## EKSTRAKSI ASAP CAIR DARI PELEPAH KELAPA SAWIT MENGGUNAKAN PELARUT ETIL ASETAT DAN HEKSANA

## EXTRACTION OF LIQUID SMOKE FROM PALM MIDRIB  USING ETHYL ACETATE AND HEXANE SOLVENTS
Seri Maulina, Fakhradila, Nurtahara* Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara Jl. Almamater Kampus USU, Medan, 20155, Indonesia
*Email : nur.thara@yahoo.com

## Abstrak
Senyawa-senyawa yang terdapat didalam asap cair dapat diekstraksi dengan menggunakan pelarut polar dan non polar. Pelarut polar  maupun non polar sering digunakan untuk ekstraksi senyawa fenol dari tumbuh-tumbuhan. Ekstraksi ini dilakukan dengan menggunakan pelarut etil asetat (polar) dan heksana (non polar) pada suhu 40°C, 55°C, dan 70°C dengan waktu 60 menit, 120 menit, 180 menit. Rendemen tertinggi pada pelarut etil asetat diperoleh pada suhu 70 o C dan waktu ekstraksi selama 3 jam sebesar 66 % dan yang terendah pada suhu 40 o C dan waktu ekstraksi selama 1 jam sebesar 30 %. Sedangkan pada pelarut heksana nilai rendemen tertinggi diperoleh pada suhu 70 o C dan waktu ekstraksi selama 3 jam sebesar 58 % dan terendah pada suhu 40 o C dan waktu ekstraksi selama 1 jam sebesar 12 %.
Kata kunci : ekstraksi, rendemen, fenolik, suhu, waktu

## Abstract
The compounds in the liquid smoke can be extracted using a polar and non polar solvent. Polar and non polar  solvents  are  often  used  for  the  extraction  of  phenol  compounds  from  plants.  Extraction  of compounds  in  liquid  smoke  was  performed  by  using  ethyl  acetate  (polar)  and  hexane  (non  polar) solvents at 40°C, 55°C and 70°C with 60 minutes, 120 minutes, 180 minutes. The highest yield of ethyl acetate solvent was obtained at 70 o C and the extraction time for 3 hours was 66% and the lowest was at 40 o C and the extraction time for 1 hour was 30%. While on hexane solvent the highest rendement value was obtained at 70 o C and the extraction time for 3 hours was 58% and the lowest was at 40 o C and the extraction time for 1 hour was 12 %.
Key words : extraction, rendemen, phenolic, temperature, time.

## Pendahuluan
Limbah  kelapa  sawit  berupa  tandan kosong,  batang,  cangkang  dan  pelepah  yang merupakan  sisa  dari  pengolahan  industri  sawit saat  ini  belum  dimanfaatkan  secara  maksimal. Seiring  berkembangnya  ilmu  pengetahuan  dan teknologi,  maka  limbah  pelepah  dapat  diolah menjadi  produk  yang  bernilai  ekonomi  lebih tinggi yaitu menjadi asap cair [9].
Jumlah  pelepah  kelapa  sawit  yang  telah berproduksi dapat mencapai 40 –  50 pelepah/pohon/tahun  dengan  bobot  pelepah sebesar  4,5  kg  berat  kering  per  pelepah.  Dalam satu  hektar  kelapa  sawit  diperkirakan  dapat menghasilkan  6400  –  7500  pelepah  per  tahun, sehingga  di  Sumatera  Utara  dengan  luasan perkebunan kelapa sawit 2.400.000 ha akan dapat menghasilkan  sekitar  48.900.000  –  55.000.000 ton  berat  kering  pelepah  per  tahun  [8].  Pelepah sawit  memiliki  komposisi  kimia  diantaranya
selulosa  31,7%,  hemiselulosa  33,9%,  lignin 17,4% [6].
Keanekaragaman bahan baku dan preparasi  asap  cair  menghasilkan  komposisi kimiawi  yang  kompleks  diantaranya  campuran berbagai struktur senyawa volatil dan non volatil. Adapun  senyawa-senyawa  penyusun  asap  cair tersebut  antara  lain  asam,  karbonil,  fenol  dan hidrokarbon  aromatik  polisiklik  serta  masing- masing derivatnya [16].
Pelarut  ekstraksi  umumnya  digunakan untuk mendapatkan rendemen ekstrak yang lebih tinggi  [14].  Senyawa-senyawa  didalam  asap  cair sangat larut dalam etil alkohol, eter dan beberapa pelarut  polar,  serta  non  polar.  Oleh  karena  itu dilakukanlah  penelitian  ini  untuk  mengetahui pengaruh  pelarut,  suhu  dan  waktu  ekstraksi terhadap  rendemen  ekstrak  dan  senyawa  fenolik yang dihasilkan

