2.2.7 Jenis-jenis Hidrogenasi
Hidrogenasi adalah proses eliminasi ikatan rangkap pada minyak dengan penambahan gas H
2
untuk merubah minyak tak jenuh unsaturated menjadi minyak jenuh saturated. Indikator untuk mengetahui jumlah ikatan rangkap
pada minyak adalah Iodine Value IV. Semakin rendah IV maka semakin sedikit pula ikatan rangkap pada minyak.
Proses hidrogenasi dapat dibedakan menjadi 3 jenis yaitu : a.
Fully Hydrogenation adalah proses hidrogenasi untuk menghilangkan ikatan
rangkap secara keseluruhan. Target penurunan IV maksimal hingga 0-2. b.
Partial Hydrogenation adalah proses hidrogenasi untuk menghilangkan hanya
sebagian ikatan rangkap. c.
Selective Hydrogenation adalah proses hidrogenasi untuk menghilangkan
sebagian ikatan rangkap pada posisi yang selektif sesuai dengan Solid Fat Content SFC yang diinginkan. Jenis ini hampir sama dengan Partial
Hydrogenation.
Reaksi Hidrogenasi :
Ikatan-ikatan rangkap pada lemak dan minyak tak-jenuh cenderung membuat gugus-gugus yang ada di sekitarnya tertata dalam bentuk cis. Suhu
tinggi yang digunakan dalam proses hidrogenasi cenderung mengubah beberapa ikatan C=C menjadi bentuk trans. Jika ikatan-ikatan khusus ini tidak
dihidrogenasi selama proses, maka mereka masih cenderung terdapat dalam
produk akhir lemak membentuk molekul-molekul lemak trans.
15
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.9 : Reaksi hidrogenasi
Hidrogenasi adalah istilah yang merujuk pada reaksi kimia yang menghasilkan adisi hidrogen H
2
. Proses ini umumnya terdiri dari adisi sepasang atom hidrogen ke sebuah molekul. Penggunaan katalis diperlukan agar reaksi
yang berjalan efisien sedangkan hidrogenasi non-katalitik hanya berjalan dengan kondisi temperatur yang sangat tinggi. Pada hidrogenasi terjadi proses
pengubahan jumlah ikatan rangkap dalam suatu asam lemak oleh gas hidrogen H
2
. Dengan hidrogenasi, terjadi penambahan atom hidrogen ke dalam ikatan rangkap asam lemak sehingga jumlah ikatan rangkap tersebut berkurang atau
ikatan rangkapnya terlepas. Perubahan jumlah ikatan rangkap akan mengarah pada perubahan sifat fisik dan kimia minyak, yang terlihat dari angka yodium atau
Iodine Value IV, kandungan lemak padat atau Solid Fat Content SFC dan titik leleh atau Slip Melting Point SMP produk. Jadi tujuan dilakukannya hidrogenasi
antara lain :
Memodifikasi minyak agar didapatkan Solid Fat Content SFC yang diinginkan.
Merubah Iodine Value IV produk.
Menghilangkan ikatan rangkap, sehingga produk lebih stabil terhadap
oksidasi.
Merubah Fatty Acid composition produk.
Merubah SMP produk.
16
Universitas Sumatera Utara
Reaksi hidrogenasi parsial dengan mengaddisi gas hidrogen memakai katalis Ni dapat dilihat sbb :
a. Pembentukan cis dan trans hasil hidrogenasi parsial.
Unsaturated triglyceride + H2 -- saturated triglyceride
Gambar 2.10 : Pembentukan cis trans hasil hidrogenasi
b. Bentuk molekul cis dan trans dari hasil hidrogenasi parsial.
Reaksi hidrogenasi merupakan reaksi yang bersifat eksotermis. Proses hidrogenasi melibatkan beberapa parameter penting yang perlu dikontrol,
misalnya suhu, jumlah katalis, tekanan gas dan jumlah gas yang digunakan volume gas. Dengan mempelajari kondisi proses hidrogenasi maka diharapkan
dapat diperoleh karakteristik produk hasil hidrogenasi yang sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan. Untuk mempercepat hidrogenasi pada reaktor,
Gambar 2.11 Struktur cis dan trans asam oleat
17
Universitas Sumatera Utara
digunakan bahan yang disebut dengan katalis. Katalis yang sering dipakai untuk proses hidrogenasi adalah Nikel Ni. Keuntungan menggunakan Nikel antara lain
adalah ketersediaannya dan lebih murah bila dibandingkan katalis lain. Secara umum, reaksi kimia yang terjadi pada hidrogenasi adalah:
• Oil + Catalyst
Oil-Catalyst complex •
Oil-Catalyst complex + H
2
Hydrogenated Oil + Catalyst
Langkah reaksi addisi gas hidrogen terdiri dari langkah 1 dan 2 seperti terlihat dibawah ini : membentuk minyak – katalis kompleks. Gas hidrogen diadsorbsi
pada permukaan katalis.
Gas H2 diserap pada permukaan katalis Ni secara parsial atau penuh sehingga terjadi perpisahan ikatan atom H --- H
Ikatan
π pada alkene membentuk kompleks dengan logam Ni.
Oil + Catalyst Oil-Catalyst kompleks.
Gambar 2.12 : Reaksi addisi gas hidrogen
Langkah 3 dan 4 : dua atom H akan ditransfer dan dari ikatan rangkap dua menjadi ikatan tunggal. Ikatan rangkap dua ini segera akan mengaddisi gas
hidrogen yang terikat pada permukaan katalis Ni.
Dua atom H ditransfer berturut-turut ke ikatan π pada langkah 3 dan 4
membentuk alkana jenuh ,ikatan rangkap dua menjadi ikatan tunggal.
Karena produk alkana tidak mempuyai ikatan π yang membentuk senyawa
komplex dengan logam, sehingga dilepaskan dari permukaan katalis.
Oil-Catalyst complex + H
2
Hydrogenated Oil + Catalyst.
18
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.13. Reaksi penjenuhan ikatan rangkap
c. Pembentukan cis dan isomer trans setelah reaksi hidrogenasi sbb :
Unsaturated triglyceride + H2 -- saturated triglyceride.
Gambar 2.14 : Bentuk cis trans hasil hidrogenasi
19
Universitas Sumatera Utara
d. Proses hidrogenasi secara singkat dapat dilihat pada bagan berikut ini:
Gambar 2.15 : Diagram alur proses hidrogenasi
e. Oksidasi – reduksi dari alkena dengan hidrogenasi memakai katalis logam.
Ketika minyak nabati tidak jenuh di reaksikan dengan hidrogen,
beberapa atau semua ikatan π yang dijenuhkan oleh atom H akan meningkatkan titik leleh minyak.
Margarin disiapkan untuk hidrogenasi parsial memberikan suatu
produk yang konsisten dan mendekati produk cocoa butter.
Gambar 2.16 : Reaksi oksidasi – reduksi dengan hidrogenasi
20
Universitas Sumatera Utara
2.2.8 Kebutuhan Katalis dan H
Kategori