BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Lemak dan minyak sebagai bahan pangan yang dibagi menjadi dua golongan, yaitu : 1) lemak lemak yang yang siap siap dikons dikonsums umsii tanpa tanpa dimasa dimasak k (edible edible fat consumed uncooked ) misalnya misalnya mentega, margarin serta lemak yang digunakan dalam kembang gula. 2) lemak yang dimasak bersama bahan pangan atau dijadikan sebagai medium penghantar panas dalam memasak bahan pangan misalnya minyak goreng. Lemak dan minyak yang dapat dimakan (edible (edible fat ), ), dihasilkan oleh alam yang dapat bersumber dari bahan nabati atau hewani. Dalam tanaman atau hewan, minyak tersebut berfungsi sebagai sumber cadangan energi. Lemak dan minyak minyak termasuk termasuk salah satu anggota lipid, lipid, yaitu lipid netral. netral. Setelah Setelah minyak dan lemak dipisahkan dari jaringan asalnya mengandung sejumlah kecil komponen trigliserida yaitu: •
Lipid Kompleks (lesithin, cephalin, fosfatida, dan glikolipid)
•
Sterol, berada dalm keadaan bebas atau terikat dengan asam lemak
•
Asam Lemak Bebas (ALB)
•
Lilin
•
Pigmen yang larut dalam lemak
•
Hidrokarbon
Trigliserida dapat berwujud padat atau cair, hal ini tergantung dari komposisi asam lemak yang menyusunnya. Sebagian besar minyak nabati berbentuk cair karena mengandung sejumlah 1
asam lemak tidak jenuh, yaitu asam oleat, linoleat, atau asam linolenat dengan titik cair yang rendah. Lemak hewani pada umumnya berbentuk padat pada suhu kamar karena banyak asam lemak jenuh misalnya asam plamitat dan stearat yang memiliki titik cair lebih tinggi. Trigliseri Trigliserida da yang diperoleh dari berbagai berbagai sumber sumber mempunyai mempunyai sifat sifat fisik fisik dan kimia kimia yang berbeda satu sama lain karena perbedaan sumber, iklim, keadaan tempat tumbuh dan pengolahan, perbedaaan jumlah dan jenis ester yang terdapat didalam nya. Minyak dan lemak tidak berbeda dalam bentuk trigliseridanya dan hanya berbeda dalam bentuk (wujud). Disebut lemak jika berbentuk padat dan minyak berbentuk cair pada suhu kamar. Minyak dan lemak yang telah dipisahkan dari jaringan asalnya mengandung sejumlah kecil kecil kompon komponen en selain selain trigli trigliser serida ida,, yaitu yaitu lipid lipid komple komplek k (lesit (lesithin hin,, cephali cephalin, n, fosfat fosfatida ida dan glikolipid); sterol berada dalam keadaan bebas atau terikat dengan asam lemak; asam lemak bebas; lilin; pigmen yang larut dalam lemak dan hidrokarbon. Semua komponen tersebut akan mempengaruhi warna dan flavor produk, serta berperan dalam proses ketengikan. Fosfolipid dalam dalam minyak minyak yang yang berasa berasall dari dari biji-b biji-biji ijian an biasan biasanya ya mengan mengandung dung sejuml sejumlah ah fosfat fosfatida ida,, yaitu yaitu lesithin dan cephalin. Dalam minyak jagung dan kedelai, jumlah fosfatida sekitar 2 – 3 %, dan dalam proses pemurniannya, senyawa ini dapat dipisahkan. Minyak pangan dalam bahan pangan biasanya diekstraksi dalam keadaan tidak murni dan bercampur dengan komponen-komponen lain yang disebut fraksi lipida. Fraksi lipida terdiri dari minyak, lemak (edible (edible fat/oil ), ), malam (wax (wax), ), fosfolipida, sterol, hidrokarbon dan pigmen. Fraksi Fraksi lipid lipid dalam dalam bahan bahan pangan pangan biasan biasanya ya dipis dipisahka ahkan n dari dari persen persenyaw yawaan aan lain lain yang terdapat dalam bahan pangan dengan ekstraksi menggunakan pelarut seperti petroleum eter, etil, ester, kloroform atau benzena. Fraksi yang larut disebut “fraksi yang larut dalam eter” atau lema lemak k kasar kasar (Ket (Ketar aren en,, 1986) 1986).. Untu Untuk k memb membed edaka akan n komp kompon onen en-ko -komp mpon onen en frak fraksi si lipi lipida da dipergunakan NaOH. Minyak/ lemak pangan, malam dan fosfolipida dapat disabunkan dengan NaOH sedangkan sterol, hidrokarbon dan pigmen adalah fraksi yang tidak tersabunkan.
1.2 Tujuan
1. Menget Mengetahu ahuii proses proses pengol pengolaha ahan n lemak lemak dan minyak. minyak. 2
asam lemak tidak jenuh, yaitu asam oleat, linoleat, atau asam linolenat dengan titik cair yang rendah. Lemak hewani pada umumnya berbentuk padat pada suhu kamar karena banyak asam lemak jenuh misalnya asam plamitat dan stearat yang memiliki titik cair lebih tinggi. Trigliseri Trigliserida da yang diperoleh dari berbagai berbagai sumber sumber mempunyai mempunyai sifat sifat fisik fisik dan kimia kimia yang berbeda satu sama lain karena perbedaan sumber, iklim, keadaan tempat tumbuh dan pengolahan, perbedaaan jumlah dan jenis ester yang terdapat didalam nya. Minyak dan lemak tidak berbeda dalam bentuk trigliseridanya dan hanya berbeda dalam bentuk (wujud). Disebut lemak jika berbentuk padat dan minyak berbentuk cair pada suhu kamar. Minyak dan lemak yang telah dipisahkan dari jaringan asalnya mengandung sejumlah kecil kecil kompon komponen en selain selain trigli trigliser serida ida,, yaitu yaitu lipid lipid komple komplek k (lesit (lesithin hin,, cephali cephalin, n, fosfat fosfatida ida dan glikolipid); sterol berada dalam keadaan bebas atau terikat dengan asam lemak; asam lemak bebas; lilin; pigmen yang larut dalam lemak dan hidrokarbon. Semua komponen tersebut akan mempengaruhi warna dan flavor produk, serta berperan dalam proses ketengikan. Fosfolipid dalam dalam minyak minyak yang yang berasa berasall dari dari biji-b biji-biji ijian an biasan biasanya ya mengan mengandung dung sejuml sejumlah ah fosfat fosfatida ida,, yaitu yaitu lesithin dan cephalin. Dalam minyak jagung dan kedelai, jumlah fosfatida sekitar 2 – 3 %, dan dalam proses pemurniannya, senyawa ini dapat dipisahkan. Minyak pangan dalam bahan pangan biasanya diekstraksi dalam keadaan tidak murni dan bercampur dengan komponen-komponen lain yang disebut fraksi lipida. Fraksi lipida terdiri dari minyak, lemak (edible (edible fat/oil ), ), malam (wax (wax), ), fosfolipida, sterol, hidrokarbon dan pigmen. Fraksi Fraksi lipid lipid dalam dalam bahan bahan pangan pangan biasan biasanya ya dipis dipisahka ahkan n dari dari persen persenyaw yawaan aan lain lain yang terdapat dalam bahan pangan dengan ekstraksi menggunakan pelarut seperti petroleum eter, etil, ester, kloroform atau benzena. Fraksi yang larut disebut “fraksi yang larut dalam eter” atau lema lemak k kasar kasar (Ket (Ketar aren en,, 1986) 1986).. Untu Untuk k memb membed edaka akan n komp kompon onen en-ko -komp mpon onen en frak fraksi si lipi lipida da dipergunakan NaOH. Minyak/ lemak pangan, malam dan fosfolipida dapat disabunkan dengan NaOH sedangkan sterol, hidrokarbon dan pigmen adalah fraksi yang tidak tersabunkan.
1.2 Tujuan
1. Menget Mengetahu ahuii proses proses pengol pengolaha ahan n lemak lemak dan minyak. minyak. 2
2. Menjelaskan Menjelaskan masing-mas masing-masing ing tahapan tahapan pengola pengolahan han minyak minyak dan dan lemak. lemak.
BAB II LANDASAN TEORI
Pada pengolahan minyak dan lemak, pengerjaan dilakukan tergantung pada sifat alami minyak atau lemak tersebut dan juga tergantung dari hasil akhir yang dikehendaki. Berikut beberapa proses dalam produksi minyak secara umum : 1.
Klas Klasif ifik ikas asii dan dan kara karakt kter eris isas asii baha bahan n baku baku (ump (umpan an))
2.
Pemilihan me metode ek ekstraksi ya yang te tepat
3.
Degumming (pemisahan gum)
4.
Netralisasi
5.
Bleach aching (pemuca ucatan) deodori orisasi
6.
Hidr Hidrog ogen enas asi, i, Inte Intere rest ster erif ifik ikas asii dan dan Wint Winter eris isas asii EKSTRAKSI
PENJERNIHAN
PEMUCATAN
3
DEODORISASI
HIDROGENASI
WINTERISASI
PEMUCATAN
DEODORISASI
DEODORISASI
PLASTICIZING
INTERESTERIFIKASI
PEMURNIAN
BAB III PEMBAHASAN 3.1 Pengertian Minyak nabati
Minyak nabati adalah sejenis minyak yang terbuat dari tumbuhan.Digunakan dalam makanan dan memasak.Beberapa jenis minyak nabati yang biasa digunakan ialah minyak kelapa sawit, jagung, zaitun kedelai, bunga matahari dll.
3.2 Klasifikasi Minyak Nabati a. Berdasarkan Sumber Minyak Nabati
1) Biji-bijian palawija Cth: minyak jagung, biji kapas, kacang, rape seed, wijen, kedelai, dan bunga matahari. 2) Kulit buah tanaman tahunan Cth: minyak zaitun dan kelapa sawit. 3) Biji-bijian dari tanaman tahunan
4
Cth: kelapa, cokelat, inti sawit, babassu, cohune, dan sebagainya.
b. Berdasarkan Sifat Mudah Mengering
1) Minyak tidak mengering Cth: minyak zaitun, kelapa, inti zaitun, kacang tanah, almond, inti alpukat, inti plum, jarak rape, dan mustard. 2) Minyak setengah mengering Cth: minyak dari biji kapas, kapok, jagung, gandum, biji bunga matahari, croton, dan urgen. 3) Minyak mengering Cth: minyak kacang kedelai, safflower, argemone, hemp, walnut, biji poppy, biji karet, perilla, tung, linseed, dan candle nut.
c. Klasifikasi Lemak Nabati Berdasarkan Sifat Fisiknya No Kelompok Lemak 1. Lemak (berwujud padat)
Jenis Lemak/ Minyak Lemak biji cokelat, inti sawit, cohune,
babassu,
tengkawang,
nutmeg
butter,
mowwah butter dan shea butter 2.
Minyak (berwujud cair) a. Tidak
mengering Minyak zaitun, kelapa, inti zaitun, kacang
(non drying oil )
tanah, almond, inti alpukat, inti plum, jarak
b. Setengah mengering rape dan mustard. ( semi drying oil )
Minyak dari biji kapas, kapok, jagung, 5
c. Mengering
(drying gandum, biji bunga matahari, eroton dan
oil )
urgen. Minyak
kacang
kedelai,
safflower,
argemone, walnut, biji poppy, biji karet, penilla, lin seed dan candle nut. 3.3 Karakteristik minyak nabati Sifat fisik
1. Warna a. Warna alamiah b. Warna akibat oksidasi dan degradasi komponen kimia yang terdapat dalam minyak. 2. Bau Lemak atau bahan pangan berlemak, dapat menghasilkan bau tidak enak yang mirip dengan bau ikan yang sudah basi, yang disebabkan oleh interaksi trimetilamineoksida dengan ikatan rangkap dari lemak tidak jenuh. 3. Kelarutan Kelarutan diengaruhi oleh nilai polaritas dari masing-masing minyak nabati. 4. Titik cair 5. Titik didih Titik didih dari asam lemak akan semakin meningkat dengan bertambahnya rantai karbon asam lemak tersebut. 6. Titik lunak Ditentukan dengan penggunaan tabung kapiler yang diisi dengan minyak. 7. Sliping point
6
Cara penetapannya yaitu dengan mempergunakan suatu silinder kuningan yang kecil, yang diisi dengan leak padat, kemudian disimpan dalam bak yang tertutup dan dihubungkan dengan termometer. 8. Sort melting point Yaitu temperatur pada saat terjadi tetesan pertama dari minyak atau lemak. 9. Bobot jenis Bobot jenis ditentukan oleh temperatur kamar (25OC) 10. Indeks bias Adalah derajar penyimpangan yang dilewatkan pada suatu medium yang cerah.Ini digunakan untuk pengujian kemurniaan minyak. 11. Titik asap, titik nyala, titik api. Titik asap adalah temperatur pada saat minyak atau lemak menghasilkan asap pada pemanasan, titik nyala adalah temperatur pada saat campuran uap dari minyak dengan udara mulai terbakar. Sedangkan titik api adalah temperatur pada saat dihasilkan pembakaran yang terus menerus 12. Titik kekeruhan Ditetapkan dengan cara mendinginkan campuran minyak atau lemak dengan pelarut lemak.
