Aplikasi Metoda Ohmic Heating untuk Ekstraksi Minyak Lemon

APLIKASI METODA OHMIC HEATING UNTUK
EKSTRAKSI MINYAK LEMON

OLEH
ELIH MULYANA

PROGRAM PASCA SARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2002

ABSTRAK

ELlH MULYANA. Aplikasi Metoda Ohmic Heating Untuk Ekstraksi Minyak
Lemon. Dibimbing oleh ATJENG M. SJARIEF dan EDY HARTULISTIYOSO.
Limbah lemon yang tersedia dalam jumlah yang melimpah berpotensi untuk diproses
lebih lanjut untuk menghasilkan minyak lemon. Limbah ini mempunyai kadar air
85,7% dan minyak atsiri yang didalamnya tersusun atas unsur C, H, 0 , N, S.
Berdasarkan kandungan kimianya limbah ini merupakan penghantar listrik, sehingga
dalam penelitian ini dikembangkan ekstrak minyak lemon dengan metoda ohmic
heating.
Tujuan penelitian ini adalah : menentukan karakteristik pengolahan limbah

lemon dengan cara ohmic heating, merancang dan membangun alat ohmic heating
dan memanfaatkan limbah lemon untuk diarnbil minyaknya.
Penelitian dilakukan dengan cara eksperimen yang dibagi dalam tiga tahap.
Percobaan dilakukan pada sampel limbah dan jeruk segar. Perlakuan percobaan
adalah perlakuan kelistrikan dan perlakuan pada kulit lemon. Perlakuan kelistrikan
dilakukan dengan tegangan variabel, tegangan tetap, arus variabel dan arus tetap.
Sedangkan perlakuan pada kulit adalah limbah seadanya, perajangan 1,5 cm
membujur dan 0,5 cm melintang. Alat yang digunakan adalah pemanas ohmic,
pendingin, florentine, thermal recorder dan alat bantunya adalah alat ukur listrik dan
perajang. Pengujian minyak yang dilakukan adalah dengan GC, GC MS, fisiko-kimia
dan perhitungan rendemen. Adapun spesifikasi alat : box luar, 28,2 cm x 16 cm x 40
cm; box dalam, 24,2 cm x l l c m x 30,5 cm; elektroda 9,s cm x 23 cm x 0,15 cm;
terminal 1,5 cm x 32 cm x 0,15 cm ; Autotrafo 1000 W, 0 - 220 V, 5 A.
Hasil percobaan menunjukan bahwa limbah lemon dengan sifat kimianya
dapat menghantarkan listrik. Proses pemanasan yang homogen terjadi pada
perlakuan perajangan 1,5 cm membujur, 0,5 cm melintang dan tegangan sumber
variabel dari 79 V - 11 V, dengan arus konstan 4,4 A . Tahanan jenis kulit lemon
menurun dari 909 ohm-mm sampai 158,7 ohm-mm dan konduktivitas listriknya
meningkat dari 0,001 1 S/mm hingga 0,0063 Slmm begitu pula suhu pemanasan
meningkat dari 20°C sampai 97°C. Produksi minyak dengan sampel jeruk segar

diperoleh rendemen 0,08 % dengan konsumsi pemakaian energi 1,079 k w h ( biaya
Rp.305,- ) dan rendemen limbah 0,04 %, energi 0,989 kWH (biaya Rp.254,-). Uji
fisiko-kimia minyak lemon : bobot jenis 0,8786, indeks bias 1,4710, bilangan asam
3,23, bilangan ester 80,96 secara umum nilai-nilai tersebut mendekati kualitas minyak
California maupun Italia. Identifikasi minyak lemon dengan GC MS diperoleh 34
nama komponen dengan komposisi 74,77 % terdiri dari golongan Terpen dan 25,l
% terdiri dari golongan Terpen-0.

SURAT PERNYATAAN

Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa segala pernyataan dalam Tesis
saya yang berjudul :
APLIKASI METODA OHMIC HEATING UNTUK EKSTRAKSI MINYAK
LEMON

merupakan gagasan atau hasil penelitian tesis saya sendiri, dengan bimbingan Komisi
Pembimbing, kecuali yang dengan jelas ditunjukan rujukannya. Tesis ini belum
pernah diajukan untukmemperoleh gelar pada program sejenis di perguruan tinggi
lain.
Semua data dan informasi yang digunakan telah dinyatakan secara jelas dan dapat

diperiksa kebenarannya.
3 Desember 2002

Nrp

:P13500001

APLIKASI METODA OHMIC HEATING UNTUK
EKSTRAKSI MINYAK LEMON

ELlH MULYANA

Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Ilmu Keteknikan Pertanian

PROGRAM PASCA SARJANA
INSTITllT PERTANIAN BOGOR
2002

Judul Tesis

: APLIKASI METODA OHMIC HEATING UNTUK

EKSTRAKSI MINYAK LEMON

Nama Mahasiswa

: Elih Mulyana

NRP

: P13500001

Program Studi

: Ilmu Keteknikan Pertanian

Menyetujui

1. Komisi Pembimbing

I

Ketua

Anggota

Mengetahui,

2.Ketua Program Studi

Program Pascasarjana

..

Tanggal lulus : 3 1 Desember 2002

.!

RlWAYAT HIDIJP

Penulis dilahirkan di Bandung pada tanggal 17 April 1964 sebagai anak ke
tiga dari pasangan Soenanvan (alm) dan Supiyah. Pendidikan Sarjana ditempuh pada
Program Studi Listrik Tenaga, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Pendidikan
Teknologi clan Ilmu Kejuruan, IKlP Bandung, lulus pada tahun 1991. Kesempatan
untuk melanjutkan ke program magister pada program studi Ilmu Keteknikan
Pertanian, Institut Pertanian Bogor diperoleh pada tahun 2000. Beasiswa pendidikan
diperoleh dari BPPS DIKTI, Departemen Pendidikan Nasional.
Penul~sbekerja sebagai Staf Pengajar di Jurusan Teknik Elektro, Fakultas
Pendidikan Teknologi dan Ilmu Kejuruan, Universitas Pendidikan Indonesia,
Bandung, Jawa Barat, sejak tahun 1992. Bidang Studi yang menjadi tanggung jawab
penulis adalah mesin-mesin listrik.

PRAKATA
Alharndulillahirobbil'aalamiin, puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat
Allah SWT, yang telah membenkan bimbingan serta petunjuk-Nya dalam
menyelesaikan karya ilmiah ini. Tema penelitian yang dipilih dalam penelitian ini
adalah Aplikasi Metoda Ohmic Heuting untuk Ekstrak Minyak Lemon. Pelaksanaan
penelitian berlangsung dari tanggal 1 Maret sampai dengan 30 September 2002.

Terima kasih penulis ucapkan kepada :

1. Dr. Ir. Atjeng M. Sjarief, MSAE selaku ketua komisi pembimbing serta Dr. lr. Edy
Hartulistiyoso, selaku anggota komisi pembimbing yang telah memberikan
bimbingan dan saran.