## Teori
Berbagai senyawa dengan komposisi yang beragam  dapat  diperoleh  dari  proses  pirolisis, selain itu jenis bahan baku beserta kondisi operasi pirolisis  diperkirakan  juga  berpengaruh  terhadap komposisi  senyawa  yang  dihasilkan.  Pada  suhu pirolisis  sampai  170 o C  terjadi  pengeringan  dan penghilangan  kadar  air,  pada  suhu  200-260 o C terjadi dekomposisi hemiselulosa, pada suhu 260- 310 o C  terjadi  dekomposisi  selulosa,  310-500 o C terjadi dekomposisi lignin dan diatas suhu 500 o C terjadi  reaksi secondary seperti  reaksi  oksidasi, polimerisasi serta kondensasi [5].
Penelitian  tentang  asap  cair  pernah dilakukan  oleh  Darmadji  dkk  (1996)  yang menyatakan  bahwa  pirolisis  tempurung  kelapa menghasilkan  asap  cair  dengan  kandungan senyawa fenolik sebesar 4,13 %, karbonil 11,3 % dan  asam  10,2  %.  Selain  itu  Fatimah  (1998) menemukan  bahwa  golongan-golongan  senyawa penyusun  asap  cair  adalah  air  (11-92  %),  fenol (0,2-2,9  %),  asam  (2,8-9,5  %),  karbonil  (2,6-4,0 %) dan tar (1-7 %) [18].
Hasil  pirolisis  selulosa  yang  terpenting adalah  asam  asetat  dan  senyawa  fenolik  dalam jumlah yang sedikit. Pirolisis lignin menghasilkan aroma  yang  berperan  dalam  produk  pengasapan. Senyawa aroma yang dimaksud adalah fenol dan eterfenolik  seperti  guaikol  (2-metoksi  fenol) (C 7 H 8 O 2 ), syringol (1,6-dimetoksi fenol) (C 8 H 10 O 3 ) dan derivatnya [3, 8].
Ekstraksi  dapat  dilakukan  menggunakan pelarut organik. Pemilihan pelarut harus berdasarkan  polaritas  dari  senyawa  yang  akan diisolasi. Senyawa polar lebih mudah larut dalam pelarut polar dan senyawa non polar lebih mudah larut  dalam  pelarut  non  polar  [9].  Pelarut  polar dan  non  polar  sering  digunakan  untuk  ekstraksi senyawa  fenolik  dari  tumbuh-tumbuhan.  Pada umumnya, pelarut yang digunakan berupa etanol, metanol, aseton dan etil asetat, heksana [12].
Suhu  dan waktu semakin tinggi maka total senyawa  terekstrak  semakin  tinggi.  Menurut Wazir et al . (2011), penggunaan suhu dan waktu tinggi  untuk  melakukan  ekstraksi  meningkatkan kelarutan  dari  senyawa  fenolik.  Suhu  tinggi mampu  melepaskan  senyawa  fenol  sel  dinding atau senyawa fenolik yang terikat disebabkan oleh rusaknya unsur-unsur sel, menyebabkan semakin banyak senyawa fenolik yang terekstrak [11, 15]

