PENGARUH KONDISI PROSES DISTILASI VAKUM TERHADAP

PENGARUH KONDISI PROSES DISTILASI VAKUM TERHADAP PENINGKATAN
KONSENTRASI SITRAL MINYAK SEREH DAPUR (Lemongrass Oil)
M. Dani Supardan1), Dewi Ermaya1), Hesti Meilina1), Ismail Sulaiman2), Novi Safriani2)
1)
Program Studi Magister Teknik Kimia, Universitas Syiah Kuala
1)
Jurusan Teknologi Hasil Pertanian, Universitas Syiah Kuala
ABSTRAK
Minyak sereh dapur (lemongrass oil) digunakan secara meluas untuk pewangi sabun,
detergent, pembersih lantai, aerosol, dan aneka jenis produk teknis lainnya. Secara khuus
minyak sereh dapur digunakan untuk menghasilkan sitral, yang merupakan konstituen utama
dari minyak tersebut. Hasil-hasil penelitian sebelumnya menunjukkan sitral minyak sereh
dapur dengan metode penyulingan menghasilkan produk dengan kandungan sitral yang masih
kurang dari standar perdagangan (minimal 75%). Penelitian ini bertujuan mempelajari proses
lanjutan untuk meningkatkan kadar sitral dalam minyak sereh menggunakan metode distilasi
vakum. Kondisi proses distilasi vakum minyak sereh dapur dilakukan pada suhu operasi
100oC-130°C dan tekanan 50-80 mbar dengan derajat keasaman 5. Hasil GC-MS
menunjukkan peningkatan konsentrasi sitral dari minyak sereh dapur setelah distilasi vakum.
Hasil penelitian menunjukan bahwa variasi suhu dan tekanan memberikan pengaruh pada
konsentrasi sital yang dihasilkan. Kandungan sitral tertinggi yang didapat diperoleh pada
kondisi suhu 1300C dan tekanan 70 mbar. Hasil analisis berat jenis, dan indeks bias minyak
sereh yang dihasilkan masing-masing adalah 0,8833-0,9077 dan 1,4831-1,489.
Kata kunci: minyak sereh dapur (lemongrass oil), sitral, distilasi vakum
PENDAHULUAN
Minyak sereh dapur (Cymbopogon citratus) merupakan salah satu jenis minyak atsiri yang
memiliki nilai ekonomi tinggi. Dalam jumlah besar minyak sereh dapur digunakan untuk
menghasilkan sitral, yang merupakan konstituen utama dari minyak tersebut. Karena berkadar
sitral tinggi maka minyak tersebut memiliki bau lemon yang keras, sehingga dinamakan
lemongrass. Kandungan sitral minimal yang dipersyaratkan dalam perdagangan minyak sereh
dapur adalah minimal 75% (Guenther, 1990). Sitral merupakan bahan baku untuk pembuatan
ionon (suatu senyawa aromatik yang berbau violet). Ionon adalah golongan senyawa-senyawa
aromatis sintetik yang banyak digunakan sebagai pewangi dalam berbagai macam parfum dan
kosmetika. Ionon memiliki bau seperti violet yang intensif dan tahan lama. Di samping itu,
sitral sangat penting sebagai bahan baku pada sintesa vitamin A (Hendrique dkk. 2001).
Selain kedua penggunaan di atas, minyak sereh dapur (lemongrass oil) juga digunakan secara
meluas untuk pewangi sabun, detergent, pembersih lantai, aerosol, dan aneka jenis produk
teknis lainnya. Dalam jumlah yang kecil digunakan pada industri makanan dan minuman
seperti anggur, saos, permen, rempah, dan lainnya. Sebagai bahan yang digunakan di bagian
luar, juga dapat digunakan untuk obat sakit kepala, sakit gigi, dan ramuan air mandi.
Penelitian yang berkaitan dengan ekstraksi minyak sereh dapur telah banyak dilakukan.
Namun, kandungan sitral dalam minyak sereh dapur yang dihasilkan dalam penelitianpenelitian tersebut sangat beragam, dimana masih banyak yang belum memenuhi standar
perdagangan. Ada beberapa metode yang dapat digunakan untuk meningkatkan kandungan
sitral dalam minyak sereh dapur diantaranya distilasi vakum dan adsorbsi menggunakan zeolit
(Tovar dkk., 2010). Selanjutnya perlu dilakukan proses lanjutan untuk meningkatkan kadar
175
sitral dalam minyak sereh. Salah satu metode yang dapat digunakan adalah metode distilasi
vakum. Dalam proses distilasi vakum, suhu dan tekanan merupakan parameter yang sangat
penting untuk menghasilkan produk dengan tingkat kemurnian yang tinggi. Selain itu, derajat
keasaman bahan baku (minyak sereh dapur) juga memegang peranan penting dalam mengikat
komponen sitral (Sasser dkk., 1992).
Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan konsentrasi sitral minyak sereh dapur dengan
metode distilasi vakum. Adapun variabel proses yang dipelajari adalah suhu, tekanan pada
metode distilasi vakum serta derajat keasaman bahan baku.
BAHAN & METODE
Bahan dan alat
Bahan baku yang digunakan pada penelitian ini adalah minyak sereh dapur yang diperoleh
dari Eteris Nusantara-Yogyakarta, minyak goreng (sebagai media pemanas) dan KOH. Alat
yang digunakan meliputi alat distilasi vakum yang terdiri atas satu set alat distilasi yang
dilengkapi dengan pompa vakum, dan pH meter. Rangkaian alat distilasi vakum yang
digunakan di tunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Rangkaian Alat Distilasi Vakum
Metode Penelitian
Proses distilasi vakum minyak sereh dapur
Minyak sereh dapur diambil 200 ml, kemudian ditambahkan KOH 10% untuk mencapai pH 5.
Selanjutnya minyak dimasukkan dalam labu leher tiga dan dihubungkan dengan kondensor.
Peralatan distilasi dihidupkan pemanasnya dan diatur suhu kemudian tekanan sesuai variabel
penelitian. Pengkondisian operasi yang digunakan dengan cara pendekatan tekanan uap
terhadap titik didih (kisaran suhu) komponen utama minyak sereh dapur yang diinginkan.
Proses distilasi dihentikan ketika minyak telah berhenti teruapkan (3 jam). Pada penelitian ini
analisis dilakukan pada produk bawah (bottom).
Analisa bahan
Analisis awal dilakukan untuk mengetahui komposisi awal minyak sereh dapur yang
dilakukan menggunakan GC-MS, analisis GC-MS dilakukan di Laboratorium Kimia Analisis
Politekhnik Negeri Lhoksemawe. Kemudian produk bawah hasil distilasi vakum di analisis
fisik dan kimia yaitu, kandungan sitral menggunakan GC-MS, berat Jenis dengan piknometer
176
(AOAC, 1990), indeks bias dengan refraktometer (AOAC, 1990), kelarutan dalam alkohol
90% (Guenther, 1990).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisis GC-MS
Dalam penelitian ini dilakukan proses distilasi vakum minyak sereh dapur. Secara
keseluruhan minyak sereh dapur hasil distilasi vakum berwarna kuning-coklat jernih dan
berbau khas lemon. Hasil distilasi minyak sereh dapur yang didapat menghasilkan 2 (dua)
produk yaitu produk bawah dan produk atas. Masing-masing produk memiliki komponen
berbeda, dimana produk bawah banyak mengandung komponen bertitik didih tinggi
sedangkan pada produk atas mengandung komponen bertitik didih rendah. Dalam penelitian
ini hasil yang dianalisis adalah produk bawah. Hasil distilasi vakum kemudian di analisis
menggunakan GC-MS untuk mengetahui konsentrasi komponen-komponen yang terkandung
didalamnya. Hasil GC-MS seperti Gambar 2. Dari hasil analisis GC-MS produk bawah
diperoleh informasi bahwa terdapat 15-18 komponen senyawa yang terkandung dalam
minyak sereh. Komponen kimia penyusun minyak sereh dapur dapat dilihat pada Tabel 1 dan
hasil analisa GC-MS dapat dilihat pada Gambar 2.
Tabel 1. Komponen Kimia Penyusun Minyak Sereh Dapur
No
Komponen
1 6-methyl-5-heptene
2 β-myrcene
3 α –pinene
4 Linalool
5 3,4-methyl,3-pentenyl
6 Heptanol, 4,6,6-trymetyl
7 3-cyclohexene
8 β-citronellol
9 z-citral (Neral- β-citral)
10 Geranilol
11 Citral (α-citral)
12 Eugenol
13 Lynalyl acetate
14 Trimethyl-8-methylene
15 α-4-methyl-3-pentenyl
16 D-cadinene, Nepthalene
17 β-guaiene
18 1,3,6-octarine,37 dimethyl
Persentase (%) Komponen Minyak
Sesudah distilasi
Sebelum
Distilasi
Bawah
Atas
2,29
2,49
3,61
12,70
10,70
17,57
0,66
0,55
1,02
0,63
0,81
0,68
0,40
0,46
0,53
0,81
0,62
0,82
1,52
0,87
1,3
0,50
0,57
0,45
31,61
32,79
28,90
3,97
3,46
3,69
40,71
44,09
37,33
0,71
0,62
0,56
0,44
0,38
1,25
1,10
0,46
0,46
0,41
0,45
0,41
0,89
0,74
17,57
0,57
Tabel 1 menjelaskan komponen kimia yang terkandung dalam minyak sereh dapur hasil
analsis GC-MS. Dari tabel terlihat bahwa komponen dengan persentase tertinggi adalah sitral.
