Pemurnian Mono-Diasilgliserol Hasil Esterifikasi Palm Fatty Acid Distillate Dan Gliserol Dengan Ekstraksi Pelarut – Saponifikasi Dan Destilasi Molekuler

PEMURNIAN MONO-DIASILGLISEROL HASIL ESTERIFIKASI
PALM FATTY ACID DISTILLATE DAN GLISEROL DENGAN
EKSTRAKSI–PELARUT SAPONIFIKASI DAN DESTILASI
MOLEKULER

RIRI MARDAWENI

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016

ii

iii

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Pemurnian MonoDiasilgliserol Hasil Esterifikasi Palm Fatty Acid Distillate dan Gliserol dengan
Ekstraksi Pelarut – Saponifikasi dan Destilasi Molekuler adalah benar karya saya
dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun

kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip
dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah
disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir
tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Oktober 2016

Riri Mardaweni
NIM F351130421

iv

v

RINGKASAN
RIRI MARDAWENI. Pemurnian Mono-Diasilgliserol Hasil Esterifikasi Palm
Fatty Acid Distillate dan Gliserol dengan Ekstraksi Pelarut – Saponifikasi dan
Destilasi Molekuler. Dibimbing oleh DWI SETYANINGSIH dan MEIKA
SYAHBANA RUSLI.

Indonesia merupakan salah satu negara produsen minyak sawit mentah
terbesar didunia. Mono-diasilglserol (M-DAG) merupakan salah satu produk
turunan minyak sawit yang potensial untuk dikembangkan. M-DAG termasuk
jenis emulsifier yang paling banyak digunakan dalam industri pangan dengan
status Generally Recognized as safe (GRAS) atau aman untuk dikonsumsi. MDAG merupakan surfaktan non ionik untuk bahan pengemulsi dan penstabil pada
produk-produk pangan dan kosmetik (Hasenhuettl 2008). M-DAG dapat
dihasilkan dari proses esterifikasi antara asam lemak dan gliserol. Gliserol yang
digunakan merupakan gliserol hasil samping produksi biodiesel yang telah
dimurnikan, sedangkan sumber asam lemak bebas yang digunakan yaitu Palm
fatty acid distillate (PFAD). Pada hasil esterifikasi gliserol dan asam lemak bebas
masih terdapat kandungan fraksi Asam Lemak Bebas (ALB) dan Triasilgliserol
(TAG) yang dapat menurunkan kualitas M-DAG. Oleh karena itu, untuk
menghilangkan fraksi ALB dan TAG dilakukan proses pemurnian. Proses
pemurnian dapat dilakukan dengan dua cara yaitu ekstraksi pelarut – saponifikasi
dan destilasi molekuler. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan mutu
emulsifier M-DAG dengan cara proses pemurnian. Selain itu, untuk menganalisa
pengaruh penambahan natrium bikarbonat (NaHCO3) terhadap karateristik MDAG yang dihasilkan dengan metode ekstraksi pelarut – saponifikasi serta
membandingkan karakteristik M-DAG tersebut dengan hasil proses pemurnian
menggunakan destilasi molekuler.
Penelitian ini diawali dengan proses pemurnian gliserol dan dilakukan

karakterisasi terhadap bahan baku yaitu PFAD, gliserol sebelum dan setelah
pemurnian. Kemudian dilakukan sintesis M-DAG dengan proses esterifikasi
PFAD dan gliserol menggunakan bantuan katalis MESA. Terhadap M-DAG yang
dihasilkan dilakukan proses pemurnian dengan ekstraksi pelarut - saponifikasi
menggunakan basa lemah yaitu dengan penambahan NaHCO3 0, 10, 15, dan 20%
(b/b). Setelah proses saponifikasi, dilanjutkan proses kristalisasi dan penyaringan
produk. Sebagai pembanding dilakukan proses pemurnian menggunakan destilasi
molekuler. Kemudian dilakukan analisa karakterisasi terhadap M-DAG yang
meliputi rendemen, kadar asam lemak bebas, titik leleh, nilai pH, kadar abu,
stabilitas emulsi, uji Gas Kromatografi-Mass Spektrometri (GC-MS), analisa
Kromatografi Lapis Tipis (KLT), dan karakteristik secara visual.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan terbaik dihasilkan dengan
penambahan NaHCO3 20% (b/b), dimana kondisi tersebut menghasilkan
karakteristik M-DAG dengan rendemen 43,52%, komposisi ALB+TAG dengan
uji KLT 44,48%, MAG 31,05%, DAG 24,47%, titik leleh 44,83oC, kadar asam
lemak bebas 19,43%, nilai pH 6, stabilitas emulsi 51,21% selama 12 jam,
memiliki warna putih, tekstur kering dan tidak berbau. Proses pemurnian dengan
destilasi molekuler dilakukan untuk pemisahan fraksi ALB pada suhu destilasi
100-180oC. Destilasi molekuler memiliki output yaitu destilat dan residu. Hasil

vi

penelitian menunjukkan destilasi molekuler efektif untuk memisahkan asam
lemak bebas, dimana pada aliran destilat menghasilkan kadar asam lemak bebas
sebesar 96,09%.
Kata kunci : gliserol, destilasi molekuler, PFAD, proses pemurnian, saponifikasi

vii

SUMMARY
RIRI MARDAWENI. Purification of Mono-Diacylglycerol from Glycerol and
Palm Fatty Acid Distillate Esterification by Solvent Extraction – Saponification
and Molecular Distillation. Supervised by DWI SETYANINGSIH and MEIKA
SYAHBANA RUSLI.
Indonesia is among the largest crude palm oil producing countries in the
world. Monodiacylglycerol (M-DAG) is one of potential palm oil derivated
products to be developed. M-DAG include the type of emulsifier that is most
widely used in the food industry with the status Generally Recognized as Safe
(GRAS) or safe for consumption (Hasenhuettl 2008). M-DAG is a non ionic
surfactants for emulsifiers and stabilizers in food products and cosmetics. M-DAG

can be produced from esterification of fatty acids and glycerol. Glycerol was
obtained as by product of biodiesel production that has been purified, while the
free fatty acid source was palm fatty acid distillate (PFAD). Esterification result
still contain Free Fatty Acid (FFA) and TAG fraction that can degrade the quality
of M-DAG. Therefore, purification process is needed to eliminate FFA and TAG
fractions. The purification was performed in two ways: solvent extraction –
saponification and molecular distillation. The purpose of this research was to
improve the M-DAG emulsifier quality with purification process. Additionally, it
was also to determine the effect of Sodium Bicarbonate (NaHCO3) to the
characteristic M-DAG produced by the method of alkaline saponification of
solvent extraction and compared the characteristics the M-DAG with the results of
the purification process using molecular distillation.
This research started by purification process of glycerol, and then
characterizing the raw material namely PFAD and glycerol (before and after
purification. Then the synthesis of M-DAG was conducted through PFAD and
glycerol esterification process using MESA catalyst. The M-DAG was then
purified solvent extraction - saponification using weak alkaline in different
conditions, namely with the addition of 0, 10, 15, and 20% (w/w) NaHCO3. After
saponification, the samples were going through crystallization and filtration
process. As a comparison, they were purified by molecular distillation. It was