## Metodologi Penelitian
Analisis  Kandungan  Hemiselulosa,  Selulosa Dan Lignin
Sampel kering sebanyak satu gram (berat a) ditambahkan 150 ml H 2 O dan direfluk pada suhu 100 o C dengan water bath selama 1 jam. Hasilnya
disaring,  residu  dicuci  dengan  air  panas  300  ml. Residu  kemudian  dikeringkan  dengan  oven sampai beratnya konstan dan kemudian ditimbang (berat  b).  Residu  ditambah  150  ml  H 2 SO 4 1  N, kemudian  direfluk  dengan water  bath selama  1 jam  pada  suhu  100 o C.  Hasilnya  disaring  dan dicuci  sampai  netral.  Residu  yang  diperoleh dikeringkan  dan  ditimbang  hingga  beratnya konstan (berat c). Residu kering ditambahkan 10 ml  H 2 SO 4 72%  dan  direndam  pada  suhu  kamar selama 4 jam. H 2 SO 4 1 N ditambahkan sebanyak 150  ml  dan  direfluk  pada  suhu  100 o C  dengan water  bath selama  1  jam.  Residu  disaring  dan dicuci  dengan  H 2 O  sampai  netral.  Residu kemudian dipanaskan dengan oven pada suhu 105 o C dan ditimbang sampai beratnya konstan (berat d).  Residu  diabukan  dan  ditimbang  (berat  e). Kadar hemiselulosa, selulosa, dan lignin dihitung dengan persamaan:

##  
    3 % 100 a e - d lignin Kadar 2 % 100 a d - c selulosa Kadar 1 % 100 a c - b sa hemiselulo Kadar
     

## Ekstraksi Asap Cair
Asap cair yang diperoleh terlebih dahulu di saring  untuk  memisahkan  tar  nya,  kemudian pelarut  dan  asap  cair  disiapkan . Asap  cair dilarutkan  dengan  pelarut  dengan  volume  yang telah ditentukan .
Kemudian campuran dimasukkan  kelabu  leher  tiga . Dilakukan pengadukan  dengan  kecepatan stirrer 250  rpm selama t tertentu . Diatur suhu ekstraksi dengan T tertentu . Setelah itu, fase rafinat dan fase ekstrak dipisahkan  dengan  corong  pemisah, larutan diendapkan selama 2 jam. Kedua larutan tersebut dimasukkan  kedalam  labu erlenmeyer yang berbeda. Kemudian fase ekstrak diambil untuk di distilasi pada suhu 80 o C, ekstrak yang tertinggal di dalam labu destilasi di ukur volumenya utk di hitung rendemen ekstraknya.

