51
Reaction Kinetics of the Hydrolysis of Virgin Coconut Oil using Hydrochloride
Acid as Catalyst
LINDA TRIVANA DAN STEIVIE KAROUW
Balai Penelitian Tanaman Palma
Jln. Mapanget Raya, PO Box 1004, Manado 95001
E-mail: [email protected]
Diterima 25 Januari 2016 / Direvisi 28 Maret 2016 / Disetujui 16 Mei 2016
ABSTRAK
Hidrolisis dapat berjalan baik apabila menggunakan data kinetika yang tepat untuk mendapatkan produk yang diinginkan. Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Pengolahan Hasil, Balai Penelitian Tanaman Palma pada bulan Juni-Juli 2015. Penelitian bertujuan menentukan kondisi optimum hidrolisis Virgin Coconut Oil (VCO) secara kimiawi dengan katalis HCl dan mendapatkan data kinetika reaksi, yaitu konstanta kecepatan reaksi (k), energi aktivasi (Ea), dan rumusan persamaan kinetika reaksi. Hidrolisis VCO dilakukan 2 tahap, yaitu tahap pertama penentuan rasio VCO:air (1:3; 1:6; 1:9; dan 1:12) dipilih yang menghasilkan kadar ALB terbesar, dilanjutkan pada tahap kedua, yaitu penentuan suhu reaksi (60°C, 70°C, dan 80°C). Penentuan kondisi optimum berdasarkan kadar asam lemak bebas yang dihasilkan dan nilai konstanta kecepatan reaksi. Kadar asam lemak bebas ditentukan dengan titrasi asam-basa, sedangkan konstanta kecepatan reaksi menggunakan rumus persamaan kecepatan reaksi -ln(1-XA)=kt. Hidrolisis VCO
menggunakan rasio VCO:air (1:12) menghasilkan kadar asam lemak bebas (ALB) yang lebih tinggi (0,11%), selanjutnya digunakan untuk penentuan suhu optimum hidrolisis. Suhu hidrolisis optimum adalah 80°C dengan kadar ALB sebesar 0,14%, konversi reaksi 0,88 dan konstanta kecepatan reaksi 0,27 jam-1. Konsentrasi air dan suhu reaksi berpengaruh
terhadap kadar ALB, konversi reaksi, dan konstanta kecepatan reaksi. Hidrolisis VCO dengan katalis HCl 1% terbaik pada rasio VCO:air 1:12, suhu reaksi 80°C selama 8 jam. Hubungan konstanta kecepatan reaksi dengan suhu reaksi mengikuti persamaan Arrhenius k = 1,62 x 1015 e -25831/RT. Asam lemak bebas dan gliserol hasil hidrolisis banyak
digunakan sebagai bahan baku dalam industri deterjen, kosmetik, surfaktan, dan obat-obatan.
Kata kunci: Kinetika reaksi, hidrolisis, virgin coconut oil, asam klorida.
ABSTRACT
An accurate kinetic data has been considered as main substance in hydrolysis reaction. This research was conducted at the laboratory of processing of Indonesian Palm Crops Research Institute (IPRI) during June-July 2015. The objective of the research was to obtain the optimum condition of hydrolysis of VCO and the data of reaction kinetics (the reaction rate constant (k), the activation energy (Ea), and the reaction kinetics equation). Virgin coconut oil hydrolysis was done in two stages, the first step was the determination of the ratio of VCO:water (1:3; 1:6; 1:9; 1:12), the second step was the evaluation of reaction temperatures (60°C, 70°C, and 80°C). The determination of the optimum condition was based on the result of free fatty acid content and the values of the reaction rate constant. The free fatty acid content was measured by acid-base titration, meanwhile the reaction rate constant was determined by the equation –ln(1-XA)=kt. The results
showed that the hydrolysis of VCO using ratio of VCO:water 1:12 produced higher content of FFA (0.11%) compared than others. The ratio of VCO:water 1:12 was then used to obtain the optimum temperature of hydrolysis. The optimum temperature of hydrolysis was 80°C with 0.14% of FFA, the reaction conversion was 0.88, and the reaction rate constant was 0.27 hour-1. The water consentration and reaction temperature influenced the FFA content, reaction conversion, and
the reaction rate constant. The best condition of VCO hydrolysis using 1% of hydrochloride acid catalyst was on ratio of VCO:water 1:12, reaction temperature 80°C for 8 hours. The relationship between the reaction rate constant and temperature, follow Arrhenius equation k = 1,62 x 1015 e -25831/RT. Free fatty acid and glycerol are extensively used as raw
materials in the manufacture of products such as detergents, cosmetics, surfactants, and pharmaceuticals.
