Jurnal Teknologi, Vol. 12, No. 2, Oktober 2012 : 100-104

100

PEMURNIAN MINYAK NILAM DENGAN PROSES ADSORPSI MENGGUNAKAN BENTONIT

Sariadi

Jurusan Teknik KimiaPoliteknik Negeri Lhokseumawe Kampus Politeknik Jl. B. Aceh-Medan Km. 280, Buketrata, Lhokseumawe 24301

E-mail: adie_chebro@yahoo.co.id

Abstract

Patchouli oils is one of local commodity that producedin a large quantity in Aceh. In contrary, the quality of the oilsis very low since its conventional production method.In this study, the use ofbentoniteas anabsorbent material on refinery of patchoulioilhas been conducted.Pulse Bed Column AdsorberofPVCpipefitted withstuffingbentoniteof 10 mesh has been used in a batch studies. The capacity of the columnis2.5 liters andof 30 cm of height. The patchouli oil was fed to the column during 2hours, and a residual concentration of Fe ions was measured by AAS. The analysis results of purified patchouli oil product show that its quality was relevance to Indonesian Standard of SNI06-2385-2006.Ideal detention time of liquid was 60 minutes,that give a refractive index of1,508. The maximum removal of Fe ions in the system was 100%, that give a clear solution on oil product. Keywords: adsorption, bentonite, Feions, patchoulioil,

PENDAHULUAN Minyak atsiri yang disebut juga minyak esteris atau minyak terbang banyak diperlukan dalam kehidupan sehari-hari. Minyak atsiri banyak digunakan sebagai bahan pengharum atau pewangi pada makanan, sabun, pasta gigi wangi-wangi dan obat-obatan. Untuk memenu-hi kebutuhaan itu, sebagiaan besar minyak atsiri diambil dari berbagai jenis tanaman penghasil minyak atsiri, salah satunya minyak nilam (pogostemon cablin benth)[1]. Indonesia merupakan produsen minyak nilam terbesar di dunia, selain Cina, Malaysia dan Brasil. Aceh merupakan sentra produksi minyak nilam terbesar di Indonesia disamping Sumatra Utara dan beberapa daerah lain.Sumber dari Asosiasi Minyak Atsiri Indonesia menyebutkan, produksi minyak nilam Indonesia tahun 2011 hanya mampu mencapai 800 ton, pada tahun sebelumnya mampu memproduksi 1.000 ton. Sedangkan kebutuhan minyak nilam dunia sebanyak 1.500 ton per tahun, dari jumlah itu sebanyak 70 persen dipasok oleh Indonesia. Dari jumlah produksi minyak nilam Indonesia itu, sebanyak 30-45 persen merupakan nilam yang dihasilkan petaniAceh. [2].Namun jumlah produksi nilam Aceh terjadi penurunan dari 612 ton pada tahun 2009 menjadi 452 ton pada tahun 2010 [3].Proses penyulingan tradisional

mengalami kesulitan dalam menentukan suhu kukus yang optimal, isolasi tangki yang belum memadai dan efisiensi kondensor yang rendah. Akibatnya, perolehan rendemen minyak nilam juga menjadi rendah, waktu pemanasan lebih lama, disamping mutu minyak yang tidak stabil. Oleh sebab itu maka diperlukan pemurnian minyak nilam dengan metode adsorpsi dengan menggunakan bentonit sebagai penyerap. Teknik penyulingan minyak atsiri yang selama ini diusahakan para petani, masih dilakukan secara sederhana dan belum menggunakan teknik penyulingan secara baik dan benar. Selain itu, penanganan hasil setelah produksi belum dilakukan secara maksimal, seperti pemisahan minyak setelah penyulingan, wadah yang digunakan, penyimpanan yang tidak benar, maka akan terjadi proses-proses yang tidak diinginkan, yaitu oksidasi, hidrolisa ataupun polimerisasi. Alat suling tradisional dengan tangki bekas drum minyak menjadi salah satu penyebab, dimana ion logam seperti magnesium, besi, mangan, tembaga, plumbum, dan seng dapat terlarut di dalam minyak.Biasanya minyak yang dihasilkan akan terlihat lebih gelap dan berwarna kehitaman atau sedikit kehijauan akibat kontaminasi dari logam Fe dan Cu. Hal ini akan berpengaruh terhadap sifat fisika kimia minyak. Untuk itu, proses penyulingan minyak yang baik dan benar

Pemurnian Minyak Nilam dengan Proses Adsor

perlu diketahui secara lebih rinci, sehingga minyak yang dihasilkan dapat mempersyaratan mutu yang ada[4].