Sifat kimia
1. Hidrolisa Dalam reaksi hidrolisa, minyak atau lemak akan berubah menjadi asam lemak bebas dan gliserol. Hal ini dapat merusak minyak karena terdapatnya sejumlah air dalam minyak atau lemak yang mengakibatkan ketengikan.
7
2. Oksidasi Oksidasi dapat berlangsung bila terjadi kontak antara sejumlah oksigen dengan lemak atau minyak, hal ini akan menyebabkan bau tengik pada lemak atau minyak.
3. Esterifikasi Proses esterifikasi bertujuan untuk asam-asam lemak bebas dari trigliserida,menjadi bentuk ester. Reaksi esterifikasi dapat dilakukan melalui reaksi kimia yang disebut interifikasi atau penukaran ester yang didasarkan pada prinsip transesterifikasi FiedelCraft.
4. penyabunan
8
Reaksi ini dilakukan dengan penambhan sejumlah larutan basa kepada trigliserida. Bila penyabunan telah lengkap,lapisan air yang mengandung gliserol dipisahkan dan gliserol dipulihkan dengan penyulingan.
5. Pembuatan keton Keton dihasilkan melalui penguraian dengan cara hidrolisa ester.
3.4 TAHAPAN PENGOLAHAN LEMAK/MINYAK NABATI 3.4.1 Ekstraksi Pengertian ekstraksi
Ekstraksi adalah pemisahan suatu zat dari campurannya dengan pembagian sebuah zat terlarut antara dua pelarut yang tidak dapat tercampur untuk mengambil zat terlarut tersebut dari satu pelarut ke pelarut yang lain. Seringkali campuran bahan padat dan cair (misalnyabahan alami) tidak dapat atau sukar sekali dipisahkan dengan metode pemisahan mekanis atau termis yang telah dibicarakan. Misalnya saja, karena komponennya saling bercampur secara sangat erat, peka terhadap panas, beda sifat-sifat fisiknya terlalu kecil, atau tersedia dalam konsentrasi yang terlalu rendah.
9
Dalam hal semacam. itu, seringkali ekstraksi adalah satu-satunya proses yang dapat digunakan atau yang mungkin paling ekonomis. Sebagai contoh pembuatan ester (essence) untuk bau-bauan dalam pembuatan sirup atau minyak wangi, pengambilan kafein dari daun teh, biji kopi atau biji coklat dan yang dapat dilihat sehari-hari ialah pelarutan komponen-komponen kopi dengan menggunakan air panas dari biji kopi yang telah dibakar atau digiling. Ekstraksi minyak atau lemak adalah suatu cara untuk mendapatkan minyak atau lemak dari bahan yang diduga mengandung minyak atau lemak. Adapun ekstraksi minyak atau lemak itu bermacam-macam,yaitu rendering (dry rendering dan wet rendering),mechanical expression dan solvent extraction. Proses pengolahan minyak nabati dengan cara mengekstrak bahan bakunya. Proses ekstraksi terbagi menjadi beberapa, jenis yakni mecanical expresion, solvent ekstraksi, dan rendering. Proses diatas digunakan dengan menyesuaikan dengan bahan bakun. Ada beberapa kriteria yang harus diperhatikan dalm memilih ekstraksi jenis apa yang digunakan yaitu sebagai berikut: -
berbentuk padat atau cair
-
kadar minyak yang terkandung dalam bahan bakunya berdasarkan referensi
Klasifikasi Ekstraksi Berikut adalah klasifikasi ekstraksi yang digunakan dalam proses pengolahan minyak nabati. Minyak / Lemak Trigliserida Ekstraksi
Mechanical Expresion
Solvent ekstraksi
Rendering
10
Wet rendering
Sokletasi
Maserasi
dry rendering
Perkolasi
1. Rendering
Rendering merupakan suatu cara ekstraksi minyak atau lemak dari bahan yang diduga mengandung minyak atau lemak dengan kadar air yang tinggi. Pada semua cara rendering, penggunaan panas adalah sesuatu yang spesifik,yang bertujuan untuk menggumpalkan protein pada dinding sel bahan dan untuk memecahkan dinding sel tersebut sehingga mudah ditembus oleh minyak atau lemak yang terkandung didalamnya. Menurut pengerjaannya rendering dibagi dengan dua cara,yaitu : 1. Wet rendering 2. Dry rendering
a. Wet Rendering Wet rendering adalah proses rendering dengan penambahan sejumlah air selama berlangsungnya proses tersebut. Cara ini dikerjakan pada ketel yang terbuka atau tertutup dengan menggunakan temperature yang tinggi serta tekanan 40 sampai 60 pound tekanan uap (40-60psi). Penggunaan temperature rendah pada wet rendering dilakukan jika diinginkan flavor netral dari minyak atau lemak. Bahan yang akan diekstraksi ditempatkan pada ketel yang diperlengkapi dengan alat pangaduk, kemudian air ditambahkan dan campuran dipanaskan perlahan-lahan sampai suhu 50°C sambil diaduk. Minyak yang terekstraksi akan naik keatas akan naik keatas dan kemudian dipisahkan. Proses wet rendering dengan menggunakan temperature rendah kurang begitu popular, sedangkan proses wet rendering dengan mempergunakan temperature yang tinggi disertai dengan tekanan uap air, dipergunkan untuk menghasilkan minyak atau lemak dalam jumlah yang besar.Peralatan yang digunakan adalah autoclave atau digester. Air dan bahan yang akan diekstraksi dimasukan kedalam digester dengan tekanan uap air sekitar 40 sampai 60 pound selama 4-6 jam. 11
b. Dry Rendering Dry rendering adalah proses rendering tanpa penambahan air selama proses berlangsung. Dry rendering dilakukan dalam ketel yang terbuka dan dilengkapi dengan steam jacket serta alat pengaduk (agitator). Bahan yang diperkirakan mengandung minyak atau lemak dimasukkan kedalam ketel tanpa penambahan air.Bahan tadi dipanaskan sambil diaduk. Pemanasan dilakukan pada suhu 220°F sampai 230°F (105°C-110°C).Ampas bahan yang telah diambil minyaknya akan diendapkan pada dasar ketel. Minyak atau lemak yang dihasilkan dipisahkan dari ampas yang telah mengendap dan pengambilan minyak dilakukan dari bagian atas ketel. 2. Pengepresan Mekanik (mechanical expression)
Pengepresan mekanis merupakan suatu cara ekstraksi minyak atau lemak,terutama untuk bahan bahan yang berasal dari biji-bijian. Cara ini dilakukan untuk memisahkan minyak dari bahan yang berkadar minyak tinggi(30-70%).Pada pengepresan mekanis ini diperlukan perlakuan pendahuluan sebelum minyak atau lemak dipisahkan dari bijinya. Perlakuan pendahuluan tersebut mencakup pembuatan serpih, perajangan dan penggilingan serta tempering atau pemasakan. Dua cara umum dalam pengepresan mekanis,yaitu: 1. Pengepresan hidraulik (hydraulic pressing) 2. Pengepresan berulir (expeller pressing)
a. Pengepresan Hidraulik (Hydraulic Pressing) Pada cara hydraulic pressing,bahan di pres dengan tekanan sekitar 2000pound/inch2 (140,6 kg/cm = 136 atm). Banyaknya minyak atau lemak yang dapat diekstraksi tergantung pada lamanya pengepresan, tekanan yang dipergunakan, serta kandungan minyak dalam bahan asal. Sedangkan banyaknya minyak yang tersisa pada bungkil bervariasi antara 4 sampai 6 persen, tergantung dari lamanya bungkil ditekan dibawah tekanan hidraulik.
12
Gambar.1 hydraulic press Tahap-tahap yang dilakukan dalam proses pemisahan minyak dengan cara pengepresan mekanis dapat dilihat pada gambar
Bahan yang mengandung minyak
perajang
penggiling
Minyak pengepres
Pemasakan /
Ampas/bung
Gambar.2 Skema cara memperoleh minyak dengan pengepresan b. Pengepresan Berulir (Expeller Pressing) Cara expeller pressing memerlukan perlakuan pendahuluan yang terdiri dari proses pemasakan atau tempering. Proses pemasakan berlangsung pada temperature 240°F (115,5°C) dengan tekanan sekitar 15-20 ton/inch2. Kadar air minyak atau lemak yang dihasilkan berkisar
13
sekitar 2,5-3,5 persen, sedangkan bungkil yang dihasilkan masih mengandung minyak antara 4-5 persen.
Gambar.3 expeller pressing Cara lain dalam mengekstraksi minyak atau lemak dari bahan yang diduga mengandung minyak atau lemak adalah gabungan dari proses wet rendering dengan pengepresan secara mekanik atau dengan sentrifusi. 3. Ekstraksi Dengan Pelarut (Solvent extraction)
Prinsip dari proses ini adalah ekstraksi dengan melarutkan minyak dalam pelarut minyak dan lemak.Pada cara ini dihasilkan bungkil dengan kadar minyak yang rendah yaitu sekitar 1 persen atau lebih rendah,dan mutu minyak kasar yang dihasilkan cenderung menyerupai hasil dari expeller pressing,karena sebagian fraksi bukan minyak akan ikut terekstraksi.Pelarut minyak atau lemak yang biasa digunakan dalam proses ekstraksi dengan pelarut menguap adalah petroleum eter,gasoline carbon disulfide, karbon tetra klorida,benzene dan n-heksan.Perlu perhatikan bahwa jumlah pelarut menguap atau hilang tidak boleh lebih dari 5 persen.Bila lebih,seluruh system solvent extraction perlu diteliti lagi. Salah satu contoh solvent extraction ini adalah metode sokletasi. Ekstraksi yang dilakukan menggunakan metoda sokletasi, yakni sejennis ekstraksi dengan pelarut organik yang dilakukan secara berulang ulang dan menjaga jumlah pelarut relatif konstan dengan menggunakan alat soklet. Minyak nabati merupakan suatu senyawa trigliserida dengan rantai 14
karbon jenuh maupun tidak jenuh. Minyak nabati umumnya larut dalam pelarut organik, seperti heksan dan benzen. Untuk mendapatkan minyak nabati dari bahagian tumbuhannya, dapat dilakukan dengan metoda sokletasi menggunakan pelarut yang sesuai.
Adapun prinsip sokletasi ini adalah Penyaringan yang berulang ulang sehingga hasil yang didapat sempurna dan pelarut yang digunakan relatif sedikit. Bila penyaringan ini telah selesai, maka pelarutnya diuapkan kembali dan sisanya adalah zat yang tersari. Metode sokletasi menggunakan suatu pelarut yang mudah menguap dan dapat melarutkan senyawa organik yang terdapat pada bahan tersebut, tapi tidak melarutkan zat padat yang tidak diinginkan.
Gambar.4 Rangkaian Alat Sokletasi
Metoda sokletasi seakan merupakan penggabungan antara metoda maserasi dan perkolasi. Jika pada metoda pemisahan minyak astiri ( distilasi uap ), tidak dapat digunakan dengan baik karena persentase senyawa yang akan digunakan atau yang akan diisolasi cukup kecil atau tidak didapatkan pelarut yang diinginkan untuk maserasi ataupun perkolasi ini, maka cara yang terbaik yang didapatkan untuk pemisahan ini adalah sokletasi
15
Sokletasi digunakan pada pelarut organik tertentu. Dengan cara pemanasan,sehingga uap yang timbul setelah dingin secara kontunyu akan membasahi sampel,secara teratur pelarut tersebut dimasukkan kembali kedalam labu dengan membawa senyawa kimia yang akan diisolasi tersebut. Pelarut yang telah membawa senyawa kimia pada labu distilasi yang diuapkan dengan rotary evaporator sehingga pelarut tersebut dapat diangkat lagi bila suatu campuran organik berbentuk cair atau padat ditemui pada suatu zat padat, maka dapat diekstrak dengan menggunakan pelarut yang diinginkan.
Syarat syarat pelarut yang digunakan dalam proses sokletasi : 1. Pelarut yang mudah menguap Ex : heksan, eter, petroleum eter, metil klorida dan alkohol 2. Titik didih pelarut rendah. 3. Pelarut tidak melarutkan senyawa yang diinginkan. 4. Pelarut terbaik untuk bahan yang akan diekstraksi. 5. Pelarut tersebut akan terpisah dengan cepat setelah pengocokan. 6. Sifat sesuai dengan senyawa yang akan diisolasi, polar atau nonpolar. 7. Ekstraksi sinambung dengan menggunakan alat soklet merupakan suatu prosedur ekstraksi kontituen kimia tumbuhan dari jaringan tumbuhan yang telah dikeringkan.
Ekstraksi dilakukan dengan menggunakan secara berurutan pelarut – pelarut organik dengan kepolaran yang semakin menigkat. Dimulai dengan pelarut heksana, eter, petroleum eter, atau kloroform untuk memisahkan senyawa – senyawa trepenoid dan lipid – lipid, kemudian dilanjutkan dengan alkohol dan etil asetat untuk memisahkan senyawa – senyawa yang lebih polar. Walaupun demikian, cara ini seringkali tidak menghasilkan pemisahan yang sempurna dari senyawa – senyawa yang diekstraksi. Cara menghentikan sokletasi adalah dengan menghentikan pemanasan yang sedang berlangsung. Sebagai catatan, sampel yang digunakan dalam sokletasi harus dihindarkan dari sinar matahari langsung. Jika sampai terkena sinar matahari, senyawa dalam sampel akan berfotosintesis hingga terjadi penguraian atau dekomposisi. Hal ini akan menimbulkan senyawa baru yang disebut senyawa artefak,
16
hingga dikatakan sampel tidak alami lagi. Alat sokletasi tidak boleh lebih rendah dari pipa kapiler, karena ada kemungkinan saluran pipa dasar akan tersumbat. Juga tidak boleh terlalu tinggi dari pipa kapiler karena sampel tidak terendam seluruhnya. Dibanding dengan cara terdahulu ( destilasi ), maka metoda sokletasi ini lebih efisien, karena: 1. Pelarut organik dapat menarik senyawa organik dalam bahan alam secara berulang kali. 2. Waktu yang digunakan lebih efisien. 3. Pelarut lebih sedikit dibandingkan dengan metoda maserasi atau perkolasi. 4. Pelarut tidak mengalami perubahan yang spesifik.
