Submitted :10 July Revised :6 September Accepted :11 September

## PEMODELAN TRANSFER MASSA TANNIN PADA TANAMAN PUTRI MALU
Novy Pralisa Putri 1 *, Anggy Puspita Sari Jurin 1 , Siti Aminah Ganna 1
1 Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Mulawarman Jl. Sambaliung No. 9 Kampus Gunung Kelua Samarinda 75119 *Email: np.putri@ft.unmul.ac.id

## Abstrak
Tannin  merupakan  senyawa  aktif  metabolit  sekunder  yang  mempunyai  beberapa  khasiat  yaitu  sebagai astringen, anti diare, anti bakteri dan anti oksidan. Selain itu tannin juga dapat digunakan sebagai zat pewarna alami  untuk  industri  tekstil.  Salah  satu  tanaman  yang  dapat  menghasilkan  tannin  adalah  tanaman  putri  malu, baik daun, bunga, akar maupun batangnya. Penelitian ini  dilakukan untuk  mengetahui nilai sum of squares of errors  (SSE),  sum  of  squares  due  of  regression(SSR),  total  sum  of  squares  (SST),  koefisien  pemodelan  analitis (R 2 )  dan  yield  yang  diperoleh.Daun  putri  malu  yang  telah  dikeringkan  diambil  sebanyak  5  gr  untuk  diekstrak dengan cara direndam dalam 350 mL pelarut etanol 96% dan dipanaskan dengan mempertahankan suhu pada 65  –  69 ° C.  Waktu  perendaman  divariasikan  pada  30,  60,  90  dan  120  menit  kemudian  dianalisa  dengan spektrofotometri.  Berdasarkan  pemodelan,  diperoleh  nilai  SSE  14,8.10 -5 ;  SSR  0,00041;  SST  0,0006;  dan  R 2 analitis  0,7357.  Adapun  persentase  yield  tannin  pada  variasi  waktu  30,  60,  90  dan  120  menit  berturut-turut adalah 98,54; 99,16; 97,08 dan 96,14.
Kata kunci: ekstraksi, mimosa pudica, pemodelan transfer massa, tannin

## Abstract
Tannins  are  secondary  metabolic  activated  compound  which  have  some  advantages  such  as  astringent,  anti- diarrhea,  anti-bacteria  and  antioxidant.  Beside  that  tannins  also  are  used  natural  colorant  substances  for  textile industries. One of plants that can produce tannin is mimosa pudica (in itsleaves, flowers, roots and stems). The aim of  this  research  was  to  know  sum  of  squares  of  errors (SSE),  sum  of  squares  due  of  regression(SSR),  total  sum  of squares (SST), coefficient of multiple determination(R 2 ) analytic and obtain the yield. The drained leaves of mimosa pudica 5 gr was soaked in 350 mL of 96 % ethanol and was heated at the maintained temperature of 65 – 69 o C. Immersion time was varied at 30, 60, 90 and 120 minutes. Each variation of the time, the solution was analyzed by spectrophotometers . Based on the modeling, obtained SSE is 14,8.10 -5 ; SSR is 0,00041; SST is 0,0006; and R 2 analytic is 0,7357. There are the percentage yield of tannin on the time variation of 30, 60, 90 and 120 minutes in a row were 98,54; 99,16; 97,08  and 96,14.
Keywords: extraction , mimosa pudica , mass transfer modeling, tannin

## 1. PENDAHULUAN
Pada awalnya proses pewarnaan tekstil menggunakan  zat  warna  alam,  tetapi  dengan kemajuan  teknologi  penemuan  zat  warna  sintetis menjadi  berkembang  pesat,  sehingga  penggunaan  zat warna  alam  semakin  terkikis  (Suarsa  dkk.,  2011). Harga  yang  murah,  warna  lebih  tahan  lama,  praktis dan  pilihan  warna  yang  lebih  beragam  menyebabkan
pewarna  sintetis  lebih  banyak  digunakan  daripada pewarna  alami.  Namun,  pewarna  sintetis  memiliki sifat  yang  sulit  terurai  di  alam  sehingga  air  limbah pewarna  sintetis  yang  bersumber  dari  pabrik  tekstil maupun  tenun  dapat  mengakibatkan  perubahan warna  dan  derajat  keasaman  badan  penerima  air. Limbah  ini  dikategorikan  sebagai  limbah  Bahan Berbahaya  dan  Beracun  (Agustina  dkk.,  2011).