Mengatasi rendahnya kualitas yang berwarna gelap akibatkontaminasi ion logam,minyak dapat dilakupengkelatan, namun dengan metode adsorpsi dengan menggunakan bentonit lebmenguntungkanPemurnian minyak cengkdengan bentonit sebagai penyerap logam terbaik ketimbang arang aktifdan zeolitPemurnianminyak cengkeh dengan arang aktif5% dan bentonit 5%.Hasilnya dengan bentonitkejernihan minyak dapat mencapai75,58% sedangkan dengan arangaktif hanya 2,7%. Secara fisik warnaminyak yang dimurnikan denganbentonit menjadi cokelat mudasedangkan dengan arang aktiftetap hitam.

Pengambilan minyak proses adsorpsi dengan memvariasikan kondisi operasi yang meliputi penambahan bentonit (5% ; 10% ; 15% ; 20% ; 25%) dan waktu operasi (1 jam ; 2 jam ; 3 jam). Dari hasil penelitian terjadi penurunan densitas minyak, penurunan kadar sianida, bilangan asam, bilangan penyabunan dan diperoleh kejernihan minyak biji karet pada konsent25% dan waktu operasi 3 jam METODE

Minyak nilam berasal dari salah satu penyulingan rakyat di Provinsi Aceh yang masih menggunakan peralatan dari drum besi dan mutunya tidak sesuaidengan 062385-2006.

Bahan yang digunakan adalah sebagai berikut: minyak nilam rakyat 2,5 liter, bentonit alam dari Kec Sawang Aceh Utara, aquadest, etanol 90%, asam sulfat, 96 %standar besi (Fe).

Peralatan yang digunakan adalah sebagai berikut: crusher, AAS, refraktometer, piknometer, GC-MS Type2050mesh, oven, kertas saring, kuvetpneumatik, pipa PVC, elbow, kran dan tanumpan.

Adsorpsi dilakukan dengan mensirkulasi nilam selama 2 jam dari tangki umpan ke kolom isian. Pemurnian memvariasikan proses sirkulasi terhadap waktu sirkulasi 30, 60, 90 dan 120 menit. Efisiensi peralatan ditentukan oleh penyisihan ion Fe berdasarkan SNI 062385-2006 pada setiap sirkulasi.

engan Proses Adsorpsi Menggunakan Bentonit (Sariadi)

perlu diketahui secara lebih rinci, sehingga dihasilkan dapat memenuhi

]. engatasi rendahnya kualitas minyak

akibatkontaminasi dengan lakukan dengan cara

pengkelatan, namun dengan metode adsorpsi dengan menggunakan bentonit lebih

emurnian minyak cengkeh bentonit sebagai penyerap logam

terbaik ketimbang arang aktifdan zeolit [4]. h dengan arang

aktif5% dan bentonit 5%.Hasilnya dengan bentonitkejernihan minyak dapat

sedangkan dengan arangaktif hanya 2,7%. Secara fisik warnaminyak yang dimurnikan denganbentonit menjadi cokelat mudasedangkan dengan arang aktiftetap hitam.

biji karet dengan si dengan memvariasikan kondisi

operasi yang meliputi penambahan bentonit (5% ; 10% ; 15% ; 20% ; 25%) dan waktu operasi (1 jam ; 2 jam ; 3 jam). Dari hasil penelitian terjadi penurunan densitas minyak, penurunan kadar sianida, bilangan asam,

abunan dan diperoleh kejernihan minyak biji karet pada konsentrasi bentonit

jam [5].

erasal dari salah satu penyulingan rakyat di Provinsi Aceh yang

peralatan dari drum besi sesuaidengan standar SNI-

Bahan yang digunakan adalah sebagai berikut: minyak nilam rakyat 2,5 liter, bentonit

Aceh Utara, aquadest, sam sulfat, 96 %, dan larutan

Peralatan yang digunakan adalah sebagai AAS, refraktometer,

MS Type2050, ayakan 10 ertas saring, kuvet, pompa

ipa PVC, elbow, kran dan tangki

Adsorpsi dilakukan dengan mensirkulasi ama 2 jam dari tangki umpan ke kolom

Pemurnian memvariasikan proses sirkulasi 30, 60, 90

. Efisiensi peralatan ditentukan berdasarkan SNI 06-

pada setiap sirkulasi.

