Ekstraksi Minyak Atsiri Dari Daun Kayu Putih (Melaleuca leucadendra Linn.) Dengan Metode Microwave Hydrodistillation dan Solvent-Free Microwave Extraction

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.

[img]
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: https://repository.its.ac.id/id/eprint/57274

Actions (login required)

View Item View Item