tinjauan pustaka bab leaching

8/16/2019 Tinjauan Pustaka Bab Leaching

1/14

BAB III

LEACHING

3.1. Tujuan Percobaan

− Mengetahui pengaruh lama waktu ekstraksi terhadap jumlah ekstrak yang

didapatan dengan menggunakan proses ekstraksi.

− Mengetahui pegaruh suhu ekstraksi terhadap hasil ekstrak yang didapatkan

dengan menggunakan proses ekstraksi.

3.2. Tinjauan Pustaka

Salah satu proses pemisahan suatu komponen dalam campuran yang sering

dijumpai dalam industri kimia adalah proses ekstraksi. Berdasarkan fase yang terlibat,

ekstraksi yang dibagi menjadi 2 macam, yaitu: ekstraksi cair-cair dan ekstraksi padat-

cair. kstraksi padat-cair banyak digunakan pada pengambilan suatu !at dari padatan,

misalnya pengambilan minyak dari biji-bijian hasil pertanian "jagung, kacang tanah,

kemiri, jarak#, ataupun dari daun dan akar tanaman. $ada proses ekstraksi padat-cair

tersebut, bahan padat dikontakkan dengan cairan "disebut dengan pelarut#, sehingga

akan diperoleh larutan solute dalam pelarut "disebut ekstrak#. Selanjutnya ekstrak dipisahkan dari pelarutnya dengan cara distilasi atau %aporasi. Sedangkan ekstraksi cair-

cair banyak digunakan dalam industri pengilangan minyak bumi. &'(

Banyak proses biologi, inorganik dan substansi organik terjadi dalam campuran

dengan komponen yang berbeda dalam solid. )ujuannya adalah untuk memisahkan

campuran solute atau menghilangkan komponen solute yang tidak diinginkan fase solid,

solid dikontakkan dengan fase cair. *ua fase ini dikontakkan dengan intim dan solute

dapat mendifusi dari fase solid ke fase cair yang mana menyebabkan pemisahan originalkomponen dalam solid. $roses ini disebut li+uid-solid leaching atau leaching sederhana.

stilah ekstraksi juga digunakan untuk mendeskripsikan unit operasi, meskipun itu juga

mengarah pada li+uid-li+uid. *alam leaching ketika komponen yang tidak diinginkan

dihilangkan dari solid dengan menggunakan air, proses ini disebut washing "pencucian#.&2(

omponen-komponen kimia yang terkandung di dalam bahan organik seperti

yang terdapat di dalam tumbuh-tumbuhan sangat dibutuhkan oleh keperluan hidup

manusia, baik komponen senyawa tersebut digunakan untuk keperluan industri maupun


2/14

untuk bahan obat-obatan. omponen tersebut dapat diperoleh dengan metode ekstraksi

dimana ekstraksi merupakan proses pelarutan komponen kimia yang sering digunakan

dalam senyawa organik untuk melarutkan senyawa tersebut dengan menggunakan suatu pelarut.

Menurut Mc abe "'///#, ekstraksi dapat dibedakan menjadi dua cara

berdasarkan wujud bahannya yaitu:

'. kstraksi padat cair, digunakan untuk melarutkan !at yang dapat larut dari

campurannya dengan !at padat yang tidak dapat larut.

2. kstraksi cair-cair, digunakan untuk memisahkan dua !at cair yang saling bercampur,

dengan menggunakan pelarut dapat melarutkan salah satu !at kstraksi padat cair secara umum terdiri dari maserasi, refluktasi, sokletasi, dan perkolasi.

kstraksi adalah kegiatan penarikan kandungan kimia yang dapat larut sehingga

terpisah dari bahan yang tidak larut dengan pelarut cair. Senyawa aktif yang terdapat

dalam berbagai simplisia dapat digolongkan ke dalam golongan 0 minyak atsiri,

alkaloid, fla%onoid, dan lain-lain. *engan diketahuinya senyawa aktif yang dikandung

simplisia akan mempermudah pemilihan pelarut dan cara ekstraksi yang tepat. &1(

$rinsip kerja dari proses ekstraksi

dapun mekanisme yang terjadi dalam proses ekstraksi padat- cair sebagai berikut :

