II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Senyawa Epoksi
Senyawa epoksi mengandung gugus oksigen oksiren yang dibentuk melalui reaksi epoksidasi antara asam peroksi perasam dengan olefinat atau senyawa
aromatik tidak jenuh. Senyawa epoksi adalah senyawa yang dihasilkan dari reaksi epoksidasi minyak nabati atau minyak alam yang memiliki ikatan tidak jenuh.
Penggunaan minyak alam sebagai bahan baku sudah jarang dilakukan dengan keterbatasan sumber bahan baku minyak alam. Minyak nabati dan derivatnya
merupakan bahan baku yang kini banyak digunakan untuk sintesa senyawa epoksi.
2.2. Reaksi Epoksidasi
Reaksi epoksidasi adalah reaksi asam peroksi organik dengan ikatan rangkap untuk membentuk senyawa oksiren Wood dan Termini, 1958, atau reaksi dimana
senyawa hidrokarbon tidak jenuh diubah menjadi siklik ester Kirk dan Othmer, 1965. Epoksi atau senyawa oksiren merupakan produk dari proses autooksidasi asam
– asam lemak tidak jenuh atau minyak mengering drying oil. Proses epoksidasi berlangsung sebagai berikut :
Gambar 1. Reaksi Epoksidasi Hidrokarbon
Syawaluddin Nasution : Pembuatan Senyawa Epoksi Dari Metil Ester Asam Lemak Sawit Destilat Menggunakan Katalis
Amberlite , 2009
USU Repository © 2008
Minyak nabati yang baik digunakan dalam pembuatan epoksi adalah yang mengandung asam lemak tidak jenuh dengan kadar relatif tinggi misalnya kedelai.
Senyawa epoksi dapat dibuat dari minyak nabati minyak terepoksidasi, epoksi ester campuran dan epoksi ester spesifik. Senyawa epoksi sering digunakan sebagai
plasticizer dan stabilizer pada resin polivinil klorida Carlson dan Chang, 1985.
Gambar 2. menunjukkan mekanisme kerja senyawa epoksi sebagai penstabil dan pelentur pada polivinil khlorida Swern, 1982.
Gambar 2. Mekanisme Kerja Senyawa Epoksi sebagai Penstabil dan Pelentur pada Polivinil Khlorida PVC
Dalam mempelajari pembuatan senyawa epoksi dari olefin, asam lemak tidak jenuh dan asam lemak jenuh direaksikan dengan asam peroksi alifatik. Asam peroksi
asetat bebas air diperoleh dari reaksi antara asam karboksilat dan hidrogen peroksida. Gambar 3. menunjukkan reaksi pembentukan asam peroksida.
Gambar 3. Reaksi Pembentukan Asam Peroksida Pembentukan asam peroksida dengan menggunakan hidrogen peroksida dapat
dilakukan dengan empat cara Upidi, 1979 :
Syawaluddin Nasution : Pembuatan Senyawa Epoksi Dari Metil Ester Asam Lemak Sawit Destilat Menggunakan Katalis
Amberlite , 2009
USU Repository © 2008
1. Asam peroksi asetat yang dibentuk terlebih dahulu.
2. Asam peroksi asetat yang dibentuk secara in situ.
3. Asam peroksi format yang dibentuk terlebih dahulu.
4. Asam peroksi format yang dibentuk secara in situ.
Reaksi kimia epoksidasi secara in situ dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar 2.4. Reaksi Kimia Proses Epoksidasi secara in situ Upidi, 1979. Mekanisme pembentukan senyawa epoksi melalui reaksi epoksidasi seperti
terlihat pada Gambar 5. pertama sekali ditemukan pada tahun 1995 oleh Bartlett Kwart dan Hoffman, 1996.
Gall dan Greenspan 1995 menyatakan bahwa senyawa epoksi dengan bilangan Iod yang rendah menunjukkan mutu yang baik. Reaksi epoksidasi
menggunakan teknik in situ memiliki beberapa keuntungan, antara lain mengurangi bahaya yang dapat ditimbulkan oleh reaksi epoksidasi, mengurangi pemakaian
hidrogen peroksida serta mengurangi biaya Swern, 1982.
Syawaluddin Nasution : Pembuatan Senyawa Epoksi Dari Metil Ester Asam Lemak Sawit Destilat Menggunakan Katalis
Amberlite , 2009
USU Repository © 2008
C
C +
O O
O O
O O
O O
C C
C C
C H
H
R R
Senyawa tidak jenuh
Asam peroksida Produk intermediet
C C
+ HO
R
Senyawa epoksi Asam karboksilat
Gambar 5. Mekanisme Pembentukan Senyawa Epoksi Melalui Reaksi Epoksidasi Katalis yang dapat digunakan pada reaksi epoksidasi adalah asam sulfat pekat
dan resin penukar ion. Produksi optimal senyawa epoksi diperoleh dengan menggunakan pelarut inert seperti benzen dan heksan, katalis asam sulfat atau resin
amberlite dan lama reaksi sekitar 8-14 jam. Reaksi ini dapat dipersingkat dengan
menggunakan hidrogen peroksida yang berlebih Gall dan Greenspan, 1995. Penggunaan rasio molar antara asam asetat dan hidrogen peroksida yang
tinggi menyebabkan terbukanya cincin epoksi sehingga rendemen epoksi ester yang dihasilkan relatif rendah seperti yang disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Pengaruh Rasio Molar Asam Asetat dan Hidrogen Peroksida terhadap Hasil Epoksidasi Tidak Jenuh
Epoksi Ester Rasio Molar
Waktu Reaksi
jam Oksigen
Oksiren Rendemen
Bilangan Bilangan
Iod Reaksi
Syawaluddin Nasution : Pembuatan Senyawa Epoksi Dari Metil Ester Asam Lemak Sawit Destilat Menggunakan Katalis
Amberlite , 2009
USU Repository © 2008
15 : 11 1.7 : 1
0.5 : 1 3
8 13
0.0 0.2
3.6 0.0
4.4 80.0
4 8
5 95
89 93
Sumber : Gall dan Greenspan, 1995. Wood dan Termini 1958 menyatakan bahwa proses epoksidasi biasanya
dilakukan pada suhu 65 – 75
O
C, bila digunakan suhu yang lebih rendah akan memperpanjang waktu epoksidasi dan menurunkan efisiensi epoksidasi. Hasil
penelitian Haya 1991 menunjukkan bahwa epoksidasi juga dapat dilakukan pada suhu 100±5