## Hasil dan Pembahasan
Analisis  Kadar  Selulosa,  Hemiselulosa  Dan Lignin
Bahan baku dalam penelitian ini diperoleh dari  limbah  pelepah  kelapa  sawit  yang  sudah  di pirolisis.  Proses  pirolisis  bahan  baku  harus diketahui terlebih dahulu kandungan hemiselulosa, selulosa dan lignin.
Kadar  lignin  di  dalam  pelepah  kelapa sawit yang di hasilkan sebesar 17,65 %, selulosa sebesar  27,45  %    dan  hemiselulosa  sebesar
(1) (2)
(3)
23,53 %. Hal tersebut menunjukan bahwa pelepah kelapa sawit berpotensi untuk dijadikan asap cair.
Berdasarkan penelitian sebelumnya bahwa pelepah kelapa sawit mengandung selulosa 35,88 %, hemiselulosa 26,47 %, dan lignin 18,9 % [6]. Perbedaan  ini  dapat  disebabkan  oleh  berbagai faktor, diantaranya faktor umur tanam dan tempat tumbuh  kelapa  sawit.  Dalam  proses  pirolisis, komposisi  asap  cair  sangat  bergantung  pada komposisi  bahan  dan  kondisi  operasi  pirolisis yang  selanjutnya  akan  mempengaruhi  jumlah hasil ekstraksi [17].
Pada  suhu  pirolisis  sampai  170 o C  terjadi pengeringan  dan  penghilangan  kadar  air,  pada suhu 200-260 o C terjadi dekomposisi
hemiselulosa,  pada  suhu  260-310 o C  terjadi dekomposisi selulosa, 310-500 o C terjadi dekomposisi lignin dan diatas suhu 500 o C terjadi reaksi secondary seperti reaksi oksidasi, polimerisasi serta kondensasi [2]. Dekomposisi  selulosa  pada  pirolisis menghasilkan anhydroglucose, senyawa karbonil dan furan.
Dekomposisi
hemiselulosa menghasilkan  asam  asetat  dan  karbon  dioksida [7].  Hemiselulosa  pada  suhu  yang  tinggi menghasilkan  furan,  derifat  furan,  asam  karbon dan dekomposisi lignin akan menghasilkan fenol, alcohol,  lactones dan  hidrokarbon.  Sedangkan selulosa  menghasilkan  senyawa  karbonil  dan asam  karbon  [13].  Di  sisi  lain,  komponen  fenol dihasilkan  dari  pertukaran  senyawa  alifatik  dari selulosa  seperti  asam ferulic ,  asam sinapic, aldehid, keton, nitro aliphatic alcohols dan ester. Fenol pada suhu tinggi akan terdegradasi menjadi senyawa  polisiklik  aromatik  hidrokarbon  (PAH) [4, 19].
Berdasarkan  uraian  diatas,  kadar  lignin, selulosa dan hemiselulosa sangat tergantung pada jenis  kayu  baik  itu hardwood maupun softwood dan juga dipengaruhi oleh faktor umur tanam.
Analisis rendemen ekstraksi asap cair Analisa
ini dilakukan
dengan membandingkan  antara  volume  ekstrak  dengan volume  pelarut  etil  asetat  dan  heksana  dapat dihitung dengan persamaan berikut :
  (4) 100 baku bahan volume ekstrak volume v v %
Rendemen  
Rendemen  ekstraksi  yang  di  hasilkan  dengan menggunakan  pelarut  etil  asetat  lebih  besar  dari heksana. Nilai rendemen ekstrak dengan menggunakan  pelarut  etil  asetat  dan  heksana dapat dilihat pada Gambar 1
Gambar 1. Rendemen Ekstrak pada Berbagai Suhu dan Waktu dengan Pelarut Etil Asetat dan

