Abstract — Salah  satu  minyak  atsiri  yang  memiliki  nilai  ekonomis tinggi adalah minyak akar wangi. Minyak atsiri yang berasal dari tanaman  akar  wangi  biasanya  dipakai  sebagai  pewangi  dan bahan  fiksatif.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mempelajari ekstraksi minyak atsiri dari akar wangi dengan metode ekstraksi konvensional soxhlet  extraction dan  metode hydrodistillation dengan  bantuan  pemanas microwave atau  dikenal  dengan microwave  hydrodistillation serta  membandingkan pengaruh dari penggunaan  dua  metode  tersebut  terhadap  perolehan  yield minyak  akar  wangi.  Pada  metode soxhlet  extraction digunakan pelarut  organik  n-Hexane  95,0%    dan  waktu  ekstraksi  selama  8 jam,  sedangkan  pada  metode microwave  hydrodistillation digunakan  air  sebagai  pelarut  dan  menggunakan  microwave konvensional  merk  Electrolux  model  EMM-2308X  dengan  daya 450  W  dan  waktu  ekstraksi  selama  3  jam.  Hasil  penelitian menunjukkan  metode soxhlet  extraction memiliki  yield  sebesar 0,6744%, sedangkan metode microwave hydrodistillation diperoleh yield 0,5704%.  Dari  segi  waktu  dan  yield  yang dihasilkan  metode microwave  hydrodistillation memberikan  hasil yang  lebih  baik  daripada  metode soxhlet  extraction dengan recovery dari metode microwave hydrodistillation sebesar 84,57%.
Kata Kunci — Atsiri, Akar Wangi, Microwave Hydrodistillation .

## I. PENDAHULUAN
NDONESIA    mempunyai  sumber  daya  alam  hayati  yang sangat  banyak  dan  beragam.  Di  antara  keanekaragaman hayati  yang    sangat  banyak  dan  beragam  itu  terdapat tanaman-tanaman penghasil minyak atsiri (essential oils) yang sampai  saat  ini  belum  dapat  dimanfaatkan  secara  maksimal. Indonesia menghasilkan 40-50 jenis tanaman penghasil minyak atsiri dari 80 jenis minyak atsiri yang diperdagangkan di dunia dan  baru  sebagian  dari  jenis  minyak  atsiri  tersebut  yang memasuki  pasar  dunia,  di  antaranya  nilam,  sereh  wangi, cengkeh, melati, kenanga, kayu putih, cendana, dan akar wangi [1].
Salah  satu  minyak  atsiri  yang  memiliki  nilai  ekonomis tinggi  adalah  minyak  akar  wangi.  Minyak  atsiri  yang  berasal dari tanaman akar wangi ini biasanya dipakai sebagai pewangi dan bahan fiksatif [2]. Fiksatif merupakan bahan/material yang memiliki  titik  didih  yang  tinggi.  Fiksatif  akan  memperlambat laju  penguapan  parfum.  Sehingga,  parfum  yang  dicampur fiksatif  akan  lebih  tahan  lama  [3].  Selain  itu  minyak  akar wangi juga memiliki manfaat dalam bidang medis, yakni untuk meredakan  nyeri  otot,  encok,  keseleo,  dan  demam.  Indonesia termasuk  salah  satu  negara  penghasil  akar  wangi  terbesar  di
dunia  setelah  Haiti.  Sekitar  90%  produksi  minyak  akar  wangi Indonesia  diekspor,  dengan  rata-rata  volume  ekspor  sebanyak 80  ton  atau  seperempat  dari  total  produksi  dunia  yang diperkirakan mencapai 300 ton setiap tahunnya [4].
