Teknologi Pemisahan Minyak Atsiri IV
-
Upload
anggi-yudi-tiawarman -
Category
Documents
-
view
240 -
download
0
Transcript of Teknologi Pemisahan Minyak Atsiri IV
-
7/28/2019 Teknologi Pemisahan Minyak Atsiri IV
1/30
1
Contoh 1 : Minyak Sereh Wangi
Ada dua jenis : Minyak sereh wangi Jawa (Java
citronella oil), dihasilkan daridistilasi kukus daun sereh wangiJawa atau Maha Pengiri (Cym-
bopogon winterianus Jowitt);perolehan 0,81,2 %-b kering.
Minyak sereh wangi Srilangka
(Ceylon citronella oil), dihasil-kandari distilasi kukus daun sereh
wangi Srilangka (Cymbo-pogonnardus - lenabatu -); perolehan 0,4
0,7 %-b kering.Cymbopogon winterianus Jowitt
- Maha Pengiri -
-
7/28/2019 Teknologi Pemisahan Minyak Atsiri IV
2/30
2
Minyak sereh wangi Jawa jauh lebih unggul, karena selain per-olehannya lebih tinggi, kadar terpen beroksigennya juga jauh lebih
besar.Maha Pengiri lalu juga dibudidayakan di Taiwan, Hainan
(Cina), Guatemala, dan Honduras ( jadi kompetitor kita !).
Untuk cara budidaya, lihat : Hyeronymus Budi Santoso, SerehWangi, Penerbit Kanisius, Yogyakarta, 1992, 70 halaman.
Karakteristik minyak sereh wangi Jawa : d20/20 = 0,8800,895; nD,20= 1,4661,473; D,20 = -5
o sampai 0o; kelarutan 1 volume dlm 2volume alkohol 80 %-v pada 20 oC; angka ester 250 ( senyawa
dapat diasetilasi 85 %-b sbg geraniol); angka karbo-nil 127 (senyawa aldehid 35 %-b sbg sitronelal).
Cairan kuning pucat atau coklat pucat yang berbau kuat sitrone-lal(segak seperti jeruk) tapi juga sedikit bernuansa manis bunga mawar.
-
7/28/2019 Teknologi Pemisahan Minyak Atsiri IV
3/30
3
Komposisi tipikal minyak sereh wangi Jawa
Komponen Td,n,oC %-b
Limonen 176,5 4,0
2,6-Dimetil-5-heptenal 190 1,5
Linalool 198 1,5
3,7-Dimetil-3,6-oktadien-1-ol 200 1,5
Sitronelal 207-208 32,0Neral 228 1,0
Geraniol 230 20,0
Geranil asetat 240 8,0
Sitronelil asetat 240 5,0
Sitronelol 244,4 14,5
Elemol ( seskuiterpen alkohol) > 270 2,5
Total 91,5
-
7/28/2019 Teknologi Pemisahan Minyak Atsiri IV
4/30
4
Pemanfaatan industrial minyak sereh wangi
Minyak sereh wangi digunakan tidak hanya langsung sebagai bahan
ramuan parfum, melainkan juga sebagai bahan mentah paling pentingproduksi sitronelal dan geraniol, yang merupa-kan bahan awalsintesis aneka senyawa pewangi.
Langkah pertama pengolahannya distilasi fraksional pada tekananvakum menghasilkan 4 fraksi, yaitu fraksi hidrokarbon monoterpen
(limonen dsj.), fraksi (kaya dengan) sitronelal, fraksi geraniol-sitronelol, dan fraksi alkohol seskuiterpen (elemol dsj., utk bahanfiksatif).
Sitronelal yang diisolasi dari fraksi 2 kemudian dapat diguna-kanuntuk mensintesis hidroksi sitronelal, mentol, sitronelol dan dimetil
oktanol, serta ester-ester dari ketiga alkohol tsb. Geraniol diisolasi dari fraksi 3 dan dapat digunakan untuk
mensintesis dimetil oktanol, ester-ester geranil, serta nerolidol danfarnesol (alkohol seskuiterpen).
