Pengolahan Pasca Panen Biji Andaliman (Zanthoxylum acanthopodium DC) dan Lada Hitam (Piper ningrum L) sebagai Minyak Atsiri dengan Metode Microwave Hydrodistillation dan Solvent-free Microwave-assisted Extraction

Panjaitan, Renova (2020) Pengolahan Pasca Panen Biji Andaliman (Zanthoxylum acanthopodium DC) dan Lada Hitam (Piper ningrum L) sebagai Minyak Atsiri dengan Metode Microwave Hydrodistillation dan Solvent-free Microwave-assisted Extraction. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img] Text
02211850010008-Master_Thesis.pdf - Accepted Version
Restricted to Repository staff only

Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Proses pengambilan minyak atsiri pada penelitian ini dilakukan dengan menggunakan metode microwave hydrodistillation (MHD) dan solvent free microwave-assisted extraction (SFME) dengan pertimbangan mudah diaplikasikan, waktu ektraksi yang lebih singkat, penggunaan pelarut yang lebih sedikit serta hasil ekstraksi yang lebih murni. Penelitian dilakukan untuk mengetahui proses ekstraksi minyak andaliman dan lada hitam dengan metode MHD dan SFME, mempelajari parameter-parameter yaitu waktu ekstraksi, daya microwave, rasio bahan baku terhadap volume pelarut pada metode MHD, rasio bahan baku terhadap volume distiller pada metode SFME dan ukuran bahan baku (utuh dan serbuk) yang berpengaruh terhadap hasil ekstraksi minyak atsiri dari biji andaliman dan lada hitam. Selanjutnya data ektraksi dianalisa secara matematis menggunakan perhitungan yield, pemodelan kinetika dan response surface methodology (RSM), dan minyak atsiri yang didapat dianalisa secara fisik dan kimia melalui analisa komponen dengan gas chromatography mass spectrometry (GC-MS), pengukuran berat jenis dan kelarutan dalam alkohol. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan diperoleh hasil bahwa waktu ekstraksi memiliki pengaruh yang proporsional terhadap yield minyak andaliman dan lada hitam. Pada ekstraksi minyak andaliman peningkatan daya microwave memiliki pengaruh positif terhadap yield sedangkan pada ekstraksi minyak lada hitam peningkatan daya justru menyebabkan penurunan yield ekstraksi. Selanjutnya, rasio bahan baku terhadap volume pelarut dengan yield tertinggi pada ekstraksi minyak andaliman adalah 0,4 gr/ml sementara pada ekstraksi minyak lada hitam peningkatan rasio masih menyebabkan adanya peningkatan yield pada range nilai rasio yang ditetapkan. Kemudian, peningkatan yield yang proporsional diamati pada peningkatan rasio bahan baku terhadap volume distiller pada ekstraksi minyak andaliman demikian halnya dengan pada ekstraksi minyak lada hitam, peningkatan rasio bahan baku terhadap volume distiller memiliki pengaruh positif terhadap yield ekstraksi. Adapun pengurangan ukuran bahan baku dapat menghasilkan yield ekstraksi dengan nilai yang berkali lipat lebih banyak dari yield ekstraksi dengan bahan berukuran utuh. Selanjutnya berdasarkan pemodelan fenomena kinetika ekstraksi, secara umum model kinetika orde-satu dan orde-dua dapat menggambarkan proses ekstraksi minyak andaliman dan lada hitam dengan metode MHD dan SFME. Sementara pada pemodelan RSM untuk ekstraksi minyak andaliman dan lada hitam dengan metode MHD dari bahan berukuran utuh, ekstraksi minyak andaliman dengan metode SFME dari bahan berukuran utuh dan ekstraksi minyak lada hitam dengan metode SFME dari bahan berukuran serbuk dapat diperoleh kondisi operasi untuk mendapatkan yield tinggi ekstraksi dengan model kuadratik sedangkan pada ekstraksi minyak lada hitam dengan metode SFME dari bahan berukuran utuh pemodelan yang sesuai adalah model linier sehingga kondisi operasi untuk mendapatkan yield tinggi desain masih belum diperoleh. Komponen utama dalam sampel minyak andaliman pada kedua metode ekstraksi adalah dl-limonene, sementara pada minyak lada hitam adalah dl-limonene untuk kondisi ekstraksi dengan metode MHD dari bahan berukuran utuh sedangkan pada ekstraksi dengan metode SFME baik dari ukuran utuh maupun serbuk adalah senyawa trans-caryophyllene. Adapun nilai berat jenis dari minyak andaliman adalah 0,8861-0,8952 gr/ml sedangkan minyak lada hitam memiliki berat jenis yang memenuhi ISO dengan nilai