Beberapa  metode  ekstraksi  minyak  akar  wangi  telah dilakukan  salah  satunya  adalah  ekstraksi  dengan  pelarut dimana  digunakan  metode Soxhlet  extraction .  Metode  ini terbukti  mampu  mengekstrak  kandungan  suatu  bahan  dengan maksimal.  Namun  metode soxhlet  extraction ini  memiliki beberapa  kelemahan  diantaranya  dibutuhkannya  pelarut organik  untuk  mengekstrak  kandungan  minyak  akar  wangi sehingga  meningkatkan  biaya  produksi  minyak,  selain  itu untuk  mengekstrak  seluruh  kandungan  minyak  akar  wangi dibutuhkan  waktu  lama  sehingga  kurang  efisien.  Oleh  karena itu, dikembangkan metode ekstraksi terbaru dengan menggunakan sistem distilasi dengan memanfaatkan pemanasan  gelombang  mikro  yang  dikenal  dengan  istilah Microwave Assisted Extraction . Metode ini dikembangkan lagi menjadi  empat  metode  yakni Microwave  Hydrodistillation, Microwave  Steam  Distillation,  Microwave  Steam  Diffution dan Solvent  Free  Microwave  Extraction. Pada  penelitian  ini  dipilih metode Microwave  Hydrodistillation. P enelitian  ini  bertujuan mempelajari    dan  membandingkan  proses  ekstraksi  minyak atsiri dari akar wangi dengan menggunakan metode microwave hydrodistillation dan soxhlet extraction .

## II. METODOLOGI
Di  dalam  penelitian  ini  akan  dilakukan  pengambilan minyak  atsiri  dari  akar  wangi  dengan  metode microwave hydrodistillation dan soxhlet extraction. Dari kedua metode ini akan  dibandingkan  untuk  mengetahui  perolehan  yield  dan efisiensi  proses  ekstraksi  minyak  akar  wangi.  Metode microwave  hydrodistillation menggunakan  gelombang  mikro yang  dihasilkan  dari magnetron sebagai  sumber  pemanasan selama  proses  ekstraksi.  Gelombang  mikro  atau microwave adalah  gelombang  elektromagnetik  dengan  frekuensi  super tinggi ( Super High Frequency , SHF), yaitu antara 300 Mhz – 300  Ghz. Microwave memiliki  rentang  panjang  gelombang dari 1 mm hingga 1 m [5].
Mekanisme  dasar  pemanasan microwave melibatkan pengadukan  molekul  polar  atau  ion  yang  berosilasi  karena pengaruh  medan  listrik  dan  magnet  yang  disebut  polarisasi dipolar.  Dengan  adanya  medan  yang  berosilasi,  partikel  akan beradaptasi  dimana  gerakan  partikel  tersebut  dibatasi  oleh
Ekstraksi Minyak Akar Wangi dengan Metode

## Microwave Hydrodistillation dan Soxhlet Extraction
Edwin Fatah Daniswara, Taufik Imam Rohadi, dan Mahfud Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : mahfud@chem-eng.its.ac.id
I
gaya  interaksi  antar  partikel  dan  tahanan  listrik.  Akibatnya partikel tersebut menghasilkan gerakan acak yang menghasilkan panas. Keunggulan dalam pemilihan microwave sebagai  media  pemanas  karena microwave bisa  bekerja  cepat dan  efisien.  Hal  ini  dikarenakan  adanya  gelombang elektromagnetik yang bisa menembus bahan dan mengeksitasi molekul-molekul  bahan  secara  merata.  Gelombang  pada frekuesnsi  2450MHz  (2,45  GHz)  ini  diserap  bahan.  Saat diserap,  atom-atom  akan  tereksitasi  dan  menghasilkan  panas. Proses  ini  tidak  membutuhkan  konduksi  panas  seperti  oven biasa.  Maka  dari  itu,  prosesnya  bisa  dilakukan  sangat  cepat. Disamping  itu,  gelombang  mikro  pada  frekuensi  ini  diserap oleh bahan gelas, keramik, dan sebagian jenis plastik.