Keunggulan sokletasi : 1. Sampel diekstraksi dengan sempurna karena dilakukan berulang ulang. 2. Jumlah pelarut yang digunakan sedikit. 3. Proses sokletasi berlangsung cepat. 4. Jumlah sampel yang diperlukan sedikit. 5. Pelarut organik dapat mengambil senyawa organik dalam bahan berulang kali.
Kelemahan sokletasi : 1. Tidak baik dipakai untuk mengekstraksi bahan bahan tumbuhan yang mudah rusak atau senyawa senyawa yang tidak tahan panas karena akan terjadi penguraian. 2. Harus dilakukan identifikasi setelah penyarian, dengan menggunakan pereaksi meyer, Na, wagner, dan reagen reagen lainnya. 3. Pelarut yang digunakan mempunyai titik didih rendah, sehingga mudah menguap .
Pemurnian Minyak
Tujuan utama pada proses pemurnian minyak adalah untuk menghilangkan rasa serta bau yang tidak enak, warna yang tidak menarik dan memperpanjang masa simpan minyak sebelum dikonsumsi atau digunakansebagai bahan mentah dalam industry. Pada umumnya minyak untuk tujuan bahan pangan dimurnikan melalui tahap proses sebagai berikut :
17
Pemisahan bahan berupa suspense dan disperse koloid dengan cara penguapan, degumming dan pencucian dengan asam. 1.
Pemisahan ALB dengan cara netralisasi
2.
Dekolorisaasi dengan proses pemucatan
3.
Deodorisasi
4.
Pemisahan gliserida jenuh ( stearin) dengan cara pendinginan (chilling )
Disamping itu kadang-kadang dilakukan penambahan flavor dan zat warna sehingga didapatkan minyak dengan rasa serta bau yang enak dan warna yang menarik. Lemak hewan seperti lemak babi dan lemak susu (butter flat) yang diperoleh dengan proses rendering atau sentrifusi, dapat dikonsumsi langsung tanpa melaluli proses pemurnian. Minyak yangdihasilkan dengan cara pengepresan melalui flavor campuran dengan grade minyak yang lebih rendah. 3.4.2 De-gumming
Degumming adalah suatu proses pemisahan getah atau lendir-lendir yang terdiri dari fosfatida, protein, residu, karbohidrat, air dan resin tanpa mengurangi jumlah asam lemak bebas dalam minyak. Getah-getah ( gum) dalam minyak nabati perlu dihilangkan untuk menghindari perubahan warna dan rasa selama langkah rafinasi berikutnya. Proses Pennwalt melibatkan pengolahan asam fosfor satu tingkat dan pengolahan air panas satu tingkat diikuti oleh penghilangan secara terus-menerus getah-getah terhidrat dalam super sentrifusi super degumming. Aplikasi proses tersebut dapat digunakan untuk minyak kacang, minyak kapas, minyak sawit, minyak jagung, dan lain-lain Lemak dan minyak mengandung senyawa kompleks phospor organik yang berhubungan dengan phospolipid (phospatida) atau biasanya gum. Phospatida dibuang dengan berbagai macam pengolahan yang diikuti dengan pengendapan dengan sentrifugasi serta penyerapan dengan filter.Secara teknis degumming berhubungan dengan operasi pemurnian minyak yang mana normalnya mengandung kotoran dalam bentuk koloid maupun terlarut dalam minyak itu sendiri. Pemisahan gum merupakan proses pemisahan getah atau lendir-lendir yang terdiri dari fosfatida, protein, residu, karbohidrat, air, dan resin. Tujuan utama dari degumming adalah untuk 18
membuang gum yang tidak diinginkan yang akan mengganggu pada proses berikutnya. Komponen utama dalam gum yang harus dibuang adalah phospatida. Kandungan phospatida dibuang karena akan mengakibatkan bau dan warna yang tidak diinginkan serta memperpendek umur minyak. Pembentukan emulsi phospatida merupakan penyebab utama terjadinya ketidakstabilan oksidasi dari minyak. Tujuan dari proses degumming adalah : 1. Memisahkan dan membuang asam 2. Mencegah crude oil tertinggal selama penyimpanan dan pemindahan 3. Mencegah pengasaman oleh gum 4. Pemurnian secara fisik 5. Mengurangi kehilangan minyak pada tahap netralisasi Proses-Proses Degumming Ada 6 tipe proses deguming dalam industri minyak nabati. Perbedaan dari masing-masing tipe dalah pada metoda dari prosesnya, penggunaan bahan kimia dan kandungan dari phospatida dalam crude minyak nabati. Tipe-tipe degumming adalah:
a. Dry Degumming Proses dry degumming melibatkan pembuangan gum melalui proses presipitasi dalam kondisi asam. Proses ini menggunakan minyak rendah phospatida dan cocok untuk persiapan minyak untuk physical refining.
b. Water Degumming Water degumming adalah proses dari pembuangan gum melalui proses presipitasi menggunakan hidrasi air murni crude oil melalui pemisahan sentrifus. Metoda ini digunakan untuk mengesktrak gum untuk produk lecithin, minyak kedelai dan crude oil yang mengandung phospor dengan konsentrasi 200 ppm. Dalam proses ini air digunakan sebagai bahan utama untuk menghilangkan phospatida yang dapat terhidrasi dari minyak nabati serta dapat dilakukan pada kedaan batch atau continous tergantung pada tipe minyak yang akan dilakukan proses degumming atau jumlah minyak yang akan diproses. Pada proses water degumming ini efek dari penambahan air dan perbedaan level temperatur (pemanasan) akan sangat berpengaruh pada kualitas pemurnian. 19
c. Acid Degumming Dalam proses ini
gum dipresipitasi dengan prose beberapa kondisi asam dan
dihilangkan dengan pemisahan dengan metoda sentrifus. Pada metoda ini gum bisa dihidrasi pada suhu tinggi dari 40°C. Dlam proses kilang organik asam sitrat sering digunakan dan pembuangan phospatida sisa melaui bleaching menggunakan silika hydrogel. d. Enzymatic Degumming Enzymatic
degumming
adalah
degumming
khusus
yang
dipertinggi
dengan
menggunakan beberapa enzim makanan. Tipe minyak yang digunakan pada proses ini adalah minyak kacang kedelai dan minyak lobak. Keuntungan dari enzymatic degumming tidak ada busa yang terbentuk sehingga tidak ada minyak yang hilang yang melalui pemisahan busa.
e.
EDTA-degumming EDTA degumming proses kimia-fisika degumming. Proses ini melibatkan pemisahan
sempurna phospatida dengan bahan pengkelat yaitu ethylene diamine tetra acetic acid(EDTA).
f.
Membran degumming Proses membran degumming biasanya digunakan dalam industri ekstraksi. Pemisahan
dengan membran merupakan pemisahan ukuran eklusi dan tekanan. Proses ini membagi komponen-komponen yang berbeda menurut berat molekulnya atau ukuran partikel serta bergantung pada interaksi dengan permukaan membran dengan campuran komponen minyak. Phospatida dapat dibuang dari trigleserida di dalam bentuk miscell menggunakan membran permeabel yang sesuai dengan proses degumming. Proses ini umumnya digunakan Phospatida, protein, karbohidrat dan komponen koloid memiliki pengaruh buruk untuk menjaga kemurnian minyak. Bahan-bahan tersebut merupakan senyawa-senyawa yang tidak diinginkan dalam suatu kilang. Ada 2 jenis phospatida yaitu yang dapat dihidrasi dan yang tidak dapat dihidrasi. Phospatida yang dapat dihidrasi bisa dihilangkan dengan mudah dengan menambahkan air pada proses dengan menggunakan aliran cepat pada suhu yang terus meningkat atau aliran lambat pada suhu rendah.
20
Gambar 3. Blok Diagram Proses Degumming
3.4.3 Netralisasi Netralisasi adalah suatu proses untuk memisahkan asam lemak bebas (ALB) dari minyak atau lemak, dengan cara mereaksikan asam lemak bebas dengan basa atau pereaksi lainnya sehinggga membentuk sabun ( soap stock ) dengan tujuan memurnikan minyak. Pemisahan asam lemak bebas juga dapat dilakukan dengan cara penyulingan yang dikenal dengan istilah deasidifikasi. Proses Netralisasi dapat dilakukan dengan beberapa cara,yaitu : a.
Netralisasi dengan Kaustik Soda (NaOH)
Netralisasi dengan kaustik soda banyak dilakukan dalam skala industri, karena lebih efisien dan lebih murah dibandingkan dengan cara netralisasi lainnya. Selain itu penggunaan kaustik soda membantu dalam mengurangi zat warna dan kotoran yang berupa getah dan lendir dalam minyak.Reaksi antara asam lemak bebas dengan NaOH adalah sebagai berikut:
21
Sabun yang terbentuk dapat membantu pemisahan zat warna dan kotoran seperti fosfatida dan protein, dengan cara membentuk emulsi sabun atau emulsi yang terbentuk dapat dipisahkan dari minyak dengan cara sentrifuce. Dengan cara hidrasi dan dibantu dengan proses pemisahan sabun secara mekanis maka netralisa netralisasi si dengan menggunakan menggunakan kaustik kaustik soda dapat menghilangka menghilangkan n fosfatida, fosfatida, protein, resin , dan suspen suspensi si dalam dalam minyak minyak yang tidak tidak dapat dapat dihila dihilangk ngkan an dengan dengan proses proses pemisa pemisahan han gum. gum. Kompon Komponen en minor minor dalam dalam minyak minyak berupa berupa sterol sterol,, khloro khlorofil fil,, vitami vitamin n E, dan karote karotenoi noid d hanya hanya sebagian kecil dapat dikurangi dengan netralisasi. Netralisasi menggunakan kaustik soda akan menyabunkan sejumlah kecil trigliserida. Molekul Molekul mono mono dan diglis digliseri erida da lebih lebih mudah mudah bereak bereaksi si dengan dengan persen persenyaw yawaan aan alkali alkali.. Reaksi Reaksi penyabunan mono dan digliserida dalam minyak terjadi sebagai berikut :
Efisie Efisiensi nsi netral netralisa isasi si dinyat dinyataka akan n dalam dalam refini refining ng factor factor , yait yaitu u perb perban andi ding ngan an antar antaraa kehilangan total karena netralisasi dan jumlah asam lemak bebas dalam lemak kasar. Sebagai cont contoh oh iala ialah h netr netral alis isas asii miny minyak ak kasar kasar yang yang meng mengand andun ung g 3 pers persen en asam asam lema lemak k beba bebas, s, mengha menghasil silkan kan minyak minyak netral netral dengan dengan rendem rendemen en sebesa sebesarr 94 persen persen,, maka maka kana kana mengal mengalami ami kehilangan total (total (total loss) loss) sebesar (100-94) persen = 6 persen
22
Refining factor =
= =2
Makin kecil nilai refining factor , maka efisiensi netralisasi makin tinggi. Pemakaian larutan kaustik soda dengan konsentrasi terlalu tinggi akan bereaksi sebagian dengan trigliserida sehingga mengurangi rendemen minyak dan menambah jumlah sabun yang terbentuk. Oleh karena itu harus dipilih konsentrasi dan jumlah kaustik soda yang tepat untuk menyab menyabunka unkan n asam asam lemak lemak dalam dalam minyak minyak.. Dengan Dengan demiki demikian an penyabu penyabunan nan trigli trigliser serida ida dan terbentukny terbentuknyaa emulsi emulsi dalam minyak dapat dikurangi, dikurangi, sehingga sehingga dihasilkan dihasilkan minyak netral netral dengan rendemen yang lebih besar dan mutu minyak yang lebih baik. Beberapa hal yang perlu dipertimbangkan dalam memilih konsentrasi larutan alkali yang digunakan dalam netralisasi adalah sebagai berikut : 1. Konsen Konsentra trasi si dari dari Miny Minyak ak Kasar Kasar Konsentrasi dari alkali yang digunakan tergantung dari jumlah asam lemak bebas atau derajat derajat keasaman minyak. Makin besar jumlah asam lemak bebas, makin besar pula konsentrasi alkali yang digunakan 2. Jumlah Jumlah minyak netral netral (Triglis (Trigliserida) erida) yang yang tersabunkan tersabunkan diusahakan diusahakan serendah serendah mungkin mungkin makin besar konsentrasi larutan alkali yang digunakan, maka kemungkinan jumlah trigliserida yang tersabunkan semakin besar pula sehingga angka refinning factor bertambah besar. 3. Jumlah Jumlah Minya Minyak k Netral Netral yang Terda Terdapat pat dalam dalam Soap Stock Stock Maki Makin n encer encer laru laruta tan n kaus kausti tik k soda soda,, maki makin n besa besarr tende tendens nsii laru laruta tan n sabu sabun n untuk untuk membentuk emulsi dengan trigliserida. Dengan menggunakan larutan alkali encer, kemung kemungkin kinan an terjad terjadinya inya penyabu penyabunan nan trigli trigliser serida ida dapat dapat diperk diperkeci ecil, l, akan akan tetapi tetapi kehilangan minyak bertambah besar karena sabun dalam minyak akan membentuk emulsi. 4. Suhu Suhu Netr Netral alis isas asii 23
Suhu netralisasi dipilih sedemikian rupa sehingga sabun ( soap stock ) yang terbentuk terbentuk dalam minyak mengendap dengan kompak dan cepat. Pengendapan yang lambat akan memperbesar kehilangan minyak karena sebagian minyak akan diserap oleh sabun. 5. Wa Warn rnaa Miny Minyak ak Net Netra rall Maki Makin n encer encer laru laruta tan n alka alkali li yang yang digun digunak akan an,, maki makin n besa besarr juml jumlah ah laru laruta tan n yang yang dibutuhkan untuk netralisasi dan minyak netral yang dihasilkan berwarna lebih cepat.
b.
