Tabel 1. Hasil Pengamatan Hidrolisis Minyak Menjadi Gliserol Suhu
(⁰C)
Volume Gliserol (mL)
Minyak Goreng Bekas : Minyak Kelapa
50:0 (mL) 37,5:12,5 (mL) 25 : 25 (mL) 12,5 : 37,5 (mL) 0 : 50 (mL)
60 3,6 1,8 3 3,6 1,8
80 4,2 3,6 3 4,2 5,0
100 4,3 4,2 3,9 5,0 5,6
Pengaruh suhu
Pengaruh suhu terhadap hasil produksi gliserol dari minyak goreng bekas dan atau minyak kelapadapat dilihat pada gambar 3. Berdasarkan gambar 3 dapat dilihat saat minyak goreng bekas murni dihidrolis pada suhu 60oC hasilnya sebesar 3,6 mL kemudian meningkat pada suhu 80oC
sebesar 4,2 mL dan 100oC sebesar 4,3 mL.Saat suhu 60oC rendemengliserol yang dihasilkan masih rendah. Ketikasuhu reaksi dinaikkan menjadi 80oC rendemengliserolmulai meningkat. Kenaikan ini berlanjut sampaisuhu 100oC. Hal ini membuktikan dengan adanya kenaikan suhumenyebabkan energi yang dimiliki molekul semakinbesar sehingga akan
Analisa
Seminar Nasional Industri Kimia dan Sumber Daya Alam 2016 SNIKSDA 2016
ISBN 978-602-70195-1-5 Banjarbaru, 27 Agustus 2016
Kalimantan Selatan
124 memperbesar tumbukan antarmolekul dan
berdampak pada kenaikan konversi atau rendemen.Proses pembuatan gliserol baik pada suhu tinggi karena suhu dapat meningkatkan homogenitas campuran reaksi. Semakin homogen campuran, semakin banyak molekul yang bertumbukan dan menghasilkan produk (Ratnasari dkk., 2009).Hasil yang sama juga didapatkan pada minyak kelapa murni yang pada suhu 60oC didapatkan hasil sebesar 1,8 mL kemudian meningkat pada suhu 80oC sebesar 5 mL dan pada suhu 100oC sebesar 5,6 mL. Begitu pula pada perbandingan minyak goreng bekas dan minyak kelapa 25:25 didapatkan hasil pada suhu 60oC sebesar 3 ml dan pada 80oC sebesar 3 mL yang meningkat pada suhu 100oC sebesar 3,9 mL.
Gambar 3. Pengaruh Suhu Terhadap Volume Gliserol Disisi lain kekentalan minyak menjadi berkurang dengan kenaikan suhu dan akan mempengaruhi daya larut air dalam minyak dengan bertambahnya konsentrasi airdalam minyak (Rahayu dkk., 2005). Hal ini menyebabkan kecepatan reaksi hidrolisis juga semakin tinggi dan rendemenyang dihasilkan juga semakin besar.
Peningkatan suhu reaksi memperbesar penurunan konsentrasi trigliserida atau dengan kata lain menaikkan konversi (Khairat dan Herman, 2004).
Hidrolisis minyak nabati dapat dilakukan dengan suhu yang relatif rendah dengan adanya katalis (Rahayu dkk., 2005). Dalam penelitiannya, Rahayu dkk. (2005) melakukan hidrolisis minyak sawit dengan bantuan katalis asam sulfat pada suhu 358 K (85 oC) sampai 388 K (115 oC). Pada penelitiannya reaksi hidrolisis minyak sawit dengan konversi terbesar pada suhu 388 K atau 115 oC, akan tetapi reaksi dihentikan setelah mencapai suhu 388 K karena dijumpai warna campuran yang semakin gelap kemungkinan terjadi karena terbentuknya arang dari katalis asam yang digunakan. Berdasarkan dari data variasi suhu reaksi yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan suhu terbaik untuk reaksi hidrolisis untuk pembuatan di dapat pada suhu 100oC.
Pengaruh Perbandingan Minyak
Variasi perbandingan minyak goreng bekas dan minyak kelapa digunakan untuk mengetahui
pengaruhnya terhadap gliserol yang dihasilkan dan ada tidaknya peningkatan rendemengliserol apabila dilakukan pencampuran minyak. Seperti yang ditunjukan pada gambar 4.2, hidrolisis yang dilakukan pada suhu 100oC pada minyak goreng bekas murni didapatkan gliserol sebesar 4,3 mL.