&3eankoplis, '//0(

'. $adatan dikontakkan dengan pelarut sehingga pelarut akan bergerak dari bulk sol%ent

solution menuju permukaan padatan. ontak padatan dengan pelarut dapat dilakukan

dengan dua cara, yaitu : perkolasi "padatan disusun menyerupai unggun tetap dan

sol%ent dialirkan melewati unggun tersebut# atau dispersi "padatan didispersikan ke

dalam pelarut hingga seluruh permukaan padatan diselimuti oleh pelarut, dispersi

dapat dibantu dengan pengadukan#. $ada penelitian ini, kontak dilakukan secara

dispersi menggunakan magnetic strirrer

2. $elarut berdifusi ke dalam padatan. $ada proses difusi, suatu !at akan berpindah

melewati membran dari daerah berkonsentrasi tinggi menuju ke konsentrasi rendah.

$eristiwa difusi dapat terjadi karena adanya dri%ing force berupa perbedaan

konsentrasi. &Bailey, '/40(

0. Solute yang terkandung dalam padatan akan larut dalam pelarut yang telah masuk ke

dalam padatan. Solute dapat larut dalam sol%ent karena adanya gaya antar aksi


3/14

diantara molekul - molekulnya, yaitu gaya dipol - dipol dimana !at yang bersifat

polar - polar atau non polar - non polar akan saling berikatan. Selain itu juga

terdapat gaya 5ondon ayng terjadi antara dipol - dipol yang lemah sehinggamemungkinkan pelarut polar melarutkan senyawa non polar.

6. Solute akan menuju permukaan padatan dan berdifusi kembali keluar padatan. *ifusi

ini terjadi karena konsentrasi pelarut yang mengandung solute lebih besar

dibandingkan konsentrasi pelarut di luar padatan yang tidak mengandung solute

7. Solute berpindah ke dalam bulk solution. kstraksi dilakukan hingga tercapainya

waktu kesetimbangan, dimana dri%ing force bernilai nol "atau mendekati nol#.

Selama terjadi kontak antara padatan dengan pelarut, sebagian solute akan berpindahke dalam pelarut secara difusi dan berlangsung hingga kesetimbangan tercapai. 5aju

difusi ini sebanding dengan luas permukaan partikel padatan dan berbanding terbalik

dengan ketebalan padatan sehingga umumnya bahan dibuat menjadi serbuk terlebih

dahulu.

Beberapa hal yang perlu dilakukan untuk mencapai unjuk kerja ekstraksi yang

baik, antara lain:

'. memperkecil ukuran padatan sehingga lintasan kapiler yang harus dilewati "secara

difusi# menjadi lebih pendek dan tahanan akan berkurang. Solute seringkali

terkurung di dalam sel sehingga perlu dilakukan kontak langsung dengan pelarut

melalui pemecahan dinding sel. $emecahan dapat dilakukan dengan penekananatau

penggerusan, namun kuran partikel tidak

boleh terlalu kecil8

2. )emperaturyang lebih tinggi "%iskositas pelarut lebih rendah, kelarutan solutelebih

besar# pada umumnya menguntungkan unjuk kerja ekstraksi. 9amun, temperature

kstraksi tidak boleh melebihi titik didih pelarut karena akan menyebabkan

pelarutmenguap. Biasanya temperatur ekstraksi yang paling baik adalah sedikit di

bawah titik didih pelarut8

0. Semakin banyak pelarut yang digunakanakan meningkatkan unjuk kerja ekstraksi,

namun akan meningkatkan biaya operasisehingga pemilihan perbandingan pelarut

yang optimalperlu diperhatikan8 serta


4/14

Semakin lama waktu ekstraksi akan meningkatkan unjuk kerja ekstraksi, namun jika

terlalu lama peningkatan perolehan ekstrak terhadap waktu menjadi tidak sebanding dan

tidak efisien.ur%a kesetimbangan adalah kur%a yang terdiri dari garis-garis kesetimbangan

antara konsentrasi ekstrak dan rafinat pada ekstraksi tahap tunggal, dengan rasio