Netralis Netralisasi asi denga dengan n Natrium Natrium Karbo Karbonat nat (Na (Na 2CO3)
Keuntungan Keuntungan menggunakan menggunakan persenyawaan persenyawaan karbonat adalah trigliserida trigliserida tidak ikut tersabunkan, sehingga nilai refining factor dapat diperkecil. Suatu kelemahan dari pemakaian senyawa ini adalah karena sabun yang terbentuk sukar dipisahkan. Hal ini disebabkan karena gas CO2 yang dibebaskan dari karbonat akan menimbulkan busa dalam minyak. Netralisasi menggunakan natrium karbonat biasanya disusul dengan pencucian menggunakan kaustik soda encer, sehingga memperbaiki mutu terutama warna minyak. Hal ini akan mengurangi jumlah adsorben yang dibutuhkan pada proses pemucatan. Pada umumnya netralisasi minyak menggunakan natrium karbonat dilakukan di bawah suhu 500C, sehingga seluruh asam lemak bebas yang bereaksi dengan natrium karbonat akan membentuk sabun dan asam karbonat, dengan reaksi sebagai berikut :
Pada pemanasan asam karbonat yang terbentuk akan terurai menjadi gas CO2 dan H2O. Gas CO2 yang dibebaskan akan membentuk busa dalam sabun yang terbentuk dan mengapung 24
partikel sabun di atas permukaan minyak. Gas tersebut dapat dihilangkan dengan cara mengalirkan uap panas atau dengan cara menurunkan tekanan udara di atas permukaan minyak dengan pompa vakum. Cara Netralisasi : Minyak yang akan dinetralkan , dipanaskan pada suhu 35-400C dengan tekanan lebih rendah dari atmosfir. Selanjutnya ditambahkan larutan natrium karbonat, kemudian diaduk selama 10-15 menit dengan kecepatan pengadukan 65-75 rpm. Kemudian kecepatan pengadukan dikurangi 15-20 rpm dan tekanan vakum diperkecil selama 20-30 menit. Dengan cara tersebut gas CO2 yang terbentuk akan menguap dan asam lemak bebas yang tinggal dalam minyak kurang lebih sebesar 0,05 persen. Sabun yang terbentuk dapat diendapkan dengan menambahkan garam, misalnya natrium sulfat atau natrium silikat, atau mencucinya dengan air panas. Setelah dipisahkan dari minyak selanjutnya dilakukan proses p emucatan.
Minyak dalam sabun yang telah mengendap dapat dipisahkan dengan cara menyaring menggunakan filter press. Asam lemak bebas yang telah membentuk sabun (soap stock) dapat diperoleh kembali jika sabun tersebut direaksikan dengan asam mineral.
25
Keuntungan netralisasi menggunakan natrium karbonat adalah sabun yang terbentuk bersifat pekat dan dapat dipakai langsung untuk pembuatan sabun bermutu baik. Minyak yang dihasilkan mutunya lebih baik, terutama setelah mengalami proses deodorisasi. Di samping itu trigliserida tidak ikut tersabunkan sehingga rendemen minyak netral yan g dihasilkan lebih besar. Kelemahannya adalah karena cara tersebut sukar dilaksanakan dalam praktek, dan di samping itu untuk minyak semi drying oil seperti minyak kedelai, sabun yang terbentuk sukar disaring karena adanya busa yang disebabkan oleh gas CO2. c. Netralisasi minyak dalam bentuk “ miscella”
Cara netralisasi ini digunakan pada minyak yang diekstrak dengan menggunakan pelarut menguap ( solvent extraction). Hasil ekstraksi merupakan campuran antara pelarut dan minyak disebut miscella. Asam lemak bebas dalam miscella dapat dinetralkan dengan menggunakan kaustik soda atau natrium karbonat. Penambahan bahan kimia tersebut ke dalam miscella yang mengalir dalam ketel ekstraksi, dilakukan pada suhu yang sesuai dengan titik didih pelarut. Sabun yang terbentuk dapat dipisahkan dengan cara menambahkan garam, sedangkan minyak netral dapat dipisahkan dari pelarut dengan cara penguapan. d.
Netralisasi dengan etanol amin dan amonia
Etanol amin dan amonia dapat digunakan untuk netralisasi asam lemak bebas. Pada proses ini asam lemak bebas dapat dinetralkan tanpa menyabunkan trigliserida, sedangkan amonia yang digunakan dapat diperoleh kembali dari soap stock dengan cara penyulingan dalam ruangan vakum.
26
e. Pemisahan asam ( de-ecidification) dengan cara penyulingan
Proses pemisahan asam dengan cara penyulingan adalah proses penguapan asam lemak bebas, langsung dari minyak tanpa mereaksikan dengan larutan basa, sehingga asam lemak yang terpisah tetap utuh. Minyak kasar yang akan disuling terlebih dahulu dipanaskan dalam alat penukar kalor (heat exchanger ). Selanjutnya minyak tersebut dialirkan secara kontinu ke dalam alat penyulingan dengan letak horizontal. Di sepanjang dasar ketel terdapat pipa-pipa berlubang tempat menginjeksikan uap air ke dalam minyak yang sudah dipanaskan pada suhu kurang lebih 2400C. Kadang-kadang ke dalam ketel disemprotkan superheated steam bersama air, yang akan berubah menjadi uap air panas pada tekanan rendah (kurang lebih 25 mmHg), sehingga asam lemak bebas menguap bersama-sama dengan uap panas tersebut. Hasil sulingan berupa campuran uap air dan asam lemak bebas untuk menghindari kerusakan minyak selama proses penyulingan karena suhu yang terlalu tinggi, maka asam lemak bebas yang tertinggal dalam minyak dengan kadar lebih rendah dari 1 persen harus dinetralkan dengan menggunakan persenyawaan basa. Minyak kasar dengan kadar asam lemak bebas yang tinggi umumnya mengandung fraksi mono dan digliserida yang terbentuk dari hasil hidrolisa sebagian molekul trigliserida.
3.4.4 BLEACHING Pemucatan (bleaching ) adalah suatu tahap proses pemurnian untuk menghilangkan zat-zat warna yang tidak disukai dalam
minyak. Pemucatan ini dilakukan dengan cara fisika yang
menggunakan berbagai absorben, seperti tanah serap ( fuller earth), lempung aktif (activated clay) dan arang aktif atau dapat juga menggunakan bahan kimia. Selain warna, pemucatan juga berperan mengurangi komponen minor lainnya seperti aroma, senyawa bersulfur dan logam-
27
logam berat. Selain itu, pemucatan juga dapat mengurangi produk hasil oksidasi lemak seperti peroksida, aldehida dan keton. Pada proses pemucatan hanya sedikit komponen yang dihilangkan. Biasanya pemucatan dilakukan setelah proses pemurnian alkali. a.
Zat-Zat Pengotor yang sering terdapat dalam minyak bumi
1. Senyawaan Sulfur Crude oil yang densitynya lebih tinggi mempunyai kandungan Sulfur yang lebih tinggu pula. Keberadaan Sulfur dalam minyak bumi sering banyak menimbulkan akibat, misalnya dalam gasoline dapat menyebabkan korosi (khususnya dalam keadaan dingin atau berair), karena terbentuknya asam yang dihasilkan dari oksida sulfur (sebagai hasil pembakaran gasoline) dan air. a.
Senyawaan Oksigen
Kandungan total oksigen dalam minyak bumi adalah kurang dari 2 % dan menaik dengan naiknya titik didih fraksi. Kandungan oksigen bisa menaik apabila produk itu lama berhubungan dengan udara. Oksigen dalam minyak bumi berada dalam bentuk ikatan sebagai asam karboksilat, keton, ester, eter, anhidrida, senyawa monosiklo dan disiklo dan phenol. Sebagai asam karboksilat berupa asam Naphthenat (asam alisiklik) dan asam alifatik. b.
Senyawaan Nitrogen
Umumnya kandungan nitrogen dalam minyak bumi sangat rendah, yaitu 0,1-0,%. Kandungan tertinggi terdapat pada tipe Asphalitik. Nitrogen mempunyai sifat racun terhadap katalis dan dapat membentuk gum / getah pada fuel oil. Kandungan nitrogen terbanyak terdapat pada fraksi titik didih tinggi. Nitrogen klas dasar yang mempunyai berat molekul yang relatif rendah dapat diekstrak dengan asam mineral encer, sedangkan yang mempunyai berat molekul yang tinggi tidak dapat diekstrak dengan asam mineral encer. c.
Konstituen Metalik
Logam-logam seperti besi, tembaga, terutama nikel dan vanadium pada proses catalytic cracking mempengaruhi aktifitas katalis, sebab dapat menurunkan produk gasoline, menghasilkan banyak gas dan pembentukkan coke. Pada power generator temperatur tinggi, misalnya oil-fired gas turbine, adanya konstituen logam terutama vanadium dapat membentuk kerak pada rotor turbine. Abu yang dihasilkan dari pembakaran fuel yang mengandung natrium dan terutama vanadium 28
dapat bereaksi dengan refactory furnace (bata tahan api), menyebabkan turunnya titik lebur campuran sehingga merusakkan refractory itu. b. Klasifikasi Proses Pemucatan
Proses pemucatan terbagi dua, yaitu : •
Pemucatan Secara Fisika
1. Pemucatan Minyak dengan Adsorben Ada dua bentuk adsorbsi yaitu : a. Adsorbsi positip, yaitu penyerapan substart yang tidak diinginkan sehingga bahan relatif tidak mengandung substart tersebut. b.
Adsorbsi negatip, yaitu proses penyerapan pelarut dari substart yang tidak diinginkan Dalam hal ini pelarutannya yang dipisahkan dari substart yang tidak diinginkan cara ini jarang dilakukan karena dianggap tidak efektif .
Adsorben yang digunakan untuk memucatkan minyak terdiri dari tanah pemucat (bleaching earth) dan arang (bleaching carbon). Zat warna dalam minyak akan diserap oleh permukaan adsorben dan juga menyerap suspensi koloid (gum dan resin) serta hasil degradasi minyak, misalnya peroksida Pemucatan minyak menggunakan adsorben umumnya dilakukan dalam ketel yang dilengkapi dengan pipa uap. Minyak yang akan dipucatkan dipanaskan pada suhu sekitar 105oC, selama 1jam. Penambahan adsorben dilakukan pada saat minyak mencapai suhu 70-80oC, dan jumlah adsorben kurang lebih sebanyak 1,0-1,5 persen dari berat minyak. Selanjutnya minyak dipisahkan dari adsorben dengan cara penyaringan menggunakan kain tebal atau dengan cara pengepresan dengan filter press. Minyak yang hilang karena proses tersebut kurang lebih 0,2-0,5 persen dari berat minyak yang dihasilkan setelah proses pemucatan. •
Macam-macam Adsorben:
Adsorben yang biasa digunakan untuk memucatkan minyak terdiri dari bleaching clay, arang dan arang aktif. a.
