Seminar Nasional Teknik Mesin 10 13 Agustus 2015, Surabaya KE-7 DESAIN PROTOTIPE AERATOR UNTUK EKSTRAKSI BAHAN PEWARNA ALAMI DARI DAUN INDIGOFERA Ida Bagus Putu Sukadana 1) , I Made Rajendra 2) , Ida Ayu Anom Arsani 3) Prodi Teknik Mesin Politeknik Negeri Bali 1,2,3) Bukit Jimbaran, Kuta Selatan, Badung Bali, Indonesia 1,2) Phone: +62- 361-701981, Fax: +62- 361-701128 1,2,3) E-mail : grantangs@ymail.com 1) , made_rajendra2508@yahoo.co.id 2) , suyapatni@yahoo.com 3) ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan alat bantu dalam proses ekstraksi bahan pewarna alami indigo dengan bahan dasar tanaman indigofera (tarum) yang proses utamanya adalah oksidasi campuran air dengan bahan dasar pewarna. Secara tradisional, proses oksidasi campuran bahan pewarna dilakukan dalam guci dengan kapasitas sekitar 25 liter dengan pengadukan tangan (pengeburan) dalam waktu 1,5 hingga 2 jam hingga larutan menjadi jenuh. Tingginya permintaan akan kain tradisional dengan pewarna alami namun disisi lain terbatasnya ketersediaan bahan pewarna alami, mendorong perlunya penelitian dan pengembangan alat bantu sederhana yang tepat guna. Dalam penelitian ini, proses pengeburan secara manual digantikan dengan pemasokan udara ke dalam larutan bahan baku indigo menggunakan aerator. Fermentasi tarum dilakukan selama 1 x 24 jam dengan perbandingan massa tarum terhadap air adalah 1:10. Sebelum diaerasi, larutan dikondisikan memiliki pH 8,5 dengan alkali NaOH. Prototipe erator yang dibuat berupa tabung aerasi berbahan acrylic, dilengkapi dengan selang udara yang memiliki 4 lubang berukuran 0.2 mm. Tabung aerator berdiameter dalam 240 mm dengan tinggi 1m. Suplai udara didapatkan dari tabung kompresor berkemampuan 1 pk. Dalam sekali proses, aerator ini didesain untuk 10 liter larutan fermentasi tarum. Hasil optimum ditinjau dari massa pasta yang dihasilkan didapatkan pada tekanan suplai 2 bar dengan waktu 40 menit. Kata kunci: aerator,ekstraksi, bahan pewarna alami, indigofera. 1. PENDAHULUAN Berdasarkan survei awal, perajin tenun membuat bahan warna alam dengan cara yang sangat sederhana. Proses utamanya adalah oksidasi campuran air dengan bahan pewarna. Secara tradisional, proses oksidasi campuran bahan pewarna dilakukan dalam guci dengan kapasitas sekitar 25 liter dengan pengadukan tangan (pengeburan). Waktu yang diperlukan berkisar 1,5 hingga 2 jam hingga larutan menjadi jenuh. Endapan bahan yang didapatkan hanya sekitar 200 gram, tidak cukup bahkan untuk satu lembar kain. Salah satu kerajinan sandang unik di Bali adalah kain bebali, yang dibuat dengan benang yang dicelup dengan bahan pewarna alami sehingga memiliki warna yang khas [1] Kain bebali merupakan komoditas yang sangat potensial untuk dikembangkan; baik untuk tujuan ritual maupun komersial. Belakangan terlihat animo konsumen terhadap produk yang menggunakan indigo alami semakin meningkat. Peminat zat pewarna alami tidak hanya dari pembeli lokal, namun dari luar negeri, seperti Jepang dan Korea [2]. Dengan demikian kebutuhan pasta indigo cukup banyak, di sisi lain ketersedia- annya sangat terbatas dan dijual dengan harga cukup mahal. Sayangnya produksi indigo saat ini terbatas. penyebabnya adalah keterbatasan sumber daya. Dengan demikian, sampai saat ini indigo belum mampu memenuhi semua permintaan akibat kelangkaannya. Mempertimbangkan situasi tersebut, diperlukan peneli- tian dan pengembangan sebuah metode alternatif untuk meningkatkan produktifitas perajin-perajin yang memanfaat- kan pewarna indigo alami, namun cara tersebut harus dapat diimplementasikan dengan mudah oleh perajin dan tepat sasaran. Oleh sebab itu, peran akademisi menjadi cukup penting dalam pengembangannya. Penelitian ini tetap me- ngacu kepada metode baku yang telah dikuasai, hanya saja proses pengeburan secara manual digantikan dengan pema- sokan udara ke dalam larutan bahan baku indigo meng- gunakan aerator. Kesetimbangan reaksi kimia menunjukkan bahwa endapan indigo akan terbentuk dari sejumlah molekul Indigo Leuco dengan sejumlah tertentu oksigen dalam udara yang dipasok. Dalam prakteknya, pengukuran massa oksigen sulit dilakukan, bahkan terkesan tidak praktis untuk dilakukan oleh perajin. Oleh karena itu, penelitian ini menggunakan besaran tekanan dan kecepatan udara yang mudah diukur dengan alat yang mudah didapatkan. Tujuan umum dari penelitian ini adalah untuk mening- katkan produktifitas perajin sandang yang memanfaatkan pewarna alami indigo sebagai pewarna utama. Sedangkan tujuan khusus dari penelitian ini adalah merancang sistem aerasi sederhana namun tepat guna, skala laboratorium dan meneliti titik pengoperasian sistem aerasi yang optimum untuk sejumlah tertentu larutan bahan indigo. Manfaat yang diharapkan dari hasil penelitian ini adalah mengoptimalkan proses produksi pasta indigo terutama pada saat ekstraksi dari bahan dasarnya sehingga secara langsung akan mem- pengaruhi produktifitas perajin. Pada proses ekstraksi, cabang-cabang yang telah di panen disimpan dalam tangki berisi air, yang telah diberi beberapa butir kapur dan diberati dengan papan agar teng- gelam. Setelah terjadi fermentasi selama beberapa jam, yang selama itu hidrolisis melalui enzim akan menyebabkan pem- bentukan indoksil, cairannya dibuang, kemudian diaduk-aduk selama beberapa jam untuk mendorong oksidasi indoksil. Setelah itu larutan dibiarkan, dan bagian tarum yang tidak dapat larut akan mengendap ke dasar tangki berupa lumpur