2. Dr. Ir. Suroso, M.Agr. selaku penguji
3. Sdr. Romli yang telah membantu dalam pembuatan alat ohmic healing serta Bapak

Eri yang setia membantu dalam proses pengambilan data penenelitian ini.
4. Keluarga tercinta : 1bu Supiyah, Istri Susan Indriani serta anak-anak

Gilang

Wahyudi, Visma Dewi Damayanti, Adik serta Kakak yang telah memberikan doa
dan kasih sayangnya.
5. Rekan kuliah : Irsan Zainudin, Zainul Arham, Dhami DJ, Sukrisno W, Mustafril,

Sukrnawati, Budi Hanono serta rekan-rekan lainya.
Semoga karya ilmiah m i bermanfaat.

Bogor, Desember 2002

Elih Mulyana

DAFTAR IS1
Halaman
DAFTAR TABEL .............................................................................................. x
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xi
...
DAFTAR.LAMPIRAN .................................................................................... xi11
PENDAHULUAN
Latar Belakang ............................................................................................. 1
Tujuan Penelitian .......................................................................................... 4
TINJAUAN PUSTAKA
Buah Jeruk ...................................................................................................... 5
Ohmic Heating ............................................................................................... 8
Konduktivitas Listrik Kulit Lemon ...............................................................

11

Volume Ruang Ohmic Heating ..................................................................... 12
Daya Autotrafo .............................................................................................. 13
Hubungan Skematik Sistem Pemanas Ohmic ............................................... 16
Ekstrak Minyak pada Kulit Lemon .............................................................. 17
Minyak Lemon ............................................................................................. 20
Sifat Fisiko-kimia Minyak Lemon

............................................................... 22

ldentifikasi Komponen Kimia Minyak Lemon ............................................. 22

METODOLOCI PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian ....................................................................... 25
Alat dan Bahan .............................................................................................. 25
Pelaksanaan :
Percobaan Tahap 1 ........................................................................................ 26
Percobaan Tahap 2 ........................................................................................
27

Percobaan Tahap 3 ........................................................................................28

..

Penguj~anMinyak Lemon ............................................................................. 29

HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Percobaan Tahap 1 ...............................................................................33
Hasil Percobaan Tahap 2 ...............................................................................36
Hasil Percobaan Tahap 3 ............................................................................... 41
Perhitungan Energi Pemanasan ..................................................................... 51
Analisis Sifat Fisiko-kimia Minyak Lemon .................................................. 54
Analisis Rendemen ....................................................................................... 58
Analisis Kuantitas Minyak Lemon ...............................................................59
Analisis Kualitas Minyak Lemon ............................................................... 59

KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan ................................................................................................... 66
Saran-saran .................................................................................................... 69

DAFTARPUSTAKA .........................................................................................

70
LAMPIRAN ....................................................................................................... 73

DAFTAR TABEL
Halaman
1 Sifat Fisiko Kimia Minyak Lemon Italia ........................................................ 22

2 Komposisi Minyak Lemon Argentina ............................................................. 24
3 Hasil Percobaan Tahap 1 dan 2 ....................................................................... 40

4 Persamaan Daya dari Percobaan Tahap 3 ....................................................... 52
5 Hasil Percobaan Tahap 3 ................................................................................. 53

6 Sifat Fisiko Kimia Minyak Lemon .................................................................55

7 Rendemen Minyak Lemon ..............................................................................

58

8 Identifikasi Komponen Minyak Lemon dengan GC MS ............................... 60
9 Komposisi Komponen Minyak Lemon Ohmic Heating ................................. 62

DAFTAR GAMBAR
Halarnan
1 Struktur Penampang Buah Jeruk ....................................................................... 8
2 Aliran Arus Listrik ...........................................................................................
9
3 Rangkaian Resistansi Paralel dari kulit lemon ................................................ 14
4 Rangkaian Autotrafo

...................................................................................... 15

5 Hubungan Skematik Sistem Pemanas Ohmic ................................................. 17
6 Perubahan Tegangan Listrik ..........................................................................
34

7 Perubahan Arus Listrik ................................................................................... 34
8 Perubahan Tahanan Listrik .............................................................................
35
9 Perubahan Tegangan Listrik .......................................................................... 37
10 Perubahan Arus Listrik ................................................................................ 37

. .

1 1 Perubahan Tahanan Listr~k...........................................................................

38

12 Perubahan Arus Listrik pada Percobaan Tegangan Konstan ....................... 39
13 Perubahan Tegangan Listrik ........................................................................
42

.................................................................................
. . ...........................................................................

14 Perubahan Arus Listrik

43

15 Perubahan Tahanan Listr~k

44

16 Perubahan Konduktivitas Listrik .................................................................. 45

17 Perubahan Suhu pada Kulit Lemon ............................................................. 46
I8 Perubahan Tegangan Listrik ........................................................................ 47
19 Perubahan Arus Listrik ................................................................................ 48
20 Perubahan Tahanan Listrik ............................................................................48

2 1 Perubahan Konduktivitas Listrik .................................................................. 49
22 Perubahan Suhu pada Kulit Lemon segar .................................................... 50

23 Perubahan Daya pada Produksi Minyak 1, I ml ........................................ 5 1

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Tabel Percobaan Tahap 1 ...............................................................................74
2 Tabel Percobaan Tahap 2 ............................................................................... 75
3 TabeI Percobaan dengan Tegangan Tetap ..................................................... 76
4 Tabel Percobaan Tahap 3.Untuk Sampel Limbah ......................................... 78

5 Tabel Percobaan Tahap 3. Untuk Sampel Kulit Jeruk Segar .......................... 81

6 Hasil Uji minyak GC (Gas Chromatograpy) ........................................... 8 5
7

Hasil Uji minyak GC MS (Gas Chromatograpy Massa) ............................. 88

8

Gambar Karakteristik Perubahan Daya pada Percobaan Tahap 3) ..............91

9 Gambar Konstruksi Ruang Pemanas Ohmic .................................................. 94

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Lemon (Citrus Limon (Linn.) Burm.fj adalah jenis buah jeruk dengan bentuk
jorong memanjang, pada ujungnya terdapat penonjolan yang jelas, mempunyai biji
kecil, lunak dan tidak dapat dikonsumsi langsung karena dagingnya berasa asam,
selain itu bagian kulit luar mengandung cortex sebagai bahan minyak atsiri yang
mengandung d limonea, sitral, sitrenoral, geramil asetrat, terpinol, metil heptenon,
suatu seskuiterpen, hesperadin dan lain-lain (Gembong Tjitro Soepomo 1994).
Jika dilihat dari sejarahnya jeruk lemon ini berasal dari India utara, kemudian
dikembangkan di Italia, Sisilia, Spanyol, Portugal, California dan lain-lain. Di
Indonesia tanarnan jeruk banyak sekali varietasnya seperti jeruk lemon, jeruk manis,
jeruk besar (jeruk bali), jeruk keprok dan jeruk nipis (Gembong Tjitro Soepomo
1994).
Produksi buah jeruk di Indonesia secara keseluruhan dari tahun 1995-1999
terus meningkat yaitu dari 143,059 ton hingga 449,552 ton, jumlah tersebut
dimanfaatkan untuk pembuatan konsentrat, sari buah, pektin, selai, jeli serta minyak
kulit jeruk (Biro Pusat Statistik 1994).
Menurut Nurlaila (2001), sekitar 30% - 32% dari berat lemon merupakan
kulit. biji dan air, sedangkan menurut

