Penentuan Jumlah NaOH yang Dibutuhkan pada Unit Gliserin Destilasi dan Pemutihan dengan Parameter Bilangan Penyabunan

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kelapa Sawit

Indonesia kini memiliki 8,9 juta hektar perkebunan kelapa sawit, dari luas tanaman tersebut rakyat memiliki 3,7 hektar, BUMN 616.575 hektar dn perkebunan swasta sebesar 4,5 juta hektar. Pada tahun 2011 Indonesia memproduksi 22,5 juta ton minyak kelapa sawit minyak kelapa sawit mentah (crude palm oil/CPO). Tahun 2012 produksi minyak sawit Indonesia diperkirakan sekitar 25,2 juta ton dan Malaysia sekitar 18,4 juta ton padahal kebutuhan minyak sawit dunia akan mencapai 78 juta ton pada tahun 2020 Kontribusi Indonesia dan Malaysia dari seluruh pasokan minyak sawit dunia masih sebesar 85%. Tanaman asli dari Afrika Barat ini justru tumbuh lebih baik di Indonesia, terutama di Sumatera bagian utara merupakan kawasan terbaik pertumbuhan kelapa sawit. Di daerah ini perkembangan kelapa sawit lebih maju dibandingkan di daerah-daerah lain. Pemilik kelompok usaha Indofood per Desember 2011, memiliki sekitar 217 ribu hektar ditanami kelapa sawit. Eka Tjipta Widjaja memiliki imperium terbesar minyak sawit di Asia Tenggara. termasuk Golden Agri, yang terkait dengan Singapura, induk dari perusahaan perkebunan terbesar Indonesia, SMART.

2.2 Perkembangan Konsumsi Produk-Produk Minyak Sawit

2.2.1 Minyak Sawit sebagai Bahan Pangan

Minyak sawit telah digunakan sebagai minyak goreng sejak lama sekali, bahkan sebelum orang mengenal proses rafinasi. Setelah mengalami rafinasi, pemucatan dan penghilangan bau, minyak sawit bisa digunakan untuk membuat berbagai produk yang lebih tinggi nilainya. Produk-produk pangan yang menggunakan minyak sawit sebagai bahan baku ataupun bahan suplemennya antara lain minyak goreng, margarine, produk-produk mie termasuk mie instant, produk snack extruded, keripik-keripik, produk-produk roti, pastiries cookies dan sebagainya.

Ada bermunculan issue-isue negative untuk produk-produk pangan asal minyak sawit antara lain kasus-kasus kolesterol, kasus asam lemak trans, tidak efektifnya beta karoten dan sebagainya. Hal ini merupakan tantangan yang cukup berat karena sebenarnya issue negative ini tidak benar. Telah banyak penelitian yang membuktikan bahwa minyak sawit sebagai salah satu jenis minyak nabati tidak mengandung kolesterol, yang ada adalah fitosterol yang sebenarnya akan dapat menurunkan LDL (Low Density Lipoprotein) dan meningkatkan HDL (High Density Lipoprotein). Demikian juga trans asam lemak trans telah dinyatakan oleh sekelompok peneliti dan National Public

Health Institute, Helsinkie, bahwa tidak ada hubungan yang bermakna antara

kadar asam lemak trans yang terdapat dalam jaringan lemak dengan resiko serangan jantung akut.

2.2.2 Industri Farmasi dan Kosmetika

Kadar karotennya yang tinggi dan merupakan sumber alami provitamin A (jumlah provitamin A per gram minyak sawit setara dengan 900 IU vitamin A), maka industri farmasi banyak memanfaatkan minyak sawit ini. Sebagai perbandingan, sumber alami vitamin A dalam minyak ikan yang dianggap terkaya hanya setara 600 IU sedangkan ubi jalar dan wortel setara 35-37 IU pergramnya.

Selain digunakan untuk pembuatan obat-obatan, dalam industri kosmetika minyak sawit juga banyak digunakan, terutama karena minyak sawit sangat mudah diserap oleh kulit manusia dibanding dengan minyak nabati atau hewani lainnya. Dalam hal ini minyak sawit dijadikan bahan penting dalam pembuatan beauty cream, shampoo, lotion, campuran bahan pelembab kulit dan produk kosmetik lainnya.

2.3 Produk-produk Non Pangan 2.3.1 Industri Asam Lemak

Proses pengolahan minyak menjadi asam lemak secara singkat adalah sebagai berikut : Pertama-tama pembebasan fosfotida dengan asam fosfat, lalu pencucian untuk menghilangkan sisa asam fosfat, yang dilengkapi dengan degumming. Setelah minyak dibersihkan kemudian diuraikan menjadi asam lemak dan gliserol dengan menambahkan air demineral pada suhu 250-255°C dan tekanan 50-55 bar. Asam lemak kasar yang dihasilkan, dimurnikan untuk memperoleh produk yang stabil dengan produk hidrogenasi, destilasi, atau fraksinasi.

Campuran asam lemak dipisahkan menjadi asam lemak tunggal dengan kemurnian lebih dari 99%. Dari minyak inti sawit dapat diperoleh asam lemak C8 (kaprilat) dan C10 (kaprat). Asam lemak dengan susunan rantai pendek dan tingkat kemurnian di atas, mudah bereaksi dengan alkohol mono dan polihidrat untuk menjadi senyawa ester yang digunakan dalam formulasi pelumas sintetis. Asam lemak seperti asam miristat dan palmitat dapat diesterkan sebagai emoluen pada produk kosmetika dan shampoo. Asam laurat, miristat dan palmitat dapat diubah menjadi senyawa alkohol dan untuk pembuatan formulasi detergen.