followed by characterization of M-DAG which include yield, free fatty acid
content, melting temperature, pH value, ash content, emulsion stability, test Gas
Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS), Thin-Layer Chromatography
(TLC) analysis, and visual characteristics.
The result showed that the addition of 20% (w/w) NaHCO3 was the best
treatment. It was able to produce 43.52% yield of M-DAG, that consist of 44.48%
TLC in FFA+TAG composition, 31.05 % MAG, 24.47 % DAG, melting point at
44,83 oC, free fatty acid level at 19.43 %, pH value of 6, emulsion stability of
51.21% for 12 hours, has a white color, dry texture and odorless. The molecular
distillation at temperature 100-180 oC on purification process was done to separate
the FFA. Molecular distillation had produced distillate and residue. Molecular
distillation is an effective process to separate the FFA from M-DAG where as
produced 96.09 % of FFA from distillation flow.
Keywords : glycerol, molecular distillation, PFAD, purification, saponification

viii

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2016
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan

atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

ix

PEMURNIAN MONO-DIASILGLISEROL HASIL ESTERIFIKASI
PALM FATTY ACID DISTILLATE DAN GLISEROL DENGAN
EKSTRAKSI – PELARUT SAPONIFIKASI DAN DESTILASI
MOLEKULER

RIRI MARDAWENI

Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada

Program Studi Teknologi Industri Pertanian

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016

x

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Prof Dr Ir Ani Suryani, DEA

xii

PRAKATA
Puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas berkat rahmat dan karunia-Nya
sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul “Pemurnian MonoDiasilgliserol Hasil Esterifikasi Palm Fatty Acid Distillate dan Gliserol dengan
Ekstraksi Pelarut – Saponifikasi dan Destilasi Molekuler”. Penelitian dan
penulisan tesis dilakukan sejak September 2015.
Dalam penyusuan tesis ini, berbagai pihak telah banyak memberikan
bantuan, dorongan serta masukan sehingga dalam kesempatan ini penulis

menyampaikan terima kasih kepada Ketua Komisi Pembimbing Dr. Dwi
Setyaningsih, S.TP, M.Si dan Anggota Komisi Pembimbing Dr. Ir. Meika
Syahbana Rusli, M.Sc, Agr yang dengan penuh kesabaran mengarahkan dan
memberikan pengetahuan, dan bimbingan yang sangat bermanfaat. Ucapan terima
kasih juga penulis sampaikan kepada penguji perwakilan Program Studi
Teknologi Industri Pertanian Dr. Ir. Titi Candra Sunarti, Msi., dan penguji luar
komisi pada ujian tesis Prof. Dr. Ir. Ani Suryani, M.Si atas kesediaan dan
koreksinya.
Ungkapan terima kasih sebesar-besarnya penulis ucapkan kepada ayahanda
Alimuddin dan Ibunda Nurina atas segala do’a, kasih sayang yang tak pernah
putus, semangat dan motivasi, serta yang mengajarkan arti kehidupan untuk selalu
bersyukur kepada Allah SWT. Penulis ucapkan terima kasih juga kepada adinda
tercinta, terkasih, tersayang Rahmat Suhendra, Rajes Chan dan Rohan Dandra
Destrian serta seluruh keluarga atas dukungan dan do’anya.
Pada kesempatan ini, penulis juga menyampaikan terima kasih kepada staf
di Laboratorium SBRC LPPM IPB dan PT Mitra Ayu Adi Pratama yang telah
membantu selama proses penelitian serta kepada Direktorat Jendral Pendidikan
Tinggi (DIKTI) dalam program BPPDN Dikti 2013 yang telah menjadi sponsor.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada sahabat Expert Luwes Excellent,
sahabat Agroindutrialist dan teman-teman TIP 2013 atas segala bantuan,

semangat dan kerjasamanya selama proses belajar dan penelitian.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Oktober 2016

Riri Mardaweni

xiii

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Ruang Lingkup Penelitian
2 TINJAUAN PUSTAKA
Palm Fatty Acid Distillate

Gliserol Kasar
Emulsifier Mono-Diasilgliserol (M-DAG)
Proses pemurnian M-DAG
Destilasi Molekuler
3 METODOLOGI
Bahan dan Alat
Waktu dan Tempat Penelitian
Metode Penelitian
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Persiapan dan Karakterisasi Bahan Baku
Sintesis dan Karakterisasi M-DAG
Pemurnian M-DAG dengan Ekstrasi Pelarut – Saponifikasi
Pemurnian M-DAG dengan Destilasi Molekuler
Karakteristik fisik M-DAG secara Visual
Analisa Gas Chromatography-Mass Spectrometry
Analisa Kromatografi Lapis Tipis
Uji Stabilitas Emulsi
5 SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP

xiv
xiv
xv
1
1
2
3
3
4
4
4
5
7
8
10
10
10
10
15
15
17
19
24
25
27
28
29
31
31
31
35
39

xiv

DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Komponen yang terkandung dalam PFAD
Karakteristik gliserol kasar dan gliserol murni
Karakteristik PFAD
Karakteristik M-DAG kasar
Pengaruh penambahan NaHCO3 terhadap karakteristik M-DAG
Karakteristik M-DAG proses pemurnian dengan destilasi molekuler
Karakteristik M-DAG secara visual
Hasil analisa GC-MS terhadap M-DAG
Persentase (spot fraksi) M-DAG setelah pemurnian

4
16
17
18
20
25
26
27
28

DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18

Reaksi transesterifikasi minyak menjadi biodiesel dan gliserol
Struktur kimia MAG dan DAG
Proses esterifikasi sederhana untuk sintesis M-DAG
Proses penguapan molekul dari larutan
Dasar-dasar evaporasi dan kondensasi
Skema proses pemisahan dengan destilasi molekuler
Diagram alir pemurnian crude gliserol
Diagram alir sintesis M-DAG
Diagram alir pemurnian M-DAG dengan metoda ekstraksi pelarut
Diagram alir pemurnian M-DAG dengan metoda ekstraksi pelarut
Mekanisme pembentukan ALB (a) dan garam K3PO4 (b)
Tiga lapisan yang terbentuk setelah penambahan asam fosfat
Rendemen M-DAG
Kadar asam lemak bebas M-DAG
Titik leleh M-DAG
Nilai pH M-DAG
Kadar abu M-DAG
Stabilitas Emulsi M-DAG