Keywords: Reaction kinetics, hydrolysis, virgin coconut oil, hydrochloride acid.
PENDAHULUAN
Hidrolisis merupakan reaksi penguraian minyak/trigliserida dengan pereaksi air untuk
mendapatkan asam lemak bebas dengan hasil samping gliserol. Proses hidrolisis minyak dengan air berlangsung 2 tahap, yaitu proses perpindahan massa air ke minyak, kemudian terjadi reaksi minyak dengan air (Herman, 2006). Hidrolisis
52
terjadi karena adanya penguraian trigliserida oleh gugus hidroksil (-OH) dari air. Hidrolisis terjadi secara bertahap, yaitu trigliserida terhidrolisis menjadi digliserida lalu menjadi monogliserida dan gliserol dengan pembebasan asam lemak bebas (ALB) di setiap tahap (Moquin, 2007; Hermansyah et al., 2007). Tahap hidrolisis trigliserida sebagai berikut (Wang et al., 2012):
Trigliserida + H2O ↔ Digliserida + ALB
Digliserida + H2O ↔ Monogliserida + ALB
Monogliserida + H2O ↔ Gliserol + ALB
Asam lemak bebas dan gliserol banyak digunakan sebagai bahan baku dalam industri deterjen, kosmetik, surfaktan, dan obat-obatan. Monogliserida digunakan sebagai agen emulsi dalam industri makanan, kosmetik, dan obat. Digliserida sebagai minyak goreng sehat karena aktivitas biologi yang mencegah akumulasi lemak tubuh dan menurunkan kadar kolesterol dalam darah (Hermansyah et al., 2007).
Proses hidrolisis dapat dilakukan secara kimiawi maupun enzimatik. Hidrolisis secara enzimatik umumnya menggunakan lipase. Lipase merupakan enzim yang menghidrolisis ikatan ester pada trigliserida. Hidrolisis kimiawi umum-nya menggunakan katalis asam atau basa, seperti
HCl, H2SO4, dan MgO. Faktor-faktor yang
mem-pengaruhi proses hidrolisis, antara lain suhu, katalis, perbandingan pereaksi, waktu reaksi, dan pengadukan (Setyopratomo, 2012). Proses hidroli-sis dapat diketahui dengan menggunakan data kinetika yang tepat untuk mengendalikan produk yang dihasilkan. Oleh karena itu, penelitian tentang kinetika reaksi hidrolisis perlu dilakukan (Dinarsari, 2013). Kinetika reaksi bertujuan untuk mempelajari mekanisme reaksi, yaitu terjadinya reaksi dan kecepatan terjadinya reaksi, yang menguji reaksi itu mengikuti tingkat atau orde ke berapa dan selanjutnya nilai konstanta reaksi kimia diperoleh (Mastuti, 2010).
Beberapa penelitian yang mengembangkan model kinetik dari hidrolisis minyak nabati telah dilakukan, diantaranya penentuan konstanta reaksi heterogen hidrolisis minyak sawit (Herman, 2006), produksi asam lemak dari minyak kelapa sawit dengan proses hidrolisis (Setyopratomo, 2012), model kinetika hidrolisis parsial minyak kelapa sawit tanpa pelarut katalis lipase (Voll et al., 2012), model kinetika gliserolisis minyak zaitun dengan katalis lipase (Voll et al., 2011), dan studi kinetika hidrolisis parsial minyak sawit dengan katalis Rhizomucor miehei lipase (Phuaha et al., 2012).
Kinetika hidrolisis VCO hingga saat ini belum diketahui. Oleh karena itu penelitian
hidrolisis VCO secara kimiawi dengan katalis HCl perlu dilakukan yang bertujuan untuk menentu-kan kondisi optimum hidrolisis VCO dan men-dapatkan data kinetika reaksi, yaitu konstanta kecepatan reaksi (k), energi aktivasi (Ea), dan rumusan persamaan kinetika reaksi.
