Design of Citronella Oil Fractionation and Citronellal Isolation Processes and Financial Analysis for Industrial Implementation.
PERANCANGAN PROSES FRAKSINASI MINYAK SEREH WANGI
DAN ISOLASI SITRONELAL SERTA KAJIAN KELAYAKAN
FINANSIAL UNTUK PENERAPANNYA DI INDUSTRI
RETNO SRI ENDAH LESTARI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI
DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Perancangan Proses
Fraksinasi Minyak Sereh Wangi Dan Isolasi Sitronelal Serta Kajian Kelayakan
Finansial Untuk Penerapannya di Industri adalah karya saya dengan arahan dari
komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan
tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks
dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini.
Bogor, Januari 2012
Retno Sri Endah Lestari
NRP. F.361060161
ABSTRACT
RETNO SRI ENDAH LESTARI. Design of Citronella Oil Fractionation and
Citronellal Isolation Processes and Financial Analysis for Industrial
Implementation. Supervised by DJUMALI MANGUNWIDJAJA, ANI
SURYANI, ANAS MIFTAH FAUZI, and MEIKA SYAHBANA RUSLI.
The aims of the research is to obtain the best condition for Citronellal isolation
from Citronella Oil with high quality, added value and environmental friendl and to
realize “Intermediate Industries” which have the raw material compound derivation of
Citronella Oil in Indonesia. To achieve the above objectives, these are points need to be
done on the research, such: Raw Material Characterization (Citronella Oil);
Designation process of Citronella Oil Fractionation and environmental friendly
Citronella Oil; Financial feasibility studies from Designation process of Citronella Oil
Fractionation and Citronellal isolation for implementation in the industry. Citronella
oils contain three major components, they are citronellal, citronellol and geraniol. An
effort to enhance the quality and economic value of citronella oil is a major component
isolation process using vacuum distillation fractionation. First step of this research is to
perform Citronella Oil characterization will be use as the raw material using Mass
Chromatography Gas (GC-MS). Which from the experiment, citronellal content with
amount of 35,53%; citronellol with amount of 15,43 and Geraniol with amount of
15,94 will be able to be detected..Each of the fractionation result are being
characterization tested which includes physical and chemical characterization and also
fractionation rate. The best conditions used to isolate the main components of
citronella oil is a vacuum pressure of 1 mbar, reflux 20 :10, citronellal boiling point of
44oC, citronellol at 66.4oC and 69.2oC for geraniol. In these conditions, the isolation
rate of citronellal rich fraction was 5.22 ml / min, Citronelol rich fraction was 3.40 ml /
min, and geraniol rich fraction was 3.21 ml / min. The result of initial purity level was
84.51% citronellal rich fraction. While the expected of increasing purity is produced
citronellal rich fraction by 96.52%. These expectation can be reached by moleculer
distillation. Quality of all the third fraction are eligible either SNI or International
standards (EOA).Each one of these fraction are pursued to have their purities enhance
with isolation process using “Molecular Distillation”. Experiment have been done here
is barely enhancing the purity of citronellal at the Citronellal rich fraction phase. The
result of Molecular Distillation processes can be climbed of Citronellal rich fraction
purity from 84.51% to be 97.05%. Highest purity level achieved by Citronellal is an
environmental friendly process since it is not use any chemical as a reagent or
stimulant. Based on result of financial feasibility studies, the design factory of
Citronella Oil Fractionation and Citronellal Isolation which have input assumption of
31 kg/hours or 600kg/process and eligibility criteria which includes NPV with amount
of Rp 66.806.5321.218, Net B/C = 4.00, IRR = 38 % and PBP = 3.58 years.
Therefore, implementation of fractionation design process and citronellal isolation in
order of industrial development with citronellal oil and its quinine derivatives as
materials can be declared as adequate to embodied/executed. Whereas for rest of 2
fractions, Citronellol and Geraniol were not being tested, therefore for those who may
concern / interest is suggested to continue this research.
Key words: citronellal, citronelol, geraniol, fractional vacuum distillation, isolation,
moleculer distillation
RINGKASAN
RETNO SRI ENDAH LESTARI. Perancangan Proses Fraksinasi Minyak
Sereh Wangi dan Isolasi Sitronelal Serta Kajian Kelayakan Finansial Untuk
Penerapannya di Industri. Dibimbing oleh : DJUMALI MANGUNWIDJAJA,
ANI SURYANI, ANAS MIFTAH FAUZI, dan MEIKA SYAHBANA RUSLI.
Dalam rangka menghadapi persaingan yang sangat ketat pada era
globalisasi saat ini, para produsen maupun eksportir minyak atsiri ditantang untuk
mampu memproduksi serta memasok bahan kimia aroma (aroma chemical)
ataupun kimia adi dari minyak atsiri, dengan kualitas yang baik atau sesuai
dengan standar mutu yang berlaku baik secara nasional maupun internasional
Seiring dengan hal tersebut, Indonesia dikenal sebagai negara produsen
Minyak Sereh Wangi terbesar nomor dua di dunia setelah Cina, namun industri
Minyak Sereh Wangi di Indonesia sebagian besar masih merupakan Industri hulu
yang baru mampu menyediakan minyak sereh kasar yang langsung diekspor,
sedangkan Industri hilirnya yang berupa industri kosmetika, flavoring agent,
fragrance, dan farmasi sudah berkembang bahkan sudah menghasilkan komoditi
ekspor dengan menggunakan bahan baku impor. Dengan kondisi seperti ini
terdapat kesenjangan harga yang sangat besar antara harga ekspor Minyak Sereh
Wangi kasar dan impor Minyak Sereh Wangi murni maupun produk turunannya,
utamanya Sitronelal. Sampai saat ini yang belum berkembang di Indonesia justru
industri antara (intermediate), yaitu industri yang menghasilkan barang setengah
jadi yang diperlukan industri hilir berbahan baku Minyak Sereh Wangi dan
produk turunannya. Selain hal tersebut, masalah yang perlu dicermati atau perlu
mendapat perhatian yang serius adalah pemakaian bahan kimia dalam proses
fraksinasi Minyak Sereh Wangi ataupun isolasi Sitronelal yang dapat
membahayakan kesehatan bagi pekerja yang bersangkutan atau pengguna dari
produk dimaksud dan juga akan memberikan dampak yang negatif bagi
lingkungan.
Oleh karena itu, untuk mengatasi masalah-masalah tersebut diatas, perlu
adanya perancangan proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi Sitronelal
yang tidak menggunakan bahan kimia apapun baik untuk pelarut maupun
stimulant dengan kondisi proses yang terbaik sehingga mampu menghasilkan
produk dengan kualitas dan nilai tambah yang tinggi dan ramah lingkungan, serta
hasil perhitungan kelayakan finansial untuk penerapannya di industri dalam
rangka mewujudkan berdirinya industri antara (intermediate) berbahan baku
Minyak Sereh Wangi dan produk turunannya di Indonesia.
Minyak Sereh Wangi mengandung tiga komponen utama, yaitu Sitronelal,
Sitronelol dan Geraniol. Ke tiga komponen utama ini adalah penentu intensitas
dan harga jual Minyak Sereh Wangi beserta produk turunannya. Salah satu upaya
untuk mempertinggi kualitas serta nilai ekonomi Minyak Sereh Wangi adalah
isolasi komponen utama Minyak Sereh Wangi. Penelitian ini secara umum
bertujuan untuk mengisolasi komponen Sitronelal, Sitronelol, dan Geraniol dari
Minyak Sereh Wangi, sedangkan tujuan khusus dari penelitian ini adalah untuk
memperoleh kondisi terbaik berupa tekanan vakum, suhu dan waktu yang
digunakan untuk mengisolasi komponen Sitronelal, Sitronelol, dan Geraniol dari
Minyak Sereh Wangi agar dapat meningkatkan laju fraksinasi dan kadar
kemurnian Sitronelal, Sitronelol, dan Geraniol yang dihasilkan, serta kajian
kelayakan finansial untuk penerapannya di industri.
Proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi Sitronelal ini
menggunakan alat Distilasi Fraksinasi Vakum dan Molecullar Distilation. Bahan
percobaan ini menggunakan Minyak Sereh Wangi yang berasal dari salah satu
industri kecil yang berlokasi di Subang Jawa Barat. Sebelum percobaan dimulai,
terlebih dahulu dilakukan karakterisasi bahan percobaan atau analisis Minyak
Sereh Wangi dengan menggunakan alat CG-MS. Setiap perlakuan menggunakan
1500 ml Minyak Sereh Wangi. Komponen yang akan diisolasi adalah Sitronelal,
Sitronelol, dan Geraniol. Kondisi yang digunakan pada proses fraksinasi Minyak
Sereh Wangi adalah tekanan vakum (1, 40 dan 80 mBar), refluk rasio 20:10, dan
suhu sesuai titik didih masing-masing fraksi yang bersangkutan.
Hasil percobaan ini menunjukkan bahwa kondisi terbaik yang digunakan
untuk mengisolasi komponen utama Minyak Sereh Wangi adalah dengan
menggunakan tekanan vakum 1 mBar, refluks 20:10, dan suhu disekitar titik didih
masing-masing fraksi, yaitu untuk fraksi-1 atau fraksi kaya Sitronelal sebesar 44
o
C, fraksi-2 atau fraksi kaya Sitronelol sebesar 66.4 oC, dan fraksi-3 atau fraksi
kaya Geraniol sebesar 69.2 oC. Pada kondisi tersebut, nilai rata-rata dari laju
fraksinasi dari fraksi-1 atau fraksi kaya Sitronelal sebesar 5.22 ml/menit, fraksi-2
atau fraksi kaya Citronelol sebesar 3.40 ml/menit, dan fraksi-3 atau fraksi kaya
Geraniol sebesar 3.21 ml/menit.
Berdasarkan hasil analisis GC-MS, dapat diketahui bahwa kadar awal
yang dihasilkan untuk fraksi-1 atau fraksi kaya Sitronelal sebesar 84.51%, fraksi-2
atau fraksi kaya Sitronelol sebesar 23.88%, dan fraksi-3 atau fraksi kaya Geraniol
sebesar 33.79%, sedangkan kadar yang masih bisa diharapkan dari masing-masing
fraksi tersebut adalah sebagai berikut : dari fraksi-1 atau fraksi kaya Sitronelal
sebesar 96,52%, fraksi-2 atau fraksi kaya Sitronelol sebesar 32,85%, dan fraksi-3
atau fraksi kaya Geraniol sebesar 41,21%. Kualitas yang mencakup sifat fisik dan
kimiawi dari fraksi kaya Sitronelal, fraksi kaya Sitronelol dan fraksi kaya
Geraniol yang dihasilkan dengan kondisi fraksinasi ini memenuhi syarat mutu
SNI maupun Internasional. (EOA)
Sebagai upaya peningkatan kadar fraksi-1 atau fraksi kaya Sitronelal
dilakukan proses isolasi lanjutan dengan menggunakan alat Molecular Distillation
dan hasilnya ternyata meningkat menjadi 97,05 0C. dari semula 84,51%. Tingkat
kemurnian tertinggi yang dicapai oleh Sitronelal ini merupakan proses ramah
lingkungan karena sama sekali tidak menggunakan bahan kimia sebagai reagent
maupun stimulan
Berdasarkan hasil kajian kelayakan finansial pabrik Fraksinasi Minyak
Sereh Wangi dan Isolasi Sitronelal yang merupakan pengembangan pabrik
berbahan minyak atsiri dan turunannya, dengan asumsi input 31 kg/jam atau 600
kg/proses yang menggunakan kriteria kelayakan yang mencakup : NPV sebesar
Rp 66.806.531.218 ; IRR = 38 % ; Net B/C = 4,06 ; dan PBP = 3,58 tahun dan
titik impas produksi (BEP) yang diperoleh pada nilai penjualan produk sebesar Rp
9.284.271.434, maka penerapan rancangan proses fraksinasi dan isolasi Sitronelal
dalam rangka pengembangan industri berbahan minyak atsiri dan produk
turunannya ini dapat dinyatakan layak untuk direalisasikan /dilaksanakan.
Demikian pula berdasarkan hasil analisis sensitivitasnya, pabrik ini masih tetap
layak untuk direalisasikan/dilaksanakan pada saat terjadi kenaikan harga bahan
sampai maksimum 24%, penurunan harga jual produk sampai maksimum 14,2%,
dan kenaikan suku bunga bank sampai maksimum 300 % atau 3 kali lipat dari
semula 12%.
Berdasarkan hasil perhitungan, jika rancangan proses fraksinasi Minyak
Sereh Wangi dan isolasi Sitronelal ini diterapkan pada industri maka nilai tambah
yang diperoleh sebesar Rp 384.428,-/kg produk, rasio nilai tambah sebesar
61,71%, imbalan kepada tenaga kerja yang terlibat dengan kegiatan ini sebesar Rp
9.614,/kg produk, dan tingkat keuntungan perusahaan sebesar 85,57%.
© Hak cipta milik IPB, tahun 2012
Hak cipta dilindungi Undang-undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa
mencantumkan atau menyebutkan sumber
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian,
penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik
atau tinjauan masalah.
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau
seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.