-
7/28/2019 Teknologi Pemisahan Minyak Atsiri IV
5/30
5
-
7/28/2019 Teknologi Pemisahan Minyak Atsiri IV
6/30
6
Cara isolasi sitronelal (dan juga aldehid terpen lainnya). Ke
dalam fraksi (kaya dengan) sitronelal yang dingin ditambahkan
larutan akuatik NaHSO3 yang tak mengandung SO2 bebas, sehinggamembentuk padatan senyawa adisi aldehid-bisulfit. Campuran
dibiarkan pada 0 oC selama beberapa waktu dan pa-datannya
kemudian disaring serta dicuci dengan pelarut mudah menguap utk
menyingkirkan sisa-sisa terpen + pengotor. Sitronelal diperoleh
kembali via penambahan NaOH ke dalam larutan akuatik senyawaadisi bisulfit-aldehid dan ekstraksi dengan pelarut mudah menguap.
Cara isolasi geraniol. Fraksi geraniol direfluks dengan larutan
NaOH dalam alkohol utk (a). meresinkan sisa-sisa sitronelal dan (b).
menghidrolisis ester-ester geranil dan sitronelil. Campuran geraniol
sitronelol yang diperoleh dipisahkan dengan distilasi vakum.
-
7/28/2019 Teknologi Pemisahan Minyak Atsiri IV
7/30
7
Contoh 2 : Minyak Nilam
Minyak atsiri yang diperoleh daridaun nilam (tak berbunga), suatu
tumbuhan semak; pero-lehan 1,5 -4 %-b daun kering.
Tergolong minyak seskuiter-pen;
berbau unik karena mem-bangkitkan kesan aroma hangat-manis bumbu - rempah, kayu dan
balsam.
Sangat banyak digunakan dalam
dunia parfum, terutama sebagaibahan fiksatif.
Pemasok utama Indonesia !.
Daun pohon nilam tak berbunga(Pogostemon cablin Benth atau
Pogostemon patchouli Pellet var.
suavis Hook f.)
-
7/28/2019 Teknologi Pemisahan Minyak Atsiri IV
8/30
8
Untuk cara budidaya, lihat : Titik Sudaryani dan Endang Sugi-harti,
Budidaya dan Penyulingan Nilam, cetakan ke-3, Penebar Swadaya,
Jakarta, 1993.
Seskuiterpen-seskuiterpen beroksigen adalah pembawa bau dalam
minyak nilam, terutama :
alkohol nilam, TL = 56oC, Td 165
oC pd P = 1517 mmHg.
norpaculenol, TL 182 oC tetapi bisa menyublim.(norpaculenol pembawa bau yang jauh lebih kuat)
Dalam minyak nilam mentah, umumnya
kadar seskuiterpen beroksigen < 40 %;
kadar hidrokarbon seskuiterpen > 60 %. Contoh hidrokarbon seskuiterpen (Td 142
oC pada 17 mmHg) : -
paculen, -bulnesen, -guayen dan seyselen.
-
7/28/2019 Teknologi Pemisahan Minyak Atsiri IV
9/30
9
Komposisi minyak nilam (%-berat)
Komponen Jawa Sumatera India Kosta Rika
Alkohol nilam 29,69 29,66 25,69 23,82
Pogostol 2,33 2,59 1,68 1,57
Norpaculenol 0,79 0,48 0,53 0,68
Nortetrapaculol T.A.*) T.A. T.A. T.A.
Kariofilen oksida 0,85 0,54 0,58 0,57
-Bulnesen 16,65 14,73 19,67 14,44
-Guayen 13,52 11,48 15,64 11,68
Seyselen 8,84 10,35 9,78 12,94
-Paculen 4,47 3,80 5,33 5,38
Kariofilen 4,20 3,50 3,70 2,47
-Paculen 1,97 2,64 3,88 6,66-Kadinen 2,37 1,87 2,84 1,99*) Tak dianalisis; biasanya 0,001 % !. Sumber : Lawrence (1990).
