Supercritical Fluide Extraction (SFE) Ekstraksi Fluida Superkritis
Teknik ekstraksi dengan Fluida Superkritis merupakan suatu teknik pemisahan yang memanfaatkan daya pelarut dari fluida superkritik pada suhu dan tekanan di sekitar titik kritis. Cara ini sangat efektif terutama sekali untuk mengisolasi senyawa dengan berat molekul sedang dengan kepolaran yang rendah. Karena proses pemisahannya menggunakan suhu yang rendah, metode ini dapat digunakan untuk mengisolasi senyawa yang tidak tahan panas dan dapat dikembangkan dalam industri makanan minyak, bahan alam dan petrolatum. Dibandingkan dengan pelarut lain, Fluida superkritis memiliki densitas dan viskositas yang rendah, serta difusitas tinggi hingga memungkinkan untuk ekstraksi dan pemisahan yang cepat. Daya pelarut dari fluida superkritis cukup tinggi terhadap senyawa padat, cair, atau gas dan ini dapatdiubah dengan memvariasikan suhu dan tekanan. Selain itu fluida dapat mudah dipisahkan dari ekstrak karena memiliki volatilitas yang tinggi. Penggunaan teknik fluida superkritis dalam proses ekstraksi dan fraksinasi berkembang semakin pesat baik dibidang industry kimia, pangan, farmasi, serta penanganan limbah industry. Keunggulan sifat fluida superkritis seperti koefisien difusi antara fase gas dan cair, kekentalan fase gas, kerapatan fase cair, membuat daya pelarutnya semakin baik dibandingkan pelarut lain. Kecenderungan adanya peraturan penggunaan pelarut organic dalam industry makanan serta kebutuhan akan system pemisahan yang hemat energy, menyebabkan teknologi fluida CO2 superkritis mendapat peluang yang sangat besar diawali diawali dengan skala komersial komersial dai proses dekafeinasi kopi (1968) di Jerman. Fluida Superkritis
Fluida superkritik adalah suatu keadaan fluida di atas titik kritis. Perhatikan gambar dibawah ini:
Sifat-sifat fisikokimianya berada diantara fase cair dan gas yang membuat daya larutnya lebih tinggi dibandingkan pelarut lain.
Dari tabel terlihat bahwa gas memiliki difusifitas yang paling besar, sehingga laju transfer massanya terlihat paling besar. Dengan densitas kecil, kekuatan gas sebagai pelarut kurang. Fluida superkritis memiliki densitas dan kekuatan pelarut yang hamper sebanding dengan cairan. Viskositas yang lebih rendah dari cairan yang menyebabkan fluida superkritis memiliki kemampuan untuk penetrasi matriks inert dan solute ekstrak yang lebih baik. Keunggulan utama fluida superkritis dibandingkan cairan adalah memiliki difusifitas yang besar 1000 kali lipatnya sehingga menghasilkan laju transfer massa yang lebih besar. CO2 merupakan fluida yang digunakan secara luas dalam fluida superkritis, dengan pertimbangan sebagai berikut : tidak berwarna, tidak berbau, tidak beracun, tidak meninggalkan residu, tidak mudah terbakar, mudah diperoleh dengan tingkat kemurnian yang tinggi, memiliki parameter kritis yang sesuai (Tc = 31.1°C, Pc = 73.8 MPa), relative murah, ramah lingkungan, dapat mengekstrak dalam waktu singkat dan siklusnya dapat di recycle. Keuntungan Ekstraksi Fluida Superkritis
Ekstraksi fluida superkritis memberikan keuntungan lebih jika dibandingkan dengan proses ekstraksi dengan menggunakan pelarut organik tradisional, sebagai misal, dalam setiap proses ekstraksi sisa pelarut tidak dapat dihindari dan selalu terukur secara kuantitatif, akan tetapi produk akhir yang dihasikan dengan menggunakan metode ini tidak akan ditemui sisa pelarut, karena adanya pengurangan pada proses selanjutnya. CO2 secara umum telah diakui dan dicantumkan dalam US Food and Drug Asministration sebagai bahan tambahan pangan manusia. Selain itu, ekstraksi dengan teknologi fluida super kritis, menghasilkan ekstrak dengan aroma dan rasa yang alami, karena pelarut CO2 memerlukan temperatur rendah, sehingga mampu menahan koponen yang memiliki kontribusi terbesar terhadap aroma yang sensitif terhadap panas. Dalam prosesnya tidak dihasilkan oksigen, sehingga proses oksidasi dari ekstrak dapat dikurangi secara signifikan. Kekurangan-kekurangan yang terjadi pada proses ekstraksi menggunakan metode distilasi maupun metode konvensional lainnya, antara lain : jumlah ekstrak yang dihasilkan
sedikit, kehilangn komponen yang mudah meguap, waktu ekstraksi yang panjang, sisa pelarut yang bersifat toksik, degradasi komponen tidak jenuh karena adanya peengaruh panas, tidak terjadi pada ekstraksi fluida superkritis. Kekurangan Ekstraksi Fluida Superkritis
Pada proses ekstraksi, tekanan yang dibutuhkan harus tinggi, jika tekanannya tidak tinggi maka rendemennya akan turun dan waktu proses penyulingannya akan lebih lama. Selan itu, dibutuhkan pressure vessel yang tahan terhadap tekanan yang tinggi sedangkan di Indonesia sendiri belum ada industri manufacturing yang bisa membuatnya yang berarti harus dibuat di luar negeri yang dalam segi perekonomiannya pun mahal. Prinsip Ekstraksi dengan Fluida Superkritik
Pada prinsipnya ekstraksi / pemisahan komponen tertentu dari suatu bahan baku ditentukan dengan empat tahap perpindahan masa : 1) Difusi pelarut ke dalam bahan yang sedang dekstrak 2) Melarutnya komponen tertentu ke dalam pelarut di dalam bahan 3) Difusi komponen yang sudah larut dari dalam bahan ke fasa pelarut di luar bahan 4) Pengangkutan bahan yang telah larut dan keseluruhan pelarut keluar dari zona ekstraksi.