5
6
6
8
9
9
11
12
13
14
15
15
20
21
22
23
24
30

xv

DAFTAR LAMPIRAN
1 Prosedur analisis kimia
2 Luas area spot fraksi ALB, TAG, MAG, dan DAG dengan KLT
3 Hasil analisis GC-MS M-DAG kasar
4 Hasil analisis GC-MS M-DAG setelah pemurnian dengan ekstraksi
pelarut - saponfikasi
5 Hasil analisis GC-MS M-DAG setelah pemurnian dengan destilasi
molekuler
6 Hasil uji ANOVA dan uji DUNCAN terhadap rendemen (%)
M-DAG setelah pemurnian dengan ekstraksi pelarut – saponifikasi
7 Hasil uji ANOVA dan uji DUNCAN terhadap kadar asam lemak
bebas (%) M-DAG setelah pemurnian dengan ekstraksi pelarut –
saponifikasi
8 Hasil uji ANOVA dan uji DUNCAN terhadap titik leleh (oC)
M-DAG setelah pemurnian dengan ekstraksi pelarut – saponifikasi
9 Hasil uji ANOVA dan uji DUNCAN terhadap nilai pH M-DAG
setelah pemurnian dengan ekstraksi pelarut – saponifikasi
10 Hasil uji ANOVA dan uji DUNCAN terhadap kadar abu (%)
M-DAG setelah pemurnian dengan ekstraksi pelarut – saponifikasi
11 Hasil uji ANOVA dan uji DUNCAN terhadap stabilitas emulsi (%)
M-DAG setelah pemurnian dengan ekstraksi pelarut – saponifikasi

36
39
39
39
40
41

42
43
44
45
46

1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Produksi Crude Palm Oil (CPO) mengalami peningkatan setiap tahunnya.
Menurut Kementerian Perindustrian pada tahun 2015 produksi CPO mencapai 32,5 juta
ton dan diperkirakan di Indonesia akan memproduksi 40 juta ton CPO pada tahun 2020.
Salah satu produk turunan CPO yang memiliki nilai ekonomi relatif tinggi dan prospek
pasar yang baik adalah Mono-Diasilgliserol (M-DAG). M-DAG termasuk jenis
emulsifier yang paling banyak digunakan dalam industri pangan dengan status
Generally Recognized as safe (GRAS) atau aman untuk dikonsumsi. M-DAG
merupakan surfaktan non-ionik untuk bahan pengemulsi dan penstabil pada produkproduk pangan dan kosmetika (Hasenhuettl 2008). M-DAG pertama kali digunakan
dalam pembuatan margarin dan shortening. Amerika memberikan hak paten pada tahun
1938 yang mengilustrasikan bahwa penggunaan emulsifier sangat penting untuk
emulsifikasi dalam pembuatan margarin. Pada tahun 1933 M-DAG ditambahkan pada
produk cake shortening, dan tahun berikutnya penggunaan M-DAG berkembang untuk
aplikasi produk pangan lainnya yaitu dalam pembuatan roti.
Emulsifier adalah suatu bahan yang memiliki karakteristik khusus yang dapat
menyatukan air dengan minyak. Emulsifier mengandung gugus hidrofilik dan lipofilik
dalam satu molekul yang sama. Gugus hidroksil bebas bersifat hidrofilik yang dapat
berikatan dengan air, sedangkan asam lemak sebagai gugus teresterifikasi merupakan
gugus lipofilik yang dapat berinteraksi dengan fase minyak atau lemak. Senyawa ini
meningkatkan kestabilan emulsi dengan menurunkan tegangan antar muka fase minyak
dan air.
M-DAG dapat diproduksi dengan cara proses esterifikasi gliserol dan asam
lemak bebas atau melalui gliserolisis antara minyak dan gliserol (O’Brien 2009). Secara
komersial, M-DAG dapat diproduksi melalui proses gliserolisis, yaitu mereaksikan
triasilgliserol dan gliserol menggunakan katalis inorganik seperti potassium, kalsium
hidroksida atau sodium pada suhu tinggi sekitar 200-260oC yang dilakukan secara
batch. Proses gliserolisis pada kondisi ini dapat menghasilkan 60% monoasilgliserol,
namun proses tersebut dapat menghasilkan produk dengan warna yang gelap. Penelitian
tentang proses gliserolisis dengan menggunakan katalis enzim lipase telah banyak sekali
dilakukan, karena dapat menghasil warna produk yang lebih terang, akan tetapi biaya
produksi menjadi lebih mahal mengingat tingginya harga enzim.
Proses esterifikasi asam lemak bebas dan gliserol dapat dilakukan dengan dua
cara yaitu dengan cara kimiawi dan enzimatis. Reaksi secara kimia dapat dilakukan
pada suhu tinggi tanpa menggunakan katalis dan pada suhu lebih rendah dengan katalis,
sedangkan reaksi secara enzimatis yaitu dilakukan dengan mereaksikan asam lemak
bebas dan gliserol dengan menggunakan katalis enzim yang dilakukan pada suhu yang
lebih rendah dibandingkan esterifikasi kimia. Pada penelitian ini dilakukan sintesis MDAG dengan mereaksikan Palm Fatty Acid Destillate (PFAD) dan gliserol
menggunakan bantuan katalis kimia. Penggunaan bahan kimia dikarenakan bernilai
lebih ekonomis daripada penggunaan enzim dan memerlukan waktu reaksi yang lebih
singkat. Katalis kimia yang digunakan adalah Methyl Ester Sulfonic Acid (MESA) yang
merupakan katalis asam.

