1 BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Lemak dan Minyak
Lemak dan minyak adalah trigliresida atau triasilgliserol. Kedua istilah ini berarti triester dan gliserol. Asam karboksilat yang diperoleh dari hidrolisis suatu lemak atau minyak. Yang disebut asam lemakyang mempunyai rantai hidrokarbon yang panjang dan tidak bercabang(Fessenden.1997).
Menurut ketaren (1986) lemak dan minyak adalah salah satu kelompok yang pada golongan lipid yaitu senyawa organic yang terdapat di alam serta tidak larut dalam air, tapi larut dalam pelarut organik misalnya kloroform (CHCL3),benzene dan hidrokarbon lainnya,lemak dan minyak dapat larut
dalam pelarut yang disebutkan di atas karena lemak dan minyak mempunyai polaritas yang sama dengan pelarut tersebut.
2.2 Minyak Kelapa Sawit
Tanaman Kelapa sawit ( Elaieis quinensis jacq ) merupakan tumbuhan tropis golongan plasma yang termasuk tanaman tahunan. Kelapa sawit yang dikenal ialah jenis dura, Psifera dan Tenera. Ketiga jenis ini dapat dibedakan berdasarkan irisan buah. Tanaman kelapa sawit mulai menghasilkan pada umur 24-30 bulan. Buah yang pertama keluar masih dinyatakan dengan buah pasir, artinya belum dapat diolah dalam pabrik.
Hasil utama yang dapat diperoleh dari tandan kelapa sawit sudah mulai menghasilkan ialah minyak kelapa sawit yang terdapat pada daging buah (Mesocarp) dan inti sawit yang terdapat pada kernel. Kedua jenis minyak ini berbeda dalam hal komposisi asam lemak dan sifat fisika,kimia. Minyak sawit dan minyak inti sawit mulai terbentuk sesudah 100 hari setelah penyerbukan dan berhenti pada hari ke 180 atau setalah dalam buah sudah jenuh. Jika dalam buah tidak terjadi lagi pembentukan minyak, maka yang
2
terjadi ialah pemecahan trigliserida menjadi asa, lemak bebas dan gliserol (Naibaho,1984 ).
Minyak kelapa sawit merupakan salah satu minyak nabati yang dikonsumsi oleh masyarakat dunia selain minyak kelapa, biji bijian, kacang-kacangan, jagung, kedelai, dan kanola. Berdasarkan kegunaannya, minyak kelapa sawit digunakan sebagai bahan produk-produk kebutuhan pokok masyarakat seperti minyak goreng, margarine, detergen, sabun, komestik dan obat-obatan.
2.3 Minyak Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit
Dalam kegiatan operasional di Pabrik Kelapa Sawit, disamping akan dihasilkan produk utama (Main Product) berupa CPO dan PKO, juga akan dihasilkan produk sampingan (By-Product), baik berupa limbah padat maupun limbah cair dan juga polutan ke udara bebas (khusus bagi PKS yang menggunakan(incinerator). Apabila diperhatikan dari jenis dan komposisi limbah di atas diketahui bahwa limbah cair memiliki kontribusi yang besar, yaitu antara 55% sampai 67% dari total TBS diolah.
Limbah cair pabrik kelapa sawit (LCPKS) adalah salah satu produk samping dari pabrik minyak kelapa sawit yang berasal dari kondensat dari proses sterilisasi, air dari proses klarifikasi, air hydrocyclone (claybath), dan air pencucian pabrik. LCPKS mengandung berbagai senyawa terlarut termasuk, serat-serat pendek, hemiselulosa dan turunannya, protein, asam organik bebas dan campuran mineral-mineral. Dilihat pada tabel 2.1
3
48 Semua dalam mg/l kecuali pH.
Sumber: Ditjen PPHP, 2006
Setiap ton minyak sawit yang dihasilkan akan mengeluarkan limbah cair sebanyak 2,5 m3(Ahmad,dkk.2000). Pada limbah cair pabrik kelapa sawit banyak terdapat senyawa organik yang sulit untuk didegradasi secara alamiah, misalnya minyak lemak. Saat ini pencemaran lingkungan yang diakibatkan limbah cair pabrik kelapa sawit dikategorikan sebagai pencemar lingkungan yang sangat serius, karena karakteristik limbah cair tersebut mengandung minyak lemak yang cukup tinggi berkisar 190-14.720 mg/L.Sementara itu baku mutu yang ditetapkan oleh pemerintah RI melalui Keputusan Mentri Lingkungan Hidup No. 51 tahun 1995 pada lampiran B adalah nilai minyak lemak sebesar 25 mg/L.
Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini yaitu minyak limbah cair dari sisa limbah industri kelapa sawit yang terdapa pada kolam 1 (Deoling Pond), Karena pada Kolam Deoling pond masih terdapat minyak sebanyak Parameter Rata-rata Mineral Rata-rata
Ph 4,7 Kalium 2270
Minyak 4000 Magnesiun 615
BOD 25000 Kalsium 439
COD 50000 Besi 46,5
Total Solid 40500 Tembaga 0,89
Total Votatile Solid
34000 - -
48
5000-20.000 ppm dan di kolam tersebut masih mengutip minyak hingga kadar minyak 0,4 % (Naibaho, 2003).
2.3.1 Dampak Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit
Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit juga mengandung karbohidrat sebesar 2.000 mg/L. Jika limbah cair tersebut langsung dibuang ke perairan akan mengganggu ekosistem perairan karena karbihidrat adalah senyawa organik kompleks yang tidak dapat dimanfaatkan secara langsung oleh bakteri, membran sel bakteri hanya dapat dilewati oleh senyawa organik sederhana yaitu glukosa ( Ahmad,dkk.2000). Tingginya konsentrasi COD dan lemak minyak dibanding dengan baku mutu yang berlaku untuk air limbah industri minyak kelapa sawit sesuai dengan Kepmen LH No. 51 Tahun 1995 mendorong upaya untuk mengolah limbah cair pabrik kelapa sawit sebelum di- buang ke badan air atau perairan, bias di lihat pada table 2.2
Tabel 2.2 Produksi rata-rata (2000-2005) pertahun Kelapa Sawit dan Limbah Jenis Limbah
Rata-rata ton/ tahun Konversi Limbah (%) Total Limbah ton/tahu n Emisi CH4/ Tahun Emisi CO2 ton/ Tahun Produksi kelapa sawit 9.816.39 3 - - - - Tandan Kosong (ton/tahun) - 23 2.257.77 0 27.093,2 4 568.958,1 4 Cangkang (ton/tahun) - 8 785.331 9.423,74 197.898,4 8 Serat - 12 1.1777.9 14.135,6 296.837,2
48 Sumber data :Statistik Indonesia,2004.
2.3.2 Pengendalian Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit.
Limbah cair yang dihasilkan dari proses pengolahan tandan buah segar kelapa sawit menjadi Crude Palm Oil dan Palm Kernel Oil langsung dialirkan ke tempat pengolahan limbah. Pengolahan limbah dapat dilakukan dengan menggunakan kolam-kolam pengolahan.
a. Sistem Kolam 1) Pendinginan
Pendinginan dilakukan dengan dua cara yaitu menara pendingin dan kolam pendingin. Pendinginan menggunakan menara pendingin yaitu pendinginan air limbah dengan menggunakan menara yang kemudian dibantu dengan bak pendingin. Sedangkan pendinginan dengan kolam pendingin yaitu pendinginan limbah dengan kolam pendinginan yang dikombinasikan dengan pengutipan minyak dan pendinginan di dalam kolam selama 48 jam.
2) Deoling pond
Fungsi kolam ini yaitu untuk mengutip minyak hingga kadar minyak 0,4%. Instalasi kolam ini merupakan instalasi tambahan untuk membantu sistem fat pit dalam mengutip minyak. Adanya deoling pond ini memaksimalkan jumlah minyak yang dapat diambil kembali. Kolam ini memiliki kedalaman 1.5 m dan masa penahanan minyak pada kolam ini selama 2 jam.
3) Netralisasi (ton/tahun) 67 1 7 LCPKS (m³/ton FFB) - 0,66 6.478.81 9 1.285.72 1.706 27.000.15 5.835
48
Limbah yang masih asam tidak sesuai untuk pertumbuhan mikroba, oleh sebab itu perlu penambahan bahan kimia atau cairan alkali. Pemakaian bahan penetral didasarkan pada keasaman limbah dan kadar minyak yang terkandung. Netralisasi dapat dibantu dengan perlakuan sirkulasi yaitu memakai sludge yang berasal dari kolam fakultatif yang telah mempunyai Ph netral.
