PENGOLAHAN MINYAK ATSIRI

Minyak atsiri secara umum terdiri atas unsur-unsur karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O) dan kadang-kadang juga terdiri atas nitrogen (N) serta belerang (S). Minyak atsiri mengandung resin dan lilin dalam jumlah kecil yang merupakan komponen yang tidak dapat diuapkan. Berdasarkan komposisi kimia dan unsur-unsurnya minyak atsiri dibagi dua, yaitu : Hydrocarbon dan Oxygeneted hydrocarbon.


Hydrocarbon memiliki unsur-unsur hydrogen (H) dan karbon (C. Hydrocarbon terdiri atas senyawa terpene. Jenis hydrocarbon yang terdapat dalam minyak atsiri sebagian besar terdiri atas : monoterpene (2 unit isoprene), sesquineterpen (3 unit isoprene), diterpene (4 unit isoterpene), politerpene, parafin, olefin dan hydrocarbon aromatik. Komponen hydrocarbon dominan menentukan bau dan sifat khas dari setiap jenis minyak atsiri. Sebagai contoh, minyak jeruk mengandung 90% limonen. Oxygeneted hydrocarbon mengandung unsur-unsur karbon (C), hydrogen (H), dan oxygen (O). Yang termasuk oxygeneted hydrocarbon adalah : persenyawaan alkohol, aldehida, keton, oksida, ester dan eter. Ikatan karbon dalam oxygeneted hydrocarbon ada yang jenuh dan ada yang tidak jenuh.

4.1 Sifat Umum Minyak Atsiri Dan Kegunaannya

Ada beberapa hal yang menjadi sifat umum dan ciri khas serta kegunaan dari minyak atsiri, diantaranya :

a. Banyak istilah yang digunakan untuk menyebut minyak atsiri, antara lain : essetile oils, etherial oils, volatile oils, minyak kabur, minyak terbang, dan lain sebangainya.

b. Minyak atsiri mudah menguap pada suhu kamar dengan komposisi berbeda-beda sesuai sumber penghasilanya.

c. Minyak atsiri dihasikan dari bagian tertentu jaringan tanaman seperti, akar, batang, kulit dan daun serta bagian bunga.

d. Di dalam perdagangan nasional, masing-masing minyak atsiri memiliki nama dagang tersendiri tergantung pada jenis tanaman yang menghasilkannya, misalnya : minyak atsiri yang berasal dari tanaman alpukat bernama dagang avocado oils, minyak jahe (ginger oils), minyak akar wangi (vetiver oils), minyak cengkeh (clove oils) dan sebagainya.

Kegunaan minyak atsiri diantaranya adalah sebagai berikut, yaitu :

a. Kegunaan minyak atsiri sangat luas dan spesifik, khususnya dalam berbagai bidang industri.

b. Minyak atsiri banyak digunakan sebagai bahan pewangi dan penyedap (flavoring), terutama bagi bangsa-bangsa yang sudah maju dan sudah digunakan sejak beberapa abad yang lalu.

c. Beberapa jenis minyak atsiri dapat digunakan sebagai bahan antiseptik internal dan eksternal atau sebagai bahan antienzimatik maupun sebagai stimulants untuk obat sakit perut. Dimana minyak atsiri mempunyai sifat membius, merangsang, atau memuakan. Disamping itu juga ada beberapa minyak atsiri lainnya dapat digunakan sebagai obat cacing.

d. Rempah-rempah dan minyak atsiri dengan flavour yang khas, telah digunakan sebagai penyedap masakan sejak beberapa abad yang lalu. Selain mempunyai bau yang menyenangkan, minyak atsiri juga membantu pencernaan dengan merangsang sistem saraf sekresi, sehingga akan keluar getah lambung yang mengandung enzim seperti pepsin, trypsin, lipase, amilase disekresikan ke dalam lambung dan usus hanya distimulir oleh bau dan rasa bahan pangan. Dengan mencium bau-bau tertentu, maka akan keluar cairan getah sehingga rongga mulut dan lambung menjadi basah.

e. Minyak atsiri dapat menetralisir bau yang tidak enak dari bahan, seperti bau busuk pada kulit sintesis. Sebagai contoh ialah penambahan senyawa-senyawa aromatik (dalam minyak atsiri) ke produk tertentu, seperti karet sintetik dan lateks.
f. Contoh lain kegunaan minyak atsiri dalam industri adalah :

 Industri parfum dan toilet : perlengkapan bayi, perlengkapan mandi, penghilang bau badan, lipstick, obat cuci, pembuatan obat kuku, bedak, krim, obat penghilang bulu, dan lainnya.