BAHAN DAN METODE
Penelitian dilakukan di Laboratorium Teknologi Hasil, Balai Penelitian Tanaman Palma, pada bulan Juni sampai Juli 2015. Bahan yang digunakan, yaitu VCO, katalis HCl 1%, akuades, NaOH 0,1N, asam oksalat 0,1N, indikator
phenolphthaline, dan alkohol 95%. Alat yang
digu-nakan, yaitu labu leher tiga, temometer, pengaduk magnet, pemanas, neraca analitik, pipet volume-trik, buret, dan erlenmeyer.
Hidrolisis Kimiawi VCO
Hidrolisis VCO secara kimiawi dengan katalis HCl dilakukan melalui dua tahap ber-kelanjutan, yaitu 1) penentuan rasio VCO : air dan 2) suhu reaksi optimum dari reaksi hidrolisis VCO menjadi asam lemak bebas (ALB). Hidrolisis VCO dilakukan dengan menggunakan tiga variasi rasio VCO : air, yaitu 1:3, 1:6, 1:9, dan 1:12) dan tiga suhu reaksi (60°C, 70°C, dan 80°C). Konsentrasi air dan suhu reaksi mempengaruhi pembentukan ALB dalam proses hidrolisis. Konsentrasi air mempengaruhi penguraian trigliserida menjadi asam lemak bebas dan suhu mempengaruhi tumbukan antar pereaksi sehingga produk yang dihasilkan menjadi lebih banyak.
Hidrolisis VCO dengan katalis HCl me-ngacu pada Setyopratomo (2012), yakni kondisi optimum hidrolisis Crude Palm Oil (CPO) dengan katalis HCl pada rasio CPO : air 1:12 dengan suhu 80°C selama 8 jam. Perbandingan rasio VCO : air yang diuji terdiri atas 1:3, 1:6, 1:9, dan 1:12 dengan berat total 450 gram dimasukkan ke dalam labu bulat leher tiga, kemudian ditambahkan katalis asam (HCl 1%) sebanyak 2 ml. Larutan tersebut dipanaskan sambil diaduk di atas magnetic stirrer
hot plate selama 8 jam pada suhu 80°C. Setelah
proses hidrolisis, dilakukan analisis kadar ALB dalam sampel VCO dengan titrasi asam-basa dan ditentukan konversi reaksinya. Rasio VCO:air yang memiliki kadar ALB terbesar digunakan untuk hidrolisis dengan variasi suhu (60°C, 70°C, dan 80°C) selama 8 jam. Setelah hidrolisis selesai, ditentukan kadar ALB dan konversi reaksinya. Hidrolisis dilakukan dua kali ulangan untuk setiap perlakuan variasi rasio VCO : air dan suhu reaksi.
53
Standardisasi NaOH 0,1N dengan Asam Oksalat (AOAC 1984)
Asam oksalat ditimbang sebanyak 0,3150 gram untuk membuat larutan dengan konsentrasi 0,1N dalam labu takar 50 ml. Asam oksalat 0,1N digunakan untuk standardisasi NaOH 0,1N. Asam oksalat yang telah ditimbang dimasukkan ke dalam labu takar 50 ml dan tera dengan akuades. Asam oksalat 0,1N sebanyak 10 ml dimasukkan ke dalam erlenmeyer dan ditambahkan tiga tetes indikator fenolftalein, kemudian titrasi dengan larutan NaOH 0,1N yang akan distandardisasi. Ttitrasi dihentikan pada saat larutan mulai berubah dari tidak berwarna menjadi sedikit merah (tepat mulai berwarna) yang stabil setelah 60 detik. Titrasi dilakukan sebanyak tiga kali ulangan. Rumus menentukan normalitas NaOH ditunjukkan pada persamaan (1).
