukan dengan mesi
atau alat ketel suling, kondensor, drum, pemyaring, dan jerigen. Ketel suling berfungsi
untuk tempat dan atau uap untuk mengadakan kontak dengan bahan, serta untuk
menguapkan minyak atsiri. Kondensor berfungsi untuk mengubah seluruh komponen uap
menjadi komponen cair. Drum berfungsi untuk menampung cairan minyak dan air yang
sudah didinginkan dalam kondensor. Penyaring berfungsi menahan dan menghilangkan
air yang mungkin terikut dalam minyak. Jerigen berfungsi untuk wadah penyimpan
sebelum di jual.
DAFTAR PUSTAKA
Christianto, E B. 2011. Analisis Proses Minyak Goreng di PT. Sinar Mas Agro Resource And
Technology Tbk Surabaya. Laporan PKL Teknologi Industri Pertanian Universitas
Brawijaya Malang. Hal 49
Darmadji, P. 2004. Optimasi Pemurnian Asap Cair Dengan Metoda Redistilasi Volum XIII.
Buletin Kimia. Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan FATETA IPB. Bogor.
Hites, R. 2011 Gas Chromatography Mass Spectrometry. School of Public and Enviromental
Affairs and Departement of Chemstry. Indiana Universitas. India
Kartika, D. 2011. Penerapan Supply Management Dalam Pengadaan Bahan Baku Untuk
Produksi Etanol Studi Kasus PTPN XI di Pasa II Djatiroto, Lumajang. Skripsi
Tekonologi Industri Pertanian Universitas Brawijaya Malang
Permatasari, V R. 2008. Teknologi Pemurnian Multi Proses ( PMP ) Pada Pengolahan Minyak
Goreng Bimoli di PT. Salim ivomas Pratama surabaya. Laporan PKL Teknologi Industri
Pertanian Universitas Brawijaya Malang. Hal 44
Rosa, S E. 2012. Pengolahan CPO ( Crude Palm Oil ) Pada Proses Produksi Minyak Goreng di
PT. Sinar Mas Agro Resource And Technology ( Smart ) Tbk Surabaya. Laporan PKL
Teknologi Industri Pertanian Universitas Brawijaya Malang
Sakinah, S. 2011. Modifikasi Proses Penyulingan Dengan Variasi Tekanan Uap Untuk
Memperbaiki Karakteristik Aroma Minyak Kelapa. KMS IPB. Bogor.
Wahyudi. 2005. Analisis Produksi Minyak Atsiri Daun Cengkeh ( Clove Leaf oil ) di UD. Tirta
Kencana Nusantara. Laporan PKL Teknologi Industri Pertanian Universitas Brawijaya
Malang