KIMIA
TUGAS URAIAN
TANAMAN BINTARO

Oleh :

Jurusan Teknik Fisika
Fakultas Teknologi Industri
Institut Teknologi Sepuluh November
Surabaya
2009

BINTARO

Klasifikasi ilmiah
Kingdom : Plantae (Tumbuhan)
Subkingdom : Tracheobionta (Tumbuhan berpembuluh)
Super Divisi : Spermatophyta (Menghasilkan biji)
Divisi : Magnoliophyta (Tumbuhan berbunga)
Kelas : Magnoliopsida (berkeping dua / dikotil)
Sub Kelas : Asteridae
Ordo : Gentianales
Famili : Apocynaceae
Genus : Cerbera
Spesies : Cerbera manghas L.
Nama binomial : Cerbera manghas

BINTARO
Bintaro (Cerbera manghas) adalah tumbuhan pantai atau paya berupa pohon dengan ketinggian dapat mencapai 12m. Dikenal di Pasifik dengan nama leva (Samoa), toto (Tonga), serta vasa (Fiji).
Nama ilmiah Cerberus diambil dari nama anjing berkepala sepuluh dalam mitologi Yunani. Dinamakan ‘Cerbera’, karena biji Pohon Bintaro dan semua bagian pohonnya, mengandung racun yang disebut cerberin. Yakni racun yang dapat menghambat saluran ion kalsium di dalam otot jantung manusia, sehingga mengganggu detak jantung dan dapat menyebabkan kematian. Bahkan asap dari pembakaran kayunya dapat menyebabkan keracunan.
Penyebarannya secara alami di daerah tropis Indo Pasifik, dari Seychelles hingga Polinesia Perancis. Bintaro sering kali merupakan bagian dari ekosistem hutan mangrove. Di Indonesia bintaro sekarang digunakan sebagai tumbuhan penghijauan daerah pantai serta peneduh kota. 1. Ciri-ciri * Habitus : Pohon, tinggi, _+ 20 m Batang Tegak, berkayu, bulat, berbintik-bintik, hitam * Daun : Tunggal, tersebar, lonjong (berbentuk bulat telur), tepi rata ujung dan pangkal meruncing, tipis,licin, pertulangan menyirip, panjang 15-20 cm, lebar, 3-5 cm, berwarna hijau tua, yang tersusun berselingan * Bunga : Majemuk, berkelamin dua, harum, di ujung batang, tangkai silindris, panjang + 11 cm, hijau, kelopak tidak jelas, tangkai putik panjang 2-2,5 cm, jumlah empat, kepala sari coklat, benang sari berjumlah lima, posisi bakal buah tinggi, kepala putik hijau keputih-putihan, mahkota berbentuk terompet dengan pangkal merah muda, mahkota berdiameter 3-5 cm, ujung pecah menjadi lima, halus, putih * Buah : Kotak, lonjong (berbentuk telur), masih muda hijau setelah tua kehitaman, panjang 5-10 cm, berwarna merah cerah jika masak * Biji : Pipih, panjang, putih * Akar : Tunggang, coklat

2. Kandungan kimia
Tanaman Bintaro (Cerbera odollam Gaertn) merupakan salah satu tanaman yang bijinya mengandung kadar lemak/minyak sebesar 46-64% dan dapat diolah menjadi sumber energi yang ramah lingkungan. Daun, buah dan kulit batang bintaro mengandung saponin, daun dari buahnya juga mengandung polifenol, disamping itu kulit batangnya mengandung tanin. Daun dan buahnya mengandung bahan yang mempengaruhi jantung, suatu glikosida yang disebut cerberin, yang sangat beracun. Getahnya sejak dulu dipakai sebagai racun panah/tulup untuk berburu. Racunnya dilaporkan dipakai untuk bunuh diri atau membunuh orang. 3. Manfaat
Daun muda, akar dan kulit batang bintaro berkhasiat untuk pencahar, dengan 10 gram daun muda segar bintaro dicuci, dimakan sebagai lalap. Biji Bintaro yang telah melalui proses pengeringan dan pengepresan akan diperoleh minyak mentah yang disebut crude cerbera oil (CCO). Ampas hasil proses pengepresan biji Bintaro dapat dibuat briket bahan bakar dan dapat dibuat kompos untuk pupuk tanaman, sehingga dalam pengembangan sumber energi biji Bintaro tidak menghasilkan sampah (zero waste). Minyak biji Bintaro itu bisa memiliki daya bahan bakar selama 11,8 menit, sedangkan minyak tanah 5,6 menit dengan takaran 1 ml minyak biji Bintaro dan minyak tanah. Itu menunjukkan bahwa minyak biji Bintaro memiliki daya bakar dua kali lebih lama dibandingkan minyak tanah.