N
NaOH=
Vasam oksalat . Nasam oksalatVNaOH …….……….. (1)
Keterangan:
VNaOH = Volume NaOH yang dibutuhkan untuk titrasi
(ml)
NNaOH = Normalitas NaOH (N)
VAsam Oksalat = Volume asam oksalat yang digunakan (ml)
NAsam Oksalat = Normalitas asam oksalat yang digunakan saat
titrasi (N)
Penentuan Kadar ALB dan Konversi Reaksi dengan Titrasi Asam-Basa (AOAC 1995)
Sampel VCO hasil hidrolisis sebanyak 5 g dimasukkan ke dalam erlenmeyer dan ditambah-kan 50 ml alkohol 95%, kemudian dipanasditambah-kan. Pada saat akan dititrasi tambahkan tiga tetes indikator PP. Titrasi dihentikan ketika larutan mulai berubah warna dari tidak berwarna menjadi sedikit merah (tepat mulai berwarna) yang stabil setelah 60 detik. Titrasi dilakukan sebanyak 2 kali ulangan. Kadar ALB dihitung dengan rumus sebagai berikut: Kadar ALB (%) = 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻𝑋 𝑁𝑁𝑎𝑂𝐻𝑋 𝐵𝑀 𝐿𝑎𝑢𝑟𝑎𝑡 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑥 1000 x 100% ……....(2) Konversi Reaksi = 𝑋𝐴= 𝐴𝐴𝑠𝑡− 𝐴 𝑠𝑜 𝑡− 𝐴 𝑠𝑜 ………..(3) (Setyopratomo, 2012).
Asam Lemak Total (At) = 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻𝑋 𝑁𝑁𝑎𝑂𝐻𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎𝑋 𝐵𝑀 𝑁𝑎𝑂𝐻..…….(4)
Keterangan:
BM laurat = Berat molekul asam laurat (g/mol) XA = Konversi reaksi
Ast = Angka asam lemak bebas setelah dihidrolisis (mg
NaOH/g sampel)
As0 = Angka asam lemak bebas sebelum dihidrolisis
(mg NaOH/g sampel)
At = Angka asam lemak total sebelum dihidrolisis (mg
NaOH/g sampel)
Penentuan Konstanta Kecepatan Reaksi
Penentuan konstanta kecepatan reaksi menggunakan rumus persamaan kecepatan reaksi, yaitu:
−𝑑𝐶𝐴
𝑑𝑡 = 𝑘 𝐶𝐴………..………(5)
Hasil integrasi dari waktu t=o hingga t=t
dengan CA=CA0 hingga CA=CA adalah sebagai
berikut:
-ln 𝐶𝐴
𝐶𝐴 0 = kt………..……….………..(6)
Konversi minyak (trigliserida) yang
terhidrolisis (XA) menjadi gliserol dan asam lemak
dapat dituliskan sebagai berikut:
XA= 𝐶𝐴 0𝐶− 𝐶𝐴
𝐴 0 = 1-
𝐶𝐴
𝐶𝐴 0……….………..(7)
dengan CA dan CA0 adalah konsentrasi minyak
setelah hidrolisis dan konsentrasi minyak sebelum hidrolisis. Substitusi persamaan (7) ke persamaan (6) kemudian diintegrasikan diperoleh,
-ln (1-XA) = kt………(8)
(Setyopratomo,2012),
Nilai konstanta kecepatan reaksi kimia sebagai fungsi suhu dapat dinyatakan dengan persamaan Arrhenius:
k = A𝑒−𝐸𝑎/𝑅𝑇……….……….(9)
(Andaka, 2008). Keterangan:
CA = Konsentrasi minyak (mol/ml)
CA0 = Konsentrasi minyak sebelum hidrolisis (mol/ml)
XA = Konversi reaksi
k = Konstanta kecepatan reaksi (jam-1)
t = Waktu reaksi (jam) A = Frekuensi tumbukan Ea = Energi aktivasi (kal.mol-1)
R = Konstanta gas (1,987 kal.mol-1. K-1)
T = Suhu mutlak (K)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hidrolisis VCO dengan penambahan katalis HCl bertujuan untuk mengaktifkan zat-zat pereaksi sehingga energi aktivasi (Ea) makin kecil. Energi aktivasi yang makin kecil maka konstanta kecepatan reaksi makin bertambah besar (Andaka, 2008). Kadar ALB, konversi reaksi, dan konstanta kecepatan reaksi yang diperoleh dari variasi rasio VCO:air disajikan dalam Tabel 1.
54
Tabel 1. Kadar ALB, konversi reaksi, dan konstanta kecepatan reaksi hidrolisis VCO pada beberapa variasi rasio VCO:air.