4) Kolam pembiakan bakteri
Kolam pembiakan bakteri dibuat untuk membiakkan bakteri pada awal pengoperasian pengendalian limbah. Kolam pembiakan bakteri memiliki kondisi yang disesuaikan agar bakteri dapat tumbuh dengan baik. Kondisi yang optimum untuk kolam ini adalah Ph 7.0, suhu 30-400C untuk bakteri mesophyl, kedalaman kolam 5–6 m, dan ukuran kolam diupayakan dapat menampung air limbah 2 hari olah atau setara 400 m3 untuk PKS kapasitas 30 ton TBS/jam.
5) Kolam anaerobik
Limbah yang telah netral dialirkan ke dalam kolam anaerobik untuk diproses. Proses perombakan limbah dapat berjalan lancar jika kontak antara limbah dengan bakteri yang berasal dari kolam pembiakan lebih baik. Waktu tinggal limbah pada kolam ini selama 60 hari.
6) Kolam Fakultatif
Kolam ini adalah kolam peralihan dari kolam anaerobik menjadi aerobik. Pada kolam ini proses perombakan anaerobik masih tetap berjalan. Karakteristik limbah pada kolam fakultatif yaitu pH 7.6-7.8, BOD 600-800 ppm, COD 1250-1750 ppm. Waktu tinggal limbah pada kolam ini selama 15 hari.
48
Kolam aerasi dibuat untuk pemberian oksigen yang dilakukan secara difusi dengan tujuan agar dapat berlangsung reaksi oksidasi dengan baik. Kolam ini dibuat dengan kedalaman 3 meter, dan ditempatkan alat yang dapat meningkatkan jumlah oksigen agar terlarut dalam air serta dilengkapi dengan dua unit alat aerator.
8) Kolam aerobik
Limbah yang masuk ke kolam mengandung oksigen terlarut. Penahanan limbah dalam kolam ini selama 15 hari dan dapat menurunkan beban pencemar limbah dari BOD 600-800 ppm menjadi 75-125 ppm. Kolam ini adalah kolam terakhir dan air limbah telah dapat dialirkan ke sungai. Bisa di lihat pada gambar 2.1.
Gambar 2.1 Alur Proses Pengolahan Limbah Cair PKS Sistem Kolam (Sumber : Nainggolan dan Susilawati, 2011)
2.4 Sabun
Deoling Pond Kolam Netralisasi Kolam Pembiakan bakteri
Kolam Anaerob Kolam Fakultatif
Kolam Aerobik Sungai Cooling Pond
48
Sabun merupakan hasil hidrolisa asam lemak dan basa. Peristiwa ini dikenal dengan peristiwa saponifikasi. Saponifikasi adalah proses penyabunan yang mereaksikan suatu lemak atau gliserida dengan basa. Lemak dan sabun dari asam lemak jenuh dan rantai jenuh panjang (C16-C18) menghasilkan sabun keras dan minyak dari asam lemak tak jenuh dengan rantai pendek (C12-C14) menghasilkan sabun yang lebih lunak dan lebih mudah larut. Sabun yang dibuat dari natrium hidroksida lebih sukar larut dibandingkan dengan sabun yang dibuat dari kalium hidroksida.Sabun sekarang dicampur untuk mendapatkan sifat-sifat yang diinginkan. Sabun mandi megandung minyak wangi, zat warna, dan bahan obat.
Dipabrik-pabrik, gliserida (lemak) dididihkan dalam larutan NaOH. Setelah sabun terbentuk, NaCl ditambahkan ke dalam campuran agar sabun mengendap dan dapat dipisahkan dengan cara penyaringan. Adapun gliserol dipindahkan dengan cara destilasi. Kemudian sabun yang kotor dimurnikan dengan cara mengendapakan beberapa kali (represipitasi). Akhirnya ditambahkan parfum supaya sabun memiliki bau yang dikehendaki.
Sabun adalah satu macam surfaktan (bahan), senyawa yang menurunkan tegangan permukaan air. Sifat ini menyebabkan larutan sabun dapat memasuki serat, Menghilangkan dan mengusir kotoran dan minyak. Setelah kotoran dan minyak dari permukaan serat, sabun menolong mencucinya karena struktur kimianya. Bagian akhir dari rantai (ionnya) yang bersifat hidrofil (senang air) sedangkan rantai karbonnya bersifat hidrofobik (benci air). Rantai hidrokarbon larut dalam partikel minyak yang tidak larut dalam air. Ionnya terdispersi atau teremulsi dalam air sehingga dapat dicuci.