PROSES PENGOLAHAN BIJI BINTARO SEBAGAI BAHAN BAKAR ALTERNATIF * Alat * Soxhlet * Cawan * Palu * Oven * Furnace 550°C blender * Kain * Gelas ukur 300 ml * Peralatan * Neraca 3 lengan * Mesin pres * Alat destilasi dan cetakan briket * Botol bekas ukuran kecil kecil + tutup yang terbuat dari logam * Ember bekas cat tembok ukuran 20 kg dan pengaduk kayu * Bahan * Biji kering bintaro +/- 5 kg * Sekam padi +/- 10 kg * Tepung tapioka/singkong 0.5kg * Sampah sayuran (organik) 5 kg * Kotoran kambing 5kg air * Pelarut n-heksana * KOH * Alkohol 96 % 250cc * Proses pengolahan 1. Biji bintaro dikeluarkan dari buahnya dengan bantuan golok dan palu, kemudian disangrai atau dijemur. Hal itu dapat dilakukan dengan bantuan oven dengan tujuan hanya untuk menguapkan kandungan air dan menguraikan minyak dalam biji buah tersebut. Biji yang sudah kering dan masih hangat dicampur dengan sekam kulit padi kemudian dimasukan kedalam mesin pres. 2. Tahap pertama proses pengepresan dihasilkan minyak dan ampas yang masih cukup mengandung minyak maka perlu diulang hingga ampas yang keluar benar-benar kering. Minyak yang dihasikan ditampung pada tempat yang bersih dan dapat langsung dipergunakan sebagai bahan bakar tanpa dicampur lagi dengan BBM, atau juga dapat diproses lebih lanjut seperti penyaringan untuk membersihkan dan menjernihkan sehingga mendapatkan metil ester. 3. Tahap kedua ampas kering ditampung atau dikumpulkan pada ember untuk dibuat menjadi briket arang atau diolah menjadi kompos untuk pupuk tanaman sehingga, dalam proses ini tidak menghasilkan sampah (zero waste). 4. Ekstraksi Pelarut
Ekstraksi pelarut dilakukan dengan peralatan soxhlet dan sebagai pelarutnya adalah n-heksana. Prinsip kerja ekstraksi minyak dengan peralatan soxhlet adalah sebagai berikut: pelarut n-heksana dalam labu bulat diuapkan dengan heating mantle, dan keluar melalui pipa terluar dari soxhlet menuju kondensor. Di dalam kondensor akan terjadi pendinginan, sehingga uap pelarut tersebut berubah menjadi cair kembali dan turun ke dalam soxhlet untuk mengekstraksi minyak dan senyawa-senyawa non polar lainnya yang terdapat dalam biji bintaro. Setelah cairan di dalam soxhlet penuh, maka minyak biji bintaro yang telah terekstraksi beserta pelarutnya akan turun melalui pipa kecil bagian dalam dari soxhlet menuju labu bulat, jadi prinsip ekstraksi dengan ekstraksi soxhlet adalah ekstraksi sinambung, artinya pelarut yang digunakan untuk mengekstraksi selalu baru atau fresh hasil pengembunan dari uap pelarut. Proses ekstraksi ini berlangsung terus menerus selama ± 6-8 jam. Menurut hasil penelitian yang telah dilakukan sebelumnya, telah ditentukan komposisi asam lemak penyusun trigliserida yang terkandung pada minyak biji bintaro.
Setelah proses soxhlet tersebut selesai, larutan hasil ekstraksi kemudian dipindahkan ke dalam gelas kimia, dan ditambahkan sejumlah Na2SO4 anhidrat. Dalam hal ini, Na2SO4 anhidrat berfungsi sebagai penarik air yang mungkin masih ada dalam larutan. Larutan tersebut kemudian disaring dan pelarut yang masih ada diuapkan dengan rotatory evaporator menggunakan penangas air pada suhu 70°C.
Penggunaan alat rotatory evaporator dimaksudkan agar pelarut yang digunakan dapat menguap sebelum titik didihnya, sehingga pemisahan pelarut dari minyak biji bintaro menjadi lebih cepat dan senyawa organik yang ada tidak rusak, karena pemanasannya tidak terlalu tinggi. Setelah semua pelarut n-heksana diuapkan, maka minyak biji Bintaro yang diperoleh ditimbang, kemudian dihitung rendemen minyak yang dihasilkan terhadap berat kering serbuk biji Bintaro. 5. Pengepresan
Pengepresan mekanis merupakan suatu cara pemisahan minyak dari bahan yang berupa biji-bijian dan paling sesuai untuk memisahkan minyak dari bahan yang tinggi kadar minyaknya yaitu sekitar 30-70 persen. Sebagaimana kita ketahui bersama, minyak biji Bintaro terkandung dalam bahan berbentuk biji dengan kandungan minyak sekitar 35-45%. Berdasarkan hal tersebut maka metoda ekstraksi yang paling sesuai untuk biji Bintaro yaitu teknik pengepresan mekanis. Dua cara yang umum digunakan pada pengepresan mekanis biji Bintaro yaitu pengepresan hidrolik (hydraulic pressing) dan pengepresan berulir (expeller pressing).
