I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Indonesia Indonesia merupakan merupakan negara negara yang terletak terletak pada garis garis katulistiw katulistiwaa dengan dengan iklimnya iklimnya yang tropis. tropis. Kondisi Kondisi tersebut membuat negara Indonesia memiliki tingkat keanekaragaman hayati yang tinggi. Banyak tanaman yang tumbuh subur di Indonesia. Hal tersebut merupakan keuntungan yang besar jika kita mampu mengelolanya dengan baik. Tak jarang tanaman-tanaman yang ada hanya dapat tumbuh di negeri ini. Tanaman-tanaman tersebut pun bukanlah tanaman yang tidak bermanfaat sama sekali, melainkan tanaman yang penuh potensi baik dimanfaatkan secara fisik maupun kimiawi. Berkaitan dengan potensi hayati maka penting adanya perlakuan khusus terhadap tiap-tiap potensi tersebut. Industia Industialisas lisasii dapat kita lakukan lakukan terhadap terhadap suatu potensi hayati yang ada. Industri Industri merupakan merupakan suatu kegiatan kegiatan peningkatan nilai tambah terhadap suatu komoditas menjadi suatu produk tertentu melalui serangkaian kegiatan pengolahan. Pengolahan Pengolahan yang dimaksud bisa merupakan merupakan proses secara fisik maupun maupun kimiawi bergantung bergantung kebutuhan. Selain itu kita dapat mengembangan berbagai macam produk dari satu komoditas dengan berbagai produk tertentu. Pada makalah ini kami mengusung akarwangi sebagai komoditas potensial untuk diolah. Akarwangi sebagaimana yang kita tahu merupakan tanaman potensial penghasil minyak atsiri. Akarwangi cukup tumbuh subur di Indonesia. Selain itu minyak akarwangi asal Indonesia cukup terkenal pada perdagangan dunia. dunia. Produk Produk yang dihasilkan dihasilkan dari pengolahan pengolahan akarwangi akarwangi berpotensi berpotensi besar untuk menghasil menghasilkan kan devisa devisa bagi Indonesia. Akarwangi juga merupakan tanaman yang memiliki banyak manfaat baik untuk pangan maupun non pangan. Minyak Minyak akarwangi akarwangi merupakan merupakan salah satu bentuk bentuk pengolaha pengolahan n pascapane pascapanen n dengan dengan serangkai serangkaian an proses proses pengolahan. Minyak akarwangi didapatkan dari bagian akar tanaman tersebut. Proses utama yang terlibat dalam pembuatan minyak akarwangi yakni adalah proses pengambilan senyawa minyak yang terkandung dalam akar tanaman tersebut melalui proses destilasi. Proses pembuatan minyak akarwangi yang baik juga memerlukan kondisi tertentu yang mendukung penyulingan minyak tersebut. Pemaparan di atas menunjukan betapa besar potensi dari pengembangan dari akarwangi. Dalam makalah ini akan ditekankan potensi apa saja yang dapat dikembangkan minyak akar wangi sebagai produk yang berperan didunia kesehatan dan aromatheraphy. aromatheraphy.
B. Tujuan Tujuan Tujuan dari pembahasan pembahasan makalah makalah ini yaitu untuk mengetahui mengetahui proses proses pengolaha pengolahan n minyak minyak akar wangi, prospek produk dan potensi apa saja yang yang dapat dikembangkan dari produksi akar akar wangi serta manfaat dari tanaman tanaman akar wangi itu sendiri.
