1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Minyak kelapa sawit merupakan salah satu minyak utama yang diperdagangkan dalam perdagangan minyak dan lemak di dunia [1]. Indonesia merupakan negara penghasil minyak kelapa sawit terbesar di dunia selain Malaysia, Thailand, Nigeria, Kolombia, Ekuador, Amerika Selatan, dan Papua Nugini [2].
Minyak kelapa sawit mentah (CPO) diproduksi dari buah kelapa sawit dengan melalui beberapa proses, salah satunya adalah pengilangan yang bertujuan untuk menghilangkan komponen minor pada minyak [3]. Komponen minor yang terdapat dalam CPO adalah sebesar 1% yang terdiri dari beberapa komponen seperti karotenoid, sterol, tokoferol, dan tokotrienol. Tokoferol dan tokotrienol yang terdapat dalam CPO memiliki jumlah sebesar 600-1000 ppm [4].
Tokoferol atau vitamin E adalah vitamin yang berfungsi sebagai antioksidan dan mencegah terjadinya kerusakan pada membran sel [5,6]. Sebagai antioksidan, vitamin E mampu mencegah terjadinya penyakit kanker, penyakit kardiovaskular, penurunan penglihatan karena usia serta atherosclerosis [7,8]. Selain itu, vitamin E juga mampu mencegah beberapa penyakit seperti alzheimer, ataksia, fibrosis, dan parkinson [9] [10,11]. Vitamin E merupakan komponen bioaktif yang juga berfungsi sebagai antipenuaan [12]. Karena fungsinya tersebut, vitamin E mendapatkan banyak perhatian dan banyak digunakan terutama dalam bidang makanan, kosmetik, dan farmasi [13,12].
Karena manfaatnya yang begitu besar maka perlu dilakukan metode yang tepat untuk memisahkan tokoferol dari CPO, sehingga tokoferol yang telah dipisahkan tidak rusak dan bisa digunakan kembali. Beberapa metode telah dilakukan untuk memisahkan α-tokoferol dari minyak nabati seperti ekstraksi superkritik dengan pelarut [14], distilasi molekul [15], dan adsorpsi [12, 6, 16, 5]. Metode adsorpsi merupakan metode yang dapat digunakan pada temperatur rendah [12]. Karena sifat α-tokoferol yang dapat terdegradasi cahaya dan panas [8], maka metode adsorpsi dapat dipertimbangkan sebagai metode yang tepat dalam pemisahan tokoferol.
2
Beberapa penelitian tentang pemisahan α-tokoferol dengan metode adsorpsi telah dilakukan diantaranya adalah telah dibandingkannya penggunaan dari empat jenis adsorben yaitu silika gel, aluminum oksida aktif, poliaromatik brominat, dan poliaromatik Dowex Optipore L-285. Hasil penelitian yang diperoleh menunjukkan silika gel sebagai adsorben terbaik dari keempat adsorben yang digunakan [17]. Pada penelitian yang lain, digunakan silika sebagai adsorben dalam pemisahan α -tokoferol. Dari penelitian tersebut dihasilkan persamaan kesetimbangan, isoterm, serta kinetika dari proses adsorpsi dengan silika [16,18]. Selain itu juga telah dilakukan penelitian untuk mengadsorpsi α-tokoferol menggunakan adsorben lain seperti clipnotilolite tuff yang diaktivasi asam [6], mesoporus titania nanokristal [5], resin penukar ion Diaion PA306S [12], dan karbon aktif [19]. Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan, diketahui bahwa karbon aktif sangat baik dalam menjerap α-tokoferol [19].