PERANCANGAN PROSES FRAKSINASI MINYAK SEREH WANGI
DAN ISOLASI SITRONELA SERTA KAJIAN KELAYAKAN
FINANSIAL UNTUK PENERAPANNYA DI INDUSTRI
RETNO SRI ENDAH LESTARI
Disertasi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor pada
Program Studi Teknologi Industri Pertanian
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
Penguji pada Ujian Tertutup : 1.Prof.Dr.Ir.Tun Tedja Irawadi, MS
Guru Besar pada Departemen MIPA KIMIA
IPB
2.Dr.Ir.Dwi Setyaningsih, MS
Staf Pengajar pada Program Studi Teknik
Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian,
IPB
Penguji pada Ujian Terbuka :
1.Dr.Zaenal Alim Mas’ud, DEA
Staf Pengajar Departemen MIPA KIMIA IPB
2.Dr.Ir. Hartisari Hardjomidjojo, DEA
Staf Pengajar pada Program Studi Teknik
Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian,
IPB
Judul Disertasi
: Perancangan Proses Fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan
Isolasi Sitronelal Serta Kajian Kelayakan Finansial Untuk
Penerapannya di Industri
Nama Mahasiswa : Retno Sri Endah Lestari
NRP
: F 361060161
Menyetujui :
Prof. Dr.Ir.Djumali Mangunwidjaya, DEA Prof. Dr. Ir. Ani Suryani, DEA
Ketua
Anggota
Dr. Ir. Meika Syahbana Rusli, M.Sc.
Anggota
Prof. Dr. Ir. Anas Miftah Fauzi, M.Eng
Anggota
Mengetahui,
Ketua Program Studi
Teknologi Industri Pertanian
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Machfud, MS
Dr. Ir. Dahrul Syah, MSc.Agr
Tanggal Ujian : 31 Januari 2012
Tanggal Lulus :
PRAKATA
Puji syukur hanya kepada Allah Subhanawata’ala karena berkat rahmat dan
ridho-Nya, disertasi yang berjudul Perancangan Proses Fraksinasi Minyak Sereh
Wangi dan Isolasi Sitronelal Serta Kajian Kelayakan Finansial Untuk
Penerapannya di Industri dapat penulis selesaikan.
Disertasi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar
Doktor pada Program Studi Teknologi Industri Pertanian, Sekolah Pascasarjana
Institut Pertanian Bogor (TIP SPs IPB). Pada kesempatan ini, penulis ingin
menyampaikan hormat, penghargaan, dan ucapan terimakasih yang mendalam
kepada :
1.
Bapak Prof. Dr. Ir. Djumali Mangunwidjaja, DEA sebagai ketua komisi
pembimbing yang telah memberikan bimbingan, pengetahuan, pemikiran,
arahan, dan waktu tanpa kenal lelah serta terus memotivasi dan mendorong
semangat penulis untuk terus berjuang hingga terselesaikannya disertasi ini.
2.
Ibu Prof. Dr. Ir. Ani Suryani, DEA, Bapak Dr. Ir. Meika Syahbana Rusli,
M.Sc. dan Bapak Prof. Dr. Ir. Anas Miftah Fauzi, M.Eng, selaku anggota
komisi pembimbing atas segala bimbingan dan arahan yang penuh dedikasi,
dorongan, dan kesabarannya yang luar
biasa sehingga penulis dapat
menyelesaikan disertasi ini.
3.
Ibu Prof. Dr. Ir. Tun Tedja Irawadi, MS, Ibu Dr. Ir. Dwi Setyaningsih, MS,
sebagai penguji pada ujian tertutup, Bapak Dr. Ir. Zaenal Alim Mas’ud,
DEA dan Ibu Dr. Ir. Hartrisari Hardjomidjojo, DEA, sebagai penguji pada
ujian terbuka atas kesediaan dan perkenannya untuk menguji serta
koreksinya terhadap disertasi penulis.
4.
Ketua Program Studi TIP Dr. Ir. Machfud, MS. beserta seluruh staf dosen
dan karyawan Program Studi TIP SPs IPB, atas semua bantuan dan motivasi
yang tiada henti pada penulis.
5.
Seluruh pimpinan dan karyawan SPs IPB, terutama Program Studi TIP yang
telah memberi bantuan dan fasilitas kepada penulis selama penulis
menempuh pendidikan S3 di Program Studi TIP SPs IPB.
6.
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Industri, Kementerian Perindustrian yang
telah memberi ijin kepada penulis untuk belajar pada Program Doktor di
Sekolah Pasca Sarjana, Institut Pertanian Bogor (IPB), Bogor.
7.
Bapak Dr. Ir. Agus Har yono, M.Sc.; Bapak Ir. Jody Arya Laksmono, M.Si.;
Bapak Ir. Egi Agustian, M.Sc.; Ibu M.M. Anggriani L.B., SE; Saudari Wita
Kartika Restu, ST beserta tim peneliti dari Pusat Kimia, LIPI-Serpong yang
telah memberikan ijin dan pendampingan teknis selama penulis melakukan
penelitian tentang proses Fraksinasi Minyak Sereh Wangi.
8.
Bapak Ir. Leo Seno Broto, M.Si; Saudara Ir. Iwan; dan Saudara Ir. Erwin
beserta tim HRD PT. Indesso Aroma yang telah memberikan ijin dan
pendimpingan teknis selama penulis melakukan penelitian tentang Proses
Isolasi dengan menggunakan alat Molecullar Destilation dan Gas
Chromatography (GC).
9.
Almarhum suami tercinta (Ir. Eddy Suyadi Cahyono) atas semua batuan
material maupun spriritual, pengorbanan, do’a dan kasih sayangnya.
10.
Putra-putri tercinta yaitu : Lucy Diana Puspita Sari, S,Kom; Fery Nazarudin,
S.Kom; Teddy Surya Wijaya, ST, dan Alvita Komala Dewi, SE yang telah
dengan setia dan penuh pengertian mendampingi penulis selama mencari
semua perlengkapan untuk penelitian dan penulisan disertasi ini.
11.
Seluruh teman-teman S3 TIP SPs IPB lainnya yang tidak kenal lelah
memotivasi penyelesaian studi S3 penulis di IPB.
12.
Dr. Ir. Ratri Ariatmi Nugrahani, MT; Ibu Herfiani Rizkia, STP, MSi ; Ibu
Hendrastuti, SMI, MT ; Ibu Iveline Anne Marie, ST, MT: Saudara Kirana
Sanggrami Sasmitaloka, STP; Bapak Noor Roufiq, STP, MS; dan semua
pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah membantu sampai
terselesaikannya penulisan disertasi ini.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi semua pihak yang berkepentingan
terutama dalam memberikan kontribusi bagi pengembangan agroindustri
pengolahan minyak atsiri, khususnya minyak sereh wangi di Indonesia.
Bogor, Januari 2012
Retno Sri Endah Lestari
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Madiun pada tanggal 23 Nopember 1950 sebagai anak
ke-3 dari pasangan suami–istri yang bernama R. Soemarsono Satryo Adiprayitno. dan
Boeni Soemijati. Pendidikan Sarjana ditempuh di Jurusan Teknologi Pengolahan
Hasil Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas
Gadjah Mada, di
Yogyakarta dan lulus pada tahun 1979.
Pada tahun 1990, penulis melanjutkan studi di Program Studi Keteknikan
Pertanian, Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor dan lulus pada tahun 1993.
Pada tahun 2006, penulis mendapatkan kesempatan untuk melanjutkan studi program
Doktor pada Program Studi Teknologi Industri Pertanian di Sekolah Pascasarjana
Institut Pertanian Bogor.
Penulis bekerja sebagai PNS di Kementerian Perindustrian, di Jakarta sejak
tahun 1979 sampai dengan saat ini. Mulai tahun 1984 sampai sekarang, beberapa
Jabatan Struktural dan Fungsional maupun ke proyekan telah di percayakan kepada
penulis. Selama mengikuti program S3, penulis menyajikan karya ilmiah yang antara
lain berjudul :
1. Rancangan Proses Isolasi Citromellal Dan Rhodinol Dari Minyak Sereh Wangi
yang masih dalam tahap review di Jurnal Teknogi Pertanian IPB, Bogor.
2. Kajian Kelayakan Finansial Isolasi Citronellal dan Rhodinol Pada Industri
Berbasis Senyawa Turunan Minyak Sereh Wangi yang akan diterbitkan pada
Jurnal Teknotan Volume 6 No. 2, Edisi Bulan Mei, 2011.
Karya-karya ilmiah tersebut merupakan bagian dari disertasi program S3
penulis. yang berjudul “Perancangan Proses Fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan
Isolasi Citronellal Serta Kajian Kelayakan Finansial Untuk Penerapannya di Industri.”
Mengenai keanggotaan dalam himpunan profesi, penulis pernah mendapat
amanah untuk menjadi Ketua Ikatan Sarjana Wanita Indonesia, Cabang D.K.I.
Jakarta, periode tahun 2007 – 2012, namun belum sampai habis masa jabatan ini,
berdasarkan hasil Kongres Ikatan Sarjana Wanita Indonesia (ISWI) ke XI, di Jakarta,
tanggal 15 – 16 Juli 2010, penulis mendapat amanah untuk menjadi Ketua Umum
ISWI Pusat periode tahun 2010 – 2015. Himpunan profesi ini berdiri sejak tahun
1956 dan cakupannya selain nasional juga internasional. ISWI menjadi anggota
International Federation of University Women (IFUW) sejak tahun 2005 dan kantor
pusatnya berada di Geneva, Switzerland.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL …………………………….………………………....
xxiv
DAFTAR GAMBAR .................................................................................
xxvi
DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................. xxviii
I.
PENDAHULUAN ..........................................................................
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
Latar Belakang ...........................................................,.......................
Perumusan Masalah ...........................................................................
Tujuan Penelitian ...............................................................................
Manfaat Penelitian .. .........................................................................
Ruang Lingkup ...................................................................................
1.6. Kebaruan (Novelty) Dari Hasil Penelitian ……………………
1
1
7
8
8
9
9
TINJAUAN PUSTAKA ................................................................
2.1. Minyak Atsiri ............................................................................
2.2. Sifat Fisikokimia Minyak Atsiri ................................................
2.3. Minyak Sereh Wangi .................................................................
2.4. Sitronelal ...................................................................................
2.5. Sitronelol ...................................................................................
2.6. Geraniol .....................................................................................
2.7. Analisa Kromatografi.................................................................
2.8. Destilasi Fraksinasi Vakum .......................................................
2.9. Perancangan Proses Fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan
Isolasi Sitronelal .........................................................................
11
11
11
13
19
23
24
26
27
III.
METODOLOGI PENELITIAN ..................................................
3.1. Kerangka Pemikiran ..................................................................
3.2. Tempat dan Waktu ....................................................................
3.3. Bahan dan Alat ..........................................................................
3.4. Metode Penelitian ......................................................................
37
37
40
40
41
IV.
HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................
4.1. Karakterisasi Bahan Baku (Minyak SerehWangi) .....................
4.2. Kinerja Proses Fraksinasi ...........................................................
4.3. Sifat Fisik dan Kimiawi .............................................................
4.4. Hasil Analisis Kadar Fraksi Dengan Menggunakan GC-MS.....
4.5. Mollecular Distilation ................................................................
4.6. Perancangan Proses Fraksinasi Minak Sereh Wangi & Isolasi
Sitronelal ....................................................................................
4.7. Neraca Massa .............................................................................
49
49
54
61
64
65
4.8. Neraca Energi ............................................................................
78
4.9. Hubungan Antara laju Fraksinasi Dengan Biaya Proses............
82
II.
32
70
74
Halaman
4.10. Hasil Kajian Kelayakan Finansial ............................................
88
KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................
5.1.Kesimpulan .................................................................................
5.2. Saran ..........................................................................................
101
101
102
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................
103
LAMPIRAN ..............................................................................................
107
V.
xxiii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.
Karakterisasi Minyak Sereh Wangi Berdasarkan Standar
Nasional Indonesia (SNI) …………………………………...
17
Tabel 2.
Sifat Fisikokimia Minyak Sereh Wangi ……………..……...
17
Tabel 3.
Karakteristik Persyaratan Mutu Sitronelal Berdasarkan
Standar Nasional Indonesia (SNI) ………………………….
17
Karakteristik Persyaratan Mutu Geraniol Berdasarkan
Standar Nasional Indonesia (SNI) ………………………….
18
Data Berbagai Tekanan dan Temperatur Komponen Utama
Minyak Sereh Wangi ………………………………………..
20
Tabel 6.
Karakteristik Minyak Sereh Wangi Berdasarkan Analisis GC-MS
50
Tabel 7.
Sifat Fisik dan Kimiawi Minyak Sereh Wangi-1 dan
Wangi-2 Dibandingkan dengan Syarat Mutu Yang Ada Pada
SNI ………………………………………………………….
51
Komposisi Komponen Penyusun Bahan I dan II
Berdasarkan Hasil Analisis Dengan Menggunakan GC-MS..
52
Rekapitulasi Laju Fraksinasi Minyak Sereh Wangi pada
Tekanan Vakum 1 mmHg, 30 mmHg, dan 60 mmHg
( ~1 mBar, 40 mBar, dan 80 mBar)…………………………
55
Tabel 10. Rekapitulasi Hasil Analisis Sifat Fisik dan Kimiawi Fraksi -1
(Banyak Mengandung Sitronelal) Menggunakan Tekanan
Vakum 1 mBar ……………………………………………...
58
Tabel 11. Rekapitulasi Hasil Analisis Sifat Fisik dan Kimiawi Fraksi-2
(Mengandung Banyak Sitronelol) Menggunakan Tekanan
Vakum 1 mBar ……………………………………………...
61
Tabel 12. Rekapitulasi Hasil Analisis Sifat Fisik dan Kimiawi Fraksi-3
(Mengandung Banyak Geraniol) Menggunakan Tekanan
Vakum 1 mBar ……………………………………………...
62
Tabel 13. Rekapitulasi Hasil Analisis Fraksi dengan Menggunakan
GC- MS……………………………………………………...
65
Tabel 14. Hasil Fraksinasi Bertahap Menggunakan Molecular
Distilation……………………………………………………
68
Tabel 15. Rekapitulasi Hasil Peningkatan Kemurnian Sitronelal
Menggunakan Alat Distilasi Fraksinasi Vakum dan
Molecular Distillation ………………………………………
68
Tabel 4.