Sementara  itu  metode soxhlet  extraction merupakan metode  ekstraksi  menggunakan Soxhlet dengan  pelarut  cair. Soxhletasi  adalah  salah  satu  metode  yang  dapat  digunakan untuk  mengisolasi  minyak  lemak  .  Soxhletasi  merupakan ekstraksi  padat-cair  berkesinambungan,  disebut  ekstraksi padat-cair  karena  substansi  yang  diekstrak  terdapat  di  dalam campuran yang berbentuk padat, sedangkan disebut berkesinambungan karena pelarut yang sama dipakai berulang- ulang sampai proses ekstraksi selesai. Keuntungan dari metode ini  antara  lain  menggunakan  pelarut  yag  lebih  sedikit  karena pelarut  tersebut  akan  dipakai  untuk  mengulang  ekstraksi  dan uap  panas  tidak  melalui  serbuk  simplisia,  tetapi  melalui  pipa samping. Tetapi metode ini juga memiliki beberapa kelemahan antara  lain,  tidak  dapat  digunakan  pada  bahan  yang mempunyai  tekstur  yang  jeras,  selain  itu  pengerjaannya  rumit dan  agak  lama,  karena  harus  diuapkan  di  rotavapor  untuk memperoleh ekstrak kental.

## A. Bahan Baku
Bahan  baku  pada  penelitian  ini  adalah  akar  wangi  ukuran serbuk  yang  diperoleh  dari supplier akar  wangi  dari Yogyakarta.  Bahan  baku  akar  wangi  dalam  kondisi  kering dengan  kadar  air  sebesar  15,17%.  Ukuran  serbuk  yang digunakan adalah 60 mesh. Untuk pelarut organik pada metode soxhlet  extraction digunakan  pelarut  n-Hexane  merk FULLTIME dengan kadar 95,0%  (CAS No. 110-54-3).

## B. Metode Microwave Hydrodistillation
Rancangan percobaan untuk metode microwave hydrodistillation dimulai  dengan mempersiapkan bahan baku serbuk  akar  wangi  sebanyak  60g  kemudian  dimasukkan  ke dalam labu distiller 1000 mL dan ditambahkan dengan pelarut berupa  air  sebanyak  200  mL.  Peralatan  ekstraksi  dirangkai seperti  Gambar  1.  Pada  metode  ini  digunakan  alat clavenger yang  memiliki  fungsi  untuk  mengambalikan  kondensat  air secara otomatis kembali ke dalam labu distiller untuk menjaga rasio  bahan  baku  dan  pelarut  dan  mencegah  terjadinya kegosongan akibat bahan kekurangan air, proses pengembalian air  kondensat  ke  dalam  proses  ekstraksi  ini  disebut kohobasi . Kemudian labu distiller dimasukkan kedalam  microwave dan dihubungkan  dengan clavenger .  Percobaan  dilakukan  dengan daya  microwave  450  W  dan  waktu  ekstraksi  selama  3  jam dengan waktu pengambilan sampel tiap 1 jam.
Gambar 1. Sketsa peralatan Microwave Hydrodistillation .
C. Metode Soxhlet Extraction
Rancangan  percobaan  untuk  metode soxhlet  extraction dimulai dengan mempersiapkan bahan baku serbuk akar wangi sebanyak  60g  kemudian  dimasukkan  kedalam  kertas  saring yang  telah  dibentuk  tabung  silinder  dan  mengikatnya. Kemudian merangkai alat soxhlet seperti pada Gambar 2.
Gambar 2. Sketsa alat Soxhlet Extraction.
Kantong  yang  berisi  akar  wangi  tersebut  kemudian dimasukkan ke dalam soxhlet dan ditambahkan dengan pelarut organik  n-Hexane  sebanyak  500  mL.  Peralatan soxhlet extraction kemudian  dipanaskan  dengan heating  mantel hingga  terjadi  beberapa  kali  proses cycle .  Proses  ekstraksi dihentikan  jika  pelarut  n-Hexane  pada  tabung  ekstraksi  telah jernih.