Pengepresan hidrolik adalah pengepresan dengan menggunakan tekanan. Tekanan yang dapat digunakan sekitar 140,6 kg/cm. Besarnya tekanan yang digunakan akan mempengaruhi sedikit-banyaknya minyak Bintaro yang dihasilkan. Untuk teknik pengepresan hidrolik, sebelum dilakukan pengepresan, biji Bintaro perlu mendapat perlakuan pendahuluan berupa dipanaskan/dioven dan dicampur dengan sekam kulit padi. Biji Bintaro dipanaskan bertujuan untuk menggumpalkan atau menguraikan kandungan protein dan lemak/minyaknya.
Dengan pengepresan hidrolik dapat dihasilkan rendemen minyak sampai dengan 30 persen. Dengan cara ini biji Bintaro dipress menggunakan pengepresan berulir (screw) yang berjalan secara kontinyu. Tipe alat pengepres berulir yang digunakan dapat berupa pengepres berulir tunggal (single screw press) atau pengepres berulir ganda (twin screw press). Rendemen minyak Bintaro yang dihasilkan dengan teknik pengepres berulir tunggal (single screw press) sekitar 25 – 35%, sedangkan dengan teknik pengepres berulir ganda (twin screw press) dihasilkan rendemen minyak sekitar 40 - 45 persen. 6. Pemurnian Minyak
Tujuan pemurnian adalah untuk menghilangkan komponen-komponen yang tidak diinginkan, seperti bau yang kurang sedap, warna yang kurang menarik serta rasa yang tidak enak. Lemak atau minyak kasar yang dihasilkan dari proses ekstraksi tersebut masih mengandung kotoran-kotoran yang bukan golongan trigliserida. Dalam proses pemurnian minyak nabati terdapat dua tahap penting, yakni tahap netralisasi (penetralan) dan tahap bleaching (pemucatan warna). Tahap netralisasi (penetralan) adalah proses untuk memisahkan senyawa-senyawa terlarut seperti asam lemak bebas, fosfatida dan beberapa pigmen (bahan berwarna). Minyak dengan kandungan asam lemak bebas tinggi, biasanya dipisahkan dengan menggunakan uap panas dalam keadaan vakum, kemudian ditambahkan alkali. Sedangkan minyak dengan asam lemak bebas rendah, cukup ditambahkan larutan NaOH, garam Na2CO3 atau larutan KOH sehingga asam lemak ikut fase air dan terpisah dari minyaknya.
Berdasarkan data sifat-fisiko kimianya, yaitu dengan membandingkan nilai angka asam (jumlah asam lemak bebas) terhadap angka penyabunannya (jumlah total asam lemak), diperoleh kandungan asam lemak bebas dari minyak biji bintaro kurang dari 2%, yang berarti nilai ini cukup rendah. Sehingga proses netralisasi (penetralan) cukup dengan menambahkan larutan alkali, dalam hal ini digunakan larutan KOH. Sampel minyak yang akan dinetralisasi, dilarutkan terlebih dahulu dengan etanol 96% dan selanjutnya ditambahkan KOH sesuai dengan bilangan asamnya, dengan tujuan untuk menetralkan asam-asam lemak bebas yang terdapat pada minyak biji Bintaro. Penambahan etanol 96% selain berfungsi untuk melarutkan minyak, juga dapat melarutkan sabun yang terbentuk dari hasil reaksi antara asam-asam lemak bebas minyak biji Bintaro dengan larutan KOH. Untuk mempercepat dan menyempurnakan reaksi, campuran tersebut dipanaskan sambil diaduk dengan magnetic stirrer pada suhu 64oC. Selanjutnya campuran tersebut dimasukkan ke dalam corong pisah dan ditambahkan sejumlah n-heksana untuk menarik lapisan minyak (fasa organik) dari fasa airnya (sabun yang terlarut dalam alkohol). Kemudian lapisan atas (lapisan minyak/fasa organik) diambil dan dipindahkan ke dalam beaker untuk dilakukan tahap bleaching (pemucatan warna).
Pada tahap bleaching (pemucatan warna), lapisan minyak (fasa organik) ditambahkan sejumlah kecil adsorben seperti bleaching earth (tanah pemucat) dan karbon aktif. Zat warna dalam minyak akan diserap oleh permukaan adsorben dan juga akan menyerap suspensi koloid (gum dan resin) serta hasil degradasi minyak misalnya peroksida. Adsorben yang digunakan adalah campuran bentonit 2% dan karbon aktif 0,2%. Penambahan bentonit dan karbon aktif sebagai adsorben warna sangat efektif untuk memucatkan dan menghilangkan beberapa zat warna yang terdapat dalam minyak. Lapisan minyak dalam n-heksana (fasa organik) yang telah ditambahkan campuran bentonit dan karbon aktif ini, kemudian disaring beberapa kali sampai tidak ada lagi warna hitam pada kertas saring dan pelarut n-heksana diuapkan dengan menggunakan alat rotatory evaporator. Terlihat jelas bahwa terjadi perubahan warna dari minyak biji Bintaro yang sebelum pemurnian berwarna coklat menjadi berwarna kuning setelah dilakukan pemurnian.