O
C. 2.3.
Metil Ester Asam lemak Sawit Destilat Me.ALSD
ALSD Asam Lemak Sawit Destilat merupakan hasil samping pada tahap refining
dalam industri minyak goreng. ALSD yang dihasilkan berkisar 2,5-3,5 dari minyak sawit yang diolah Haryati dan Buana, 1992. Kandungan asam lemak
pada minyak kelapa sawit dan ALSD terlihat pada pada Tabel 2.
Tabel 2. Kandungan Asam Lemak Pada Minyak Kelapa Sawit dan ALSD Komposisi
Minyak Kelapa Sawit ALSD
Asam Laurat C
12
- 0,45 Asam Miristat C
14
0,96 2,38
Asam Palmitat C
16
41,62 60,50
Asam Stearat C
18
4,23 2,57
Asam Oleat C
18-1
42,12 27,08 Asam Linoleat C
18-2
10,41 6,82
Asam Linolenat C
18-3
0,22 0,19
Sumber : Haryati dkk, 1999, Pusat Penelitian Kelapa Sawit PPKS.
Syawaluddin Nasution : Pembuatan Senyawa Epoksi Dari Metil Ester Asam Lemak Sawit Destilat Menggunakan Katalis
Amberlite , 2009
USU Repository © 2008
Perkembangan industri minyak goreng sawit pada dasawarsa terakhir mengalami peningkatan sejalan dengan beralihnya pola konsumsi masyarakat dari
minyak goreng kelapa ke minyak goreng kelapa sawit. Konsumsi per kapita minyak goreng Indonesia mencapai 16,5 kg per tahun dimana konsumsi per kapita khusus
untuk minyak goreng sawit sebesar 12,7 kg per tahun Rephi’s, 2007. Kondisi ini memberikan gambaran, bahwa dengan peningkatan industri minyak goreng maka
perolehan asam lemak sawit distilat turut meningkat. Hingga saat ini, pemanfaatan asam lemak sawit distilat masih terbatas pada pembuatan sabun kualitas rendah.
Sehingga membutuhkan pengembangan lebih lanjut untuk meningkatkan nilai tambah dari asam lemak sawit destilat.
Berikut adalah bagan proses refining dalam industri pengolahan minyak kelapa sawit.
Syawaluddin Nasution : Pembuatan Senyawa Epoksi Dari Metil Ester Asam Lemak Sawit Destilat Menggunakan Katalis
Amberlite , 2009
USU Repository © 2008
Penghilangan Getah Degumming
Penjernihan Warna Bleaching
Deacidification Deodorisation
RBD Palm Oil Bleaching Earth
Fraksinasi
Filtrasi Crude Palm Olein
CPO
Asam Lemak Sawit Distilat H
3
PO
4
Sumber :httpwww.Rephi’s Weblong, 2007 Gambar 6. Bagan Proses Pengolahan Kelapa Sawit Menjadi Minyak Goreng
Senyawa metil ester asam lemak dapat diperoleh dengan cara esterifikasi asam lemak bebas dengan gugus metil, yang disebut dengan metilasi. Pada proses ini asam
lemak bebas diesterifikasi dengan menggunakan metanol anhidrat berlebihan dalam suasana asam. Pereaksi yang biasa digunakan pada proses ini adalah asam klorida
anhidrat dalam metanol Anonim, 1977. Pada Gambar 7. menunjukkan reaksi pembentukan senyawa metil ester asam lemak.
Gambar 7. Reaksi Pembentukan Senyawa Metil Ester Asam Lemak Sawit Selanjutnya Paquot dan Hantfene 1987 menyatakan, pembuatan metil ester dapat
dilakukan secara langsung dari trigliserida, melalui reaksi transesterifikasi menggunakan metanol berlebih, dan katalis asam. Pereaksi lain yang dapat digunakan
pada proses metilasi adalah H
2
SO
4
Metanol, HClMetanol dan diazometereter. Metil ester yang diperoleh dapat diekstrak dengan menggunakan pelarut inert seperti,
heksan dan petroleum eter Anonim, 1966. Pada Gambar 8. menunjukkan reaksi pembentukan metil ester dari trigliserida.
Syawaluddin Nasution : Pembuatan Senyawa Epoksi Dari Metil Ester Asam Lemak Sawit Destilat Menggunakan Katalis
Amberlite , 2009
USU Repository © 2008
Gambar 8. Reaksi Pembentukan Senyawa Metil Ester dari Trigliserida
2.4. Katalis
Kategori