-
7/28/2019 Teknologi Pemisahan Minyak Atsiri IV
10/30
10
Data komposisi lain (%-berat)
Komponen Jawa Sumatera Singapura Vietnam Cina Brasil
Alkohol nilam 31,2 32,033,1 32,9 37,8 32,3 46,0
Pogostol 2,0 1,92,2 2,0 2,4 2,4 2,7
Norpaculenol 0,6 0,5 0,5 T.A. 0,5 0,6
Nortetrapaculol T.A. T.A. T.A. T.A. T.A. T.A.
Kariofilen oksida T.A. T.A. T.A. T.A. T.A. T.A.
-Bulnesen 17,2 14,716,8 16,6 14,7 16,8 13,1-Guayen 14,6 13,115,2 14,9 13,4 11,4 9,9
Seyselen 8,6 8,69,4 9,0 7,5 8,3 5,9
-Paculen 5,7 5,15,9 5,8 8,0 4,8 3,9
Kariofilen 3,6 3,33,9 3,8 2,8 2,1 2,0
-Paculen 3,0 2,93,8 3,2 3,2 4,8 1,7-Kadinen T.A. T.A. T.A. 1,2 T.A. T.A.
Sumber : Bruns (1978) + Akhila dan Tewari (1984), kecuali m. Vietnam [dari Dung dkk. (1989)].
-
7/28/2019 Teknologi Pemisahan Minyak Atsiri IV
11/30
11
Minyak nilam sebaiknya diperoleh (dari daun nilam kering) viadistilasi kukus kering pada tekanan 34 bar (temp. 135145 oC),supaya kadar seskuiterpen-seskuiterpen beroksigennya maksimal.
Konsentrat minyak nilam (yang berbau lebih lembut) dapat di-perolehvia distilasi vakum minyak nilam mentah pada tekanan vakum;misalnya pada 1517 mmHg dan menyingkirkan fraksi bertitik didih< 160 oC (hidrokarbon seskuiterpen).
Alkohol nilam (isolat) dapat diperoleh dengan mendinginkan fraksi
bertitik-didih 160170 oC pada distilasi vakum tsb.; al-kohol nilammengkristal dan dapat dipisahkan via penyaringan.
Kemungkinan pemrosesan lanjut :
alkohol nilam dikonversi menjadi norpaculenol (yang berbau-wangi jauh lebih kuat).
fraksi hidrokarbon seskuiterpen dioksidasi utk menghasilkanseskuiterpen-seskuiterpen beroksigen tambahan.
-
7/28/2019 Teknologi Pemisahan Minyak Atsiri IV
12/30
12
Contoh 3 : Terpentin
Terpentin himpunan komponen-komponen mudah menguap dari
getah pohon berdaun jarum, terutama pinus; komponen-komponen hidrokarbon monoterpen.
Minyak atsiri bervolume produksi terbesar di dunia; tetapiharganya paling murah (karena praktis tak mengandung terpen
beroksigen). Ada 4 jenis :
terpentin gom, diperoleh dari distilasi vakum getah pinus.terpentin kayu, diperoleh via distilasi kukus serpihan- serpihanhalus kayu dari tunggul dan akar pohon pinus.
terpentin sulfat dan terpentin sulfit, diperoleh sebagai pro- duksamping pembuatan bubur kertas ( pulp) dari kayu pinus
dengan, masing-masing, proses sulfat (soda) dan sulfit.
Komposisi terpentin sulfit cukup banyak berbeda dari tiga terpentinlainnya.
-
7/28/2019 Teknologi Pemisahan Minyak Atsiri IV
13/30
13
Indonesia hanya memproduksi terpentin gom; dari getah pohonpinus mindoro (Pinus mercusii Junk); mengekspor sejak 1915;
tingkat produksi sekarang 13.000 ton/tahun (PERHUTANI). 1 ton getah pinus menghasilkan 700 kg rosin ( gondoru-kem) dan
87174 kg (100200 liter) terpentin.
