Ekstraksi Metode Pengempaan Rekayasa proses ekstraksi minyak biji Kamandrah dengan pengempaan dan pengembangannya sebagai larvasida nabati pencegah penyakit Demam Berdarah Dengue

Tabel 2. Rendemen minyak dari beberapa biji-bijian pada berbagai kondisi proses pengempaan No Bahan Perlakuan Hasil Referensi 1 Biji Rosella • Kadar air sampel halus 4,4, 6,4 dan 8,4 wb • Kadar air sampel kasar 5,14, 7,14 dan 9,14 wb • Suhu pemanasan 80, 90, 100 dan 110 o C • Lama pemanasan 15, 20, 25 dan 30 menit • Tekanan kempa 15, 22,5 dan 33,7 Mpa • Lama kempa 10, 20, 30 dan 40 menit • Rendemen minyak meningkat dari 5-6 dengan peningkatan tekanan sampai 30 Mpa, suhu sampai 100 o C dan selanjutnya menurun. • Rendemen minyak meningkat dari 7-8 dengan peningkatan kadar air. • Sampel yang digiling halus menghasilkan rendemen minyak lebih tinggi dari pada yang digiling kasar Banghoye and Adejumo 2011 2 Biji kelapa sawit • Kadar air : 4,5, 5,9, 10,4 dan 15,2 bb • Lama pemanggangan : 5, 10, 15 dan 20 menit • Suhu pemanggangan : 70, 90, 110 dan 130 o C • Rendemen minyak terus menurun dengan meningkatnya kadar air. • Peningkatan lama dan suhu pemanggangan akan meningkatkan rendemen minyak. • Rendemen minyak maksimum 47 dicapai pada kadar air 4,5, lama pemanggangan 5 menit, dan lama pemanggangan 130 O C • Rerata rendemen minyak 25,8 Akinoso et al. 2006 3 Biji kelapa sawit • Diameter tabung alat pengempa D : 80, 120, 150 mm • Diameter pori tabung alat pengempa H : 4, 6, 10 mm • Tekanan pengempaan P : 0,5, 1, 1,5 Mpa • Rendemen minyak meningkat dengan peningkatan diameter tabung alat pengempa 80-120 mm, setelah itu menurun dengan diameter tabung press menjadi 150 mm. • Rendemen dan aliran volumetri minyak meningkat dengan peningkatan diameter tabung alat pengempa 4-6 mm dan menurun pada ukuran pori menjadi 10 mm. • Peningkatan tekanan pengempaan 0,5-1,5 Mpa akan meningkatkan rendemen minyak. Owalarafe et al. 2007 4 Biji kacang mete Kadar air 4, 6 dan 8 Suhu pemanasan 70, 85, 100 dan 115 o C Lama pemanasan 15, 25, 35 dan 45 menit • Dari hasil obserfasi menunjukkan bahwa nilai tekanan minyak menurun secara signifikan dengan peningkatan kadar air, suhu pemanasan dan waktu pemanasan. Ogunsina et al. 2008 Tabel 2 Lanjutan No Bahan Perlakuan Hasil Referensi • Titik terendah dari nilai tekanan minyak adalah 0,1572 Mpa untuk mendapatkan agregat biji kacang mete yang baik pada kadar air 4, suhu pemanasan 115 o C selama 45 menit dan 0,1664 Mpa untuk perlakuan agregat biji kacang mete pada kadar air 6, suhu 100 o C selama 45 menit. • Untuk kedua ukuran partikel dari 8 dan suhu pemanasan 100 o C bobot mati tekanan pengempaan cukup memudahkan minyak keluar dari dinding sel. 5 Kacang tanah • Dilution ratio 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, dan 20 ml • Temperatur air 20, 40, 60, 80, dan 100 o C • Lama pengempaan 5, 10, 15, 20, 25, dan 30 menit • Peningkatan rendemen minyak dengan meningkatnya nilai delution ratio dari 2–14 ml dan kemudian menurun ketika nilai delution ratio meningkat dari 14-40 ml air. • Pada awalnya rendemen minyak menurun dengan meningkatnya suhu dari 20- 40, kemudian meningkat pada suhu 40-80 o C. Pada akhirnya terjadi penurunan ketika suhu meningkat dari 80-100 o C, juga rendemen minyak meningtak secara progresif dengan meningkatnya lama waktu pengempaan dari 5-30 menit pada semua level suhu. • Nilai delution ratio optimum dan temperatur air optimum untuk menghasilkan rendemen minyak maksimum adalah 14 ml dan 80 o C. Aloge et al. 2003 Tabel 3. Rendemen minyak dari beberapa biji-bijian satu famili