keterangan dari U.S. Department of

2
Agriculture (1962), bahwa prosentase limbah lemon setelah pengolahan jus adalah
sebesar 40% - 55%.
Dari data Biro Pusat statistik dalam kurun waktu 4 tahun jumlah limbah
lemon dapat diperhitungkan sekitar 57 ton hingga 180 ton. Selain itu limbah lemon
bersifat asarn dengan pH rendah antara 2,2 - 2,4 (Mohsenin 1980). Jika dibuang ke
tanah limbah ini akan mengurangi kandungan oksigen tanah sehingga menurunkan
kesuburan tanah.
Hasil survey

pada industri

pengolahan

lemon di

PT Karunia Abadi

Sejahtera menunjukan bahwa pengolahan lemon setiap harinya mencapai 1,5 tonlhari.
Dari jumlah tersebut dihasilkan 390 liter jus. Dengan kerapatan (bulk density) 0,82
kgll, maka berat jus setara dengan 320 kg dan Jeruk lemon yang berukuran kecil
(kelas D) sebanyak 15 % (225 kg) dikembalikan ke perusahaan pengirim. Jadi berat
limbah lemon setiap harinya mencapai 955 kg atau berat limbah tersebut hampir
mencapai rata-rata 1 ton/hari.
Menurut keterangan dari Food and Agriculture Organization Of The United
Nations (1978) pengolahan limbah kulit lemon dilakukan dengan cara :
a. Pengeringan dengan cara pengepresan, yaitu kulit jeruk

sebelum

dikeringkan dipres dahulu, sehingga konsetratnya berkurang 60% - 70%,
hasil pengeringan digunakan untuk pakan ternak sapi.
b. Pengeringan putar, yaitu bahan kulit jeruk yang basah langsung dikeringkan
dengan menggunakan pengering putar.
Sedangkan Guenther (1949) limbah kulit lemon dapat dimanfaatkan untuk
diambil minyaknya dilakukan dengan cara ekstrak. Produksi minyak lemon dunia

3

adalah sekitar 2300 ton per tahun. Negara produsen pertama adalah Amerika, Italia,
Argentina dan Brazil (Wright 1991)
Penelitian ekstraksi kulit jeruk telah dilakukan oleh Nugroho (1995), yaitu
pada jeruk siam pontianak, ekstraksi kulit jeruk dilakukan dengan metoda
pengepresan dingin, destilasi uap air, destilasi uap dan destilasi ampas pres.
Sedangkan menurut Ketaren (1985), ekstrak minyak atsiri dari tumbuh-tumbuhan
dapat dilakukan dengan 4 cara, yaitu : (1) Penyulingan dengan uap air, (2) Ekstraksi
dengan menggunakan pelarut, (3) Pengepresan, (4) Ekstraksi menggunakan lemak.
Di Indonesia informasi tentang pemanfaatan limbah kulit jeruk lemon
khususnya pengolahan minyak lemon belum banyak tersedia. Demikian pula dengan
informasi data produksi.

Menurut Irwansyah (2001)

potensi pengelolaan dan

pengembangan minyak jeruk lemon merupakan peluang yang besar untuk memenuhi
permintaan pasar dunia. Melihat tingginya nilai ekonomi dari kandungan limbah
jeruk berupa minyak atsiri maka penelitian tentang proses atau metode ekstraksi
masih perlu dilakukan. Metode yang akan dikembangkan perlu mempertimbangkan
karakteristik dari kulit lemon diantaranya : (1) Kadar air kulit lemon sebesar 85,7 %

, ha1 ini menunjukan bahwa kulit lemon mempunyai kandungan air (HzO) yang cukup
tinggi. (2) Menurut Guenther (1949), kandungan lain dari kulit lemon adalah
minyak atsiri. Sedangkan menurut Ketaren (1985), minyak

atsiri mengandung

senyawa : Karbon (C), Hidrogen (H), Oksigen (0), Nitrogenw) dan Belerang (S).
(3) Berdasarkan kandungan kimia tersebut menunjukan bahwa kulit lemon
mempunyai sifat-sifat listrik. Dengan identifikasi tersebut maka ekstraksi minyak
lemon dapat dilakukan dengan cara ohmic heating dimana kulit lemon dijadikan

4

sebagai konduktor listrik. Ekstrak minyak dengan cara ohmic heating ini pada
prinsipnya hampir sama dengan ekstraksi dengan cara destilasi uap. Pada destilasi
uap terjadi pindah panas dari sumber panas ke air, kemudian menghasilkan uap dan
uap ini dimanfaatkan untuk ekstrak minyak lemon dari kulitnya, sedangkan pada
ohmic heating arus listrik langsung dialirkan pada bahan (kulit lemon), pemanasan

terjadi langsung pada kulit lemon karena adanya arus listrik dan pengaruh tahanan
listrik kulit lemon.

Tujuan
Tujuan penelitian ini adalah :
a. Menentukan karakteristik pengolahan limbah lemon dengan cara ohmic heating.
b. Merancang d m membangun alat ohmic heating.
c. Memanfaatkan limbah kulit lemon untuk diambil minyaknya.

TINJAUAN PUSTAKA

Buah Jeruk

Buah jeruk termasuk dalam genus citrus yang mempunyai beberapa species,
diantaranya Citrus Sinensis (jeruk manis), Citrus Nobilis (Jeruk tangerine), Citrus
Maxima ( jeruk besar), Citrus Medica (jeruk lemon) (Sarwono 1991).

Menurut taksonominya jeruk lemon termasuk dalam :
Divisio

: Spermatophita

Anak divisio : Angiospermae
Kelas

: Dicothyledonae

Anak Kelas

: Dialypetales

Bangsa

: Rutales

Suku

: Rutacea

Marga

: Citrus

Jenis

: Citrus limonum lime filius Burman

(DEPKES RI 1983).
Menurut Hume (1957), Varietas jeruk lemon (Citrus Limon (1inn)Burm.f.)
adalah :

1. Eureka
Bentuk membujur, dengan ukuran sedang (27'8x 2 inchi), warna kuning
lemon puncak berputing, puting kecil dan kasar, tumbuh baik di California.

6
2. Everbearing

Bentuk bulat, ukuran sedang (391'6 x 2 inchi), warna kuning, puncak
bemjung dengan panjang sekitar 518 inci.
3. Genoa
Bentuk membujur, memiliki dua ujung ukuran sedang (33'% 2 inchi),
warna kuning lemon terang, puncak berputing, puting kecil dan ujungnya
tajarn.

4. Lisbon
Bentuk membujur, ukuran sedang (31i4x 2Ii4 inchi), warna kuning lemon,
puncak berputing, kulit halus, seragam dalam ukuran, kematangan
terpelihara dengan baik.

5. Meyer
Bentuk lonjong sampai bulat, ukuran sedang sampai besar (2"8
25/8

-

31i4 x

- 3 inchi), wama kuning lemon terang, puncak membengkok dan

berkulit halus.
6. Panderosa
Bentuknya berleher dan membujur, ukuran besar (43'8x 4lI4 inchi), warna
kuning, puncak rata dengan sedikit indikasi puting, dan pangkal berleher.

