Pembuatan Arang Aktif Dari Tempurung Biji Karet (Hevea Brasiliensis) Sebagai Adsorben Pada Pemurnian Minyak Goreng Bekas

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Minyak goreng
Lemak dan minyak merupakan suatu trigliserida yang terbentuk dari
kondensasi satu molekul gliserol dengan tiga molekul asam lemak. Lemak dan
minyak sebagai bahan pangan dibagi menjadi dua, yaitu lemak yang siap
dikonsumsi tanpa dimasak misalnya mentega, dan lemak yang dimasak bersamasama bahan pangan atau dijadikan sebagai medium penghantar panas dalam
memasak bahan pangan misalnya minyak goreng (Ketaren 1986).
Minyak goreng bukan hanya sebagai media transfer panas ke makanan,
tetapi juga sebagai bahan makanan. Selama penggorengan sebagian minyak akan
masuk ke bagian luar bahan goreng dan mengisi ruang kosong yang semula diisi
oleh air. Hasil penggorengan biasanya mengandung 5-40% minyak. Komposisi
minyak yang rusak dapat menyebabkan berbagai penyakit seperti pengendapan
lemak dalam pembuluh darah dan penurunan nilai cerna lemak (Wijana, 2005).
Minyak goreng yang baik mempunyai sifat tahan panas, stabil pada cahaya
matahari, tidak merusak flavor (bau) hasil gorengan, menghasilkan produk dengan
tekstur dan rasa yang bagus. Standar mutu minyak goreng di Indonesia diatur
dalam SNI 01-3741-2002 yang dapat dilihat pada tabel 2.4 berikut :

6
Universitas Sumatera Utara

7

Tabel 2.1 Syarat Mutu Minyak Goreng Menurut (SNI 01-3741-2002)
No

Kriteria Uji

Satuan

Persyaratan

1

Bau dan Rasa

-

Normal

2

Warna

-

Putih, kuning pucat sampai kuning

3

Kadar Air

% b/b

Maks 0,30

4

Berat jenis

5

Bilangan Asam

%

Maks 2

6

Bilangan peroksida

Meq/gr

Maks 2

7

0,900

Cemaran logam

7.1

Besi (Fe)

mg/kg

Maks 1.5

7.2

Tembaga (Cu)

mg/kg

Maks 0.1

7.3

Raksa (Hg)

mg/kg

Maks 0.1

7.4

Timbal (Pb)

mg/kg

Maks 40.0

7.5

Timah (Sn)

mg/kg

Maks 0.005

7.6

Seng (Zn)

mg/kg

Maks 40.0/250.0)

8

Arsen (As)

% b/b

Maks 0.1

Sumber : Standar Nasional Indonesia 01-3741-2002

2.2 Minyak Goreng Bekas
Minyak goreng bekas mengandung berbagai radikal bebas, yang setiap saat siap
untuk mengoksidasi organ tubuh secara perlahan. Minyak goreng bekas kaya akan
asam lemak bebas. Terlalu sering mengkonsumsi minyak goreng bekas dapat
menyebabkan potensi kanker meningkat. Menurut para ahli kesehatan, minyak
goreng hanya boleh digunakan dua sampai empat kali menggoreng (Winarno,
1980).
Selama proses penggorengan, minyak akan mengalami reaksi degradasi
yang disebabkan oleh panas, udara, dan air, mengakibatkan oksidasi, hidrolisis
dan polimerisasi. Produk reaksi degradasi yang terkandung dalam minyak ini akan