Euphorbiaceae pada berbagai kondisi proses pengempaan No Genus Spesies Perlakuan Rendemen Minyak Kamandrah Referensi Biji disangrai selama 30 menit, kemudian dikempa pada suhu 60 o C tekanan 10 Ton 16.00 Biji dioven suhu 100-105 o C selama 30 menit, kemudian dikempa pada suhu 60 o C tekanan 10 Ton 19,89 1 Croton Croton tiglium L. Biji dikempa pada suhu 80 o C Tekanan 10 Ton selama 30 menit 21,22 Iswantini et al. 2008 Tabel 3. Lanjutan No Genus Spesies Perlakuan Rendemen Minyak Kamandrah Referensi Biji dikempa pada suhu 60 o C Tekanan 10 Ton 29,3 Biji dikempa pada suhu 60 o C Tekanan 20 Ton 46,8 Sudrajat et al. 2005 Biji dikempa pada suhu 60 o C lama pengempaan 15 menit 41,50 Biji dikempa pada suhu 60 o C lama pengempaan 20 menit 45,75 Biji dikempa pada suhu 80 o C lama pengempaan 15 menit 46,25 Biji dikempa pada suhu 80 o C lama pengempaan 20 menit 48,50 Wibowo et al. 2007 Biji dioven suhu 50 o C selama 1 jam, kemudian dikempa suhu 60 o C lama 15 menit 43,50 Biji dioven suhu 50 o C selama 1 jam, kemudian dikempa suhu 60 o C lama 20 menit 45,50 Biji dioven suhu 50 o C selama 1 jam, kemudian dikempa suhu 80 o C lama 15 menit 48,63 Biji dioven suhu 50 o C selama 1 jam, kemudian dikempa suhu 80 o C lama 20 menit 48,75 Wibowo et al. 2007 2 Jatropha Jatropha curcus L. Biji dikempa suhu 80 o C lama pengempaan 10 menit tekanan 5 Ton 25,46 Agustina 2005 Biji dikempa suhu 50 o C Tekanan 18 Ton 33,16 Biji dikempa suhu 55 o C Tekanan 18 Ton 39,35 Biji dikempa suhu 60 o C Tekanan 18 Ton 43,62 Biji dikempa suhu 50 o C Tekanan 20 Ton 34,10 Biji dikempa suhu 55 o C Tekanan 20 Ton 39,50 Biji dikempa suhu 60 o C Tekanan 20 Ton 45,76 Berry 2008 Biji dioven suhu 80 o C selama 1 jam suhu kempa 60 O C 35 Biji dioven suhu 80 o C selama 1 jam suhu kempa 60 O C 39,14 Biji dioven suhu 80 o C selama 1 jam suhu kempa 60 O C 35,07 Darmawan 2006 Biji utuh dikempa suhu 30 o C tekanan 100 kgcm 2 selama 10 menit 10 Biji serbuk dikempa suhu 30 o C tekanan 100 kgcm 2 selama 10 menit 12 Biji utuh dikempa suhu 60 o C tekanan 100 kgcm 2 selama 10 menit 11 Biji serbuk dikempa suhu 60 o C tekanan 100 kgcm 2 selama 10 menit 16 Biji utuh dikempa suhu 90 o C tekanan 100 kgcm 2 selama 10 menit 15 3 Aleurites Aleurites trisperma Biji serbuk dikempa suhu 90 o C tekanan 100 kgcm 2 selama 10 menit 22 Arlene et al. 2010 Besarnya rendemen minyak yang diperoleh dari sampel yang dipanaskan pada suhu 65, 80 dan 95 o C dengan waktu pemanasan 20 dan 28 menit menunjukkan bahwa rendemen minyak yang tertinggi yaitu sebesar 39,6 diperoleh dari hasil pemanasan pada suhu 65 o C selama 28 menit. Fasina and Singh 1985 melaporkan bahwa recovery minyak secara maksimum diperoleh ketika biji bunga matahari dikempa pada kadar air 6 dan peningkatan kadar air sampai 14 akan menurunkan recovery minyak menjadi 16. Hasil penelitian mengenai rendemen minyak dari biji-bijian pada berbagai kondisi antara lain kadar air, suhu pemanasan, lama pemanasan, tekanan pengempaan, lama pengempaan disajikan pada Tabel 2. Pemanfaatan bahan aktif dari tanaman C.tiglium L. telah banyak dilakukan. Hasil penelitian mengenai rendemen minyak dari tanaman yang masih satu famili dengan Croton yaitu Euphorbiaceae disajikan pada Tabel 3. Tabel 4 menunjukkan hasil penelitian ekstraksi buah Croton tiglium L. dengan penggunaan berbagai jenis pelarut, metode ekstraksi dan berbagai kondisi percobaan. Di antaranya adalah metode ekstraksi dengan maserasi Ying et al. 2002; Riyaldi 2008; Saputera et al. 2008, ekstraksi dengan tekanan rendah Wu et al. 2007, jenis pelarut, lama waktu maserasi dan