"perbandingan# umpan dan pelarut yang ber%ariasi. )ujuan dari pembuatan kur%a

kesetimbangan ini adalah untuk menggambarkan hubungan antara konsentrasi ekstrak

dan rafinat sebagai data yang harus diperhatikan dalam perancangan unit ekstraksi.

ur%a kesetimbangan ini kemudian digunakan untuk menentukan jumlah tahap teoritik

dan efisiensi tahap pada ekstraksi padat-cair multitahap. 3aris kesetimbangan " tie– lines # menghubungkan titik-titik distribusi konsentrasi solut dan padatan inert dalam

ekstrak dan rafinat. ur%a kesetimbangan dapat digambarkan dalam diagram segitiga

sama sisi atau diagram segitiga siku-siku, diagram -;, dan diagram Janecke . &7(


5/14

$emilihan pelarut pada umumnya dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut ini :

'. Selekti%itas

$elarut hanya boleh melarutkan ekstrak yang diinginkan, bukan komponen-komponen lain dari bahan ekstraksi. *alam praktek, terutama pada ekstraksi bahan-

bahan alami, sering juga bahan lain "misalnya lemak, resin# ikut dibebaskan

bersama-sama dengan ekstrak yang diinginkan. *alam hal itu larutan ekstrak

tercemar yang diperoleh harus dibersihkan, yaitu misalnya di ekstraksi lagi dengan

menggunakan pelarut kedua.

2. elarutan

$elarut sedapat mungkin memiliki kemampuan melarutkan ekstrak yang besar "kebutuhan pelarut lebih sedikit#.

0. emampuan tidak saling bercampur $ada ekstraksi cair-cair pelarut tidak boleh "atau

hanya secara terbatas# larut dalam bahan ekstraksi.

6. erapatan

)erutama pada ekstraksi cair-cair, sedapat mungkin terdapat perbedaaan kerapatan

yaitu besar amtara pelarut dan bahan ekstraksi. >al ini dimaksudkan agar kedua fasa

dapat dengan mudah dipisahkan kembali setelah pencampuran "pemisahan dengan

gaya berat#. Bila beda kerapatan kecil, seringkali pemisahan harus dilakukan dengan

menggunakan gaya sentrifugal "misalnya dalam ekstraktor sentrifugal#.

7. ?eaktifitas

$ada umumnya pelarut tidak boleh menyebabkan perubahan secara kimia pada

komponen-komponen bahan ekstraksi. Sebaliknya dalam hal-hal tertentu diperlukan

adanya reaksi kimia "misalnya pembentukan garam# untuk mendapatkan selekti%itas

yang tinggi. Seringkali ekstraksi juga disertai dengan reaksi kimia. *alam hal ini

bahan yang akan dipisahkan mutlak harus berada dalam bentuk larutan.

1. )itik didih

kstrak dan pelarut biasanya harus dipisahkan dengan cara penguapan, destilasi atau

rektifikasi, maka titik didih kedua bahan it tidak boleh terlalu dekat, dan keduanya

tidak membentuk aseotrop. ditinjau dari segi ekonomi, akan menguntungkan jika

pada proses ekstraksi titik didih pelarut tidak terlalu tinggi "seperti juga halnya

dengan panas penguapan yang

@. riteria yang lain


6/14

$elarut sedapat mungkin harus:

− Murah

− )ersedia dalam jumlah besar− )idak beracun

− )idak dapat terbakar

− )idak eksplosif bila bercampur dengan udara

− )idak korosif

− )idak menyebabkan terbentuknya emulsi

−Memilliki %iskositas yang rendah

− Stabil secara kimia dan termis

Metode ekstraksi dengan menggunakan pelarut:

'. ara dingin

− Maserasi adalah salah satu jenis metoda ekstraksi dengan sistem tanpa pemanasan

atau dikenal dengan istilah ekstraksi dingin, jadi pada metoda ini pelarut dan

sampel tidak mengalami pemanasan sama sekali. Sehingga maserasi merupakan

teknik ekstraksi yang dapat digunakan untuk senyawa yang tidak tahan panasataupun tahan panas. Maserasi merupakan cara penyarian yang sederhana.

Maserasi dilakukan dengan cara merendam serbuk simplisia dalam cairan penyari.