2

M-DAG hasil dari proses esterifikasi masih mengandung fraksi Asam Lemak
Bebas (ALB) dan Triasilgliserol (TAG) yang dapat menyebabkan penurunan kualitas
produk M-DAG sebagai bahan baku emulsifier yaitu dapat menurunkan kemampuan MDAG dalam mengemulsikan minyak dan lemak serta ketahanan M-DAG dalam
mempertahankan emulsi yang telah terbentuk. Oleh karena itu, proses pemisahan fraksi
ALB dan TAG tersebut dapat dilakukan dengan proses pemurnian. Metoda yang
digunakan untuk proses pemurnian M-DAG dapat dilakukan dengan metode destilasi
molekuler, kromatografi kolom, saponifikasi ekstraksi pelarut. Masing-masing metode
memiliki kelebihan dan kekurangan dalam prosesnya, kromatografi kolom memiliki
beberapa kelemahan yaitu rendemen yang dihasilkan relatif sedikit (Irimescu et al.
2001).
Metode yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah ekstraksi pelarut –
saponifikasi menggunakan pelarut heksan bertujuan untuk melarutkan TAG dan
Natrium Bikarbonat (NaHCO3) dengan konsentrasi berbeda digunakan untuk
saponifikasi bertujuan menyabunkan ALB kemudian dilanjutkan ekstraksi dengan
pelarut heksan dan etanol untuk memisahkan ALB dan sabun yang masih tersisa. Selain
itu, proses pemurnian juga dilakukan dengan menggunakan destilasi molekuler.
Destilasi molekuler merupakan metode destilasi yang banyak digunakan untuk
pemisahan dan pemurnian pada komponen yang tidak stabil terhadap panas serta untuk
cairan atau bahan dengan tekanan uap rendah dan berat molekul tinggi (Micov et al.
1997 dalam Fregolente et al. 2007).
Untuk mendapatkan efisiensi pemisahan yang tinggi pada komposisi bahan yang
berbeda, digunakan kondisi proses yang berbeda pula untuk masing-masing bahan.
Terkait hal tersebut, maka dalam operasi distilasi molekuler terdapat faktor-faktor yang
mempengaruhi efektifitas kerja dari distilasi molekuler dalam melakukan pemisahan.
Faktor yang dapat mempengaruhi operasi distilasi molekuler diantaranya yaitu suhu,
laju alir umpan, kecepatan wiped film, tekanan operasi, komposisi bahan, dan vakum.
Untuk bahan yang berbeda dengan kadar dan karakteristik yang berbeda pula, maka
syarat parameter optimum juga harus berbeda (Hui et al. 2012). Metode ini diharapkan
dapat memisahkan fraksi ALB yang terkandung dalam M-DAG.
Tujuan Penelitian
Tujuan umum dari penelitian ini adalah untuk meningkatkan mutu emulsifier MDAG dengan proses pemurnian.
Tujuan khusus dari penelitian ini adalah :
1. Menganalisis pengaruh penambahan natrium bikarbonat terhadap karakterisasi
M-DAG dengan metoda ekstraksi pelarut – saponifikasi
2. Membandingkan hasil karakterisasi M-DAG menggunakan ekstraksi pelarut –
saponifikasi dan destilasi molekuler

3

Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari hasil penelitian ini adalah dapat memberikan
informasi tentang proses pemurnian M-DAG dari hasil sintesis Palm Fatty Acid
Destillate (PFAD) dan gliserol dengan bantuan katalis MESA, sehingga dapat
menghasilkan M-DAG dengan tingkat kemurnian yang tinggi.
Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian ini difokuskan pada proses pemurnian M-DAG menggunakan metode
ekstraksi pelarut-saponifikasi dan destilasi molekuler. Bahan baku yang digunakan
untuk sintesis M-DAG adalah pemanfaatan hasil samping proses pemurnian minyak
goreng yaitu PFAD dan gliserol hasil samping industri biodiesel dengan tingkat
kemurnian gliserol lebih dari 90%. Sintesis M-DAG dilakukan dengan cara proses
esterifikasi asam lemak bebas (PFAD) dan gliserol dengan bantuan katalis Methyl Ester
Sulfonic Acid (MESA).

4

2 TINJAUAN PUSTAKA
Palm Fatty Acid Distillate
Palm Fatty Acid Distillate (PFAD) merupakan produk hasil samping dari proses
pemurnian Crude Palm Oil (CPO) menjadi minyak goreng, yang berjumlah sekitar 5%
dari berat CPO dan mengandung asam lemak bebas yang tinggi (Direktorat Jendral
Perkebunan 2013). Pemanfaatan PFAD biasanya digunakan dalam industri sabun, pakan
ternak, dan oleokimia (Ping et al. 2009).
Minyak sawit yang diperoleh dari hasil ekstraksi daging buah kelapa sawit
berupa minyak sawit kasar. Secara keseluruhan, proses pembuatan minyak sawit akan
menghasilkan 73% olein, 21% stearin, 5-6% PFAD, dan 0,5-1% CPO parit
(Chongkhong 2007). Komponen selain FFA yang terdapat pada PFAD bisa berupa
mono, di dan trigliserida, juga bisa berupa aldehid dan keton (Ketaren 2005).
CPO merupakan minyak mentah yang masih mengandung getah dan bahan
pencemar berupa kotoran maupun flavor yang tidak diinginkan. Sebelum diolah
menjadi berbagai produk olahan minyak, perlu dilakukan pemurnian pada CPO. Tahap
awal yang dilakukan pada proses pemurnian adalah proses pengendapan dan
penghilangan getah pada CPO, kemudian dilakukan proses pemucatan dengan
menambahkan bleaching earth yang bertujuan untuk memucatkan warna dari jingga
kemerahan berubah menjadi kuning keemasan. Selanjutnya dilakukan penghilangan bau
(deodorisasi) dengan cara menguapkan kandungan asam lemak bebas yang
menyebabkan aroma tengik pada minyak. Pada tahapan penghilangan bau tersebut
dihasilkan produk samping berupa palm fatty acid distillate atau PFAD (Ketaren 2005).
Tabel 1 Komponen yang terkandung dalam PFAD
Komponen
Squalene
Vitamin E
Sterols
Asam lemak bebas
gliserol
Senyawa lainnya
Sumber : Posada et al. 2007

Berat (%)
1,03
0,50
0,24
90,03
7,33
0,88

Gliserol Kasar
Gliserol banyak digunakan diberbagai industri, baik industri pangan maupun non
pangan, serta gliserol juga sering digunakan sebagai bahan baku dalam proses untuk
menghasilkan produk monoasilgliserol, diasilgliserol dan triasilgliserol terstruktur.
Gliserol merupakan senyawa yang memiliki tiga gugus hidroksil (-OH) yang berikatan
dengan tiga atom karbon (C), sehinga sering disebut dengan gula alkohol. Adanya
gugus hidroksil menyebabkan gliserol memiliki sifat yang larut dalam air (hidrofilik).
Rumus kimia gliserol adalah C3H8O3 yang memiliki nama kimia 1,2,3-propanatriol,
serta berat molekul 92,10 g/mol dengan massa jenis 1,23 g/cm3 (Winarno 2002).

5

Menurut O’Neil et al. (2006) gliserol mempunyai kekentalan yang tinggi, tidak
berwarna, tidak berbau, dan berasa manis yaitu 0,6 kali dari sukrosa. Gliserol memiliki
titik leleh 18,17oC dan titik didih 290oC disertai dengan dekomposisi. Gliserol kasar
yang dihasilkan dari hasil produksi biodiesel memiliki tingkat kemurnian sekitar 50%
yang berupa cairan kental dengan warna coklat kehitaman dan memiliki pH yang sangat
basa (pH>10) (Knohte 2005).
Gliserol kasar (Crude glyserol) merupakan produk hasil samping dari proses
pembuatan biodiesel. Gliserol kasar diperoleh dengan mereaksikan trigliserida dan
alkohol secara transesterifikasi (Kongjao et al. 2010). Menurut Lotero (2004), proses
transesterifikasi minyak nabati yaitu mereaksikan trigliserida dan alkohol dengan
bantuan asam atau basa kuat yang menghasilkan produk metil ester atau biodiesel dan
gliserol sebagai produk hasil sampingnya (Gambar 1).
O
H2C