Perancangan dan PengujianSpesifikasi peralatan adsorpsi yang digunakan ditunjukan pada Gambar 1.bed column yang berupa silinder tegak dengan kapasitas 2,5 liter seperti yang ditunjukan pada Gambar 1. Adsorber berbentuk silinder vertikdari material PVC dengan tinggi 160 cm. Adsorber diinstalasi dengan pompa pneumatik untuk menaikan minyak nilam dari tangki umpan berukuran 20 x 30 cm ke unggun secara sirkulasi. Unggun diisi bentonit setinggi 30 cm (500 gr bentonit, ukuran partikel 10 Untuk transportasi minyak digunakan sistem perpipaan dari bahan PVC. Gambar 1.Peralatan Adsor

Minyak Nilam Tahap Perlakuan

Tahapan perlakuan dilakukan dengan beberapa variabel yaitu: volume sampel (minyak nilam) 2 liter, tinggi unggun bentonit dalam kolom adsorpsi 30 cm dan ukuran bentonit 10 mesh, variabel bebas:waktu sirkulasi 0, 30, 60, 90, dan 120 menit dan variabel terikat:penentuan indek bias, k90%, konsentrasi ion Fe alkohol. Diagram tahapan adsorsi minyak nilam dengan bentonit ditunjukan pada Gambar 2.

Bentonit

Proses adsorbsi

30, 60, 90, 120 mnt

101

Perancangan dan Pengujian adsorpsi yang digunakan

ambar 1.Adsorber tipe pulse bed column yang berupa silinder tegak dengan kapasitas 2,5 liter seperti yang ditunjukan pada Gambar 1. Adsorber berbentuk silinder vertikal dari material PVC dengan tinggi 160 cm. Adsorber diinstalasi dengan pompa pneumatik untuk menaikan minyak nilam dari tangki umpan berukuran 20 x 30 cm ke unggun secara sirkulasi. Unggun diisi bentonit setinggi 30 cm (500 gr bentonit, ukuran partikel 10 mesh), Untuk transportasi minyak digunakan sistem perpipaan dari bahan PVC.

Gambar 1.Peralatan Adsorpsi untuk Pemurnian Minyak Nilam

Tahapan perlakuan dilakukan dengan beberapa variabel yaitu: Variabel Tetap:

sampel (minyak nilam) 2 liter, tinggi unggun bentonit dalam kolom adsorpsi 30 cm dan ukuran bentonit 10 mesh, variabel bebas:

aktu sirkulasi 0, 30, 60, 90, dan 120 menit dan variabel terikat:penentuan warna,

, kelarutan dalam etanol rasi ion Fe dan kadar patchouli

Diagram tahapan adsorsi minyak nilam dengan bentonit ditunjukan pada Gambar 2.

Bentonit (10 msh) diisi dalam kolom

Minyak nilam

Jurnal Teknologi, Vol. 12, No. 2, Oktober 2012 : 100-104

102

Gambar 2. Tahapan Adsorbsi Minyak Nilam

dengan Bentonit Tahap Analisa

Tahap analisa yang dilkakukan adalah sebagai berikut: penentuan warna, penentuan indek bias, kelarutan dalam etanol 90 %, penentuan konsenterasi besi dengan ASS dan penentuan kadar patchouli alcohol dengan kromatografi gas-GC MS Tipe 2050. HASIL DAN PEMBAHASAN

Minyak nilam mengandung senyawa patchouli alkohol yang merupakan penyusun utama dalam minyak nilam, dan kadarnya mencapai 50-60%. Patchouli alkohol merupakan senyawa yang tidak larut dalam air, larut dalam alkohol, eter atau pelarut organik yang lain. Mempunyai titik didih 280,37o C dan kristal yang terbentuk memiliki titik lelah 56o C. [6].

Pengamatan yang dilakukan pada tahapan analisa adalah:penentuan warna, indek bias, kelarutan dalam etanol 90%, konsenterasi Fe (ppm) dan persentasi kadar PA. Indek bias Penentuan indeks bias minyak nilam sesuai dengan (SNI 06-2385-2006) adalah 1,507-1,515. [7]. Dari Gambar 3 menunjukan bahwa sampel awal minyak nilam indeks biasnya hanya 1,504.Proses sirkulasi analisa indeks bias diambil setiap 10 menit, pada waktu sirkulasi 10 sampai dengan 40 menit hasil uji menunjukan bahwa minyak nilam tersebut belum masuk pada standar SNI 06-2385-2006, sedangkan pada waktu sirkulasi 50 sampai dengan 120 menit sampel minyak nilamyang diuji masuk pada standar SNI 06-2385-2006 dengan demikian hasil adsorpsi dengan menggunakan adsorber kolom yang berisi adsorben bentonit dengan nilai indeks bias 1,507. Untuk waktu kontak 60 sampai dengan 90 menit indeks bias meningkat dan pada 110 sampai dengan 120 menit kembali menurun tetapi masih masuk pada SNI minyak nilam. Ukuran partikel bentonit berpengaruh terhadap luas permukaan dalam menyerap ion Fe maupun impuritis yang ada pada minyak sehingga dengan sirkulasi selama 2 jam semakin lama kandungan ion Fe makin berkurang dan mampu menaikan indek bias minyak nilam.