Tabel 5.
Tabel 8.
Tabel 9.
xxiv
Halaman
Tabel 16. Hasil Perhitungan Neraca Massa Pada Proses Isolasi
Sitronelal Dari Minyak Sereh Wangi Dengan Sistem Batch..
75
Tabel 17. Hasil Perhitungan Neraca Massa Pada Proses Isolasi
Sitronelal Dari Minyak Sereh Wangi Dengan Sistem Batch..
76
Tabel 18. Hasil Perhitungan Neraca Energi Pada Proses Fraksinasi
Minyak Sereh Wangi Dengan Sistem Batch………………...
79
Tabel 19. Hasil Perhitungan Neraca Energi Pada Proses Isolasi
Sitronelal Dari Minyak Sereh Wangi Dengan Sistem Batch..
80
Tabel 20. Kapasitas Pabrik, Kebutuhan Bahan, Rendemen, IDC, dan
Pajak ………………………………………………………...
92
Tabel 21. Rekapitulasi Hasil Perhitungan Modal, Kebutuhan Bahan,
Penyusutan, Gaji Pegawai, dan Keuntungan Bersih
Perusahaan …………………………………………………..
93
Tabel 22. Rekapitulasi Kelayakan Investasi Pabrik Fraksinasi Minyak
Sereh Wangi dan Isolasi Sitronelal …………………………
94
Tabel 23. Nilai Kriteria Investasi dari Analisis Sensitivitas …………..
99
Tabel 24. Hasil Perhitungan Nilai Tambah Industri Fraksinasi Minyak
Sereh Wangi dan Isolasi Sitronelal …………………………
100
xxv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.
Rumus bangun komponen penyusun minyak sereh wangi ...
15
Gambar 2.
Minyak Sereh Wangi dan turunannya ...……...……………
16
Gambar 3.
Grafik hubungan antara tekanan terhadap temperatur untuk
komponen utama minyak sereh wangi ……………………
21
Gambar 4.
Skema unit distilasi molekuler ...………...………...………
30
Gambar 5.
Skema proses distilasi molekuler ...………...………...……
30
Gambar 6.
Tahap perancangan proses …………………………………
34
Gambar 7.
Skema proses fraksinasi minyak sereh wangi dengan
menggunakan alat distilasi fraksinasi vakum………………
35
Gambar 8.
Kerangka pemikiran perancangan proses isolasi Sitronelol .
39
Gambar 9.
Skema unit destilasi fraksinasi …………………………….
40
Gambar 10.
Tahapan penelitian …………………………………………
41
Gambar 11.
Tahapan penelitian perancangan proses ...............................
Gambar 12.
Diagram alir perancangan proses .........................................
Gambar 13.
Skema distilasi molekuler ………………………………….
43
66
Gambar 14.
Grafik kemurnian sitronelal hasil isolasi dengan distilasi
fraksinasi vakum dan molecular distillation ………………
69
Diagram blok unit isolasi Sitronelal dari Minyak Sereh
Wangi ……………………………………………………...
71
Gambar 16.
Diagram blok neraca massa ………………………………..
75
Gambar 17.
Diagram blok neraca energi ………………………………..
79
Gambar 15.
42
xxvi
xxvii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1.
Lampiran 2.
Hasil Analisis Kadar dan Kimia Sitronelal, Sitronelol,
dan Geraniol dari Minyak Sereh Wangi ..........................
109
Rekapitulasi Hasil Analisis Sifat Fisik dan Kimiawi
Sitronelal, Sitronelol, dan Geraniol Dari Minyak Sereh
Wangi …………………………………………………..
111
Lampiran 3.
Hasil Analisis Kadar Dengan Menggunakan GC-MS ….
112
Lampiran 4.
Rekapitulasi Hasil Penelitian Laju dan Kadar Fraksi-1,
2, dan 3 ………………………………………………….
113
Tabel Rekapitulasi Hasil Penelitian Laju Fraksinasi dan
Kadar Sitronelal, Sitronelol, dan Geraniol Dari Minyak
Sereh Wangi Menurut Tekanan Vakum Yang
Digunakan Serta Tabel Beserta Laju Fraksinasi
Sitronelal, Sitronelol, dan Geraniol pada Tekanan
Vakum 1 mBar; 40 mBar; dan 80 mBar ………………..
114
Tabel Beserta Gambar Kadar Awal Sitronelal,.
Sitronelol, Geraniol Pada Tekanan Vakum 1 mBar; 40
mBar; 80 mBar Dan Tabel Beserta Gambar Peningkatan
Kadar DSitronelal, Sitronelol, Geraniol Pada Tekanan
Vakum 1 mBar; 40 mBar; 80 mBar Yang Diharapkan…
115
Hasil Peningkatan Kadar Sitronellal Dari Minyak Sereh
Wangi Dengan Menggunakan Alat Distilasi Fraksinasi
Vakum dan Molecular Distillation …………………….
116
Kemurnian Sitronelal Hasil Isolasi Dengan Distilasi
Fraksinasi Vakum dan Molecular Distilation ………….
117
Rincian Modal Tetap dan Modal Lancar Untuk
Pengembangan Pabrik Fraksinasi Minyak Sereh Wangi..
118
Lampiran 10.
Kebutuhan Modal Kerja Awal ………………………….
121
Lampiran 11.
Biaya Penyusutan Barang Modal, Biaya Perbaikan dan
Perawatan Fasilitas Produksi, Serta Rincian Biaya
Bahan Baku, Bahan Pembantu, dan Utilitas Selama 1
Bulan ……………………………………………………
122
Rincian Biaya Bahan Baku, Bahan Pembantu, dan
Utilitas Selama 1 Bulan ………………………………...
123
Lampiran 13.
Jabatan Karyawan dan Rincian Gaji ……………………
124
Lampiran 14.
Jadwal Pembayaran Kredit Modal Tetap dan Kredit
Modal Kerja …………………………………………….
125
Lampiran 5.
Lampiran 6.
Lampiran 7.
Lampiran 8.
Lampiran 9.
Lampiran 12.
xxviii
Halaman
Lampiran 15.
Ringkasan Biaya Operasional dan Proyeksi Arus Kas…
126
Lampiran 16.
Proyeksi Rugi Laba ……………………………………..
127
Lampiran 17.
Perhitungan Kelayakan Investasi dan Perhitungan BEP..
128
Lampiran 18.
Nilai Penjualan Produk …………………………………
129
Lampiran 19.
Rekap Hasil Kelayakan Finansial Industri Fraksinasi
Minyak Sereh Wangi dan Isolasi Sitronelal ……………
131
Lampiran 20.
Simulasi Input-Output Pada Pengembangan Pabrik…….
134
Lampiran 21.
Simulasi Input-Output Pada Pengembangan Pabrik…….
135
Lampiran 22.
Simulasi Input-Output Pada Pengembangan Pabrik…….
136
Lampiran 23.
Simulasi Input-Output Pada Pengembangan Pabrik…….
Lampiran 24.
Simulasi Input-Output Pada Pengembangan Pabrik…….
137
138
Lampiran 25.
Simulasi Input-Output Pada Pengembangan Pabrik…….
139
Lampiran 26.
Simulasi Input-Output Pada Pengembangan Pabrik…….
140
Lampiran 27.
Simulasi Input-Output Pada Pengembangan Pabrik…….
141
Lampiran 28.
Simulasi Input-Output Pada Pengembangan Pabrik…….
142
Lampiran 29.
Rekapitulasi Hasil Simulasi dan Sensitivitas
Perhitungan Kelayakan Finansial Industri Fraksinasi
Minyak Sereh Wangi dan Isolasi Sitronelal ……………
143
xxix
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Senyawa kimia yang terkandung dalam tumbuhan merupakan sumber bahan
kimia yang berguna sebagai sumber inovasi dalam penemuan dan pengembangan
obat-obat baru serta untuk kepentingan berbagai industri, terutama industri
flavoring agent untuk aneka makanan dan minuman, fragrance untuk sabun,
parfum dan kosmetik serta untuk obat-obatan/farmasi. Senyawa kimia yang
dihasilkan oleh suatu tumbuhan yang satu dan lainnya sangat berbeda, tergantung
pada lokasi tumbuh dan jenis tanamannya.
Menurut Irna et al (2007), di planet ini terdapat kurang lebih 250.000 jenis
tumbuhan tingkat tinggi yang mengandung aneka senyawa kimia alami. Dari
jumlah tersebut, baru sekitar 750 jenis (0,3%) yang telah diteliti dan 135.000 jenis
(54%) terdapat di hutan-hutan tropika, dimana hutan tropika di Indonesia
mengandung lebih dari 30.000 jenis tumbuhan tingkat tinggi ini dan sangat
potensial untuk diteliti. Dengan demikian, berarti bahwa Indonesia sebenarnya
merupakan gudang bagi bahan kimia alami yang belum ditemukan dan tidak
ternilai harganya baik untuk masa kini maupun masa depan. Oleh karena itu,
sangat diharapkan bahwa penelitian bahan kimia alami dapat menjadi ujung
tombak bagi para peneliti Indonesia untuk mengekspl orasi potensi sumber daya
alam ini, khususnya potensi keberadaan bahan kimia alami yang melimpah di
Indonesia guna meningkatkan kesejahteraan rakyat Indonesia.
Sehubungan dengan hal tersebut diatas, di Indonesia, tumbuh subur tanaman
sereh sebagai tanaman “multi guna” karena batang dan daunnya selain dapat
dimanfaatkan sebagai penyedap/bumbu-bumbu aneka makanan dan minuman juga
dapat dipergunakan sebagai pengusir nyamuk Aedes Aegypty yang menyebabkan
penyakit “Demam Berdarah Dengue (DBD)”, pengusir serangga, pengusir lalat
buah, penurun panas, sebagai peluruh angin perut, penambah nafsu makan bagi
manusia, pengobatan pasca persalinan, dan pereda kejang, sedangkan akar
tanaman sereh wangi dapat digunakan sebagai obat peluruh air seni, peluruh
keringat, peluruh dahak atau obat batuk, dan penghangat badan. Tanaman Sereh
Wangi (Cymbopogon winterianus jowitt) tersebut mengandung minyak atsiri yang
2
disebut Citronella Oil yang selain memiliki multi khasiat sebagai bahan obat
tradisional maupun modern, juga merupakan aset nasional yang perlu terus digali,
diteliti, dikembangkan dan dioptimalkan pemanfaatannya. Akhir-akhir ini Minyak
Sereh Wangi menarik perhatian dunia, karena mempunyai sifat aktif biologis
sebagai anti jamur alami dan anti bakteri sehingga dapat dipergunakan sebagai
bahan pengawet pada makanan dan sebagai anti-biotik. Menurut hasil penelitian
Khoirotunnisa (2008), Sereh Wangi (Cymbopogon winterianus jowitt) adalah
salah satu tanaman obat tradisional dimana minyak atsiri yang terkandung
didalamnya mempunyai aktivitas anti-jamur utamanya terhadap jamur Malassezia
furfur (jamur penyebab penyakit kulit yang disebut dengan “panu”) secara invitro.
Oleh karena itu penelitian dan pengembangan tentang isolasi senyawa kimia yang
terkandung didalam Minyak Sereh Wangi tersebut merupakan bagian dari upaya
peningkatan nilai tambah dan hilirisasi industri berbahan baku Minyak Sereh
Wangi beserta produk-produk turunannya.
Pada umumnya, industri Minyak Sereh Wangi di Indonesia masih
merupakan industri hulu yang baru mampu menghasilkan minyak kasar yang
langsung diekspor dengan harga yang murah, sedangkan industri hilirnya yang
berupa industri kosmetika, flavoring agent, fragrans dan obat-obatan sudah
berkembang, bahkan sudah mampu menghasilkan komoditi ekspor dengan
menggunakan bahan baku impor yang harganya jauh lebih mahal dari pada harga
Minyak Sereh kasar yang diekspor. Sampai saat ini yang belum berkembang di
Indonesia justru pada industri antara (intermediate), yaitu industri yang
menghasilkan barang setengah jadi yang diperlukan industri hilir.
Pada saat ini penggunaan minyak atsiri sebagai obat dari bahan alam
semakin diminati masyarakat, terlebih lagi seiring dengan adanya gerakan
kembali ke alam (back to nature) yang dilakukan oleh masyarakat dunia, tanaman
obat makin penting peranannya dalam pola konsumsi makanan, minuman
dan obat-obatan. Dengan meningkatnya kesadaran manusia terhadap pemanfaatan
sumber daya alam tersebut, maka pemanfaatan produk herbal semakin
berkembang tidak hanya di negara-negara Timur saja, melainkan sudah merambah
ke negara-negara Barat. Hal ini tampak dari data WHO yang menunjukkan bahwa
3
permintaan produk herbal di negara-negara Eropa dalam kurun waktu 1999-2009
diperkirakan mencapai 66 % dari permintaan dunia.
