Fermentasi Gliserol Hasil Samping Pabrik Biodiesel Menjadi 1,3-Propanadiol dengan Menggunakan Bakteri Enterobacter Aerogenes

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1

GLISEROL
Gliserol pertama kali ditemukan oleh Scheele pada tahun 1779, dengan

memanaskan campuran minyak zaitun (olive oil) dan litharge, kemudian
membilasnya dengan air [5]. Bilasan dengan air tersebut, menghasilkan suatu
larutan berasa manis, yang disebutnya sebagai “the sweet principle of fats”. Sejak
1784, Scheele membuktikan bahwa gliserol dapat diperoleh dari minyak nabati
dan lemak hewan seperti lard dan butter. Hasil temuan Scheele ini diberi nama
oleh Chevreul pada tahun 1811 dengan sebutan gliserin, yang berasal dari bahasa
Yunani yaitu glyceros, yang berarti manis [5]. Kemudian Chevreul mendapatkan
paten untuk pertama kalinya pada tahun 1823 atas manufaktur gliserin, yang
kemudian berkembang menjadi industri lemak dan sabun. Formulasi gliserol
berhasil ditemukan oleh Pelouze tahun 1836, dan Berthelot dan Luce pada tahun
1883 mempublikasikan rumus struktur dari gliserol [5].
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. Molekul gliserol mengandung gugus
alkohol primer dan alkohol sekunder yang dapat mengalami reaksi oksidasi. Pada
umumnya gugus alkohol sekunder lebih suka dioksidasi daripada gugus alkohol
primer, sehingga apabila gliserol dioksidasi maka mula-mula akan terbentuk
aldehida dan pada oksidasi selanjutnya akan membentuk asam karboksilat seperti
asam gliserat atau asam tartronat [6].
Berikut adalah sifat fisika dan sifat kimia dari gliserol :

6
Universitas Sumatera Utara

Tabel 2.1 Sifat Fisika dan Sifat Kimia Gliserol [7]
Sifat Fisika
Memiliki

Bobot

molekul

Sifat Kimia

92,09382 Memiliki rumus kimia C3H8O3

g/mol
Memiliki Densitas 1,261 g/cm3

Larut dalam air dan tidak larut dalam
eter

Memiliki Titik leleh 18 °C

Merupakan senyawa higroskopis

Memiliki Titik didih 290 °C

Tidak stabil pada suhu kamar

Memiliki Viskositas 1499 cP
Memiliki Panas spesifik 0,5795 kal/ g

Gliserol bisa didapatkan dari hasil olahan industri lain, seperti industri sabun
dan minyak kelapa sawit (CPO). Gliserol yang berasal dari industri sabun
merupakan produk samping yang disebut spent lye soap. Industri pengolahan
minyak kelapa sawit (CPO) atau disebut juga industri oleochemical tidak hanya
menghasilkan crudgliserol, tapi juga menghasilkan asam oleat dalam prosesnya.
Di negara tertentu, gliserol dihasilkan melalui pemecahan minyak sawit atau
minyak inti sawit dengan menggunakan 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 sweetwater atau gliserin.
b. Splitting atau hidrolisis dari minyak inti sawit pada tekanan dan temperatur
yang tinggi untuk menghasilkan asam lemak dan sweetwater. Sweetwater ini
mengandung 10 – 20 % gliserol.
c. Transesterifikasi dari minyak dengan metanol dan katalis untuk menghasilkan
metil ester atau biodiesel. Konsentrasi gliserol lebih tinggi ketika tidak
terdapat air didalam proses berlangsung [5].
Crude Gliserol yang terbentuk dari reaksi transesterifikasi pada produksi
biodiesel mengandung lebih banyak pengotor dibandingkan dengan proses
splitting dan penyabunan, dikarenakan adanya kehadiran reaktan yang tidak

bereaksi dan sabun. Komponen-komponen utama yang terkandung dalam crude
gliserol hasil transesterifikasi tersebut adalah gliserol (49-92 % w/w) ; metanol
(0,01-38 % w/w) ; garam (1-12 % w/w) ; air (6-36 % w/w) ; dan sabun/FFA (1-25
7
Universitas Sumatera Utara

% w/w). Terdapat juga pengotor-pengotor lain seperti abu, logam-logam berat dan
lignin, walupun dalam jumlah yang sedikit. Adanya penggunaan katalis jenis
alkali didalam proses transesterifikasi, menyebabakan crude gliserol yang
dihasilkan memiliki kandungan pH diatas 8 [8].
Pada keanekaragaman industri kimia khususnya, gliserol adalah salah satu
bahan yang penting di dalam industri. Gliserol adalah bahan yang dibutuhkan
pada berbagai industri, misalnya: obat-obatan, bahan makanan, kosmetik, pasta
gigi, industri kimia, larutan anti beku, dan tinta printer. Di samping itu gliserol
berguna bagi kita untuk sintesis lemak di dalam tubuh. Gliserol digunakan dalam
industri farmasi dan kosmetika sebagai bahan dalam preparat yang dihasilkan [5].

2.2

PURIFIKASI GLISEROL

Gliserol merupakan salah satu hasil samping produksi biodiesel yang

mempunyai jumlah yang paling banyak dibandingkan dengan hasil samping lainnya.
Jumlah gliserol yang dihasilkan dari setiap produksi biodiesel kurang lebih 10 % dari
total produksi biodiesel. Selama ini gliserol hasil samping produksi biodiesel masih
bernilai ekonomis rendah, karena kemurniannya masih belum memenuhi standar.
Gliserol hasil samping produksi biodiesel belum dapat dimanfaatkan, baik dalam
bidang farmasi maupun makanan sebagaimana lazimnya gliserol paling banyak
digunakan. Pachauri dan He pada tahun 2006 melaporkan berbagai penelitian yang
dilakukan untuk meningkatkan nilai tambah gliserol hasil samping produksi biodiesel
menjadi beberapa produk turunan seperti 1-3 propanadiol, 1-2 propanadiol,
dihidroksiaseton,

asam

suksinat,

hidrogen,

poligliserol,

poliester

dan

polihidroksialkonat. Oleh karena itu proses pemurnian gliserol harus dilakukan untuk
meningkatkan derajat kemurnian gliserol sebelum digunakan [9]

Tabel 2.2 Karakteristik dari Gliserol Kasar dan Gliserol yang Dimurnikan dari
Residu Gliserol Hasil Samping Biodiesel Berbahan Baku Minyak Kelapa Sawir
serta Gliserol Komersial oleh Mokhtar pada tahun 2001[10]
Parameter

Kadar Gliserol (%)

Crude Gliserol

60-80

Gliserol Yang

Gliserin

Dimurnikan

Komersial

99,1-99,8

99,2-99,98

8
Universitas Sumatera Utara

Kadar Air (%)

1,5-6,5

0,11-0,80

0,14-0,29

Kadar Abu (%)

1,5-2,5

0,054