O C R1
O

H2C OH

HC

O C R2
O

H2C

O C R3

Trigliseida

O

Katalis
+ 3 R OH

HC OH

+ 3 R C OR

H2C OH
Alkohol

Gliserol

Biodiesel

Gambar 1 Reaksi transesterifikasi minyak menjadi biodiesel dan gliserol
Gliserol hasil samping biodiesel terdiri dari beberapa komponen yaitu 50-60%
gliserol, 15-18% alkali dalam bentuk sabun dan hidroksida, 8-12% metanol, 2-3% air,
dan komponen lainnya (Kocsisova 2006). Produksi biodiesel menghasilkan residu yang
cukup besar sekitar kurang lebih 12% dari produk (Ahn et al. 1995). Menurut Carmona
et al. (2008) residu gliserol merupakan gliserol kasar berwarna gelap karena
mengandung sisa metanol, sisa katalis, dan bahan pengotor yang berasal dari minyak
sebagai bahan baku biodiesel, sehingga untuk memisahkan bahan-bahan pengotor
tersebut diperlukan proses pemurnian gliserol dengan cara penambahan asam yang
bertujuan untuk memecah sabun menjadi asam lemak bebas dan garam.
Emulsifier Mono-Diasilgliserol (M-DAG)
Emulsifier atau zat pengemulsi merupakan senyawa yang memiliki aktivitas
permukaan (surface active agents) yang digunakan untuk mengurangi tegangan
permukaan (surface tension) pada interfasial dua fase yang tidak saling bercampur,
sehingga menyebabkan keduanya dapat bercampur dan membentuk emulsi. Emulsifier
dapat menjaga butiran minyak tetap tersuspensi dalam air karena bagian molekul yang
bersifat non polar larut dalam lapisan luar butir-butir lemak dan bagian yang polar
berhadapan dengan pelarut air (continous phase) (Winarno 2002).
Mono-diasilgliserol (M-DAG) adalah emulsifier sintetis yang paling banyak
digunakan dalam industri makanan dan jumlahnya sekitar 70% dari penggunaan
emulsifier. Senyawa ini dibutuhkan hampir pada semua jenis proses produk pangan. M-

6

DAG dalam industri pangan digunakan sebagai emulsifier pada produk-produk pangan
berlemak seperti margarin, mentega, es krim, biskuit, dan roti. Selain di bidang pangan,
M-DAG juga digunakan dalam bidang farmasetika dan kosmetika (Ling et al. 2007).
Biasanya M-DAG digunakan sebagai bagian dari produk lemak dan sering dihubungkan
dengan emulsifier lainnya.
Karakter lipofilik menyebabkan M-DAG memiliki sifat yang sangat baik
sebagai emulsifier water in oil, seperti yang dibutuhkan pada pembuatan margarin. Pada
suhu ruang, M-DAG tidak larut dalam air dan hanya memiliki kelarutan yang sangat
terbatas dalam minyak, kecuali pada suhu tinggi. M-DAG diproduksi pada tiga macam
tingkat konsentrasi MAG yaitu 40-46% α-monogliserida, 52% α-monogliserida dan
90% monogliserida. Kualitas M-DAG akan semakin baik jika kadar monoasilgliserol
semakin tinggi (O’Brien 2009). Rasio gliserol dan asam lemak yang digunakan
menentukan konsentrasi mono-, di- dan triasilgliserol pada produk akhir. Jumlah
gliserol yang tinggi dapat menghasilkan MAG dengan konsentrasi yang tinggi pula.
Bentuk struktur kimia MAG dan DAG dapat dilihat pada Gambar 2.
O

O

H2C O C R1

H2C O C R1

HC OH

HC OH
O

H2C OH

H2C O C R2

MAG

DAG

Gambar 2 Struktur kimia MAG dan DAG
Sintesis M-DAG dapat diproduksi melalui reaksi esterifikasi sederhana antara
asam lemak dan gliserol, hidrolisis dari minyak dalam emulsi mikro, dan
transesterifikasi yang berupa reaksi transfer asil antara ester asam lemak atau minyak
dengan alkohol seperti etanolisis atau gliserolisis. Gambar 3 menunjukkan proses
esterifikasi sederhana antara asam lemak dan gliserol.
H2C

OH

HC

OH + RCOOH

H2C

OH

Gliserol

H2C

OH

HC

OH

H2C
Asam Lemak

OCOR

H2C OH
+ HC

OCOR + H2O

H2C OCOR

Monogliserida

Digliserida

Gambar 3 Proses esterifikasi sederhana untuk sintesis M-DAG
Proses esterifikasi dapat berlangsung cepat dengan adanya bantuan dari katalis,
katalis yang digunakan berupa katalis asam atau basa. Proses esterifikasi langsung tipe
batch dilakukan dengan cara mencampurkan asam lemak, gliserol dan katalis pada suhu
210-230°C. Air dihilangkan secara kontinyu melalui destilasi sehingga menyebabkan
kesetimbangan bergeser ke arah produk. Keberhasilan reaksi diamati melalui