Bleaching Clay (bleaching earth)
29
Bleaching Clay pertama kali ditemukan pada abad ke-19 di Inggris dan Amerika. Dalam perdagangan Bleaching Clay mempunyai nama dan komposisi kimia yang berbeda. Sebagai contoh ialah Bleaching Clay yang berasal dari Rusia, Kanada dan Jepang dikenal dengan nama gluchower kaolin. Bahan pemucat ini merupakan sejenis tanah liat dengan komposisi utama terdiri dari SiO2, Al2O3, air terikat serta ion kalsium, magnesium oksida dan besi oksida. Perbandingan komposisi antara 2 jenis bleaching. Perbandingan komposisi antara dua jenis Bleaching Clay dapat dilihat pada tabel 2.1 Tabel 2.1. Komposisi kimia adsorben “landau raw clay” dan “florida clay”
Komponen
Jenis adsorben Landau raw clay
Florida clay 8
SiO2
59,0
56,5
AL2O3
22,9
11,6
Fe2O3
3,4
3,3
CaO
0,9
3,1
MgO
1,2
6,3
Kimia (%)
Sumber: Andersen A.C.J. dan P.N. William (1962)
Jumlah adsorben yang dibutuhkan untuk menghilangkan warna minyak tergantung dari macam dan tipe warna dalam minyak dan sampai berapa jauh warna tersebut akan dihilangkan. Daya pemucat bleaching clay disebabkan karena ion Al3+ pada permukaan partikel adsorben, yang dapat mengadsorbsi partikel zat warna. Daya pemucat tersebut tergantung dari perbandingan komponen SiO2 dan Al2O3 dalam bleaching clay. Adsorben yang terlalu kering menyebabkan daya kombinasinya dengan air telah hilang, sehingga mengurangi daya penyerapan terhadap zat warna. 30
Aktivitas adsorben dengan asam mineral (HCl atau H2SO4) akan mempertinggi daya pemucat karena asam mineral tersebut larut atau bereaksi dengan komponen berupa tar , garam Ca dan Mg yang menutupi pori-pori adsorben. Disamping itu asam mineral melarutkan Al2O3 sehingga dapat menaikkan perbandingan jumlah SiO2 dan Al2O3 dari (2-3) : 1 menjadi (5-6) : 1. Aktivasi menggunakan asam mineral akan menimbulkan 3 macam reaksi, sebagai berikut: 1. Mula-mula asam akan melarutkan komponen Fe2O3, Al2O3, CaO, dan MgO yang mengisi pori-pori adsorben. Hal ini ,mengakibatkan terbukanya pori-pori yang tertutup sehingga menambah luas permukaan adsorben. 2. Selanjutnya ion-ion Ca2+ dan Mg2+ yang berada pada permukaan kristal adsorben secara berangsur-aangsur diganti oleh ion H+ dari asam mineral. 3. Sebagian ion H+ yang telah menggantikan ion Ca2+ dan Mg2+ akan ditukar oleh ion Al3+ yang telah larut dalam asam
Daya penyerapan terhadap warna akan lebih efektif jika adsorben tersebut mempunyai bobot jenis yang rendah, kadar air tinggi, ukuran partikel halus dan pH adsorben mendekati netral. Pemakaian asam mineral untuk mengaktifkan adsorben bleaching clay menimbulkan bau lapuk pada minyak, tetapi bau lapuk tersebut akan hilang pada proses deodorisasi. Disamping itu activated clay yang bersifat asam akan menaikkan kadar asam lemak bebas dalam minyak dan mengurangi daya tahan kain saring yang digunakan untuk memisahkan minyak dari adsorben. b.
Arang (Bleaching Carbon)
Arang merupakan bahan padat yang berpori-pori dan pada umunya diperoleh dari hasil pembakaran kayu atau bahan yang mengandung unsur karbon. Umumnya arang mempunyai daya adsorbsi yang rendah terhadap zat warna dan daya adsorbsi tersebut dapat diperbesar dengan cara mengaktifkan arang menggunakan uap atau bahan kimia. Komposisi kimia arang kayu keras dapat dilihat pada Tabel 2.2. Tabel 2.2. Komposisi Kimia Arang Kayu Keras Komponen (%)
Kering Udara
Kering Oven
Air
9,9
-
31
Bahan menguap
8,1
9,0
Abu
2,0
2,2
“fixed carbon”
80,0
88,8
Sumber: Andersen A.C.J. dan P.N. William (1962)
Sumber lain dari arang berasal dari bahan nabati atau hewani antara lain serbuk gergaji, ampas tebu, tempurung, tongkol jagung, dan tulang. Pada umumnya pengarangan dilakukan pada suhu 300-500 °C. Suhu pengarangan pada ruangan tanpa udara dilakukan pada suhu 600-700 °C. Pada proses pengarangan akan terjadi penguapan air disusul dengan pelepasan gas CO2 dan selanjutnya terjadi peristiwa eksotermis yang merupakan tahap permulaan proses pengarangan. Pengarangan dianggap sempurna jika asap tidak terbentuk lagi, dan arang yang bermutu baik adalah arang yang mengandung kadar karbon tinggi. c.
Arang Aktif (Aktivated Carbon)
Aktivasi karbon bertujuan untuk memperbesar luas permukaan arang dengan membuka pori pori yang tertutup, sehingga memperbesar kapasitas adsorbsi terhadap zat warna. Pori-pori dalam arang biasanya diisi oleh tar , hidrokarbon dan zat-zat organik lainnya yang terdiri dari fixed carbon,abu,air, persenyawaan yang mengandung nitrogen dan sulfur. Bahan kimia yang dapat digunakan sebagai pengaktif adalah HNO3, H3PO4, sianida, Ca(OH)2, CaCl2, Ca3(PO4)2, NaOH, Na2SO4, SO2, ZnCl2, Na2CO3, dan uap air pada suhu tinggi. Unsur-unsur kimia dari persenyawaan yang ditambahkan akan meresap ke dalam arang dan membuka permukaan yang mula-mula tertutup oleh komponen kimia sehingga luas permukaan yang aktif bertambah besar. Persenyawaan hidrokarbon yang menutupi pori-pori yang dapat dihilangkan dengan cara oksidasi menggunakan oksidator lemah sperti CO2 yang disertai dengan air. Dengan cara tersebut atom karbon tidak mengalami proses oksidasi. Mutu arang aktif yang diperoleh tergantung dari luas permukaan partikel, ukuran partikel, volume dan luas penampang kapiler, sifat kimia permukaan arang, sifat arang secara alamiah, jenis bahan pengaktif yang digunakan dan kadar air.
•
Mekanisme Adsorbsi Zat Warna oleh Arang 32
Adsorbsi adalah suatu peristiwa fisik padat permukaan suatu bahan, yang tergantung dari specifik affinity antara adsorben dan zat yang diadsorbsi. Daya adsorbsi arang aktif disebabkan karena arang mempunyai pori-pori dalam jumlah besar, dan adsorbsi akan terjadi karena adanya perbedaan energi potensial antara permukaan arang dan zat yang diserap. Berdasarkan adanya perbedaan energi potensial, maka jenis adsorbsi terdiri dari adsorbsi listrik, adsorbsi mekanis, adsorbsi kimia dan adsorbsi termis. Sifat adsorbsi tersebut masingmasing disebabkan karena perbedaan muatan listrik, perbedaan tegangan permukaan, perbedaan potensial sifat kimia dan perbedaan potensial karena panas. Efisiensi adsorbsi oleh arang tergantung dari perbedaan muatan listrik antara arang dan zat atau ion yang diserap. Bahan yang mempunyai muatan listrik positif akan diserap lebih efektif oleh arang dalam larutan yang bersifat basa dan sebaliknya, sedangkan penyerapan terhadap bahan non-elektrolit tidak dipengaruhi oleh keasaman atau sifat kebasaan arang sebagai adsorben. Jumlah arang aktif yang digunakan untuk menyerap warna berpengaruh terhadap jumlah warna yang diserap (gambar 2.2). Perbandingan daya pemucat antara arang aktif dan activated clay pada proses pemucatan minyak kelapa seperti tercantum dalam gambar 2.3. Dari gambar tersebut dapat diketahui bahwa daya pemucat arang aktif lebih baik dari activated clay, karena arang aktif dapat menyerap zat warna sebanyak 95-97 persen dari total zat warna yang terdapat dalam minyak. Keuntungan penggunaan arang aktif sebgai bahan pemucat minyak ialah kerena lebih efektif untuk menyerap warna dibandingkan dengan bleaching clay, sehingga arang aktif dapat digunakan sebagai bahan pemucat biasanya berjumlah lebih kurang 0,1-0,2 persen dari berat minyak. Arang aktif dapat juga menyerap sebagian bau yang tidak dikehendaki dan mengurangi jumlah peroksida sehingga memperbaiki mutu minyak.
Arang aktif
33
Gambar 2.2 Hubungan Antara Arang Aktif Yang Ditambahkan Dengan Jumlah Warna Yang Diserap (hassler, 1953).
Jumlah warna yang diserap (%) Gambar 2.3
Perbedan Antara Daya
Pemucatan
Antara Arang Aktif Dan Activated Clay
(Anderson,
1953)
Keburukannya adalah karena minyak yang tertinggal dalam arang aktif jumlahnya lebih besar dibandingkan dengan minyak yang tertinggal dalam activated clay, dan proses otooksidasi terjadi lebih cepat pada minyak yang dipucatkan dengan menggunakan arang aktif (activated carbon). Adsorben yang telah bercampur dengan minyak dapat dipisahkan dengan cara penyaringan menggunakan filter press. Biasanya dalam filter press terdapat dua macam kain saring, yaitu kain goni ( jute) pada bagian bawah dan kain katun (kapas) atau nilon pada bagian atas filter, dengan tekanan dalam filter press kurang lebih 3,0-3,5 kg/cm2. •
Pemucatan minyak dengan bahan kimia
Cara pemucatan ini banyak digunakan terhadap minyak untuk tujuan bahan pangan (edible fat ), karena pemucatan secara kimia lebih baik dibandingkan dengan menggunakan adsorben. Keuntungan penggunaan bahan kimia sebagai bahan pemucat adalah karena hilangnya sebagian minyak yang dapat dihindarkan dan zat warna diubah menjadi zat tidak berwarna, yang
34
tetap tinggal dalam minyak. Kerugiannya ialah karena kemungkinan terjadi reaksi antara bahan kimia dan trigliserida, sehingga menurunkan flavor minyak. Pemucatan dengan bahan kimia pada umumnya dibagi atas dua macam reaksi pemucatan, yaitu: a. Pemucatan dengan cara oksidasi Oksidasi terhadap zat warna akan mengurangi kerusakan trigliserida, akan tetapi asam lemak tidak jenuh cenderung membentuk peroksida atau drying oil karena proses oksidasi dan polimerisasi. Bahan kimia yang digunakan sebagai bahan pemucat adalah persenyawaan peroksida dikromat, ozon, klorin dan klorin dioksida. Pemucatan dengan peroksida: konsentrasi larutan peroksida yang digunakan biasanya 3040 persen dan jika konsentrasi peroksida lebih tinggi, maka minyak cendrung akan mengalami kerusakan karena proses oksidasi. Minyak yang dipucatkan dengan peroksida tidak perlu disaring: perosida baik digunakan untuk memucatkan minyak kacang tanah, minyak wijen, rape oil dan minyak ikan. Hidrogen peroksida dapat bereaksi dengan ion logam, sehingga wadah yang digunakan pada proses pemucatan harus dilapisi dengan email, aluminium, atau stainless steel. Jenis peroksida yang sering digunakan ialah natrium peroksida, kalsium peroksida atau benzoil peroksida. b. Pemucatan dengan dikromat dan asam Bahan kimia yang digunakan ialah natrium atau kalium dikromat dalam asam mineral (anorganik). Reaksi antara dikromat dan asam akan membebaskan oksigen. Oksigen bebas bereaksi dengan asam klorida (HCl) akan menghasilkan klor (Cl2) yang berfungsi sebagai bahan pemucat, dengan reaksi sebagai berikut:
Na2Cr 2O7 + 4 H2SO4
NaSO4 + Cr 2(SO4)3 + 4H2O + 3O Atau
Na2Cr 2O7 + 8HCl
2 NaCl + 2CrCl3
+ 4 H2O + 3O
35
3 O + 6 HCl
3 H2O + 3 Cl2
Setelah pereaksi ditambahkan, selanjutnya diaduk. Zat warna akan mengendap setelah pengadukan dihentikan. Pada umumnya warna ungu dalam minyak tidak dapat hilang, sehingga cara pemucatan dikromat banyak digunakan terhadap minyak untuk tujuan pembuatan sabun. Tangki pemucat yang terbuat dari logam harus diberi pelapis anti karat, karena pereaksi tersebut dapat menimbulkan karat pada logam. c. Pemucatan dengan pemanasan Pemanasan minyak dalam ruangan vakum pada suhu relatif tinggi, mempunyai pengaruh pemucatan. Cara ini kurang efektif terhadap minyak yang mengandung pigmen klorofil. Sebelum dilakukan pemanasan, sebaiknya minyak terlebih dahulu dibebaskan dari ion logam terutama ion besi, sabun, (soap stock) dan hasil-hasil oksidasi seperti peroksida, karena pemanasan terhadap bahan-bahan tersebut merupakan katalisator dalam proses oksidasi. d. Pemucatan dengan cara reduksi Pemucatan dengan cara reduksi kurang efektif karena warna yang hilang dapat timbul kembali jika minyak tersebut terkena udara. Bahan kimia yang dapat mereduksi zat warna terdiri dari garam-garam natrium bisulfit atau natrium hidrosulfit yang dikenal dengan nama blankite. Pemakaian zat pereduksi ini biasanya dicampur dengan bahan kimia lain dengan perbandingan tertentu. Sebagai contoh ialah penggunaan campuran larutan natrium bisulfit 1,0 - 1,5 % dan larutan asam sulfat. Cara pemucatan ini umumnya dilakukan terhadap minyak yang digunakan untuk pembuatan sabun. •
Ekstraksi minyak yang tertinggal dalam adsorben
Cara yang sederhana untuk mengestraksi minyak yang tertinggal dalam adsorben ialah mencampurkan adsorben tersebut dengan bahan yang akan diekstraksi minyaknya. Umumnya ada dua cara yang dapat digunakan untuk memperoleh kembali minyak yang tertinggal dalam adsorben yaitu sebagai berikut: a. Pemisahan minyak dengan Menggunakan Surface Active Agent Surface Active Agent yang digunakan adalah larutan alkali. Lemak dipisahkan dari adsorben dengan menggunakan larutan alkali encer yang dipanaskan pada suhu air mendidih (kira-kira 100oC) dengan tekanan 1 atmosfer. Larutan alkali dengan tegangan permukaan yang lebih rendah 36
dan daya pembasah yang lebih besar akan mencuci minyak yang tergabung dalam adsorben. Minyak yang diperoleh lebih kurang sebanyak 70-75 persen dari jumlah minyak yang terdapat dalam adsorben. b. Ekstraksi dengan Pelarut Organik Pelarut organik dapat melarutkan dan mencuci minyak yang terdapat dalam adsorben, selanjutnya pelarut organik tersebut dipisahkan dari minyak dengan cara penyulingan pada suhu titik didih pelarut organik yang digunakan. Jika dibandingkan dengan cara pemisahan minyak menggunakan Surface Active Agent, maka penggunaan pelarut organik mempunyai beberapa keuntungan, yaitu sebagai berikut: −
Minyak yang dihasilkan mutunya lebih baik dan kadar minyak yng diperoleh mencapai 90-95 persen dari jumlah minyak yang terdapat dalam adsorben.