Table 1. Free Fatty Acid content, the reaction conversion, and the values of contant hydrolysis reaction rate of VCO on same various ratio of VCO:water.
VCO:air
VCO:water
Kadar ALB (%)
FFA content (%)
Konversi reaksi (XA)
Reaction conversion (XA)
Nilai (-ln(1-XA)) Values (-ln(1-XA)) k (jam-1) k (hour-1) 1:03 0,08 0,13 0,14 0,02 1:06 0,09 0,25 0,29 0,04 1:09 0,10 0,38 0,48 0,06 1:12 0,11 0,50 0,69 0,09
Kadar ALB VCO sebelum hidrolisis sebesar 0,07% dan asam lemak total 0,15 mg NaOH/g sampel. Kadar ALB VCO setelah hidrolisis meningkat dengan meningkatnya rasio VCO:air. Hal ini disebabkan makin banyak minyak yang terhidrolisis oleh air. Peningkatan rasio VCO:air hingga 1:12 menghasilkan ALB terbanyak, yaitu 0,11%. Hal ini disebabkan oleh jumlah molekul
H2O yang lebih banyak sehingga menyebabkan
tumbukan yang lebih sering dengan minyak dibanding dengan rasio VCO:air yang memiliki
jumlah molekul H2O sedikit.
Kenaikan rasio VCO:air hingga 1:12 mening-katkan konversi reaksi secara signifikan. Konversi reaksi pada rasio VCO:air 1:12 adalah 0,50, artinya kadar ALB VCO sebelum hidrolisis (0,07%) meningkat sebanyak 50% menjadi 0,11% setelah dilakukan hidrolisis. Peningkatan volume air seiring dengan penurunan volume VCO menye-babkan konversi asam lemak makin besar. Konsentrasi air berpengaruh terhadap konversi reaksi, karena jumlah gugus hidroksil makin banyak akibat penambahan volume air. Kondisi ini menyebabkan penguraian trigliserida dalam VCO menjadi asam lemak bebas makin besar sehingga konversi makin tinggi (Aziz et al., 2013).
Penambahan jumlah air akan menggeser kesetimbangan ke arah kanan, yaitu pembentukan produk (asam lemak bebas). Secara kinetika, laju reaksi juga dipengaruhi oleh konsentrasi air dalam sistem reaksi (Setyopratomo, 2012). Nilai konstanta kecepatan reaksi yang diperoleh meningkat dengan kenaikan volume air. Nilai konstanta kecepatan reaksi (k) tertinggi 0,09 jam-1 dicapai
pada rasio VCO:air 1:12. Apabila nilai konstanta kecepatan reaksi tinggi maka reaksi menuju produk berlangsung cepat (Ikhazuangbe et al.,
2015). Hal ini disebabkan jumlah H2O yang banyak
sehingga ion-ion H+ dan OH- dalam air makin
banyak dapat menguraikan trigliserida menjadi asam lemak lebih cepat.
Komposisi asam lemak bebas yang diper-oleh dari hidrolisis VCO sama dengan komposisi
asam lemak penyusun trigliserida dalam VCO, yaitu sebagian besar berupa asam laurat (Setyopratomo, 2012). Perbedaan asam lemak bebas hasil hidrolisis dengan asam lemak/ trigliserida pada VCO adalah asam lemak hasil hidrolisis dalam keadaan bebas atau tidak terikat oleh gliserol (1,2,3 propanatriol) yang disebut dengan asam lemak bebas.
Pada persamaan konstanta kecepatan reaksi
(8) dapat diketahui bahwa –ln(1-XA) berbanding
lurus dengan besarnya nilai konstanta kecepatan reaksi (k) dan waktu hidrolisis. Nilai –ln(1-XA)
makin besar maka nilai konstanta kecepatan reaksi makin besar dan waktu hidrolisis makin lama. Waktu hidrolisis makin lama dan volume air yang ditambahkan makin banyak maka kebutuhan titran NaOH makin banyak untuk menitrasi ALB yang terbentuk.