perbandingan bahan dan pelarut. Tabel 4. Rendemen ekstrak biji Croton tiglium L. Pada berbagai perlakuan ekstraksi No Perlakuan Ekstraksi Rendemen Referensi 1 Sampel : petrolium eter = 1 : 2 Lama maserasi 1 hari 11,2 Ying et al. 2002 2 Biji : air = 1 : 7 Lama maserasi 5-6 hari dalam lemari pendingin 5 o C 5,21-5,46 3 Biji : etanol = 1 : 7 Lama maserasi 5-6 hari pada suhu kamar 25-30 o C 4,52-8,77 Riyaldi 2008 4 Ekstraksi dengan etanol bertekanan rendah 12,67 Wu et al. 2007 5 Biji : etanol = 1 : 3 Lama maserasi 24 jam 18,6 Saputera et al. 2008

2.7 Metode Permukaan Respon

Response Surface Methodology Response surface Methodology RSM merupakan teknik statistik empiris yang digunakan pada analisis regresi berganda dengan menggunakan data kuantitatif yang didapatkan dari percobaan-percobaan yang telah didesain dengan baik untuk menyelesaikan persamaan multi peubah secara simultan. Menurut Montgomery 1997, RSM adalah metode statistik yang menggunakan data kuantitatif dari desain penelitian yang sesuai untuk menentukan dan menyelesaikan persamaan multivariabel secara simultan. Persamaan persamaan ini dapat ditampilkan secara grafis sebagai respon permukaan yang dapat digunakan dalam tiga cara, yaitu 1 untuk menggambarkan bagaimana faktor dapat mempengaruhi respon; 2 untuk menentukan hubungan inter-relasi antar faktor; dan 3 untuk menggambarkan efek gabungan dari respon seluruh faktor. Box et al. 1978 menyatakan bahwa RSM memiliki beberapa sifat menarik, diantaranya: a RSM merupakan suatu pendekatan sequensial. Hasil dari setiap tahapan akan memandu percobaan yang perlu dilakukan pada tahap berikutnya. Setiap tahapan pengulangan iterasi hanya memerlukan sejumlah kecil percobaan, sehingga menjamin peneliti terhindar dari percobaan yang tidak produktif; b RSM mengantarkan fokus penelitian dalam bentuk geometri yang dapat segara dipahami dengan mudah. Hasil RSM berupa ringkasan grafik dan plot-plot kontur merupakan suatu bentuk penyajian yang paling efektif dan mudah dicerna dibandingkan dengan persamaan-persamaan matematis; c RSM dapat diaplikasikan pada berbagai peubah. Box dan Draper 1987 menambahkan bahwa RSM telah terbukti sangat berguna dalam penyelesaian sejumlah besar problem dan dapat diaplikasikan dalam : a pemetaan permukaan dalam wilayah yang terbatas; b pemilihan kondisi operasi untuk mendapatkan spesifikasi yang diinginkan; dan c pencarian kondisi-kondisi yang optimal. Tampilan persamaan-persamaan ini dalam bentuk grafik disebut sebagai permukaan respon. Permukaan respon adalah bentuk geometri yang didapatkan jika suatu peubah respon diproyeksikan sebagai fungsi dari satu atau beberapa peubah kuantitatif Mason et al.1989. Plot kontur adalah suatu seri garis atau kurva yang mengidentifikasi nilai-nilai peubah uji pada respon yang konstan. Plot-plot kontur ini dapat dibuat dengan beberapa cara. Jika fungsi respon cukup rumit, maka penyelesaiannya secara langsung dapat dilakukan dengan menghitung nilai-nilai respon pada jaringan nilai-nilai dari dua peubah uji. Sebagai ganti memproyeksikan titik-titik, nilai nilai numerik respon dapat diproyeksikan pada suatu grafik sebagai fungsi dari dua peubah; yaitu kedua aksis yang mempresentasikan nilai peubah uji dan nilai numerik respon yang dihitung pada titik potong kedua nilai peubah yang digunakan. Selanjutnya kontur dapat diperkirakan dengan menginterpolasikan antar nilai-nilai peubah respon. Suatu model permukaan respon menggambarkan bentuk funsional suatu permukaan respon. Model-model permukaan respon dapat didasarkan pada pertimbangan teoritis atau