Pemanfaatan Karbon Aktif Dari Ampas Teh Sebagai Adsorben Dalam Proses Adsorpsi α-Tokoferol Yang Terkandung Dalam Minyak Kelapa Sawit Mentah (Crude Palm Oil)

BAB I
PENDAHULUAN
1.1

LATAR BELAKANG
Minyak

kelapa

sawit

merupakan

salah

satu

minyak

utama

yang

diperdagangkan dalam perdagangan minyak dan lemak di dunia [1]. Indonesia
merupakan negara penghasil minyak kelapa sawit terbesar di dunia selain Malaysia,
Thailand, Nigeria, Kolombia, Ekuador, Amerika Selatan, dan Papua Nugini [2].
Minyak kelapa sawit mentah (CPO) diproduksi dari buah kelapa sawit dengan
melalui beberapa proses, salah satunya adalah pengilangan yang bertujuan untuk
menghilangkan komponen minor pada minyak [3]. Komponen minor yang terdapat
dalam CPO adalah sebesar 1% yang terdiri dari beberapa komponen seperti
karotenoid, sterol, tokoferol, dan tokotrienol. Tokoferol dan tokotrienol yang terdapat
dalam CPO memiliki jumlah sebesar 600-1000 ppm [4].
Tokoferol atau vitamin E adalah vitamin yang berfungsi sebagai antioksidan
dan mencegah terjadinya kerusakan pada membran sel [5,6]. Sebagai antioksidan,
vitamin E mampu mencegah terjadinya penyakit kanker, penyakit kardiovaskular,
penurunan penglihatan karena usia serta atherosclerosis [7,8]. Selain itu, vitamin E
juga mampu mencegah beberapa penyakit seperti alzheimer, ataksia, fibrosis, dan
parkinson [9] [10,11]. Vitamin E merupakan komponen bioaktif yang juga berfungsi
sebagai antipenuaan [12]. Karena fungsinya tersebut, vitamin E mendapatkan banyak
perhatian dan banyak digunakan terutama dalam bidang makanan, kosmetik, dan
farmasi [13,12].

Karena manfaatnya yang begitu besar maka perlu dilakukan metode yang tepat
untuk memisahkan tokoferol dari CPO, sehingga tokoferol yang telah dipisahkan
tidak rusak dan bisa digunakan kembali. Beberapa metode telah dilakukan untuk
memisahkan α-tokoferol dari minyak nabati seperti ekstraksi superkritik dengan
pelarut [14], distilasi molekul [15], dan adsorpsi [12, 6, 16, 5]. Metode adsorpsi
merupakan metode yang dapat digunakan pada temperatur rendah [12]. Karena sifat
α-tokoferol yang dapat terdegradasi cahaya dan panas [8], maka metode adsorpsi
dapat dipertimbangkan sebagai metode yang tepat dalam pemisahan tokoferol.

1
Universitas Sumatera Utara

Beberapa penelitian tentang pemisahan α-tokoferol dengan metode adsorpsi
telah dilakukan diantaranya adalah telah dibandingkannya penggunaan dari empat
jenis adsorben yaitu silika gel, aluminum oksida aktif, poliaromatik brominat, dan
poliaromatik Dowex Optipore L-285. Hasil penelitian yang diperoleh menunjukkan
silika gel sebagai adsorben terbaik dari keempat adsorben yang digunakan [17]. Pada
penelitian yang lain, digunakan silika sebagai adsorben dalam pemisahan αtokoferol. Dari penelitian tersebut dihasilkan persamaan kesetimbangan, isoterm,
serta kinetika dari proses adsorpsi dengan silika [16,18]. Selain itu juga telah
dilakukan penelitian untuk mengadsorpsi α-tokoferol menggunakan adsorben lain

