2.4. Esterifikasi
Jika bahan baku yang digunakan adalah minyak mentah yang memiliki kadar FFA tinggi 5, seperti minyak jelantah, PFAD, CPO low grade dan minyak jarak,
proses transesterifikasi yang dilakukan untuk mengkonversi minyak menjadi metil ester tidak akan berjalan efisien. Bahan-bahan di atas perlu melalui pra-esterifikasi
untuk menurunkan kadar FFA hingga di bawah 5.
Umumnya, proses esterifikasi menggunakan katalis asam. Asam-asam pekat seperti asam sulfat pekat dan asam klorida adalah jenis asam yang sekarang ini
banyak digunakan sebagai katalis. Pada tahap ini akan diperoleh minyak campuran metil ester kasar dan metanol sisa yang kemudian dipisahkan. Proses pembentukan
ester dilanjutkan dengan proses transesterifikasi terhadap produk tahap pertama di atas dengan menggunakan katalis alkalin. Pada proses ini digunakan sodium
hidroksida 1 wt dan metanol 10. Kedua proses esterifikasi di atas dilakukan pada temperature 55°C. Pada proses transesterifikasi akan dihasilkan metil ester di bagian
atas dan gliserol di bagian bawah. Setelah dipisahkan dari gliserol, metil ester tersebut selanjutnya dimurnikan, yakni dicuci menggunakan air hangat dan
dikeringkan untuk menguapkan kandungan air yang ada dalam metil ester. Metil ester yang telah dimurnikan ini selanjutnya bisa digunakan sebagai bahan bakar mesin
diesel Hambali et al., 2007.
2.5. Asam Lemak
Asam lemak diperoleh dari hasil hidrolisis lemak. Asam lemak digolongkan menjadi tiga yaitu.
a. Berdasarkan panjang rantai asam lemak dibagi atas; asam lemak rantai pendek Short Chain Fatty Acids = SCFA mempunyai atom karbon lebih rendah dari
8, asam lemak rantai sedang mempunyai atom karbon 8 sampai 10 Medium
Universitas Sumatera Utara
Chain Fatty Acids = MCFA dan asam lemak rantai panjang mempunyai atom karbon 12 atau lebih Long Chain Fatty Acids = LCFA. Semakin banyak
rantai C yang dimiliki asam lemak, maka titik lelehnya akan semakin tinggi. b. Berdasarkan tingkat kejenuhan asam lemak dibagi atas; asam lemak jenuh
karena tidak mempunyai ikatan rangkap, asam lemak tak jenuh tunggal hanya memiliki satu ikatan rangkap monounsaturated fatty acid dan asam lemak
tak jenuh jamak polyunsaturated fatty acid. Semakin banyak ikatan rangkap yang dimiliki asam lemak, maka semakin rendah titik lelehnya.
c. Berdasarkan bentuk isomer geometrisnya asam lemak dibagi atas asam lemak tak jenuh bentuk cis dan trans. Pada isomer geometris, rantai karbon
melengkung ke arah tertentu pada setiap ikatan rangkap. Bagian rantai karbon akan saling mendekat atau saling menjauh. Jika saling mendekat disebut
isomer cis berarti berdampingan, dan apabila saling menjauh disebut trans berarti berseberangan. Asam lemak alami biasanya dalam bentuk cis. Isomer
trans biasanya terbentuk selama reaksi kimia seperti hidrogenasi atau oksidasi. Titik leleh dari asam lemak tak jenuh bentuk trans lebih tinggi dibanding asam
lemak tak jenuh bentuk cis karena orientasi antar molekul dengan bentuk cis yang membengkok tidak sempurna sedangkan asam lemak tak jenuh trans
lurus sama seperti bentuk asam lemak jenuh Silalahi, 2000.