− $erkolasi adalah cara penyarian dengan mengalirkan penyari melalui bahan yang

telah dibasahi. $erkolasi adalah metoda ekstraksi cara dingin yang menggunakan

pelarut mengalir yang selalu baru. $erkolasi banyak digunakan untuk ekstraksi

metabolit sekunder dari bahan alam, terutama untuk senyawa yang tidak tahan

panas.2. ara panas

− ?efluks adalah ekstraksi dengan pelarut pada temperatur titik didihnya, selama

waktu tertentu dan jumlah pelarut terbatas yang relatif konstan dengan adanya

pendingin balik. ?efluks adalah teknik yang melibatkan kondensasi uap dan

kembali kondensat ini ke sistem dari mana ia berasal.

− SoAhletasi adalah suatu metode pemisahan suatu komponen yang terdapat dalam

sampel padat dengan cara penyarian berulang ulang dengan pelarut yang sama,sehingga semua komponen yang diinginkan dalam sampel terisolasi dengan


7/14

sempurna. SoAhletasi merupakan penyarian simplisia secara berkesinambungan,

cairan penyari dipanaskan sehingga menguap, uap cairan penyari terkondensasi

menjadi molekul-molekul air oleh pendingin balik dan turun menyari simplisiadalam klonsong dan selanjutnya masuk kembali ke dalam labu alas bulat setelah

melewati pipa sifon. &1(

Cprasi )ahap kstraksi $adat- air

$ada umumnya proses ekstraksi dilakukan dengan beberapa metode, yaitu:

'. Cperasi tahap tunggal "single stage# Cperasi tahap tunggal ini terjadi karena adanya

kontak antara umpan dengan pelarut "sol%ent# yang hanya dilakukan satu kali.

kstraksi tahap tunggal dapat dilakukan secara batch atau kontinu. =mpan "


8/14

Gambar 3.2. Skema Cperasi Multi )ahap dengan liran cross-current

0. Cperasi bertahap banyak " multi stage # dengan aliran counter-current Cperasi multi

stage dengan aliran lawan arah " counter-current # merupakanproses ekstraksi dimana

kontak antara padatan dan pelarut " solvent # dilakukan 26 lebih dari satu kali. $rinsip

ekstraksi multi stage counter-current adalah padatan DbaruE dikontakkan dengan

pelarut yang telah banyak mengandung solut yaitu ekstrak sebagai hasil kontak pada

tahap-tahap berikutnya, sedangkan padatan yang solutnya telah menipis dikontakkan

dengan pelarut segar pada tahap berikutnya. Cperasi ekstraksi counter-current

banyak diterapkan dalam industri karena menghasilkan perolehan " yield # yang cukup

tinggi. >al ini disebabkan oleh kontak antara ekstrak dengan padatan baru dan antara

rafinat dengan pelarut baru memberikan driving force berupa perbedaan konsentrasi

dan kelarutan dalam setiap tahapnya sehingga akan selalu terjadi perpindahan solut

dari padatan ke pelarut. Cperasi ekstraksi kontinu countercurrent dapat disimulasikan

dengan operasi batch antara umpan dan pelarut, tetapi harus mengikuti skema

operasi ekstraksi multi tahap counter-current secara kontinu sampai mencapai steady

state &)reybal,'/4F(.

Gambar 3.3. Skema Cperasi Multi )ahap dengan liran counter-current

6. Cperasi bertahap banyak " multi stage # dengan aliran searah " co-current # Cperasi

multi tahap dengan aliran co-current ini merupakan proses ekstraksi dimana kontak

antara padatan dan pelarut " solvent # dilakukan lebih dari satu kali dalam aliran

searah. Cperasi secara co-current sebenarnya mirip dengan 27ekstraksi tahap tunggal

tetapi ekstrak dan rafinat yang diperoleh dari satu tahap diaduk lagi sampai waktukesetimbangan pada tahap berikutnya sehingga yield yang dihasilkan lebih besar