Dalam rangka pengembangan industri Minyak Sereh Wangi dan
turunannya ini, ada beberapa hal penting yang perlu diperhatikan, antara lain
adalah pengadaan bahan baku, proses produksi, tata niaga dan bentuk
pengusahaannya. Dalam era globalisasi yang penuh dengan persaingan yang
sangat ketat ini permasalahan yang dihadapi Indonesia dalam rangka
pengembangan industri minyak atsiri beserta produk-produk turunannya,
khususnya dalam rangka mewu-judkan berdirinya industri - industri antara
(intermediate) tersebut diatas adalah adanya tantangan bagi para produsen
maupun eksportir minyak atsiri beserta produk turunannya untuk mampu
memproduksi serta memasok bahan Aroma Chemical atau Kimia Adi dari minyak
atsiri dengan kualitas yang baik atau sesuai dengan standar mutu yang berlaku
baik secara nasional maupun internasional. Berkenaan dengan hal tersebut, untuk
mempertinggi kualitas serta nilai ekonomi Minyak Sereh Wangi ini, perlu
dilakukan beberapa usaha, antara lain :
1. Isolasi komponen utama minyak atsiri Sereh Wangi
2. Pemurnian lanjut untuk menghasilkan produk yang lebih murni.
3. Sintesa turunan Minyak Sereh Wangi
4. Formulasi untuk produk akhir sebagai flavouring agent atau fragrance
Sampai saat ini, Indonesia dikenal sebagai negara produsen Minyak Sereh
Wangi terbesar nomor dua di dunia setelah Cina (Boelens, 1994). Selain itu,
Minyak Sereh Wangi ini juga memiliki pasaran yang luas dan bagus serta berdaya
saing kuat di pasaran luar negeri sehingga bisa dijadikan komoditi ekspor utama
diantara berbagai jenis minyak atsiri lainnya. Perkiraan kebutuhan dunia akan
Minyak Sereh Wangi (Citronela Oil) rata-rata sebesar 1600-1750 ton/tahun
dengan harga ekspor rata-rata 42,5 US$ / kg. Menurut data ekspor dari BPS,
selama 5 tahun terakhir ini, tercatat ekspor Citronela oil dari Indonesia rata-rata
per tahun baru mencapai 55.924 kg (sekitar 3,20 - 3,50 % dari kebutuhan dunia).
Walaupun potensi keberadaan Minyak Sereh Wangi di Indonesia sangat besar dan
peluang pasarnyapun masih cukup terbuka lebar, namun ironisnya, untuk
memenuhi kebutuhan industri hilirnya, Indonesia masih harus mengimpor Minyak
4
Sereh Wangi dalam bentuk pure oil maupun produk turunannya atau fraksi aktif
yang terkandung didalam Minyak Sereh Wangi, terutama yang berupa Sitronelal,
Sitronelol dan Geraniol dengan harga yang jauh lebih mahal dari pada harga
minyak kasar yang diekspor (harga impornya 153,34 US$/ kg, sedangkan harga
eksponya hanya 65,9 US$/ kg), karena selama ini Minyak Sereh Wangi tersebut
diekspor dalam bentuk minyak kasar sehingga kurang optimal dalam
mendatangkan devisa bagi negara (Guenther, 1990). Oleh karena itu, perlu usaha
untuk meningkatkan nilai guna dan nilai tambah dari Minyak Sereh Wangi dengan
mengolahnya lebih lanjut menjadi pure oil maupun produk turunannya sebagai
bahan Aroma Chemical maupun Produk Kimia Adi seperti Sitronelal, Sitronelol,
dan Geraniol yang antara lain dapat dipergunakan sebagai bahan baku penyusun
komponen dalam rose oil yang harganya sangat mahal dan dibutuhkan untuk
bahan flavouring agent dan fragrance yang mempunyai nilai tambah tinggi dan
yang selama ini masih diimpor serta sangat dibutuhkan oleh berbagai industri
pangan, parfum, sabun dan industri kosmetik lainnya di dalam negeri.
Selain hal tersebut diatas, masalah lain yang sering muncul dalam proses
fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi Sitronelal adalah masalah bahaya
bahan kimia yang digunakan dalam proses tersebut terhadap kesehatan dan
lingkungan. Pada umumnya, pemakaian bahan kimia dalam proses fraksinasi
Minyak Sereh Wangi maupun isolasi Sitronelal ini berfungsi untuk mempercepat
proses atau untuk meningkatkan kadar dari fraksi yang dikehendaki. Bahaya
penggunaan bahan kimia dalam proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi
Sitronelal terhadap kesehatan dan lingkungan.ini dapat ditinjau dari dua aspek,
yaitu :
1.
Aspek penggunaan berbagai jenis bahan kimia dalam proses fraksinasi maupun
isolasi sitronelal, sitronelol, dan geraniol dari Minyak Sereh Wangi Efek dari
beberapa bahan kimia yang dipakai dalam proses fraksinasi maupun isolasi
Sitronelal, Sitronelol, dan Geraniol dari Sereh Wangi terhadap kesehatan
maupun lingkungan, antara lain sebagai berikut :
a. Penggunaan NaCl pada proses isolasi total Geraniol, relatif tidak
berbahaya, tetapi bersifat korosif dan apabila dielektrolisis akan berubah
menjadi gas Clorida yang sangat beracun.
5
b. Pelarut organik seperti eter, alkohol, aseton, heksan, dan lain-lain merupakan zat cair yang mudah terbakar.
c. Penggunaan bahan alkali seperti Na, K, dan Ca dapat dengan mudah
mengeluarkan panas, dan gas yang mudah terbakar, karena bahan kimia ini
reaktif terhadap air.
d. Penggunaan asam sulfat (H2SO4), asam klorida, (HCI) dan natrium
hidroksida (NaOH) yang digunakan dalam proses isolasi sitronelal dan
sitronelol dapat menghasilkan panas dan gas yang mudah terbakar atau
gas-gas yang beracun dan korosif karena bahan kimia tersebut reaktif
terhadap asam. Selain itu asam sulfat dapat menimbulkan kerusakan atau
peradangan bila kontak dengan permukaan tubuh yang lembab seperti
kulit, mata, dan saluran pernapasan, karena bahan kimia ini termasuk
bahan kimia iritan.
e. Menurut Taufiqurrakhman dan Reuters (2011), penggunaan n-hexane
(solvent yang digunakan untuk ekstraksi/isolasi Sitronelal) dapat
mengakibatkan bahaya keracunan terhadap kesehatan dan jiwa bagi para
pekerja yang bersangkutan (sakit demam tinggi, bahkan sampai meninggal
dunia).
2.
Aspek substitusi penggunaan bahan kimia pada industri yang berbahan baku
Sitronelal, Sitronelol dan Geraniol sintetis, antara lain sebagai berikut :
a. Bahan Kimia Aroma (Flavor and Fragrance)
Menurut Laszlo Somogyi dan Akihiro Kishi (2001), bahan kimia aroma
digunakan untuk flavoring agent atau senyawa penyusun komposisi rasa
(untuk menyampaikan rasa dan aroma yang menarik untuk makanan
olahan dan minuman) dan juga untuk fragrance agent atau senyawa
penyusun
formulasi
menyenangkan
bagi
keharuman
(yang
barang-barang
memberikan
konsumen
aroma
seperti
yang
parfum,
perlengkapan mandi, kosmetik, deterjen dan pembersih rumah tangga).
Bahan campuran rasa dan aroma merupakan campuran kompleks,
termasuk pelarut dan pengencernya. Apabila salah dalam penerapan
formulasinya, senyawa-senyawa tersebut dapat berubah sifatnya menjadi
beracun dan bisa membahayakan kesehatan penggunanya.
6
b. Flavor Sintetis / Imitasi dari Senyawa Turunan Minyak Sereh
Pada saat ini terdapat lebih dari 200 bahan kimia aroma penyebab flavor
sintetis rasa buah (fruitiness), seperti: asam, alkohol, ester, aldehid, keton,
dan sebagainya. Bahan-bahan kimia aroma ini jika dicampur menjadi satu
dengan komposisi tertentu akan menimbulkan rasa buah. Diantara bahanbahan kimia tersebut diatas, ada beberapa yang dapat disubstitusi dengan
bahan kimia alami, yang antara lain adalah senyawa turunan sitronelal dan
geraniol dari minyak sereh wangi. Dampak dari upaya substitusi ini lebih
aman terhadap kesehatan maupun lingkungan dibanding dengan
penggunaan bahan-bahan kimia lainnya terutama yang bukan berasal dari
alami. Flavor sintetis banyak dipakai dalam industri minuman dan aneka
roti atau confectionary. sebagai contoh antara lain sebagai berikut :
- Flavor Sintetis Strawberry dapat disubstitusi dengan senyawa turunan
Geraniol
- Flavor Sintetis Nenas dapat disubstitusi dengan senyawa turunan
sitronelal
- Vanillin (pure chemical, bukan vanilla), dapat disubstitusi dengan
senyawa turunan sitronelal
c. Parfum.
Parfum berasal dari bagian-bagian tertentu dari aneka tumbuhan minyak
atsiri (contoh : akar wangi, kayu cendana, kulit kayu cinamon, daun sereh
wangi, bunga rose, bunga lavender, buah pala, buah lemon, myrrh, dan
sebagainya). Parfum dapat juga berasal dari bahan kimia (isolate). Produk
isolat diturunkan langsung dari masing-masing minyak atsiri melalui
reaksi kimia, dimana senyawa ini tidak ada dalam alam, bahan ini
merupakan produk esterifikasi seperti : formiat, asetat, propionat, dan
ester-ester dari citronellol, linalool, geraniol, terpinol, dan lain sebagainya.
Parfum adalah campuran dari zat pewangi yang dilarutkan dalam pelarut
yang sesuai. Zat pewangi dapat berasal dari minyak atsiri dimana salah
satunya adalah minyak sereh wangi atau dibuat sintetis. Dampak dari
upaya substitusi ini lebih aman terhadap kesehatan maupun lingkungan
7
dibanding dengan penggunaan bahan-bahan kimia lainnya terutama yang
bukan berasal dari alami.
Karena itu, untuk mengatasi masalah-masalah tersebut diatas, perlu adanya
perancangan proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi Sitronelal yang
tidak menggunakan bahan kimia apapun baik untuk pelarut maupun stimulant
dengan kondisi proses yang terbaik sehingga mampu menghasilkan produk
dengan kualitas dan nilai tambah yang tinggi dan ramah lingkungan, serta hasil
perhitungan kelayakan finansial untuk penerapannya di industri.
1.2. Perumusan Masalah
1.
Indonesia dikenal sebagai negara produsen Minyak Sereh Wangi terbesar
nomor 2 (dua) di dunia setelah Cina, namun industri Minyak Sereh Wangi di
Indonesia sebagian besar masih merupakan Industri hulu yang baru mampu
menyediakan minyak sereh kasar yang langsung diekspor, sedangkan Industri
hilirnya yang berupa industri kosmetika, flavoring agent, fragrance, dan
farmasi sudah berkembang bahkan sudah menghasilkan komoditi ekspor
dengan menggunakan bahan baku impor.
2.
Terdapat kesenjangan harga yang sangat besar antara harga ekspor Minyak
Sereh kasar dan impor Minyak Sereh murni maupun produk turunan Minyak
Sereh Wangi, utamanya Sitronelal.
3.
Sampai saat ini yang belum berkembang di Indonesia justru industri antara
(intermediate), yaitu industri yang menghasilkan barang setengah jadi yang
diperlukan industri hilir berbahan baku Minyak Sereh Wangi dan produk
turunannya.
4.
Pemakaian bahan kimia dalam proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi
ataupun isolasi Sitronelal dapat membahayakan kesehatan bagi pekerja yang
bersang-kutan atau pengguna dari produk dimaksud dan juga akan
memberikan dampak yang negatif bagi lingkungan.
5.
Dalam rangka menghadapi persaingan yang sangat ketat pada era globalisasi
saat ini, para produsen maupun eksportir minyak atsiri ditantang untuk
mampu memproduksi serta memasok bahan kimia aroma (aroma chemical)
ataupun kimia adi dari minyak atsiri, dalam hal ini adalah Sitronelal dengan
8
kualitas yang baik atau sesuai dengan standar mutu yang berlaku baik secara
nasional maupun internasional.
1.3. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Mendapatkan rancangan proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi
Sitronelal dengan kondisi proses yang terbaik sehingga mampu menghasilkan
produk dengan kualitas dan nilai tambah yang tinggi dan ramah lingkungan.
2. Memperoleh hasil perhitungan kelayakan finansial untuk menerapkan hasil
rancangan proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi Sitronelal pada
industri dalam rangka mewujudkan berdirinya industri antara (intermediate)
berbahan baku Minyak Sereh Wangi dan produk turunannya di Indonesia.
1.4. Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat digunakan sebagai referensi dalam :
1. Pengembangan proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan Isolasi Sitronelal
dengan kualitas dan nilai tambah yang tinggi serta ramah lingkungan.
2. Penghitungan kelayakan finansial untuk menerapkan hasil rancangan proses
fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi Sitronelal tersebut di atas di
industri dalam rangka mewujudkan berdirinya pabrik yang memproduksi
barang setengah jadi atau produk “antara (intermediate)” yang berbahan baku
Minyak Sereh Wangi di Indonesia.
1.5. Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup dari penelitian ini meliputi:
1. Karakterisasi bahan baku (minyak sereh wangi).
2. Perancangan proses isolasi sitronelal dari minyak sereh wangi yang ramah
lingkungan.
3. Kajian kelayakan finansial dari perancangan proses fraksinasi Minyak Sereh
Wangi dan isolasi Sitronelal, untuk penerapannya di industri
9
1.6. Kebaruan (Novelty) Dari Hasil Penelitian
Kebaruan (novelty) dari hasil penelitian yang diharapkan adalah :
1.
Ditemukannya rancangan proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi
Sitronelal dengan kondisi proses yang terbaik sehingga mampu menghasilkan
produk dengan kuantitas, kualitas dan nilai tambah yang tinggi dan ramah
lingkungan. (tidak menggunakan zat kimia apapun dalam proses ini, baik
sebagai solvent maupun stimulant).
2.
Dapat mewujudkan keberadaan industri antara (intermediate) di Indonesia,
yang menghasilkan barang setengah jadi yang diperlukan sebagai bahan baku
industri kosmetika, flavoring agent, fragrance dan farmasi yang selama ini
masih diimpor.
3.
Dapat memeperkecil kesenjangan harga ekspor Minyak kasar Sereh Wangi
dan Minyak Sereh Wangi murni maupun produk turunannya, utamanya
Sitronelal.
4.