empiris. Jika suatu model teoritis tidak dapat dinyatakan secara spesifik dalam suatu percobaan, maka model-model polinomial sering digunakan untuk memperkirakan permukaan respon tersebut. Polinomial kuadratik dapat memberikan perkiraan yang berguna untuk berbagai aplikasi. Model-model permukaan respon dan model-model regresi pada umumnya dapat disesuaikan dengan dua tipe data yakni data pengamatan dan data yang diperoleh dari percobaan yang terancang baik. Penyesuaian data pengamatan dengan model permukaan respon memiliki beberapa kelemahan potensial, antara lain : a umumnya terdapat problem yang berkaitan dengan kolinearitas antar peubah uji, b pengaruh peubah uji yang penting mungkin tidak dijumpai karena bervariasi dalam kisaran yang sangat sempit, c meskipun pengaruh yang signifikan teridentifikasi, namun penyebabnya tidak dapat dikonfirmasi karena peubah uji yang nyata dapat menjadi pengganti bagi peubah-peubah yang tidak diamati atau dikendalikan, d perlu upaya yang berlebihan berkaitan dengan galat data kasar, nilai-nilai yang hilang, dan periode pengumpulan data yang tidak konsisten. Sebagian problem yang berkaitan dengan data pengamatan diuraikan di atas untuk menekankan pentingnya rancangan secara statistik untuk memenuhi kriteria tujuan, pengaruh faktor, ketepatan, efisiensi, dan keteracakan. Sementara itu data yang diperoleh dari percobaan yang dirancang menggunakan rancangan komposit pusat dapat digunakan secara efisien dan memenuhi model permukaan kuadratik penuh. RSM juga merupakan metode yang mengeksplorasi hubungan dari masing-masing unsur dalam penelitian misalnya hubungan suatu hasil penelitian dengan sejumlah peubah yang diduga dapat mempengaruhi hasil tersebut. Teknik optimasi RSM bekerja didasarkan pada proses atau siklus: pengetahuan, gagasan, analisis desain dan percobaan berulang. Jadi RSM merupakan teknik optimasi yang sangat berguna untuk investigasi proses yang kompleks. Adapun kegunaan teknik optimasi RSM adalah: 1. Dapat menentukan kombinasi optimum dari faktor peubah bebas yang akan menghasilkan respon peubah tidak bebas yang diinginkan dan dapat menggambarkan bahwa respon mendekati optimum. 2. Dapat menentukan bagaimana suatu pengukuran respon tertentu dipengaruhi oleh perubahan faktor-faktor pada level tertentu. 3. Dapat menentukan level faktor yang akan menghasilkan sekumpulan spesifikasi yang diinginkan secara simultan. Response surface methodology RSM adalah kumpulan teknik matematik dan statistik yang digunakan untuk membentuk model dan menganalisis masalah dalam suatu respon yang dipengaruhi oleh beberapa peubah dan bertujuan untuk mengoptimalisasi respon ini Box et al. 1978. Dalam banyak masalah RSM, bentuk hubungan antara respon dan peubah bebas tidak diketahui. Jadi langkah pertama adalah mendapatkan suatu pendugaan yang cocok untuk fungsi yang sebenarnya antara y dan himpunan bebasnya. Untuk pendugaan ini biasanya digunakan suatu polinomial orde rendah. Jika respon telah dimodelkan dengan baik oleh fungsi linier dari peubah bebasnya, maka fungsi yang diduga adalah model ordo pertama. Y = β + β i X i + β 2 X 2 + …….+ β k X k + ε ……………..………14 Jika ada lengkungan dalam sistem, maka polinomial dengan orde yang lebih tinggi harus digunakan, seperti pada model orde kedua. Y = β + ∑ β i X i + ∑ β 2 X 2 + …….+ ∑ β k X k + ε …………………15 i= 1 i= 1 i 1 Hampir semua persoalan RSM menggunakan salahsatu dari kedua model ini. Memang model polinomial ini bukan satu-satunya model untuk menduga hubungan fungsi sebenarnya, tetapi untuk wilayah yang relatif kecil, maka model