Ekstraksi Minyak Atsiri Dari Daun Nilam (Pogostemon Cablin Benth) Menggunakan Metode Air-Hydrodistillation Dan Steam Distillation Dengan Skala Besar

Minyak nilam termasuk satu minyak yang banyak digunakan dalam industri kosmetik, obat-obatan, makanan, dan minuman. Umumnya para petani nilam sering menghadapi kendala pada proses ekstraksi minyak nilam. Saat ini para petani masih menggunakan metode steam distillation untuk mengekstrak minyak nilam. Sehingga diperlukan sebuah inovasi terbaru yang dapat digunakan untuk mengekstrak minyak nilam. Pada penelitian ini nantinya akan menggunakan penambahan aliran udara sebagai inovasi agar dapat mempercepat proses ekstraksi dan meningkatkan jumlah yield. Tujuan dalam penelitian ini adalah mempelajari faktor-faktor yang berpengaruh terhadap metode air-hydrodistillation dan steam distillation, yang meliputi lama waktu ekstraksi, rasio antara bahan baku yang akan diekstrak dengan pelarut atau distiller yang digunakan, kondisi bahan baku yang akan diekstrak, serta pengaruh dari ada tidaknya penambahan udara pada metode air-hydrodistillation terhadap yield dan recovery minyak yang dihasilkan. Selain itu dalam penelitian ini juga ditentukan model kinetika untuk ekstraksi minyak nilam dengan menggunakan metode air-hydrodistillation dan steam distillation. Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah daun nilam (Pogostemon cablin Benth) dalam kondisi segar dan kering serta dengan ukuran daun utuh dan cacah (± 1 cm). Pada ekstraksi dengan metode hydrodistillation, air-hydrodistillation dan steam distillation, rasio bahan baku terhadap solvent: 0,025; 0,050; 0,075; 0,100 dan 0,150 g/mL serta waktu ekstraksi selama 8 jam dengan waktu pengamatan setiap 1 jam. Untuk ekstraksi dengan metode air-hydrodistillation laju aliran udara yang digunakan adalah 0, 3, 5, 7 dan 10 L/min. Dari hasil penelitian dapat dilihat bahwa secara umum Ekstraksi minyak nilam menggunakan metode steam distillation dari daun nilam kering (utuh dan cacah) menghasilkan yield yang tinggi bila dibandingkan menggunakan metode hydrodistillation dan air-hydrodistillation. Kondisi operasi yang optimal untuk ekstraksi minyak nilam menggunakan metode hydrodistillation diperoleh ketika menggunakan daun nilam dengan kondisi kering cacah (±1 cm) dan F/S ratio 0,025 g/mL. Sedangkan kondisi operasi optimal diperoleh ketika menggunakan daun nilam dengan kondisi segar cacah (±1 cm) dan F/S ratio 0,100 g/mL. Untuk metode air-hydrodistillation, kondisi operasi optimal diperoleh ketika menggunakan daun nilam dengan kondisi kering cacah (±1 cm), F/S ratio 0,100 g/mL, dan laju aliran udara 3 L/min. Sedangkan ondisi operasi optimal diperoleh ketika menggunakan daun nilam dengan kondisi segar cacah (±1 cm), rasio antara massa bahan baku terhadap volume solvent (F/S) 0,100 g/mL, dan laju aliran udara 5 L/min. Dengan adanya penambahan aliran udara mampu meningkatkan jumlah yield dan akumulasi recovery minyak yang diperoleh, namun laju alirnya juga harus disesuaikan dengan karakteristik bahan. Dimana laju aliran udara yang optimal untuk ekstraksi minyak nilam baik dari daun nilam segar (utuh) 5 L/min dan kering (cacah) yaitu 3 L/min dengan F/S ratio 0,100 g/mL. Serta model kinetika orde dua lebih dapat merepresentasikan secara baik hasil eksperimen dari ekstraksi minyak nilam dengan metode hydrodistillation dan air-hydrodistillation apabila dibandingkan dengan model kinetika orde satu. Berdasarkan hasil pengujian terhadap sifat fisik dari minyak nilam menunjukkan bahwa minyak nilam yang diperoleh dengan metode hydrodistillation dan air-hydrodistillation memiliki kualitas (berat jenis dan kelarutan dalam alkohol) yang sama. Sedangkan pengujian terhadap sifat kimia pada minyak nilam menunjukkan bahwa kadar patchouli alcohol dari minyak nilam yang diperoleh dengan metode air-hydrodistillation daun cacah yaitu 46,23% lebih besar jika dibandingkan dengan yang diperoleh menggunakan metode dengan metode hydrodistillation daun cacah yaitu 44,88%. Berdasarkan hasil pengujian terhadap sifat fisik dan kimia, minyak nilam hasil ekstraksi menggunakan metode hydrodistillation dan air-hydrodistillation telah sesuai dengan standar kualitas SNI 06-2385-2006 dan ISO 3757 : 2002. Kata kunci: hydrodistillation, air-hydrodistillation, steam distillation, ekstraksi, minyak nilam, pemodelan kinetika ================================================================================================ Patchouli oil is an oil that is widely used in various industries, such as cosmetics, pharmaceutical, food, and beverage industry. Generally, farmers often find constraints on the process of extracting patchouli oil. Currently, farmers are still using the steam distillation method to extract patchouli oil. So it takes a new innovation that can be used to extract patchouli oil. This research will use the addition of airflow as an innovation in order to speed up the extraction process and increase of yield. The purpose of this research is to study the factors that influence the air-hydrodistillation and steam distillation methods, which include extraction time, the ratio of raw material to be extracted with a solvent or the distiller used, condition of the raw materials to be extracted, and the influence of the presence or absence of additional of airflow in air-hydrodistillation method to the yield and recovery of oil produced. Additionally in this study also determined the kinetics models for the extraction of patchouli oil by using the air-hydrodistillation and steam distillation methods. Material used in the study include patchouli leaves (Pogostemon cablin Benth) in fresh and dry condition. In the extraction with air- hydrodistillation and steam distillation methods, the ratio of raw material to be extracted with a solvent was: 0,025; 0,050; 0,075; 0,100 and 0,150 g/mL and the extraction time for 8 hours with the observation time every 1 hours. For extraction with air-hydrodistillation method, air flow rate used was 0, 3, 5, 7 and 10 L/min. The results of the study, it can be seen that in general the extraction of patchouli oil using the steam distillation method from dried patchouli leaves (whole and chopped) produces high yield compared to using the hydrodistillation and air-hydrodistillation methods. The optimal operating conditions for extracting patchouli oil using the hydrodistillation method were obtained when using patchouli leaves with chopped dry conditions (± 1 cm) and F/S ratio of 0.025 g / mL. While the optimal operating conditions were obtained when using patchouli leaves with fresh chopped conditions (± 1 cm) and F/S ratio of 0.100 g/mL. For the air-hydrodistillation method, optimal operating conditions were obtained when using patchouli leaves with chopped dry conditions (± 1 cm), F/S ratio of 0.100 g/mL, and air flow rate of 3 L/min. Whereas the optimal operating conditions were obtained when using patchouli leaves with fresh chopped conditions (± 1 cm), the ratio between the mass of raw materials to solvent volume (F/S) 0.100 g/mL, and air flow rate of 5 L/min. With the addition of air flow can increase the amount of yield and accumulated oil recovery obtained, but the flow rate must also be adjusted to the characteristics of the material. Where the optimal air flow rate for the extraction of patchouli oil from both fresh (whole) patchouli leaves 5 L/min and dry (chopped) is 3 L/min with an F/S ratio of 0.100 g/mL. As well as the second order kinetics model, it can better represent the experimental results of patchouli oil extraction using hydrodistillation and air-hydrodistillation methods when compared to first-order kinetic models. Based on the test for physical properties of patchouli oil showed that the essential oil obtained using hydrodistillation and air-hydrodistillation methods have the same quality (density and solubility in alcohol). While the testing of the chemical properties of patchouli oil showed that patchouli alcohol levels from patchouli oil obtained by chopped leaf air-hydrodistillation method were 46.23% greater than those obtained using the method of chopped leaf hydrodistillation method which was 44.88%. Based on test result on physical and chemical properties, patchouli oil extracted using hydrodistillation and air-hydrodistillation methods methods have been in accordance with quality standards SNI 06-2385-2006 and ISO 3757: 2002. Keywords: hydrodistillation, air-hydrodistillation, steam distillation, patchouli oil, extraction, patchouli oil, kinetic modellin