Dapat menjawab tuntutan dinamika zaman, dimana para produsen minyak
atsiri dan produk turunannya ditantang untuk mampu memproduksi s
DAN ISOLASI SITRONELAL SERTA KAJIAN KELAYAKAN
FINANSIAL UNTUK PENERAPANNYA DI INDUSTRI
RETNO SRI ENDAH LESTARI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI
DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Perancangan Proses
Fraksinasi Minyak Sereh Wangi Dan Isolasi Sitronelal Serta Kajian Kelayakan
Finansial Untuk Penerapannya di Industri adalah karya saya dengan arahan dari
komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan
tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks
dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini.
Bogor, Januari 2012
Retno Sri Endah Lestari
NRP. F.361060161
ABSTRACT
RETNO SRI ENDAH LESTARI. Design of Citronella Oil Fractionation and
Citronellal Isolation Processes and Financial Analysis for Industrial
Implementation. Supervised by DJUMALI MANGUNWIDJAJA, ANI
SURYANI, ANAS MIFTAH FAUZI, and MEIKA SYAHBANA RUSLI.
The aims of the research is to obtain the best condition for Citronellal isolation
from Citronella Oil with high quality, added value and environmental friendl and to
realize “Intermediate Industries” which have the raw material compound derivation of
Citronella Oil in Indonesia. To achieve the above objectives, these are points need to be
done on the research, such: Raw Material Characterization (Citronella Oil);
Designation process of Citronella Oil Fractionation and environmental friendly
Citronella Oil; Financial feasibility studies from Designation process of Citronella Oil
Fractionation and Citronellal isolation for implementation in the industry. Citronella
oils contain three major components, they are citronellal, citronellol and geraniol. An
effort to enhance the quality and economic value of citronella oil is a major component
isolation process using vacuum distillation fractionation. First step of this research is to
perform Citronella Oil characterization will be use as the raw material using Mass
Chromatography Gas (GC-MS). Which from the experiment, citronellal content with
amount of 35,53%; citronellol with amount of 15,43 and Geraniol with amount of
15,94 will be able to be detected..Each of the fractionation result are being
characterization tested which includes physical and chemical characterization and also
fractionation rate. The best conditions used to isolate the main components of
citronella oil is a vacuum pressure of 1 mbar, reflux 20 :10, citronellal boiling point of
44oC, citronellol at 66.4oC and 69.2oC for geraniol. In these conditions, the isolation
rate of citronellal rich fraction was 5.22 ml / min, Citronelol rich fraction was 3.40 ml /
min, and geraniol rich fraction was 3.21 ml / min. The result of initial purity level was
84.51% citronellal rich fraction. While the expected of increasing purity is produced
citronellal rich fraction by 96.52%. These expectation can be reached by moleculer
distillation. Quality of all the third fraction are eligible either SNI or International
standards (EOA).Each one of these fraction are pursued to have their purities enhance
with isolation process using “Molecular Distillation”. Experiment have been done here
is barely enhancing the purity of citronellal at the Citronellal rich fraction phase. The
result of Molecular Distillation processes can be climbed of Citronellal rich fraction
purity from 84.51% to be 97.05%. Highest purity level achieved by Citronellal is an
environmental friendly process since it is not use any chemical as a reagent or
stimulant. Based on result of financial feasibility studies, the design factory of
Citronella Oil Fractionation and Citronellal Isolation which have input assumption of
31 kg/hours or 600kg/process and eligibility criteria which includes NPV with amount
of Rp 66.806.5321.218, Net B/C = 4.00, IRR = 38 % and PBP = 3.58 years.
Therefore, implementation of fractionation design process and citronellal isolation in
order of industrial development with citronellal oil and its quinine derivatives as
materials can be declared as adequate to embodied/executed. Whereas for rest of 2
fractions, Citronellol and Geraniol were not being tested, therefore for those who may
concern / interest is suggested to continue this research.
Key words: citronellal, citronelol, geraniol, fractional vacuum distillation, isolation,
moleculer distillation
RINGKASAN
RETNO SRI ENDAH LESTARI. Perancangan Proses Fraksinasi Minyak
Sereh Wangi dan Isolasi Sitronelal Serta Kajian Kelayakan Finansial Untuk
Penerapannya di Industri. Dibimbing oleh : DJUMALI MANGUNWIDJAJA,
ANI SURYANI, ANAS MIFTAH FAUZI, dan MEIKA SYAHBANA RUSLI.
Dalam rangka menghadapi persaingan yang sangat ketat pada era
globalisasi saat ini, para produsen maupun eksportir minyak atsiri ditantang untuk
mampu memproduksi serta memasok bahan kimia aroma (aroma chemical)
ataupun kimia adi dari minyak atsiri, dengan kualitas yang baik atau sesuai
dengan standar mutu yang berlaku baik secara nasional maupun internasional
Seiring dengan hal tersebut, Indonesia dikenal sebagai negara produsen
Minyak Sereh Wangi terbesar nomor dua di dunia setelah Cina, namun industri
Minyak Sereh Wangi di Indonesia sebagian besar masih merupakan Industri hulu
yang baru mampu menyediakan minyak sereh kasar yang langsung diekspor,
sedangkan Industri hilirnya yang berupa industri kosmetika, flavoring agent,
fragrance, dan farmasi sudah berkembang bahkan sudah menghasilkan komoditi
ekspor dengan menggunakan bahan baku impor. Dengan kondisi seperti ini
terdapat kesenjangan harga yang sangat besar antara harga ekspor Minyak Sereh
Wangi kasar dan impor Minyak Sereh Wangi murni maupun produk turunannya,
utamanya Sitronelal. Sampai saat ini yang belum berkembang di Indonesia justru
industri antara (intermediate), yaitu industri yang menghasilkan barang setengah
jadi yang diperlukan industri hilir berbahan baku Minyak Sereh Wangi dan
produk turunannya. Selain hal tersebut, masalah yang perlu dicermati atau perlu
mendapat perhatian yang serius adalah pemakaian bahan kimia dalam proses
fraksinasi Minyak Sereh Wangi ataupun isolasi Sitronelal yang dapat
membahayakan kesehatan bagi pekerja yang bersangkutan atau pengguna dari
produk dimaksud dan juga akan memberikan dampak yang negatif bagi
lingkungan.
Oleh karena itu, untuk mengatasi masalah-masalah tersebut diatas, perlu
adanya perancangan proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi Sitronelal
yang tidak menggunakan bahan kimia apapun baik untuk pelarut maupun
stimulant dengan kondisi proses yang terbaik sehingga mampu menghasilkan
produk dengan kualitas dan nilai tambah yang tinggi dan ramah lingkungan, serta
hasil perhitungan kelayakan finansial untuk penerapannya di industri dalam
rangka mewujudkan berdirinya industri antara (intermediate) berbahan baku
Minyak Sereh Wangi dan produk turunannya di Indonesia.
Minyak Sereh Wangi mengandung tiga komponen utama, yaitu Sitronelal,
Sitronelol dan Geraniol. Ke tiga komponen utama ini adalah penentu intensitas
dan harga jual Minyak Sereh Wangi beserta produk turunannya. Salah satu upaya
untuk mempertinggi kualitas serta nilai ekonomi Minyak Sereh Wangi adalah
isolasi komponen utama Minyak Sereh Wangi. Penelitian ini secara umum
bertujuan untuk mengisolasi komponen Sitronelal, Sitronelol, dan Geraniol dari
Minyak Sereh Wangi, sedangkan tujuan khusus dari penelitian ini adalah untuk
memperoleh kondisi terbaik berupa tekanan vakum, suhu dan waktu yang
digunakan untuk mengisolasi komponen Sitronelal, Sitronelol, dan Geraniol dari
Minyak Sereh Wangi agar dapat meningkatkan laju fraksinasi dan kadar
kemurnian Sitronelal, Sitronelol, dan Geraniol yang dihasilkan, serta kajian
kelayakan finansial untuk penerapannya di industri.
Proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi Sitronelal ini
menggunakan alat Distilasi Fraksinasi Vakum dan Molecullar Distilation. Bahan
percobaan ini menggunakan Minyak Sereh Wangi yang berasal dari salah satu
industri kecil yang berlokasi di Subang Jawa Barat. Sebelum percobaan dimulai,
terlebih dahulu dilakukan karakterisasi bahan percobaan atau analisis Minyak
Sereh Wangi dengan menggunakan alat CG-MS. Setiap perlakuan menggunakan
1500 ml Minyak Sereh Wangi. Komponen yang akan diisolasi adalah Sitronelal,
Sitronelol, dan Geraniol. Kondisi yang digunakan pada proses fraksinasi Minyak
Sereh Wangi adalah tekanan vakum (1, 40 dan 80 mBar), refluk rasio 20:10, dan
suhu sesuai titik didih masing-masing fraksi yang bersangkutan.
Hasil percobaan ini menunjukkan bahwa kondisi terbaik yang digunakan
untuk mengisolasi komponen utama Minyak Sereh Wangi adalah dengan
menggunakan tekanan vakum 1 mBar, refluks 20:10, dan suhu disekitar titik didih
masing-masing fraksi, yaitu untuk fraksi-1 atau fraksi kaya Sitronelal sebesar 44
o
C, fraksi-2 atau fraksi kaya Sitronelol sebesar 66.4 oC, dan fraksi-3 atau fraksi
kaya Geraniol sebesar 69.2 oC. Pada kondisi tersebut, nilai rata-rata dari laju
fraksinasi dari fraksi-1 atau fraksi kaya Sitronelal sebesar 5.22 ml/menit, fraksi-2
atau fraksi kaya Citronelol sebesar 3.40 ml/menit, dan fraksi-3 atau fraksi kaya
Geraniol sebesar 3.21 ml/menit.
Berdasarkan hasil analisis GC-MS, dapat diketahui bahwa kadar awal
yang dihasilkan untuk fraksi-1 atau fraksi kaya Sitronelal sebesar 84.51%, fraksi-2
atau fraksi kaya Sitronelol sebesar 23.88%, dan fraksi-3 atau fraksi kaya Geraniol
sebesar 33.79%, sedangkan kadar yang masih bisa diharapkan dari masing-masing
fraksi tersebut adalah sebagai berikut : dari fraksi-1 atau fraksi kaya Sitronelal
sebesar 96,52%, fraksi-2 atau fraksi kaya Sitronelol sebesar 32,85%, dan fraksi-3
atau fraksi kaya Geraniol sebesar 41,21%. Kualitas yang mencakup sifat fisik dan
kimiawi dari fraksi kaya Sitronelal, fraksi kaya Sitronelol dan fraksi kaya
Geraniol yang dihasilkan dengan kondisi fraksinasi ini memenuhi syarat mutu
SNI maupun Internasional. (EOA)
Sebagai upaya peningkatan kadar fraksi-1 atau fraksi kaya Sitronelal
dilakukan proses isolasi lanjutan dengan menggunakan alat Molecular Distillation
dan hasilnya ternyata meningkat menjadi 97,05 0C. dari semula 84,51%. Tingkat
kemurnian tertinggi yang dicapai oleh Sitronelal ini merupakan proses ramah
lingkungan karena sama sekali tidak menggunakan bahan kimia sebagai reagent
maupun stimulan
Berdasarkan hasil kajian kelayakan finansial pabrik Fraksinasi Minyak
Sereh Wangi dan Isolasi Sitronelal yang merupakan pengembangan pabrik
berbahan minyak atsiri dan turunannya, dengan asumsi input 31 kg/jam atau 600
kg/proses yang menggunakan kriteria kelayakan yang mencakup : NPV sebesar
Rp 66.806.531.218 ; IRR = 38 % ; Net B/C = 4,06 ; dan PBP = 3,58 tahun dan
titik impas produksi (BEP) yang diperoleh pada nilai penjualan produk sebesar Rp
9.284.271.434, maka penerapan rancangan proses fraksinasi dan isolasi Sitronelal
dalam rangka pengembangan industri berbahan minyak atsiri dan produk
turunannya ini dapat dinyatakan layak untuk direalisasikan /dilaksanakan.
Demikian pula berdasarkan hasil analisis sensitivitasnya, pabrik ini masih tetap
layak untuk direalisasikan/dilaksanakan pada saat terjadi kenaikan harga bahan
sampai maksimum 24%, penurunan harga jual produk sampai maksimum 14,2%,
dan kenaikan suku bunga bank sampai maksimum 300 % atau 3 kali lipat dari
semula 12%.
Berdasarkan hasil perhitungan, jika rancangan proses fraksinasi Minyak
Sereh Wangi dan isolasi Sitronelal ini diterapkan pada industri maka nilai tambah
yang diperoleh sebesar Rp 384.428,-/kg produk, rasio nilai tambah sebesar
61,71%, imbalan kepada tenaga kerja yang terlibat dengan kegiatan ini sebesar Rp
9.614,/kg produk, dan tingkat keuntungan perusahaan sebesar 85,57%.
© Hak cipta milik IPB, tahun 2012
Hak cipta dilindungi Undang-undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa
mencantumkan atau menyebutkan sumber
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian,
penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik
atau tinjauan masalah.
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau
seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.
PERANCANGAN PROSES FRAKSINASI MINYAK SEREH WANGI
DAN ISOLASI SITRONELA SERTA KAJIAN KELAYAKAN
FINANSIAL UNTUK PENERAPANNYA DI INDUSTRI
RETNO SRI ENDAH LESTARI
Disertasi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor pada
Program Studi Teknologi Industri Pertanian
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
Penguji pada Ujian Tertutup : 1.Prof.Dr.Ir.Tun Tedja Irawadi, MS
Guru Besar pada Departemen MIPA KIMIA
IPB
2.Dr.Ir.Dwi Setyaningsih, MS
Staf Pengajar pada Program Studi Teknik
Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian,
IPB
Penguji pada Ujian Terbuka :
1.Dr.Zaenal Alim Mas’ud, DEA
Staf Pengajar Departemen MIPA KIMIA IPB
2.Dr.Ir. Hartisari Hardjomidjojo, DEA
Staf Pengajar pada Program Studi Teknik
Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian,
IPB
Judul Disertasi
: Perancangan Proses Fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan
Isolasi Sitronelal Serta Kajian Kelayakan Finansial Untuk
Penerapannya di Industri
Nama Mahasiswa : Retno Sri Endah Lestari
NRP
: F 361060161
Menyetujui :
Prof. Dr.Ir.Djumali Mangunwidjaya, DEA Prof. Dr. Ir. Ani Suryani, DEA
Ketua
Anggota
Dr. Ir. Meika Syahbana Rusli, M.Sc.