Sabun adalah surfaktan yang digunakan dengan air untuk mencuci dan membersihkan,Sabun biasanya berbentuk padatan tercetak yang disebut batang karena sejarah dan bentuk umumnya. Penggunaan sabun cair juga telah telah meluas, terutama pada sarana-sarana publik. Jika diterapkan pada
48
suatu permukaan, air bersabun secara efektif mengikat partikel dalam suspensi mudah dibawa oleh air bersih. Di negara berkembang, deterjen sintetik telah menggantikan sabun sebagai alat bantu mencuci atau membersihkan.
2.4.1 Sifat-Sifat Sabun
Sifat – sifat sabun yaitu :
a. Sabun bersifat basa. Sabun adalah garam alkali dari asam lemak suhu tinggi sehingga akan dihidrolisis oleh air. Karena itu larutan sabun dalam air bersifat basa.
CH3(CH2)16COONa + H2O → CH3(CH2)16COOH + NaOH.
b. Sabun menghasilkan buih atau busa. Jika larutan sabun dalam air diaduk maka akan menghasilkan buih, peristiwa ini tidak akan terjadi pada air. Dalam hal ini sabun dapat menghasilkan buih setelah garam Mg atau Ca dalam air mengendap.
CH3(CH2)16COONa + CaSO4 →Na2SO4 + Ca(CH3(CH2)16COO)2
Sabun mempunyai sifat membersihkan. Sifat ini disebabkan proses kimia koloid, sabun (garam natrium dari asam lemak) digunakan untuk mencuci kotoran yang bersifat polar maupun non polar, karena sabun mempunyai gugus polar dan non polar. Molekul sabun mempunyai rantai hidrogen CH3(CH2)16 yang bertindak sebagai ekor yang bersifat
48
COONa+ sebagai kepala yang bersifat hidrofilik (suka air) dan larut dalam air.
Sabun merupakan salah satu jenis pembersih yang dapat dibuat dengan reaksi kimia antara basa natrium dengan kalium natrium dengan minyak nabati atau lemak hewani. Surfaktan mempunyai struktur bipolar, bagian kepala bersifat hidrofilik dan bagian ekor bersifat hidrofobik. Karena sifat itulah sabun mampu mengangkat kotoran (biasanya lemak) dari badan atau pakaian. Selain itu, sabun juga merupakan pembersih yang dapat dibuat dengan reaksi kimia antara kalium atau natrium dengan asam lemak dari minyak nabatai atau lemak hewani. Sabun dibuat dengan cara yaitu proses saponifikasi dan proses proses netralisasi minyak proses saponifikasi mnyak akan memperoleh produk sampingan yaitu gliserol. Proses saponifikasi terjadi karena reaksi antara trigliserida dengan alkali, sedangkan proses netralisasi terjadi karena reaksi asam lemak bebas dengan akali.
Proses esterifikasi merupakan proses yang cenderung digunakan dalam produksi ester dari asam lemak spesifik Laju reaksi esterifikasi sangat dipengaruhi oleh struktur molekul reaktan dan radikal yang terbentuk dalam senyawa antara. Data tentang laju reaksi serta mekanismenya disusun berdasarkan karakter kinetiknya, sedangkan data tentang perkembangan reaksi dinyatakan sebagai konstanta kesetimbangan. Secara umum laju reaksi esterifikasi mempunyai sifat sebagai berikut: Karakteristik sabun bukan hanya ditentukan oleh pemilihan asam lemaknya saja, tetapi juga ditentukan oleh kadar dari bahan baku lainnya seperti NaOH. NaOH berfungsi sebagai pengubah minyak nabati dan lemak hewan menjadi sabun. NaOH memiliki efek korosif yang tinggi pada kulit, sehingga dapat menyebabkan luka pada kulit, sehingga kadar NaOH pada pembuatan sabun perlu ditangani dan
48
diperhatikan sebab penambahan alkali yang berlebihan pada proses penyabunan menyebabkan meningkatnya alkali bebas. Alkali bebas yang berlebihan tidak diinginkan ada dalam sabun, sebab alkali bersifat keras dan dapat menyebabakan iritasi pada kulit, tetapi jika sabun kekurangan NaOH maka akan menyebabkan berlebihnya asam lemak bebas yang tidak dapat tersabunkan sehingga akan mengurangi daya ikat sabun terhadap kotoran.