7

pengukuran secara periodik dari bilangan asam. Setelah reaksi selesai, katalis
dinetralkan untuk menghentikan kesetimbangan dan kelebihan gliserol dihilangkan
dengan destilasi (Hasenhuettl 2008).
Emulsifier M-DAG dapat berupa ester yang padat dan mempunyai titik leleh
tinggi, ester berbentuk cair pada suhu ruang, dan ester berbentuk plastis yamh bersifat
antara bentuk pada dan cair (O’Brien 2009). Jenis emulsifier tersebut sangat
dipengaruhi oleh jenis asam lemak penyusunnya. Semakin banyak asam lemak yang
memiliki ikatan rangkap dan semakin tidak jenuh asam lemak penyusunnya, maka
bentuk emulsifier akan semakin lunak.
Proses pemurnian M-DAG
Pemurnian M-DAG merupakan suatu proses untuk mendapatkan M-DAG yang
memiliki tingkat kemurnian tinggi dan tidak mengandung zat atau fraksi pengotor
seperti ALB dan TAG. Proses pemurnian dapat dilakukan dengan cara saponifikasi
ekstraksi pelarut, kromatografi kolom dan destilasi molekuler (Compton et al. 2008).
Pemurnian dengan ekstraksi pelarut dapat dilakukan dengan pencampuran bahan yang
memiliki tingkat kepolaran yang sama dan menggunakan pelarut organik sebagai
pengekstranya. Metode kromatografi kolom umumnya menggunakan fasa diam dan fasa
gerak. Fasa diam yang umum digunakan dengan metode kromatografi kolom ialah gel
silika, sedangkan fasa gerak yang digunakan ialah pelarut organik (Watanabe et al.
2006).
Saponifikasi merupakan salah satu metode pemurnian secara fisik. Saponifikasi
dapat dilakukan menambahkan basa pada minyak yang akan dimurnikan. Sabun yang
terbentuk dari proses saponifikasi dapat dipisahkan dengan sentrifugasi. Penambahan
basa pada proses saponifikasi akan bereaksi dengan asam lemak membentuk sabun yang
mengendap. Saponifikasi adalah suatu proses untuk memisahkan asam lemak bebas dari
minyak atau lemak dengan cara mereaksikan asam lemak bebas dengan basa atau
pereaksi lainya hingga membentuk sabun. Dalam proses pemurnian dengan
penambahan alkali, beberapa senyawa trigliserida dapat dihilangkan, kecuali senyawa
yang tidak dapat tersabunkan (Ketaren 2005). Reaksi saponifikasi dapat berjalan dengan
baik pada suhu dan konsentrasi senyawa basa yang sesuai untuk memaksimalkan laju
reaksi. Selain itu waktu pengadukan selama proses saponifikasi juga berpengaruh dalam
mempercepat reaksi saponifikasi (Naomi et al. 2013).
Menurut Winarno (2002), kelarutan minyak atau lemak dalam suatu pelarut
ditentukan oleh sifat polaritas asam lemaknya. Asam lemak yang bersifat polar
cenderung larut dalam pelarut polar, sedangkan asam lemak non-polar larut dalam
pelarut non polar. Daya kelarutan dari asam lemak biasanya lebih tinggi dari komponen
gliseridanya, dan dapat larut dalam pelarut organik yang bersifat polar dan non polar.
Semakin panjang rantai karbon, maka minyak dan lemak tersebut semakin sukar larut.
Minyak dan lemak yang tidak jenuh lebih mudah larut dalam pelarut organik daripada
asam lemak jenuh dengan panjang karbon yang sama. Asam lemak dengan derajat
kejenuhannya lebih tinggi akan lebih mudah larut daripada asam lemak dengan derajat
ketidakjenuhan rendah (Ketaren 2005).
Pelarut heksan merupakan pelarut non polar sehingga dapat melarutkan TAG
dan ALB dengan sangat baik. Selain itu heksan memiliki bau yang tidak tajam sehingga
tidak mengganggu nilai organoleptik produk akhir yang dihasilkan. Penambahan pelarut
heksan diharapkan kandungan ALB dan TAG pada emulsifier semakin berkurang. Hal

8

ini dikarenakan heksan merupakan pelarut non polar dan TAG lebih bersifat non polar
dari pada DAG dan MAG, sehingga TAG lebih larut dalam heksan dan terpisah dari
MAG dan DAG. Menurut Farmo (1994), kelarutan suatu komponen didalam sistem
non-aquoeus tergantung dari titik leleh dan karakteristik pelarutnya. Suatu zat dapat
larut dalam pelarut jika mempunyai nilai polaritas yang sama.
Destilasi Molekuler
Proses pemurnian menggunakan destilasi molekuler merupakan metode destilasi
yang banyak digunakan untuk pemisahan dan pemurnian pada komponen yang tidak
stabil terhadap panas. Metode ini dicirikan dengan alokasi waktu distilasi singkat,
koefisien transfer panas tinggi, penghilangan hotspot, aliran operasi kontinyu, tekanan
rendah, dan jarak sempit antara kondensor dan evaporator. Distilasi molekuler termasuk
dalam teknologi wiped film evaporator (WFE). Proses operasi distilasi molekuler
bekerja berdasarkan sifat penguapan molekul, dimana kemudahan menguapnya
tergantung dari tekanan uap untuk masing-masing molekul tersebut. Tekanan uap setiap
molekul berbeda-beda tergantung bobot dari masing-masing molekul tersebut. Destilasi
molekuler didesain untuk pemisahan komponen volatile dengan membentuk lapisan
tipis material akibat agitasi mekanik dari sistem wiper (Pfaudler’s Enggineered System
Group 1997). Unit ini dilengkapi dengan jaket pemanas untuk meningkatkan energy
sehingga molekul dapat menguap dan kondensor internal yang letaknya dipusat kolom
evaporator.
Teknologi wiped film menggunakan hukum bahwa sifat dasar setiap molekul
kimia memiliki karakteristik tekanan uap yang berbeda. Perbedaan tekanan uap dapat
mendegradasi komponen kompleks menjadi lebih sederhana. Karena molekul
merupakan materi yang selalu bergerak konstan dengan derajat tertentu tergantung
komposisi dan perlakuan pada suhu dan tekanan yang diberikan padanya, sehingga
molekul yang berada di permukaan mempunyai kecenderungan untuk meloncat ke
udara yang mengelilingnya. Ketika suhu dinaikkan dan tekanan diturunkan, loncatan
molekul bertambah sehingga disebut menguap (Pope 2008). Penguapan molekul larutan
tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4 Proses penguapan molekul dari larutan
Penguapan terjadi ketika bahan yang dialirkan membentuk lapisan tipis karena
adanya agitasi mekanik wiper. Lapisan tipis yang terbentuk, didorong membentuk aliran
turbulen oleh wiper kemudian turun disepanjang dinding kolom evaporator karena
adanya gaya gravitasi dan lubang di dalam wiper. Selama bahan mengalir pada
pemanas, maka molekul menguap tergantung dari karakteristik bahan baku dan suhu
evaporatornya. Dalam operasi distilasi molekuler terdapat dua aliran yaitu destilat dan

9

residu. Molekul yang tidak terevaporasi akan mengalir ke bawah sebagai residu,
sedangkan bahan terevaporasi dikondensasi dan dipisahkan menjadi destilat (Pope
2008).

Gambar 5 Dasar-dasar evaporasi dan kondensasi
Proses pemurnian atau pemisahan dengan menggunakan destilasi molekuler
pada dasarnya adalah bahan cair yang dimasukan dalam kondisi vakum disemprotkan
ke lapisan tipis dan ditekan ke dalam permukaan evaporator. Dinding fraksinasi yang
dipanaskan dan vakum tekanan tinggi membawa komponen yang volatil mendekati
kondensor internal, sedangkan komponen yang kurang volatil (residu) masuk ke dalam
silinder. Hasil fraksinasi keluar melalui outlet. Sesuai dengan penggunaannya, produk
yang diinginkan bisa dihasilkan dari fase destilasi ataupun residunya (Pope 2008).