 Industri karet : berbagai macam produk karet sintetis, mainan, senyawa tahan air.

 Industri sabun : bubuk pembersih, detergent, sabun cuci, sabun mandi, sampo dan lainnya.

 Industri minuman : cola drink, ginger laes, soft drink dan lainnya.
4.2 Metode Penyulingan

Dalam industri minyak atsiri dikenal tiga macam metode penyulingan, yaitu :

- Penyulingan dengan air (water distillation).

- Penyulingan dengan air dan uap (water and steam distillation).

- Penyulingan dengan uap langsung (steam distillation).

Berikut adalah beberapa penjelasan dari ketiga macam metode penyulingan tersebut.

a) Penyulingan dengan air (water distillation)

 Pada metode ini, bahan yang akan disuling mengalami kontak langsung dengan air mendidih. Bahan tersebut mengapung diatas air atau terendam secara sempurna tergantung dari bobot jenis dan jumlah bahan yang disuling.

 Beberapa jenis bahan (misalnya bungan mawar) harus disuling dengan metode ini, karena bahan harus tercelup dan dapat bergerak bebas dalam air mendidih. Jika di suling dengan metode uap langsung, bahan akan melekat dan membentuk gumpalan besar yang kompak, sehingga uap tidak dapat berpenetrasi ke dalam bahan.
b) Penyulingan dengan air dan uap (water and steam distillation).

 Pada metode ini, bahan olah diletakan di atas rak-rak atau saringan berlubang. Ketel suling di isi dengan air sampai permukaaan air berada tidak jauh di bawah saringan.

 Ciri khas dari metode ini adalah uap selalu dalam keadaan basah, jenuh dan tidak terlalu panas serta bahan yang disuling hanya berhubungan dengan uap dan tidak dengan air panas.

c) Penyulingan dengan uap langsung (steam distillation).

 Prinsipnya sama dengan metode penyulingan sebelumnya, tetapi air tidak di isi dalam ketel. Uap dialirkan melalui pipa uap melingkar yang berpori terletak dibawah bahan, dan uap bergerak ke atas melalui bahan yang terletak di atas saringan.
4.3 Peralatan Penyulingan

Alat-alat yang diperlukan dalam penyulingan tergantung pada banyaknya bahan dan metode penyulingan yang dilakukan. Ada tiga bagian alat yang utama yang merupakan peralatan dasar. Khusus untuk penyulingan uap, diperlukan bagian alat tambahan, yaitu ketel uap. Adapun peralatan penyulingan tersebut diantaranya adalah :

- Ketel suling (retort)

- Pendingin (kondensor)

- Penampung hasil kondensasi (receiver)

- Ketel uap

a) Ketel suling (retort)

 Ketel suling berfungsi sebagai wadah tempat air dan/atau uap untuk mengadakan kontak dengan bahan serta untuk menguapkan minyak atsiri.

 Ketel suling yang sederhana berbentuk silinder atau tangki yang dilengkapi dengan tutup yang dapat dibuka atau diapitkan pada bagian atas penampung ketel. Pada atau dekat penampang atas tangki dipasang pipa berbentuk leher angsa(gooseneck) untuk mengalirkan uap ke kondensor.

 Pada metode penyulingan dengan air, ketel suling dapat digunakan dengan cara memasukan air dan bahan, kemudian penutup dipasang dan selanjutnya di bagian bawah ketel dipanaskan.

 Pada penyulingan air dan uap, dipasang suatu saring (grid) atau dasar semu di atas ketel suling sehingga air yang mendidih tidak kontak dengan bahan.

 Pada penyulingan uap langsung, saringan (grid) ditempatkan didekat dasar ketel. Uap dialirkan melalui suatu pipa uap, biasanya merupakan pipa melingkar yang berlubang atau melintang di bawah saringan. Pipa uap tersebut dilengkapi dengan lubang-lubang kecil yang berdiameter kurang lebih 1/8 inci atau luas total permukaan lubang-lubang tersebut tidak boleh lebih besar dari luas mulut pipa melingkar yang digunakan. Jika luas total permukaan lubang-lubang lebih besar, maka uap air akan keluar dari lubang yang pertama sebelum mencapai seluruh panjang pipa uap. Dengan kata lain, uap harus dimasukan ke dalam ketel sedemikian rupa sehingga didistribusikan di dasar ketel dan menembus bahan yang disuling secara merata.