Rasio VCO:air terbaik, yaitu 1:12 karena pada rasio ini diperoleh kadar ALB paling tinggi. Rasio VCO:air terbaik 1:12 digunakan dalam hidrolisis VCO dengan peubah suhu reaksi, yaitu 60°C, 70°C, dan 80°C. Pengaruh kenaikan suhu terhadap kadar ALB, konversi reaksi, dan konstanta kecepatan reaksi yang diperoleh disaji-kan dalam Tabel 2.
Peningkatan suhu reaksi menyebabkan kenaikan konsentrasi ALB dan konversi reaksi
(XA). Hal ini disebabkan oleh naiknya suhu reaksi
sehingga suplai energi untuk mengaktifkan pe-reaksi serta tumbukan antar pepe-reaksi bertambah, dan produk yang dihasilkan menjadi lebih banyak (Sylvia et al., 2015; Tursiloadi, 2006).
Nilai konstanta kecepatan reaksi (k) mening-kat seiring dengan meningmening-katnya suhu reaksi. Hal ini sesuai dengan teori Arrhenius bahwa kenaikan suhu akan meningkatkan nilai konstanta ke-cepatan reaksi (Andaka, 2011). Kenaikan suhu reaksi 10°C akan menaikkan konstanta kecepatan reaksi sebanyak ±2 kali dari nilai awal (Herman, 2006). Kenaikan suhu reaksi menyebabkan energi kinetik molekul-molekul zat yang bereaksi meningkat, sehingga kemungkinan bertumbuknya
55
Gambar 1. Kurva hubungan antara nilai konstanta kecepatan reaksi dan suhu reaksi.
Figure 1. The relationship curve between the values of reaction rate constant and the reaction temperature.
y = -13000x + 35.02 R² = 0.992 -4.5 -4 -3.5 -3 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.00275 0.0028 0.00285 0.0029 0.00295 0.003 0.00305 K on st an ta ke cepa ta n r e aksi ( ln K ) Suhu reaksi 1/T (K-1)
Tabel 2. Kadar ALB, konversi reaksi, dan konstanta kecepatan reaksi hidrolisis VCO pada beberapa variasi suhu reaksi.
Table 2. Free Fatty Acid content, the reaction conversion, and the values of constant of hydrolysis reaction rate of VCO on some of temperatures reaction.
Suhu (°C)
Temperature (°C)
Kadar ALB (%)
FFA content (%)
Konversi reaksi (XA)
Reaction conversion (XA)
Nilai (-ln(1-XA)) Values (-ln(1-XA)) k (jam-1) k (hour-1) ln k ln k 60 0,08 0,13 0,14 0,02 -3,91 70 0,10 0,38 0,48 0,06 -2,81 80 0,14 0,88 2,12 0,27 -1,31
semakin besar dan reaksi hidrolisis berlangsung lebih cepat (Yuniwati, 2011). Hidrolisis VCO dengan katalis asam memberikan hasil terbaik, yaitu kadar ALB 0,14% dengan konversi reaksi sebesar 0,88 dan konstanta kecepatan reaksi 0,27
jam-1 pada suhu reaksi 80°C dan rasio VCO:air 1:12
selama 8 jam.
Persamaan Arrhenius (9) dimodifikasi menjadi persamaan linier untuk menghitung frekuensi tumbukan (A) dan energi aktivasi (Ea) menjadi persamaan:
ln k = ln A – (Ea/R) (1/T)…………..……….(10)
Kurva hubungan antara ln k dengan 1/T dengan nilai A dan Ea adalah intersep dan slope dari persamaan garis linier. Energi aktivasi (Ea) merupakan energi yang harus dimiliki oleh molekul sehingga mampu bereaksi. Molekul-molekul yang memiliki energi kinetik lebih besar dari energi aktivasi mampu bereaksi atau dapat membentuk kompleks teraktifkan yang terurai
menjadi molekul hasil reaksi (Tursiloadi, 2006) Kurva hubungan antara nilai konstanta kecepatan reaksi (ln k) dengan suhu (1/T) disajikan pada Gambar 1.
Persamaan garis linier yang diperoleh dari kurva hubungan nilai konstanta kecepatan reaksi dengan suhu adalah y = -13000x + 35,02, dengan nilai frekuensi tumbukan yang terjadi sebesar
1,62 x 1015 dan energi aktivasi sebesar 25831
kal/mol. Hubungan konstanta kecepatan reaksi dengan suhu reaksi menghasilkan persamaan Arrhenius untuk hidrolisis VCO adalah k = 1,62 x 1015 e -25831/RT.