Sitral adalah isomer acyclic monoterpen aldehydes gabungan dari neral (β/cis-citral) dan
geranial (α/trans-citral) (Tovar dkk., 2010). Sitral yang memiliki dua isomer memiliki titik
didih sebesar 229 °C pada tekanan 760 mmHg, namun waktu retensi β-sitral lebih kecil
dibandingkan α-sitral (Puji, 2012). Persentase komponen sitral pada minyak sereh dapur
berbeda pada minyak sereh sebelum distilasi dan setelah proses distilasi vakum. Perbedaan
177
disebabkan oleh perbedaan titik didih dari masing-masing komponen. Perbedaan jumlah
komponen dan titik didih juga diikuti oleh berbedanya waktu retensi pada saat analisis GCMS.
}Sitral
Gambar 2. Kromatogram Minyak Sereh Dapur Awal
Pengaruh Suhu Operasi Terhadap Konsentrasi Sitral
Tabel 2 menunjukkan konsentrasi sitral pada berbagai suhu operasi pada kondisi proses
distilasi vakum bertekanan 70 mbar dan derajat keasaman minyak pada pH 5.
Tabel 2. Konsentrasi sitral pada berbagai tekanan operasi distilasi vakum (P: 70 mbar; pH: 5)
Suhu (oC)
100
110
120
130
Konsentrasi sitral (%)
75,33
77,16
80,78
82,74
Dari Tabel terlihat bahwa kandungan sitral yang diperoleh semakin meningkat dengan
meningkatnya suhu operasi. Peningkatan kandungan sitral diakibatkan oleh semakin banyak
komponen lain yang terpisah pada proses distilasi akibat rendahnya titik didih komponen
tersebut, sedangkan sebagian besar sitral berada pada produk bawah karena memiliki titik
didih yang lebih tinggi (2290C). Hasil sitral tertinggi terdapat pada suhu proses 1300C yaitu
sebesar 82,74%. Kandungan sitral pada minyak sereh awal adalah 72% sehingga terjadinya
peningkatan konsentrasi sitral sebesar 10,74% setelah dilakukan distilasi vakum.
Pengaruh Tekanan Operasi Terhadap Konsentrasi Sitral
Tabel 3 menunjukkan konsentrasi sitral pada berbagai tekanan operasi pada kondisi proses
distilasi vakum bersuhu 120 0C dan derajat keasaman minyak pada pH 5. Dari Tabel terlihat
bahwa kandungan sitral yang diperoleh semakin meningkat dengan semakin rendahnya
tekanan atau semakin vakum. Peningkatan kandungan sitral diakibatkan oleh semakin banyak
komponen sitral yang terpisah pada tekanan rendah karena sitral memiliki titik didih yang
178
tinggi sehingga akan lebih mudah terpisah dengan komponen lain pada tekanan yang lebih
rendah. Komponen yang bertitik didih tinggi lebih mudah terpisah dengan kondisi vakum.
Distilasi vakum berguna untuk memisahkan komponen utama berdasarkan perbedaan titik
didih. Minyak atsiri umumnya tidak disuling pada tekanan atmosfir tetapi dalam keadaan
vakum, karena pada tekanan atmosfir dan suhu tinggi dapat menyebabkan dekomposisi
(Agustian dkk., 2008). Hasil sitral tertinggi terdapat pada tekanan 50 mbar yaitu sebesar
84,68%. Kandungan sitral pada minyak sereh awal adalah 72% sehingga terjadinya
peningkatan konsentrasi sitral sebesar 12,68% setelah dilakukan distilasi vakum dengan
tekanan rendah.
Tabel 3. Konsentrasi sitral pada berbagai tekanan operasi distilasi vakum (T: 120oC; pH: 5)
Tekanan (mbar)
50
60
70
80
Konsentrasi sitral (%)
84,68
83,29
80,78
80,61
Hasil Analisis Standar Mutu Minyak Sereh Dapur Hasil Distilasi Vakum
Tabel 4 menunjukkan hasil analisis standar mutu minyak sereh dapur yang dihasilkan. Hasil
analisis menunjukkan bahwa berat jenis, indeks bias, kelarutan dalam alkohol serta kadar
sitral telah memenuhi standar EOA.