## JURNAL INTEGRASI PROSES
Website: http://jurnal.untirta.ac.id/index.php/jip
Industri tekstil yang semakin berkembang menyebabkan  kebutuhan  akan  zat  warna  pun meningkat  sehingga  penggunaan  kembali  zat  warna alami  merupakan  salah  satu  alternatif  yang  dapat dilakukan  dalam  mengurangi  dampak  lingkungannya. Zat  warna  alami  untuk  bahan  tekstil  dapat  diperoleh dari  hasil  ekstrak  berbagai  bagian  tumbuhan  seperti akar, kayu, daun, biji atau bunga seperti dari tanaman putri  malu,  daun  indigo,  daun  mangga,  kulit  kayu nangka,  kulit  buah  manggis  dan  biji  buah  kesumba. Flavonoid, saponin, tannin dan antosianin merupakan golongan  zat  warna  ekstraktif  kayu.  Flavonoid merupakan  senyawa  yang  menyebabkan  kayu berwarna  merah,  kuning,  coklat  atau  biru.  Tannin merupakan  senyawa  organik  komplek  dan  kristalnya berbentuk  amorf,  dapat  larut  dalam  air  dengan membentuk  cairan  berwarna  (Marnoto  dkk.,  2012; Rosyida  dan  Zulfiya,  2013;  Pujilestari,  2014).  Joseph dkk., pada tahun 2013 menyebutkan bahwa akar dari tanaman putri malu memiliki 10% kandungan tannin. Pemanfaatan  tanaman  putrimalu  ( Mimosa  pudica ) sebagai  sumber  tannin  untuk  bahan  pewarna  alami akan  meningkatkan  nilai  ekonomis  dan  memberi alternatif  sumber  bahan  pewarna  alami  yang  murah dan mudah didapat.
Penggunaan tannin sebagai bahan pewarna yaitu sebagai mordant biasanya dilakukan dengan dikombinasikan dengan bahan logam tertentu. Sebagai mordant  alami  yang  dicampur  dengan  tembaga  sulfat ternyata  mordant  menggunakan  tannin  lebih  tahan luntur  jika  dibandingkan  dengan  menggunakan pewarna  alami  (kunyit  dan  kulit  delima)  tanpa mordant. Proses pengambilan tannin dapat dilakukan dengan  metode  ekstraksi.  Menurut  Jayanudin  dkk., pada  tahun  2013,  ada  tiga  jenis  ekstraksi  yang  dapat digunakan  yaitu  maserasi,  sokletasi  dan  perkolasi. Ektraksi  maserasi  merupakan  metode  ekstraksi  yang sederhana,  namun  membutuhkan  waktu  yang  cukup lama  karena  perendaman  pada  suhu  ruang.  Untuk mempercepat  proses  ekstraksi,  dilakukan  modifikasi menggunakan pemanasan dan pengadukan.
Perubahan  suhu  sangat  efektif  dalam  mempercepat proses ektraksi karena suhu menyebabkan solubilitas pelarut dan pori-pori  padatan semakin besar. Metode perendaman  yang  dilakukan  oleh  Dwi  dkk.,  pada tahun  2007,  untuk  mengekstrak  oleoresin  dari  jahe menunjukkan  semakin  lama  waktu  perendaman potongan  jahe,  maka  oleoresin  yang  terekstrak semakin  banyak.  Tannin  dari  batang  dan  daun tanaman  putri  malu  dapat  diekstrak  menggunakan etanol  lalu  menggunakan  pemodelan  matematika untuk mendapatkan kemurnian tannin sebesar 3,65% berat (Marnoto dkk., 2012). Memperoleh kadar mula- mula  tannin  dalam  tanaman  putri  malu  sebesar 32,1688 ppm (Nur dan Putri, 2015).
Penelitian  ini    dilakukan  untuk    mengevaluasi pemodelan  matematis  yang  telah  dilakukan  oleh  Nur dan  Putri  (2015)  dan  mengetahui  yield  yang diperoleh.