7. Otohite
Bentuk hampir bulat, ukuran (2"' x 2"' inchi), warna agak kuning, puncak
sedikit berujung dan sedikit kasar.

7

8. Rough
Bentuk bermacam-macam dengan ukuran sedang sampai besar (27116

2511h

inchi), warna kuning lemon.
9. Sicily
Bentuk membujur, ukuran sedang (2'I2x 3'14 inchi), warna kuning terang
bercahaya, ujung berputing, puting pendek dan kasar, kulit tipis dan halus,
manis, sel-sel minyak biasanya berada di permukaan.
10. Sweet
Bentuk rata, ukuran sangat kecil (2 x 2'18 inchi), warna berbintik-bintik
kuning keabu-abuan, daging buah lemon gelap, kasar berpasir, jus manis
dengan sedikit flavor lemon.
11. Vilafranca
Bentuk bulat membujur, ukuran sedang sampai besar (3 x 2'/16 inchi),
warna kuning lemon cerah, puncak berujung tumpul dan kasar, umurnnya
ditanam di florida.
Struktur buah jeruk lemon menurut Kefford (1959), terdiri dari 10 % flavedo
(lapisan kulit bagian luar) dan 12% - 13 % albedo sebagai sumber pektin, 40 % jus,

35 - 40 % pulp, 1 - 2 % biji. Selain itu (Guenther 1990) menyatakan bahwa kantung
minyak bentuknya oval diameternya 0,4 mm - 0,6 mrn menempel pada lapisan dalam
flavedo.
Menurut Albigo dan Carter (1977), bagian-bagian utama dari jeruk lemon
tersusun dari kulit yang tersusun dari lapisan epidemis, flavedo, kelenjar minyak, dan
ikatan pembuluh. Segmen-segmen yang tersusun atas dinding segmcn, rongga cairan

dan biji. Core atau bagian tengah terdidri atas pembuluh dan pektin. Albedo
merupakan jaringan yang berhubungan dengan core di tengah-tengah buah, berfungsi
untuk mensuplay air dan nutrisi dari pohon pertumbuhan dan perkembangan buah.
Bagian albedo warnanya putih karena tidak mengandung klorofil, bagian ini banyak
mengandung selulosa, hemiselulosa, lignin, senyawa pektat, hester periodes, serta
senyawa-senyawa limonen yang menyebabkan rasa pahit pada sari buah jeruk.
Bagian - bagian lengkapnya dapat di lihat pada gambar berikut :
core

Garnbar 1. Struktur penampang buah jeruk
(Nagy, et.al., 1977)

Ohmic Heating

Ohmic heating pada prinsipnya bekej a berdasarkan hukum Ohm, yaitu bila beda
tegangan antara dua titik penghantar sebesar satu volt, mengalir arus satu amper pada

9
penghantar yang mempunyai tahanan sebesar satu ohm

konstan, dengan rumus

dinyatakan :

V= R.I

......................................... (1.1)

Dan besarnya daya listrik yang menyebabkan panas pada tahanan R dari rangkaian
diatas dapat dinyatakan :

Dalam pemahaman panas yang tejadi pada tahanan, perlu mengetahui konsep
perpindahan (aliran) arus listrik pada tahanan tersebut. Menurut Edminister (1985)
aliran listrik pada suatu bahan penghantar digambarkan sebagai berikut :

Gambar 2. Aliran Arus Listrik

Pada gambar (a), ion positif bergerak ke kiri melewati bidang B dengan laju sebesar
satu coulomb per detik, maka akan menyebabkan arus sebesar satu ampere.
Sedangkan pada gambar (b), elektron bergerak ke kanan dengan kecepatan satu

10

coulomb per detik juga akan menyebabkan arus listrik sebesar satu ampere bergerak
ke kiri.
Semua bahan

pertanian yang mempunyai

sifat elektro-kimia

&an

mengandung muatan listrik negatif (elektron) dan muatan listrik positip (proton) yang
tersusun secara seimbang, bila diberikan beda potensial listrik maka arus listrik akan
mengalir melalui bahan tersebut. Untuk mengetahui sifat-sifat elektron maupun
proton pada bahan pertanian, dapat dilihat dari kandungan unsur-unsur kimia dari
bahan pertanian tersebut.
Pada limbah kulit lemon terdapat kandungan minyak atsiri (Guenther 1949),
dan menurut Ketaren (1985), bahwa pada minyak atsiri itu mengandung unsur-unsur
kimia Karbon (C), Hidrogen (H), Oksigen (0), Nitrogen (N) dan Sulfur (S). Selain
itu Wenworth dan Becker (1973), menjelaskan bawa kandungan elektron dan proton
pada unsur kimia dapat dilihat berdasarkan nomor atom. Jumlah nomor atom untuk
unsur-unsur Karbon = 1, Hidrogen = 6, Nitrogen = 7, Oksigen = 8. Hasil pengukuran
menunjukkan bahwa limbah lemon mempunyai kadar air yang cukup tinggi yaitu
85,7 %. Senyawa air ini secara kimia terdiri dari unsur hidrogen (H) dan oksigen
(0).
Berdasarkan sifat-sifat elektro-kimia, jelas bahwa kulit lemon mempunyai
sifat sebagai konduktor. Dalam keperluan penelitian pemanasan dengan cara ohmic,
status bahan kulit lemon dapat ditetapkan sebagai elemen pemanas. Proses
pemanasan dapat dilakukan dengan cara menetapkan besarnya beda potensial antara
kedua ujung (titik) dari bahan kulit lemon, sehingga arus listrik &an mengalir dari
potensial tinggi ke potensial rendah.

11
Proses pemanasan ohmic dilakukan dengan memasang elektroda pada sebuah
wadah yang bukan konduktor, pada wadah itu dimasukan limbah kulit lemon yang
diletakan diantara elektroda, dan setiap ujung elektroda itu disambungkan dengan
sumber listrik arus bolak-balik dengan potensial listrik yang berbeda. Sedangkan
kapasitas (volume) pemanasan limbah kulit lemon ditetapkan berdasarkan data
lapangan dari PT. Karunia Abadi Sejahtera, dimana setiap harinya limbah kulit lemon
mencapai satu ton. Dengan dasar data lapangan tersebut dapat ditentukan besarnya
volume pemanasan.
Proses pemanasan cara ohmic ini dilakukan seperti yang dicontohkan oleh
Miao dan Horribe (1990), yaitu pada sebuah bak berukuran panjang 56 mm x lebar

58 mm x tinggi 45 mm dimasukan cairan telur sebanyak 100 g, pada kedua ujung bak
ditempatkan dua buah elektroda yang dihubungkan dengan sumber listrik arus bolakbalik dengan tegangan variabel dari 1,s V sampai dengan 7,2 V, fi-ekwensi 60 Hz,
pemanasan ini berlangsung sampai mencapai suhu 90' C. Pada proses ohmic ini dapat
dilihat karakteristik dari bahan yang dipanaskan.