Asam lemak hasil hidrolisis (ALB) banyak digunakan dalam penyusunan berbagai macam produk seperti sabun, deterjen, surfaktan, cat,
plasticizer, coating, obat-obatan, makanan, dan
kosmetik (Shamel et al., 2007). Asam lemak bebas hasil hidrolisis VCO yang terdiri atas asam laurat, asam miristat, asam kaprilat, dan asam kaprat juga memiliki kemampuan antibakteri (Su’I, 2010). Sedangkan produk samping hidrolisis berupa
56
gliserol telah banyak digunakan pada industri seperti pada bahan produk obat-obatan, pasta gigi, kosmetik, dan makanan (Andaka, 2008).
Data kinetik dapat dijadikan penilaian akurat dalam penggunaan metodelogi hidrolisis (Amenaghawon et al., 2013), orde reaksi, dan parameter yang mempengaruhi reaksi, seperti suhu, konsentrasi reaktan, dan katalis (Hirota et al., 2010). Hidrolisis VCO dengan konsentrasi reaktan VCO:air 1:12, suhu 80°C, dan katalis HCl 1% efektif mengubah asam lemak dalam VCO menjadi asam lemak bebas sebesar 88%. Peningkatan suhu, waktu reaksi, konsentrasi reaktan, dan katalis dapat dilakukan agar diperoleh konversi reaksi asam lemak menjadi asam lemak bebas yang lebih besar.
KESIMPULAN
Hidrolisis Virgin Coconut Oil (VCO) untuk mendapatkan asam lemak bebas dengan hasil samping gliserol. Asam lemak bebas dan gliserol hasil hidrolisis banyak digunakan sebagai bahan baku dalam industri deterjen, kosmetik, surfaktan, dan obat-obatan. Kondisi optimum hidrolisis VCO secara kimiawi dengan katalis HCL 1% pada rasio VCO:air (1:12) dan suhu 80°C selama 8 jam. Hasil yang diperoleh adalah kadar ALB 0,14%, konversi reaksi 0,88 dan konstanta kecepatan reaksi 0.27 jam-1. Konsentrasi air dan suhu reaksi
mem-pengaruhi kadar ALB, konversi reaksi, dan konstanta kecepatan reaksi. Hubungan konstanta kecepatan reaksi dengan suhu diperoleh meng-gunakan persamaan Arrhenius untuk hidrolisis VCO adalah k = 1,62 x 1015 e -25831/RT dengan nilai
frekuensi tumbukan yang terjadi 1,62 x 1015 dan
energi aktivasi 25831 kal/mol.
UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terima kasih penulis ucapkan untuk Maria Luang Kapu’Allo, Goniwala Elfianus, Adhitya Yudha Pradhana, dan Putri Wulan Adiningrum atas bantuannya dalam pelaksanaan penelitian.
DAFTAR PUSTAKA
[AOAC] Association of Official Analytical Chemistry. 1984. Officials methods of analysis of AOAC international. Virginia (US): The Association of Analytical Chemist, inc.
[AOAC] Association of Official Analytical Chemistry. 1995. Officials methods of analysis of AOAC international. Virginia (US): The Association of Analytical Chemist, inc.
Amenanghawon, N.A., Osagle, E.I., Osemwengle, S.O., Ogbeide, S.E., Okieimen, C.O. 2013. Modelling and simulation of the batch hydrolysis of acetic anhydride to producee acetic acid. Nigerian Journal of Technology 32(3): 386-392.
Andaka, G. 2008. Hidrolisis minyak biji kapuk dengan katalisator asam khlorida. Jurnal Rekayasa Proses. 2(2): 45-48.
Andaka, G. 2011. Hidrolisis ampas tebu menjadi furfural dengan katalisator asam sulfat. Jurnal Teknologi 4(2): 180-188.
Aziz, I., Nurbayti, S., Juwita, S. 2013. Pembuatan gliserol dengan reaksi hidrolisis minyak goreng bekas. Jurnal Chemistry Prog. 6(1):19-25.