2.3.2 Industri Gliserin

Gliserin yang diperoleh pada proses hidrolisa dapat dimurnikan (diatas 95%) dengan cara penguapan berganda dan dilanjutkan dengan destilasi dan deionisasi. Penggunaan gliserin mula-mula sekali adalah pada industri kosmetik yang berfungsi sebagai pelembab kulit agar tetap segar. Selain itu dapat dipakai juga sebagai bahan pelarut dan pengatur kekentalan dalam pembuatan shampo, obat kumur-kumur dan pasta gigi. Gliserin juga digunakan sebagai hemactan pada industri rokok, permen karet, minyak pelincir, zat alkit, selofan adesif, plester dan sabun (Sagung Seto, 2001)

3.1 Asam Lemak

Asam lemak dan gliserol merupakan zat kimia yang berdaya guna memiliki nilai jual yang sangat tinggi. Asam lemak yang tersusun dari minyak dan lemak sebenarnya sudah lama sekali dugunakan. Pada tahun 1955 asam lemak

digunakan di beberapa industri sebagai salah satu komponen dari berbagai macam produk. Proses pengolahan minyak dimana prosesnya menghasilkan gliserol dan asam lemak.

Pada tahun 1980 di Amerika Serikat 28% asam lemak digunakan sebagai campuran berbagai produk, sekitar 18% digunakan untuk industri sabun. Asam lemak dan gliserol merupakan senyawa penyusun minyak dan lemak, biasanya merupakan molekul tak bercabang yang mengandung 14 dan 22 atom karbon. Senyawa penyusun minyak dan lemak selalu mempunyai jumlah atom yang genap, Hal ini karena senyawa tersebut bersifat biosintesis, baik asam lemak jenuh maupun tidak jenuh biasanya diperoleh kembali dari hidrolisis bahan lipid. (Herlina dan Ginting, 2002)

Pengolahan minyak menjadi asam lemak merupakan proses yang penting karena salah satu dari dua pintu gerbang utama yang menjembatani industri minyak nabati dengan industri oleokimia. Peranan asam lemak sangat penting sekali khususnya bagi industri oleokimia. Dampak positif lain dengan didirikannya pabrik asam lemak sehingga menghemat devisa negara, selain itu juga akan merangsang industri-industri lain sehingga akan tercipta lapangan kerja baru yang dapat mengurangi masalah pengangguran di Indonesia.

Minyak dan lemak merupakan ester asam lemak dan gliserol atau gliserin. Dalam sains dikenal juga dengan nama trigliserida. Dalam ilmu kimia dasar, strukturnya digambarkan ssebagai berikut :

O

H2C - O - C

R1

O HC – O - C

R2

O H2C – O – C

R3

Gambar 3.1 Struktur Trigliserida

Rumus molekulnya dikenal sebagai C3H5(COOR)3 jika gugus alkil adalah

sama. Minyak dan lemak tidak hanya dikenal sebagai sumber makanan bagi manusia, tetapi merupakan bahan baku lilin, margarine, detergent, kosmetika, obat-obatan dan pelumas. Tentunya diolah dengan proses yang berbeda. Untuk digunakan dasar industri sebagai bahan kosmetika dan consumer produk trigliserida harus dihidrolisa yang menghasilkan asam lemak dan gliserol. Asam lemak lanjut dihidrogenasi menjadi alcohol. Keduanya asam lemak dan alkohol merupakan bahan baku pembuatan berbagai jenis kosmetik dan konsumer produk. Minyak dan lemak dibedakan berdasarkan titik lelehnya. Minyak merupakan cairan pada suhu kamar, sedangkan lemak membeku berupa padatan atau semi padatan. Komponen utama pembentuk minyak atau lemak trigliserida. Bahan ini merupakan hasil esterifikasi satu molekul gliserol dengan tiga molekul asam lemak yang menghasilkan tiga molekul air dan satu molekul trigliserida.

Trigliserida atau gliserida yang terbentuk dari asam lemak jenuh dengan rantai yang panjang, memliki titik didih atau titik cair lebih tinggi dari pada asam-asam lemak jenuh rantai pendek. Demikian juga dengan asam-asam lemak tak jenuh.

Titik cair asam-asam lemak yang terdapat dalam minyak dan lemak ditampilkan pada TABEL 1. dibawah ini.

Jenis asam Lemak

Jumlah Atom C

Nama umum dan Rumus kimia Titik cair °C Asam lemak jenuh 4 6 8 12 14 16 18

Asam butirat (C3H7COOH)

Asam karoat (C3H11COOH)

Asam kaprilat (C7H15COOH)

Asam laurat (C11H23COOH)

Asam muislat ( C13H27COOH)

Asam palmitat (C15H31COOH)

Asam stearat (C17H35COOH)

-7,9 -3,4 16,7 44,2 54,4 62,9 69,9 Asam lemak tidak jenuh 18 18 18 Asam oleat

(CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH

Asam linoleat

CH2(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)CH7

Asam linolenat

CH3CH27CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COO

16,3

-5

-11

Asam lemak jenuh lebih stabil dibandingkan asam lemak tidak jenuh, akibatnya titik leleh asam lemak jenuh lebih tinggi. Kestabilan asam lemak jenuh mudah dipengaruhi oleh temperatur.

