Analisis Energi, Efisiensi Termal dan Kinetika pada Sinergi Microwave dan Natural Deep Eutectic Solvent dalam Ekstraksi Senyawa Antioksidan dari Kayu Manis (Cinnamomum burmanni)
NANIN AGUSTIN, Pembimbing: Dr. Devi Yuni Susanti, S.T.P., M.Sc., IPU. ASEAN Eng., Dr. Muhammd Prasetya Kurniawan, S.T.P., M.Sc.
2025 | Tesis | S2 Mekanisasi/Teknik Pertanian
Kesadaran global terhadap isu lingkungan mendorong pengembangan metode ekstraksi senyawa fenolik yang berkelanjutan dan ramah lingkungan dalam beberapa tahun terakhir. Pemilihan NaDES CAS dan metode Microwave-Assisted Extraction (MAE) merupakan pendekatan integratif penerapan green technology dan green solvent, salah satu upaya mendukung tujuan program sDGs no 12. Untuk memperoleh analisis data optimal dari kedua sinergi maka digunakan daya variasi MAE 640, 720, 800 W dan NaDES CAS 2%. Penelitian ini dilakukan untuk menganalisis efisiensi termal berdasarkan neraca massa dan neraca energi pada kinerja MAE senyawa antioksidan dari kayu manis (Cinnamomum burmanii) dengan Green Solvent. Berdasarkan hasil analisis didapatkan energi masuk dari daya 640, 720 dan 800 W berturut turut 540,86; 614,74; 743,55 kJ dan menghasilkan emisi 0,131; 0,140 dan 0,178 kg CO2e. Efisiensi termal terbaik sebesar 69,82% menghasilkan senyawa konsentrasi 5,2 ± 0,018 mg GAE/mL dengan yield 121,99 mg GAE/g bahan kering fenolik (640 W) dengan konsumsi energi sebesar 540,86 kJ dan emisi karbon 1,34 kg CO?e. Hasil antioksidan IC50 593,81 ppm sebanding dengan kekuatan 16x vitamin C. Model peleg menunjukkan bahwa capaian kostanta laju (B0) tertinggi pada daya 640 W yaitu sebesar 0,2117 mg/mL.menit. Berbanding terbalik dengan kostanta kapasitas kesetimbangan (Ce) tertinggi pada daya 800 W senilai 0,6982 mg/mL dengan hasil TPC dan yield tertinggi 150,44 mg GAE/g bahan kering. TPC tertinggi sebesar 6,42 ± 0,046 mg GAE/mL dihasilkan dari material 800 W. Dalam konteks ini, dibandingkan dengan metode konvensional, MAE menunjukkan emisi lingkungan yang lebih rendah. Hasil ini menunjukkan adanya sinergi positif antara NaDES-CAS dan daya microwave dalam memfasilitasi pelepasan senyawa dari matriks bahan.
Global awareness of environmental issues has encouraged the development of sustainable and eco- friendly phenolic compound extraction methods in recent years. The selection of NaDES CAS and Microwave-Assisted Extraction (MAE) methods is an integrative approach to the application of green technology and green solvents, one of the efforts to support the SDGs program goal no. 12. This research aimed to analyze thermal efficiency, energy emission, and kinetics of phenolic extraction on the synergy of MAE (power of 640, 720, and 800 W) with NaDES CAS (Natural Deep Eutectic Solvent-Citric Acid Sucrose) as the green solvent. Based on the analysis results, the input energy from 640, 720 and 800 W power was 540.86; 614.74; 743.55 kJ respectively and produced emissions of 0.131; 0.140 and 0.178 kg CO2e. The best thermal efficiency of 69.82% produced a compound concentration of 5.2 ± 0.018 mg GAE/mL with a yield of 121.99 mg GAE/g phenolic dry matter (640 W) with an energy consumption of 540.86 kJ and carbon emissions of 1.34 kg CO?e. The IC50 antioxidant yield of 593.81 ppm is comparable to the strength of 16x vitamin C. The Peleg model shows that the highest rate constant (B0) was achieved at 640 W power, which was 0.2117 mg/mL.min. Inversely proportional to the highest equilibrium capacity constant (Ce) at 800 W power of 0.6982 mg/mL with the highest TPC and yield of 150.44 mg GAE/g dry matter. The highest TPC of 6.42 ± 0.046 mg GAE/mL material results from 800 W. In this context, compared to conventional methods, MAE shows lower environmental emissions. The combination of NaDES CAS and MAE has been shown to provide a synergistic contribution in innovative and relevant environmentally friendly extraction technology for future development.
Kata Kunci : Kata Kunci: MAE, Kayu Manis, Senyawa Fenolik, Efisiensi termal
