Salah satu pendekatan Green Chemistry dalam proses kimia adalah penggunaan gelombang mikro. Gelombang mikro atau lebih dikenal dengan istilah microwave dapat digunakan untuk mengekstraksi komponen senyawa kimia dalam jaringan tumbuhan untuk berbagai keperluan preparasi sampel. Metode ini disebut Microwave Assisted Extraction (MAE). Selain untuk proses pemisahan, gelombang mikro juga dapat digunakan pada reaksi kimia yang dikenal sebagai Microwave-Assisted Synthesis.

Dalam spektrum elektromagnetik radiasi gelombang mikro berada di antara gelombang radio dan radiasi  infra merah dengan panjang gelombang 1 meter hingga 1 milimeter dan frekuensi berkisar antara 300 MHz hingga 300 GHz. Efektivitas gelombang mikro terletak pada penggunaan medan listrik frekuensi tinggi untuk memanaskan komponen pelarut dan zat terlarutnya yang bermuatan listrik atau ion-ion penghantar listrik pada zat padat. Saat medan listrik diradiasikan, momen dipol molekul mengalami torsi atau dorongan yang akan mengubah orientasi momen dipol molekul menjadi paralel dengan arah medan listrik yang menghasilan energi panas. Kemampuan pelarut mengubah gelombang mikro menjadi energi panas disebut Faktor disipasi (tan ?).

Gelombang mikro diradiasikan langsung dari magnteron melalui udara menuju sampel wadah. Gelombang mikro ini mengakibatkan pemanasan dan agitasi yang dihasilkan oleh perpindahan panas secara konveksi dari pelarut menuju sel sampel. Kerusakan struktur sel sampel kemudian menghasilkan partisi analit dari matriks sampel menuju pelarut. Hal ini berbeda pada pemanasan dengan proses konduksi yang membutuhkan perambatan panas melalui dinding wadah pelarut dan sampel.

 Dibandingkan dengan metode ekstraksi konvensional yang sangat bergantung pada pemilihan pelarut yang tepat dan proses pengadukan, MAE menawarkan beberapa kelebihan. Di antaranya, waktu ekstraksi yang lebih cepat karena efektifnya proses pemanasan dan agitasi dari gelombang mikro. Dengan waktu ekstraksi yang lebih singkat diharapkan tidak merusak komponen kimia sampel yang termolabil.  Rendamen ekstraksi lebih tinggi. Selain itu, pemakaian pelarut juga bisa dikurangi secara signifikan, yang mana hal ini merupakan salah satu pilar Green Chemistry. Secara umum, dapat dikatakan metode ini lebih hemat biaya kerja.

Pada awalnya, baik reaksi maupun pemisahan dengan gelombang mikro menggunakan oven microwave domestik. Namun saat ini telah diperkenalkan alat-alat ekstraksi dengan generator gelombang mikro yang lebih modern untuk keperluan pekerjaan di laboratorium. Ada 2 pendekatan divais microwave:

<!--[if !supportLists]-->1.    <!--[endif]-->Sistem MAE terbuka (atmosforik)

Pada sistem terbuka, sampel bersama pelarut ditempatkan dalam labu terbuka. Magnetron diarahkan ke wadah untuk meradiasikan gelombang mikro ke dalam sistem pelarut-sampel yang mengakibatkan pelarut mendidih dalam sampel dan naik menuju sistem kondensor. Pelarut yang dingin kemudian kembali lagi ke dalam labu. Proses ini akan berulang dalam waktu singkat 5-20 menit sehingga komponen kimia dalam matriks sampel keluar menuju pelarut. Proses dengan sistem ini diatur pada suhu di sekitar titik didih pelarut dengan pengaturan daya maksimal sekitar 300 W. Karena sistem ini atmosforik, maka proses pendinginan labu ekstraksi lebih singkat.

 2.    Sistem MAE tertutup (bertekanan)

Pada sistem  tertutup, gelombang mikro diradiasikan dalam cavity berupa oven dan didispersikan oleh pemutar stirrer dalam oven. Pengatur stirrer ini memastikan gelombbang mikro terdistribusi merata dalam oven. Matriks sampel dan pelarut ditempatkan dalam labu tertutup yang terbuat dari material polimer triflorometoksi atau polieter imida yang resisten dengan radiasi gelombang mikro. Tekanan dalam oven sekitar <200>

Beberapa proses ekstraksi menggunakan sistem tertutup telah dilakukan di laboratorium Kimia Organik UIN Alauddin Makassar. Beberapa diantaranya dipadukan dengan metode statistik untuk optimasi kondisi ekstraksi. Sampel ekstraksi umumnya dari bahan alam lokal Sulawesi Selatan seperti ekstraksi Sereh (Cimbopogon citratus), Jahe Merah (Zingiber officinale), Lada Hitam (Piper nigrum), Nilam (Pogostemon cablin), Jeruk Purut (Citrus hystrix), Lemo cuco (Citrus marcoptera) dan Jeruk Selayar (Citru nobilis). Hasilnya menunjukkan secara umum bahwa rendamen meningkat dengan adanya radisi gelombang mikro pada matriks sampel. Divais yang digunakan saat ini masih berupa oven domestik yang dioptimalkan untuk keperluan eksperimen. Oven microwave dimodifikasi untuk bisa disambungkan dengan kondensor pendingin pada bagian atas oven. Operasi dengan oven modifikasi ini membutuhkan kehati-hatian yang tinggi. Penggunaan penangas air kadang-kadang dibutuhkan untuk mencegah kenaikan suhu secara tiba-tiba.

Selain MAE, oven ini juga bisa digunakan untuk ekstraksi minyak atsiri dengan metode Microwave Assisted Hydro-Distillation (MAHD). Beberapa minyak atsiri yang telah dekstraksi antara lain dari Pogostemon cablin, Cimbopogon citratus dan Citrus marcoptera.

(Aisyah, KK Kimia Oganik)