2.5.1. Analisis Asam Lemak
Pemisahan dengan menggunakan alat Kromatografi Gas adalah proses pemisahan dimana fase geraknya berupa gas dan fase diamnya dapat berupa suatu cairan atau zat
padat atau kombinasi zat padat dan zat cair Silalahi, 1995; DitJen POM, 1995. Pemisahan dengan menggunakan alat Kromatografi Gas merupakan metode yang
baik untuk menentukan komposisi asam lemak dari minyak dan lemak, dalam hal ini asam lemak dari triasilgliserol diubah menjadi bentuk metil esternya yang lebih
Universitas Sumatera Utara
O O
O mudah menguap sehingga mudah di analisis dengan kromatografi gas. Metil ester
asam lemak tersebut akan terbawa oleh fase gas biasanya gas helium melalui kolom dimana terjadi proses pemisahan. Kemudian masing-masing metil ester akan keluar
dari kolom masuk ke detektor dan diidentifikasi sebagai kromatogram yang terdiri dari puncak dari masing-masing metil ester Silalahi, 2006; Adnan, 1995.
2.6. Lemak
Lipida adalah senyawa organik yang terdapat di dalam mahluk hidup yang tidak larut di dalam air tetapi larut di dalam pelarut non-polar seperti heksan, dietileter.
Berdasarkan sifatnya lipida digolongkan menjadi lipida yang dapat disaponifikasi dan lipida yang tidak dapat disaponifikasi. Golongan pertama dihidrolisis dengan alkali
dan panas membentuk garam asam lemak dan komponen molekul lainnya. Contohnya adalah triasilgliserol, fosfolipid, glikolipid, sulfolipid dan asam lemak.
Golongan kedua disintesis dari unit isopren kolesterol, sterol, steroid, dolikol, ubikuinon dan vitamin A, D, E dan K Toha, 2001.
Komponen utama lipida adalah lemak; lebih 95 lipida adalah lemak. Lemak adalah triester asam lemak dan gliserol. Nama kimia dari lemak adalah triasilgliserol
TAG. Nama lain yang sering digunakan adalah trigliserida. Rumus kimia lemak adalah sebagai berikut McKee and McKee, 2003.
H H – C
α
– O – C – CH
2 14
– CH
3
............... α palmitat
H – C
β
– O – C – CH
2 16
– CH
3
................ β stearat
H – C
α’
– O – C – CH
2 14
– CH
3
................ α’ palmitat
H Gambar 2.3. 1,3 dipalmitoil, 2 stearoil gliserol
Universitas Sumatera Utara
O Keterangan: R – C – disebut dengan gugus asil, yang mengikat molekul gliserol
dengan 3 asam lemak. Contoh: palmitat, stearat, oleat disebut trigliserida maka struktur kimia tersebut dinamakan palmitoil
stearoiloleoil.
Lemak dapat dibagi berdasarkan komposisi asam lemak yang dikandungnya yaitu lemak jenuh dan lemak tak jenuh. Lemak jenuh adalah lemak yang mengandung
asam lemak jenuh lebih dari 60, sedangkan lemak tak jenuh mengandung asam lemak tak jenuh diatas 60. Biasanya lemak nabati adalah lemak tak jenuh dan cair
pada suhu kamar sehingga disebut minyak kecuali minyak kelapa dan minyak inti sawit karena banyak mengandung asam lemak rantai sedang. Sebaliknya, lemak
hewani termasuk lemak jenuh dan berwujud padat pada suhu kamar dan disebut sebagai lemak kecuali minyak ikan karena mengandung banyak asam lemak tak jenuh
McKee and McKee, 2003.