Manfaat Akar Wangi: Rumpun Rumpun dan akar rumput rumput Vetiver Vetiver mengandung mengandung minyak minyak esesial esesial yang dapat dapat dijadikan dijadikan parfum, sabun dan penghilang bau tidak sedap. Minyak Vetiver dan akarnya dapat berkhasiat sebagai penangkal serangga. Di sebelah selatan India, secara tradisional, rumput Vetiver ditanam di sepanjang jalur tertentu sebagai batas permanen antar lahan. Sedangkan di Jawa, rumput Vetiver ditanam pada tempat-tempat miring. Kemampuan rumput Vetiver untuk digunakan sebagai pengontrol erosi telah meluas di seluruh penjuru daerah tropis, sejak tahun 1980-an. Di Jawa Teng Tengah ah,, pena penana nama man n komb kombin inas asii rump rumput ut Veti Vetive ver, r, rump rumput ut Gaja Gajah, h, poho pohon n Seng Sengon on dan dan Kara Kara beng benguk uk dapa dapatt mengendalikan erosi, stabilitas lereng dan memacu perkembangan sifat fisik tanah bekas letusan gunung berapi di Gunung Merapi. Daun akar wangi dapat di pakai sebagai pengusir serangga. Namun akar merupakan bagian utama sebagai penghasil minyak vetiveria oil. Selain itu, digunakan juga sebagai bahan dalam industri kosmetika, parfum dan sabun mandi
PROSES PENGOLAHAN MINYAK AKAR WANGI Proses produksi Pada tanaman akar wangi menurut Heyne (1987), hanya bagian akar yang mengandung minyak, sedangkan batang, daun, dan bagian lain tidak mengandung minyak. Akar yang menghasilkan minyak dengan mutu yang baik dipanen pada umur 22 bulan dan rendemen akar yang diperoleh 190 gram per rumpun. Ketaren (1985) menyebutkan bahwa akar yang masih muda bersifat lemah, halus seperti seperti rambut dan jika dicabut dapat putus dan tertinggal dalam tanah. Selain itu akar yang muda menghasilkan minyak dengan berat jenis dan putaran optik yang rendah, berbau seperti seperti daun. Akar yang yang lebih lebih tua dan cukup baik pertumbuhanny pertumbuhannya, a, berupa berupa akar yang lebih tebal dan dapat dapat menghasilkan minyak dengan mutu yang lebih baik, serta memiliki jenis dan putaran optik yang lebih tinggi, berbau lebih wangi dan lebih tahan lama.Tanaman akar wangi yang dipanen rata ‐rata berumur antara 12 sampai 14 bulan,karena kalau tanaman tersebut di panen pada umur lebih atau kurang daru umur tersebut, maka akan berpengaruh pada rendemen rendemen sehingga berpengaruh berpengaruh pula terhadap terhadap kualitas dan kuantitasnya. kuantitasnya. Senyawa-s Senyawa-senya enyawa wa penyusun penyusun minyak minyak akar wangi berpengaru berpengaruh h besar terhadap terhadap sifat sifat fisik fisik dan kimia yang dimilikinya. Sifat ini menentukan mutu dan juga dipengaruhi oleh faktor lain seperti asal daerah, jenis tanaman, umur panen, metode dan peralatan penyulingan yang digunakan. Oleh karena itu, sifat fisik dan kimia minyak akar wangi yang berasal dari beberapa negara produsen berbeda satu sama lainnya. Penyulingan (distilasi) merupakan proses pemisahan komponen berupacairan atau padatan dari 2 macam campuran atau lebih, berdasarkan perbedaan titik uapnya (Ketaren, 1985). Proses penyulingan umum digunakan untukmend untukmendapatk apatkan an minyak minyak atsiri atsiri dari tanaman. tanaman. Guenther (1990) menyebutka menyebutkan n ada tiga cara penyuling penyulingan an yang umumdigunakan, yaitu penyulingan dengan air (water (water distillation), distillation), penyulingan denganair dan uap (water (water and steam distillation), distillation), dan penyulingan dengan uap ( steamdistillation steamdistillation). ). Pada penyulingan dengan air, bahan yang akan disuling kontaklangsung dengan air mendidih. Pada penyulingan dengan menggunakan uap danair, bahan diletakkan pada rak-rak atau saringan berlubang, sehingga bahan tidakmengalami kontak langsung dengan air