Gambar 3. Perubahan Indek biasterhadap waktu

Kelarutan dalam Etanol 90%

Kelarutan Etanol 90% pada suhu normal 30oC untuk minyak nilam maksimal larutan jernih atau opalensi ringan dalam perbandingan

1.5020

1.5030

1.5040

1.5050

1.5060

1.5070

1.5080

1.5090

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 150 180 210

Inde

ks b

ias

Waktu sirkulasi (menit)

Pemurnian Minyak Nilam dengan Proses Adsorpsi Menggunakan Bentonit (Sariadi)

103

1:10. Analisa sampel awal untuk mencapai larutan jernih ada pada 1:8 sedangkan untuk tahapan proses sirkulasi untuk mencapai larutan jernih ada pada perbandingan 1:4. Kadar Pactholi Alkohol (PA) Penentuan kadar PA sampel awal 26,41% dan mengalamipeningkatan pada waktu kontak 30 menit yaitu 31,673%,.Kadar PA meningkat pada waktu 90 menit dengan kadar PA 32,818 % dan kembali turun pada waktu kontak 120 menit yaitu 31,706%. Hal ini menunjukan bahwa kemampuan bentonit untuk menaikan kadar PA mulai terbatas pada waktu kontak 120 menit. dengan meningkatnya kadar PA setelah adsorpsi menunjukan proses sesuai dengan yang diharapkan yaitu meningkatnya mutu minyak nilam dengan kenaikan kadar PA sesuai dengan standar mutu minyak nilam dengan kandungan PA min. 30,0 %. Pengaruh waktu sirkulasi terhadap kadar PA minyak nilam dapat dilihat pada Gambar4.

Gambar 4.Kadar Patcholi Alkohol pada berbagaiWaktu Sirkulasi

Perubahan Warna

Perubahan warna berdasarkan pada pengamatan visual dengan menggunakan indra penglihat (mata) terhadap contoh langsung minyak nilam yang jarak pandangnya sejauh 30 cm. Untuk warna sampel awal warna nilam adalah coklat tua, sedangkan warna nilam untuk tahapan proses sirkulasi di 10 menit pertama berubah menjadi coklat muda, untuk sirkulasi 30 menit warna nilam mulai berubah kembali menjadi kuning tua, proses perubahan warna kuning muda terjadi dari sirkulasi 60 sampai dengan 120 menit. Indikasi ini menunjukan bahwa bentonit aktif mulai merubah warna

minyak nilam di awal 10 menit pertama dan konstan pada sirkulasi 60 sampai 120 menit.Dibandingkan dengan [4] pemurnian minyak cengkeh dengan bentonit 5 % dihasilkan kejernihan minyak 75,58%. Dari [5] penjernihan minyak biji karet jernih pada 25 % bentonit dengan waktu 3 jam, sedangkan proses adsorbsi minyak nilam dengan sirkulasi menggunakan adsorben bentonit 10 mesh pada waktu 60 menit warna nilam kuning muda sampai coklat tua. Perubahan warna sesuai dengan SNI 06-2385-2006. Penyisihan Logam Fe

Analisa konsentrasi Fe untuk sampel awal minyak 0,466 ppm dan pada sirkulasi 30 menit turun menjadi 0,242 ppm, tetapi pada sirkulasi 60 menit konsenterasi Fe naik kembali menjadi 0,325 ppm sedangkan pada sirkulasi 90 menit efisiensi penurunan konsentrasi Fe menjadi 100% yaitu 0,00 ppm. Dengan demikian waktu yang baik untuk sirkulasi penurunan konsentrasi Fe ada pada sirkulasi 90 menit, hal ini di karenakan sirkulasi 120 menit kembali meningkat menjadi 0,199 ppm. Pengaruh waktu sirkulasi terhadap konsentrasi ion Fe dapat dilihat pada Gambar 5.