−
Pengaruh uap air dan oksigen udara dapat dihindarkan sehingga kecil kemungkinan terjadinya proses hidrolisa dan oksidasi minyak.
Kontak minyak dengan oksigen udara perlu dihindarkan terutama pada minyak yang mudah mengering ( drying oil), karena minyak tersebut jika dioksidasi pada suhu tinggi akan membentuk persenyawaan polimer yang berwarna gelap.
37
Gambar 2.4 Skema dari Proses Bleaching c. Kelebihan dan Kelemahan Proses Pemucatan
1. Kelemahan dan kelebihan proses pemucatan dengan adsorben Adanya kehilangan minyak dan daya pemucatannya kurang bagus jika dibandingkan dengan proses kimia. Kelebihannya tidak ada reaksi samping antara adsorben dan minyak, karena adsorben hanya bertindak sebagai zat penjerap. 2. Kelemahan dan kelebihan proses pemucatan dengan bahan kimia Kelemahannya adanya kemungkinan terjadinya reaksi antara bahan kimia dan trigliserida sehingga menurunkan flavor minyak. Kelebihan penggunaan bahan kimia dapat menghindari hilangnya sebagian minyak dan zat warna dapat dihilangkan mnjadi zat tidak berwarna. Blok diagram Bleaching
38
Umpan berupa CPO yang telah melewati tahap pemurnian yaitu degumming masuk ke dalam mixer static sebanyak 20 %. Didalam mixer static tersebut ditambah bleaching earth sebagai absorben yang berfungsi menghilangkan impurities. Kemudian didalam mixer di aduk semapai CPO tersebut bercampur merata dengan absorben bleaching earth yang telah ditambahkan. Pada alat mixer tersebut suhu yang digunakan sekitar 40-60oC. Kemudian umpan sebanyak 80 % dimasukkan ke dalam Heat Exchanger agar suhu dari CPO tersebut meningkat menjadi 90-130oC. Kemudian hasil dari alat mixer dan HE dilanjutkan ke dalam alat bleacher. Dalam alat ini suhu berkisar antara 100-130oC untuk mendapatkan proses bleaching yang optimum. Kemudian setelah bleacher, CPO dan absorben yang telah bercampur dipisah kan melalui fliter niagra. Temperatur dijaga pada 80 – 120 oC untuk proses filtrasi yang baik. Pada filter Niagara, slurry melewati lembaran filter dan bleaching earth terjebak dalam lembaran filter. Sebenarnya, bleaching earth harus bersih dari filter Niagara setelah 45 menit operasi untuk mendapatkan filtrasi yang baik. Setelah dipisahkan akan terbentuk akan terbentuk BPO (bleached palm oil).
3.4.5 DEODORISASI Deodorisasi adalah suatu tahap proses pemurnian minyak yang bertujuan untuk menghilangkan bau dan rasa ( flavor ) yang tidak enak dalam minyak. Prinsip proses deodorisasi yaitu penyulingan minyak dengan uap panas dalam tekanan atmosfir atau keadaan vakum. Proses deodorisasi perlu dilakukan terhadap minyak yang akan digunakan untuk bahan pangan. Beberapa jenis minyak yang baru diekstrak mengandung flavor yang baik untuk tujuan 39
bahan pangan, sehingga tidak memerlukan proses deodorisasi ; misalnya lemak susu, lemak babi, lemak coklat, dan minyak olive. 1. Flavor dalam Minyak
Senyawa yang menimbulkan flavor dalam minyak terdiri dari dua golongan, yaitu flavor alamiah (natural flavor) dan flavor yang dihasilkan dari kerusakan minyak atau bahan yang mengandung minyak. a.
Flavor Alamiah (natural flavor)
Flavor tersebut secara alamiah terdapat dalam bahan yang mengandung minyak dan ikut terekstrak pada pproses pemisahan minyak dengan cara pengepresan, rendering atau dengan ekstraksi menggunakan pelarut menguap. Senyawa tersebut terdiri dari hidrokarbon tidak jenuh, pigmen karotenoid, terpene, sterol dan tokoferol. Minyak yang berbau sengit ( pungent odor ) dan rasa getir disebaban oleh glukosida dan allyl thio sianoida. Senyawa ini banyak terdapat dalam minyak yang berasal dari biji-bijian, misalnya minyak brassica, rape seed, colza dan mustard . b.
Flavor yang Dihasilkan dari Kerusakan Minyak atau Bahan yang
Mengandung
Minyak
Kerusakan tersebut terjadi selama pengolahan, penyimpanan, pengangkutan, adanya kotoran dalam minyak dan pada proses pemurnian. Senyawa yang terbentuk merupakan hasil degradasi trigliserida dalam minyak, yang menghasilkan asam lemak bebas, aldehida dan keton, dikarbonil, alkohol dan sebagainya. Bau tengik dan rasa getir mulai dapat dirasakan jika komponen tersebut terdapat dalam minyak dengan jumlah lebih dari 0,1 persen dari berat minyak.
Cara Deodorisasi
Proses deodorisasi dilakukan dalam tabung baja yang tertutup dan dipasang vertikal. Proses deodorisasi dilakukan dengan cara memompakan minyak ke dalam ketel deodorisasi. Kemudian minyak tersebut dipanaskan pada suhu 200-250oC pada tekanan 1 atmosfer ( gauge) 40
dan selanjutnya pada tekanan rendah (lebih kurang 10 mmHg) sambil dialiri dengan uap panas selama 4-6 jam untuk mengangkut senyawa yang dapat menguap. Jika masih ada uap air yang tertinggal dalam minyak setelah pengaliran uap selesai, maka minyak tersebut perlu divakumkan pada tekanan yang turun lebih rendah. Pada suhu yang lebih tinggi, komponen yang menimbulkan bau dalam minyak akan lebih mudah menguap, sehingga komponen tersebut diangkut dari minyak bersama-sama uap panas. Penurunan tekanan selama proses deodorisasi akan mengurangi jumlah uap yang digunakan dan mencegah hidrolisa minyak oleh uap air.
Gambar 2.6 Penampang alat deodorisasi minyak (keratren,1986) Keterangan : 1.
Ketel deodorisasi
2.
Tedeng (sekat)
3.
Katup
7.
udara
dari
8.
dalam minyak
uap
ke
Pipa pemasukan air dingin dari bagian atas kondensor
4.
Corong pengeluaran minyak
5.
Pipa
antara
9.
Pipa pengeluaran air kondensasi
ruang
10. Ujung pipa
kosong di atas permukaan minya
terendam air
dengan ad. 3 6.
pemasukan
dalam kondensor
pengeluarab
penghubung
Corong
Pipa uap ke kondensor
condenser yang
11. Pipa penghubung
ke pompa
vakum
41
Setelah proses deodorisasi sempurna, minyak harus cepat didinginkan dengan mengalirkan air dingin melalui pipa pendingin sehingga suhu minyak turun menjadi lebih kurang 84oC dan selanjutnya ketel dibuka dan minyak dikeluarkan dari ketel. Asam lemak bebas yang dapat menguap dan peroksida akan berkurang dan jumlah yang tertinggal lebih kurang 0,015 – 0,030 persen. Fraksi tidak tersabunkan yang terdiri dari klorofil, vitamin E, hidrokarbon (terutama sequalene dan sterol) akan berkurang sebanyak kira-kira 60 persen dari jumlah fraksi tidak tersabunkan. Kerusakan minyak yang telah mengalami proses deodorisasi dapat disebakan oleh proses oksidasi, hidrolisa, mikroba, dan ion logam seperti Cu, Mg, Zn yang merupakan katalisator dalam proses oksidasi minyak. Logam tersebut dapat membentuk persenyawaan kompleks dengan hasil oksidasi asam lemak ddan berubah menjadi radikal bebas, dengan reaksi sebagai berikut:
Gambar 2.7 Persenyawaan Kompleks Dengan Hasil Oksidasi Asam Lemak (Anderse C.J dan P.N Wiliam, 1962)
42
Dengan menambahkan metal inactivator seperti asam sitrat, asam tartarat dan asam fosfat, maka akan terbentuk kompleks dengan ion logam, sehingga logam tidak dapat aktif dalam proses pembentukan radikal bebas.
Gambar 2.8 Proses pembentukan radikal bebas (Anderse C.J dan P.N Wiliam, 1962)
Block diagram Deodorisasi
BPO dari tahap Bleaching dimasukkan ke dalam heat exchanger dengan suhu awal 80-120 o
C menjadi 210-250oC. Setelah itu masuk ke dalam deodorizer, dilakukan dengan status tinggi.
Setelah itu di masukkan kedalam kolom vakum pad suhu 240-280oC dengan tekanan dibawah 10 torr, Panas bleaching minyak terjadi pada temperatur ini melalui perusakan termal pigmen karotenoid. Penggunaan steam langsung (direct steam) menjamin pembuangan residu FFA, aldehida dan keton yang tidak diharapkan rasa dan baunya. Berat molekul yang lebih rendah dari
43
fatty acid yang teruapkan naik ke kolom dan tertarik keluar oleh sistem yang vakum. Lalu dihasilkan minyak nabti yang telah hilang rasa dan baunya. Hasil minyak yang telah dimurnikan sedapat mungkin dijaga agar tidak banyak mengalami kerusakan dengan memperhatikan faktor-faktor suhu, cara penanganan dan kemasan yang dipakai. c.
Pengaruh Deodorisasi Terhadap Komposisi Minyak Den Lemak
Jika minyak mengandung asam lemak bebas, maka setelah dproses deodorisasi jumlah asam lemak bebas tersebut sekitar 0,015-0,03 persen. Pada batas nilai ini, kecepatan hidrolisa dari minyak sama dengan kecepatan penguapan asam lemak pada waktu dialiri uap. Bila komponen yang tidak tersabunkan dari minyak atau lemak nabati telah terpisah sebelumnya, maka setelah proses deodorisasi kandungan dari sterol, klorofil dan vitamin E akan berkurang dalam jumlah kecil. Pada proses deodorisasi, hidrokarbon dan zat warna terutama karotenoid dapat terpisah dalam jumlah besar. Peroksida dan peroksidan yang terdapat pada minyak akan turut terpisah, sehingga menambah daya tahan minyak dan lemak terhadap proses oksidasi. Untuk mempertinggi mutu minyak yang dihasilkan, maka pada waktu proses deodorisasi, ditambahkan antioksidan seperti asam fosfat, asam sitrat, asam tartrat sehingga minyak tersebut lebih tahan terhadap oksidasi. Kontaminasi logam yang dapat menyebabkan kerusakan minyak atau lemak, karena logam dan lemak akan mempersingkat waktu penyimpanan Tabel 2.3 Hubungan Antara Konsentrasi Logam yang Terdapat dalam Lemak Babi, dengan Lama Penyimpanannya Jenis Logam
Konsentrasi (ppm)
Pengurangan
waktu
penyimpanan
Tembaga
0.05
Mengurangi
waktu
penyimpanan setengahnya Mangan
0.6
Mengurangi
waktu
penyimpanan 44
setengahnya
Besi
0.6
Mengurangi
waktu
penyimpanan setengahnya Kromium
1.2
Mengurangi
waktu
penyimpanan setengahnya Nikel
2.2
Mengurangi
waktu
penyimpanan setengahnya Seng
19.6
Mengurangi
waktu
penyimpanan setengahnya Alumunium
50.0
Mengurangi
waktu
penyimpanan setengahnya
Penggunaan anti-oksidan sangat penting dalam pengolahan minyak untuk mencegah kehilangan flavor dari minyak. Akan tetapi anti-oksidan jarang ditambahkan ditambahkan pada minyak nabati, karena secara alamiah minyak nabati mengandung anti-oksidan (vitamin E dan anti-oksidan lainnya). Proses deodorisasi biasanya dilakukan dengan memanaskan minyak paa temperatur 200oC-250oCdengan tekanan sebesar 1-6 mmHg, dan dialiri uap selam 0,3-12 jam. Suhu rendah dan tekanan tinggi diperlukan pada waktu pengaliran uap untuk mencegah proses polimerisasi oleh panas (proses deodorisasi dilakukan pada temperatur yang lebih redah, yaitu pada 200oC). Minyak yang telah mengalami deodorisasi tidak lagi mengandung senyawa polimer atau masih terdapat dalam jumlah yang tidak berarti. Selama proses deodorisasi, komponen monogliserida dan digliserida yang terdapat pada minyak akan diubah menjadi trigliserida. 45
3.4.6 HIDROGENASI
Hidrogenasi adalah proses pengolahan minyak atau lemak dengan jalan menambahkan hidrogen pada ikatan rangkap dari asam lemak, sehingga akan mengurangi ketidakjenuhan minyak atau lemak, dan membuat lemak bersifat plastis. Proses hidrogenasi bertujuan untuk menjenuhkan ikatan rangkap dari rantai karbon asam lemak pada minyak atau lemak. Adanya penambahan hydrogen pada ikatan rangkap minyak dan lemak akan mengakibatkan kenaikan titik cair. Juga dengan hilangnya ikatan rangkap, akan menjadikan minyak atau lemak tersebut tahan terhadap proses oksidasi. Proses hidrogenasi dilakukan dengan menggunakan hydrogen murni dan ditambahkan serbuk nikel sebagai katalisator.