Komponen-komponen terpentin dan titik didihnya pada 100 mmHg(13,33 kPa) :
-pinen, 89 oC. -pinen, 98 oC.
kamfen, 91 oC. p-simen, 110 oC.
dipenten (camp. limonen + p-mentadien lain), 110120 oC.
p-simen komponen utama terpentin sulfit; hampir nihil pada
terpentin-terpentin gom, kayu, dan sulfat. Komposisi terpentin bervariasi bergantung pada varitas pohon pinus
sumbernya.
-
7/28/2019 Teknologi Pemisahan Minyak Atsiri IV
14/30
14
Komposisi terpentin gom dari berbagai asal
Negeri
asal
Kadar zat-zat utama, dalam %-berat. Varitas pinus
sumber-Pinen -Pinen Kamfen 3-Karen LimonenAmerika Serikat 4065 2035 1 04 220 ponderosa +
Honduras 6585 728 1 14 111 oocarpa
India 2040 520 15 4570 - longifolia
Indonesia 6585 13 1 1018 13 mercusiiMeksiko 7095 215 215 12 04 montezuma
Perancis 6575 2026 1 - 15 pinaster
Polandia 4070 515 1 025 15 sylvestris
Portugal 7585 1520 1 - 14 pinaster
R. R. Cina 6092 49 12 05 13 massoniana +
Rusia 4075 415 15 020 05 pumila
Selandia baru 3050 4060 - - - radiata
Yugoslavia 7085 1018 1 01 13 nigra
Yunani 9297 13 1 01 02 halepensis
-
7/28/2019 Teknologi Pemisahan Minyak Atsiri IV
15/30
15
Peringkat terpentin sebagai sumber isolat-isolat pinen
- Pinen -Pinen Total pinen Peringkat> 40 > 40 80 + Istimewa Selandia Baru
4060 2535 80 + Baik
6575 20 80 + Cukup-baik
90 < 5 9093 Cukup Indonesia< 50 < 20 < 70 Buruk India
> 75 < 5 < 75 Buruk
Sumber : Tropical Products Institute (London).
Nilai komersial :
-pinen > kamfen > limonen > -pinen > 3-karen
-
7/28/2019 Teknologi Pemisahan Minyak Atsiri IV
16/30
16
Penggunaan terpentin
Sampai 1970-an, digunakan langsung sebagai pelarut dan pengencer
untuk cat, pernis, dan berbagai jenis pelabur atau pemols permukaan(surface coatings).
Pangsa pasar penggunaan langsung ini terus menyusut karena,
disaingi pelarut2 yang diperoleh/dibuat dari minyak bumik;
makin berkembangnya aneka cat berpelarut air.
Kian berkembang sejak 1960-an : sebagai sumber bahan mentahindustri kimia zat pewangi/pengharum, zat penyedap (penggai-rahselera), desinfektan, insektisida, dan komponen inti bahan perekat.
Dewasa ini, yang banyak dibutuhkan pasar bukan lagi terpentin utuh,
melainkan komponen-komponennya; dipisah-pisahkan dengandistilasi vakum !.
-
7/28/2019 Teknologi Pemisahan Minyak Atsiri IV
17/30
17
-
7/28/2019 Teknologi Pemisahan Minyak Atsiri IV
18/30
18
Penggunaan utama produk-produk hulu terpentin
-Pinen -Pinen Pembuatan minyak pinus. Pembuatan resin terpen.
Pembuatan kamfen + -pinen. Pembuatan mirsen.
Dipenten/limonen 3-Karen
Pembuatan resin politerpen. Pelarut.
Pelarut (cat, pernis, karet).
Pestisida hutan industrial.
Pembuatan p-simen. Pembuatan bahan pewangi.
Minyak pinus (pine oil) Resin (poli)terpen
Flotasi bijih tembaga, seng, dll. Komponen lengket perekat.
Pembersih dan desinfektan Penyekat elastomerik.Aditif insektisida/pengawet kayu. Basis permen karet.