## 2. METODOLOGI PENELITIAN
Gambar 1. Skema rangkaian alat yang digunakan

## 2.1 Bahan dan Alat
Bahan  yang  digunakan  adalah  daun  tanaman putri  malu  dan  larutan  etanol  96%.  Peralatan  yang digunakan pada penelitian ini adalah seperangkat alat ekstraksi seperti pada Gambar 1.

## 2.2 Prosedur Penelitian
Tanaman putri malu yang digunakan diambil dari lahan  kosong  disekitar  Fakultas  Teknik  Universitas Mulawarman. Tanaman putri malu tersebut dikeringkan  menggunakan  oven  selama  1  jam  agar kandungan  air  yang  terdapat  dalam  tanaman  putri malu  dapat  berkurang.  Setelah  dikeringkan,  daunnya dipisahkan,  dihaluskan  dan  ditimbang  sebanyak  5 gram. Larutan etanol 96% sebanyak 350 ml dan daun putri malu yang telah ditimbang  dimasukan ke dalam labu leher tiga. Pemanas dinyalakan dan dipertahankan  pada  suhu  65-69 o C  selama    30  menit agar  proses  homogenisasi  cukup  baik  terhadap konsentrasi tannin. Suhu dipertahankan pada rentang tersebut  agar  suhu  65-69  C  agar  tidak  terjadi kenaikan suhu yang signifikan yang dapat menyebabkan berubahnya pelarut etanol menjadi gas karena  melewati  titik  didihnya.  Setelah  30  menit, ekstrak yang diperoleh dianalisa dengan spektrofotometer  untuk  mengetahui  konsentrasi tannin.  Proses  perendaman  diulangi  untuk  waktu  60, 90,  dan  120  menit..  Hasil  analisa  diolah  dengan pemodelan  transfer  massa  sehingga  diperoleh konsentrasi mula-mula.

