Ismanto, Aviarina Widya (2018) Ekstraksi Minyak Atsiri Dari Daun Kayu Putih (Melaleuca leucadendra Linn.) Dengan Metode Microwave Hydrodistillation dan Solvent-Free Microwave Extraction. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Preview |
Text
02211650010004 - Thesis.pdf - Accepted Version Download (3MB) | Preview |
Abstract
Kayu putih (Melaleuca leucadendra L.) merupakan salah satu komoditas eksport minyak atsiri. Minyak kayu putih biasanya dihasilkan dari penyulingan secara konvensional yang prosesnya memerlukan energi yang besar, pelarut dalam jumlah yang banyak, dan waktu yang cukup lama. Sehingga pada penelitian ini akan menggunakan pengembangan dari metode konvensional yaitu metode microwave hydrodistillation dan metode solvent-free microwave extraction untuk mengoptimalkan proses ekstraksi minyak atsiri.
Tujuan dalam penelitian ini adalah mempelajari faktor-faktor yang berpengaruh terhadap metode microwave hydrodistillation dan solvent-free microwave extraction meliputi daya microwave, lama waktu ekstraksi, rasio antara bahan baku yang akan diekstrak dengan pelarut atau distiller yang digunakan, kondisi dan ukuran dari bahan baku yang akan diekstrak, serta pengaruh dari ada tidaknya penambahan pelarut pada metode solvent-free microwave extraction terhadap yield dan recovery minyak yang dihasilkan. Selain itu dalam penelitian ini juga akan ditentukan model kinetika untuk ekstraksi minyak kayu putih dengan menggunakan metode microwave hydrodistillation dan solvent-free microwave extraction.
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah daun kayu putih (Melaleuca leucadendra L) dalam kondisi segar dan kering. Pada ekstraksi dengan
v
metode microwave hydrodistillation dan solvent-free microwave extraction dilakukan pada daya 264, 400, dan 600 W, rasio bahan baku terhadap solvent: 0,20; 0,30; 0,40, dan 0,50 g mL-1 dan rasio bahan baku terhadap distiller: 0,06; 0,08; 0,10, dan 0,12 g mL-1, ukuran bahan baku untuk daun kayu putih adalah utuh, setengah utuh (dipotong hingga ukurannya ± 50% dari ukuran bahan baku utuh), dan cacah (dipotong hingga ukurannya ≤ 10% dari ukuran bahan baku utuh), serta dengan waktu ekstraksi selama 1, 2, dan 3 jam dengan waktu pengamatan setiap 20 menit untuk metode microwave hydrodistillation, dan 30, 60, dan 90 menit dengan waktu pengamatan setiap 10 menit untuk metode solvent-free microwave extraction.
Dari hasil penelitian ini dapat diketahui bahwa ekstraksi minyak kayu putih menggunakan metode microwave hydrodistillation menghasilkan yield yang lebih tinggi apabila dibandingkan dengan ekstraksi menggunakan metode solvent-free microwave extraction. Kondisi operasi yang optimal untuk ekstraksi minyak kayu putih dengan metode solvent-free microwave extraction diperoleh ketika menggunakan bahan berukuran utuh dengan daya microwave sebesar 400 W dan rasio antara bahan baku terhadap volume distiller (F/D) 0,1 g/mL yang menghasilkan yield sebesar 2,7092% untuk daun kayu putih segar dan 2,1227% untuk daun kayu putih kering. Sedangkan kondisi operasi yang optimal untuk ekstraksi minyak kayu putih menggunakan metode microwave hydrodistillation diperoleh ketika menggunakan bahan setengah utuh dengan daya microwave 400 W dan rasio antara bahan baku terhadap pelarut (F/S) 0,4 g/mL yang menghasilkan yield sebesar 3,4460% untuk daun kayu putih segar dan 1,6238% untuk daun kayu putih kering. Berdasarkan pemodelan kinetika yang telah dilakukan, maka dapat dikatakan bahwa model kinetika orde dua dapat merepresentasikan lebih baik hasil eksperimen dari minyak kayu putih dari daun kayu putih segar dengan metode microwave hydrodistillation (R2 = 0,6927) dan solvent-free microwave extraction (R2 = 0,7904), sedangkan hasil eksperimen dari minyak kayu putih dari daun kayu putih kering dengan metode microwave hydrodistillation dan solvent-free microwave extraction memiliki nilai koefisien determinasi (R2) masing-masing 0,6927 dan 0,8853. Akumulasi recovery yang tertinggi diperoleh dari ekstraksi minyak daun kayu putih segar dan kering dengan metode solvent-free microwave
vi
extraction adalah sebesar 104,1463% dan 103,1864%. Sedangkan nilai akumulai recovery untuk ekstraksi minyak daun kayu putih segar dan kering dengan metode microwave hydrodistillation adalah 96,4548% dan 44,5117%. Berdasarkan hasil pengujian terhadap sifat fisik dari minyak kayu putih menunjukkan bahwa minyak kayu putih yang diperoleh dengan metode microwave hydrodistillation dan solvent-free microwave extraction memiliki kualitas (berat jenis dan kelarutan dalam alkohol) yang sama. Pengujian terhadap sifat kimia pada minyak kayu putih menggunakan analisa GC-MS menunjukkan kadar 1,8-Sineol dari minyak daun kayu putih segar yang diperoleh dengan metode solvent-free microwave extraction (74,9%) lebih besar jika dibandingkan dengan yang diperoleh menggunakan metode microwave hydrodistillation (74,48%). Sedangkan pengujian terhadap sifat kimia pada minyak kayu putih dari daun kayu putih kering menunjukkan kadar 1,8-Sineol yang diperoleh dengan metode solvent-free microwave extraction (82,59%) lebih besar jika dibandingkan dengan yang diperoleh menggunakan metode microwave hydrodistillation (40,62%).