3.1.1 Destilasi Asam lemak

Sebagian besar zat pengotor pada CPO dan CPKO tetap terikut dalam asam lemak. Zat pengotor ini harus dipisahkan untuk mendapatkan fraksi-fraksi asam lemak yang berkualitas tinggi. Destilasi asam lemak, disamping terutama untuk memisahkan fraksi-fraksi asam lemak, juga untuk memisahkan fraksi-fraksi asam lemak, juga untuk memisahkan zat pengotor dari fraksi-fraksi asam lemak.

Fraksi-fraksi asam lemak yang diperoleh pada destilasi asam lemak terbagi atas dua fraksi utama, yaitu fraksi asam lemak C6-10 dan fraksi asam lemak

C12-18. Sekitar 30% impuritis bertitik didih diatas 270°C pada tekanan 8 mbar

serta sebagian kecil asam lemak beratom C20, yang lazim disebut fraksi

residu, dapat dihidroksi ulang pada splitter.

3.1.2 Uraian Proses Destilasi

Diagram blok proses destilasi asam lemak atas dua bagian fraksi C6-10 dan

C12-18 dapat digambarkan sebagai berikut

As. lemak as. Lemak as. Lemak

C12-18 residu

Umumnya proses distilasi asam lemak dimulai dengan pengeringan. Pada proses pengeringan ini, air yang terkandung pada asam lemak dikurangi sampai tingkat tertentu hingga tidak mengganggu proses distilasi. Pengeringan asam lemak tidak hanya bertujuan untuk mengurangi air, tetapi juga untuk mengurangi kandungan impuritis yang bertitik didih sekitar 100°C pada tekanan 8 mbar.

Zat pengotor yang dipisahkan pada bagian bawah kolom kedua berupa : a. Digliserida

b. Monogliserida c. Asam lemak C18-20

d. Trigliserida e. Colour bodies

Gliserida yang terkandung pada residu, merupakan bagian yang tidak terkonversi seutuhnya menjadi asam lemak dan gliserin pada hidrolisa trigliserida CPO atau CPKO, oleh sebab ini fraksi residu ini dapat diolah kembali menjadi asam lemak dan gliserin.

3.1.3 Tekanan Vakum

Kondisi tekanan yang digunakan selalu dibawah 1 atm. Besar tekanan vakum rata-rata dibawah 50 mbar.

Terdapat 2 hal pokok yang melatar belakangi kondisi vakum ini, antara lain :

a.Efisiensi pemakaian energi

b.Meningkatkan mutu asam lemak yang dihasilkan

4.1 Gliserin

4.1.1 Pengertian Gliserin

Gliserol ialah suatu trihidroksi alkohol yang terdiri atas 3 atom karbon. Jadi tiap atom karbon mempunyai gugus –OH. Satu molekul gliserol dapat mengikat satu, dua, tiga molekul asam lemak dalam bentuk ester, yang disebut monogliserida, digliserida, dan trigliserida.

Adapun rumus molekul gliserin dapat ditunjukkan pada gambar di bawah ini :

CH2OH

| CHOH |

CH2OH

Gambar 4.1.1. Rumus Molekul Gliserin Sifat fisik dari gliserol :

a. merupakan cairan tidak berwarna b. tidak berbau

c. cairan kental dengan rasa manis d. densitas 1,261

e. titik lebur 18,2 °C f. titik didih 290 °C

Gliserol juga digunakan sebagai penghalus pada krim cukur, sabun, dalam obat batuk, dan syrup atau untuk pelembab (Hart, 1983).

Gliserol ialah suatu trihidroksi alkohol yang terdiri atas tiga atom karbon. Jadi tiap karbon mempunyai gugus –OH. Gliserol dapat diperoleh dengan jalan penguapan hati-hati, kemudian dimurnikan dengan destilasi pada tekanan rendah. Pada umumnya lemak apabila dibiarkan lama di udara akan menimbulkan rasa dan bau yang tidak enak. Hal ini disebabkan oleh proses hidrolisis yang menghasilkan asam lemak bebas. Disamping itu dapat pula terjadi proses oksidasi terhadap asam lemak tidak jenuh, yang hasilnya menambah bau dan rasa yang tidak enak. Adanya oksidasi asam lemak tidak jenuh yang akan menghasilkan peroksida dan selanjutnya akan terbentuk aldehida. Inilah yang menyebabkan terjadinya bau dan rasa yang tidak enak atau tengik. Gliserol larut baik dalam air dan tidak larut dalam eter. Gliserol digunakan dalam industri farmasi dan kosmetika sebagai bahan dalam preparat yang dihasilkan. Dan gliserol berguna bagi manusia untuk sintesis lemak di dalam tubuh.

Gliserol yang diperoleh dari hasil penyabunan lemak atau minyak adalah suatu zat cair yang tidak berwarna dan mempunyai rasa yang agak manis, larut dalam air dan tidak larut dalam eter (Poedjiadi, 2006).

4.1.2 Proses Terbentuknya Gliserol

Pada umumnya, lemak atau minyak tidak terdiri dari satu macam trigliserida melainkan campuran dari trigliserida. Trigliserida merupakan lipid sederhana dan merupakan cadangan lemak dalam tubuh manusia.

