## Analisis Pengaruh Perbedaan Volume Pelarut Heksana pada Parameter Konstanta Kecepatan Ekstraksi Minyak Kopi Robusta
Mega Mustikaningrum 1 , Priska Dewi Anjarsari 2
1,2 Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Gresik Jalan Sumatera No. 101 Gn Malang, Randuagung, Gresik
E-mail : megamustikaningrum@umg.ac.id

## Abstract
The abundant  availability of  robusta  coffee in  Indonesia  was the initial  idea to  increase the function of coffee to isolate coffee oil, thereby increasing the value of coffee. Various methods are used to isolate coffee oil, both conventional and modern. This research was carried out by carrying out extraction by maceration with the help of stirring and setting the temperature at 80 0 C in order to speed up the extraction process and hopefully speed up the speed of the extraction process. In this research, coffee oil was isolated using hexane solvent with varying solvent volumes. The aim of this research is to find the value of the extraction speed  constant.  Using  400,  500  and  600  ml  of  hexane  produces  a  yield  of  8;  9.8;  and  12.42%  in  each volume. In this case, it shows that a larger volume provides more active sites in the extraction process. The resulting  extraction  speed  value  was  2.5599  hour -1 with  a  regression  value  (R 2 )  of  0.9207  based  on calculations using pseudo first order and 0.0064 g.g -1 hour -1 based on the pseudo second order calculation method and the resulting regression value was 0.9606.
Keywords: Robusta Coffee, Coffee Oil, Extraction Speed Constant

## Abstrak
Ketersediaan kopi robusta yang cukup melimpah di Indonesia menjadi gagasan awal peningkatan fungsi dari kopi untuk diisolasi minyak kopi sehingga menjadikan nilai dari kopi semakin tinggi. Berbagai metode dilakukan  untuk  mengisolasi  minyak  kopi  baik  konvensional  maupun  modern.  Penelitian  ini  dilakukan dengan melakukan ektraksi secara maserasi dengan bantuan pengadukan dan set suhu pada 80 0 C guna mempercepat  proses  ekstraksi  dan  diharapkan  mempercepat  kelajuan  dari  proses  ekstraksi.  Pada penelitian  ini,  dilakukan  isolasi  minyak  kopi  menggunakan  pelarut  heksana  dengan  variasi  perbedaan volume pelarut. Tujuan dari penelitian ini adalah mencari nilai konstanta kecepatan ekstraksi. Penggunaan sebesar 400, 500 dan 600 ml heksana menghasilkan yield sebesar 8; 9,8; dan 12,42  % pada masing  – masing  volume.  Dalam  hal  ini  menunjukan  bahwa  adanya  volume  yang  lebih  besar  memberikan  lebih banyak site aktif pada proses ekstraksi yang dilakukan. Nilai kecepatan ekstraksi yang dihasilkan sebesar 2,5599 jam -1 dengan nilai regresi (R 2 ) sebesar 0,9207 berdasarkan perhitungan menggunakan pseudo first order dan 0.0064 g.g -1 jam -1 berdasarkan metode perhitungan pseudo second order dan nilai regresi yang dihasilkan sebesar 0,9606.
Kata kunci: Kopi Robusta, Minyak Kopi, Konstanta Kecepatan Ekstraksi

## 1. Pendahuluan
Indonesia  merupakan  penghasil  kopi  terbesar setelah  negara  Brasil,  Vietnam  dan  Kolombia. Organisasi  Kopi  Internasional  merilis  bahwa
Indonesia mampu memproduksi 691.500 ton/tahun.  Dari  total  produksi  tersebut,  kopi arabika menjadi produk dominan yang ditanam di seluruh wilayah Indonesia dan banyak dimanfaatkan  untuk  produksi  kopi  instan  [1]. Pada  biji  kopi  robusta  terdapat  sekitar  10  % minyak kopi [2]. Minyak kopi sampai dengan saat
ini  belum  banyak  dimanfaatkan.  Manfaat  dari minyak  biji  kopi  itu  sendiri  adalah  biasa digunakan sebagai perasa pada makanan, kue dan bahan pangan lain [3], dan baru baru ini  minyak kopi  dimanfaatkan  sebagai  bahan  baku  produksi biodiesel [4].
Minyak kopi dapat diisolasi dengan menggunakan metode  ektraksi.  Metode  ektraksi  yang  sudah dilakukan  adalah  metode  soxhlet  [1],  berbantu gelombang microwave [5], supercritical  carbon dioxide  extraction [6],  dan  berbantu  gelombang ultrasonik  [7].  Pada  penelitian  ini  digunakan ekstraksi  minyak  kopi  dengan  bantuan  pelarut heksana dengan metode isolasi soxhletasi.
Keberadaan  fungsi  dari  minyak  kopi  tersebut, perlu dikembangkan kembali studi lanjut terutama pada optimalisasi proses agar menghasilkan yield yang  maksimal.  Oleh  karena  nya,  penelitian  ini berfokus  pada  studi  kinetika  guna  mencari konstanta kecepatan  ekstraksi  (k), terutama pada pengaruh  penambahan  pelarut  pada  proses ekstraksi.