Anggota
Prof. Dr. Ir. Anas Miftah Fauzi, M.Eng
Anggota
Mengetahui,
Ketua Program Studi
Teknologi Industri Pertanian
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Machfud, MS
Dr. Ir. Dahrul Syah, MSc.Agr
Tanggal Ujian : 31 Januari 2012
Tanggal Lulus :
PRAKATA
Puji syukur hanya kepada Allah Subhanawata’ala karena berkat rahmat dan
ridho-Nya, disertasi yang berjudul Perancangan Proses Fraksinasi Minyak Sereh
Wangi dan Isolasi Sitronelal Serta Kajian Kelayakan Finansial Untuk
Penerapannya di Industri dapat penulis selesaikan.
Disertasi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar
Doktor pada Program Studi Teknologi Industri Pertanian, Sekolah Pascasarjana
Institut Pertanian Bogor (TIP SPs IPB). Pada kesempatan ini, penulis ingin
menyampaikan hormat, penghargaan, dan ucapan terimakasih yang mendalam
kepada :
1.
Bapak Prof. Dr. Ir. Djumali Mangunwidjaja, DEA sebagai ketua komisi
pembimbing yang telah memberikan bimbingan, pengetahuan, pemikiran,
arahan, dan waktu tanpa kenal lelah serta terus memotivasi dan mendorong
semangat penulis untuk terus berjuang hingga terselesaikannya disertasi ini.
2.
Ibu Prof. Dr. Ir. Ani Suryani, DEA, Bapak Dr. Ir. Meika Syahbana Rusli,
M.Sc. dan Bapak Prof. Dr. Ir. Anas Miftah Fauzi, M.Eng, selaku anggota
komisi pembimbing atas segala bimbingan dan arahan yang penuh dedikasi,
dorongan, dan kesabarannya yang luar
biasa sehingga penulis dapat
menyelesaikan disertasi ini.
3.
Ibu Prof. Dr. Ir. Tun Tedja Irawadi, MS, Ibu Dr. Ir. Dwi Setyaningsih, MS,
sebagai penguji pada ujian tertutup, Bapak Dr. Ir. Zaenal Alim Mas’ud,
DEA dan Ibu Dr. Ir. Hartrisari Hardjomidjojo, DEA, sebagai penguji pada
ujian terbuka atas kesediaan dan perkenannya untuk menguji serta
koreksinya terhadap disertasi penulis.
4.
Ketua Program Studi TIP Dr. Ir. Machfud, MS. beserta seluruh staf dosen
dan karyawan Program Studi TIP SPs IPB, atas semua bantuan dan motivasi
yang tiada henti pada penulis.
5.
Seluruh pimpinan dan karyawan SPs IPB, terutama Program Studi TIP yang
telah memberi bantuan dan fasilitas kepada penulis selama penulis
menempuh pendidikan S3 di Program Studi TIP SPs IPB.
6.
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Industri, Kementerian Perindustrian yang
telah memberi ijin kepada penulis untuk belajar pada Program Doktor di
Sekolah Pasca Sarjana, Institut Pertanian Bogor (IPB), Bogor.
7.
Bapak Dr. Ir. Agus Har yono, M.Sc.; Bapak Ir. Jody Arya Laksmono, M.Si.;
Bapak Ir. Egi Agustian, M.Sc.; Ibu M.M. Anggriani L.B., SE; Saudari Wita
Kartika Restu, ST beserta tim peneliti dari Pusat Kimia, LIPI-Serpong yang
telah memberikan ijin dan pendampingan teknis selama penulis melakukan
penelitian tentang proses Fraksinasi Minyak Sereh Wangi.
8.
Bapak Ir. Leo Seno Broto, M.Si; Saudara Ir. Iwan; dan Saudara Ir. Erwin
beserta tim HRD PT. Indesso Aroma yang telah memberikan ijin dan
pendimpingan teknis selama penulis melakukan penelitian tentang Proses
Isolasi dengan menggunakan alat Molecullar Destilation dan Gas
Chromatography (GC).
9.
Almarhum suami tercinta (Ir. Eddy Suyadi Cahyono) atas semua batuan
material maupun spriritual, pengorbanan, do’a dan kasih sayangnya.
10.
Putra-putri tercinta yaitu : Lucy Diana Puspita Sari, S,Kom; Fery Nazarudin,
S.Kom; Teddy Surya Wijaya, ST, dan Alvita Komala Dewi, SE yang telah
dengan setia dan penuh pengertian mendampingi penulis selama mencari
semua perlengkapan untuk penelitian dan penulisan disertasi ini.
11.
Seluruh teman-teman S3 TIP SPs IPB lainnya yang tidak kenal lelah
memotivasi penyelesaian studi S3 penulis di IPB.
12.
Dr. Ir. Ratri Ariatmi Nugrahani, MT; Ibu Herfiani Rizkia, STP, MSi ; Ibu
Hendrastuti, SMI, MT ; Ibu Iveline Anne Marie, ST, MT: Saudara Kirana
Sanggrami Sasmitaloka, STP; Bapak Noor Roufiq, STP, MS; dan semua
pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah membantu sampai
terselesaikannya penulisan disertasi ini.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi semua pihak yang berkepentingan
terutama dalam memberikan kontribusi bagi pengembangan agroindustri
pengolahan minyak atsiri, khususnya minyak sereh wangi di Indonesia.
Bogor, Januari 2012
Retno Sri Endah Lestari
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Madiun pada tanggal 23 Nopember 1950 sebagai anak
ke-3 dari pasangan suami–istri yang bernama R. Soemarsono Satryo Adiprayitno. dan
Boeni Soemijati. Pendidikan Sarjana ditempuh di Jurusan Teknologi Pengolahan
Hasil Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas
Gadjah Mada, di
Yogyakarta dan lulus pada tahun 1979.
Pada tahun 1990, penulis melanjutkan studi di Program Studi Keteknikan
Pertanian, Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor dan lulus pada tahun 1993.
Pada tahun 2006, penulis mendapatkan kesempatan untuk melanjutkan studi program
Doktor pada Program Studi Teknologi Industri Pertanian di Sekolah Pascasarjana
Institut Pertanian Bogor.
Penulis bekerja sebagai PNS di Kementerian Perindustrian, di Jakarta sejak
tahun 1979 sampai dengan saat ini. Mulai tahun 1984 sampai sekarang, beberapa
Jabatan Struktural dan Fungsional maupun ke proyekan telah di percayakan kepada
penulis. Selama mengikuti program S3, penulis menyajikan karya ilmiah yang antara
lain berjudul :
1. Rancangan Proses Isolasi Citromellal Dan Rhodinol Dari Minyak Sereh Wangi
yang masih dalam tahap review di Jurnal Teknogi Pertanian IPB, Bogor.
2. Kajian Kelayakan Finansial Isolasi Citronellal dan Rhodinol Pada Industri
Berbasis Senyawa Turunan Minyak Sereh Wangi yang akan diterbitkan pada
Jurnal Teknotan Volume 6 No. 2, Edisi Bulan Mei, 2011.
Karya-karya ilmiah tersebut merupakan bagian dari disertasi program S3
penulis. yang berjudul “Perancangan Proses Fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan
Isolasi Citronellal Serta Kajian Kelayakan Finansial Untuk Penerapannya di Industri.”
Mengenai keanggotaan dalam himpunan profesi, penulis pernah mendapat
amanah untuk menjadi Ketua Ikatan Sarjana Wanita Indonesia, Cabang D.K.I.
Jakarta, periode tahun 2007 – 2012, namun belum sampai habis masa jabatan ini,
berdasarkan hasil Kongres Ikatan Sarjana Wanita Indonesia (ISWI) ke XI, di Jakarta,
tanggal 15 – 16 Juli 2010, penulis mendapat amanah untuk menjadi Ketua Umum
ISWI Pusat periode tahun 2010 – 2015. Himpunan profesi ini berdiri sejak tahun
1956 dan cakupannya selain nasional juga internasional. ISWI menjadi anggota
International Federation of University Women (IFUW) sejak tahun 2005 dan kantor
pusatnya berada di Geneva, Switzerland.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL …………………………….………………………....
xxiv
DAFTAR GAMBAR .................................................................................
xxvi
DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................. xxviii
I.
PENDAHULUAN ..........................................................................
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
Latar Belakang ...........................................................,.......................
Perumusan Masalah ...........................................................................
Tujuan Penelitian ...............................................................................
Manfaat Penelitian .. .........................................................................
Ruang Lingkup ...................................................................................
1.6. Kebaruan (Novelty) Dari Hasil Penelitian ……………………
1
1
7
8
8
9
9
TINJAUAN PUSTAKA ................................................................
2.1. Minyak Atsiri ............................................................................
2.2. Sifat Fisikokimia Minyak Atsiri ................................................
2.3. Minyak Sereh Wangi .................................................................
2.4. Sitronelal ...................................................................................
2.5. Sitronelol ...................................................................................
2.6. Geraniol .....................................................................................
2.7. Analisa Kromatografi.................................................................
2.8. Destilasi Fraksinasi Vakum .......................................................
2.9. Perancangan Proses Fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan
Isolasi Sitronelal .........................................................................
11
11
11
13
19
23
24
26
27
III.
METODOLOGI PENELITIAN ..................................................
3.1. Kerangka Pemikiran ..................................................................
3.2. Tempat dan Waktu ....................................................................
3.3. Bahan dan Alat ..........................................................................
3.4. Metode Penelitian ......................................................................
37
37
40
40
41
IV.
HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................
4.1. Karakterisasi Bahan Baku (Minyak SerehWangi) .....................
4.2. Kinerja Proses Fraksinasi ...........................................................
4.3. Sifat Fisik dan Kimiawi .............................................................
4.4. Hasil Analisis Kadar Fraksi Dengan Menggunakan GC-MS.....
4.5. Mollecular Distilation ................................................................
4.6. Perancangan Proses Fraksinasi Minak Sereh Wangi & Isolasi
Sitronelal ....................................................................................
4.7. Neraca Massa .............................................................................
49
49
54
61
64
65
4.8. Neraca Energi ............................................................................
78
4.9. Hubungan Antara laju Fraksinasi Dengan Biaya Proses............
82
II.
32
70
74
Halaman
4.10. Hasil Kajian Kelayakan Finansial ............................................
88
KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................
5.1.Kesimpulan .................................................................................
5.2. Saran ..........................................................................................
101
101
102
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................
103
LAMPIRAN ..............................................................................................
107
V.
xxiii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.
Karakterisasi Minyak Sereh Wangi Berdasarkan Standar
Nasional Indonesia (SNI) …………………………………...
17
Tabel 2.
Sifat Fisikokimia Minyak Sereh Wangi ……………..……...
17
Tabel 3.
Karakteristik Persyaratan Mutu Sitronelal Berdasarkan
Standar Nasional Indonesia (SNI) ………………………….
17
Karakteristik Persyaratan Mutu Geraniol Berdasarkan
Standar Nasional Indonesia (SNI) ………………………….
18
Data Berbagai Tekanan dan Temperatur Komponen Utama
Minyak Sereh Wangi ………………………………………..
20
Tabel 6.
Karakteristik Minyak Sereh Wangi Berdasarkan Analisis GC-MS
50
Tabel 7.
Sifat Fisik dan Kimiawi Minyak Sereh Wangi-1 dan
Wangi-2 Dibandingkan dengan Syarat Mutu Yang Ada Pada
SNI ………………………………………………………….
51
Komposisi Komponen Penyusun Bahan I dan II
Berdasarkan Hasil Analisis Dengan Menggunakan GC-MS..
52
Rekapitulasi Laju Fraksinasi Minyak Sereh Wangi pada
Tekanan Vakum 1 mmHg, 30 mmHg, dan 60 mmHg
( ~1 mBar, 40 mBar, dan 80 mBar)…………………………
55
Tabel 10. Rekapitulasi Hasil Analisis Sifat Fisik dan Kimiawi Fraksi -1
(Banyak Mengandung Sitronelal) Menggunakan Tekanan
Vakum 1 mBar ……………………………………………...
58
Tabel 11. Rekapitulasi Hasil Analisis Sifat Fisik dan Kimiawi Fraksi-2
(Mengandung Banyak Sitronelol) Menggunakan Tekanan
Vakum 1 mBar ……………………………………………...
61
Tabel 12. Rekapitulasi Hasil Analisis Sifat Fisik dan Kimiawi Fraksi-3
(Mengandung Banyak Geraniol) Menggunakan Tekanan
Vakum 1 mBar ……………………………………………...
62
Tabel 13. Rekapitulasi Hasil Analisis Fraksi dengan Menggunakan
GC- MS……………………………………………………...
65
Tabel 14. Hasil Fraksinasi Bertahap Menggunakan Molecular
Distilation……………………………………………………
68
Tabel 15. Rekapitulasi Hasil Peningkatan Kemurnian Sitronelal
Menggunakan Alat Distilasi Fraksinasi Vakum dan
Molecular Distillation ………………………………………
68
Tabel 4.
Tabel 5.
Tabel 8.