Universitas Sumatera Utara

8

mengurangi kualitas minyak dan menyebabkan efek kesehatan yang merugikan
bagi manusia (Bhattacharya, et al. 2008)
Sehubungan dengan banyaknya minyak goreng bekas dari sisa industri

maupun rumah tangga dalam jumlah tinggi dan menyadari adanya bahaya
konsumsi minyak goreng bekas, maka perlu dilakukan upaya –upaya untuk
memanfaatkan minyak goreng bekas tersebut agar tidak terbuang dan mencemari
lingkungan. Pemanfaatan minyak goreng bekas ini dapat dilakukan pemurnian
agar dapat digunakan kembali sebagai media penggorengan atau digunakan
sebagai bahan baku produk berbasis minyak seperti sabun (Susinggih dkk, 2005).
Jika kita mengumpulkan minyak goreng bekas (disebut juga recycled
frying oil) keuntungan yang bisa diperoleh antara lain adalah :
a. Mencegah terjadinya polusi lingkungan (air dan tanah) dengan tidak
adanya pembuangan miyak goreng bekas ke sembarang tempat.
b. Mengurangi bahan karsinogenik yang beredar di masyarakat. Penggunaan
minyak goreng yang berulang-ulang (ditandai dengan warna coklat tua,
hitam) akan mengoksidasi asam lemak tidak jenuh membentuk gugus
peroksida. Senyawa ini memicu kanker, pembesar hati, ginjal dan
gangguan jantung (Prihandana, 2007).
Menurut ketaren (1986), tujuan utama proses pemurnian minyak adalah
menghilangkan rasa dan bau yang tidak enak, warna yang tidak menarik, serta
memperpanjang masa simpan minyak sebelum dikonsumsi atau digunakan
sebagai bahan mentah dalam industri. Kotoran – kotoran yang ada dalam minyak
dapat berupa komponen yang tidak larut dalam minyak. Komponen yang tidak

larut dalam minyak adalah lendir, getah, abu dan mineral.
(Harmin Nora, dkk 2012) juga dalam penelitianya tentang pemanfaatan
arang aktif serbuk gergaji kayu ulin mengatakan bahwa salah satu alternative cara

Universitas Sumatera Utara

9

peningkatan kualitas minyak goreng bekas adalah dengan adsorpsi menggunakan
adsorben sehingga mutu minyak dapat dipertahankan. Adsorben tersebut dapat
menghilangkan sebagian asam lemak bebas dan peroksida. Minyak goreng yangn
sudah diadsorpsi dapat digunakan kembali sebagai bahan baku pembuatan
biodiesel dan pembuatan sabun.

2.3 Kualitas minyak Goreng

2.3.1 Berat Jenis
Peningkatan berat jenis berbanding lurus dengan banyaknya frekuensi dalam
menggoreng. Hal ini dikarenakan selama penggorengan terdapat kotoran yang
berasal dari bahan yang bercampur dalam minyak tersebut dan mengakibatkan

bobot jenis yang meningkat. Berat jenis dipengaruhi oleh kotoran yang
terkandung didalam minyak. Kotoran tersebut antara lain yang berasal dari bahan
baku, asam lemak bebas, hidrokarbon, mono dan digliserida hasil hidrolisa dari
trigliserida serta zat-zat hasil oksidasi dan komposisi minyak (White, P. J. 1991).

2.3.1 Penentuan Kadar Air pada Minyak
Penentuan kadar air minyak goreng bekas adalah mengetahui kadar air yang
terdapat pada minyak goreng dengan menggunakan oven pada suhu 60oC selama
3 jam (Pratiwi Putri Lestari, 2010)

2.3.2 Asam Lemak Bebas
Asam lemak bebas adalah suatu asam lemak oleat, linoleat, stearat, dan lain-lain
yang tidak terikat pada molekul gliserin. Kadar Asam Lemak Bebas yang rendah
adalah pertanda dari minyak segar yang berkualitas.

Universitas Sumatera Utara

10

Meningkatnya kadar Asam Lemak Bebas pada waktu penggorengan

adalah terutama jumlah uap dari makanan selama proses penggorengan dan suhu
penggorengan. Faktor lain yang mempengaruhi meningkatnya Asam Lemak
Bebas termasuk dengan adanya rempah-rempah makanan yang gosong di dalam
minyak.
Tingkat Asam Lemak Bebas yang sangat tinggi bisa menghasilkan asap
yang berlebih dan rasa yang tidak sedap. Kadar Asam Lemak Bebas dapat
membantu dalam penilaian syarat dari minyak yang berkualitas baik (Sartika S
Sinaga, 2008).