## 2. Methodologi

## Alat dan Bahan
Alat  utama  yang  digunakan  pada  penelitian  ini adalah  seperangkat  alat  ekstraktor  dan  alat distilasi.  Bahan  baku  yang  digunakan  adalah bubuk kopi robusta dan pelarut heksana.

## Prosedur Penelitian
Bubuk  kopi  ditimbang  sebanyak  100  gram,  dan dilarutkan  pada  kolom  ekstraktor  dengan penambahan pelarut heksanol sebanyak 400; 500; dan  600  mL.  Ekstraksi  dilakukan  selama  3  jam pada setting suhu 70-80 0 C. Setelah minyak kopi terambil,  kemudian  pelarut  dipisahkan  dengan metode  distilasi  pada  rentang  suhu  penyulingan adalah 80-90 0 C. Proses distilasi dihentikan ketika tidak ada lagi tetesan pelarut yang dihasilhkan.

## Pengambilan Data Kinetika
Pengambilan sampel data kinetika dilakukan pada menit  ke  0,  2;  2.5;  dan  3  jam.  Hasil  sampel dihitung  yield  dari  minyak  kopi  dengan persamaan :
% Yield = W o W d x 100 %
Dimana Wo adalah berat  minyak yang diekstrak (gram), dan Wd adalah berat dari bubuk kopi [8].

## Pengajuan Model Kinetika
Pendekatan model kinetika mengikuti persamaan pseudo  first  order dan pseudo  second  order . Persamaan kinetika pseudo first order dilihat pada persamaan (3)-(4) [9]:
r e = dq t dt = k(q e − q t )
Persamaan  (3)  diintegrasikan,  agar  mendapakan persamaan linier pada saat q(t) =0 saat t=0 dan q(t) = q(t) saat t=t, didapatkan nilai persamaan sebagi berikut :
ln [ q e q e − q t ] = kt
q s dan q t adalah jumlah atau kapasitas minyak kopi pada saat setimbang (g/g) dan waktu
tertentu,  dan  t  adalah  waktu  ekstrasi  (jam).  Dan pseudo  second  order [10],  dapat  dilihat  pada persamaan 4
r e = dq t dt = k(q e − q t ) 2
Persamaan 4, diintegrasikan dengan kondisi batas yang  sama  sehingga  menghasilkan  persamaan  5, yang dituliskan pada persamaan dibawah ini :
t q t = t q e + 1 q e 2 k

## 3. Hasil dan Pembahasan
Hasil  ekstraksi  minyak  kopi  pada  perbedaan penggunaan  volume  pelarut,  dapat  dilihat  pada Gambar 1.
Gambar 1. Pengaruh Volume Pelarut Terhadap Yield
Pada  hasil  penelitian,  penggunaan  400;  500  dan 600  ml  terlihat  semakin  besar  perolehan  yield minyak  kopi  yang  dihasilkan.  Secara  berturut- turut yield yang dihasilkan sebesar 12.42; 9.8 dan
(1)
(2)
(3) (4) (5)
8  %.  Dalam  hal  ini  semakin  banyak  pelarut mendukung  proses  transfer  zat  ekstraktif  dari suatu  matriks  material  [11].  Namun  demikian, kekuatan pendorong tidak akan terlalu berpengaruh  ketika  penggunaan  pelarut  yang berlebihan  sesuai  dengan  Batasan  perpindahan massa  yang  cenderung  bergantung  pada  bentuk interior  padatan  [12].  Pada  penelitian  ini didapatkan  bahwa  penggunaan  pelarut  optimum pada volume pelarut sebesar 600 ml.

## Kinetika Ekstraksi Minyak Kopi
Hasil  dari  perhitungan pseudo  first  order dan second order dapat dilihat pada Gambar 2 dan 3. Dalam hal  ini data yang diolah adalah data pada varibel  optimum  yaitu  pada  volume  pelarut sebesar 600 ml.
Gambar 2. Perhitungan Pseudo First Order
Analisis perhitungan parameter kinetika esktraksi (k) menggunakan perhitungan pseudo first  order adalah  dengan  melakukan  ploting  data  untuk waktu  (t)  sebagai  sumbu  x  dan ln [ q e q e −q t ] pada sumbu  y.  Berdasarkan  persamaan  linierasisasi yang  dihasilkan, slope dari  persamaan  tersebut adalah  nilai  dari  konstanta  kecepatan  ekstraksi (k).  Nilai  k  yang  dihasilkan  adalah  sebesar 2,5599/jam.
Untuk perhitungan menggunakan pseudo second order dilakukan dengan cara yang sama, dimana melakukan plotting data waktu (t) sebagai sumbu x dan t q t untuk sumbu y.
Perbedaan  yang  signifikan  terlihat  pada  nilai regresi  (R 2 )  yang  dihasilkan,  dimana  pada perhitungan  pseudo  second  order  didapatkan sebesar  0,9606  lebih  besar  dibandingkan  dengan nilai  R 2 pada  pseudo  first  order  dengan  nilai sebesar  0.9207.  Berdasarkan  perhitungan  dari metode  pseudo  second  order  didapatkan  nilai sebesar 0.0064 g g -1 jam -1 . Berdasarkan nilai  dari R 2 , model yang sesuai dengan fenomena ekstraksi adalah pseudo second order . Model kinetika orde dua  menggambarkan  ekstraksi  yang  berjalan dengan  lebih  lambat  akibat  dikendalikan  oleh difusi  film  dan  mekanisme  difusi  intrapartikel [13].  Dari  hal  ini  menunjukan  untuk  ekstraksi minyak  kopi  menggunakan  pelarut  heksana dengan  metode  konvensional  membutuhkan waktu  yang  lambat  sampai  dengan  mencapai keadaan setimbang.