#########
-
7/28/2019 Teknologi Pemisahan Minyak Atsiri IV
19/30
19
Contoh 4 : Minyak kayu manis
Minyak atsiri kayu manis dapat diperoleh dari kulit, rantingdan daun. Produk yang diminta dari minyak kayu manisdidasarkan pada jenis kayu manis dan asalnya.
-
7/28/2019 Teknologi Pemisahan Minyak Atsiri IV
20/30
20
Ada 3 jenis :
1. minyak atsiri Cinnamomum leaf oil adalah minyak
yang diperoleh dari daun kayu manis jenisCinnamomum zeylanicum. Perolehan minyaknya 1,52 % berat kering. Yang terdiri dari 70- 95 % eugenol ,5-30% sinamaldehid.
2. Minyak atsiri Cinnamomum bark oil adalah minyak
yang diperoleh dari kulit kayu manis Cinnamomumzeylanicum . Perolehan minyaknya 0,5- 1 % beratkering. Yang terdiri dari 60% sinamaldehid, 10%eugenol.
3. Cassia oiladalah minyak yang diperoleh dari daun,
ranting dan bubuk kulit manis jenis Cinnamomumburmannii.
-
7/28/2019 Teknologi Pemisahan Minyak Atsiri IV
21/30
21
Dari akarnya diperoleh minyak atsiri yang tidak berbau khas
minyak kayu putih mengandung : safrol, eugenol dan kamfer.
Bijinya mengandung sejenis lemak berbutir- butir dan
meleleh pada suhu 42C.
Pada kulit kayu manis masih banyak komponen kimia lain :
damar, perekat, tanin, gula, kalsium oksalat, insektisida,
cinnzelanol dan kumarin.
Dengan demikian kandungan kimia kayu manis ini sangat
tergantung pada daerah asalnya.
Contoh :
Eugenol kayu manis dari Srilangka ( Ceylon) = 7080 %.Eugenol kayu manis dari seyelles = 8796 %.
-
7/28/2019 Teknologi Pemisahan Minyak Atsiri IV
22/30
22
Minyak kayu manis diperoleh dari penyulingan/ distilasiair dan uap. Tergantung pada cara penyulingan.Perbandingan bahan baku dengan air = 1: 25. Lama
penyulingan 3 jam.
Penyulingan dengan uap menyebabkan sebagian besarminyak terdekomposisi, sedangkan dengan air atau airdan uap hanya sedikit terdekomposisi.
Kadar minyak atsiri sangat rendah bila di panen dibawahumur 8 tahun.
Karakteristik minyak atsiri C.Zeylanicum : Sp. Gr = 1,03-1,05 ; rotasi optik (20C) = (+1) - (-2) ; Indeks bias =
1,529-1,537 ; kelarutan dalam 70% etanol = 1,5.
-
7/28/2019 Teknologi Pemisahan Minyak Atsiri IV
23/30
23
Untuk cara budidaya, lihat Rismunandar dan Farry BPaimin. Budidaya& Pengolahan. Cet -6, Edisi revisi.Penebar Swadaya 2001.
Komponen utama yang terkandung dalam minyak atsirikayu manis adalah sinamaldehid, eugenol,acetoeugenol,aldehid,benzil benzoat dan felandren.
Sinamaldehid mudahlarut dalam air sehingga pemisahan
nya dengan air sanagt sulit sekali.Eugenol, adalah senyawa aromatik.
Sifat kimia kayu manis, pedas, sedikit manis, hangat danwangi.
Minyak atsiri kayu manis banyak mengandung senyawamonoterpen.