yang digunakan untuk menghasilkan uap.Tekanan yang dihasilkan dalam ketel suling untuk kedua cara ini biasanya sekitar1 atm. Penyulingan dengan menggunakan uap, pada dasarnya hampir samadengan penyulingan menggunakan uap dan air. Perbedaannya adalah uap panasyang digunakan berasal dari ketel uap yang terpisah dari ketel suling. Tekanan uap dalam ketel suling dapat dimodifikasi sesuai dengan kondisi bahan. Pemili Pemilihan han metode metode penyu penyulin lingan gan sanga sangatt menen menentuk tukan an keberh keberhasi asilan lan danefi danefisie siensi nsi proses proses penyu penyulin lingan gan.. Penyu Penyulin lingan gan dengan dengan uap langsu langsung ng memili memiliki ki efisie efisiensi nsi yang yang lebih lebih tinggi tinggi diband dibanding ingkan kan penyul penyuling ingan an air dan penyulingan air–uap, tetapimembutuhkan tetapimembutuhkan peralatan yang lebih komplek dan mahal (Risfaheri & Mulyono, 2006). Ketar Ketaren en (1985) (1985) mereko merekomen mendas dasika ikan n penyu penyulin lingan gan uap untuk untuk bahan bahan yangm yangmeng engand andung ung minya minyak k bertit bertitik ik didih didih
tinggi/fraksi berat yang lebih stabil terhadappanas seperti nilam, akar wangi, cendana, dan pala, karena dapat mempersingkatwaktu mempersingkatwaktu penyulingan. Proses penyulingan tersebut terdiri dari beberapa mekanisme pentingyang dapat membantu dalam memahami fenomena yang terjadi selama proses.Mekanisme penyulingan menggunakan air disajikan dalam Gambar di bawah.
Mekanisme proses penyulingan minyak atsiri dengan air (water (water distillation) distillation) (Azlina, 2005). a. Difusi
Difusi Difusi memega memegang ng perana peranan n pentin penting g pada pada ekstra ekstraksi ksi minya minyak k atsiri atsiri darita daritanam naman. an. Geank Geankopl oplis is (1983) (1983) menyebutka menyebutkan n difusi difusi molekuler molekuler didefinis didefinisikan ikansebag sebagai ai perpindah perpindahan an molekul molekul dalam fluida secara secara acak. acak. Gambar Gambar di bawah akan memperlihatkan skema proses difusi molekuler. Dari gambar gambar tersebut, terlihatmolekul A (dalam hal ini adalah uap) berdifusi secara acak melalui molekul B(minyak dalam tanaman) dari titik 1 ke 2. Hal ini dikarenakan jumlah molekulA yang ada di sekitar titik 1 lebih banyak daripada yang berada disekitar titik2. Hukum Fick menyebutkan penyebab terjadinya difusi adalah perbedaankonsentrasi komponen. Akibat perbedaan ini komponen akan berpindah keberbagai arah hingga konsentrasi mencapai kesetimbangan. Arah difusi darikonsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah.
Skema proses difusi (Geankoplis, 1983) Sel tanaman terdiri dari membran sel. Membran sel merupakan lapisanpelindung tanaman yang memisahkan sel dari dari lingku lingkunga ngan n luar. luar. Minya Minyak k atsiri atsiriber berada ada dalam dalam kelenj kelenjar ar minya minyak k (oil glands glands). Molekul-m Molekul-molek olekul ul yang beradadisekitar sel dapat berpindah berpindah masuk atau keluar sel. Membran sel selectiveperme sel selectivepermeabel abel mengatur mengatur molekul yang melewatinya. melewatinya. Air dapat melewatimembran sel dengan bebas melalui proses difusi dan osmosis. b. Osmosis
Peristiwa osmosis berperan membawa minyak yang terdapat dalam kelenjar ke permukaan bahan. Osmosis merupaka merupakan n peristiw peristiwaa perpindah perpindahan an partikel partikel dari tempat tempat yang memiliki konsentrasi konsentrasi lebih tinggi tinggi ke tempat tempat yang
memiliki memiliki konsentra konsentrasi si yang lebih rendah melewati melewati membran membran selektif selektif permeabe permeabell hingga hingga tercapai tercapai keseimban keseimbangan gan dinamis.