## Heksana
Secara  umum  rendemen  akan  naik dengan kenaikan suhu pada waktu yang konstan, baik  itu  pelarut  etil  asetat  maupun  pelarut heksana. Demikian juga halnya dengan kenaikan waktu ekstraksi pada suhu yang konstan. Gambar 1 menujukkan rendemen tertinggi pada pelarut etil asetat  diperoleh  pada  suhu  70 o C  dan  waktu ekstraksi  selama  3  jam  sebesar  66  %  dan  yang terendah  pada  suhu  40 o C  dan  waktu  ekstraksi selama  1  jam  sebesar  30  %.  Sedangkan  pada pelarut heksana nilai rendemen tertinggi diperoleh pada suhu 70 o C dan waktu ekstraksi selama 3 jam sebesar  58  %  dan  terendah  pada  suhu  40 o C  dan waktu ekstraksi selama 1 jam sebesar 12 %. Hasil  ini  menunjukan  bahwa  dengan meningkatnya  suhu  juga  mampu  meningkatkan rendemen  ekstrak.  Penggunaan  suhu  tinggi  pada ekstraksi  mampu  meningkatkan  kelarutan  dari senyawa  fenolik.  Suhu  ekstraksi  yang  semakin meningkat    mampu  melepaskan  senyawa  fenol atau  senyawa  fenolik  yang  terikat  di  dalam  asap cair,  sehingga  semakin  banyak  senyawa  fenolik yang  terekstrak  dan  meningkatkan  rendemen ekstrak yang di hasilkan [10].
Waktu  ekstraksi  yang  semakin  lama  akan menyebabkan kelarutan senyawa phenolic dalam pelarut semakin meningkat. Dengan meningkatkan waktu ekstraksi, difusi yang terjadi juga  semakin  besar,  sehingga  proses  ekstraksi juga akan berjalan lebih cepat. Dengan demikian, nilai rendemen ekstrak pun akan terus meningkat [1].
Pada  proses  ekstraksi  ini    jenis  pelarut yang  di  gunakan  mempengaruhi  hasil  rendemen ekstrak.  Pada  suhu  40 o C  dan  waktu  180  menit dengan menggunakan pelarut etil asetat di peroleh rendemen  ekstrak  sebesar  48%  sedangkan  pada pelarut heksana di peroleh sebesar 26%. Dari hasil yang  di  peroleh  menunjukan  bahwa  etil  asetat mampu  menghasilkan  rendemen  ekstrak  lebih banyak di bandingkan heksana.
0 10 20 30 40 50 60 70 40 55 70 N il a i R en dem en Ek stra k (% ) Suhu ( o C) Waktu 60 menit, Pelarut Etil
Asetat Waktu 120 menit, Pelarut Etil Asetat
Waktu 180 menit, Pelarut Etil Asetat Waktu 60 menit, Pelarut Heksana
Waktu 120 menit, Pelarut
Heksana Waktu 180 menit, Pelarut Heksana 60 menit, Etil Asetat 120 menit, Etil Asetat 180 menit, Etil Asetat 60 menit, Heksana 120 menit, Heksana
180 menit, Heksana
(4)
Rendemen  meningkat  karena  pengaruh polaritas  pelarut  yang  digunakan  dalam  proses ekstraksi.  Pelarut  berperan  untuk  menghasilkan rendemen  yang  tinggi.  Pelarut  yang  digunakan (etil  asetat)  memiliki  sifat  kepolaran  yang  sama dengan  senyawa  fenol  yang  terdapat  pada  asap cair,  sehingga  mampu  menghasilkan  rendemen yang  lebih  tinggi  dibandingkan  heksana  yang bersifat non polar [11].
Berdasarkan  uraian  di  atas,  metoda ekstraksi  menggunakan  pelarut  etil  asetat  di bandingkan heksana akan memberikan total fenol tertinggi sebesar 66 % suhu 70 o C, dengan waktu 3 jam.