Mekanisme proses Hidrogenasi adalah sebagai berikut: R – CH = CH – CH2 – COOHR
Asam lemak tidak jenuh
H2
Ni / Pt
R - CH2 – CH2 – CH2 – COOH
asam lemak jenuh
Gambar 6. Mekanisme proses hidrogenasi
Reaksi pada proses hidrogenasi terjadi pada permukaan katalis yang mengakibatkan reaksi antara molekul-molekul minyak dengan gas hidrogen. Nikel merupakan katalis yang sering digunakan dalam proses hidrogenasi daripada katalis yang lain (palladium, platina, copper chromite). Hal ini karena nikel lebih ekonomis dan lebih efisien daripada logam lainnya. Nikel juga mengandung sejumlah kecil Al dan Cu yang berfungsi sebagai promoter dalam proses hidrogenasi minyak. Hidrogenasi suatu lemak bersifat selektif, yaitu lemak dengan derajat ketidakjenuhan lebih tinggi akan lebih mudah terhidrogenasi. Misalnya hidrogenasi lemak yang mengandung linoleat, konversi linoleat menjadi oleat atau isomer – isomernya lebih banyak daripada konversi asam olet menjadi asam stearat.
46
Hidrogenasi akan mengakibatkan hilangnya ikatan rangkap, yang akan menjadikan minyak atau lemak tersebut tahan terhadap proses oksidasi dan juga bersifat plastis. Proses hidrogenasi akan merubah asam linolenat menjadi asam linoleat, serta asam linoleat diubah menjadi asam oleat. Tahap hidrogenasi juga akan menurunkan kadar asam lemak bebas sampai sekitar 0,1-0,3 %.(Ketaren,1986) Linolenat
Linoleat
Oleat
Proses hidrogenasi bertujuan untuk menjernihkan ikatan dari rantai karbon asam lemak pada lemak atau minyak . setelah proses hidrogenasi selesai , minyak didinginkan dan katalisator dipisahkan dengan disaring . Hasilnya adalah minyak yang bersifat plastis atau keras , tergantung pada derajat kejenuhan. Minyak-minyak nabati sering memiliki kandungan lemak (minyak) tak jenuh-tunggal (mono-unsaturated) dan tak-jenuh-majemuk (polyunsaturated) yang tinggi, olehnya itu minyak-minyak nabati berwujud cair pada suhu kamar. Kandungan lemak dan minyak yang tinggi ini membuat minyak-minyak nabati mudah tersebar tidak beraturan pada bahan makanan seperti roti, dan tidak cocok digunakan untuk pemanggangan kue (baking powder).
Minyak bisa dikeraskan (ditingkatkan titik lebur)
dengan cara menghidrogenasinya
dengan bantuan katalis nikel. Beberapa kondisi (seperti suhu yang tepat, atau lamanya waktu hidrogen dilewatkan ke dalam minyak) harus dikontrol dengan hati-hati sehingga beberapa (tidak harus semua) ikatan karbon-karbon rangkap mengalami hidrogenasi. Prosedur ini menghasilkan sebuah "minyak yang terhidrogenasi parsial" atau "lemak yang terhidrogenasi parsial". Untuk memperoleh tekstur akhir yang diinginkan, anda perlu menghidrogenasi cukup banyak ikatan. Akan tetapi, ada manfaat kesehatan yang mungkin diperoleh ketika memakan lemak atau minyak tak-jenuh-tunggal atau tak-jenuh-majemuk ketimbang lemak atau minyak yang jenuh, sehingga semua ikatan karbon-karbon rangkap yang ada dalam minyak tersebut tidak perlu dihidrogeasi
47
semuanya. Proses hidrogenasi pada minyak juga bertujuan untuk menstabilkan minyak sehingga masa simpannya lebih panjang. Proses oksidasi pada minyak terjadi karena aksi oksigen dari udara terhadap minyak. Dalam bahan yang mengandung minyak/lemak, konstituen yang paling mudah mengalami oksidasi adalah asam lemak tidak jenuh. Semakin tinggi suhu pemanasan maka terjadinya oksidasi minyak akan semakin cepat. Selain itu oksidasi juga akan dipercepat oleh adanya radiasi misalnya oleh panas atau cahaya, adanya katalis atau bahan pengoksidasi seperti peroksida, perasid, ozon, asam nitrat dan beberapa senyawa organic nitro dan aldehid aromatic.
Lemak yang dikandung minyak atau margarin merupakan trigliserida yang tersusun atas lemak jenuh (saturated fat) dan tak jenuh. Lemak trans lebih sering dijumpai dalam margarin. Lemak trans merupakan minyak yang diolah melalui proses hidrogenasi parsial (yakni dengan menambahkan hidrogen ke dalamnya). Pengolahan ini dilakukan untuk meningkatkan stabilitas oksidatif agar tak mudah mengalami proses oksidasi.
Sebetulnya proses hidrogenasi parsial dilakukan industri pangan untuk membuat margarin. Secara natural, lemak trans juga terbentuk dalam rumen atau lambung ternak besar seperti sapi. Jadi, produk-produk seperti mentega atau susu mengandung lemak trans dalam jumlah 2-5%. Dan pada proses hidrogenasi ikatan rangkap minyak tadi mengalami isomerisasi dari konfigurasi cis menjadi trans. Ini membuat susunan kimiawinya yang sejajar menjadi berseberangan dan berbahaya bagi kesehatan. Sehingga akan menimbulkan beberapa risiko kesehatan yang mungkin ditimbulkan akibat memakan lemak atau minyak yang terhidrogenasi. 48
Para konsumen mulai menyadari hal ini, dan pabrik-pabrik yang memproduksi makanan juga terus mencari cara-cara alternatif untuk mengubah minyak menjadi padatan yang bisa dioleskan pada makanan.
Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Proses Hidrogenasi
Hidrogenasi asam-asam lemak dalam trigliserida tidak merupakan suatu fungsi dari letak asam leamk tersebut. Persentase berat dari asam lemak dalam 2 posisi tidak berubah selama hidrogenasi. Persentase berat asam lemak pada 2 posisi sedikit berubah, jika dilakukan proses hidrogenasi berlebih yang bertujuan untuk mengeliminir asam linoleat dan mereduksi asam linoleat hingga berkurang 25 persen dari jumlah semula. Asam lemak tidak jenuh yang terpenting dari minyak makan adalah asam oleat, asam linoleat, dan asam linolenat. Proses hidrogenasi mengubah asam lemak linolenat menjadi asam linoneat, serta asam linoleat diubah menjadi asam oleat. Sebelum asam oleat tesebut diubah menjadi asam stearat, asam oleat cenderung akan membentuk asam isooleat, tetapi pada kondisi hidrogenasi yang sesuai, terbentuknya asam isooleat dapat dihindarkan. Biasanya pada pembutan mentega putih dengan cara hidrogenasi ini, asam yang terdapat pada minyak sebagai sisa dari proses pengolahan sebelumnya, akan dihidrogenasi terlebih dahulu. Pemisahan dan pembentukan asam isooleat
49
akan dibantu dengan pemanasan pada suhu tinggi, konsentrasi katalisator yang tinggi serta pengadukan dan penggunaan tekanan yang rendah.
Kecepatan reaksi tergantung pada sifat alamiah substansi yang dihidrogenasi, sifat dan konsentrasi katalis, konsentrasi hidrogen, suhu, tekanan, dan frekuensi pengadukan.
Pada pembuatan mentega putih, kondisi dipilih sedemikian rupa sehingga akan menghasilkan asam stearat dengan jumlah maksimum dan asam isooleat berjumlah minimum.
Katalisator yang Digunakan pada Proses Hidrogenasi
Nikel merupakan katalis yang sering digunakan dalam proses hidrogenasi daripada katalis yang lain (palladium, platina, copper chromite). Hal ini karena nikel lebih ekonomis dan lebih efisien daripada logam lainnya. Nikel juga mengandung sejumlah kecil Al dan Cu yang berfungsi sebagai promoter alam proses hidrogenasi minyak.
Proses Hidrogenasi pada Pembuatan Margarin dan Mentega
Mentega merupakan produk industri susu karena bahan utama pembuatannya berasal dari lemak hewani atau susu (80-82 %) dan ditambah dengan bahan pendukung lainnya seperti air, garam, padatan susu (curd) dan sejumlah kecil protein sebagai zat pengemulsi. Selain itu mentega diperkaya dengan vitamin A, D, E dan K yang tidak larut dalam air. Mentega mampu memberikan rasa kenyang yang lebih lama dan lebih memberikan rasa gurih serta aroma yang lebih tajam pada masakan, karena itu dapat dimengerti kalau harga mentega jauh lebih mahal
50
daripada margarin. Margarin terbuat dari minyak atau lemak nabati, dan bahan tambahan seperti susu bubuk skim atau lemak hewani, air, garam, esens, pewarna dan zat anti tengik. Umumnya margarin memiliki kandungan lemak yang sedikit tetapi kandungan airnya sangat banyak.
Margarin atau oleo margarine merupakan pengganti mentega dengan rupa, bau, kosistensi, rasa, dan nilai gizi yang hamper sama. Margarin juga merupakan emulsi air dalam minyak dengan persyaratan mengandung tidak kurang 80 % lemak. Lemak yang digunakan dapat berasal dari lemak hewani atau lemak nabati. Lemak hewani yang digunakan biasanya plastis, padat pada suhu ruang, agak keras pada suhu rendah, dan segera dapat mencair lemak babi dan lemak sapi, sedangkan lemak nabati yang digunakan adalah minyak kelapa, minyak kelapa sawit, minyak kedelai, dan minyak biji kapas. Karena minyak nabati umumnya dalam bentuk cair, maka harus dihidrogenasi dahulu menjadi lemak padat, yang berarti margarin harus bersifat dalam mulut.
Minyak-minyak nabati sering memiliki kandungan lemak (minyak) tak-jenuh-tunggal (mono-unsaturated) dan tak-jenuh-majemuk (polyunsaturated) yang tinggi, olehnya itu minyakminyak nabati berwujud cair pada suhu kamar. Kandungan lemak dan minyak yang tinggi ini membuat minyak-minyak nabati mudah tersebar tidak beraturan pada bahan makanan seperti roti, dan tidak cocok digunakan untuk pemanggangan kue (baking powder). Kita dapat "mengeraskan" (meningkatkan titik lebur) minyak dengan cara menghidrogenasinya dengan bantuan katalis nikel. Beberapa kondisi (seperti suhu yang tepat, atau lamanya waktu hidrogen dilewatk an ke dalam minyak) harus dikontrol dengan hati-hati sehingga beberapa (tidak harus semua) ikatan karbon-karbon rangkap mengalami hidrogenasi.Prosedur ini menghasilkan sebuah "minyak yang terhidrogenasi parsial" atau "lemak yang terhidrogenasi parsial".
3.4.7 WINTERISASI
Winterisasi adalah proses pemisahan bagian gliserida jenuh atau bertitik cair tinggi dari trigliserida bertitik cair rendah. Winterisasi merupakan bentuk dari fraksinasi atau pemindahan materi padat pada suhu yang diatur. Hal ini termasuk pemindahan jumlah kecil dari materi
51
terkristalisasi dari minyak yang dapat dimakan dengan filtrasi untuk mencegah cairan fraksi mengeruh pada suhu pendinginan. Minyak didinginkan secara perlahan pada suhu sekitar 6oC selama 24 jam. Pendinginan dihentikan dan minyak atau campuran kristal didiamkan selama 6-8 jam. Kemudian minyak disaring sehingga akan menghasilkan 75-80% minyak dan produk stearine yang akan digunukan untuk shortening pada industri. Bermacam-macam lemak berwujud cair pada musim panas, sedangkan pada musim dingin akan kelihatan seperti susu yang umumnya mengandung sejumlah tristearin. Gliserida bertitik cair tinggi kadang-kadang mengandung sejumlah asam stearat dan dapat terpisah pada suhu rendah (pendinginan), dan dikenal dengan nama stearin. Stearin atau tristearin, adalah trigliserida sebuah glyceryl ester dari asam stearat, berasal dari lemak hewan diciptakan sebagai produk sampingan dari pengolahan daging sapi. Ini juga dapat ditemukan dalam tanaman tropis seperti kelapa.Bagian yang membeku pada suhu rendah (disebut stearin) dipisahkan melalui penyaringan (dilakukan dalam chill room) sedangkan minyak yang tetap cair disebut winter oil . Trigliserida atau gliserida yang terbentuk dari asam lemak jenuh dengan rantai yang panjang, memiliki titik didih atau titik cair lebih tinggi daripada asam-asam lemak jenuh rantai pendek. Demikian juga dengan asam-asam lemak tak jenuh 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. Jenis minyak yang memiliki asam lemak tidak jenuh yang tinggi memiliki sifat mengering yang kuat bila dibandingkan dengan minyak memiliki asam lemak tidak jenuh yang tinggi tetapi tidak berkonjugasi.