seperti clipnotilolite tuff yang diaktivasi asam [6], mesoporus titania nanokristal [5],
resin penukar ion Diaion PA306S [12], dan karbon aktif [19]. Berdasarkan hasil
penelitian yang dilakukan, diketahui bahwa karbon aktif sangat baik dalam menjerap
α-tokoferol [19].
Ampas teh merupakan limbah yang sangat berpotensi sebagai bahan baku
pembuatan karbon aktif. Hal ini dapat dilihat dari banyaknya penelitian yang
memanfaatkan ampas teh sebagai bahan baku pembuatan karbon aktif. Beberapa
penelitian tersebut antara lain pembuatan karbon aktif dari ampas teh dengan aktivasi
kimia menggunakan energi microwave [20], pemanfaatan karbon aktif dari ampas
teh sebagai adsorben kromium [21], penggunaan K2CO3 sebagai aktivator pembuatan
karbon aktif dari ampas teh [31], dan pemanfaatan karbon aktif dari ampas teh pada
superkapasitor elektroda dengan performa tinggi [32]. Besarnya potensi ampas teh
sebagai bahan baku karbon aktif serta kemampuan adsorpsi karbon aktif yang baik,
menjadi alasan utama dilakukannya penelitian ini untuk melihat kemampuan dari
karbon aktif dari ampas teh dalam menjerap α-tokoferol.
1.2 PERUMUSAN MASALAH
Telah banyak dilakukan penelitian untuk memisahkan α-tokoferol dengan metode
adsorpsi menggunakan bebagai jenis adsorben, salah satunya dengan menggunakan
karbon aktif. Melihat dari potensi ampas teh sebagai bahan baku pembuatan karbon
aktif, serta kemampuan adsorpsi karbon aktif yang tinggi, maka pada penelitian ini

ingin diketahui bagaimana kemampuan karbon aktif dari ampas teh sebagai adsorben
pada adsorpsi α-tokoferol dari CPO.

2
Universitas Sumatera Utara

1.3 TUJUAN PENELITIAN
Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut:
1.

Mengetahui kondisi terbaik dari proses adsorpsi α-tokoferol dari CPO dengan
menggunakan adsorben karbon aktif dari ampas teh.

2.

Mendapatkan model kinetika dan model isotherm pada proses adsorpsi αtokoferol dari CPO dengan menggunakan adsorben karbon aktif dari ampas teh.

1.4

MANFAAT PENELITIAN

Manfaat dari penelitian yang dilakukan adalah:

1.

Memperoleh informasi mengenai penggunaan karbon aktif dari ampas teh
dalam mengadsorpsi α-tokoferol dari CPO.

2.

Penggunaan model kinetika dan isoterm dari proses adsorpsi α-tokoferol dari
CPO dengan menggunakan adsorben karbon aktif dari ampas teh untuk
pembuatan alat proses yang sesuai.

1.5

RUANG LINGKUP PENELITIAN
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Penelitian dan Laboratorium

Kimia Fisika, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera
Utara Medan. Penelitian ini memiliki ruang lingkup atau batasan sebagai berikut:

1.

Bahan baku yang digunakan adalah CPO.

2.

Adsorben yang digunakan adalah karbon aktif dari ampas teh.

3.

Variabel penelitian:
a. Pembuatan karbon aktif
 Ukuran ampas teh = 50 mesh
 Perbandingan berat ampas teh : H3PO4 = 1 : 2
 Konsentrasi H3PO4 = 85%
 Suhu pirolisis = 500 °C
 Waktu pirolisis = 15 menit
 Suhu pengeringan di dalam oven = 110 °C
b. Kajian model kinetika adsorpsi
Variabel tetap:

3
Universitas Sumatera Utara

 Suhu adsorpsi = 40 °C [16]
 Kecepatan pengadukan = 180 rpm [16]
 Ukuran partikel = 50 mesh
 Rasio berat adsorben dengan CPO = 1:6
Variabel berubah:
 Waktu adsorpsi = 0 ; 2 ; 4 ; 7 ; 10 ; 15 ; 20 ; 23 menit
c. Kajian model isoterm adsorpsi
Variabel tetap:
 Waktu adsorpsi = 20 menit
 Ukuran partikel = 50 mesh
Variabel berubah:
 Kecepatan pengadukan = 140; 160; 180 rpm [16]
 Rasio berat adsorben dengan CPO = 1:3 ; 1:4 ; 1:5 ; 1:6
4.

Analisa hasil penelitian:

 Analisa kadar abu dan zat volatil (volatile matter) untuk karbon aktif
 Analisa luas permukaan karbon aktif dengan menggunakan instrumen BET.
 Analisa konsentrasi α-tokoferol dalam CPO sebelum dan sesudah proses
adsorpsi dengan menggunakan instrumen HPLC.

5.

Hasil pengolahan data:


Penentuan % adsorpsi dan kapasitas adsorben.



Penentuan model isoterm yang sesuai dengan hasil penelitian pada
masing-masing suhu adsorpsi.



Penentuan model kinetika proses adsorpsi yang sesuai dengan hasil

penelitian.

4
Universitas Sumatera Utara