## Tabel 1.
Hasil Perhitungan Kosntanta Kecepatan Ekstraksi (k)
No. Model 1. Pseudo First Order k 2,5599/jam R 0,9207 2. Pseudo Second Order k 0.0064 g.g 1 jam -1 R 0,9606 q e
aktual 1242
q e Perhitungan
1250

## 4. Simpulan
Berdasarkan perhitungan konstanta kecepatan ekstraksi (k) menggunakan pseudo first order dan second order masing-masing didapatkan
2,5599/jam  dan  0.0064  g.g -1 jam -1 .  Berdasarkan hasil  regresi  model pseudo  second order merupakan metode perhitungan yang tepat untuk menggambarkan  fenomena  ekstraksi  minyak kopi.

## Daftar Pustaka
[1]   M. Hanif, F. A. U. Harahap, Heru, Y. Darni and  S.  B.  Ginting,  "Extraction  and Characterization  of  Coffee  Oil  From Instant-Coffee Waste," Jurnal Bahan Alam Terbarukan, pp. 59-64, 2019.
[2]   S.  Yuwanti,  Yusianto  and  T.  C.  Nugraha,
"Karakteristik Minyak Kopi yang
DIhasilkan dari Berbagai Suhu Penyangraian," Prosiding Seminar
Nasional APTA, pp. 157-160, 2016.
[3]   E.  Frascareli,  V.  Silva,  R.  Tonon  and  M. Hubinger, "Effect of process conditions on the  microencapsulation  of  coffee  oil  by spray  drying," Food  and  Bioproducts Processing, p. 413–424, 2012.
[4]   M. Uddin, K. Techato, M. Rasul, N. Hassan and  M.  Mofijur,  "Waste  coffee  oil:  A promising source for biodiesel production," Energy Procedia, pp. 677-682, 2019.
[5]   S.  Hibbert,  K.  Welham  and  ·.  S.  H.  Zein, "An  innovative  method  of  extraction  of cofee  oil  using  an  advanced  microwave system:  in  comparison  with  conventional Soxhlet  extraction  method," SN  Applied Science, 2019.
[6]   A. d. Azevedo, T. Kieckbush, A. Tashima, R.  Mohamed,  P.  Mazzafera  and  S.  V.  d. Melo, "Extraction of green coffee oil using supercritical  carbon  dioxide  supercritical carbon dioxide," The Journal of Supercritical Fluids, pp. 186-192, 2008.
[7]   M. Miladi, A. A. Martins, T. M. Mata, M. Vegara, M. Pérez-Infantes, R. Remmani, A. Ruiz-Canales and D. Núñez-Gómez, "Optimization of Ultrasound-Assisted
Extraction  of  Spent  Coffee  Grounds  Oil Using  Response  Surface  Methodology," Processes, 2021.
[8]   S.  Obruca,  S.  Petrik,  P.  Benesova,  Z. Svoboda,  L.  Eremka  and  I.  Marova,
"Utilization  of  oil  extracted  from  spent coffee grounds for sustainable production of polyhydroxyalkanoates,"
Applied
Microbiology and Biotechnology, p. 5883–
5890, 2014.
[9]   S. Lagergren, "About the theory of so-called adsorption of soluble substaces,"
Handlingar, pp. 1-39, 1898.
[10]  Y.  Ho,  "Pseudo  second  order  model  for sorption  processes," Proc  Biochem, pp. 451-465, 1999a.
[11]  Y. Sun, D. Liu, J. Chen, X. Ye and D. Yu, "Effects  of  different  factors  of  ultrasound treatment on the extraction yield of the all- trans-β-carotene from citrus peels,"
Ultrasonics  Sonochemistry, pp.  243-249, 2011.
[12]  Z.-S. Zhang, D. L. Li-jun Wang, S.-S. Jiao, X.  D.  Chen  and  Z.-h.  Mao,  "Ultrasound- assisted  extraction  of  oil  from  flaxseed," Chemical  &  Biological  Engineering, pp. 192-198, 2008.
[13]  E.  Covelo,  M.  Andrade  and  F.  Vega, "Heavy  metal  adsorption  by  humic umbrisols: selectivity sequences and competitive  sorption  kinetics," J  Colloid
Interface Sci, pp. 1-8, 2004.