Kata kunci: microwave hydrodistillation, solvent-free microwave extraction, minyak kayu putih, Melaleuca leucadendra Linn.
===================================================================================
Cajuput oil (
Melaleuca leucadendra
Linn
) is one of the exported commodity
for essential oil. Although cajuput oil is often extracted by conventional extraction
method, the process consumes high energy and solvent, also long time.
This
experiment will
be developing
the conventional method
, i.e.
microwave
hydrodistillation
and
solvent
-
free microwave extraction
methods to optim
i
ze the
extraction process of cajuput oil.
The research
objective
is
to study the
factor
s
that may
effect
on the
microwave hydrodistillation and
solvent
-
free microwave extraction
methods
such
as
microwave power,
time consumption, duration of
the extraction, ratio of the
raw
material with the used solven
t, condition and size of the
raw
material, also impact
of
the added solvent on the solvent
-
free microwave extraction over the yield and the
extracted oil recovery.
Furthermore, the research wil
l also be aimed to obtain the
kinetic model of the cajuput oil using microwave hydrodistillation and
solvent
-
free
microwave extraction
.
The used material of this experimen
t includes
cajuput lea
f
(
Melaleuca
leucadendra L
)
in both fresh and dry condition.
The extraction of the
microwave
hydrodistillation
and solvent
-
free microwave extraction
methods is
started at
264
,
4
0
0,
and
600
W
, ratio of
the
raw
material to the solvent is 0,
2
0, 0,
3
0, 0,
4
0, and 0,
5
0
g mL
-
1
, and ratio of the
raw
material to distiller is 0,06, 0,08, 0,10, and 0,12 g mL
-
1
,
while the size of the
raw
material
is the whole part of the leaf, half of the leaf
(approx. ± 50% of the cajuput leaf), and small portion of the leaf (approx. ± 10% of the cajuput leaf) with the extraction time of 1, 2, and 3 hours for 20 minutes
observation time using
microwave hydrodistil
lation and the extraction time of 30,
60, 90 minutes for 10 minutes observation time using
solvent
-
free microwave
extraction.
From the research, it can be known that the extraction of cajuput oil using
microwave hydrodistillation
method produce higher yiel
d when compared with
solvent
-
free microwave extraction
method.
Optimum operating conditions
for the
cajuput oil
extracted
by the solvent
-
free microwave extraction method
was
obtained
by using a whole part of the leaf with microwave power
of
400 W and a ratio of raw
material to volume distiller (F / D) of 0.1 g / mL generating a yield as much as
2.7092% for fresh cajuput leaves and 2.1227% for dried cajuput leaves. On the
contrary, the optimum operating conditions for extracting cajuput oil by
using
microwave hydrodistillation method was achieved by using half of the leaf with
microwave power of 400 W and a ratio of 0.4 g / mL solvent (F / S) raw material
producing a yield of 3.4460% for fresh cajuput leaves and 1.6238% for dried
cajuput leaves
. Based on the kinetic modeling, it can be concluded that the second
-
order kinetic model can greatly represent the experimental results of cajuput oil
from fresh cajuput leaves by microwave hydrodistillation method (R
2
= 0.6927) and
solvent
-
free microwave
extraction (R
2
= 0,7904). Meanwhile, experimental results
of cajuput oil from dried cajuput leaves with microwave hydrodistillation and
solvent
-
free microwave extraction method have coefficient of determination (R
2
)
0,6927 and 0,8853, respectively. The hig
hest accumulation of cajuput oil recovery
was obtained from the extraction of both fresh and dried leaf oil with solvent
-
free
microwave extraction method of 104.1463% and 103.1864%, respectively. In
contrast, the accumulated recovery value for extraction o
f fresh and dried leaf oil
with microwave hydrodistillation method is 96,4548% and 44,5117%, respectively.
Generating the test results on the physical properties of cajuput oil is shown that
cajuput oil obtained by microwave hydrodistillation and solvent
-
f
ree microwave
extraction method have the same quality (density and solubility in alcohol). Tests
on the chemical properties of cajuput oil using GC
-
MS analysis showed 1.8
-
Sineol
content of fresh cajuput leaf oil obtained by solvent
-
free microwave extractio
n
method (74.9%) greater than that of obtained using the method microwave hydrodistillation (74.48%). In comparison, testing on the chemical properties of
cajuput oil from dried cajuput leaves showed 1.8
-
Sineol content obtained by
solvent
-
free microwave ex
traction method (82.59%) greater than that obtained
using microwave hydrodistillation method (40, 62%).
| Item Type: | Thesis (Masters) |
|---|---|
| Subjects: | T Technology > TP Chemical technology > TP156 Crystallization. Extraction (Chemistry). Fermentation. Distillation. Emulsions. |
| Divisions: | Faculty of Industrial Technology > Chemical Engineering > 24101-(S2) Master Thesis |
| Depositing User: | Aviarina Widya Ismanto |
| Date Deposited: | 08 Jul 2021 09:33 |
| Last Modified: | 08 Jul 2021 09:33 |
| URI: | http://repository.its.ac.id/id/eprint/57274 |
Actions (login required)
 |
View Item |