Ekstraksi dengan fluida superkritik biasanya dilakukan dengan menggunakan hubungan perbandingan antara pelarut dan bahan yang dilarutkan memiliki laju alir ke atas yang tinggi, dan kekentalan fluida yang rendah. Oleh karena itu perpindahan massa sangat dipengaruhi oleh laju difusi pelarut dan komponen terlarut didalamnya melalui struktur media bahan ketika keluar menuju fase pelarut. Dengan demikian, laju perpindahan massa dapat ditingkatkan dengan meningkatkan difusitas pelarut, memperkecil jarak tempuh perpindahan massa di dalam bahan atau dengan menghilangkan berbagai penghambat terhadap difusi yang dihadapi
Pada dasarnya berbagai gas, termasuk air dapat sebagai medium fluida superkritis tapi CO2 adalah yang paling umum digunakan. Suhu CO2 yang mendekati suhu kabar dan dalam kondisi normal tekanan atmosfer, dapat dengan mudah mencapai titik kontrol superkritis. Karena itum CO2 pada teknologi fluida superkritis merupakan media terbaik.
Cara Kerja Ekstraksi Fluida Superkritis
Berikut ini adalah cara kerja dari ekstraksi cairan superkritis : 1. Bahan baku yang akan diekstraksi dimasukkan ke dalam tangki ekstraksi yang dilengkapi dengan pengendali suhu serta katup tekanan di kedua ujungnya untuk menjaga kondisi ekstraksi yang diinginkan. 2. Tangki ekstraksi diberikan tekanan fluida melalui pompa, yang juga dibutuhkan untuk sirkulasi cairan dalam sistem. 3. Dari tangki yang berisi fluida CO 2 dan komponen yang dilarutkan ditransfer ke pemisah dimana kekuatan solvasi cairan tersebut menurun sebesar pertambahan suhu, atau bisa lebih, dan akan mengurangi tekanan sistem. 4. Produk kemudian dikumpulkan melalui sebuah katup yang terletak di bagian bawah pemisah 5. Uap CO2 terkondensasi dan kembali menjadi fluida dan kembali ke tangki. 6. Kemudian dapat dilakukan ekstraksi lagi seperti sebelumnya .
Penggunaan Ekstraksi Fluida Superkritikal
Fluida superkritis secara umum dapat digunakan sebagai larutan pengekstrak, eluen dalam teknik kromatografi dan media reaksi. Penggunaan secara komersial masih terbatas, namun perkembangannya terus meningkat. Penggunaan SFE secara komersial diawali dari ekstraksi kafein dari kopi tahun 1968 di Jerman dengan menggunakan tekanan 160-220 atm dengan temperature 70-90oC dan selanjutnya lebih dikembangkan lagi kearah proses yang optimal dalam skala komersial. Penggunaan lainnya dalam industry makanan adalah mengekstraksi rempah-rempah dimana setelah pelarutan masih mempunyai karakteristik dan organoleptik yang sama dengan bahan dasar.
Daftar Pustaka : •
agoes, goeswin. 2007. teknologi bahan alam. bandung:penerbit ITB
•
http://www.waters.com/waters/nav.htm?cid=10146521&locale=en_US
•
http://sfe.vemt.bme.hu/angol/supercritical.html
•
Wenclawiak, Bernd (Editor). Analysis with Supercritical Fluid: Extaction and Chromatography. Springer Laboratory. Germany. 1992
•
http://www.natex.at/processdescriptionextr.html
•
2008. A review on supercritical Fluid Extraction as New Analyical Method - Abbas K.A. American Journal of Biochemistry and Biotechnology
•
Teknologi Fluida superkritik dalam industri pada proses pemisahan dengan kemurnian tinggi. Anny Sulaswaty dan Roy H. Trisnamuty