-
7/28/2019 Teknologi Pemisahan Minyak Atsiri IV
24/30
Komposisi Kimia Minyak Kayu Manis (C burmannii)
-
7/28/2019 Teknologi Pemisahan Minyak Atsiri IV
25/30
25
Komposisi Kimia Minyak Kayu Manis (C. burmannii)
Komposisi minyak atsiri %
-pinene 0,3
Kamfena 0,19
-pinene 0,18
4-tujanol 0,18
Cineole 0,2
-linalol 0,5
-caryophylene 1,3
-caryophylene 0,26
Caryophylene 3,91
Terpineol 0,1
Isoeugenol 44,45
Sinamaldehid 38,92
Nerolidol 0,38
Daun kering angin C. burmanni imengandung 0,9% minyak atsiri
Sumber : Andria Agusta, Minyak Atsiri Tumbuhan Tropika Indonesia, Laboratorium Fitokimia Puslitbang Biologi LIPI
Komposisi Kimia Minyak Kayu Manis (C. zeylanicum)
-
7/28/2019 Teknologi Pemisahan Minyak Atsiri IV
26/30
26
o pos s a ya ayu a s (C ey a cu )
Komposisi minyak atsiri %
-pinene 2,21
Kamfena 1,98
Limonena 10,91
p-cimena 13,54
D,L-Kamfor 9,61
-linalol 2,84
-caryophylene 1,35Borneol 19,18
Kopaena 22,15
-terpineol 0,99
Isoeugenol 2,36
Isocaryophylene 7,58
-kadinena 1,18
Patchulana 1,41
Kulit batang kering angin C. zeylani cummengandung 0,4% minyak atsiri
Sumber : Andria Agusta, Minyak Atsiri Tumbuhan Tropika Indonesia, Laboratorium Fitokimia Puslitbang Biologi LIPI
K i i Ki i Mi k K M i (C Javanicum)
-
7/28/2019 Teknologi Pemisahan Minyak Atsiri IV
27/30
27
Komposisi Kimia Minyak Kayu Manis (C. Javanicum)
Kulit batang kering angin C. javanicummengandung 0,75% minyak atsiri
Daun kering angin C. javanicummengandung 0,07% minyak atsiri
Komposisi Minyak Atsiri % dalam Daun % dalam Kulit Batang
-pinene 2,24 19,55
Kamfena 40,52 5,46
Limonena - 7,64
p-cimena 1,88 -
D,L-Kamfor 4,84 0,78Sineol 7,04 -
-linalol - 0,29
Borneol 14,25 -
Saprol - 32,27
Metil eugenol - 2,62
Isoeugenol 6,95 -
Oktadekanol 4,78 -
Sumber : Andria Agusta, Minyak Atsiri Tumbuhan Tropika Indonesia, Laboratorium Fitokimia Puslitbang Biologi LIPI
-
7/28/2019 Teknologi Pemisahan Minyak Atsiri IV
28/30
28
Komposisi Kimia Minyak Kayu Manis
(C. kinaboluensis)
Daun segar C. kinaboluensismengandung 0,06% minyak atsiri
Komposisi Minyak atsiri %
-pinene 4,5
Kamfena 1,08
Limonena 0,63
Osimena 1,06
-cis osimena 2,12
-pinena 1,03
-gurjumena 0,12
Caryophylene 1,07
Sumber : Andria Agusta, Minyak Atsiri Tumbuhan Tropika Indonesia, Laboratorium Fitokimia Puslitbang Biologi LIPI
P f t i k k i
-
7/28/2019 Teknologi Pemisahan Minyak Atsiri IV
29/30
29
Pemanfaatan minyak kayu manis :
Minyak kayu manis digunakan sebagai antiseptik,membunuh baksil typus 15 menit, beda dengan
minyak cengkeh 25 menit. Digunakan sebagai obat disentri dan singkir angin,
reumatik, pilek, jantung, pinggang dan darah tinggi,menguatkan lambung.
Dalam industri, sebagai obat kumur, penyegar bausabun, lotion, parfum, deterjen,peningkat cita rasa padamakanan.
Digunakan sebagai emenaqoque (pelancar haid) danabortif.
Skema penyulingan minyak kayu manis
-
7/28/2019 Teknologi Pemisahan Minyak Atsiri IV
30/30
30
Skema penyulingan minyak kayu manis
Bahan baku
Mesin penggiling
Ketel uap
Pemanasan
Uap (air + minyak)
Pendingin
Pemisah minyak
Minyak atsiri