Tabel 9.
xxiv
Halaman
Tabel 16. Hasil Perhitungan Neraca Massa Pada Proses Isolasi
Sitronelal Dari Minyak Sereh Wangi Dengan Sistem Batch..
75
Tabel 17. Hasil Perhitungan Neraca Massa Pada Proses Isolasi
Sitronelal Dari Minyak Sereh Wangi Dengan Sistem Batch..
76
Tabel 18. Hasil Perhitungan Neraca Energi Pada Proses Fraksinasi
Minyak Sereh Wangi Dengan Sistem Batch………………...
79
Tabel 19. Hasil Perhitungan Neraca Energi Pada Proses Isolasi
Sitronelal Dari Minyak Sereh Wangi Dengan Sistem Batch..
80
Tabel 20. Kapasitas Pabrik, Kebutuhan Bahan, Rendemen, IDC, dan
Pajak ………………………………………………………...
92
Tabel 21. Rekapitulasi Hasil Perhitungan Modal, Kebutuhan Bahan,
Penyusutan, Gaji Pegawai, dan Keuntungan Bersih
Perusahaan …………………………………………………..
93
Tabel 22. Rekapitulasi Kelayakan Investasi Pabrik Fraksinasi Minyak
Sereh Wangi dan Isolasi Sitronelal …………………………
94
Tabel 23. Nilai Kriteria Investasi dari Analisis Sensitivitas …………..
99
Tabel 24. Hasil Perhitungan Nilai Tambah Industri Fraksinasi Minyak
Sereh Wangi dan Isolasi Sitronelal …………………………
100
xxv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.
Rumus bangun komponen penyusun minyak sereh wangi ...
15
Gambar 2.
Minyak Sereh Wangi dan turunannya ...……...……………
16
Gambar 3.
Grafik hubungan antara tekanan terhadap temperatur untuk
komponen utama minyak sereh wangi ……………………
21
Gambar 4.
Skema unit distilasi molekuler ...………...………...………
30
Gambar 5.
Skema proses distilasi molekuler ...………...………...……
30
Gambar 6.
Tahap perancangan proses …………………………………
34
Gambar 7.
Skema proses fraksinasi minyak sereh wangi dengan
menggunakan alat distilasi fraksinasi vakum………………
35
Gambar 8.
Kerangka pemikiran perancangan proses isolasi Sitronelol .
39
Gambar 9.
Skema unit destilasi fraksinasi …………………………….
40
Gambar 10.
Tahapan penelitian …………………………………………
41
Gambar 11.
Tahapan penelitian perancangan proses ...............................
Gambar 12.
Diagram alir perancangan proses .........................................
Gambar 13.
Skema distilasi molekuler ………………………………….
43
66
Gambar 14.
Grafik kemurnian sitronelal hasil isolasi dengan distilasi
fraksinasi vakum dan molecular distillation ………………
69
Diagram blok unit isolasi Sitronelal dari Minyak Sereh
Wangi ……………………………………………………...
71
Gambar 16.
Diagram blok neraca massa ………………………………..
75
Gambar 17.
Diagram blok neraca energi ………………………………..
79
Gambar 15.
42
xxvi
xxvii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1.
Lampiran 2.
Hasil Analisis Kadar dan Kimia Sitronelal, Sitronelol,
dan Geraniol dari Minyak Sereh Wangi ..........................
109
Rekapitulasi Hasil Analisis Sifat Fisik dan Kimiawi
Sitronelal, Sitronelol, dan Geraniol Dari Minyak Sereh
Wangi …………………………………………………..
111
Lampiran 3.
Hasil Analisis Kadar Dengan Menggunakan GC-MS ….
112
Lampiran 4.
Rekapitulasi Hasil Penelitian Laju dan Kadar Fraksi-1,
2, dan 3 ………………………………………………….
113
Tabel Rekapitulasi Hasil Penelitian Laju Fraksinasi dan
Kadar Sitronelal, Sitronelol, dan Geraniol Dari Minyak
Sereh Wangi Menurut Tekanan Vakum Yang
Digunakan Serta Tabel Beserta Laju Fraksinasi
Sitronelal, Sitronelol, dan Geraniol pada Tekanan
Vakum 1 mBar; 40 mBar; dan 80 mBar ………………..
114
Tabel Beserta Gambar Kadar Awal Sitronelal,.
Sitronelol, Geraniol Pada Tekanan Vakum 1 mBar; 40
mBar; 80 mBar Dan Tabel Beserta Gambar Peningkatan
Kadar DSitronelal, Sitronelol, Geraniol Pada Tekanan
Vakum 1 mBar; 40 mBar; 80 mBar Yang Diharapkan…
115
Hasil Peningkatan Kadar Sitronellal Dari Minyak Sereh
Wangi Dengan Menggunakan Alat Distilasi Fraksinasi
Vakum dan Molecular Distillation …………………….
116
Kemurnian Sitronelal Hasil Isolasi Dengan Distilasi
Fraksinasi Vakum dan Molecular Distilation ………….
117
Rincian Modal Tetap dan Modal Lancar Untuk
Pengembangan Pabrik Fraksinasi Minyak Sereh Wangi..
118
Lampiran 10.
Kebutuhan Modal Kerja Awal ………………………….
121
Lampiran 11.
Biaya Penyusutan Barang Modal, Biaya Perbaikan dan
Perawatan Fasilitas Produksi, Serta Rincian Biaya
Bahan Baku, Bahan Pembantu, dan Utilitas Selama 1
Bulan ……………………………………………………
122
Rincian Biaya Bahan Baku, Bahan Pembantu, dan
Utilitas Selama 1 Bulan ………………………………...
123
Lampiran 13.
Jabatan Karyawan dan Rincian Gaji ……………………
124
Lampiran 14.
Jadwal Pembayaran Kredit Modal Tetap dan Kredit
Modal Kerja …………………………………………….
125
Lampiran 5.
Lampiran 6.
Lampiran 7.
Lampiran 8.
Lampiran 9.
Lampiran 12.
xxviii
Halaman
Lampiran 15.
Ringkasan Biaya Operasional dan Proyeksi Arus Kas…
126
Lampiran 16.
Proyeksi Rugi Laba ……………………………………..
127
Lampiran 17.
Perhitungan Kelayakan Investasi dan Perhitungan BEP..
128
Lampiran 18.
Nilai Penjualan Produk …………………………………
129
Lampiran 19.
Rekap Hasil Kelayakan Finansial Industri Fraksinasi
Minyak Sereh Wangi dan Isolasi Sitronelal ……………
131
Lampiran 20.
Simulasi Input-Output Pada Pengembangan Pabrik…….
134
Lampiran 21.
Simulasi Input-Output Pada Pengembangan Pabrik…….
135
Lampiran 22.
Simulasi Input-Output Pada Pengembangan Pabrik…….
136
Lampiran 23.
Simulasi Input-Output Pada Pengembangan Pabrik…….
Lampiran 24.
Simulasi Input-Output Pada Pengembangan Pabrik…….
137
138
Lampiran 25.
Simulasi Input-Output Pada Pengembangan Pabrik…….
139
Lampiran 26.
Simulasi Input-Output Pada Pengembangan Pabrik…….
140
Lampiran 27.
Simulasi Input-Output Pada Pengembangan Pabrik…….
141
Lampiran 28.
Simulasi Input-Output Pada Pengembangan Pabrik…….
142
Lampiran 29.
Rekapitulasi Hasil Simulasi dan Sensitivitas
Perhitungan Kelayakan Finansial Industri Fraksinasi
Minyak Sereh Wangi dan Isolasi Sitronelal ……………
143
xxix
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Senyawa kimia yang terkandung dalam tumbuhan merupakan sumber bahan
kimia yang berguna sebagai sumber inovasi dalam penemuan dan pengembangan
obat-obat baru serta untuk kepentingan berbagai industri, terutama industri
flavoring agent untuk aneka makanan dan minuman, fragrance untuk sabun,
parfum dan kosmetik serta untuk obat-obatan/farmasi. Senyawa kimia yang
dihasilkan oleh suatu tumbuhan yang satu dan lainnya sangat berbeda, tergantung
pada lokasi tumbuh dan jenis tanamannya.
Menurut Irna et al (2007), di planet ini terdapat kurang lebih 250.000 jenis
tumbuhan tingkat tinggi yang mengandung aneka senyawa kimia alami. Dari
jumlah tersebut, baru sekitar 750 jenis (0,3%) yang telah diteliti dan 135.000 jenis
(54%) terdapat di hutan-hutan tropika, dimana hutan tropika di Indonesia
mengandung lebih dari 30.000 jenis tumbuhan tingkat tinggi ini dan sangat
potensial untuk diteliti. Dengan demikian, berarti bahwa Indonesia sebenarnya
merupakan gudang bagi bahan kimia alami yang belum ditemukan dan tidak
ternilai harganya baik untuk masa kini maupun masa depan. Oleh karena itu,
sangat diharapkan bahwa penelitian bahan kimia alami dapat menjadi ujung
tombak bagi para peneliti Indonesia untuk mengekspl orasi potensi sumber daya
alam ini, khususnya potensi keberadaan bahan kimia alami yang melimpah di
Indonesia guna meningkatkan kesejahteraan rakyat Indonesia.
Sehubungan dengan hal tersebut diatas, di Indonesia, tumbuh subur tanaman
sereh sebagai tanaman “multi guna” karena batang dan daunnya selain dapat
dimanfaatkan sebagai penyedap/bumbu-bumbu aneka makanan dan minuman juga
dapat dipergunakan sebagai pengusir nyamuk Aedes Aegypty yang menyebabkan
penyakit “Demam Berdarah Dengue (DBD)”, pengusir serangga, pengusir lalat
buah, penurun panas, sebagai peluruh angin perut, penambah nafsu makan bagi
manusia, pengobatan pasca persalinan, dan pereda kejang, sedangkan akar
tanaman sereh wangi dapat digunakan sebagai obat peluruh air seni, peluruh
keringat, peluruh dahak atau obat batuk, dan penghangat badan. Tanaman Sereh
Wangi (Cymbopogon winterianus jowitt) tersebut mengandung minyak atsiri yang
2
disebut Citronella Oil yang selain memiliki multi khasiat sebagai bahan obat
tradisional maupun modern, juga merupakan aset nasional yang perlu terus digali,
diteliti, dikembangkan dan dioptimalkan pemanfaatannya. Akhir-akhir ini Minyak
Sereh Wangi menarik perhatian dunia, karena mempunyai sifat aktif biologis
sebagai anti jamur alami dan anti bakteri sehingga dapat dipergunakan sebagai
bahan pengawet pada makanan dan sebagai anti-biotik. Menurut hasil penelitian
Khoirotunnisa (2008), Sereh Wangi (Cymbopogon winterianus jowitt) adalah
salah satu tanaman obat tradisional dimana minyak atsiri yang terkandung
didalamnya mempunyai aktivitas anti-jamur utamanya terhadap jamur Malassezia
furfur (jamur penyebab penyakit kulit yang disebut dengan “panu”) secara invitro.
Oleh karena itu penelitian dan pengembangan tentang isolasi senyawa kimia yang
terkandung didalam Minyak Sereh Wangi tersebut merupakan bagian dari upaya
peningkatan nilai tambah dan hilirisasi industri berbahan baku Minyak Sereh
Wangi beserta produk-produk turunannya.
Pada umumnya, industri Minyak Sereh Wangi di Indonesia masih
merupakan industri hulu yang baru mampu menghasilkan minyak kasar yang
langsung diekspor dengan harga yang murah, sedangkan industri hilirnya yang
berupa industri kosmetika, flavoring agent, fragrans dan obat-obatan sudah
berkembang, bahkan sudah mampu menghasilkan komoditi ekspor dengan
menggunakan bahan baku impor yang harganya jauh lebih mahal dari pada harga
Minyak Sereh kasar yang diekspor. Sampai saat ini yang belum berkembang di
Indonesia justru pada industri antara (intermediate), yaitu industri yang
menghasilkan barang setengah jadi yang diperlukan industri hilir.
Pada saat ini penggunaan minyak atsiri sebagai obat dari bahan alam
semakin diminati masyarakat, terlebih lagi seiring dengan adanya gerakan
kembali ke alam (back to nature) yang dilakukan oleh masyarakat dunia, tanaman
obat makin penting peranannya dalam pola konsumsi makanan, minuman
dan obat-obatan. Dengan meningkatnya kesadaran manusia terhadap pemanfaatan
sumber daya alam tersebut, maka pemanfaatan produk herbal semakin
berkembang tidak hanya di negara-negara Timur saja, melainkan sudah merambah
ke negara-negara Barat. Hal ini tampak dari data WHO yang menunjukkan bahwa
3
permintaan produk herbal di negara-negara Eropa dalam kurun waktu 1999-2009
diperkirakan mencapai 66 % dari permintaan dunia.