Tabel 2.3 Kebutuhan Caustic Soda.
Minyak kaustik Sweet Almond 13,7 g 13,2g 12,7g Apricot Kernel 13,5g 13,0g 12,5 g Avocado Oil 13,3 g 12,8 g 12,3 g Borage 13,5 g 13,0 g 12,5 g Camellia 13,6 g 13,1 g 12,6 g Canola 13,6 g 13,1 g 12,6 g Castor Oil 12,8 g 12,3 g 11,8 g Coconut Oil 18,3 g 17,6 g 16,9 g Corn Oil 13,5 g 13,0 g 12,5 g Cotton Seed 13,8 g 13,3 g 12,8 g Evening Primrose 13,5 g 13,0 g 12,5 g Hazelnut Oil 13,7 g 13,2 g 12,7 g hempseed 13,7 g 13,6 g 12,6 g Jojoa Oil 6,5 g 6,3 g 6,1 g
Kukui Nut Oil 13,7 g 13,1 g 12,5 g Macadamia Nut 13,9 g 13.3 g 12,7 g
Olive 13,5 g 13,0 g 12,5 g
48
Palm Kernel Oil 15,6 g 15,0 g 14,4 g Sumber:Widodo,2009.
Sabun pada umumnya dikenal dalam dua wujud, sabun cair dan sabun padat. Perbedaan utama dari kedua wujud sabun ini adalah alkali yang digunakan dalam reaksi pembuatan sabun. Sabun yang dibuat dengan NaOH dikenal dengan sabun keras (hard soap), sedangkan sabun yang dibuat dengan KOH dikenal dengan sabun lunak (soft soap), sabun keras (hard soap) dibuat dari lemak netral yang padat atau dari minyak nabati, sabun ini dalam bentuk batangan dan bersifat sukar larut dalam air. sabun lunak (soft soap) dibuat dari minyak kelapa, minyak kelapa sawit atau minyak tumbuhan yang tidak jernih, sabun ini dalam bentuk pasta maupun cair bersifat mudah larut dalam air,Asam lemak akan memberikan sifat yang berbeda pada sabun yang terbentuk. Asam laurat pada sabun dapat menyebabkan sabun menjadi keras dan menghasilkan busa yang lembut, sama seperti asam miristat. asam palmitat, selain dapat mengeraskan juga dapat menyebabkan busa menjadi stabil. Berbeda dengan asam oleat dan linoleat, mereka berperan dalam melembabkan sabun pada saat sabun digunakan .
Tabel 2.4 Syarat Mutu Sabun Mandi
Uraian Tipe I
(Sabun Padat)
Tipe II (Sabun Lunak)
Kadar Air (%) Maks 15 >15
Asam Lemak (%) 70 67-70 Alkali Bebas (%) 1. NaOH 2. KOH 1. Maks 0,1 2. 0,14 1. Maks 0,1 2. Maks 0,14
Asam Lemak Bebas (%) <2,5 <2,5 Bilangan Penyabunan (%) 196-206 196-206
48 2.4.2 Kinetika Reaksi Kimia Saponifikasi.
Saponifikasi merupakan proses hidrolisis basa terhadap lemak dan minyak, dan reaksi saponifikasi bukan merupakan reaksi kesetimbangan. Hasil mula-mula dari penyabunan adalah karboksilat karena campurannya bersifat basa. Setelah campuran diasamkan, karboksilat berubah menjadi asam karboksilat.
Produknya,sabun yang terdiri dari garam asam-asam lemak. Fungsi sabun dalam keanekaragaman cara adalah sebagai bahan pembersih. Sabun menurunkan tegangan permukaan air, sehingga memungkinkan air untuk membasahi bahan yang dicuci dengan lebih efektif. Sabun bertindak sebagai suatu zat pengemulsi untuk mendispersikan minyak dan sabun teradsorpsi pada butiran kotoran.
Pada penelitian ini, dilakukan pencampuran NaOH harus disamakan suhunya terlebih dahulu, karena suhu merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi laju reaksi. Jika suhu dinaikkan maka laju reaksi semakin besar karena kalor yang diberikan akan menambah energi kinetik partikel pereaksi, akibatnya jumlah dari energi tumbukan bertambah besar, begitu pun sebaliknya. Larutan yang telah sama suhunya kemudian dicampurkan.