Ampas teh merupakan limbah yang sangat berpotensi sebagai bahan baku pembuatan karbon aktif. Hal ini dapat dilihat dari banyaknya penelitian yang memanfaatkan ampas teh sebagai bahan baku pembuatan karbon aktif. Beberapa penelitian tersebut antara lain pembuatan karbon aktif dari ampas teh dengan aktivasi kimia menggunakan energi microwave [20], pemanfaatan karbon aktif dari ampas teh sebagai adsorben kromium [21], penggunaan K2CO3 sebagai aktivator pembuatan karbon aktif dari ampas teh [31], dan pemanfaatan karbon aktif dari ampas teh pada superkapasitor elektroda dengan performa tinggi [32]. Besarnya potensi ampas teh sebagai bahan baku karbon aktif serta kemampuan adsorpsi karbon aktif yang baik, menjadi alasan utama dilakukannya penelitian ini untuk melihat kemampuan dari karbon aktif dari ampas teh dalam menjerap α-tokoferol.
1.2 PERUMUSAN MASALAH
Telah banyak dilakukan penelitian untuk memisahkan α-tokoferol dengan metode adsorpsi menggunakan bebagai jenis adsorben, salah satunya dengan menggunakan karbon aktif. Melihat dari potensi ampas teh sebagai bahan baku pembuatan karbon aktif, serta kemampuan adsorpsi karbon aktif yang tinggi, maka pada penelitian ini ingin diketahui bagaimana kemampuan karbon aktif dari ampas teh sebagai adsorben pada adsorpsi α-tokoferol dari CPO.
3 1.3 TUJUAN PENELITIAN
Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Mengetahui kondisi terbaik dari proses adsorpsi α-tokoferol dari CPO dengan menggunakan adsorben karbon aktif dari ampas teh.
2. Mendapatkan model kinetika dan model isotherm pada proses adsorpsi α -tokoferol dari CPO dengan menggunakan adsorben karbon aktif dari ampas teh.
1.4 MANFAAT PENELITIAN
Manfaat dari penelitian yang dilakukan adalah:
1. Memperoleh informasi mengenai penggunaan karbon aktif dari ampas teh dalam mengadsorpsi α-tokoferol dari CPO.
2. Penggunaan model kinetika dan isoterm dari proses adsorpsi α-tokoferol dari CPO dengan menggunakan adsorben karbon aktif dari ampas teh untuk pembuatan alat proses yang sesuai.
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Penelitian dan Laboratorium Kimia Fisika, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara Medan. Penelitian ini memiliki ruang lingkup atau batasan sebagai berikut: 1. Bahan baku yang digunakan adalah CPO.
2. Adsorben yang digunakan adalah karbon aktif dari ampas teh. 3. Variabel penelitian:
a. Pembuatan karbon aktif
Ukuran ampas teh = 50 mesh
Perbandingan berat ampas teh : H3PO4 = 1 : 2 Konsentrasi H3PO4 = 85%
Suhu pirolisis = 500 °C Waktu pirolisis = 15 menit
Suhu pengeringan di dalam oven = 110 °C
b. Kajian model kinetika adsorpsi Variabel tetap:
4 Suhu adsorpsi = 40 °C [16]
Kecepatan pengadukan = 180 rpm [16] Ukuran partikel = 50 mesh
Rasio berat adsorben dengan CPO = 1:6
Variabel berubah:
Waktu adsorpsi = 0 ; 2 ; 4 ; 7 ; 10 ; 15 ; 20 ; 23 menit c. Kajian model isoterm adsorpsi
Variabel tetap:
Waktu adsorpsi = 20 menit Ukuran partikel = 50 mesh
Variabel berubah:
Kecepatan pengadukan = 140; 160; 180 rpm [16] Rasio berat adsorben dengan CPO = 1:3 ; 1:4 ; 1:5 ; 1:6
4. Analisa hasil penelitian:
Analisa kadar abu dan zat volatil (volatile matter) untuk karbon aktif
Analisa luas permukaan karbon aktif dengan menggunakan instrumen BET. Analisa konsentrasi α-tokoferol dalam CPO sebelum dan sesudah proses
adsorpsi dengan menggunakan instrumen HPLC. 5. Hasil pengolahan data:
Penentuan % adsorpsi dan kapasitas adsorben.
Penentuan model isoterm yang sesuai dengan hasil penelitian pada
masing-masing suhu adsorpsi.
Penentuan model kinetika proses adsorpsi yang sesuai dengan hasil
penelitian.