## 2.3 Pemodelan Transfer Massa
Kecepatan  difusi  dalam  padatan  dapat  diabaikan jika  ukuran  padatan  sangat  kecil  sehingga  kecepatan ekstraksi  dapat  ditinjau  dari  kecepatan  perpindahan massa  dari  permukaan  ke  pelarut  (Distantina  dkk., 2008).
Untuk  mencari  kadar  tannin  dalam  putri  malu maka  ditinjau  neraca  massa  tannin  dalam  larutan etanol (Nur dan Putri, 2015).
Rate of Input – Rate of Output = Rate of Accumulation .......….........………………………………………………….………..(4) 𝑁 𝐴𝑣 − 0 = 𝑑𝐶𝐴 𝑑𝑡 ………………………………………………..…...(5)
𝐾 𝑐 𝑎 𝐶 𝐴 ∗ − 𝐶 𝐴 − 0 = 𝑑 𝐶𝐴 𝑑𝑡 .……………………………………...(6)
𝐾 𝑐 𝑎(𝐶 𝐴 ∗ − 𝐶 𝐴 ) = 𝑑𝐶𝐴 𝑑𝑡 …………………….……………...…….....(7)
𝐶 𝐴 ∗ =  𝐻. 𝐶 𝐴 ………………………………………………………….(8)
Diperoleh:
𝐾 𝑐 𝑎(𝐻. 𝐶 𝐴 − 𝐶 𝐴 ) = 𝑑 𝐶𝐴 𝑑𝑡 ………………………………………….(9)
𝐾 𝑐 𝑎. 𝐶 𝐴 (𝐻 − 1) = 𝑑𝐶𝐴 𝑑𝑡 ………………………………………….(10)
𝑑 𝐶𝐴 𝐶𝐴 = 𝐾 𝑐 𝑎. (𝐻 − 1)𝑑𝑡 ………………………………………….(11)
Boundary condition : t=0, 𝐶 𝐴 = 𝐶 𝐴0 ; t = t, 𝐶 𝐴 = 𝐶 𝐴 𝑑 𝐶𝐴 𝐶𝐴 = 𝐶𝐴 𝐶𝐴0 𝐾 𝑐 𝑎. (𝐻 − 1)   𝑑𝑡 𝑡 0 ……………………...………..(12)
Diperoleh: ln 𝐶 𝐴 = ln 𝐶 𝐴0 + 𝐾 𝑐 𝑎. (𝐻 − 1) 𝑡 …………………………….(13) ln 𝐶 𝐴 diasumsikan sebagai sumbu y, t sebagai sumbu x, ln 𝐶 𝐴0 sebagai slope, 𝐾 𝑐 𝑎. (𝐻 − 1) sebagai intercept.
Untuk  mengevaluasi  tetapan  dari  persamaan empiris  yang  ada,  maka  nilai coefficient  of  multiple determination (R 2 )  yang  diperoleh  dalam  grafik   akan dibandingkan  dengan  nilai  R 2 yang  diperoleh  dari perhitungan. Parameter R 2 digunakan untuk menentukan kecocokan suatu model dan menggambarkan berapa banyak variasi yang dijelaskan dalam model (Sinambela, dkk, 2014). Untuk menghitung  nilai  R 2 secara  analitis,  diperlukan  nilai Sum of squares of error (SSE) mengikuti persamaan 14, Sumofsquares  due  to  regression (SSR)  mengikuti persamaan  15,  dan Total  sum  of  squares (SST) mengikuti persamaan 16.
𝑆𝑆𝐸 = 𝑦 𝑑𝑎𝑡𝑎 − 𝑦 ℎ𝑖𝑡𝑢𝑛𝑔 2 𝑛 𝑖=1 ……………..………………(14)
𝑆𝑆𝑅 = 𝑦 ℎ𝑖𝑡𝑢𝑛𝑔 − 𝑦 𝑟𝑎𝑡𝑎 2 𝑛 𝑖=1 …………..…………………(15) 𝑆𝑆𝑇 = 𝑆𝑆𝐸 + 𝑆𝑆𝑅 ………………………………………………(16) 𝑅 2 = 𝑆𝑆𝑅 𝑆𝑆𝑇 ………………………………………….…………………(17)

## 2.4 Analisa yield
Setelah  mendapatkan  konsentrasi  tannin  mula-mula maka  dicari  persentase yield dengan  persamaan berikut:
𝑦𝑖𝑒𝑙𝑑 = 𝐶𝐴 𝐶𝐴0 𝑥 100 % ...............………………………………(18)

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil analisa yang menunjukkan pengaruh waktu perendaman  dengan  rentang  30  menit  ( 𝐶 𝐴 )  dalam pelarut  etanol  dapat  dilihat  pada  Tabel  1.  Penentuan nilai  konsentrasi  tannin  mula-mula  menggunakan persamaan  (13).  Konsentrasi  tannin  pada  Tabel  1 diolah  sehingga  diperoleh  grafik  hubungan  antara waktu terhadap ln 𝐶 𝐴 seperti pada Gambar 2.
Tabel 1. Hasil analisa konsentrasi tannin dalam pelarut Sampel Waktu (menit) Konsentrasi tannin (ppm) 1 30 31,7 2 60 31,9 3 90 31,23 4 120 30,93
Gambar 2. Hubungan antara waktu dengan ln 𝐶 𝐴
Gambar  2  menunjukkan  persamaan  linier  sebagai berikut:
y  =   − 0,0003x + 3,4718 ……………………………...…....(19) dengan R 2 = 0,7633.
Nilai SSE dan SSR dapat dilihat pada Tabel 2 dan 3.
Tabel 2. Nilai SSE
t (menit) C A (ppm) Ln C Adata (Ydata)
Ln C Ahitung (Yhit) 𝑦 𝑑𝑎𝑡𝑎 − 𝑦 ℎ𝑖𝑡 2 30 31,7 3,4563 3,4628 4,2.10 -5 60 31,9 3,4626 3,4538 7,75.10 -5 90 31,23 3,4414 3,4448 1,17.10 -5 120 30,93 3,4317 3,4358 1,66.10 -5
SSE = 14,8.10 -5 3,43 3,435 3,44 3,445 3,45 3,455 3,46 3,465 0 50 100 150 ln C A waktu (menit)
Tabel 3. Nilai SSR
t (menit) C A (ppm) Ln C Adata (Ydata) Ln C Ahitung (Yhit) 𝑦 ℎ𝑖𝑡 − 𝑦 2 30 31,7 3,4563 3,4628 0,00022 60 31,9 3,4626 3,4538 0,00003 90 31,23 3,4414 3,4448 0,00001 120 30,93 3,4317 3,4358 0,00015 𝑦  = 3,448 SSR = 0,00041
Nilai  SSE  dan  SSR  yang  diperoleh  pada  Tabel  2 dan  3  digunakan  untuk  menghitung  nilai  SST  pada persamaan  (16),  nilai  SST  yang  diperoleh  adalah 0,0006.  Kemudian  nilai  SST  ini  disubstitusi  ke persamaan (17) dan diperoleh nilai R 2 = 0,7357. Nilai ini  tidak  jauh  berbeda  dengan  nilai  yang  diperoleh secara  grafis.  Nilai  tersebut  mengandung  pengertian 73,57%  variasi  konsnetrasi  tanin  dipengaruhi  oleh variasi waktu.