48
Pencampuran dan pemberian waktu pada suhu yang sama agar laju reaksi yang dihasilkan tidak mengalami perubahan besar. Untuk menentukan laju dari reaksi kimia yang diberikan, harus ditentukan seberapa cepat perubahan konsentrasi yang terjadi pada reaktan atau produknya. Secara umum, apabila terjadi reaksi A→B, maka mula-mula zat yang A dan zat B sama sekali belum ada. Setelah beberapa waktu, konsentrasi B akan meningkat sementara konsentrasi zat A akan menurun .
Hukum laju dapat ditentukan dengan melakukan serangkain eksperimen secara sistematik pada reaksi A + B → C, untuk menentukan orde reaksi terhadap A maka konsentrasi A dibuat tetap sementara konsentrasi B divariasi kemudian ditentukan laju reaksinya pada variasi konsentrasi tersebut. Sedangkan untuk menentukan orde reaksi B, maka konsentrasi B dibuat tetap sementara itu konsentrasi A divariasi kemudian diukur laju reaksinya pada variasi konsentrasi tersebut (Partana, 2003 : 49). Orde dari suatu reaksi menggambarkan bentuk matematika dimana hasil perubahan dapat ditunjukkan. Orde reaksi hanya dapat dihitung secara eksperimen dan hanya dapat diramalkan jika suatu mekanisme reaksi diketahui seluruh orde reaksi yang dapat ditentukan sebagai jumlah dari eksponen untuk masing-masing reaktan, sedangkan hanya eksponen untuk masing-masing reaktan dikenal sebagai orde reaksi untukBkomponen itu. Orde reaksi adalah jumlah pangkat faktor konsentrasi dalam hukum laju bentuk diferensial. Pada umumnya orde reaksi terhadap suatu zat tertentu tidak sama dengan koefisien dalam persamaan stoikiometri reaksi (Hiskia,2001).
2.4.3 Prinsip Proses Pembuatan Sabun.
48
Proses pendidihan penuh pada dasarnya sama dengan pemanasan atau proses batch yaitu minyak/lemak dipanaskan di dalam ketel dengan menambahkan NaOH yang telah dipanaskan, selanjutnya campuran tersebut dipanaskan sampai terbentuk pasta kira-kira setelah 4 jam pemanasan. Setelah terbentuk pasta ditambahkan NaCl (10-12%) untuk mengendapan sabun. Endapan sabun dipisahkan dengan menggunakan air panas dan terbentuklah produk utama sabun.
B. proses semi pendidihan.
Pada proses semi pendidihan, semua bahan yaitu minyak/lemak dan alkali langsung dicampur kemudian dipanaskan secara bersamaaan. Terjadilah reaksi saponifikasi. Setelah reaksi sempurna ditambah sodium silikat dan sabun yang dihasilkan.
C. Proses dingin.
Pada proses dingin semua bahan yaitu minyak, alkali, dan alkohol dibiarkan didalam suatu tempat/bejana tanpa dipanaskan (temperatur kamar,250C). Reaksi antara NaOH dan uap air (H2O) merupakan reaksi eksoterm sehingga dapat menghasilkan panas. Proses ini memerlukan waktu untuk reaksi sempurna selama 24 jam.
Syarat-syarat terjadinya proses dingin adalah sebagai berikut : Temperatur harus terkontrol dengan baik.
Minyak/lemak yang digunakan harus murni. Konsentrasi NaOH harus terukur dengan teliti. D. Proses Netral.
48
Prinsip dasar dari proses netral adalah minyak/lemak ditambah NaOH sehingga terjadi reaksi saponifikasi dan dihasilkan sabun dan gliserin. Sabun yang dihasilkan tidak bersifat netral sehingga tidak dapat menghasilkan busa yang banyak. Oleh karena itu, perlu dilakukan penetralan dengan menambahkan Na2CO
Pemurnian minyak limbah cair kelapa sawit ini meliputi 2 tahap proses, yaitu :
1. Penyaringan (Saringan Mesh) 2. Pemucatan (bleaching)
2.5 Pengertian Sentrifugasi.
Prinsip sentrifugasi didasarkan pada pemisahan molekul dari sel. Pemisahan tersebut berdasarkan konsep bahwa partikel yang tersuspensi di sebuah wadah akan mengendap (bersedimentasi) ke dasar wadah karena adanya gaya gravitasi. Sehingga laju pengendapan suatu partikel yang tersuspensi tersebut dapat diatur dengan meningkatkan atau menurunkan pengaruh gravitasi terhadap partikel.