Dalam rangka pengembangan industri Minyak Sereh Wangi dan
turunannya ini, ada beberapa hal penting yang perlu diperhatikan, antara lain
adalah pengadaan bahan baku, proses produksi, tata niaga dan bentuk
pengusahaannya. Dalam era globalisasi yang penuh dengan persaingan yang
sangat ketat ini permasalahan yang dihadapi Indonesia dalam rangka
pengembangan industri minyak atsiri beserta produk-produk turunannya,
khususnya dalam rangka mewu-judkan berdirinya industri - industri antara
(intermediate) tersebut diatas adalah adanya tantangan bagi para produsen
maupun eksportir minyak atsiri beserta produk turunannya untuk mampu
memproduksi serta memasok bahan Aroma Chemical atau Kimia Adi dari minyak
atsiri dengan kualitas yang baik atau sesuai dengan standar mutu yang berlaku
baik secara nasional maupun internasional. Berkenaan dengan hal tersebut, untuk
mempertinggi kualitas serta nilai ekonomi Minyak Sereh Wangi ini, perlu
dilakukan beberapa usaha, antara lain :
1. Isolasi komponen utama minyak atsiri Sereh Wangi
2. Pemurnian lanjut untuk menghasilkan produk yang lebih murni.
3. Sintesa turunan Minyak Sereh Wangi
4. Formulasi untuk produk akhir sebagai flavouring agent atau fragrance
Sampai saat ini, Indonesia dikenal sebagai negara produsen Minyak Sereh
Wangi terbesar nomor dua di dunia setelah Cina (Boelens, 1994). Selain itu,
Minyak Sereh Wangi ini juga memiliki pasaran yang luas dan bagus serta berdaya
saing kuat di pasaran luar negeri sehingga bisa dijadikan komoditi ekspor utama
diantara berbagai jenis minyak atsiri lainnya. Perkiraan kebutuhan dunia akan
Minyak Sereh Wangi (Citronela Oil) rata-rata sebesar 1600-1750 ton/tahun
dengan harga ekspor rata-rata 42,5 US$ / kg. Menurut data ekspor dari BPS,
selama 5 tahun terakhir ini, tercatat ekspor Citronela oil dari Indonesia rata-rata
per tahun baru mencapai 55.924 kg (sekitar 3,20 - 3,50 % dari kebutuhan dunia).
Walaupun potensi keberadaan Minyak Sereh Wangi di Indonesia sangat besar dan
peluang pasarnyapun masih cukup terbuka lebar, namun ironisnya, untuk
memenuhi kebutuhan industri hilirnya, Indonesia masih harus mengimpor Minyak
4
Sereh Wangi dalam bentuk pure oil maupun produk turunannya atau fraksi aktif
yang terkandung didalam Minyak Sereh Wangi, terutama yang berupa Sitronelal,
Sitronelol dan Geraniol dengan harga yang jauh lebih mahal dari pada harga
minyak kasar yang diekspor (harga impornya 153,34 US$/ kg, sedangkan harga
eksponya hanya 65,9 US$/ kg), karena selama ini Minyak Sereh Wangi tersebut
diekspor dalam bentuk minyak kasar sehingga kurang optimal dalam
mendatangkan devisa bagi negara (Guenther, 1990). Oleh karena itu, perlu usaha
untuk meningkatkan nilai guna dan nilai tambah dari Minyak Sereh Wangi dengan
mengolahnya lebih lanjut menjadi pure oil maupun produk turunannya sebagai
bahan Aroma Chemical maupun Produk Kimia Adi seperti Sitronelal, Sitronelol,
dan Geraniol yang antara lain dapat dipergunakan sebagai bahan baku penyusun
komponen dalam rose oil yang harganya sangat mahal dan dibutuhkan untuk
bahan flavouring agent dan fragrance yang mempunyai nilai tambah tinggi dan
yang selama ini masih diimpor serta sangat dibutuhkan oleh berbagai industri
pangan, parfum, sabun dan industri kosmetik lainnya di dalam negeri.
Selain hal tersebut diatas, masalah lain yang sering muncul dalam proses
fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi Sitronelal adalah masalah bahaya
bahan kimia yang digunakan dalam proses tersebut terhadap kesehatan dan
lingkungan. Pada umumnya, pemakaian bahan kimia dalam proses fraksinasi
Minyak Sereh Wangi maupun isolasi Sitronelal ini berfungsi untuk mempercepat
proses atau untuk meningkatkan kadar dari fraksi yang dikehendaki. Bahaya
penggunaan bahan kimia dalam proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi
Sitronelal terhadap kesehatan dan lingkungan.ini dapat ditinjau dari dua aspek,
yaitu :
1.
Aspek penggunaan berbagai jenis bahan kimia dalam proses fraksinasi maupun
isolasi sitronelal, sitronelol, dan geraniol dari Minyak Sereh Wangi Efek dari
beberapa bahan kimia yang dipakai dalam proses fraksinasi maupun isolasi
Sitronelal, Sitronelol, dan Geraniol dari Sereh Wangi terhadap kesehatan
maupun lingkungan, antara lain sebagai berikut :
a. Penggunaan NaCl pada proses isolasi total Geraniol, relatif tidak
berbahaya, tetapi bersifat korosif dan apabila dielektrolisis akan berubah
menjadi gas Clorida yang sangat beracun.
5
b. Pelarut organik seperti eter, alkohol, aseton, heksan, dan lain-lain merupakan zat cair yang mudah terbakar.
c. Penggunaan bahan alkali seperti Na, K, dan Ca dapat dengan mudah
mengeluarkan panas, dan gas yang mudah terbakar, karena bahan kimia ini
reaktif terhadap air.
d. Penggunaan asam sulfat (H2SO4), asam klorida, (HCI) dan natrium
hidroksida (NaOH) yang digunakan dalam proses isolasi sitronelal dan
sitronelol dapat menghasilkan panas dan gas yang mudah terbakar atau
gas-gas yang beracun dan korosif karena bahan kimia tersebut reaktif
terhadap asam. Selain itu asam sulfat dapat menimbulkan kerusakan atau
peradangan bila kontak dengan permukaan tubuh yang lembab seperti
kulit, mata, dan saluran pernapasan, karena bahan kimia ini termasuk
bahan kimia iritan.
e. Menurut Taufiqurrakhman dan Reuters (2011), penggunaan n-hexane
(solvent yang digunakan untuk ekstraksi/isolasi Sitronelal) dapat
mengakibatkan bahaya keracunan terhadap kesehatan dan jiwa bagi para
pekerja yang bersangkutan (sakit demam tinggi, bahkan sampai meninggal
dunia).
2.
Aspek substitusi penggunaan bahan kimia pada industri yang berbahan baku
Sitronelal, Sitronelol dan Geraniol sintetis, antara lain sebagai berikut :
a. Bahan Kimia Aroma (Flavor and Fragrance)
Menurut Laszlo Somogyi dan Akihiro Kishi (2001), bahan kimia aroma
digunakan untuk flavoring agent atau senyawa penyusun komposisi rasa
(untuk menyampaikan rasa dan aroma yang menarik untuk makanan
olahan dan minuman) dan juga untuk fragrance agent atau senyawa
penyusun
formulasi
menyenangkan
bagi
keharuman
(yang
barang-barang
memberikan
konsumen
aroma
seperti
yang
parfum,
perlengkapan mandi, kosmetik, deterjen dan pembersih rumah tangga).
Bahan campuran rasa dan aroma merupakan campuran kompleks,
termasuk pelarut dan pengencernya. Apabila salah dalam penerapan
formulasinya, senyawa-senyawa tersebut dapat berubah sifatnya menjadi
beracun dan bisa membahayakan kesehatan penggunanya.
6
b. Flavor Sintetis / Imitasi dari Senyawa Turunan Minyak Sereh
Pada saat ini terdapat lebih dari 200 bahan kimia aroma penyebab flavor
sintetis rasa buah (fruitiness), seperti: asam, alkohol, ester, aldehid, keton,
dan sebagainya. Bahan-bahan kimia aroma ini jika dicampur menjadi satu
dengan komposisi tertentu akan menimbulkan rasa buah. Diantara bahanbahan kimia tersebut diatas, ada beberapa yang dapat disubstitusi dengan
bahan kimia alami, yang antara lain adalah senyawa turunan sitronelal dan
geraniol dari minyak sereh wangi. Dampak dari upaya substitusi ini lebih
aman terhadap kesehatan maupun lingkungan dibanding dengan
penggunaan bahan-bahan kimia lainnya terutama yang bukan berasal dari
alami. Flavor sintetis banyak dipakai dalam industri minuman dan aneka
roti atau confectionary. sebagai contoh antara lain sebagai berikut :
- Flavor Sintetis Strawberry dapat disubstitusi dengan senyawa turunan
Geraniol
- Flavor Sintetis Nenas dapat disubstitusi dengan senyawa turunan
sitronelal
- Vanillin (pure chemical, bukan vanilla), dapat disubstitusi dengan
senyawa turunan sitronelal
c. Parfum.
Parfum berasal dari bagian-bagian tertentu dari aneka tumbuhan minyak
atsiri (contoh : akar wangi, kayu cendana, kulit kayu cinamon, daun sereh
wangi, bunga rose, bunga lavender, buah pala, buah lemon, myrrh, dan
sebagainya). Parfum dapat juga berasal dari bahan kimia (isolate). Produk
isolat diturunkan langsung dari masing-masing minyak atsiri melalui
reaksi kimia, dimana senyawa ini tidak ada dalam alam, bahan ini
merupakan produk esterifikasi seperti : formiat, asetat, propionat, dan
ester-ester dari citronellol, linalool, geraniol, terpinol, dan lain sebagainya.
Parfum adalah campuran dari zat pewangi yang dilarutkan dalam pelarut
yang sesuai. Zat pewangi dapat berasal dari minyak atsiri dimana salah
satunya adalah minyak sereh wangi atau dibuat sintetis. Dampak dari
upaya substitusi ini lebih aman terhadap kesehatan maupun lingkungan
7
dibanding dengan penggunaan bahan-bahan kimia lainnya terutama yang
bukan berasal dari alami.
Karena itu, untuk mengatasi masalah-masalah tersebut diatas, perlu adanya
perancangan proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi Sitronelal yang
tidak menggunakan bahan kimia apapun baik untuk pelarut maupun stimulant
dengan kondisi proses yang terbaik sehingga mampu menghasilkan produk
dengan kualitas dan nilai tambah yang tinggi dan ramah lingkungan, serta hasil
perhitungan kelayakan finansial untuk penerapannya di industri.
1.2. Perumusan Masalah
1.
Indonesia dikenal sebagai negara produsen Minyak Sereh Wangi terbesar
nomor 2 (dua) di dunia setelah Cina, namun industri Minyak Sereh Wangi di
Indonesia sebagian besar masih merupakan Industri hulu yang baru mampu
menyediakan minyak sereh kasar yang langsung diekspor, sedangkan Industri
hilirnya yang berupa industri kosmetika, flavoring agent, fragrance, dan
farmasi sudah berkembang bahkan sudah menghasilkan komoditi ekspor
dengan menggunakan bahan baku impor.
2.
Terdapat kesenjangan harga yang sangat besar antara harga ekspor Minyak
Sereh kasar dan impor Minyak Sereh murni maupun produk turunan Minyak
Sereh Wangi, utamanya Sitronelal.
3.
Sampai saat ini yang belum berkembang di Indonesia justru industri antara
(intermediate), yaitu industri yang menghasilkan barang setengah jadi yang
diperlukan industri hilir berbahan baku Minyak Sereh Wangi dan produk
turunannya.
4.
Pemakaian bahan kimia dalam proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi
ataupun isolasi Sitronelal dapat membahayakan kesehatan bagi pekerja yang
bersang-kutan atau pengguna dari produk dimaksud dan juga akan
memberikan dampak yang negatif bagi lingkungan.
5.
Dalam rangka menghadapi persaingan yang sangat ketat pada era globalisasi
saat ini, para produsen maupun eksportir minyak atsiri ditantang untuk
mampu memproduksi serta memasok bahan kimia aroma (aroma chemical)
ataupun kimia adi dari minyak atsiri, dalam hal ini adalah Sitronelal dengan
8
kualitas yang baik atau sesuai dengan standar mutu yang berlaku baik secara
nasional maupun internasional.
1.3. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Mendapatkan rancangan proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi
Sitronelal dengan kondisi proses yang terbaik sehingga mampu menghasilkan
produk dengan kualitas dan nilai tambah yang tinggi dan ramah lingkungan.
2. Memperoleh hasil perhitungan kelayakan finansial untuk menerapkan hasil
rancangan proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi Sitronelal pada
industri dalam rangka mewujudkan berdirinya industri antara (intermediate)
berbahan baku Minyak Sereh Wangi dan produk turunannya di Indonesia.
1.4. Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat digunakan sebagai referensi dalam :
1. Pengembangan proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan Isolasi Sitronelal
dengan kualitas dan nilai tambah yang tinggi serta ramah lingkungan.
2. Penghitungan kelayakan finansial untuk menerapkan hasil rancangan proses
fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi Sitronelal tersebut di atas di
industri dalam rangka mewujudkan berdirinya pabrik yang memproduksi
barang setengah jadi atau produk “antara (intermediate)” yang berbahan baku
Minyak Sereh Wangi di Indonesia.
1.5. Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup dari penelitian ini meliputi:
1. Karakterisasi bahan baku (minyak sereh wangi).
2. Perancangan proses isolasi sitronelal dari minyak sereh wangi yang ramah
lingkungan.
3. Kajian kelayakan finansial dari perancangan proses fraksinasi Minyak Sereh
Wangi dan isolasi Sitronelal, untuk penerapannya di industri
9
1.6. Kebaruan (Novelty) Dari Hasil Penelitian
Kebaruan (novelty) dari hasil penelitian yang diharapkan adalah :
1.
Ditemukannya rancangan proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi
Sitronelal dengan kondisi proses yang terbaik sehingga mampu menghasilkan
produk dengan kuantitas, kualitas dan nilai tambah yang tinggi dan ramah
lingkungan. (tidak menggunakan zat kimia apapun dalam proses ini, baik
sebagai solvent maupun stimulant).
2.
Dapat mewujudkan keberadaan industri antara (intermediate) di Indonesia,
yang menghasilkan barang setengah jadi yang diperlukan sebagai bahan baku
industri kosmetika, flavoring agent, fragrance dan farmasi yang selama ini
masih diimpor.
3.
Dapat memeperkecil kesenjangan harga ekspor Minyak kasar Sereh Wangi
dan Minyak Sereh Wangi murni maupun produk turunannya, utamanya
Sitronelal.
4.
Dapat menjawab tuntutan dinamika zaman, dimana para produsen minyak
atsiri dan produk turunannya ditantang untuk mampu memproduksi s