sebesar 0,8709 gr/ml. Sementara itu, dari hasil analisa kelarutan diketahui bahwa minyak andaliman sangat larut dalam alkohol pada semua perbandingan sedangkan minyak lada hitam memiliki nilai kelarutan sebesar 1:5 (ml/ml). ========================================================= In this study, essential oils extraction was carried out using the microwave hydrodistillation (MHD) and the solvent-free microwave-assisted extraction (SFME) with consideration of easy to be applied, shorter extraction time, and produce more pure oils. The objectives of this study were to discover the extraction process of andaliman and black pepper oil using MHD and SFME, to investigate parameters: extraction time, microwave power, the ratio of feed to solvent for MHD, the ratio of feed to distiller for SFME, and feed size ( intact and powder) that affect the yield of andaliman and black pepper oil. Furthermore, the extraction data were analyzed mathematically using yield calculations, kinetic modeling, and response surface methodology (RSM), and the sample of the essential oils were analyzed physicochemically using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS), specific gravity measurements and solubility in alcohol. The results of this study showed that the extraction time had a proportional effect on the yield of andaliman and black pepper oil. In the extraction of andaliman oil, increasing the microwave power had a positive effect on yield, whereas, in the black pepper oil extraction, the increase in microwave power caused a decrease in extraction yield. Next, ratio of feed to solvent with the highest yield in andaliman oil extraction was 0.4 gr/ml, while in black pepper oil extraction, the increase in that ratio still caused an increase in yield of extract within the specified ratio value range. Then, a proportional increase in yield of andaliman oil was observed due to the increase in ratio of feed to distiller, while in the black pepper oil extraction, increasing the ratio of feed to distiller had a positive effect on the extraction yield. The reduction of feed size could produce extraction yield with a value many times more than the yield of extraction intact-sized feed. Furthermore, based on the phenomenon modeling of extraction kinetics, in general, the first-order kinetic model could describe the extraction process of andaliman and black pepper oil using MHD and SFME methods. While in RSM modeling for conditions: andaliman and black pepper oil extraction using MHD method from the intact-sized feed, andaliman oil extraction using SFME method from the intact-sized feed, and black pepper oil extraction using SFME method from powder-sized feed could obtain the operation condition to get a high yield of extraction process by the quadratic model, meanwhile modeling for the black pepper oil extraction using SFME method from the intact-sized feed got a linear model. The main compound of andaliman oil samples from both extraction methods was dl-limonene, while in black pepper oil was dl-limonene for extraction condition using the MHD method from the intact-sized feed, whereas in extraction using SFME method from both of intact and powder size feed of black pepper seed was trans-caryophyllene. The specific gravity value of andaliman oil was 0.8861-0.8952 gr / ml, while black pepper oil had a specific gravity that fit the ISO with a value of 0.8709 gr / ml. Meanwhile, the results of solubility analysis showed that andaliman oil was miscible in alcohol while black pepper oil had a solubility value of 1: 5 (ml / ml).

Item Type: Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords: Andaliman, kinetika ekstraksi, lada hitam, MHD, minyak atsiri, SFME, Andaliman, extraction kinetics, black pepper, MHD, essential oil, SFME.
Subjects: T Technology > TP Chemical technology > TP370 Food processing and manufacture
Divisions: Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Chemical Engineering > 24101-(S2) Master Thesis
Depositing User: Renova Panjaitan
Date Deposited: 27 Aug 2020 03:01
Last Modified: 27 Aug 2020 03:01
URI: https://repository.its.ac.id/id/eprint/80467

Actions (login required)

View Item View Item