Pencampuran Bahan Kimia Mixing (Pencampuran).
1. Defenisi Pencampuran (mixing) Pencampuran diartikan sebagai suatu proses menghimpun dan membaurkan bahan-bahan. Dalam hal ini diperlukan gaya mekanik untuk menggerakkan alat pencampur supaya pencampuran dapat berlangsung dengan baik
48 2. Tujuan pencampuran
- Menghasilkan campuran bahan dengan komposisi tertentu dan homogen.
- Mempertahankan kondisi campuran selama proses kimia dan fisika agar tetap homogen, mempunyai luas permukaan kontak antar komponen yang besar, menghilangkan perbedaan konsentrasi dan perbedaan suhu, mempertukarkan panas.
- Menghasilkan bahan setengah jadi agar mudah diolah pada proses selanjutnya atau menghasilkan produk akhir yang baik Derajat pencampuran adalah ukuran tercampurnya dengan merata bahan-bahan yang ada dalam suatu campuran pada saat pembentukan campuran yang homogeny.
Keberhasilan proses pembuatan sabun dipengaruhi oleh putaran pengadukan. Pengadukan bisa dilakukan menggunakan tangan serta alat seperti mixer. Peningkatan kecepatan pengadukan reaksi berpengaruh sangat signifikan terhadap sabun yang dihasilkan, sedangkan kualitas sabun dipengaruhi secara signifikan oleh jenis larutan pereaksi yang digunakan yaitu caustic soda dan pengaruh suhu.
2.5.1 Tekhnik Pemurnian Minyak limbah Cair kelapa Sawit (Adsorbsi).
Adsorbsi dapat digolongkan dalam dua jenis, yaitu adsorbsi secara kimia dan secara fisika. Adsorbsi secara kimia (kemisorbsi) adalah adsorbsi yang terjadi karena adanya gaya-gaya kimia dan diikuti oleh reaksi kimia. Adsorbsi jenis ini mengakibatkan terbentuknya ikatan secara kimia, sehingga diikuti dengan reaksi berupa senyawa baru. Pada kemisorbsi permukaan padatan sangat kuat mengikat molekul gas atau
48
cairan sehingga sukar untuk dilepas kembali, sehingga proses kemisorbsi sangat sedikit. Adsorbsi fisika (fisiosorbsi) adalah adsorbsi yang terjadi karena adanya gaya-gaya fisika. Adsorbsi ini dicirikan adanya kalor adsorbs yang kecil (10 kkal/mol). Molekul-molekul yang diadsorbsi secara fisik tidak terikat secara kuat pada permukaan dan biasanya terjadi pada proses reversible yang cepat.
Pemurnian/Adsorbsi merupakan tahap pertama dari proses pemanfaatan minyak limbah cair kelapa sawit, yang hasilnya dapat digunakan sebagai sebagai bahan baku produk untuk pembuatan sabun.
1) Penyaringan.
Pada proses pemurnian terdapat bahan-bahan sebagai media penyaringan, yaitu sebagai berikut:
- Lapisan 1: Serabut Ijuk - Lapisan 2: Arang Aktif - Lapisan 3: Serabut Ijuk - Lapisan 4: kain
Merupakan senyawa amorf yang dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung karbon atau arang yang diperlakukan secara khusus untuk mendapatkan daya adsorpi yang tinggi. Karbon aktif dapat mengadsorpsi gas dan senyawa–senyawa kimia tertentu atau sifat adsorpisinya selektif, tergantung pada besar atau volume pori-pori dan luas permukaan. Daya serap karbon aktif sangat besar, yaitu 25-1000% terhadap berat karbon aktif. (Darmawan.A.D.2008)
Karbon aktif dapat dibagi dua tipe, yaitu: 1. Karbon Aktif sebagai pemucat
48
Biasanya berbentuk powder yang halus dengan diameter pori 1000A0, digunakan dalam fase cair dan berfungsi untuk memindahkan zat-zat pengganggu.
2. Karbon aktif sebagai penyerap uap
Biasanya berbetuk ranular atau pellet yang sangat keras,diameter porinya 10-200. Umumnya digunakan pada fase gas yang berfungsi untuk pengembalian pelarut, katalis dan pemurnian gas.