Skema Proses Osmosis c. Pemanasan, penguapan dan kondensasi
Pemanasan akan menyebabkan temperatur air meningkat hingga tekananuap cairan sama dengan tekanan sekitar. sekitar. Pada kondisi kondisi ini tidak terjadipe terjadipening ningkatan katan suhu dan penambaha penambahan n energi energi panas panas hanya hanya akan membuat cairanmenguap. Molekul-molekul Molekul-molekul uap tersebut akan tetap berada dalam gerakan yang konstan (keadaaan setimbang). Pada sistem tertutup, keadaan setimbangdipengaruhi oleh suhu. Kondensasi meru merupa paka kan n pros proses es peru peruba baha han n wuju wujud d uapm uapmen enja jadi di cair cairan an deng dengan an cara cara meng mengal alir irka kan n air air pend pendin ingi gin n pada pada tabungkondensor. Kondensasi dan penguapan melibatkan fase cairan dengankoefisien pindah panas yang besar. Kondensasi terjadi apabila uap jenuhseperti uap bersentuhan dengan padatan yang suhunya dibawah jenuhsehingga membentuk cairan (Geankoplis, 1983). d. Pemisahan
Pemisahan campuran air dan minyak umumnya dilakukan berdasarkanberat jenis. Secara umum minyak memiliki berat jenis lebih kecil dari beratjenis air (=1), sehingga minyak akan berada di lapisan atas. Pada proses ekstraksi minyak atsiri dengan menggunakan uap ( steam ( steam distillation), distillation), ada sedikit perbedaan mekanisme mekanisme yang terjadi. terjadi. Variasi Variasi mekanisme mekanismepada pada proses proses penyuling penyulingan an dengan dengan steam distillation disajikan pada gambar di bawah.
Mekanisme proses penyulingan minyak atsiri dengan uap ( steam ( steam
distillation) distillation) (Azlina, 2005) Pertama-tama uap akan berdifusi ke dalam bahan, untuk melepas minyakyang terdapat dalam bahan akan larut. Campuran minyak yang dibawa uap ini keluar menuju permukaan bahan melalui peristiwa osmosis. Setelah mencapaipermukaan, minyak dibawa oleh uap yang melewati bahan. Penambahan jumlahminyak yang larut dalam air dan proses osmosis sangat tergantung pada jumlahair yang masuk ke dalam jaringan tanaman tersebut. Air masuk ke dalam jaringantanaman melalui proses difusi. Dengan kata lain, peristiwa osmosis dan difusiterjadi dalam waktu yang bersamaan ( simultaneously). simultaneously). Proses-proses ini berlangsung terus menerus hingga semua komponen volatil minyak keluar darijaringan tanaman. Produk Produk minyak minyak akar wangi yang dihasilkan dihasilkan berupa berupa minyak minyak akar wangi kasar. kasar. Penyulinga Penyulingan n dilakukan dilakukan dengan dengan menggunaka menggunakan n sistem sistem kukus dan sistem sistem boiler atau atau sistem sistem uap terpis terpisah. ah. Hanya Hanya sediki sedikitt yang yang masih masih menggunakan sistem rebus. Bahan bakar yang digunakan saat ini didominasi oleh minyak solar dan oli bekas. Akan tetapi terdapat penyulingan yang menggunakan bahan bakar kayu. Minyak akar wangi dengan menggunakan sistem uap memiliki kualitas yang lebih baik dibandingkan dengan sistem kukus. Tekno Teknolog logii hulu hulu yang yang ditera diterapka pkan n umumny umumnyaa masih masih bersif bersifat at tradis tradision ional, al, sehing sehingga ga belum belum mampu mampu menjamink menjaminkesina esinambung mbungan an pengadaan pengadaan produk produk denganmutu