Reaksi pembentukan trigliserida ditunjukkan pada gambar di bawah ini : O

H2C – OH O Enzim Lipase H2C – O – R

HC – OH + 3R – C – OH O

H2C – OH HC – O – C – R + 3H2O

O H2C – O – C – R

Gliserol Asam lemak Trigliserida Air

Gambar 4.1.2. Reaksi Pembentukan Trigliserida

Trigliserida di atas merupakan trigliserida sederhana karena merupakan trimester yang terbuat dari glliserol dan tiga molekul asam lemak yang sama. Beberapa lemak atau minyak menghasilkan satu atau dua ikatan ester akan terputus dan dihasilkan gliserol dan garam dari asam lemaknya. Gliserol juga dapat dihasilkan dari reaksi hidrolisa ttrigliserida yang dilakukan dengan tekanan dan temperatur tinggi.

Reaksi pembentukan gliserol ditunjukkan pada gambar di bawah ini :

O H

H2C – O – C – R H – C – OH O

O 54 – 58 bar H – C – OH + 3 R – C – OH HC – O – C – R + 3H2O 250 – 225° C H – C – OH

O H

H2C – O – C – R

Trigliserida air Gliserol Asam lemak Gambar 4.1.2. Reaksi Pembentukan Gliserol

Dari reaksi kesetimbangan antara trigliserida dengan air dihasilkan gliserol dan asam lemak. Oleh sebab itu asam lemak atau gliserol harus segera dikeluarkan (Ketaren, 1986).

Istilah gliserol dan gliserin sering kali digunakan secara tertukar. Walaupun demikian, perbedaan tajam antara keduanya sangat terlihat. Gliserol adalah istilah yang digunakan untuk campuran murni, sedangkan gliserin berhubungan kepada tingkat komersialnya, terlepas dari kemurniannya.

Gliserol alami pada dasarnya diperoleh sebagai produk samping di dalam produksi asam lemak, ester lemak atau sabun dari minyak atau lemak. Di Malaysia, gliserol dihasilkan melalui pemecahan minyak sawit atau minyak inti sawit dengan metode berikut :

a. Penyabunan minyak / lemak dengan NaOH untuk membentuk sabun dan larutan alkali sabun. Larutan alkali sabun yang terbentuk

mengandung 4 – 20 % gliserol dan juga diketahui sebagai atau gliserin.

b. Splitting atau hidrolisis dari minyak inti sawit dibawah tekanan dan temperatur yang tinggi untuk menghasilkan asam lemak atau gliserin. Gliserin ini mengandung 10 – 20 % gliserol.

c. Transesterifikasi dari minyak dengan methanol katalis untuk menghasilkan metil ester. Sejak proses tidak menggunakan air, konsentrasi gliserol lebih tinggi

Gliserin merupakan hasil pemisahan asam lemak. Gliserin terutama digunakan dalam industri kosmetika antara lain sebagai bahan pengatur kekentalan shampoo, obat kumur, pasta gigi dan sebagainya (Fauzi, 2002).

4.1.3 Kegunaan Gliserin

Gliserin mempunyai peran hampir di setiap industri. Penggunaan terbesar dari gliserin adalah pada resin alkid, dimana ±35.000 ton/tahun. Industri kertas, dimana gliserin berfungsi sebagai bahan pelunak adalah pengguna terbesar berikutnya, yaitu 25.000 ton/tahun. Industri nitrogliserin sebesar 7.500 ton/tahun, tetapi pemasarannya berkurang 25 tahun terakhir, dengan digantikannya nitrogliserin oleh bahan peledak yang lebih murah.

a. Makanan dan minuman

Gliserin mudah di cerna dan tidak beracun dan bermetabolisme bersama karbohidrat, meskipun berada dalam bentuk kombinasi pada sayuran dan lemak binatang. Untuk produk makanan dan pembungkus makanan yang kontak langsung dengan konsumen, tidak beracun adalah syarat utama.

Gliserin, sejak 1959 diakui sebagai satu diantara bahan yang aman oleh Food and Drug Administration.

Kegunaan sebagai :

a. Pelarut untuk pemberian rasa (seperti vanilla) dan pewarna makanan

b. Agen pengental dalam sirup

c. Pengisi dalam produk makanan rendah lemak (biskuit) d. Pencegah kristalisasi gula pada permen dan es

e. Medium transfer panas pada kontak langsung dengan makanan saat pendinginan cepat

f. Pelumas pada mesin yang digunakan untuk pengolahan dan pengemasan makanan

Pada tahun-tahun terakhir, poligliserol dan poligliserol ester meningkat, penggunaanya dalam makanan, khususnya mentega dan lemak.

b. Obat-obatan dan kosmetik

a. pada obat-obatan dan kedokteran gliserin adalah bahan dalam larutan alkohol dan obat penyakit

b. gliserin pada kanji digunakan dalam selai dan obat salep c. obat batuk dan obat bius, seperti larutan gliserin-fenol

d. turunanya digunakan sebagai obat penenang krim dan lotion untuk menjaga kehalusan dan kelembutan kulit

e. bahan dasar pembentukan pasta gigi, sehingga diperoleh kehalusan, viskositas, dan kilauan yang diinginkan

c. Bahan pembungkus dan pelumas

Pembungkus daging, jenis khusus kertas, memerlukan bahan pelunak untuk memberi kelenturan dan kekerasan.

5.1 Daerah Pemucatan

Pemucatan adalah proses penyerapan secara fisik dengan menggunakan tanah liat atau karbon aktif untuk membuang zat-zat yang tidak diinginkan, seperti residu sabun (untuk menetralkan minyak), presipitasi gum (dari praperlakuan asam), logam, produk-produk oksidasi, dan pigmen warna seperti klorofil.