2.5.2 Tekhnik Pembuatan Sabun
Minyak limbah yang sudah melalui tahap penyaringan akan dicampurkan dengan Caustic Soda (NaOh) beserta dengan pengaruh dari berbagai factor yaitu Suhu,waktu Pengadukan,dan Kadar atau jumlah Basa. Setelah larutan sabun tercampur secara homogen maka akan ditambahkan zat zat pelengkap seperti pewarna,pewangi dan pengawet,Sabun dibentuk melalui cetakan-cetakan yang sudah di sesuaikan dan siap untuk dianalisa uji.
2.5.3 Analisa hasil uji mutu sabun.
Pada hasil akhir pembuatan sabun, maka sabun akan diuji hasil nya sebelum di gunakan. Berikut beberapa analisa uji sabun bisa dilihat pada tabel 2.4.
Tabel 2.5 Analisa Mutu Minyak Sawit Uraian Tipe Sabun I
Padat
Tipe Sabun II Cair Kadar Air (%) Maks 15 <15
48 Bebas (%) Bilangan Penyabunan (%) 196-206 196-206 Jumlah Busa (ml) - - 1. Kadar Air
Kandungan pada sabun detergen yang mempunyai kadar air tinggi dan sabun mandi padat kadar air rendah sangat menentukan kualitas sabun, maka uji kadar air sangat diperlukan.
𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝐴𝑖𝑟 = 𝐵.𝐶𝑜𝑛𝑡𝑜 ℎ 𝑆𝑒𝑏𝑒𝑙𝑢𝑚 𝑂𝑣𝑒𝑛 − 𝐵.𝐶𝑜𝑛𝑡𝑜 ℎ 𝑠𝑒𝑠𝑢𝑑𝑎 ℎ 𝑂𝑣𝑒𝑛
𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑜 ℎ 𝑆𝑒𝑏𝑒𝑙𝑢𝑚 𝑂𝑣𝑒𝑛 ………..(1)
2. Penentuan kadar Asam Lemak bebas
Angka asam dinyatakan sebagai jumlah milligram NaOH yang di perlukan untuk menetralkan asam lemak yang terdapat dalam satu gram minyak atau lebih. Angka asam yang besar menunjukkan asam lemak bebas yang besar yang berasal dari hidrolisa minyak atau karena proses minyak yang kurang baik, semakin tinggi angka asam semakin rendah kualitasnya. Asam lemak bebas berhubungan dengan bau sabun, apabila asam lemak bebas melebihi standart
48
menyebabkan sabun berbau tengik dan menghambat proses pembersihan permukaan kulit oleh sabun (hika,2009).
Hasilnya dihitung dengan rumus:
𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝐹𝐹𝐴 =𝑚𝑙 𝐾𝑂𝐻 𝑥 𝐾𝑂𝐻 𝑁 𝑥 25,6 𝑥 100%
𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑜 ℎ 𝑥 100% ………(2)
3. Bilangan Penyabunan
Bilangan penyabunan adalah jumlah miligram KOH yang di perlukan untuk menyabunkan satu gram lemak atau minyak. Apabila sejumlah sampel minyak atau lemak disabunkan dengan larutan KOH berlebih dalam alkohol, maka KOH akan bereaksi dengan trigliserida, yaitu tiga molekul KOH bereaksi dengan satu molekul minyak atau lemak.
𝐵𝑖𝑙𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑃𝑒𝑛𝑦𝑎𝑏𝑢𝑛𝑎𝑛 (𝑆𝑉) = 𝑉 𝐵𝑙𝑎𝑛𝑘𝑜 −𝑉 𝑇𝑖𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑖 𝑥 𝑁𝐻𝐶𝐿 𝑥 56,1
𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 (𝑔) ..(3)
4. Penentuan jumlah busa
Tujuan proses jumlah busa pada sabun mandi padat untuk mengetahui seberapa banyak busa yang dihasilkan dari larutan sabun yang beberapa menit.larutan sabun yang dibuat dari proses penyabunan di masukkan ke dalam gelas ukur, lalu di kocok dengan alat shaker untuk menghasilkan busa dari larutan sabun yang di buat dari proses penyabunan (Raskita,2008) .
Penentuan jumlah busa :
VB=VS/V0 ………(4)
Dimana :
VB :Volume busa
VS :Volume busa pada detik ke 60