9/14

daripada yield yang dihasilkan pada ekstraksi tahap tunggal . Cperasi ekstraksi ini

tidak mungkin dilakukan karena ekstrak " E1 # akan dikontakkan kembali dengan

rafinat " R1#. Gika tahap operasi berada dalam keadaan ideal maka ekstrak dan rafinatakan berada dalam kesetimbangan sehingga ekstrak dari tahap dua " E2 # akan sama

dengan ekstrak dari tahap satu " E1# dan rafinat dari tahap dua " R2# akan sama pula

dengan rafinat dari tahap satu " R1#. ondisi tersebut akan berlangsung untuk

tahaptahap berikutnya sehingga jumlah tahap akan sulit dihitung karena letaknya

pada garis operasi jauh dari kur%a kesetimbangan &)reybal,'/4F(. &7(

Gambar 3.4. Skema Cperasi Multi )ahap dengan liran co-current

Bayam merah " elosia argentea# merupakan tumbuhan dari keluarga

maranthacea. 9ama saintifiknya adalah maranthacea 3angeticus dan nama

nggrisnya ?ed Spinach. *i Gawa, tanaman ini dinamai bayem abrit, bayem lemag atau

bayem sekul. 9amun, tak dipungkiri bahwa mayoritas masyarakat kita tak banyak

mengenal bayam merah. Masyarakat lebih familiar dengan bayam hijau untuk

konsumsi sehari-hari. etidak populeran bayam merah berakibat pada budidaya

maupun pemasarannya juga belum begitu masif. $adahal, tanaman bernama latin

alternanthera amoena %oss ini mengandung banyak khasiat yang dapat mengobati

berbagai penyakit. Bahkan, bayam merah dipercaya juga dapat membersihkan darah

setelah melahirkan, memperkuat akar rambut, mengobati disentri, dan mengatasi

anemia.

Bayam terkenal dengan sayuran sumber !at besi, selain mengandung %itamin, %itamin , dan kalsium. Bayam juga mengandung karotenoid dan fla%onoid yang

merupakan !at aktif dengan khasiat antioksidan. Genis karotenoid utama dalam bayam

adalah beta karoten, sedangkan !at aktif lainnya adalah klorofil. Genis fla%onoid yang

terkandung di dalam bayam adalah lutein dan kuersetin. uersetin merupakan

antioksidan kuat yang mampu menangkap radikal bebas superoksida dan menghambat

oksidasi kolesterol 5*5.

5ebih lanjut dikatakan bahwa ada dua jenis bayam, yaitu bayam hijau dan bayam merah. eduanya kaya %itamin , tetapi bayam hijau lebih kaya %itamin


10/14

sedangkan bayam merah lebih banyak mengandung !at besi. Berdasarkan kandungan

!at besi yang terkandung pada bayam merah "@mgH'FF g# yang lebih banyak

dibandingkan sayur-sayuran lainnya, maka bayam merah dapat dimanfaatkan dengan baik sebagai bahan alternati%e untuk mencegah dan mengatasi anemia defisiensi !at

besi. &0(

andungan kimia yang terdapat dalam tanaman bayam antara lain protein,

lemak, kabohidrat, kalium, !at besi, amrantin, rutin, purin, dan %itamin " , B, dan #.

Bayam memiliki kandungan !at besi yang lebih tinggi dibandingkan sayuran berdaun

lainnya. *ibandingkan dengan tanaman bayam duri " maranthus spinosus#, tanaman

bayam merah " maranthus gangeticus# memiliki kadar besi yang lebih tinggi yaitusekitar 2,16 mg


11/14

A. lat-alat yang digunakan:

- olom ekstraktor

- )angku penampung "pemanas#- $ompa

- beakerglass

- neraca digital

- piknometer

- thermometer

- stopwatch

- corong- spektrofotometer

.%. Prose#ur Percobaan

. $ersiapan Bahan

- Menyiapkan bayam merah dipotong kasar sebanyak @F gram

" Memasukkan pelarut air sebanyak 25 ke dalam tangki pemanas

B. $reparasi larutan

" Buat larutan besi sulfat 2-'F ppm sebanyak 'FF m5

C. Menentukan $anjang 3elombang Maksimum

- $ipet larutan besi sulfat 2 ppm sebanyak 7F m5

- Mengukur nilai K) dan dari larutan 2 ppm dengan spektrofotometer sinar

tampak pada panjang gelombang F nm sampai 72F nm

" Menggunakan larutan blangko untuk mengenolkan harga K) sebelum

pengukuran serapan larutan standart pada setiap penggantian panjang

gelombang.