## Analisa yield
Persentase yield didapatkan setelah memperoleh konsentrasi  tannin  mula-mula  dari  persamaan (19)dan  dihitung  menggunakan  persamaan  (18) seperti pada Tabel 4.
Tabel 4. Hasil persentase yield Waktu
(menit) Konsentrasi Awal (ppm) Konsentrasi Akhir (ppm) Yield (%) 30 32,17 31,7 98,54 60 31,9 99,16 90 31,23 97,08 120 30,93 96,14
Tabel 4 menunjukkan hampir seluruh kandungan tannin  terlarut  pada  pelarut  etanol  karena  seluruh sampel  memiliki yield di  atas  95  %.  Persentase yield mengalami penurunan pada menit ke 90, hal ini dapat terjadi karena telah terjadi kesetimbangan zat terlarut di  larutan  dan  di  permukaan  padatan.    Hal ini  seiring dengan  penelitian  yang  dilakukan  oleh  Yuniwati dkk.,pada  tahun  2012  mengenai  pengaruh  waktu terhadap  zat  terlarut  (konsentrasi  pewarna)  dalan pelarut.  Semakin  lama  waktu  ekstraksi  maka konsentrasi  pewarna  dalam  pelarut  telah  dalam kesetimbangan  sehingga  laju  difusi  pewarna  dari permukaan  padatan  ke  pelarut  sama  dengan  laju difusi pewarna dari pelarut ke permukaan padatan.

## 4. KESIMPULAN
a) Konsentrasi  mula-mula  diperoleh  berdasarkan persamaan empiris adalah 32,17 ppm dengan SSE sebesar  14,8.10 -5 ;  SSR  sebesar  0,00041;  SST sebesar 0,0006; dan R 2 analitis 0,7357.
b) Hasil  analisa yield pada  variasi  waktu  30,  60,  90 dan  120  menit  adalah  98,54%;  99,16%;  97,08% dan 96,14%.

## 5. DAFTAR SIMBOL
𝐶 𝐴 = konsentrasi tannin di larutan (kg/m 3 ) 𝐶 𝐴0 = konsentrasi tannin mula-mula (kg/m 3 ) 𝐶 𝐴 ∗ = konsentrasi  tannin  dalam  larutan  yang setimbang  dengan  permukaan  padatan (kg/m 3 ) H = tetapan Henry 𝐾 𝑐 𝑎 = koefisien  transfer  massa  volumetris (1/menit) n = Jumlah data 𝑁 𝐴𝑣 = transfer  massa  tannin  tiap  satuan volume tiap satuan waktu (kg/m 3 /menit) t
= waktu perendaman (menit)