Tabel 4. Hasil Analisis Standar Mutu Minyak Sereh Dapur
Karakteristik
Warna
Berat jenis 250C
Indeks bias 250C
Kelarutan dalam etanol 70%
Kadar sitral (%)
Hasil Penelitian
Kuning tua-coklat tua
0,8833-0,9077
1,4831-1,489
Larutan sedikit keruh
75,33-84,72%
Standar EOA
Kuning tua-coklat tua
0,869-0,894
1,4830-1,4890
Larutan sedikit keruh
Min 75%
KESIMPULAN
Sitral merupakan komponen utama dari minyak sereh dapur yang dapat dipisahkan
menggunakan distilasi vakum. Suhu dan tekanan pada distilasi vakum berpengaruh terhadap
peningkatan konsentrasi sitral. Dari hasil GC-MS diperoleh konsentrasi sitral 75,33%84,68%. Konsentrasi sitral tertinggi diperoleh pada kondisi proses suhu 120oC dan tekanan 50
mbar yaitu 84,68%. Peningkatan konsentrasi sitral terjadi setelah distilasi vakum 3,33%12,68% dari kandungan sitral minyak sereh awal yaitu 72%.
DAFTAR PUSTAKA
Agustian, E., Sulaswatty, A., Tasrif., Arya, J. L., dan Badria, I. A. 2008. Pemisahan Sitronelal
dari Minyak Sereh Wangi Menggunakan Unit Fraksionasi Skala Bench. LIPI Serpong,
Tanggerang.
Association of Analytical Chemists (AOAC). 1990. Official methods of analysis of the
Association of Official Analytical Chemists, 15th edition, pp951-952
Guenther, E. 1990. The essential Oil. UI-Press, Jakarta.
Hendrique. L.C.C., Antonio. R. F. M., Bittencourt. C. S., Kru. L.P., Bolzan. A. 2001.
Extraction of Lemongrass Essential Oil With Dense Carbon Dioxide. Journal of
Supercritical Fluids 21 (33-39), Brazil
179
Hobir. 2002. Perkembangan Teknologi Produksi Minyak Atsiri Indonesia. Balai Penelitian
Tanaman Rempah dan Obat, Bogor.
Ma'mun dan Nanan. 1993. Pengaruh Perajangan Dan Lama Pelayuan Terhadap Rendemen
Dan Mutu Minyak Sereh Dapur. Buletin Penelitian Tanaman Rempah dan Obat, Vol.
VIII, No. 1, Balitro, Bogor.
Phuong. H. 2008. Extraction Of Essential Oil From Lemongrass Using Supercritical Carbon
Dioxide. De La Salle University, Manila
Puji, E. A. 2012. Pemisahan Sitral Dari Minyak Atsiri Serai Dapur (Cymbopogon Citratus)
Sebagai Pelangsing Aromaterapi. IPB, Bogor.
Rohaeti, N.G., Pamungkas., Irzaman. 2010. Kajian Efisiensi Energi Proses Penyulingan Dan
Sifat Fisik hasil Penyulingan Minyak Serai Dapur Menggunakan Tungku Sekam Dan
Heating Mantel. FMIPA IPB. Bogor.
Sigit A. S. 2009.”Komputasi Laju Reaksi Material Dosimeter Pada Medan Radiasi Neutron”
Vol. 11 No. 1, Peneliti Pusat Teknologi Reaktor dan Keselamatan Nuklir – Batan.
Sasser, E.D., Jacksonville., Fla. 1992. Process For The Disstilation Purification Of Citral.
Union Camp Corporation, Wayne,N.J. Patent Number : 5.094.720
Torres, R. C. 1990. Citral from Cylibopogon citratus(DC) Stapf (Lemongrass oil). Chemicals
and Minefals Division Industrial Technology Development Institute Bicutan, Taguig,
Metro Manila.
Tovar, P.L., Maciel, M.R.W., Pinto, G.M.F., Filho, R.M., Gomes, D.R. 2010. Factorial
Design Applied To Concentrate Bioactive Component Of Cymbopogon Citratus
Essential Oil Using Short Path Distilastion. UNICAMP Campinas-SP, Vol II.
Zinnen. 1986. Process For Sepparating Monoterpenes. United State Patent 4.605.783.
180