2.3.3 Penentuan Angka Peroksida
Bilangan peroksida adalah menyatakan terjadinya oksidasi dari minyak. Bilangan
peroksida berguna untuk penentuan kualitas minyak setelah pengolahan dan
penyimpanan. Pada pengolahan minyak dengan cepat dan tepat dari minyak yang
berkualitas baik, bilangan peroksidanya hampir mendekati nol. Peroksida akan
meningkat sampai pada tingkat tertentu selama penyimpanan sebelum
penggunaan, yang jumlahnya tergantung pada waktu, suhu, dan kontaknya dengan
cahaya dan udara (Sartika S Sinaga, 2008).
Selama oksidasi, nilai peroksida meningkat secara lambat-laun, yang
kemudian dengan cepat mencapai puncak. Tingginya bilangan peroksida
menandakan oksidasi yang berkelanjutan, tetapi rendahnya bilangan peroksida
bukan berarti bebas dari oksidasi. Pada suhu penggorengan, peroksida meningkat,
tetapi menguap dan meninggalkan sistem penggorengan pada temperatur yang
tinggi (Sartika S Sinaga, 2008)

Universitas Sumatera Utara

11

2.4 Arang Aktif
Arang merupakan suatu padatan berpori yang mengandung 85-95% karbon,
dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung karbon dengan pemanasan pada
suhu tinggi. Ketika pemanasan berlangsung, diusahakan agar tidak terjadi
kebocoran udara didalam ruangan pemanasan sehingga bahan yang mengandung
karbon tersebut hanya terkarbonisasi dan tidak teroksidasi (Meilita Tryana
Sembiring dkk, 2003)

Arang selain digunakan sebagai bahan bakar, juga dapat digunakan
sebagai adsorben (penyerap). Daya serap ditentukan oleh luas permukaan partikel
dan kemampuan ini dapat menjadi lebih tinggi jika terhadap arang tersebut
dilakukan aktifasi dengan faktor bahan-bahan kimia ataupun dengan pemanasan
pada temperatur tinggi. Dengan demikian, arang akan mengalami perubahan sifatsifat fisika dan kimia. Arang yang demikian disebut sebagai arang aktif (Meilita
Tryana Sembiring dkk, 2003).
Arang aktif adalah sejenis adsorben (penyerap) yang berwarna hitam dan
berbentuk granula, bulat, pelet atau bubuk. Hanya dengan 1 g arang aktif akan
didapatkan suatu material yang memiliki luas permukaan sekitar 500 m 2. Dengan
luas permukaan yang sangat besar, arang aktif memiliki kemampuan menyerap
zat-zat yang terkandung dalam air dan sangat efektif dalam menyerap zat terlarut
dalam air baik organik maupun anorganik (Kusnaedi.2010)
Karbon aktif yang merupakan adsorben adalah suatu padatan berpori, yang
sebagian besar terdiri dari unsur karbon bebas dan masing – masing berikatan
secara kovalen. Selain komposisi dan polaritas, struktur pori juga merupakan
faktor yang penting diperhatikan. Struktur pori berhubungan dengan luas
permukaan, semakin kecil pori – pori arang aktif, mengakibatkan luas permukaan
semakin besar. Dengan demikian kecepatan adsorpsi bertambah. Untuk

Universitas Sumatera Utara

12

meningkatkan kecepatan adsorpsi, dianjurkan menggunakan karbon aktif yang
telah dihaluskan.
Beberapa keuntungan arang aktif dibandingkan dengan adsorben –
adsorben lain yaitu:
a. Penyerapan yang dilakukan untuk proses pemisahan dan pemurnian
umumnya tanpa terlebih dahulu melakukan penghilangan kelembapan.
b. Karena luasnya untuk mencapai permukaan bagian dalam dapat menyerap
dengan banyak molekul non polar dan menyerap dengan lemah molekulmolekul polar organik.
c. Panas adsorpsi atau kekuatan ikatan, pada arang aktif lebih rendah
dibandingkan penyerap yang lain karena kekuatan Vander Waals
merupakan kekuatan utama dalam adsorpsi. Sehingga pelepasan molekul–
molekul yang terserap relatif lebih mudah dan membutuhkan energi yang
lebih rendah untuk regenerasi arang aktif.