denganmutu yang konsisten konsisten.. Penangan Penanganan an hasil hasil pascaprodu pascaproduksi ksi juga belum maksimal, seperti pemisahan minyak setelah penyulingan,wadah yang digunakan, dan penyimpananyang tidak benar, sehingga memungkinkan terjadinya proses-proses yang tidakdiinginkan, seperti oksidasi, hidrolisis ataupolimerisasi. Biasanya minyak yangdihasilkan akan terlihat lebih gelap danberwarna kehitaman atau sedikit kehijauanakibat kontaminasi dari logam Fe dan Cu. Halini akan berpengaruh terhadap sifat fisikakimia minyak (Hern (Hernani ani,, 2006). 2006). Oleh Oleh karena karenaitu itu,, masih masih diperl diperluka ukan n peneli penelitia tian n untukm untukmemu emurni rnikan kan miny minyak ak akar akar wangi wangi agar agar dapatmemberikan dapatmemberikan keuntungan yang optimal danmempunyai danmempunyai daya saing yang tinggi dengannegara lain. Secara garis besar teknik pemurnian dibagi menjadi2 cara: kimia dan fisika. Pada cara kimia ada 2 teknik. Yang pertamamengadsorpsi logam pengotor dengan adsorban seperti bentonit, arang aktif,dan zeolit. Yang kedua dengan mengkhelat (menyelimuti, (menyelimuti, red) logam pengotordengan larutan senyawa pembentuk khelat seperti asam sitrat dan asamtart asamtartarat arat.. Sedangkan Sedangkan cara fisika fisika ialah ialah redestila redestilasi si alias alias penyulinga penyulingan n ulang. ulang. Menurut Menurut Lesmaya Lesmayati ti (2004), (2004), terdapat beberap jenis cara untuk melakukan proses penyulingan yang disarankan, diantaranya: diantaranya: a. Indirect a. Indirect (Sistem (Sistem uap bertekanan): Pada proses ini penyulingan akar wangi dilakukan dengan menggunakan uap dari boiler. Untuk sistem ini dihasilkan kualitas vetiver oil yang lebih tinggi dan proporsi rendemennya lebih dari 60%. Didalam sistem uap, terdapat 3 bak penampung minyak. Bak pertama digunakan untuk penampungan minyak akar wangi yang sudah jadi, sedangkan untuk bak 2 dan 3 hanya untuk penampungan sementara minyak yang belum jadi. b. Sistem Kukus: Kukus: pada proses ini penyulingan akar wangi wangi yang dihasilkan kuantitas yang yang lebih banyak dibandingkan sistem uap tetapi kualitas vetiver yang dihasilkan lebih rendah dengan kandungan vetivernya hanya berkisar antara antara 56-58%. Untuk proses penyulingan minyak akar wangi, cara yang paling tepat dipakai adalah dengan cara indirect (Sistem uap bertekanan) dan tipe prosesnya adalah dedicated . Hal ini dikarenakan dengan cara indirect, maka kualitas minyak akar wangi tetap terjaga. Walaupun kuantitas yang dihasilkan lebih rendah, namun kadar vetivernya tinggi dimana yang berpengaruh terhadap mutu keseluruhan secara langsung. Selin itu, pemurnian minyak akar wangi dapat dilakukan secara kimia ataupun fisika.Pemurnian secara fisika memerlukan peralatan penunjang yang cukup spesifik, tetapi minyak yang dihasilkan lebih baik:warnanya lebih jernih dan komponen utamanya menjadi lebih tinggi. Pemurnian kimiawi bisa dilakukan dengan peralatan yanglebih sederhana, karena hanya diperlukanpencampuran dengan adsorben atau senyawa pengompleks tertentu. Penggunaan bentonit2% (b/v) telah dilaporkan meningkatkankejernihan dari 46% menjadi 88%: warna minyak yang cokelat gelap berubah menjadi kuning kecokelatan (Hernani, 2006).