## D. Perhitungan
Perhitungan yield minyak  wangi  yang  diperoleh  dihitung dengan  persamaan  yang  mengacu  dari  penelitian  yang dilakukan  Chen et  al. (2015)  [6],  untuk  menghitung yield , fraksi  kadar  air  diwakili  dalam  variabel x .  Sehingga,  fraksi bahan  dapat  dirumuskan  sebagai  ( 1  -  x ).  Jadi, yield minyak yang  mempertimbangkan  kadar  air  bahan  yang  diektstrak, dapat dihitung melalui persamaan berikut:
100 x) - (1 bahan massa minyak massa (%)  
Yield
Dimana: x                       =  kadar air massa  bahan  =  hasil  penimbangan  bahan  saat  sebelum dieksktrak
Sedangkan  untuk  mengetahui recovery pada  metode microwave  hydrodistillation ,  diasumsikan  bahwa minyak akar wangi yang terkandung dalam bahan telah terekstrak sempurna pada  metode soxhlet  extraction sehingga  dapat  dilakukan perhitungan recovery dengan persamaan berikut:
100 llation hydrodisti microwave minyak massa extraction soxhlet minyak massa (%) cov
Re   ery III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada  penelitian  ini  digunakan  dua  metode  ekstraksi  yaitu microwave  hydrodistillation dan  metode soxhlet  extraction . Kedua metode menggunakan bahan akar wangi dengan ukuran serbuk  dikarenakan  dengan  memperkecil  ukuran  bahan,  maka luas  permukaan  bahan  akan  semakin  besar.  Hal  ini  membuat proses ektraksi menjadi semakin efisien [7] . Selain itu dengan ukuran yang lebih kecil proses difusi minyak akar wangi lebih mudah karena tahanan difusi yang dialami menjadi lebih kecil.
Metode microwave  hydrodistillation menggunakan  pelarut air  karena  memiliki  konstanta  dielektrik  yang  tinggi  sehingga penyerapan  gelombang  mikro  lebih  optimal.  Secara  umum, kapasitas dari pelarut untuk menyerap energi microwave akan tinggi apabila pelarut yang digunakan memiliki nilai konstanta dielektrik ( dielectric constant ) yang tinggi [8]. Nilai konstanta dielektrik ( dielectric constant ) sendiri menunjukkan kemampuan  dari  pelarut  untuk  dapat terpolarisasi oleh medan listrik eksternal dan dapat dianggap sebagai ukuran relatif dari densitas energi microwave [9]. Selain itu, konstanta dielektrik ( dielectric constant ) juga berperan penting dalam menentukan interaksi  antara  medan  listrik  dengan  matriks.  Sehingga dengan  semakin  tinggi  nilai  konstanta  dielektrik  ( dielectric constant )  yang  dimiliki  oleh  pelarut,  maka  pelarut  tersebut akan  semakin  baik  dalam  menyerap  energi microwave .  Oleh karena  itu  pada  penelitian  ini  digunakan  air  sebagai  pelarut. Pemilihan  air  sebagai  pelarut  pada  penelitian  ini  juga didasarkan  pada  hal  yang  telah  dijelaskan  sebelumnya  yaitu akuades  memiliki  nilai  konstanta  dielektrik  ( dielectric constant )  yang  tinggi,  yakni  sebesar  80,4  [10].  Diasumsikan air  yang  digunakan  sebagai  pelarut  memiliki  konstanta dielektrik  yang  sama  dengan  aquades  karena  keduanya  sama- sama  memiliki  senyawa  dominan  yaitu  H 2 O.  Apabila dibandingkan  dengan  beberapa  pelarut  lain  seperti  metanol, etanol,  dan  heksana,  maka  akuades  dapat  dikatakan  memiliki nilai  konstanta  dielektrik  ( dielectric  constant )  yang  lebih tinggi.  Nilai  konstanta  dielektrik  ( dielectric  constant )  untuk beberapa  pelarut  dapat  dilihat  pada  Tabel  1.  Dengan menggunakan  pelarut  air,  proses  ekstraksi microwave hydrodistillation dapat  menghemat  biaya  pelarut  karena  tidak perlu menggunakan n-Hexane. Selain itu efisiensi pemanasannya juga lebih baik daripada pelarut lainnya.
Pada pemanasan menggunakan gelombang mikro, perpindahan panas secara radiasi akan memanaskan kandungan  air  in-situ  pada  matriks  bahan.  Arah  pemanasan tersebut  terjadi  dari  dalam  ke  luar  layaknya  arah  perpindahan massa  pada  proses  ekstraksi  ini.  Kombinasi  arah  perpindahan panas  dan  massa  yang  keduanya  terjadi  dari  dalam  ke  luar, memudahkan  proses  difusi  minyak  akar  wangi  yang
terkandung  di  dalam  matriks  [11].  Radiasi  gelombang  mikro juga  akan  memanaskan  air.  Selain  itu,  terjadi  mekanisme perpindahan panas secara konveksi dan konduksi pada daerah disekitar  air  dan  bahan.  Kombinasi  ketiga  mekanisme perpindahan  panas  tersebut  juga  mendukung  proses  ektraksi minyak atsiri.