Hasil ini kemudian menurun ketika digunakan 37,5 mL minyak goreng bekas dan 12,5 mL minyak kelapa yang didapatkan sebesar 4,2mL. Hasil ini terus menurun pada penggunaan 25 mL minyak goreng bekas dan 25 mL minyak kelapa didapatkan hasil sebesar 3,9 mL. Namun ketika perbandingan volume minyak kelapa dinaikan menjadi 37,5 mL dan volume minyak goreng bekas diturunkan menjadi 12,5 mL hasil yang didapatkan menjadi meningkat sebesar 5 mL. Hasil ini meningkat juga ketika minyak kelapa murni sebanyak 50 mL yang digunakan didapatkan hasil sebesar 5,6 mL. Untuk hasil yang lainnya dapat dilihat pada Gambar 4.2 sebagai hasil gliserol pada setiap variasi perbandingan.
Gambar 4. Hasil Gliserol pada Tiap Variasi Perbandingan
Gliserol tertinggi dihasilkan oleh minyak kelapa. Kondisi minyak kelapa yang masih baik menghasilkan volume gliserol yang tinggi karena pada saat pemisahan lebih jelas diamati.
Kandungan air dalam minyak mampu mempercepat kerusakan minyak. Reaksi hidrolisis minyak dilakukan dengan melebihkan jumlah air, sehingga pada reaksi hidrolisis ini dapat dianggap bahwa kecepatan reaksi hanya tergantung pada jumlah minyak dan reaksi akan mengarah ke kanan (Andaka, 2008).Pencampuran minyak goreng bekas dan minyak kelapa menghasilkan volume gliserol yang rendah.Hal ini mengindikasikan bahwa pencampuran minyak untuk menghasilkan gliserol tidak efektif.
Produksi gliserol dari minyak bekas, minyak kelapa dan campuran kedua minyak tersebut menghasilkan gliserol yang bervariasi.
Ditinjau dari volumenya gliserol yang dihasilkan 0,501
Seminar Nasional Industri Kimia dan Sumber Daya Alam 2016 SNIKSDA 2016
ISBN 978-602-70195-1-5 Banjarbaru, 27 Agustus 2016
Kalimantan Selatan
125 minyak kelapa cenderung lebih banyak daripada
variasi lainnya. Hal tersebut karena masih adanya air dan impuritis yang belum teruapkan pada saat evaporasi. Tingginya kadar air minyak kelapa kemungkinan disebabkan oleh kandungan bahan-bahan seperti protein dan enzim. Adanya protein dan enzim ini kemungkinan dapat mengikat air dari lingkungannya (Suastuti, 2009) Pada minyak goreng bekas gliserol yang dihasilkan berwarna sedikit gelap karena masih mengandung asam lemak bebas (FFA) yang tinggi sehingga pada saat evaporasi menyebabkan gliserol menjadi lebih gelap. Berdasarkan penelitian sebelumnya hasil tertinggi dengankondisi optimum pembuatan gliserol pada waktu reaksi 1 jam, konsentrasi HCl 3%, suhu 100oC dan perbandingan reaktan 1:9dengan rendemen gliserol 5,87% (Aziz dkk., 2013). Sedangkan pada penelitian kami hasil yang didapat lebih besar yaitu 8,6%. Hal ini dikarenakan perbedaan waktu reaksi, jenis reaksi yang digunakan dan perbandingan reaktan. Berdasarkan penelitian sebelumnya juga, asam sulfat juga dapat digunakan sebagai katalis dalam hidrolisis minyak (Aziz dkk., 2013). Proses evaporasi pada campuran hasil hidrolisis bertujuan untuk meningkatkan kadar gliserol sekaligus menghilangkan air yang berlebih. Gambar 4.3 merupakan rendemen gliserol yang didapatkan dalam penelitian ini.
Gambar 5. RendemenGliserol Terhadap Suhu
Analisa Hasil
Gliserol yang digunakan untuk analisa HPLC pada perbandingan minyak kelapa 50:0, minyak goreng bekas 50:0 dan 25:25 antara minyak kelapa dan minyak goreng bekas pada suhu 100oC. Produk gliserol tersebut diambil karena memiliki volume yang paling besar dibandingkan dengan hasil yang lainnya. Volume gliserol pada minyak kelapa sebesar 5,6 mL , pada minyak goreng bekas sebesar 4,3 mL dan pada minyak campuran sebesar 3,9 mL.