Gambar 6 Skema proses pemisahan dengan destilasi molekuler

10

3 METODOLOGI
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian adalah Palm Fatty Acid Distillate
(PFAD) dari PT. Asianagro Agungjaya, gliserol kasar dan katalis Methyl Ester Sulfonic
Acid (MESA) dari Surfactant and Bioenergy Research Center – Lembaga Penelitian
dan Pengabdian kepada Masyarakat Institut Pertanian Bogor (SBRC LPPM – IPB),
asam fosfat teknis 85%, zeolit, heksan teknis, etanol 96%, natrium bikarbonat
(NaHCO3). Bahan untuk analisis digunakan aquades, indikator bromtimol biru, larutan
H2SO4 0.2N, larutan NaOH 0,05N, NaIO4, etilena glikol, NaOH 0,5 N, etanol netral
95%, indikator PP 1%, larutan KOH 0,1N, petroleum eter, dietil eter, asam asetat
glasial, heksan p.a, HCl, asam sulfat, etanol netral 95%, minyak goreng, tabung kapiler,
dan kertas pH universal.
Peralatan yang digunakan adalah berupa reaktor dengan kapasitas 25 l, filtrasi,
vacuum destilasi, saringan vakum, kertas saring Whatman 41, magnetic stirer,
refrigerator, dan destilasi molekuler. Alat analisa berupa Gas Chromatography-Mass
Spectrometry (GC-MS) Agilent 1909IS-433, lempeng KLT, buret, neraca analitik,
peralatan gelas, corong, sudip, pipet tetes, tanur, oven, desikator, penangas air,
termometer, pipa kapiler dan kertas pH universal.

Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan sejak bulan Oktober 2015 sampai dengan Maret 2016 di
laboratorium Surfactant and Bioenergy Research Center – Lembaga Penelitian dan
Pengabdian kepada Masyarakat Institut Pertanian Bogor (SBRC LPPM – IPB) dan PT.
Mitra Ayu Adi Pratama, Lubuk Minturun, Padang.

Metode Penelitian
1. Persiapan dan Karakterisasi Bahan Baku
Pemurnian Gliserol Kasar
Pemurnian gliserol dilakukan bertujuan agar dapat menghasilkan produk dengan
rendemen dan kemurnian tinggi. Crude gliserol hasil samping biodiesel memiliki
kemurnian 40-45 %. Crude gliserol dimasukkan ke dalam reaktor pemurnian dengan
kondisi proses pada suhu 75 oC, kecepatan pengadukan 300 rpm, pada saat suhu 55 oC
dilakukan penambahan asam fosfat 85 % sebanyak 5 % (v/v), pengadukan dalam
reaktor terus berlangsung selama 2 jam (Farobie dan Fanani 2009). Penambahan asam
fosfat bertujuan untuk menghidrolisis sabun, membebaskan asam lemak dan mengikat
katalis metanol sehingga menghasilkan garam dan air. Setelah itu campuran didinginkan
dan didiamkan selama 1 jam sampai terbentuk tiga lapisan yaitu endepan garam, asam
lemak, gliserol murni). Selanjutnya dilakukan settling, yaitu pemisahan asam lemak dan
garam, kemudian difiltrasi yaitu memisahkan garam dengan gliserol, dilakukan dengan
saringan 20 mesh (Tianfeng 2013).

11

Kemudian untuk menghilangkan air dan metanol dilakukan menggunakan vacum
destilasi dengan kondisi proses pada suhu 130 oC, tekanan -25 inHg, kecepatan
pengadukan 300 rpm dan waktu proses selama 2 jam, sehingga diperoleh gliserol murni
> 90%. Gambar 7 menunjukkan diagram alir proses pemurnian gliserol kasar.
Crude gliserol

Reaktor pemurnian

Settling

Filtrasi
T 130oC, Tekanan -25
inHg, 300 rpm, 2 jam

Vacum Destilasi

T 75oC, H3PO4 85% sebanyak
5% (v/v), 300 rpm, 2 jam
Asam lemak + Garam
Garam

Air + Metanol

Gliserol Murni

Gambar 7 Diagram alir pemurnian crude gliserol
Karakterisasi PFAD dan Gliserol
Karakterisasi bahan baku dilakukan pada Palm Fatty Acid Destillate (PFAD) dan
gliserol. Karakterisasi gliserol yang dilakukan yaitu gliserol sebelum dan setelah
pemurnian. Analisis karakterisasi yang dilakukan adalah uji kadar gliserol, kadar abu,
nilai pH, dan warna, sedangkan analisis karakteristik yang dilakukan pada Palm Fatty
Acid Destillate (PFAD) yaitu uji kadar asam lemak bebas, titik leleh, dan nilai pH.
Prosedur analisis kimia dapat dilihat pada Lampiran 1.
2. Sintesis dan Karakterisasi Mono-diasilgliserol (M-DAG)
Pelaksanaan penelitian pada tahap ini adalah melakukan proses esterifikasi MDAG dari Palm Fatty Acid Distilate (PFAD) dan gliserol (modifikasi Hermanda 2015).
Proses dimulai dengan mereaksikan PFAD dan gliserol dengan perbandingan rasio mol
1:2 serta katalis MESA 1,5 % pada reaktor berpengaduk kapasitas 25 liter secara
vakum, kemudian dipanaskan selama 75 menit pada suhu 120 oC, setelah itu dilakukan
penambahan zeolit sebanyak 5% (b/b). Gambar 8 menunjukkan diagram alir proses
sintesis M-DAG. Analisa karakterisasi M-DAG kasar yang dilakukan berupa kadar
asam lemak bebas, titik leleh, nilai pH, kadar abu, uji GC-MS, analisa KLT, warna, bau
dan tesktur. Prosedur analisis kimia dapat dilihat pada Lampiran 1.

12

PFAD dan Gliserol (1:2)

Reaktor
T 120oC, 75 menit

Katalis MESA 1,5%

Pemanasan
M-DAG Kasar

Gambar 8 Diagram alir sintesis M-DAG
3. Pemurnian M-DAG dengan Ekstrasi Pelarut – Saponifikasi
Proses pemurnian dilakukan dengan metode ekstraksi pelarut – saponifikasi
menurut Bashir (2014) yang dimodifikasi. Proses pemurnian bertujuan untuk
memisahkan M-DAG, ALB dan TAG. TAG diekstraksi menggunakan pelarut dan ALB
disabunkan dengan basa. Proses pemurnian dilakukan pada suhu ruang yang diawali
dengan melarutkan 30 g sampel M-DAG kasar dalam 150 ml pelarut heksan dan etanol,
dimana rasio heksan dan etanol 1:1 kemudian diaduk selama 5 menit. Selanjutnya
ditambahkan NaHCO3 dengan perlakuan tanpa NaHCO3 (0%), NaHCO3 10, 15, dan
20% (b/b) pengadukan dilanjutkan dengan magnetic stirrer selama 10 menit.
Penambahan NaHCO3 bertujuan untuk menyabunkan asam lemak bebas. Sampel yang
telah disaponifikasi tersebut didiamkan dan dipisahkan dari endapan sabun yang
terbentuk. Fraksi heksan dan fraksi etanol yang tercampur didinginkan dalam
refrigerator untuk kristalisasi selama 24 jam. Selanjutnya sampel disaring untuk
mendapatkan M-DAG murni dengan kertas saring Whatman 41 menggunakan
penyaring vakum, kemudian sampel dikering anginkan untuk menguapkan pelarut yang
tersisa. Gambar 9 menunjukkan diagram alir proses pemurnian M-DAG dengan
ekstraksi pelarut – saponifikasi.