Tabel 1. Nilai konstanta dielektrik ( dielectric constant ) (ε’ ) untuk beberapa pelarut pada 2450 MHz dan temperatur kamar[10] Pelarut Dielectric constant (ε’ ) Akuades 80,4 DMSO a 45,0 DMF b 37,7 Etilen glikol 37,0 Metanol 32,6 Etanol 24,3 Kloroform 4,8 Toluena 2,4 Heksana 1,9
a DMSO, dimethyl sulfoxide b DMF, dimethylformamide
Dari  Gambar  3  dapat  dilihat  bahwa  kenaikan  suhu  dengan metode microwave  hydrodistillation berlangsung  secara  cepat dan cenderung konstan pada suhu 100 o C. Hal ini menunjukkan efisiensi pemanasan pada metode microwave hydrodistillation lebih baik dari pada metode soxhlet extraction. Pemilihan daya 450  W  pada  penelitian  ini  didasarkan  pada  profil  suhu  yang diperoeh  dari  Gambar  3.  Dapat  dilihat  bahwa  kenaikan  suhu antara  daya  450  W  dan  600  W  tidak  terpaut  terlalu  jauh sehingga  dipilih  daya  450  W  karena  penggunaan  daya  yang lebih kecil sehingga menghemat energi yang dibutuhkan untuk proses ekstraksi.
Gambar 3. Profil suhu-waktu pada metode microwave hydrodistillation.
Berdasarkan pengamatan pada penilitian ini dapat diketahui metode microwave hydrodistillation menhasilkan yield minyak akar wangi sebesar 0,5074% selama waktu ekstraksi 3 jam.
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0 1 2 3 4 Y ie ld ( % ) Waktu (Jam)
Gambar 4. Grafik perolehan yield pada metode microwave hydrodistillation.
Jika  dilihat  dari  perolehan yield ,  metode microwave hydrodistillation menunjukkan peningkatan yang cepat seiring berjalannya  waktu  ekstraksi.  Gambar  4  menunjukkan  grafik perolehan  yield  pada  metode microwave  hydrodistillation, dapat  diketahui  bahwa  yield  yang  dihasilkan  memiliki kecenderungan naik dan masih belum mencapai fase kenaikan yang konstan. Hal ini menunjukkan bahwa minyak akar wangi yang  dihasilkan  masih  dapat  bertambah  jika  waktu  ekstraksi dilanjutkan lebih dari 3 jam hingga tercapai fase terdifusinya.
Perbandingan  dari  masing-masing metode dapat dilihat dari perolehan yield minyak akar wangi yang dihasilkan. Dari hasil percobaan  diperoleh  yiled  minyak  akar  wangi  seperti  pada Tabel 2.
Tabel 2.
Perolehan yield minyak akar wangi pada metode microwave
hydrodistillation dan soxhlet extraction Metode Ekstraksi Lama Waktu Ekstraksi (Jam) Yield(%) Microwave Hydrodistillation 3 jam 0,5074 Soxhlet Extraction 8 jam 0,6744
Pada  metode microwave  hydrodistillation diperoleh yield minyak akar wangi sebesar 0,5704 % sedangkan untuk metode soxhlet extraction sebesar 0,6744%. Jika dibandingkan dengan metode soxhlet extraction , metode microwave hydrodistillation jauh  lebih  cepat  dalam  segi  waktu  ekstraksi dimana  hanya  membutuhkan  waktu  3  jam  untuk  mencapai yield 0,5704%. Hal ini merupakan salah satu kelebihan metode microwave hydrodistillation .
Parameter  lain  untuk  mengetahui  efektifitas  metode microwave  hydrodistillation adalah  dengan  mengetahui recovery minyak  yang  dihasilkan.  Berdasarkan  perhitungan recovery ,  diperoleh recovery untuk  metode microwave hydrodistillation sebesar  84,57%.  Hasil  ini  menunjukkan metode microwave  hydrodistillation dapat  mengekstrak minyak  akar  wangi  dengan  wantu  yang  lebih  cepat  dan perolehan yield yang tinggi.