Pemucatan adalah proses yang kritis pada pemurnian minyak nabati baik secara fisik maupun kimia. Pada pemurnian secara fisik, Minyak kelapa sawit (MKS) diberi praperlakuan dengan asam untuk menghilangkan gum. Pada pemurnian secara kimia, perlakuan ini tidak diperlukan. Bahan baku yang digunakan yaitu MKS dari tangki timbun. MKS dialirkan dengan kecepatan sekitar 35-60 ton/jam. Temperatur awal MKS yaitu 40-60°C. Aliran MKS dipompakan melalui sistem rekorveri panas, berupa piring penukar panas untuk menaikkan temperatur sampai 60-90°C.

Setelah itu, sekitar 20% MKS dipompakan ke dalam slurry tank dan dicampur dengan tanah liat (6-12 kg/ton MKS) yang dosisnya dikendalikan oleh PLC (Programmable Logic Controllers) untuk menghasilkan campuran setengah cair. Pengaduk di dalam slurry tank akan mencampur MKS dengan tanah liat secara merata. Setelah itu slurry akan dialirkan ke bleacher.

Pada saat yang bersamaan, 80% MKS dipompakan melalui piring penukar panas lain dan uap pemanas meningkatkan temperatur MKS sampai 90-130° (temperatur yang dibutuhkan untuk reaksi MKS dengan asam fosfat). Setelah itu, MKS dipompa ke dalam mixer statis dengan ditambahkan asam fosfat 0,35-0,45 kg/ton MKS. Pengadukan yang terus-menerus di dalam pencampur bertujuan untuk menghilangkan gum. Proses ini akan mempermudah penghilangan gum pada proses penyaringan berikutnya sehingga ukuran deodorizer tidak perlu terlalu besar. Selain itu, proses ini juga bertujuan untuk mencegah pemanasan permukaan. MKS yang telah mengalami proses degumming ini kemudian dialirkan ke bleacher.

Di dalam bleacher, 20% slurry dan 80% degumming MKS akan dicampur dan proses pemucatan pun dimulai. Proses pemucatan minyak sawit dilakukan dengan penambahan tanah liat untuk menghilangkan zat-zat yang tidak diinginkan (semua pigmen, trace metal, dan produk-produk oksidasi) dari MKS. Proses ini akan meningkatkan rasa awal, aroma akhir, dan stabilitas oksidatif produk. Proses pemucatan ini juga membantu mengatasi masalah pada proses pengolahan selanjutnya dengan menyerap sabun, ion logam penyebab oksidasi, menguraikan peroksida, mengurangi warna, dan menyerap senyawa minor. Temperatur di dalam bleacher harus sekitar 100-130°C selama 30 menit untuk mendapatkan pemucatan yang optimal. Uap bertekanan rendah diinjeksikan ke dalam bleacher untuk mengaduk konsentrasi slurry supaya menghasilkan kondisi pemucatan yang lebih baik.

Slurry yang mengandung minyak dan tanah liat dialirkan melaui saringan Niagara untuk mendapatkan partikel minyak yang bersih dan bebas dari tanah

liat. Temperatur harus dipertahankan antara 80-120°C untuk proses penyaringan yang lebih baik. Di dalam saringan Niagara, slurry dialirkan melalui saringan dan tanah liat akan terkumpul di saringan. Oleh karena itu, pembersihan tanah liat dari saringan Niagara harus dilakukan setiap 45 menit untuk menjamin proses penyaringan yang baik. Minyak sawit yang telah dipucatkan dari saringan Niagara kemudian dipompa ke dalam tangki penyangga yang difungsikan sebagai tempat penimbunan sementara sebelum minyak sawit diproses lebih lanjut.

Umumnya, ada saringan kedua yang digunakan bersama-sama dengan saringan Niagara yang berperan sebagai saringan pengendap jika ada sebagian tanah liat yang bocor keluar. Adanya tanah liat dalam minyak yang diproses akan menyebabkan kerusakan deodorizer, mengurangi stabilitas oksidatif produk minyak, dan berperan sebagai katalis aktivitas dimerisasi dan polimerisasi. Pressure life filter umumnya digunakan sebagai pemucatan filter. Saringan dengan system batch ini bekerja secara automatis menggunakan PLC dengan system SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) atau dengan panel yang dilengkapi dengan tombol tekan dan diagram warna yang serupa dengan alur proses sebenarnya. “Tes Biru” dilakukan untuk setiap batch penyaringan untuk menjamin proses penyaringan dilakukan dengan sempurna. Dengan uji ini, jika terjadi kebocoran pada saringan Niagara atau saringan pengendap maka tindakan perbaikan dapat dilakukan dengan segera.

6.1 Daerah Destilasi Asam Lemak

Pemisahan campuran cairan menjadi beberapa komponen dasarnya merupakan proses utama dalam industri kimia. Destilasi merupakan metode yang paling banyak digunakan untuk mencapai tujuan tersebut. Destilasi adalah inti dari proses pemurnian minyak dan lebih spesifik lagi adalah destilasi kolom.