## 6. DAFTAR PUSTAKA
Agustina, T.E.; Nurisman, E.; Prasetyowati; Haryani, N.; Cundari, L.;Novisa, A.; Khristina, O.; Pengolahan Air Limbah  Pewarna  Sintetis  dengan  Menggunakan Reagen Fenton, Prosiding Seminar Nasional AvoER ke-3, Palembang, 26 -27 Oktober 2011, hal. 260 Distantina,  S.;  Anggraeni,  D.R.;  Fitri,  L.E.,  Pengaruh Konsentrasi  dan  Jenis  Larutan  Perendaman terhadap  Kecepatan  Ekstraksi  dan  Sifat  Gel  Agar- agar  dari  Rumput  Laut Gracilaria  verrucosa ,  Jurnal Rekayasa Proses, 2008, 2(1), 11 – 16
Dwi,  R.O.;  Aylianawati;  Yohanes,  S.,  Jurnal  Ekstraksi Oleoresin  dari  Jahe,  Universitas  Katolik  Widya Mandala, Surabaya, 2007 Jayanudin; Indrayatmi; Utami, S.U.; Proses Pengambilan Oleoresin dari Cabe Jawa
Menggunakan  Metode  Ekstraksi  Multi  Tahap dengan Pelarut Etanol, Prosiding Seminar Nasional Rekayasa  dan  Proses,  Semarang,  28  –  29  Agustus 2013, A.14
Joseph,  Baby.;  George,  Jency.;  Mohan,  Jeevintha.; Pharmacology  and  Traditional  Uses  of  Mimosa Pudica, IJPSDR, 2013, 5 (2), 41-44
Marnoto, Tjukup; Haryono, G.; Gustinah, D.; Putra, F.A.,
Ekstraksi  Tannin  Sebagai  Bahan  Pewarna  Alami Dari  Tanaman  Putri  Malu  ( mimosa  pudica ) Menggunakan Pelarut OrganikReaktor, April 2012, 14(1), 39-45
Nur,  Fadil  A.;  Putri,  Novy  P.,  Ekstraksi  Tannin  dari Daun  Tanaman  Putri  Malu  ( Mimosa  Pudica ), Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia “Kejuangan”, Yogyakarta, 2015, hal. G1-G4 Pujilestari, Titiek., Pengaruh Ekstraksi Zat Warna Alam dan  Fiksasi  terhadap  Ketahanan  Luntur  Warna pada  Kain  Batik  Katun,  Dinamika  Kerajinan  dan Batik, 2014, 31(1), Juni, 1 – 9
Rosyida,  A.;Zulfiya,  A.,  Pewarnaan  Bahan  Tekstil dengan  Menggunakan  Ekstrak  Kayu  Nangka  dan Teknik  Pewarnaannya  untuk  Mendapatkan  Hasil yang  Optimal,  Jurnal  Rekayasa  Proses,  2013,  7(2), 52 - 58
Sinambela, S.D.; Ariswoyo, S.; Sitepu, H.R.; Menentukan Koefisien  Determinasi  antara  Estimasi  M  dengan
Type  Welsch  dngan  Least  Trimmed  Square  dalam Data yang Mempunyai Pencilan, Saintia Matematika, Vol.02, Np.03, 2014, 225-235 Suarsa,    I.W.;  Suarya,  Putu;  Kurniawati, Ika.,  Optimasi Pelarut  dalam  Ekstraksi  Zat  Warna  Alam  dari Batang  Pisang  Kepok  ( Musa  paradiasiaca  L.  cv kepok )  dan Batang Pisang Susu ( Musa paradiasiaca L. cv susu ), Jurnal Kimia 5, 1, Januari 2011, 72 – 80 Yuniwati,  M.;  Kusuma,  A.W.;  Yunanto,  F.;  Optimasi Kondisi Proses Ekstraksi Zat Pewarna dalam Daun Suji  dengan  Pelarut  Etanol,  Prosiding  Seminar Nasional  Aplikasi  Sains  dan  Teknologi  (SNAST) Periode III, Jakarta, 3 November 2012, hal. A-257 – A-263