Berdasarkan analisa HPLC yang seperti ditunjukan pada tabel 4.1 diperoleh data konsentrasi gliserol hasil hidrolisis minyak kelapa, minyak goreng bekas dan minyak campuran berturut-turut yaitu 51,47%; 70,05% dan 51,14%.
Hal ini menunjukan bahwa pada minyak kelapa murni menghasilkan gliserol sebesar 5,76%, sedangkan untuk minyak goreng bekas menghasilkan gliserol sebesar 6,02% dan untuk minyak campuran terdapat menghasilkan gliserol sebesar 3,98% dari volume bahan baku yang digunakan yaitu 50 mL. Kadar gliserol tertinggi terdapat pada sampel minyak goreng bekas.
Walaupun jika ditinjau berdasarkan volume gliserol hasil hidrolisis minyak goreng bekas tidak sebesar minyak kelapa, namun konsentrasi gliserol pada sampel minyak goreng bekas memiliki kadar yang paling tinggi. Hal ini dikarenakan minyak goreng bekas yang sebelumnya mengalami pemanasan akibat pemakaian susunan molekulnya telah terurai sehingga ketika dilakukan hidrolisis minyak goreng bekas murni lebih mudah untuk bereaksi dan menghasilkan produk gliserol.
Selama proses penggorengan minyak goreng mengalami berbagai reaksi kimia diantaranya reaksi hidrolidis, oksidasi, isomerisasi dan polimerisasi, reaksi kimia biasanya terjadi pada saat pemanasan minyak (Chalid, 2008). Pada minyak kelapa kadar gliserol lebih rendah daripada minyak goreng bekas. Sedangkan pada minyak campuran didapat kadar gliserol yang paling rendah. Hal ini disebabkan karena perubahan komposisi penyusun minyak akibat adanya pencampuran.Minyak goreng bekas tersusun atas sebagian besar trigliserida asam palmitat, sedangkan minyak kelapa tersusun atas asam laurat. Adanya perubahan komposisi ini menyebabkan perubahan sifat fisika dan kimia seperti stabilitas, kekentalan, titik cair, titik asap dan titik beku (Ketaren, 1986) sehingga hidrolisis kurang maksimal.
Selain uji HPLC, dilakukan pula uji densitas.Uji densitas tersebut dilakukan pada hasil tertinggi yang telah disebutkan sebelumnya.Uji densitas bertujuan untuk membandingkan densitas sampel dengan densitas gliserol secara teori.
Densitas gliserol dari minyak kelapa, minyak campuran dan minyak goreng bekas berturut-turut yaitu 1,12 gram/mL; 1,07 gram/mL dan 1,18 gram/mL. Sedangkan densitas gliserol berdasarkan teori yaitu 1,261 g/mL (Perry dan Green, 1984).
Densitas gliserol yang didapat berbeda dengan densitas teori karena masih mengandungimpuritis hal ini dapat dilihat bahwa konsentrasi gliserol tidak mencapai 100%.Densitas yang tidak sesuai dengan teori mempengaruhi karektiristik gliserol.Gliserol biasanya berupa cairan kental, hal ini tidak ditemukan pada produk gliserol yang dihasilkan dalam penelitian ini.Hal tersebut berpengaruh terhadap penggunaan gliserol.Gliserol yang dihasilkan tidak dapat digunakan langsung karena masing impuritis.Densitas gliserol pada minyak goreng bekas paling mendekati densitas 0%
Seminar Nasional Industri Kimia dan Sumber Daya Alam 2016 SNIKSDA 2016
ISBN 978-602-70195-1-5 Banjarbaru, 27 Agustus 2016
Kalimantan Selatan
126 teori karena kadar gliserolnya paling tinggi.Standar
kualitas gliserol biasanya digunakan parameter yang biasa digunakan pada bahan kimia lainnya yaitu ciri fisik dan specific gravity (sp.gr).Berdasarkan ciri fisiknya sampel hasil gliserol yang diperoleh masih berwarna kekuningan. Hal ini menandakan bahwa produk gliserol belum sesuai dengan standar sehingga perlu metode-metode lebih lanjut untuk proses
menghilangkan warna tersebut menjadi bening.Penghilangan warna ini dapat menggunakan metode distilasi untuk memisahkan antara gliserol dengan impuritisnya sehingga sesuai dengan gliserol standar.Spesifik gravity produk gliserol dapat diperoleh dengan membandingkan densitas gliserol percobaaan dengan densitas standar gliserol referensi.