Kolom destilasi untuk pengilangan minyak mempunyai kapasitas yang terbesar dibandingkan peralatan rekayasa kimia lain dengan kolom tunggal berdiameter 0,3-10 m dan tinggi 3-7,5 m. Disamping mencapai kualitas produk dengan biaya minimal, rancangan ini juga bertujuan untuk menghasilkan kemurnian produk yang konstan, walaupun terjadi beberapa variasi dalam komposisi bahan baku. Kolom silinder vertikal memberikan bentuk yang kompak, penggunaan lahan yang minimal, dan sejumlah besar tahapan pemisahan melalui penguapan dan kondensasi.

Secara praktik, destilasi dapat dilakukan dengan salah satu dari dua metode prinsip. Metode pertama berdasarkan produksi uap dengan merebus campuran cairan yang akan dipisahkan dan mengkondensasikan uap tanpa menyisakan cairan apa pun kembali pada bentuk semula. Dalam metode ini, tidak ada refluks. Metode kedua berdasarkan pada kembalinya sebagian kondensat secara terus-menerus.

Dalam pabrik PFAD, bahan baku yang diolah berupa Palm Fatty Acid

Distillate (PFAD) sehingga menghasilkan produk utama berupa Distillate Fatty Acid (DFA). Disamping itu, dalam pengolahan ini juga menghasilkan

Bahan baku PFAD dari tangki timbun dengan temperatur sekitar 50-100°C akan dialirkan melalui serangkaian alat penukar panas untuk menaikkan temperaturnya sampai 200-220°C. Kemudian PFAD yang sudah dipanaskan itu akan masuk ke degasifer untuk pemisahan kotoran dan asam lemak ringan dalam sisterm vakum.

Setelah itu, komponen asam lemak berat (C10, C12, C14, C16, dan C18) yang

mengendap ke bagian dasar degasifer dialirkan dialirkan ke kolom C untuk pemisahan lebih lanjut antara komponen asam lemak ringan dan asam lemak berat. Sebelumnya, ada 3 kolom distilasi yang digunakan untuk proses distilasi, yaitu (1) kolom A untuk precut, (2) kolom B untuk destilasi asam lemak, dan (3) kolom C untuk residu.

Pada kolom C, PFAD dengan temperatur 220-255°C akan dipanasi lagi dengan boiler thermal oil sampai temperatur 240-300°C dalam sistem vakum. Asam lemak akan menguap pada kondisi vakum serta pemisahan asam lemak ringan dan asam lemak berat akan terjadi. Pada ujung atas kolom C, asam lemak ringan (precut dengan bilangan karbon C16) dievaporasi menjadi uap

yang secara terus-menerus ditarik oleh sistem vakum. Precut kemudian dilewatkan pada alat penukar panas serta didinginkan dengan air lunak dan air umpan PFAD sebelum masuk penyimpanan.

Pada saat yang bersamaan, asam lemak berat dari dasar kolom C (C16 dan

C18) dipompakan ke kolom B untuk pemisahan lebih lanjut. Adanya temperatur

tinggi di dalam kolom B yang didapatkan dari thermal oil reboiler (290-310°C) selama proses destilasi karena titik didih asam lemak yang lebih tinggi. Asam lemak ringan atau DFA dari penguapan asam lemak ditarik keluar oleh sistem

vakum ke dalam refluks holder. Ketika refluks mengalami aliran yang berlebih, kelebihan DFA dipompakan ke alat penukar panas serta didinginkan dengan air lunak dan aliran umpan PFAD yang masuk. DFA kemudian didinginkan dalam alat penukar panas spiral / air panas dan PHE sebelum dikirim ke penyimpanan pada temperatur 60-90°C. Dengan kata lain, produk pada dasar kolom B berupa residu. Hasil destilasi yang tidak sempurna dapat didaur ulang ke kolom B untuk pemisahan lebih lanjut (Iyung Pahan, 2006).

7.1. Bilangan Penyabunan

Bilangan penyabunan adalah jumlah miligram KOH yang diperlukan untuk menyabunkan satu gram minyak atau lemak.

Apabila sejumlah contoh minyak atau lemak disabunkan dengan larutan KOH berlebihan dalam alkohol maka KOH akan bereaksi dengan trigliserida, yaitu tiga molekul KOH bereaksi dengan satu molekul minyak atau lemak. Larutan alkali yang tertinggal ditentukan dengan titrasi menggunakan asam, sehingga jumlah alkali yang bereaksi dapat diketahui.

Dalam penetapan bilangan penyabunan biasanya larutan alkali yang dipergunakan adalah larutan KOH yang diukur dengan hati-hati ke dalam tabung dengan menggunakan buret atau pipet.

Sebagian dipergunakan dalam penyabunan = (meq Total KOH (meq) total) (meq yang tertinggal)

Sebagian lagi yaitu meq. yang tertinggal

Campuran minyak atau lemak dengan larutan KOH dididihkan pada pendingin alir-balik sampai terjadi penyabunan yang lengkap, kemudian larutan KOH

yang tersisa ditetapkan dengan jalan titrasi dengan larutan HCl 0,5 N. Bilangan penyabunan dapat ditetapkan dengan jalan mengurangkan jumlah miliequivalen larutan alkali beralkohol yang dipergunakan, dikalikan dengan berat molekul dari larutan tersebut, dibagi dengan berat contoh dalam gram. Berat molekul untuk larutan KOH adalah 56,1 ; sedangkan berat molekul larutan NaOH adalah 39,9.