Konduktivitas Listrik Kulit Lemon
Menurut Palanapian dan Sastri (1991), Konduktivitas listrik bahan makanan
pada proses ohmic heating dihitung berdasarkan arus dan tegangan, besarnya
konduktivitas listrik dirumuskan :

Contoh percobaan menentukan konduktivitas listrik bahan makanan, dilakukan oleh
De Alwis dan Fryer (1991) percobaan dilakukan pada partikel cairan dari makanan
(food particle liquid) dengan ukuranl2 cm x 16 cm, tegangan sumber konstan 200 V,
didapat konduktivitas listrik bahan 2,56 mS1cm atau 0,0256 Slm.
Dalam Sistem Satuan Internasional, konduktivitas listrik dapat dihitung dengan
m u s:

(Darmawan Djonoputro 1979)

Volume Ohmic Heating

Volume ruang prototipe pemanas ohmic ditetapkan menurut perhitungan
dengan berdasarkan data limbah lemon setiap hari dari PT. Karunia Abadi Sejahtera.
Jumlah jeruk lemon yang diperas setiap hari di perusahaan tersebut adalah 1,5 ton,
menghasilkan jus 390 liter, pada kerapatan 0,82 kg/L berat jus sama dengan 320 kg.
Jenis lemon yang dikirim ke perusahaan terdiri dari kelas A, B, C dan D
dengan diameter masing-masing > 5 cm, 4 - 5 cm, 3,5 - 4 cm dan < 3,5 cm. Jumlah
jeruk lemon yang termasuk kelas D sebanyak 15 % atau setara dengan 225 kg tidak
diproses dan dikembalikan kepada perusahaan pengirim.
Jadi total limbah setiap hari di PT. Karunia Abadi Sejahtera adalah
1500 kg - (320 kg + 225 kg) = 955 kg atau hampir mencapai 1 ton limbah setiap hari.

13
Berdasarkan hasil percobaan, limbah kulit lemon yang di ambil dari
perusahaan tersebut mempunyai kerapatan (bulk density) sebesar 0,72 g/cm3. Jadi
untuk berat 1 ton kulit lemon, volumenya adalah kira-kira 1,4 m3.
Dari data dan hasil perhitungan, maka ukuran prototipe ruang pemanas ohmic
dapat ditentukan sebagai berikut : Panjang

=

23,2 cm, Lebar

=

10 cm, Tinggi

=

30

cm. Ukuran tersebut diperoleh berdasarkan skala ukuran 1 : 6.

Daya Autotrafo

Autotrafo adalah mesin listrik yang dapat mengubah sumber tegangan listrik
AC menjadi tegangan variabel dari 0 - 220 V AC.

Daya autotrafo untuk keperluan ohmic heating dihitung berdasarkan beban
berupa kulit lemon sebagai elemen pemanas. Nilai tahanan listrik diperhitungkan
berdasarkan luas permukaan dan panjang lintasan arus listrik yang melewati tahanan
kulit lemon tersebut, sehingga besarnya tahanan listrik akan berbanding lurus dengan
panjang penghantar, semakin panjang penghantar tahanan semakin besar, begitu pula
sebaliknya semakin pendek penghantar nilai tahanannya akan semakin kecil,
sedangkan nilai tahanan akan berbanding terbalik dengan luas permukaan lintasan
arus listrik.
Agar nilai tahanan bahan menjadi lebih kecil maka pada ruang pemanas
dengan luas permukaan sumber listrik 23,2 cm x 10 cm sepanjang 30 cm dibagi
menjadi lima bagian (30 cm : 5

=

6 cm) dengan tiap bagian dibatasi oleh elektroda.

Pada jarak 6 cm masing-masing bagian mempunyai bahan, berat dan volume limbah

14

kulit lemon relatif sama, sehingga akan mempunyai tahanan sama pula. Setiap dua
elektroda diberikan tegangan yang sama besar dan cara penyambungan dengan
sumber listrik dipasang secara paralel, sehingga tegangan pada masing-masing bagian
sama dan arus listriknya akan terbagi melalui tit& cabang tahanan.
Tujuan penyambungan tahanan listrik kulit lemon ini untuk memudahkan aliran
listrik yang melintas pada tahanan tersebut, sehingga proses pemanasan akan lebih
cepat dan produksi minyak mudah diperoleh.
Rangkaian sistem pada pemanas ohmic sesuai dengan hukum Kirchoff I,
bahwa arus yang terbagi melalui cabang paralel akan sama dengan total arus yang
melewati cabang itu. Model ekuivalen rangkaian tahanan limbah lemon dari sistem
tersebut dapat ditunjukan seperti gambar berikut :

Gambar 3. Rangkaian resistansi paralel dari kulit lemon

Perhitungan nilai tahanan total untuk rangkaian paralel adalah :

15
-

--

Pada sistem pemanas ohmic diberikan tegangan sebesar V (volt) akan

mengalir arus listrik sebesar I (amper) dan nilai tahanan total bahan limbah lemon Rt
(ohm) ditentukan dengan cara menghitung dari besaran V dan I. Nilai tegangan dan
arus secara eksplisit dapat dibaca pada masing-masing meter ukur yang terpasang
pada sistem.

Dari data pengukuran tegangan dan arus yang digunakan pada sistem

maka kernampuan autotrafo dapat dihitung dengan persamaan :

Untuk menghindari kerusakan pada autotrafo harus diperhitungkan faktor keamanan
dari alat, untuk kepentingan pemanasan cara ohmic faktor keamanan diambil sebesar
60 % hingga 70 %.

Hubungan matematika dari rangkaian autotrafo adalah
Faktor transformasi :

Nilai Arus dan tegangan pada sisi primer dan sekunder :

5= a ,
v2

dan -1 2= a
1,

......................................... (1.8)

Hubungan Sistem Pemanas Ohmic
Sistem pemanas ohmic terdiri dari komponen utama yakni : Autotrafo,
Pemanas ohmic, Thermal recorder, Kondensor, Florentine, Bak penampungan air dan
gelas ukur penampung air hasil dari proses dekantasi yang telah dipisahkan dari
minyak. Tegangan listrik dari sumber keluarannya diatur oleh autotrafo secara
manual dari yang harga tegangan tertinggi, dengan patokan aliran arus tidak melebihi

5 amper. S e l m a proses pemanasan suhu dicatat oleh thermal recorder dan hasil
pemanasan

berupa air dan minyak dialirkan melalui kondensor lalu minyak ini

dipisahkan dari airnya dengan cara dekantasi dengan menggunakan florentine.
Hubungan skematis sistem pemanas ohmic ditunjukan pada Gambar 4.

AUTOTRAFO

THERMAL
RECORDER

U
-S

OHMIC
HEATING

1

SUPLAY
AIR

UAP AIRDAN

I

CONDENSOR

BAK AIR
I

FLORENTINE

GELAS UKUR

Gambar 4. Hubungan Skematis sistem Ohmic Heating

Ekstrak Minyak Lemon
Penelitian ekstrak kulit jeruk telah dilakukan oleh Nugroho (19951, yaitu pada
Jeruk siam pontianak, dimana ekstrak kulit jeruk dilakukan dengan metoda
pengepresan dingin, destilasi uap air, destilasi uap dan destilasi ampas pres. Menururt
Aprianto dan Nugroho (1996), rendemen minyak kulit jeruk terhadap berat buah
dideskripsikan sebagai berikut : pres dingin 0,65 %, destilasi uap 0,72%, destilasi uap

I8

air 0,80%, destilasi ampas hasil 0,10%. Selain itu Guenther (1949) menjelaskan
bahwa dari 1 ton limbah lemon bila dilakukan pengepresan akan menghasilkan
sekitar 6-7 pound minyak lemon.
Menurut Ketaren (1985), ekstraksi minyak atsiri dari turnbuh-tumbuhan dapat
dilakukan dengan 4 cara, yaitu : (1). Penyulingan dengan uap air, (2). ekstraksi
dengan menggunakan pelarut, (3). pengepresan, (4). ekstraksi menggunakan lemak.
Secara umum ekstraksi minyak atsiri dikelompokan sebagai berikut :