13

M-DAG kasar 30 g
Heksana : Etanol
sebanyak 150ml (1:1)

Fraksinasi
Natrium bikarbonat (0,
10%, 15%, dan 20% (b/b)

Saponifikasi
Pemisahan

Endapan sabun

Fraksi heksan dan etanol

Pendinginan (7°C, 24 jam)
Penyaringan

Larutan organik

M-DAG Murni

Gambar 9 Diagram alir pemurnian M-DAG dengan metoda ekstraksi pelarut
dan saponifikasi.
Rancangan percobaan yang digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL)
satu faktor yaitu penambahan natrium karbonat 0, 10, 15, dan 20% (b/b) dengan 3 kali
ulangan. Hasil data tersebut kemudian diolah menggunakan uji Anova dengan P65 °C dapat meningkatkan kemurnian gliserol hingga 85 %.
Gliserol hasil pemurnian dilakukan pengujian dan dibandingkan dengan gliserol
sebelum pemurnian. Pengujian yang dilakukan adalah kadar gliserol, kadar abu, pH dan
warna. Perbandingan hasil analisa karakteristik gliserol sebelum dan sesesudah
pemurnian dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2 Karakteristik gliserol kasar dan gliserol murni
Jenis Uji
Kadar Gliserol (%)
Kadar Abu (%)
Nilai pH
Warna

Gliserol Kasar
40
5,52
11
Coklat
kehitaman

Gliserol Murni
97
0,92
6
Coklat

SNI 06-1564-1995
Min 80
Maks. 10
-

Kadar gliserol merupakan parameter penting untuk melihat tingkat kemurnian dari
gliserol. Peningkatan kadar gliserol disebabkan karena netralisasi basa dan pemecahan
sabun yang membebaskan gliserol dari garam dan asam lemak bebas, selain itu adanya
proses pemanasan juga membantu menguapkan metanol dan bahan pengotor organik.
Semakin tinggi nilai kadar gliserol maka semakin tinggi tingkat kemurnian gliserol.
Berdasarkan SNI 06-1564-1995, kadar gliserol minimum yang diperbolehkan untuk
dikomersialkan adalah 80 %. Dari segi warna gliserol kasar memiliki warna yang lebih
gelap dibandingkan warna gliserol murni. Semakin tinggi kadar gliserol, maka warna
gliserol akan semakin terang. Selain kadar gliserol, kadar abu merupakan salah satu
parameter penting dalam menentukan kualitas gliserol. Jika kadar abu semakin rendah
maka kandungan zat mineral atau anorganik pada gliserol semakin menurun sehingga
tingkat kemurnian gliserol juga akan meningkat.
Nilai pH pada gliserol mengalami penurunan pada saat sebelum dan sesudah
pemurnian. Gliserol kasar bersifat basa karena masih banyak mengandung katalis KOH
dan sabun kalium, sedangkan penurunan nilai pH pada gliserol murni disebabkan karena
penggunaan asam fosfat 85% dalam proses pemurnian gliserol, sehingga menyebabkan
ion kalium dari katalis KOH yang bersifat basa berikatan dengan ion fosfat dan
membentuk garam kalium fosfat, sedangkan sabun terpecah menjadi asam lemak bebas
dan garam.
Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini selain gliserol adalah Palm
Fatty Acid Distillate (PFAD). PFAD merupakan produk hasil samping dari proses
pemurnian minyak sawit kasar (Crude Palm Oil) yang banyak mengandung asam lemak
bebas (ALB). Tahapan proses pemurnian CPO dalam proses pembuatan minyak goreng
adalah proses awal, pemucatan dan penyaringan, serta penghilangan bau (deodorisasi).
Prinsip dari proses deodorisasi yaitu destilasi minyak oleh uap dalam keadaan
hampa udara. Deodorisasi dilakukan dengan cara menguapkan komponen-komponen
volatil, proses ini dilakukan secara kontinu pada suhu 240-270 oC dalam keadaan
vakum 2-5 mmHg. Pada kondisi ini asam lemak bebas yang ada dalam minyak hasil
pemucatan didestilasi bersama dengan senyawa-senyawa yang mudah menguap dan
menghasilkan hasil oksidasi seperti aldehid, keton, dan hasilnya adalah Refined
Bleaching Deodorised Palm Oil (RBDPO). Dimana hasil destilat RBDPO tersebut
adalah Palm Fatty Acid Destilate (PFAD) (Silviana 2008). Hasil analisis karakteristik
PFAD dapat dilihat pada Tabel 3 berikut.

17

Tabel 3 Karakteristik PFAD
Jenis Uji
Kadar ALB (%)
Titik leleh (oC)
Nilai pH

Hasil
87,76
39
4

SNI 01-0015-1987
Min. 80
-

PFAD pada suhu ruang berbentuk padat dan berwarna kuning kecoklatan,
sedangkan ketika dipanaskan akan berubah warna menjadi coklat tua. Kadar asam
lemak merupakan faktor penentu dalam efektifitas proses reaksi esterifikasi. Tingginya
nilai ALB menunjukkan bahwa PFAD dari PT. Asianagro Agungjaya ini dapat
digunakan sebagai sumber asam lemak bebas dalam pembuatan Mono-diasilgliserol. pH
rendah disebabkan karena tingginya kadar asam lemak dari PFAD. pH merupakan
derajat keasaman dari suatu produk.
Titik leleh merupakan suhu pada saat suatu bahan berubah dari fase padat
menjadi cair hingga keseluruhan menjadi cair sempurna. Berdasarkan pada Tabel 2
PFAD memiliki tetik leleh sebesar 39 oC. Titik leleh minyak dan lemak dipengaruhi
oleh asam lemak penyusunnya. PFAD memiliki kandungan asam lemak jenuh yang
tinggi berupa asam palmitat (C16H32O2) dan asam lemak tak jenuh berupa asam oleat
(C18H38O2), sehingga titik lelehnya relatif tinggi. Asam lemak jenuh mempunyai titik
leleh yang lebih tinggi dari pada asam lemak tidak jenuh, karena ikatan antar molekul
asam lemak tidak jenuh kurang kuat dibandingkan asam lemak jenuh. Makin panjang
rantai atom C, titik leleh akan semakin tinggi dan sebaliknya semakan banyak jumlah
ikatan rangkapnya maka titik leleh akan semakin menurun.
Menurut Atmadja (2000), asam lemak yang banyak terkandung dalam PFAD
adalah asam palmitat (47,58%) dan asam oleat (34,75%). Selain itu, PFAD juga
mengandung asam linoleat (10,35%) dan asam stearat (5,14%). Dengan meli