Bilangan penyabunan = 56,1 (��.�����.���)− (��.�����.���) ���� ����� ℎ

atau = 39,9 (��������.����)− (��.�����.���) ���� ����� ℎ

(Ketaren, 1986)

Jumlah miligram KOH yang diperlukan untuk menyabunkan 1 gram lemak disebut bilangan penyabunan. Jadi, besar atau kecilnya bilangan penyabunan ini tergantung pada panjang atau pendeknya rantai karbon asam lemak atau dapat dikatakan juga bahwa besarnya bilangan penyabunan tergantung pada berat molekul lemak tersebut. Makin kecil berat molekul lemak, makin besar bilangan penyabunannya. Baik sabun maupun gliserol yang dihasilkan dapat larut dalam air (Poedjiadi, 1994).

Pada saat yang bersamaan, 80% MKS dipompakan melalui piring penukar panas lain dan uap pemanas meningkatkan temperatur MKS sampai 90-130° (temperatur yang dibutuhkan untuk reaksi MKS dengan asam fosfat). Setelah itu, MKS dipompa ke dalam mixer statis dengan ditambahkan asam fosfat 0,35-0,45 kg/ton MKS. Pengadukan yang terus-menerus di dalam pencampur bertujuan untuk menghilangkan gum. Proses ini akan mempermudah penghilangan gum pada proses penyaringan berikutnya sehingga ukuran deodorizer tidak perlu terlalu besar. Selain itu, proses ini juga bertujuan untuk mencegah pemanasan permukaan. MKS yang telah mengalami proses degumming ini kemudian dialirkan ke bleacher.

Di dalam bleacher, 20% slurry dan 80% degumming MKS akan dicampur dan proses pemucatan pun dimulai. Proses pemucatan minyak sawit dilakukan dengan penambahan tanah liat untuk menghilangkan zat-zat yang tidak diinginkan (semua pigmen, trace metal, dan produk-produk oksidasi) dari MKS. Proses ini akan meningkatkan rasa awal, aroma akhir, dan stabilitas oksidatif produk. Proses pemucatan ini juga membantu mengatasi masalah pada proses pengolahan selanjutnya dengan menyerap sabun, ion logam penyebab oksidasi, menguraikan peroksida, mengurangi warna, dan menyerap senyawa minor. Temperatur di dalam bleacher harus sekitar 100-130°C selama 30 menit untuk mendapatkan pemucatan yang optimal. Uap bertekanan rendah diinjeksikan ke dalam bleacher untuk mengaduk konsentrasi slurry supaya menghasilkan kondisi pemucatan yang lebih baik.

Slurry yang mengandung minyak dan tanah liat dialirkan melaui saringan Niagara untuk mendapatkan partikel minyak yang bersih dan bebas dari tanah

liat. Temperatur harus dipertahankan antara 80-120°C untuk proses penyaringan yang lebih baik. Di dalam saringan Niagara, slurry dialirkan melalui saringan dan tanah liat akan terkumpul di saringan. Oleh karena itu, pembersihan tanah liat dari saringan Niagara harus dilakukan setiap 45 menit untuk menjamin proses penyaringan yang baik. Minyak sawit yang telah dipucatkan dari saringan Niagara kemudian dipompa ke dalam tangki penyangga yang difungsikan sebagai tempat penimbunan sementara sebelum minyak sawit diproses lebih lanjut.

Umumnya, ada saringan kedua yang digunakan bersama-sama dengan saringan Niagara yang berperan sebagai saringan pengendap jika ada sebagian tanah liat yang bocor keluar. Adanya tanah liat dalam minyak yang diproses akan menyebabkan kerusakan deodorizer, mengurangi stabilitas oksidatif produk minyak, dan berperan sebagai katalis aktivitas dimerisasi dan polimerisasi. Pressure life filter umumnya digunakan sebagai pemucatan filter. Saringan dengan system batch ini bekerja secara automatis menggunakan PLC dengan system SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) atau dengan panel yang dilengkapi dengan tombol tekan dan diagram warna yang serupa dengan alur proses sebenarnya. “Tes Biru” dilakukan untuk setiap batch penyaringan untuk menjamin proses penyaringan dilakukan dengan sempurna. Dengan uji ini, jika terjadi kebocoran pada saringan Niagara atau saringan pengendap maka tindakan perbaikan dapat dilakukan dengan segera.

6.1 Daerah Destilasi Asam Lemak

Pemisahan campuran cairan menjadi beberapa komponen dasarnya merupakan proses utama dalam industri kimia. Destilasi merupakan metode yang paling banyak digunakan untuk mencapai tujuan tersebut. Destilasi adalah inti dari proses pemurnian minyak dan lebih spesifik lagi adalah destilasi kolom.

Kolom destilasi untuk pengilangan minyak mempunyai kapasitas yang terbesar dibandingkan peralatan rekayasa kimia lain dengan kolom tunggal berdiameter 0,3-10 m dan tinggi 3-7,5 m. Disamping mencapai kualitas produk dengan biaya minimal, rancangan ini juga bertujuan untuk menghasilkan kemurnian produk yang konstan, walaupun terjadi beberapa variasi dalam komposisi bahan baku. Kolom silinder vertikal memberikan bentuk yang kompak, penggunaan lahan yang minimal, dan sejumlah besar tahapan pemisahan melalui penguapan dan kondensasi.