1. Destilasi atau penyulingan
Mekanisme pemisahan minyak atsiri secara alami oleh tumbuhan sampai s a t ini
belum diperoleh inforrnasi. Tetapi di industri minyak atsiri cara pemisahan minyak
di kenal dengan 3 macam metode penyulingan, yaitu :
(a). Penyulingan dengan air.
Pada penyulingan ini, bahan yang akan disuling mengalami kontak langsung
dengan air mendidih. B&an tersebut mengapung di atas air atau terendam
secara sempurna tergantung dari berat jenis dan jurnlah bahan. Ciri khas dari
metode ini adalah kontak langsung antara bahan dengan air mendidih seperti
bubuk buah bandom, bunga mawar dan orange blossoms.
(b). Penyulingan dengan uap air.
Penyulingan pada metode ini, bahan olah diletakan diatas rak-rak atau saringan
berlubang, ketel suling yang berisi air dengan permukaan tidak jauh dari
saringan. Air pada ketel tersebut dipanaskan hingga mencapai uap jenuh yang
basah dengan tekanan rendah. Ciri khas metode ini, adalah uap selalu dalam

19

keadaan basah, jenuh dan tidak terlalu panas dan bahan yang disuling hanya
berhubungan dengan uap dan tidak dengan air panas.
(c). Penyulingan dengan uap.
Pada prinsipnya metode ini tidak ada perbedaan dengan metode diatas, hanya
pada metode ini air tidak diisikan pada ketel uap. Uap yang digunakan adalah
uap jenuh dengan panas yang dihasilkan tidak melebihi pada tekanan 1
atmosfir.

2. Pengepresan dingin
Untuk melepaskan minyak atsiri dari kulit jemk dilakukan dengan cara cold press
yaitu kantung minyak dipecah dengan cara pengepresan atau pemarutan, agar
permukaan kulit tetap basah pada kulit harus ditambahkan air. Selama ekstraksi ini
dilakukan harm tetap dikontrol, agar kehilangan minyak ke atmosfir dapat
diminimalkan (Albrigo dan Carter 1977).

3. Ekstrak lain
Metode ekstrak lain menggunakan karbonhidroksida cair (metode superkritikal),
dan tanpa menggunakan panas sehingga dapat mengekstrak beberapa komponen
yang tidak volatil.

4. Ekstrak dengan metoda ohmic heating
Ekstraksi dengan metoda penyulingan, terjadi proses pindah panas dari sumber
panas ke wadah, air dan lapisan kulit jeruk. Pada proses pindah panas ini akan

20

terjadi kerugian panas pada masing-masing tahapan. Untuk kepentingan penelitian
ini, dicoba proses pemanasan dengan cara ohmic, dimana kulit jeruk langsung
diberi sumber listrik dan akibat adanya resistansi pada kulit jeruk, maka proses
panas akan langsung terjadi pada kulit jeruk tersebut.
Pada penerapan metoda ohmic heating, kulit lemon sebagai elemen listrik yang
mempunyai tahanan (R), dialiri arus listrik sebesar I (A), pada beda tegangan V
(V). Aliran listrik pada kulit lemon akan menyebabkan panas sebesar I ~ R(watt),
panas berbanding lurus dengan kuadrat arus listrik, semakin besar arus listrik
panas yang terjadi semakin besar. Pada proses pemanasan kulit lemon dengan
waktu (t), akan terjadi perubahan fase padat atau cair menjadi fase uap. Uap hasil
pemanasan dengan ohmic dilewatkan melalui pipa saluran kemudian dilewatkan
pada pendingin (kondensor) selanjutnya uap cair tersebut dipisahkan dari
minyaknya dengan menggunakan alat dekantasi yaitu florentine, sehingga minyak
akan berada pada perrnukaan cairan uap.

Minyak Lemon
Menurut Ketaren (1985), Minyak atsiri pada umumnya mengandung
persenyawaan kimia, yang tersusun dari unsur-unsur : Karbon, Hidrogen, Oksigen,
Nitrogen dan Sulfur. Persenyawaan kimia dari unsur-unsur itu dibagi menjadi dua
golongan, yaitu : Hydrocarbon (Terpen) dan Oxsigenated Hydrocarbon (terpen-0).

a. Golongan Hydrocarbon
Persenyawaan ini terbentuk dari unsur Hidrogen dan Karbon, Jenis Hydrocarbon
dalam alam dan minyak atsiri terdiri dari monoterpen, sesquiterpen, deterpen,
politerpen, parafin, olefin dan hirokarbon aromatik.
b. Oxigenated Hydrocarbon
Persenyawaan kimia ini terbentuk dari unsur-unsur Karbon, Hidrogen dan Oksigen.
Senyawa kimia yang tennasuk golongan ini adalah alkohol, aldehida, keton,
oksida, ester dan eter. Kedua golongan tersebut yang menyebabkan bau wangi ciri
khas dari minyak atsiri.
Minyak atsiri pada jeruk lemon terdapat pada kantong-kantong minyak pada
flavedo, yaitu lapisan luar yang benvarna hijau atau kuning jika masak (Kefford
1959). Selain itu Guenther (1949) menjelaskan bahwa dinding sel jeruk lemon tidak
mudah pecah, oleh karena itu agar minyak mudah diperoleh maka tindakan awal yang
perlu dilakukan adalah dengan merusak jaringan dengan cara memecah atau merajang
secara hati-hati untuk mencegah kehilanagan minyak.
Buah jeruk lemon yang baru dipetik sebaiknya diamankan (diistirahatkan)
dulu beberapa hari, agar minyak yang terdapat dalam kulitnya yang pahit
memperoleh waktu untuk berubah menjadi minyak yang harum baunya (Sarwono
1991).

Sifat Fisiko-kimia Minyak Lemon

Wolford et. al. (1971) menyatakan bahwa pengetahuan tentang sifat fisiko
kimia minyak lemon sangat penting untuk menentukan keseragaman kualitas
minyak lemon . Guenther (1949) menambahkan
membantu

dalam

bahwa, sifat fisiko kimia dapat

mendeteksi adanya pemalsuan minyak lemon.

Tabel 1 : Sifat Fisiko-Kimia Minyak Lemon Italia

1
Warna
(Guenther 1949)

/

(1.10)
Kunig lemon

Identifikasi Komponen Kimia Minyak Lemon
Menurut Sastrohamidjojo ( 1985 ), salah satu instrumen yang digunakan
untuk mengidentifikasi komponen utama flavour adalah kromatografi gas. Instrumen
tersebut mempunyai keuntungan yaitu : (1) Memerlukan waktu yang relatif singkat
untuk memisahkan komponen (20 - 60 menit), (2) Mempunyai kepekaan yang tinggi,
(3) Memerlukan cuplikan dalam jurnlah sedikit sekali (hanya beberapa mikroliter).
Kromatografi merupakan salah satu metode pemisahan komponen- komponen
campuran dimana cuplikan berkesetimbangan diantara dua fase. Fase yang membawa