Minyak inti sawit yang baik adalah minyak inti sawit berkadar asam lemak bebas yang rendah dan berwarna kuning terang, serta mudah dipucatkan. Bungkil inti sawit
yang diinginkan berwarna relatif terang dan nilai gizi serta kandungan asam
aminonya tidak berubah. Komposisi rata-rata inti sawit ditunjukkan pada tabel 2.2. Tabel 2.2. Komposisi Rata-Rata Inti Sawit
Bailey, 1950
Komponen Jumlah
Minyak 47-52
Bahan ekstraksi tidak mengandung nitrogen
23-24
Protein 7,5-9,0
Air 6-8
Selulosa 5
Abu 2
Universitas Sumatera Utara
Kelapa sawit mengandung kurang lebih 80 perikarp dan 20 buah yang dilapisi kulit yang tipis; kadar minyak dalam perikarp sekitar 34-40. Minyak kelapa
sawit adalah lemak semi padat yang mempunyai komposisi yang tetap. Rata-rata komposisi asam lemak minyak kelapa sawit dengan minyak inti sawit dapat dilihat
pada tabel 2.3. Ketaren, 2005.
Tabel 2.3. Perbandingan Komposisi Asam Lemak Minyak Kelapa Sawit Dengan Minyak Inti Sawit Eckey, 1995
2.6.1. Manfaat Lemak
Sebagai bagian dari makanan, minyak dan lemak mempunyai fungsi nutrisi dan peranan fungsional. Berdasarkan segi ilmu gizi, lemak dan minyak mempunyai lima
fungsi yakni, sebagai 1 bahan pembentuk struktur sel, 2 sumber asam lemak esensial untuk manusia, 3 pelarut vitamin A, D, E dan K, 4 mengontrol lipida dan
lipoprotein serum dan 5 sumber energi. Minyak dan lemak komponen pangan yang paling banyak mengandung energi 9 kal per gram, sedangkan protein dan karbohidrat
mengandung energi kira-kira setengahnya. Lemak juga membantu penyerapan vitamin yang larut di dalam lemak; vitamin A, D, E dan K. Beberapa asam lemak
Asam Lemak Minyak
Kelapa Sawit Minyak
Inti Sawit Asam kaprilat
- 3-4
Asam kaproat -
3-7 Asam laurat
- 46-52
Asam miristat 1,1-2,5
14-17 Asam palmitat
40-46 6,5-9
Asam stearat 3,6-4,7
1-2,5 Asam oleat
39-45 13-19
Asam linoleat 7-11
0,5-2
Universitas Sumatera Utara
berfungsi sebagai bahan baku untuk mensintesis prostaglandin yang mengatur berbagai fungsi fisiologis. Lemak sangat vital untuk pertumbuhan dan perkembangan
pada manusia Silalahi, 2006.
Disamping berbagai fungsi nutrisional, sebagai komponen bahan makanan, minyak dan lemak memiliki peran fungsional yang penting dan sebagai pemberi
citarasa dalam produk makanan. Lemak berperan dalam penampilan makanan, rasa enak, konsistensi atau tekstur, lubrikasi makanan dan meningkatkan rasa kenyang
sesudah makan. Lemak juga dapat membawa aroma dari senyawa yang larut dalam lemak Silalahi, 2006.
2.7. Katalis
Produk metil ester asam lemak yang terbentuk MEAL harus melewati serangkaian proses lagi untuk mendapatkan MEAL yang murni, yaitu dengan menghilangkan
sejumlah katalis, produk samping yaitu gliserin yang masih bergabung dengan MEAL dengan mencucinya menggunakan air dan membutuhkan sejumlah air yang
besar untuk memisahkannya, tentunya hal ini memakan biaya produksi yang besar dan bila dibandingkan dengan bahan bakar dari minyak bumi tidak sebanding
harganya.
Untuk mengatasi masalah tersebut, sudah dipelajari beberapa tipe dari pembuatan metil ester asam lemak, yaitu: katalis asam dan basa heterogen Freedman
et al., 1984, proses superkritikal Demirbas, 2006, proses enzim Akoh et al., 2007, dan proses katalis heterogen. Katalis heterogen semakin intensif untuk diteliti, hal ini
dikarenakan proses produksi dan proses pemurnian yang simpel, karena mengurangi penggunaan sejumlah besar air.
Universitas Sumatera Utara
2.8. Pitch Cair
Kategori