Dinarsari, A.A., Adhitasari. 2013. Proses hidrolisa pati talas sente (Alocasia macrorrhiza) menjadi glukosa: studi kinetika reaksi. Jurnal Teknologi Kimia dan Industri 2(4):253-260.
Herman, S. 2006. Penentuan konstanta reaksi heterogen hidrolisis minyak sawit. Jurnal Sains dan Teknologi 5(2): 54-57.
Hermansyah, H., Wijanarko, A., Dianursanti, Gozan, M., Wulan, P.P.D.K., Arbianti, R., Soemantojo, R.W., Utami, T.S., Kubo, M., Shibasaki-Kitatawa, N., Yonemoto, T. 2007. Kinetic model for triglyceride hydrolysis using lipase. Makara Journal of Technology 11(1):30-35.
Hirota, W.H., Rodrigues, R.B., Sayer, C., Guidi, R. 2010. Hydrolysis of acetic anhydride: Non-adiabatic calorimetric determination of kinetics and heat exchange. Chemical Engineering Science 65: 3849-3858.
Ikhazuangbe, Ohien, P.M., Babalola, O.A. 2015. Reaction rate and rate constant of the hydrolysis of ethyl acetate with sodium hydroxide. American Journal of Scientific
and Industrial Research 6(1): 1-4.
doi:10.5251/ajsir.2015.6.1.1.4
Mastuti, E., Setyawardhani, D.A. 2010. Pengaruh variasi temperatur dan konsentrasi katalis pada kinetika reaksi hidrolisis tepung kulit ketela pohon. EKUILIBRIUM 9(1): 23-27. Moquin, P.H.L., Temelli, F. 2007. Kinetic modeling
of hydrolysis of canola oil in supercritical media. Journal of Supercritical Fluids 45: 94-101.
57
Phuaha, E., Lai, O., Choongc, T.S., Tand, C., Loe, S. 2012 Kinetic study on partial hydrolysis of palm oil catalyzed by Rhizomucor miehei
lipase. Journal of Molecular CatalysisB:
Enzymatic 78:91-97.
Shamel, M.M., Ramachandran, K.B., Hasan, M., Al-Zuhair, S. 2007. Hydrolysis of palm and olive oils by immobilized lipase using
hollow fiber reactor. Biochemical
Engineering Journal 34:228-235.
Setyopratomo, P. 2012. Produksi asam lemak dari minyak kelapa sawit dengan proses hidrolisis. Jurnal Teknik Kimia. 7(1): 26-31. Su’I, M., Harijono., Yunianta., Aulani’am. 2010.
Aktivitas hidrolisis enzim lipase dari kentos kelapa terhadap minyak kelapa. AGRITECH 30(3): 164-167.
Sylvia, N., Meriatna, Haslina. 2015. Kinetika hidrolisa kulit pisang kapok menjadi glukosa menggunakan katalis asam klorida. Jurnal Teknologi Kimia Unimal 4(2): 51-65. Tursiloadi, S., Sanjaya, G.K., Indrasti, N.S. 2006.
Model matematika proses hidrolisis selulosa batang pisang menjadi glukosa menggu-nakan katalis asam cair. J. Tek. Ind. Pert 19(3):164-169.
Voll, F., Kruger, R.L., Castilhos, F., Cardozo-FIlho, L., Cabral, V., Ninow, J., & Corazza, M.L. 2011. Kinetic modeling of lipase catalyzed glycerolysis of olive oil. Biochemical Engineering Journal 56: 107-115
Voll, F., Zanette, A.F., Cabral, V.F., Dariva, C., Souza, R.O., Filho, L.C., Corazza, M.L. 2012. Kinetic modeling of solvent free lipase catalyzed partial hydrolysis of palm oil. Appl Biochem Biotechnol 168: 1121-1142. DOI 10.1007/s12010-012-9846-x.
Wang, Wei-Cheng., Natelson, R.H., Stikeleather, L.F., Roberts, W.L. 2012. CFD simulation of transient stage of continuos countercurrent hydrolysis of canola oil. Computers and Chemical Engineering 43:108-119.
Yuniwati, M., Ismiyati, D., Kurniasih, R. 2011. Kinetika reaksi hidrolisis pati pisang tanduk dengan katalisator asam chloride. Jurnal Teknologi 4(2): 107-112.