23

cuplikan adalah fase gerak, sedangkan fase yang menahan cuplikan secara selektif
adalah fase cair. Bila fase gerak berupa gas, disebut Kromatografi gas. Sedangkan
sebaliknya, kalau fase gerak berupa zat cair, disebut Kromatografi cair (Hendayana
et. al. 1994).
Kromatogarfi gas merupakan metode pemisahan suatu campuran menjadi
komponen- komponennya diantara fase gerak dan fase diam. Fase gerak berupa gas
yang stabil, sedangkan fase d i m berupa zat padat (Gas Solid Chromatography) atau
berupa zat cair (Gas Liquid Chromatopgraphy) yang sukar menguap. Kromatograpi
gas dapat juga digunakan untuk analisis kualitatif atau kuantitatif senyawa organik
(Hendayana et. al. 1994).
Metode injeksi yang digunakan untuk flavour dan minyak atsiri adalah split
injection. Sebagian besar sampel yang melalui kolom akan dibuang, hanya sebagian
kecil yang masuk melalui kolom ke kapiler (Jenings dan Shibamoto 1980). Salah
satu contoh identifikasi dengan kromatografi gas terhadap minyak jeruk lemon dari
daratan Argentina yang dilakukan oleh Kevin Bridgen (2001) adalah :
Metoda file

: KBOILLOW

Nama Sampel : kb1028 lemon
Misc info

: kb1028 lemon 2ml c5 to 50uls

Thresthold =14, luas cuttoff = 0

GC 5890 sistem and auto sampler
Volume injeksi : 1 ml, splitless
Tipe Kolom

: zTx5 reztec, 59.23 m, 0.22 mmID, 0,25 mikrro meter (tebal film)

Gas pembawa : Helium

Kecepatan aliran : 1 mlJmenit, 29.9 cddetik.
Tekanan

: 186 kPa

Temperatur Injektor : 250 O C
Temperatur Detektor : 280 O C
Sistem spektrurn massa (MS) : Hp MS 5972 qudropole Injector
Analisa minyak lemon dibandingkan dengan data book IIp Chemstation, Wiley 275
Library, data pengukuran yang diperoleh :
Tabel 2 : Komposisi Minyak Lemon Argentina

1 COUMARIN)
(Kevin Bridgen 200 1)

METODOLOGI PENELITIAN

Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilakukan di Lab. Surya, Lab. Energi Jurusan Teknologi
Pertanian yang berada di lingkungan Institut Pertanian Bogor. Pengujian fisiko-kimia
minyak lemon dilakukan di BALITRO Cimanggu Bogor dan Uji kuantitas

di Lab.

TIN Institut Pertanian Bogor sedangkan Uji kualitas dilakukan di Lab. Doping J1.
Rawa Sari Selatan Jakarta.
Pelaksanaan

penelitian

berlangsung dari 1 Maret sampai dengan

30

September 2002.

Alat dan Bahan
Bahan

yang digunakan dalam penelitian ini adalah limbah lemon yang

diperoleh dari PT. Karunia Abadi Sejahtera di Parung serta jeruk lemon segar dari
Gunung Bunder Kabupaten Bogor.
Alat utama yang digunakan adalah satu perangkat pemanas model Ohmic
Heating: Autotransformator satu fasa, 1000 W, 0 - 300 V, Florentine, Kondensor
(pendingin), Thermocouple, Thermal Recorder, dan peralatan bantu : Tang ampere
(0 - 10 A), Volt meter, Ampere meter, Multi meter, Lemari pendingin, Gelas ukur,
Perajang, dan alat bantu lainya. Sedangkan peralatan untuk menguji minyak lemon :
Alat uji fisiko kimia, GC, dan GC MS,

Pelaksanaan
Penelitian ini dilaksanakan dengan tiga tahapan yang

diuraikan sebagai

berikut :

Percobaan tahap 1.

a. Penerapan hukum ohm pada kulit lemon
Ohmic heating pada prinsipnya bekerja berdasarkan hukum Ohm, yaitu bila
beda tegangan antara dua titik penghantar sebesar satu volt, mengalir arus satu
ampere pada penghantar yang mempunyai tahanan sebesar satu ohm konstan,

V= R.I dan besarnya daya listrik yang menyebabkan panas pada tahanan R dari
rangkaian diatas dapat dinyatakan : P=
Untuk membuktikan bahwa

R

jeruk lemon mempunyai sifat listrik, serta

penerapan hukum ohm, diambil satu buah jeruk lemon dan pada kedua sisinya di
tusukan dua buah elektroda, kemudian diberi aliran listrik dengan beda potensial
0 - 150 V AC variabel selama 25 menit. Jeruk tersebut ditempatkan pada wadah

transparan.

b. Pembuatan ruang pemanas ohmic.
Ruang pemanas ohmic ditentukan berdasarkan volume limbah di PT Karunia
Abadi Sejahtera yaitu : jumlah limbah 955 kg atau diperkirakan 1 ton limbah

setiap hari dan hasil percobaan pengukuran kerapatan (bulk densily) dari limbah
kulit lemon tersebut adalah : 0,72 g/cm3. Jadi untuk berat 1 ton kulit lemon,
volumenya adalah 1,4 m3. Dengan skala ukuran 1 : 8, maka ruang pemanas
ohmic 29 cm panjang x 18 cm lebar x 5,5 cm tinggi. Untuk memudahkan laju
aliran listrik sepanjang jarak 29 cm dipasang 6 buah elektroda dengan jarak satu
dengan lainya 4,8 cm. Limbah kulit lemon di tempatkan diantara elktroda

-

elektroda itu hingga mencapai ketinggian 5,5 cm. Ruangan tersebut diletakan
secara horizontal dan untuk menangkap uap hasil pemanasan bagian atas dibuat
penutup berbentuk segi tiga, bagian kanan dan kirinya ditempatkan gelas ukur
penampung uap.
a. Perlakuan kelistrikan : tegangan variabel (0-300) V AC, arus variabel ( 0 4 ) A
b. Perlakuan pada limbah : limbah seadanya dari pabrik.

Percobaan tahap 2.

Ukuran volume pemanas ohmic 23,2 cm panjang X 10 cm lebar X 30 cm
tinggi dengan skala ukuran 1 : 6. Pada ketinggian 30 cm dipasang elektroda dengan
setiap ketinggian 5 cm. Percobaan tahap dua dilakukan dengan dua kali perecobaan
dengan perlakuan yang berbeda yaitu :

Pertama :
a. Perlakuan kelistrikan :

- Tegangan variabel 0 V - 200 V AC, arus variabel

b. Perlakuan pada limbah :

- Limbah seadanya dari pabrik.
Kedua :
a. Perlakuan kelistrikan :

- Tegangan tetap : 100 V, 90 V, 80 V, 50 V AC, arus variabel.

b. Perlakuan pada limbah :

- Limbah dikeluarkan segmennya ( intinya) dan dirajang membujur 1,5 cm.

Percobaan Tahap 3.