Contoh proses winterisasi yang terjadi pada pembuatan minyak kedelai
Pembuatan minyak kedelai dilakukan dalam beberapa tahap. Salah satu proses pembuatan minyak kedelai yaitu dengan proses winterisasi yang merupakan salah satu dari tahap pemurnian. Minyak kedelai kasar terdiri dari kotoran tidak terlarut dalam minyak dan yang 52
terlarut dalam minyak. Kotoran ini harus dibuang dengan cara pemurnian. Tujuan utama dalam proses pemurnian minyak adalah untuk menghilangkan rasa serta bau yang tidak enak, warna yang tidak menarik dan memperpanjang masa simpan minyak sebelum dikonsumsi atau digunakan sebagai bahan mentah dalam industri.
Kotoran yang tidak terlarut dalam minyak dapat dibuang dengan menggunakan filtrasi. Sedangkan yang terlarut dalam minyak dapat dibuang dengan beberapa teknik dibawah ini dimana sering digunakan dalam industri untuk memproduksi minyak kedelai yang dapat digunakan dalam kehidupan sehari-hari.
Winterisasi merupakan bentuk dari fraksinasi atau pemindahan materi padat pada suhu yang diatur. Hal ini termasuk pemindahan jumlah kecil dari materi terkristalisasi dari minyak yang dapat dimakan dengan filtrasi untuk mencegah cairan fraksi mengeruh pada suhu pendinginan. Minyak didinginkan secara perlahan pada suhu sekitar 6oC selama 24 jam. Pendinginan dihentikan dan minyak atau campuran kristal didiamkan selama 6-8 jam. Kemudian minyak disaring sehingga akan menghasilkan 75-80% minyak dan produk stearine yang akan digunukan untuk shortening pada industri.
Titik cair yang dimiliki minyak kedelai sangat tinggi, yaitu sekitar -16 oC dan biasanya berbentuk padat ( solid ) pada ruang yang mempunyai suhu tinggi.
53
Gambar 9. Flowchart pembuatan margarine menggu nakan proses winterisasi
Keterangan :
D= deodorization, W= winterization, S= solidification, H2= hydrogenation
Pada pengolahan minyak jagung, fungsi winterisasi adalah proses untuk menghilangkan lilin yang mungkin terdapat di dalam minyak jagung kasar dengan jalan mendinginkan karena lilin akan membeku lebih dahulu kemudian lilinnya diambil dengan cara penyaringan.
54
Produk Winterisasi
Setelah menjalani proses winterisasi, produk yang diperoleh adalah bentuk lemak baru yang terdiri dari triglisserida yang komposisinya lebih seragam daripada campuran yang diperoleh dengan jalan mencampur lemak asalnya. Proses tersebut memerlukan lemak netral anhidrat dengan kandungan perosida minimum. Esterifikasi tidak mempengaruhi nilai nutrisi zat penyusunnya. Setelah mengalami proses winterisasi, diharapkan produk: 1. Tahan terhadap suhu rendah dalam jangka waktu yang lama 2. Kandungan asam lemak jenuhnya berkurang
Tujuan Proses Winterisasi
Proses Winterisasi ini dilakukan dengan tujuan supaya pada saat minyak disimpan pada suhu rendah tidak mengalami pembekuan.
Prinsip dari Proses Winterisasi
Winterisasi
merupakan
pemisahan
thermomechanical proses dimana
komponen
trigliserida dari lemak dan minyak dikristalkan dari bentuk cairnya. Kristalisasi terbagi dalam 2 tahap: a. Nucleation Berdasarkan komposisi trigliserida pada minyak yang ingin diwinterisasi b. Crystal growth Berdasarkan temperature kristalisasi, waktu, dan mechanichal power input/agitation 55
Proses Winterisasi Pada Minyak Biji Kapas
1. Refined dan bleached minyak biji kapas ditransfer ke chilling unit pada 70-800F (21,126,70C) 2. Didinginkan ke 550F (12,80C) dalam waktu 6-12 jam (pada saat kristal pertama biasanya terbentuk) 3. Didinginkan ke 450F (7,20C) dalam waktu 12-18 jam dengan mengurangi cooling rate. Pada titik ini, 2-40F(1,1-2,20C) panas yang meningkat harus diamati 4. Setelah temperatur minyak turun sedikit demi sedikit, sekitar 420F(5,60C) dipertahankan
3.4.8 INTER-ESTERIFIKASI
Interesterifikasi dapat digambarkan sebagai pertukaran gugusan antara dua buah ester dimana hal ini hanya dapat terjadi apabila terdapat katalis. Katalis yang sering digunakan untuk reaksi ini adalah logam natrium atau kalium dalam bentuk metoksilat atau etoksilat. Dalam reaksi ini ion logam natrium atau kalium akan menyebabkan terbentuknya ion enolat yang selanjutnya diikuti dengan pertukaran gugus alkil. Interesterifikasi banyak digunakan oleh industri untuk menggantikan proses hidrogenasi dalam menurunkan asam lemak trans. Interesterifikasi (penukaran ester atau tran esterifikasi) menyangkut pertukaran gugus asil antara trigliserida. Karena trigliserida mengandung 3 gugus ester per molekul, maka peluang untuk pertukaran tersebut cukup banyak. Gugus asil dapat bertukar posisinya dalam 1 molekul trigliserida, atau diantara molekul trigliserida.
56
Gambar 10. Proses Interesterifikasi Ester asam lemak dialam terdapat dalam bentuk ester antara gliserol dengan asam lemak ataupun terkadang ada gugus hidroksilnya yang teresterkan tidak dengan asam lemak tetapi dengan phospat seperti pada phospolipid. Disamping itu ada juga ester antara asam lemak dengan alkoholnya yang membentuk monoester seperti terdapat pada minyak jojoba Ester asam lemak sering dimodifikasi baik untuk bahan makan maupun untuk bahan surfaktan, aditif, detergen dan lain sebagainya. Ester asam lemak dalam bentuk trigliserida sering dilakukan reaksi interesterifikasi antara 2 lemak yang padat dengan minyak yang cair untuk mengubah posisi asam lemak tersebut yang teresterkan pada gugus hidroksil dari C1,2,3 gliserol, sehingga dengan demikian kandungan padatan minyak / lemak tersebut yang terukur secara pulsa NMR akan menurun. Hal ini dapat terjadi karena asam lemak tidak jenuh yang tadinya berada pada posisi C2 serta diapit oleh asam lemak jenuh pada posisi C1,3 dan berbentuk padat akan menjadi lebih cair apabila pada posisi C1 atau C3 berupa asam lemak tidak jenuh. Hal ini telah dibuktikan untuk mempertukarkan posisi Eikosapentanoat dari posisi C1 atau C3 ke posisi C2 atau sebaliknya.
57
Perubahan letak posisi asam lemak secara reaksi interesterifikasi akhirnya digunakan untuk merekayasa lipida yang tersabunkan menjadi sumber bahan makan yang bermanfaat bagi kesehatan. Trigliserida di dalam tubuh manusia hanya terhidrolisa oleh enzim pankreas pada posisi C1 dan C3 sedangkan C2 tetap dalam bentuk esternya. Ester yang masih terikat dengan gliserol pada posisi C2 biar bagaimanapun panjang rantainya tetap dapat diserap oleh tubuh sebagai sumber energi, sedangkan asam lemak bebas hasil hidrolisa pada posisi C1 dan C3 apabila berantai panjang sulit terabsorbsi oleh tubuh. Dalam hubungan ini telah disintesis trigiliserida yang pada posisi C1 dan C3 berupa asam lemak rantai pendek seperti C8 dan C10 yang banyak terdapat pada minyak kelapa. Lipida seperti ini disebut sebagai Medium Chain Triglicerides (MCT), yang mana dapat digunakan untuk mengobati pasien pengidap penyakit HIV, gagal pencernaan, liver ataupun bagi seseorang yang dalam proses penyembuhan dari pembedahan serta dapat juga digunakan untuk orang yang memiliki permasalahan alergi terhadap bahan makan tertentu. Trigliserida juga banyak diubah menjadi monogliserida dan digliserida, karena baik monogliserida dan digliserida luas penggunaannya sebagai bahan pengemulsi. Oleh karena itu trigliserida melalui reaksi transesterifikasi dengan gliserol diubah menjadi monogliserida dan digliserida dengan bantuan katalis seperti natrium metoksida dan basa Lewis lainnya. Hanya saja proses ini menghasilkan campuran yang terdiri atas 40 - 80% monogliserida, 30 - 40% digliserida, 5 - 10% trigliserida, 0,2 - 9% asam lemak bebas dan 4 - 8% gliserol. Untuk mendapatkan monogliserida yang murni yang akan digunakan dalam bahan makan, farmasi dan kosmetika maka harus dilakukan destilasi molekuler. Dalam hubungan untuk meningkatkan perolehan hasil monogliserida maka dilakukan reaksi bertingkat secara
58
transesterifikasi dengan gliserol yang kemudian diikuti dengan reaksi interesterifikasi dengan metil ester asam lemak, sehingga monogliserida yang diperoleh d apat mencapai 60 - 70%. Interesterifikasi pada hakikatnya merupakan proses perbaikan kualitas dari produksi minyak nabati yang mana memiliki tujuan untuk mengubah titik cair lemak dengan menggunakan prinsip jika lemak dipanaskan dengan adanya suatu katalisator (biasanya Natrium Ethoxida atau Natrium Methoxida) sampai temperatur 110 – 1600C, maka gugusan asam lemak dapat berubah posisi. Dengan interesterifkasi ini ,maka asam lemak jenuhnya dapat diubah menjadi asam lemak tak jenuh. Reaksi interesterifikasi dilakukan secara kontinyu dengan menggunakan reaktor packed bed.
Gambar 11. Sistem reaktor untuk reaksi interesterifikasi menggunakan reaktor packed bed
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN
4.1 Kesimpulan
59
•
Ekstraksi merupakan cara untuk mengambil suatu zat dari suatu bahan dengan cara pengekstrakan yang dapat berupa rendering, pengepresan, maupun dengan pelarut. Sehingga didapatkan minyak atau lemak yang dibutuhkan.
•
Ada beberapa tahap pemurnian minyak antara lain : pemisahan bahan berupa suspensi dan dispersi koloid dengan cara penguapan, degumming, dan pencucian asam, netralisasi, dekolorisasi, deodorisasi dan chilling .
•
Untuk bisa mendapatkan minyak atau lemak yang murni harus dilakukan pemisahan asam lemak bebas yang terkandung di dalamnya. Pemisahan tersebut antara lain dengan netralisasi dengan kaustik soda, netralisasi dengan menggunakan natrium karbonat, netralisasi minyak dalam bentuk miscella, netralisasi dengan etanol amin dan amonia, dengan cara penyulingan, dan pemisahan menggunakan pelarut organik.
•
Proses degumming dilakukan dengan cara dehidrasi gum dan dilanjutkan dengan proses pemisahan (sentrifusi)
•
Bleaching (pemucatan) yaitu suatu tahap proses pemurnian untuk menghilangkan zat-zat warna yang tidak disukai dalam minyak.
•
Deodorisasi adalah suatu tahap proses pemurnian minyak yang bertujuan untuk menghilangkan bau dan rasa ( flavor ) yang tidak enak dalam minyak.
•
Prinsip proses deodorisasi yaitu penyulingan minyak dengan uap panas dalam tekanan atmosfir atau keadaan vakum.
•
Pemucatan dapat dilakukan dengan menggunakan adsorben dan bahan kimia,Bleaching clay, arang, dan arang aktif.
•
Hidrogenasi adalah proses pengolahan minyak atau lemak dengan jalan menambahkan hidrogen pada ikatan rangkap dari
asam lemak,
sehingga akan mengurangi
ketidakjenuhan minyak atau lemak, dan membuat lemak bersifat plastis. Proses hidrogenasi bertujuan untuk menjenuhkan ikatan rangkap darirantai karbon asam lemak pada minyak atau lemak. Proses hidrogenasi dilakukan dengan menggunakan hydrogen murni dan ditambahkan serbuk nikel sebagai katalisator. •
Winterisasi adalah proses pemisahan bagian gliserida jenuh atau bertitik cair tinggi dari trigliserida bertitik cair rendah. Pada suhu rendah, trigliserida padat tidak dapat larut dalam trigliserida cair. Gliserida bertitik cair tinggi kadang-kadang mengandung 60
sejumlah asam stearat dan dapat terpisah pada suhu rendah (pendinginan), dan dikenal dengan nama stearin. Faktor yang sangat berperan penting pada proses ini adalah pengaturan Temperatur. •
Interesterifikasi digambarkan sebagai pertukaran gugusan antara dua buah ester dimana hal ini hanya dapat terjadi apabila terdapat katalis.
4.2 Saran 1. Bagi pembaca Agar bisa memberi masukkan apabila terdapat kekurangan atau ketidakjelasan dari isi makalah ini. 2. Bagi Penulis Agar dapat memaparkan semua bahan dan juga keterangan tentang kebenaran sumber
DAFTAR PUSTAKA
61