IV. KESIMPULAN/RINGKASAN
1. Metode
microwave
hydrodistillation
berhasil mengekstrak  minyak  akar  wangi  dengan  perolehan  yield sebesar  0,5704%  selama  waktu  ekstraksi  3  jam  dengan
daya microwave yang digunakan 450 W.
2. Metode soxhlet  extraction berhasil  mengekstrak  minyak akar  wangi  dengan  perolehan  yield  sebesar  0,6744% dengan  menggunakan  500mL  pelarut  organik  n-Hexane selama waktu ekstraksi 8 jam.
3. Berdasarkan  hasil  pengamatan  dan  analisis  yang  telah dilakukan  maka  dapat  diketahui  bahwa  metode microwave hydrodistillation memiliki beberapa kelebihan  jika  dibandingkan  dengan  metode soxhlet extraction ,  di  antaranya  dapat  mempercepat  waktu ekstraksi,  menghemat  biaya  operasional  karena  tidak menggunakan  pelarut  n-Hexane  dan  tetap  memberikan yield yang tinggi dengan nilai recovery sebesar 84,57%.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] S.  Dalimarta, Atlas  Tumbuhan  Obat  Indonesia  Jilid  II .  Jakarta:
Trubus Agriwidya, 2000.
[2] E. Mulyono, D. Sumangat, and T. Hidayat, “ Peningkatan Mutu dan Efisiensi  Produksi  Minyak  Akar  Wangi  Melalui  Teknologi Penyulingan  dengan  Tekanan  Uap  Bertahap, ” Bul.  Teknol. Pascapanen Pertan. , vol. 8, no. 1, pp. 36 – 47, 2012.
[3] Al-Bayati  and  A.  D.  Jawad, “ Comparative  Study  for  the  Effect  of Fixative Material Type and Perfume Formulation Parameters on the Fixation time of Local Formulated Perfume with Brand Perfumes, ” Eng. Technol. J. , vol. 34A, no. 3, pp. 636 – 647, 2016.
[4]
C.  Indrawanto, “ Analisis  Finansial  Agroindustri  Penyulingan  Akar Wangi di Kabupaten Garut, Jawa Barat, ” Garut, 2006.
[5] E.  T.  Thostenson  and  T.  W.  Chou, “ Microwave  Processing :
Fundamentals  and  Application, ” J.  Compos.  Part  A    Appl.  Sci. Manuf. , vol. 30, pp. 1055 – 1071, 1999.
[6] F.  Chen,  Y.  Zu,  and  L.  Yang, “ A  Novel  Approach  for  Isolation  of Essential  Oil  from  Fresh  Leaves  of  Magnolia  Sieboldii  using Microwave-Assisted  Simultaneous  Distillation  and  Extraction, ” Sep. Purif. Technol. , vol. 154, pp. 271 – 280, 2015.
[7] H.  S.  Kusuma  and  M.  Mahfud, “ Microwave  Hydrodistillation  for Extraction  of  Essential  Oil  From  Pogostemon  cablin  Benth: Analysis and Modelling of Extraction Kinetics, ” J. Appl. Res. Med. Aromat. Plants , vol. 4, pp. 46 – 54, 2017.
[8]
G.  Spigno  and  D.  .  De  Faveri, “ Microwave-assisted  Extraction  of Tea  Phenols:  A  Phenomenological  Study, ” J.  Food  Eng. ,  vol.  93, pp. 210 – 217, 2009.
[9] G. . Raju, Dielectrics in Electric Fields . New York: Dekker, 2003.
[10] A.  C.  Metaxas, Foundations  of  Electroheat:  A  Unified  Approach .
New York: John Wiley, 1996.
[11] Golmakani, Mohammad-Taghi, and M. Moayyedi, “ Comparison of heat  and  mass  transfer  of  different  microwave-  assisted  extraction methods  of  essential  oil  from  Citrus  limon  (Lisbon  variety)  peel, ” Food Sci. Nutr. , vol. 3, no. 6, pp. 506 – 518, 2015.