2.4.1 Sifat-Sifat Karbon Aktif
Karena susunan atom-atom yang tidak teratur, sifat-sifat fisik karbon aktif
berbeda dari bentuk grafit dan intan. Partikel karbon aktif sangat kecil, dengan
diameter antara 10-300 nm, dan kerapan kira-kira 1,8 mg/m3.
Komponen-komponen lain diluar dari karbon aktif adalah oksigen,
hidrogen dan sulfur. Dasar pembuatan arang aktif adalah pengubahan senyawa
hidrokarbon menjadi karbon dan hidrogen, melalui proses pembakaran dalam
udara sedikit yang digunakan untuk proses dekomposisi hidrokarbon itu sendiri
menjadi karbon dan hidrogen. Setelah proses dekomposisi akan terbentuk partikel
dengan bobot molekul rendah yang berfungsi sebagai inti. Inti dapat membesar
sambil melepaskan hidrogen dan akhirnya akan terbentuk partikel karbon yang
padat (Ando.J, 1982).

Universitas Sumatera Utara

13

2.4.2 Proses Pembuatan Arang
Proses pembuatan arang aktif dapat dibagi dua:
1. Proses Kimia
Bahan baku dicampur dengan bahan-bahan kimia tertentu, kemudian dibuat pada.
Selanjutnya pada tersebut dibentuk menjadi batangan dan dikeringkan serta
dipotong-potong. Aktifasi dilakukan pada temperatur 100°c. Arang aktif yang
dihasilkan, dicuci dengan air selanjutnya dikeringkan pada temperatur 300 °c.
Dengan proses kimia, bahan baku dapat dikarbonisasi terlebih dahulu, kemudian
dicampur dengan bahan-bahan kimia.
2. Proses Fisika
Bahan baku terlebih dahulu dibuat arang. Selanjutnya arang tersebut digiling,
diayak untuk selanjutnya diaktifasi dengan cara pemanasan pada temperatur 1000
°c yang disertai pengaliran uap. Proses fisika banyak digunakan dalam aktifasi
arang antara lain:
a. Proses Briket: bahan baku atau arang terlebih dahulu dibuat briket, dengan
cara mencampurkan bahan baku atau arang halus dengan ter. Kemudian,
briket yang dihasilkan dikeringkan pada 550°C untuk selanjutnya
diaktifasi dengan uap.
b. Destilasi kering: merupakan suatu proses penguraian suatu bahan akibat
adanya pemanasan pada temperatur tinggi dalam keadaan sedikit mau
tanpa udara. Dengan cara destilasi kering, diharapkan daya serap arang
aktif yang menghasilkan dapat menyerupai atau lebih baik dari pada daya
serap arang aktif yang diaktifkan dengan menyertakan bahan-bahan kimia.
Juga dengan cara ini, pencemaran lingkungan sebagai akibat adanya
penguraian senyawa-lenyawa kimia dari bahan-bahan pada saat proses
pengarangan dapat diihindari. Selain itu, dapat dihasilkan asap cair sebagai

Universitas Sumatera Utara

14

hasil pengembunan uap hasil penguraian senyawa-senyawa organik dari
bahan baku (Meilita Tryana Sembiring, Dkk, 2003)
Proses aktifasi merupakan hal yang penting diperhatikan disamping bahan
baku yang digunakan. Yang dimaksud dengan aktifasi adalah suatu perlakuan
terhadap arang yang bertujuan untuk memperbesar pori yaitu dengan cara
memecahkan ikatan hidrokarbon atau mengoksidasi molekul – molekul
permukaan sehingga arang mengalami perubahan sifat, baik fisika maupun kimia,
yaitu luas permukaannya bertambah besar dan berpengaruh terhadap daya
adsorpsi. Berdasarkan standar kualitas arang aktif menurut SNI 06- 3730-1995
tertulis pada tabel berikut ini:

Tabel 2.2 Kualitas arang aktif menurut SNI 06- 3730-1995
No

Uraian

Persyaratan kualitas
Butiran

Serbuk

1

Bagianyang hilang pada pemanasan 9500C,%

Maks 15

Maks 25

2

Kadar air ,%

Maks 4,5

Maks 15

3

Kadar abu,%

Maks 2,5

Maks 10

6

Daya serap terhadap I2,mg/g

Maks 750

Maks 750

2.4.3 Pembagian Karbon Aktif
Ada dua macam tipe karbon aktif yaitu :
1. Arang aktif sebagai pemucat
Biasanya berbentuk serbuk yang sangat halus dengan diameter pori mencapai
1000 Å yang digunakan dalam fase cair. Umumnya berfungsi untuk
memindahkan zat-zat penganggu yang menyebabkan warna dan bau yang tidak
diharapkan dan membebaskan pelarut dari zat – zat penganggu dan kegunaan
yang lainnya pada industri kimia dan industri baru. Arang aktif ini diperoleh dari

Universitas Sumatera Utara

15

serbuk – serbuk gergaji, ampas pembuatan kertas atau dari bahan baku yang
mempunyai densitas kecil dan mempunyai struktur yang lemah (Doerner, Max,
1984).
2. Arang aktif sebagai bahan penyerap uap
Biasanya berbentuk granula atau pellet yang sangat keras dengan diameter pori
berkisar antara 10-200 Å. Tipe porinya lebih halus dan digunakan dalam fase gas
yang berfungsi untuk memperoleh kembali pelarut atau katalis pada pemisahan
dan pemurnian gas. Umumnya arang ini dapat diperoleh dari tempurung kelapa,
tulang, batu bata atau bahan baku yang mempunyai struktur keras. Sehubungan
dengan bahan baku yang digunakan dalam pembuatan arang aktif untuk masingmasing tipe, pernyataan diatas bukan merupakan suatu keharusan. Karbon aktif
merupakan bahan yang multi fungsi dimana hampir sebagian besar telah dipakai
penggunaannya oleh berbagai macam jenis industri (Doerner, Max, 1984).

2.4.5 Pengujian kualitas karbon aktif
Pengujian kualitas dilakukan terhadap beberapa faktor yang dapat dijadikan
sebagai penentu mutu arang aktif yang dihasilkan. Metode pengujian didsarkan
pada metode standar (kecuali penentu nilai rehidrasi). Beberapa pengujian yang
dilakukan dalam menentukan kualitas karbon aktif pada penelitian ini adalah :
1. Kadar air (AOAC, 1971 dan SNI, 1995)
Kadar air bahan ditentukan dengan cara pengeringan didalam oven.
Sebanyak 5 gram sampel yang telah dihaluskan ditimbang dengan teliti
dan ditempatkan dalam cawan aluminium yang telah diketahui bobotnya
konstan, selanjutnya contoh didinginkan dalam desikator selama 15 menit
sebelum ditimbang beratnya

Universitas Sumatera Utara

16

Kadar air (%) =

100 %

(2.1)

2. Kadar zat mudah menguap (AOAC, 1971 DAN SNI, 1995)
Pada prinsipnya metode ini mengandalkan penguapan zat – zat dalam
arang selain air. Caranya dengan menimbang sampel sebanyak 20 gram
dan dipanasakan pada suhu 800 – 900oC selama 15 menit. Kemudian
didinginkan dalam desikator dan ditimbang

Kadar zat mudah menguap (%) =

X 100 %

(2.2)

dimana :
a = berat sampel awal
b = berat sampel setelah ditanur

3. Kadar abu total (AOAC