" Membuat kur%a hubungan antara panjang gelombang dengan absorbansi

"K)# dan menentukan panjang gelombang maksimum.

&. $embuatan kur%a kalibrasi

- mbil larutan besi sulfat 2-'F ppm

- =kur besarnya transmitan pada panajang gelombang maksimum

" Buat kur%a kalibrasi antara panjang gelombang dan konsentrasi

E. $engukuran sampel larutan

- mbil sampel produk ekstraksi pada berbagai waktu 'F,2F,0F,6F dan 7F

B. Bahan-bahan yang

digunakan:

" bayam merah

" a+uadest "> 2C#


12/14

- =kur besarnya transmitan pada panjang gelombang maksimum

- )entukan konsentrasi larutan dari kur%a kalibrasi

'. $rosedur proses ekstraksi warna- Memasukkan air sebagai pelarut pada tangki pemanas sebanyak 25 dan

memanaskan sampai suhu mencapai 7F o .

- Memasukkan bahan ke dalam kolom ekstraktor sebanyak @F gram.

- Membuka %al%e "globe %al%e# dari tangki pemanas ke dalam kolom

ekstraktor setelah pelarut "air# mencapai suhu 7F o .

- Menghidupkan pompa dan motor ekstraktor, mengalirkan pelarut ke dalam

kolom ekstraktor dengan menggunakan spray dan membiarkan bahan didalam kolom ekstraktor selama 7 menit.

- Mengeluarkan larutan warna yang telah terbentuk dari kolom ekstraktor

dengan membuka %al%e dari tangki ekstraktor ke dalam tangki penampung.

- emudian mengulangi prosedur diatas dengan waktu : 'F,2F,0F,6F,7F

menit.

- *an mengulangi kembali pada waktu yang sama dengan suhu @F o .

3. Menghitung densitas larutan warna

- Menimbang piknometer kosong dan mencatat berat serta %olume

piknometer kosong.

- Mengambil beberapa m5 larutan warna dan memasukkannya ke dalam

piknometer sampai penuh.

- Menimbang piknometer yang telah terisi dengan larutan warna dan

mencatatnya.

- Menghitung massa jenisnya dengan menggunakan rumus:

( ) piknometer Iolume

kosong piknometer berat-isi piknometer berat= ρ

>. Menghitung Kyield produk

- Menghitung Kyield dengan rumus sebagai berikut:

( )( )

K'FF baku bahan berat

produk beratKyield x=


13/14

.%. Gambar Pera!atan

3ambar 0.'. nstrumentasi ekstraksi padat-cair " leaching #

eterangan gambar:

'. )ombol pompa

2. )ombol >eater

0. )ombol motor penggerak

6. BoA control

7. Sprayer

1. olom ekstraktor

@. eranjang "tempat bahan#

4. $ompa

/. )angki pemanas


14/14

&A'TA( P)*TA+A

'. $rof. *r. 9urfina , pt., 2FF1, Gurnal imia, >asil penelitian imia, )eori dan$enerapannya, =ni%ersitas 9egri ;ogyakarta, G. im., 9o 7, )h. I.

2. 3eankoplis, . )ransport $rocesses and =nit Cperations. =ni%ersity of Minnesota,

9ew *elhi, '//@.

0. omang S., Maryam ?., dan ?i!+a . $., $emanfaatan Bayam Merah "Blitum

?ubrum# =ntuk Meningkatkan adar Lat Besi *an Serat $ada Mie ering.

$oliteknik, Malang.

6. Melati . emoglobin *an Lat

Besi *alam *arah. =ni%ersitas ndonesia, *epok.

7. $rasetyo, Susiana, S. dan $rima , ., 2F'F, ur%a esetimbangan Minyak Biji )eh

9ormal >eksana dan plikasinya $ada kstraksi $adat air multitahap.

=ni%ersitas hatolik $arahayangan, Bandung.

1. nonim 2F'6.

@. oulson, ?ichardson s. hemical ngineering Iolume 2

tinjauan pustaka bab leaching

Documents