Tabel 2. Data Pengamatan Berdasarkan Uji HPLC dan Uji Densitas Jenis Minyak Volume
Gilserol (mL)
Volume Gliserol Densitas
Minyak Kelapa 5,6 11,2% 51,47 2,88 1,12 gliserol yang dihasilkan hal ini dikarenakan dengan kenaikan suhumenyebabkan energi yang dimiliki molekul semakinbesar sehingga akan memperbesar tumbukan antarmolekul.
Hal ini dibuktikan bahwa ketika suhu 100oC didapatkan jumlah gliserol yang paling besar.
2. Pencampuran minyak goreng bekas dan minyak kelapa menghasilkan gliserol dengan konsentrasi yang rendah. Volume yang didapat ketika dilakukan pencampuran hanya sebesar 3,9 mL hasil ini lebih rendah dibandikan ketika hanya digunakan minyak goreng bekas murni didapatkan hasil sebesar 4,3 mL dan minyak kelapa sebesar 5,6 mL. Hal ini mengindikasikan bahwa pencampuran minyak untuk menghasilkan gliserol tidak efektif.
Saran
Saran yang diberikan untuk penelitian selanjutnya adalah, dapat digunakannya jenis katalis padatan sehingga mudah dalam proses pemisahannya dan juga jenis minyak lain yang digunakan. Selain itu dapat pula mengubah proses yang digunakan untuk memproduksi gliserol.
DAFTAR PUSTAKA
Andaka, G. 2008. Hidrolisis Minyak Biji Kapuk dengan Katalisator Asam Khlorida. Jurnal Rekayasa Proses, 2, 45-48.
Aziz, I. 2013. Kinetika Reaksi Transterifikasi Minyak Goreng Bekas. UIN Syarif Hidayatullah, 1-5.
Aziz, I., Nurbayti, S. dan Suwandari, J. 2013.
Pembuatan Gliserol Dengan Reaksi
Hidrolisis Minyak Goreng Bekas. UIN Syarif Hidayatullah, 6, 19-25.
Handoko, D. S. P., Triyono, Narsito dan Dwi, T.
2009. Peningkatan Kualitas Minyak Jelantah Menggunakan Adsorben H -NZA dalam Reaktor Sistem Fluid fixed bed.
Jurusan Kimia. FMIPA, Universitas Jember.
Kalapathy, U. dan Proctor, A. 2000. New Method for Free Fatty Acid Reduction in Frying Oil Using Silicate Films Produced from Rice Hull Ash. JAOCS, 593-598.
Ketaren, S. 1986. Pengantar teknologi minyak dan lemak pangan, Jakarta, Universitas Indonesia.
Khairat dan Herman, S. 2004. Kinetika Reaksi Hidrolisis Minyak Sawit dengan Katalisator Asam Klorida. Jurnal Natur Indonesia, 6, 118-121.
Mardina, P., Faradina, E. dan Setiawati, N. 2012.
Penurunan Angka Asam Pada Minyak Jelantah. Jurnal Kimia, 2, 196-200.
Pasaribu, N. 2004. Minyak Buah Kelapa Sawit. 1-8.
Perry, R. H. dan Green, D. 1984. Perry's Chemical Engineers' Handbook, New York, McGraw-Hill International Editions.
Rahayu, S. S. dan Agra, I. B. 2001. Hidrolisis Minyak Jarak pada Tekanan Tinggi. Forum Teknik, 25, 136-145.
Ratnasari, D. K., Kristijanto, I. dan Hartini, S.
2009. Optimasi Hasil Gliserol dari Minyak/Lemak Limbah Industri Krimer ditinjau dari Suhu Pemanasan, Konsentrasi Katalis dan Lama Pemanasan. 1-7.
Suastuti, D. A. 2009. Kadar Air dan Bilangan Asam dari Minyak Kelapa yang Dibuat dengan Cara Tradisional dan Fermentasi. 2, 69-74.