PROSES DESTILASI MINYAK ATSIRI NILAM JAWA (Pogostemon heyneani) DENGAN METODE PENYULINGAN DENGAN UAP

LANGSUNG DAN SEBAGAI AROMATERAPIS

Disusun untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah

Kimia Fisika I

Yang Dibina oleh Bapak Sudarsono Sigit

Oleh

Rulia Susialis

308332405193

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

FAKULTAS MATEMATIKA DAN PENGETAHUAN ALAM

JURUSAN KIMIA

DESEMBER 2009

LATAR BELAKANG

Nilam (Pogostemon cablin Benth.) adalah suatu semak tropis penghasil sejenis minyak atsiri yang dinamakan sama (minyak nilam). Nilam berasal dari daerah tropis Asia Tenggara terutama Indonesia dan Philipina, serta India, Amerika selatan dan China.Di Indonesia, sentra produksi nilam di propinsi Nanggroe Aceh Darusalam, Sumatera Utara dan sebagian di Jawa Timur dan Jawa Barat. Pada sentra tersebut meli-batkan banyak pengrajin serta me-nyerap ribuan tenaga kerja. Dalam perdagangan internasional, minyak nilam dikenal sebagai minyak patchouli (dari bahasa Tamil patchai (hijau) dan ellai (daun), karena minyaknya disuling dari daun). Aroma minyak nilam dikenal 'berat' dan 'kuat' dan telah berabad-abad digunakan sebagai wangi-wangian (parfum) dan bahan dupa atau setanggi pada tradisi timur. Harga jual minyak nilam termasuk yang tertinggi apabila dibandingkan dengan minyak atsiri lainnya. Tumbuhan nilam berupa semak yang bisa mencapai satu meter. Tumbuhan ini menyukai suasana teduh, hangat, dan lembab. Mudah layu jika terkena sinar matahari langsung atau kekurangan air. Bunganya menyebarkan bau wangi yang kuat. Bijinya kecil. Perbanyakan biasanya dilakukan secara vegetatif.

Kedudukan tanaman nilam dalam sistematika/taksonomi tumbuhan adalah sebagai berikut:

Kerajaan: Plantae(tidak termasuk) Eudicots(tidak termasuk) AsteridsOrdo: LamialesFamili: LamiaceaeGenus: PogostemonSpesies: P. cablin

Daun Nilam

Nilam (Pogostemon cablin Benth) merupakan tanaman atsiri yang cukup penting peranannya di Indonesia, baik sebagai sumber devisa negara maupun pendapatan petani. Sekitar 90% ekspor minyak nilam dunia berasal dari Indonesia. Areal penanaman nilam di Indonesia berkisar 9.212 ha yang tersebar di daerah Sumatra dan Jawa. Produktivitas tanaman nilam masih tergolong rendah dan beragam antar sentra produksi dengan kisaran antara 5 sampai 20 ton daun segar. Kisaran produksi nasional tersebut jauh di bawah potensi hasil nilam yang mampu menghasilkan daun nilam segar sebesar 52 ton/ha (Tasma dan Wahid, 1988). Nilam menghasilkan daun (terna) cukup besar sekitar 4 – 5 terna kering/ha/th sebagai bahan baku penyulingan minyak nilam.

Saat ini sudah cukup banyak petani dan usahawan pengolahan nilam di Indonesia (Aceh, Sidikalang-Sumut, Sumatra Barat, Jambi, Sumatra Selatan,Jawa Barat, Jawa Timur, Kalbar dan Kalteng). Namun masih sedikit yang mampu menguasai cara pengolahan yang baik dan pemasaran hasil penyulingan minyak nilam. Hal ini disebabkan kurangnya informasi dan pengembangan teknologi yang memadai dalam hal metode pengolahan dan juga disebabkan oleh harga penjualan minyak nilam yang sangat fluktuatif.

Aromaterapi adalah metode yang menggunakan minyak atsiri untuk meningkatkan kesehatan fisik dan emosi. Minyak atsiri adalah minyak alami yang diambil dari tanaman aromatik. Sejak ribuan tahun yang lalu, terapi menggunakan minyak atsiri telah dilakukan. Bangsa Mesir kuno menggunakan minyak atsiri tidak saja sebagai bahan pembalut mummi, tetapi juga sebagai antidepresan. Tetapi minyak atsiri dalam penggunaannya sebagai bath-spa dilakukan oleh Bangsa Roma dan Yunani.