Secara praktik, destilasi dapat dilakukan dengan salah satu dari dua metode prinsip. Metode pertama berdasarkan produksi uap dengan merebus campuran cairan yang akan dipisahkan dan mengkondensasikan uap tanpa menyisakan cairan apa pun kembali pada bentuk semula. Dalam metode ini, tidak ada refluks. Metode kedua berdasarkan pada kembalinya sebagian kondensat secara terus-menerus.

Dalam pabrik PFAD, bahan baku yang diolah berupa Palm Fatty Acid

Distillate (PFAD) sehingga menghasilkan produk utama berupa Distillate Fatty Acid (DFA). Disamping itu, dalam pengolahan ini juga menghasilkan

Bahan baku PFAD dari tangki timbun dengan temperatur sekitar 50-100°C akan dialirkan melalui serangkaian alat penukar panas untuk menaikkan temperaturnya sampai 200-220°C. Kemudian PFAD yang sudah dipanaskan itu akan masuk ke degasifer untuk pemisahan kotoran dan asam lemak ringan dalam sisterm vakum.

Setelah itu, komponen asam lemak berat (C10, C12, C14, C16, dan C18) yang mengendap ke bagian dasar degasifer dialirkan dialirkan ke kolom C untuk pemisahan lebih lanjut antara komponen asam lemak ringan dan asam lemak berat. Sebelumnya, ada 3 kolom distilasi yang digunakan untuk proses distilasi, yaitu (1) kolom A untuk precut, (2) kolom B untuk destilasi asam lemak, dan (3) kolom C untuk residu.

Pada kolom C, PFAD dengan temperatur 220-255°C akan dipanasi lagi dengan boiler thermal oil sampai temperatur 240-300°C dalam sistem vakum. Asam lemak akan menguap pada kondisi vakum serta pemisahan asam lemak ringan dan asam lemak berat akan terjadi. Pada ujung atas kolom C, asam lemak ringan (precut dengan bilangan karbon C16) dievaporasi menjadi uap yang secara terus-menerus ditarik oleh sistem vakum. Precut kemudian dilewatkan pada alat penukar panas serta didinginkan dengan air lunak dan air umpan PFAD sebelum masuk penyimpanan.

Pada saat yang bersamaan, asam lemak berat dari dasar kolom C (C16 dan C18) dipompakan ke kolom B untuk pemisahan lebih lanjut. Adanya temperatur tinggi di dalam kolom B yang didapatkan dari thermal oil reboiler (290-310°C) selama proses destilasi karena titik didih asam lemak yang lebih tinggi. Asam lemak ringan atau DFA dari penguapan asam lemak ditarik keluar oleh sistem

vakum ke dalam refluks holder. Ketika refluks mengalami aliran yang berlebih, kelebihan DFA dipompakan ke alat penukar panas serta didinginkan dengan air lunak dan aliran umpan PFAD yang masuk. DFA kemudian didinginkan dalam alat penukar panas spiral / air panas dan PHE sebelum dikirim ke penyimpanan pada temperatur 60-90°C. Dengan kata lain, produk pada dasar kolom B berupa residu. Hasil destilasi yang tidak sempurna dapat didaur ulang ke kolom B untuk pemisahan lebih lanjut (Iyung Pahan, 2006).

7.1. Bilangan Penyabunan

Bilangan penyabunan adalah jumlah miligram KOH yang diperlukan untuk menyabunkan satu gram minyak atau lemak.

Apabila sejumlah contoh minyak atau lemak disabunkan dengan larutan KOH berlebihan dalam alkohol maka KOH akan bereaksi dengan trigliserida, yaitu tiga molekul KOH bereaksi dengan satu molekul minyak atau lemak. Larutan alkali yang tertinggal ditentukan dengan titrasi menggunakan asam, sehingga jumlah alkali yang bereaksi dapat diketahui.

Dalam penetapan bilangan penyabunan biasanya larutan alkali yang dipergunakan adalah larutan KOH yang diukur dengan hati-hati ke dalam tabung dengan menggunakan buret atau pipet.

Sebagian dipergunakan dalam penyabunan = (meq Total KOH (meq) total) (meq yang tertinggal)

Sebagian lagi yaitu meq. yang tertinggal

Campuran minyak atau lemak dengan larutan KOH dididihkan pada pendingin alir-balik sampai terjadi penyabunan yang lengkap, kemudian larutan KOH

yang tersisa ditetapkan dengan jalan titrasi dengan larutan HCl 0,5 N. Bilangan penyabunan dapat ditetapkan dengan jalan mengurangkan jumlah miliequivalen larutan alkali beralkohol yang dipergunakan, dikalikan dengan berat molekul dari larutan tersebut, dibagi dengan berat contoh dalam gram. Berat molekul untuk larutan KOH adalah 56,1 ; sedangkan berat molekul larutan NaOH adalah 39,9.

Bilangan penyabunan = 56,1 (��.�����.���)− (��.�����.���) ���� ����� ℎ

atau = 39,9 (��������.����)− (��.�����.���) ���� ����� ℎ

(Ketaren, 1986)

Jumlah miligram KOH yang diperlukan untuk menyabunkan 1 gram lemak disebut bilangan penyabunan. Jadi, besar atau kecilnya bilangan penyabunan ini tergantung pada panjang atau pendeknya rantai karbon asam lemak atau dapat dikatakan juga bahwa besarnya bilangan penyabunan tergantung pada berat molekul lemak tersebut. Makin kecil berat molekul lemak, makin besar bilangan penyabunannya. Baik sabun maupun gliserol yang dihasilkan dapat larut dalam air (Poedjiadi, 1994).