 Ketel yang digunakan pada metode penyulingan air mempunyai ukuran diameter yang lebih besar dari tinggi ketel. Hal ini untuk menghindari tekanan yang disebabkan oleh berat bahan dan partikel-partikel tanaman akan bergerak bebas dalam air mendidih, sehingga proses penyulingan lebih cepat, rendemen dan mutu minyak atsiri yang dihasilkan lebih baik.

 Ketel yang digunakan pada penyulingan air dan uap sebaiknya mempunyai diameter yang sama dengan intinya.

 Pada penyulingan uap langsung, ukuran tinggi ketel harus lebih besar dari ukuran diameternya sehingga uap lebih lama kontak dengan bahan yang disuling. Pada umumnya diameter ketel paling besar 6-8 ft, dan jika diinginkan kapasitas yang lebih besar, maka ukuran ketel lebih baik diperbesar dengan menambah ukuran tinggi daripada ukuran diameternya.

 Pengisian bahan ke dalam ketel tidak boleh terlalu penuh, karena dapat menyebabkan distribusi uap yang tidak merata dan tekanan disekitar dasar ketel akan bertambah tinggi. Rancangan suatu bentuk ketel harus didasarkan pada volume bahan yang diolah dan bertambah volume bahan (kira-kira1/3 dari volume bahan olah).

 Hubungan antara tinggi dan diameter yang digunakan tergantung dari sifat porositas bahan yang diolah. Ketel yang berukuran lebih tinggi cocok digunakan untuk menyuling bahan yang bersifat porous sedangkan ukuran ketel yang lebih rendah cocok untuk menyuling bahan yang bersifat lebih kompak.

 Bahan dasar untuk ketel suling dahulunya dibuat dari logam tembaga, karena tahan lama (awet) dan mempunyai mutu yang tidak berubah walaupun telah mengalami perombakan dan bagian dalam dari ketel dilapisi kaleng (timah) tebal. Minyak atsiri yang dihasilkan akan mengandung tembaga, biasanya berwarna hijau kebiruan dan harus dipucatkan terlebih dahulu sebelum diperdagangkan. Plat aluminium dapat digunakan sebagai bahan ketel suling dan minyak yang dihasilkan mempunyai kualitas baik (satisfacory result), tetapi minyak yang mengandung gugusan fenol akan bereaksi dengan aluminium.

 Saat sekarang, ketel suling pada penyulingan uap sekala besar menggunakan bahan berupa lembaran besi galvanize yang dapat menghasilkan minyak atsiri bermutu baik.

b) Pendingin (kondensor)

 Kondensor berfungsi untuk mengubah seluruh uap air dan uap minyak menjadi fase cair.

 Jumlah panas yang dikeluarkan pada peristiwa kondensasi sebanding dengan panas yang diperlukan untuk menguapkan minyak dan air. Sejumlah kecil panas tambahan dikeluarkan untuk mendinginkan hasil kondensasi, yang berguna untuk menjaga supaya suhunya di bawah titik didih.

 Besarnya panas yang dapat dibebaskan oleh uap sewaktu mengembun dapat dinyatakan sebagai berikut :












 Faktor yang mempengaruhi nilai U pada proses kondensasi adalah kecepatan aliran air pendingin yang melewati permukaan kondensor, kecepatan aliran uap dan jenis bahan kondensor.

 Macam-macam tipe kondensor :

- Kondensor zigzag

- Kondensor pipa lurus

- Kondensor berpilin

- Kondensor tubular

c) Penampung hasil kondensasi (receiver)

 Alat penampung kondensat biasanya berupa alat pemisah minyak (decanter) yang berfungsi untuk memisahkan minyak dari air suling (condesed water), dimana air suling tersebut akan terpisah secara otomatis dari minyak atsiri.

 Sebagian besar alat pemisah minyak dirancang berdasarkan botol florentine. Botol florentine berukuran kecil biasanya terbuat dari kaca, sedangkan yang berukuran besar terbuat dari timah, tembaga berlapis timah (tinned copper), aluminium atau besi galvanized.

d) Ketel uap

 Ketel uap berfungsi sebagai sumber penghasil uap.

 Ukuran ketel uap tergantung pada jumlah uap yang dibutuhkan.

 Ketel uap harus dilengkapi sistem alat pengukur jumlah air dan tekanan, katup pengaman pada tekanan tinggi, pompa atau injektor untuk mensirkulasikan air dan pipa-pipa yang dapat diawasi secara manual.
Adapun kelemahan-kelemahan dalam metode penyulingan diantaranya, yaitu :

• Penyulingan dengan uap air atau air mendidih yang relatif lama cenderung merusak komponen minyak karena proses hidrolisis, polimerisasi dan resinifikasi.