RUMUSAN MASALAH

1. Bagaimana manfaat minyak atsiri sebagai aromaterapis?

2. Bagaimana proses ekstrasi nilam menjadi minyak nilam (minyak atsiri) dengan penyulingan steam distillation?

DASAR TEORI

Aromaterapis

Aromaterapi merupakan salah satu cara terapi dengan memanfaatkan minyak menguap/minyak atsiri (essential oil/ volatile oil) dan organ olfactory (penciuman) manusia. Bau yang segar, harum merangsang sensory, reseptor dan pada akhirnya mempengaruhi organ yang lain. Minyak atsiri merupakan hasil penyulingan dari tanaman dengan berbagai macam cara tergantung dimana letak minyak atsiri pada tanaman (daun, bunga, batang). Satu jenis minyak atsiri (misalnya minyak jahe) bisa mengandung antara 100-400 komponen kimiawi.

Penyulingan Daun Nilam

Penyulingan didefisinikan sebagai pemisahan komponen suatu campuran dari 2 jenis cairan / lebih berdasarkan perbedaan tekanan uap dari masing-masing zat.

Dalam minyak atsiri, dikenal 3 metode penyulingan yaitu :

a. Penyulingan dengan air (water distillation)

Pada metode ini bahan yang akan disuling mengalami kontak langsung dengan air mendidih. Bahan mengapung diatas air / terendam sempurna tergantung dari bobot jenis dan jumlah bahan. Jika disuling dengan metode uap langsung bahan akan merekat dan membentuk gumpalan besar sehingga uap tidak dapat terpenetrasi ke dalam bahan.

b. Penyulingan dengan air dan uap (water and steam distillation)

Penyulingan ini bahan diletakkan diatas rak-rak saringan berlubang. Ketel

suling diisi air tidak sampai penuh (dibawah saringan). Air dipanaskan dengan uap jenuh yang basah dan bertekanan rendah. Ciri khas metode uap air selalu dalam keadaan basah, jenuh, dan tidak terlalu panas, bahan yang disuling hanya berhubungan dengan uap dan tidak dengan air panas.

c. Penyulingan dengan uap langsung (steam disilation)

Metode ini sama dengan penyulingan dengan uap dan air, bedanya air tidak tidak diisikan dalam ketel, uap yang digunakan adalah uap jenuh/ uap kelewat panas pada tekanan lebih dari atmosfer. Uap dialirkan melalui pipa uap melingkar yang berpori yang terletak dibawah bahan dan uap yang bergerak ke atas melalui bahan terletak diatas saringanminyak atsiri dan mudah menguap bersama air.

Dalam proses penyulingan sistem uap, untuk mengambil minyak dari tanaman nilam membutuhkan sejumlah uap minimal tertentu agar minyak nilam dapat terambil dengan optimal. Massa uap tersebut juga harus disesuaikan dengan beban penyulingan. Sehingga, perlu diketahui pengaruh massa uap terhadap rendemen minyak, berapa perbandingan antara massa uap dan massa unggun untuk menghasilkan rendemen minyak yang optimal dan mutunya sesuai dengan Standar Internasional (ISO 3757:2002(E)) serta mendapatkan kondisi penyulingan yang paling ekonomis. Penelitian dilakukan dengan metode distilasi uap dengan bahan nilam Aceh. Bahan yang digunakan meliputi ranting, daun dan batang dengan perbandingan 1:4:1. Proses distilasi dilakukan selama 6 jam dengan menggunakan uap jenuh. Variabel yang digunakan adalah laju alir massa uap (mass flow rate) 1,90; 2,07; 2,35 dan 2,66 kg/jam serta massa unggun 0,4 kg; 0,45 kg; 0,5 kg dan 0,6 kg. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa pada massa unggun tetap semakin banyak uap yang digunakan maka rendemen minyak yang dihasilkan menurun. Rendemen yang optimal dihasilkan pada perbandingan massa uap dan massa unggun ± 19. Proses penyulingan yang paling ekonomis adalah pada laju alir massa uap 1,90 kg/jam dan massa unggun 0,6 kg dengan rendemen yang didapatkan sebesar 3,57%.

LANGKAH-LANGKAH PEMBUATAN

Secara umum proses pembuatan minyak atsiri dari daun nilam adalah sebagai berikut:

1. Tanaman aromatik dengan jalan memasukkannya ke dalam ketel.2. Ditambahkan sejumlah air dan dididihkan.3. Uap panas dialirkan ke dalam alat penyuling.4. Campuran uap yang terdiri dari uap air dan uap minyak selanjutnya

akan mengalir menuju kondensor untuk dicairkan kembali dengansistem pendinginan dari luar.

5. Kondensat yang keluar dari kondensor ditampung dalam tabung pemisah (dekanter) agar terjadi pemisahan (dekantasi) antara minyak atsiri dan air suling.