## Kesimpulan
Kadar lignin di dalam pelepah kelapa sawit yang di hasilkan sebesar 17,65 %, selulosa sebesar 27,45  %    dan  hemiselulosa  sebesar    23,53  %. Rendemen ekstrak yang tertinggi dihasilkan pada pelarut  etil  asetat  pada  waktu  180  menit  dengan suhu  70 o C  sebesar  66  %.  Suhu  dan  waktu semakin  tinggi  maka  rendemen  ekstrak  semakin tinggi.

## Daftar Pustaka
[1]    A.  Budiyanto  dan  Yulianingsih,  Pengaruh Suhu  Dan  Waktu  Ekstraksi  Terhadap Karakter  Pektin  Dari  Ampas  Jeruk  Siam (Citrus Nobilis L),  J. Pascapanen (2008) Vol 37.
[2]    A.  T.  Septiana,  dan  A.  Asnani,  Aktivitas Antioksidan Ekstrak Rumput Laut Sargassum  Duplicatum,  Jurnal  Teknologi Pertanian (2013) Vol. 14. [3]  H.  P.  Rasydta,  Penggunaan  Asap  Cair
Tempurung Kelapa Dalam Pengawetan Ikan
Bandeng, Jurusan Kimia, Fakultas Matematika  Dan  Ilmu  Pengetahuan    Alam,
Universitas Negeri Semarang. 2013.
[4]    I.  K.  Budaraga,    Arnim,  Y.  Marlida,  U. Bulanin,  Analysis  of  Liquid  Smoke
Chemical  Components  with  GC  MS  from Different Raw Materials Variation Production and Pyrolysis Temperature level, International  Journal  of  ChemTech  (2016). Vol.9.
[5]   I. Widiya dan  Zultiniar, Pengaruh Suhu dan Waktu distilasi Terhadap  Komposisi  Kimia Asap Cair Dari Kulit Duria,.  Jurusan Teknik Kimia, Universitas Riau, 2013.
[6]   J. Sihombing,  Pemanfaatan Pelepah Kelapa Sawit  Terolah  Secara  Amoniasi  Dan Fermentasi  Terhadap  Performans  Sapi Aceh,  Program  Studi  Peternakan  Fakultas Pertanian,  Universitas  Sumatera  Utara, 2015.
[7]   J. Z. Lombok, B . Setiaji, W . Trisunaryanti dan    ,  K.  Wijaya,  Effect  Of  Pyrolisis Temperature And Distillation On Character Of  Coconut  Shell  Liquid  Smoke,    Asian Journal  of  Science  and  Technology  (2014) Vol. 5.
[8]  K. Allen, M.D. Corre, A. Tjoa, E. Veldkamp. Soil Nitrogen-Cycling Responses to Conversion of Lowland Forests to Oil Palm and  Rubber  Plantations in  Sumatra, Indonesia, Büsgen Institute.  Georg-August-
Universität Göttingen. Germany. 2015.
[9]  L.  Ginayati,  M.  Faisal,  Suhendrayatna, Pemanfaatan  Asap  Cair    Dari  Pirolisis Cangkang Kelapa Sawit  Sebagai Pengawet Alami  Tahu,  Jurusan  Teknik  Kimia. Universitas Syiah Kuala, 2015.
[10] M. C. Tan, C. P. Tan. and C. W.  Ho,  Effects of  extraction  solvent  system,  time  and temperature  on  total  phenolic  content  of henna
(Lawsonia inermis) stems, International Food Research Journal  (2013) Vol. 20. [11]  M. Norlia , S. A. Muhmed, M.  M. Yusoff and J. Gimbun, Influence of Solvent Polarity and Conditions on Extraction of Antioxidant,  Flavonoids  and  Phenolic
Content  from  Averrhoa  bilimbi,  Journal  of Food  Science  and  Engineering  (2014)  Vol. 4.
[12]  Q.  D.  Do,  A.  E.  Angkawijaya  ,  P.  L  Tran- Nguyen , L. H Huynh , F. E Soetaredjo , S. Ismadji  ,  Y.  H.  Ju,  Effect  Of  Extraction Solvent  On  Total  Phenol  Content,  Total Flavonoids  Content,  And  Antioxidant Activity  Of  Limnophila  Aromatic,    Journal Taipei (2013) Vol. 7.
[13]   R. Hadanu and D. A. N. Apituley, Volatile Compounds  Detected  in  Coconut  Shell Liquid  Smoke  through  Pyrolysis  at  a Fractioning  Temperature  of  350-420 o C, Makara Journal of Science (2016)  Vol. 95.
[14]  R. N Patel, S. Bandyopadhyay , A. Ganesh, Extraction of cardanol and phenol from bio- oils  obtained  through  vacuum  pyrolysis  of biomass using supercritical fluid extraction,
Mechanical Engineering Department, Institute  of  Technology,  Nirma  University,
2011.
[15]    R.  Pambayun,  M.  Gardjito,  S.  Sudarmadji dan K. R. Kuswanto, Kandungan Fenol Dan Sifat  Antibakteri  Dari  Berbagai  Jenis Ekstrak  Produk  Gambir  (Uncaria  Gambir Roxb),  Majalah  Farmasi  Indonesia  (2007) 141 – 146.
[16]  S.  Kadir,  Purnama  Darmadji,  C.  Hidayat, Supriyadi,  Fraksinasi  Dan  Identifikasi Senyawa  Volatil  Pada    Asap  Cair
Tempurung Kelapa Hibrida, Journal Agritech, (2010) Vol. 30
[17]   S. Maulina dan F. P. Putri, Pengaruh Suhu, Waktu, dan Kadar Air Bahan Baku Terhadap Pirolisis  Serbuk  Pelepah  Kelapa  Sawit, Jurnal Teknik Kimia USU (2017) Vol. 6.
[18]  T. I. Sari, R. U. Dewi, Hengky, Pembuatan Asap  Cair  Dari  Limbah  Serbuk  Gergajian Kayu  Meranti  Sebagai  Penghilang  Bau Lateks,  Jurnal  Teknik  Kimia,  (2009)  Vol.
16.
[19] W. C Sung, M. Stone and F. M. Sun, Analysis Of  Volatile  Constituents  Of  Different Temperature  Rice  Hulls  Liquid  Smoke, Chia-Nan Annual Bulletin (2007) Vol. 33.