• Komponen minyak yang bertitik didih tinggi, khususnya yang larut dalam air tidak dapat diangkut oleh uap air sehingga rendemen minyak yang dihasilkan lebih rendah.

• Komponen tertentu dapat terurai di dalam air suling dan tidak dapat diperoleh kembali.

• Sejumlah kecil minyak yang sedang di suling dapat larut di dalam air suling yang besar jumlahnya.

4.5 Ekstraksi Dengan Pelarut

Metode ini pertama kali dikenalkan pada tahun 1835 oleh Robiquet, kemudian Buchner dan Favrot melakukan percobaan ekstraksi bunga dengan menggunakan pelarut dietil eter. Hirzel pada tahun 1874 menyarankan bahwa petroleum eter merupakan pelarut yang sangat baik digunakan dan telah dicoba dibeberapa negara eropa.

Cara kerja ekstraksi dengan pelarut yaitu dengan cara memasukan bunga/bahan yang akan diekstraksi ke dalam ketel ekstraktor khusus, dan kemudian ekstraksi berlangsung secara sistematik pada suhu kamar, dengan menggunakan petroleum eter sebagai pelarut. Pelarut akan berpenetrasi ke dalam bahan (bunga) dan melarutkan minyak serta beberapa jenis lilin maupun zat warna. Larutan tersebut kemudian dipompa ke dalam evaporator dan minyak dipekatkan pada suhu rendah dalam keadaan vakum sehingga diperoleh minyak yang pekat.

Semua minyak yang diekstraksi dengan pelarut mempunyai warna gelap, karena mengandung pigmen alami yang bersifat tidak dapat menguap. Sedangkan minyak hasil penyulingan uap, umumnya berwarna cerah dan bersifat larut dalam alkohol 95%. Minyak hasil ekstraksi dengan pelarut mempunyai keunggulan, yaitu mempunyai bau yang mirip bau wangi alamiah. Beberapa jenis bunga, misalnya bunga melati, sedap malam, akasia, dan mimosa tidak menghasilkan mutu minyak jika disuling dengan uap, sehingga harus diekstraksi dengan pelarut.

Faktor yang paling menentukan hasilnya pada proses ekstraksi adalah mutu dari pelarut yang digunakan. Pelarut yang ideal harus memenuhi persyaratan-persyaratan sebagai berikut :

1) Dapat melarutkan semua zat wangi bunga dengan cepat dan sempurna, dan sedikit mungkin melarutkan bahan seperti lilin, pigmen, senyawa albumin (selektif).

2) Mempunyai titik didih yang cukup rendah supaya pelarut mudah diuapkan tanpa menggunakan suhu tinggi.

3) Pelarut tidak boleh larut dalam air.

4) Bersifat inert, sehingga tidak bereaksi dengan komponen minyak.

5) Mempunyai titik didih yang seragam, dan jika diuapkan tidak akan tertinggal dalam minyak.

6) Harga pelarut harus serendah mungkin, dan tidak mudah terbakar



Tidak ada pelarut yang memenuhi semua syarat diatas, namun pelarut yang dianggap baik untuk ekstraksi adalah petroleum eter dan benzena (benzol). Walaupun secara umum proses ekstraksi dengan pelarut menguntungkan, namun tidak mudah diterapkan dibandingkan dengan penyulingan uap. Penyulingan uap merupakan suatu proses yang lebih sederhana, karena terdiri dari alat penyuling yang dapat dipindah-pindahkan, sehingga penyulingan api langsung dapat dilakukan di daerah-daerah terpencil, sedangkan ekstraksi dengan pelarut memerlukan alat yang sangat rumit dan mahal, membutuhkan tenaga kerja yang terlatih. Biaya ekstraksi relatif mahal dan sedikit saja kesalahan dalam proses dapat menyebabkan kerugian yang besar. Hilangnya pelarut selama proses akan menambah biaya produksi.

Ekstraksi dengan pelarut, baik yang dilakukan hanya pada bahan yang memiliki nilai ekonomi yang tinggi, terutama minyak bunga. Kehilangan 10 liter pelarut per 100 kilogram bunga, merupakan suatu beban biaya yang tidak berarti pada pembuatan minyak melati, tetapi minyak yang harganya murah secara ekonomi, maka kehilangan beberapa liter pelarut saja akan mengakibatkan kerugian.