PEMBAHASAN

Minyak aromaterapi berasal dari minyak atsiri yang ditambah dengan bahan pembawa lain yang tidak berbau untuk mengencerkan minyak atsiri. Minyak aromaterapi harus mencantumkan apa bahan pembawanya (ada beberapa orang alergi bahan tertentu), prosentage minyak atsirinya Untuk orang yang sangat

sensitive semua jenis minyak atsiri/minyak aromatherapy tersebut bisa menimbulkan alergi pada kulit, dermatitis, ruam dan gatal. Tanaman nilam (Pogostemon cablin) banyak dibudidayakan untuk dimanfaatkan minyaknya. Keberadaan patchouli alkohol, patchouli kamper, eugenol, benzaldehida, sinamaldehida, kadinena, pogostol, pogoston, dan senyawaan seskuiterpenoid dalam minyak nilam mampu merangsang kemoreseptor sehingga tidak disukai oleh serangga.

Proses dekantasi yang dilakukan oleh industri kecil menggunakan drum bertingkat dan berlangsung secara sederhana tanpa penambahan alat atau bahan yang mampu meningkatkan proses pemisahan sehingga air suling masih mengandung minyak. Selain itu, air suling sisa pemisahan dibuang ke sungai atau sumur resapan sederhana, hal ini mengakibatkan air suling yang masih mengandung minyak berpotensi mencemari lingkungan. Penggunaan drumbertingkat pada proses dekantasi ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar 1. Skema Dekantasi Menggunakan Drum Bertingkat

Cara keja dari drum bertigkat ini hampir sama dengan proses destilasi secara umunya yaitu minyak atsiri diperoleh dengan cara penyulingan menggunakan uap (hidrodestilasi) yang bertujuan memisahkan minyak atsiri dari tanaman aromatik dengan jalan memasukkannya ke dalam ketel penyuling kemudian ditambahkan sejumlah air dan dididihkan, atau uap panas dialirkan ke dalam alat penyuling tersebut. Campuran uap yang terdiri dari uap air dan uap minyak selanjutnya akan mengalir menuju kondensor untuk dicairkan kembali dengan sistem pendinginan dari luar. Kondensat yang keluar dari kondensor ditampung dalam tabung pemisah (dekanter) agar terjadi pemisahan (dekantasi) antara minyak atsiri dan air suling. pemisah (dekanter) agar terjadi pemisahan (dekantasi) antara minyak atsiri dan air suling.

Pada destilasi uap langsung ini terjadi pemisahan komponen-komponen dalam satu larutan berdasarkan distribusi substansi-substansi pada fase gas dan fase cair dengan menggunakan perbedaan volatilitas dari komponen-komponennya yang cukup besar. Transfer massa minyak dari dalam butiran padatan ke solvent meliputi dua proses seri, yakni difusi dari dalam padatan ke permukaan butiran dan transfer massa dari permukaan padatan ke solven. Jika salah satu proses berlangsung lebih cepat, maka kecepatan perpindahan massa dikontrol oleh proses yang lebih lambat. Akan tetapi, jika proses berlangsung dengan kecepatan yang tidak jauh berbeda, maka kecepatan perpindahan massa dipengaruhi oleh keduanya. Kecepatan ketel, suhu dan tekanan uap, berat jenis dan kadar air dari bahan, serta berat molekul dari komponen kimia dalam minyak. Difusi solut di dalam daun menuju ke permukaan bahan merupakan suatu fungsi dari suhu uap. Makin tinggi suhu uap, maka makin tinggi kecepatan difusinya, sehingga dapat diharapkan kecepatan destilasi akan semakin cepat.

Pada suatu campuran cairan (larutan) dimana salah satu komponennya lebih volatile, maka titik didih larutan tersebut akan tercapai pada saat jumlah tekanan parsial kedua komponen tersebut sama dengan tekanan atmosfer. Dari hubungan ini dapat dilihat bahwa komposisi cairan dalam suatu larutan akan mempengaruhi tekanan parsial dari komponen lain.

DAFTAR RUJUKAN

Ahmad Y Hassan. 2005. Alcohol and the Distillation of Wine in Arabic Sources. (online). (www.wikipedia.com) Diakses 16 Desember 2009.

Alwy,Dhofir. 2009. Minyak Atsiri Indonesia. (online). http://pesisiran-kidul.blogspot.com/. Diakses 16 Desember 2009.

Koensoemardiyah. 2009. A-Z Aromaterapi untuk Kesehatan Kebugaran dan Kecantikan. (online). www.dinamikaebook.com. Diakses 16 Desember 2009.

Admin. 2007. Industri Destilasi Atsiri. (online). http://www.anekamesin.com. Diakses 16 Desember 2009.