Gambar 5. Profilkonsentrasi ion Fe terhadap waktu

Bentonit mempunyai sifat menyerap

sebab ukuran partikel koloidnya amat kecil dan memiliki kapasitas permukaan ion yang luas. Pengembangan bentonit disebabkan oleh adanya penggantian isomorphous pada lapisan oktohedral (Mg oleh Al) dalam menahani kelebihan muatan di ujung kisi-kisinya. Adanya gaya elektrostatis yang mengikat kristal pada

0

5

10

15

20

25

30

35

0 30 60 90 120

Per

sen

Kad

ar P

A

Waktu sirkulasi (menit)

0.0000

0.0500

0.1000

0.1500

0.2000

0.2500

0.3000

0.3500

0.4000

0.4500

0.5000

0 50 100 150 200 250

Kon

sent

eras

i log

am F

e (p

pm)

Waktu sirkulasi (menit)

Jurnal Teknologi, Vol. 12, No. 2, Oktober 2012 : 100-104

104

jarak 4,5o dari permukaan cukup kuat untuk mempertahanan ion di permukaan unit-unitnya, dan tetap menjaga unit itu tidak saling merapat. Bila dicampur air akan mengembang, maka jarak antara unit makin melebar dan lapisannya membentuk serpihan, serta memiliki permukaan luas jika dalam zat pengsuspensi [8]. Pada proses adsorpsi kimia interaksi adsorbat dengan adsorben melalui pembentukan ikatan kimia. Kemisorpsi diawali dengan adsorpsi fisik, yaitu ion Fe dan partikel-partikel mendekat kepermukaan adsorben bentonit melalui gaya van der Waals atau melalui ikatan hydrogen [9]. Waktu sirkulasi 2 jam sangat berpenga-ruh terhadap penyerapan ion Fe dimana semakin lama waktu sirkulasi maka penyerapan bentonit terhadap ion Fe semakin tinggi, hal ini dikarenakan ukuran partikel bentonit berpengaruh terhadap luas permukaannya sehingga mampu menyerap ion Fe dan menghilangkan warna pada minyak dan mampu menyerap keseluruhan ion Fe pada minyak nilam. KESIMPULAN

Dari hasil studi pemurnian minyak

nilam dengan adsorpsi menggunakan bentonit dapat disimpulkan bahwa perubahan warna minyak nilam dari coklat tua dan berubah warna menjadi kuning muda pada waktu sirkulasi 60 menit, indeks bias yang paling baik pada waktu sirkulasi 60 - 90 menit, yaitu 1,507, kelarutan dalam etanol 90%.Pada perbandingan 1:4 menghasilkan larutan jernih persentasi kadar PA yang paling baik pada waktu sirkulasi 90 menit yaitu 32,818%.Persentase penyisihan ion logam Fe dalam minyak nilam pada waktu sirkulasi 90 menit (100%). Pemurnian minyak nilam dengan bentonit sesuai standar mutu minyak nilam SNI 06-2385-2006. UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terima kasih kepada Unit Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat (UP2M) Politeknik Negeri Lhokseumawe, yang telah mendanai penelitian inimelalui dana DIPA Politeknik Negeri Lhokseumawe. DAFTAR PUSTAKA [1] Ketaren, S, Pengantar Teknologi Minyak

Atsiri, PN. Balai Pustaka, 1985 [2] Anonim, 2012. Potensi Bentonit Aceh,

(http://aceh.tribunnews.com) [3] BPS, 2011.Aceh Dalam Angka, BPS,

Provinsi Aceh [4] Tri Marwati dan Hernani,

2006.Peningkatan Mutu Minyak Atsiri melalui Proses Pemurnian, Balai Besar Litbang Pascapanen Pertanian, Disampaikan pada Konferensi Nasional Minyak Atsiri

[5] Anindia Wibowo, 2011.Pengaruhbentonit pada pemurnian minyak biji karet penghasil minyak goreng nabati, Politeknik Negeri Sriwijaya.

[6] Yanyan F.N, Ahmad Zainuddin dan Dadan Sumiarsa, 2004. Peningkatan Kadar Patchouli Alkohol dalam Minyak Nilam dan Denuatisasi Komponen Minornya. diakses 22 Januari 2011 (http;//minyak atsiriindonesiawordpress.com/atsiri-nilam/yanyan-f.n-dkk)

[7] Anonim, 2010. Bentonite,Wikipedia, the free encyclopedia.

[8] Standar SNI minyak nilam (06-2385-2006),(http://www.google.com)

[9] Geankoplis, C., J.,1997. Transport Processes and Unit Operations, Third Edition, Prentice-Hall International, Inc,.