Pada percobaan tahap tiga, volume pemanas ohmic menggunakan pemanas
yang dipakai pada percobaan tahap dua. Percobaan dilakukan pada dua sampel yaitu
sampel limbah dan jeruk segar selain itu pelaksanaan
masing sampel diberikan dua perlakuan yaitu :

percobaan pada masing-

a. Perlakuan kelistrikan :

- Tegangan variabel 0 - 100 V AC.
- Arus listrik tetap (maksimum 5 A)

b. Perlakuan pada kulit jeruk :
Bagian kulit jeruk dipisahkan dari intinya, dirajang membujur 1,5 cm (kulit dari
sebuah jeruk dibagi 8 bagian), kemudian dirajang melintang 0,5 cm.
Perlakuan pada kulit lemon ini adalah untuk memudahkan keluarnya minyak,
karena minyak terdapat dalam kantung-kantung minyak yang berbentuk oval
dengan diameter antara 0,4 mm

-

0,6 mm. Kantung-kantung minyak ini tidak

mempunyai saluran dan tidak berhubungan dengan sel sekitarnya dan dinding luar
sel dan letak kantung-kantung ini berada anatara flavedo dan albedo ( Kefford
1959). Selain itu

dinding sel minyak tidak mudah pecah, agar minyak dapat

diekstrak maka tindakan awal harus merusak jaringan dengan cara memecah atau
merajang dengan cara hati-hati untuk mencegah kehilangan minyak akibat
semburan (Guenther 1949).
Adapun Jumlah ulangan pada percobaan ini

baik untuk sampel limbah

maupun sampel segar masing-masing dilakukan 3 kali ulangan.

Pengujian Minyak Lemon

Pengujian minyak lemon hasil penelitian ini dilakukan dengan tiga cara yaitu
uji fisiko-kimia, uji kuantitas dan uji kualitas :

a. Uji fisiko - kimia.

Uji fisiko-kimia yang dilakukan pada minyak hasil percobaan laboratorium
mengacu pada Guenther (1949) yaitu uji fisiko-kimia meliputi : Berat jenis, Indeks
bias, Kelarutan dalam alkohol, Bilangan asam, Bilangan ester.

b. Analisis kuantitatif minyak atsiri jeruk lemon.
Analisis dengan kromatogafi gas dengan program :
Instrumen

: GC- tipe HP 6890

Kolom

: HP FFAP

Suhu awal

: 100°C

Suhu akhir

: 220" C

Kenaikan suhu

: 2' Clmenit

Suhu lnjektor

: 200' C

Suhu Detektor

: 2.50' C

Hasil kuantitatif komponen minyak jeruk lemon diperoleh dari prosentase
area relatif dari peak-peak pada kromatogram hasil kromatografi gas. Prosentase

area relatif merupakan

area suatu peak dibagi dengan area total

kemudian

dikalikan dengan 100%.

c. Analisis kualitatif

Analisis ini menggunakan kromatografi gas

-

spektrometer massa (GC-MSD)

dengan program :
Method

: BA1

GC(gas Chromatography)

: Hewlet packard (HP) type 6890 series

MSD (Mass Selective Detector)

: Hewlet packard (HP) type 5972

Gas Pembawa

: Helium

Kolom
Jenis

: Ultra 2 (Crosslinked 5% PH ME Siloxane)

(Hew let packard) 1909 1B-005
1 7 m x 2 0 0 p m x 0 . 1 1 pm
Tekanan Kolom

: 4,29 Psi Constan flow

Flow

: 0,5 mllmenit

Average Velocity

: 34 cmlsec

Suhu

: 250 O C

Tekanan Inlet

: 3,82 Psi

Total Flow

: 28,3 mllmenit

Inlet

Mode

: Split

Spli Ratio

:50: 1

Split Flow

: 24,9 ml/min

Injektor
Jenis

: HP 6890 Injektor (otomatis)

Volume

: 1 pL

Temperatur Awal

: 50" C

lnterpretasi

hasil

GC-MS

dilakukan

secara

otomatis

dengan

cara

membandingkan spektra massa komponen yang diidentifikasi dengan spektra
massa yang dilaporkan dalam publikasi ilmiah dengan menggunakan komputer
dengan prosessor data library spektra massa NIST.

d. Analisis Rendemen
Rendemen minyak dihitung berdasarkan perbandingan bobot minyak yang
dihasilkan dengan bobot kulit yang digunakan dikali 100%. Menururt Aprianto dan
Nugroho (1996), rendemen minyak kulit jeruk terhadap berat buah dideskripsikan
sebagai berikut : pres dingin 0,65 %, destilasi uap 0,72%, destilasi uap air 0,80%,
destilasi ampas hasil 0,10%. Dan Guenther (1949) menjelaskan bahwa dari 1 ton
limbah lemon bila dilakukan pengepresan akan menghasilkan sekitar 6 pound - 7
pound minyak lemon.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Percobaan Tahap 1.

Percobaan tahap satu dilakukan dengan dua cara yaitu penerapan hukum Ohm
dan percobaan dengan menggunakan ruang pemanas model pertama.
Pada saat diberikan tegangan 0 - 150 V AC selama 25 menit jeruk lemon
dengan sifat kelistrikanya dapat mengalirkan listrik sebesar 0

-

1,2 A dan terjadi

proses pemanasan, ha1 ini terbukti dengan adanya titik-titik uap pada dinding ruang
transparan. Pemanasan ini merupakan hasil dari perubahan energi listrik menjadi
panas yang terjadi pada tahanan jeruk lemon.
Hasil percobaan berikutnya dengan bantuan ruang pemanas hasilnya
digambarkan dengan tiga

perubahan parameter listrik yaitu perubahan tegangan,

arus dan tahanan listrik.
Arus listrik mulai membesar pada tegangan 238 V, pemanasan berlangsung
selama 52 menit dan berakhir dengan tegangan 300 V, dari awal sampai akhir terjadi
loncatan bunga api listrik diantara sisi kulit jeruk sisi elektroda. Loncatan bunga api
listrik ini menyebabkan kulit dan menjadi bau gosong. Loncatan bunga api listrik ini
terjadi karena pengaruh medan listrik yang besar dimana medan listrik
diperhitungkan dengan nilai tegangan (V) pada setiap jarak (cm) atau Voltlcm.
Semakin besar nilai tegangan setiap cm medan listrik akan semakin besar dan
loncatan bunga api listrik akan besar pula.

Waktu (menit)

Gambar 6 . Perubahan Tegangan listrik

1

~

I

0

8

4
-

12
-

16

20

24

28

32

36

40

44

Gambar 7. Perubahan h

52

I

Waktu (rnenit)
-

48

-

s listrik

- -

35

Arus listrik selama 16 menit digunakan untuk memanaskan kulit lemon
akibatnya kulit menjadi layu dan terjadi pemadatan, sehingga arus mulai mudah
menigkat dari 0,24 A sampai 3,45 A kenaikan ini berlangsung dari menit ke 18
hingga menit ke 44. Pada selang waktu 46 menit sampai 52 menit terjadi lagi
penurunan arus dari 2,05 A hingga 0,4 A , penurunan ini karena pada kulit lemon
terjadi penguapan air dan kulit menjadi mulai mengering dan kerapatan kulit lemon
mengecil, sehingga tahanan kulit lemon meningkat. Besarnya perubahan tahanan
listrik kulit lemon dihitung dari perubahan tegangan dan arus listrik yang digunakan,
grafiknya dapat ditunjukan pada gambar berikut :

0

4

8

12

16 20

24

28

32

36

40

44

Waktu (menit)
-

--

Gambar 8. Perubahan Tahanan listrik

-- --

48

52

36

Penurunan arus listrik ini karena kerapatan dari limbah menurun, kerapatan
rendah ini disebabkan struktur susunan penyimpanan limbah jeruk lemon banyak
rongga diantara sisi kulit yang satu den