Banyak penyerap logam yang dipakai untuk memurnikan minyak asiri.Sebut saja bentonit, arang aktif, dan zeolit. Namun, beragam penelitianmenunjukkan bentonit sebagai penyerap logam terbaik ketimbang arang aktifdan zeolit. Secara fisik warna minyak yang dimurnikan denganbentonit menjadi cokelat mudasedangkan dengan arang aktiftetap hitam. Makanya, bentonit terutama yang berbentuk serbuk paling populer dipakai penyulingbesar sebagai pemurni. Penyusun utama benton inilah silika dan alumina ((MgCa)O.Al2O3.5SiO2nH2O). Ia juga masih mengandung Fe, Mg, Ca, Na, Ti, dan K.Senyawa bentonit berbentuk lapisan silikat alumina yang bermuatan negatifdengan kation-kation di antara lapisannya. Bentonit memiliki kemampuanmengembang, menukar ion, dan berfungsi sebagai absorban. Ia juga mudahmenyerap air.Penyuling banyak menggunakan bentonit serbuk karena luaspermukaannya jauh lebih besar ketimbang bentonit kasar. Ia juga disukaikarena memiliki berat jenis yang tinggi, 2,4—2,8 kg/m3 sehingga sehingga memudahkan memudahkansaat saat memisahka memisahkannya nnya dengan dengan minyak. minyak. Bentonit Bentonit mampu mampu menyerap menyerap logam logam Pb,Zn, Pb,Zn, Fe, dan warna.Untuk meningkatkan kemampuan bentonitdalam menjerap senyawa-senyawa organik,terutama yang bersifat nonpol nonpolar ar,,
sepert sepertise isenya nyawaa waan n
hidrok hidrokarb arbon on aroma aromatik tik,,
benton bentonit it perlu perlu diakti diaktifka fkan n
terleb terlebih ih dahulu dahulu.. Aktiva Aktivasi si
inidimaks inidimaksudkan udkan untuk mengubah mengubah sebagians sebagianstrukt truktur ur lapisan lapisan silikat, silikat, sifat muatan muatan lapisansi lapisansilikat likat,, atau mengubah mengubah lingkungan permukaanmineral dari hidrofilik menjadi hidrofobik (Azlina, 2005). Proses aktivasi bentonit dilakukan dengan cara Bentonit (200 mesh) ditambahkan HCl 6 N, lalu dipanaskan selama3 jam pada suhu 80–90 °C. Nisbah bentonitdengan HCl adalah 1:4 (b/v). Selama aktivasi,larutan perendam menjadi berwarna kuning;pencucian diulangi sampai bentonit berwarnaputih. Proses selanjutnya adalah pemurnian minyak akar wangi dengan bentonit yang sudah diaktifkan. Minyak akar wangi kasar dicampur dengan bentonit 2% (b/v) b/v) kemudian dipanaskan padasuhu 55 °C pada panangas air selama 15 menit. Setelah dingin, minyak disaring dengancorong Büchner. Ke dalam minyak hasilpenyaringan ditambahkan natrium sulfatanhidrat untuk menyerap sisa air sambildiaduk selama 15 menit dan disaring kembali. Maka didapat minyak atsiri yang murni.
DAFTAR PUSTAKA Bagian Zara Azlina N. 2005. Study of Important Parameters Affecting The Hydro-Distillation Hydro-Distillation for Ginger Oil Production [thesis]. Malaysia : Faculty of Chemical and Natural Resources Engineering, University Teknology Malaysia Geankoplis CJ. 1983. Transport Processes and Separation Prosess Principles (Includes Unit Operations) Fourth Edition. New York : Prentice Hall. Guenther. 1990. Minyak 1990. Minyak Atsiri Jilid I dan IVA IVA.. Semangat Ketaren, penerjemah. Jakarta : Universitas Indonesia Press. Terjemahan dari : The Essential Oils. Hernani TM. 2006. Peningkatan Mutu Minyak Atsiri Melalui Proses Pemurnian. Pemurnian. Di dalam: Konferensi Nasional Minyak Atsiri 2006, Solo, 18-20 Sep 2006. Bogor: Balai Besar Litbang Pascapanen Pertanian. Heyne K. 1987. Tumbuhan Berguna Indonesia Jilid 1. 1. Jakarta : Balitbang Kehutanan. Ketaren S. 1985. Pengantar 1985. Pengantar Teknologi Teknologi Minyak Atsiri Atsiri. Jakarta : Balai Pustaka. Lesmaya Lesmayati, ti, S. 2004. Modifikasi Modifikasi Proses Proses Penyuling Penyulingan an Minyak Minyak Akar Wangi denga Peningkatan Peningkatan Secara Secara Bertahap Bertahap.. Skripsi , Fateta-IPB Bogor. Risfaheri dan Edi, M. 2006. Standar Proses Produksi Minyak Atsiri. Di dalam : Menuju IKM Minyak Atsiri Berdaya Saing Tinggi. Tinggi. Prosiding Konferensi Nasional Minyak Atsiri 2006 Vol. 1; Solo, 18 – 20 Sept 2006. Jakarta : Direktorat Industri Kimia dan Bahan Bangunan Dirjen IKM Departemen Perindustrian Perindustrian RI. hlm 68 – 80.
