PEMANFAATAN ADSORBEN DARI BIJI ASAM
JAWA (
Tamarindus indica
) UNTUK MENURUNKAN
KANDUNGAN ASAM LEMAK BEBAS DAN
BILANGAN PEROKSIDA PADA CPO
(
Crude Palm Oil
)
SKRIPSI
Oleh
AGUS MANGIRING SIBURIAN
100405029
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
PEMANFAATAN ADSORBEN DARI BIJI ASAM
JAWA (
Tamarindus indica
) UNTUK MENURUNKAN
KANDUNGAN ASAM LEMAK BEBAS DAN
BILANGAN PEROKSIDA PADA
CPO (
Crude Palm Oil
)
SKRIPSI
Oleh
AGUS MANGIRING SIBURIAN
100405029
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
PEMANFAATAN ADSORBEN DARI BIJI ASAM JAWA (Tamarindus indica) UNTUK MENURUNKAN KANDUNGAN ASAM LEMAK BEBAS
DAN BILANGAN PEROKSIDA PADA CPO (Crude Palm Oil)
dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang rtelah saya sebutkan sumbernya.
Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku.
Medan, 6 Oktober 2014
PENGESAHAN
Skripsi dengan judul :
PEMANFAATAN ADSORBEN DARI BIJI ASAM JAWA (Tamarindus indica) UNTUK MENURUNKAN KANDUNGAN ASAM LEMAK BEBAS
DAN BILANGAN PEROKSIDA PADA CPO (Crude Palm Oil)
dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini telah diujikan pada sidang ujian skripsi pada 22 Oktober 2014 dan dinyatakan memenuhi syarat/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Mengetahui, Medan, 23 Oktober 2014 Koordinator Skripsi
Ir. Renita Manurung, MT NIP. 19681214 199702 2 002
Dosen Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Setiaty Pandia NIP. 19530921 198103 2 003
Dosen Penguji I
Dr. Ir. Fatimah, MT
NIP. 19640617 199403 2 001
Dosen Penguji II
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi dengan judul “Pemanfaatan Adsorben dari Biji Asam Jawa (Tamarindus indica) untuk Menurunkan Kandungan Asam Lemak Bebas dan Bilangan Peroksida pada CPO (Crude Palm Oil)”, berdasarkan hasil
penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.
Melalui penelitian ini diperoleh bahwa adsorben dari biji asam Jawa, yang merupakan limbah pertanian yang masih sangat jarang dimanfaatkan, yang diaktivasi dengan asam nitrat dapat digunakan untuk menyerap kandungan asam lemak bebas dan bilangan peroksida pada CPO dengan cukup efektif guna meningkatkan kualitas dan nilai ekonomis CPO, serta sebagai adsorben untuk berbagai aplikasi pemurnian.
Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak mendapat pengarahan dan bimbingan dari dosen pembimbing penulis. Untuk itu secara khusus penulis mengucapakan terima kasih dan penghargaan sebesar-besarnya kepada:
1. Prof. Dr. Ir. Setiaty Pandia selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan dan arahan dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini.
2. Dr. Ir. Fatimah, MT dan Dr. Halimatuddahliana, ST, M.Sc yang telah memberikan saran dan masukan untuk kesempurnaan skripsi ini.
3. Agnes Sartika Doharma Pardede atas kerjasama yang baik dari awal memulai penelitian hingga sidang skripsi.
5. Teman-teman sejawat di Teknik Kimia stambuk 2010 yang telah membantu dan memberi dukungan kepada penulis.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
Medan, Oktober 2014
Penulis
DEDIKASI
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama : Agus Mangiring Siburian NIM : 100405029
Tempat/tgl lahir : Ambarawa, 27 Agustus 1992 Nama orang tua : J. Siburian
Alamat orang tua :
Jalan Pisang Raya No. 4 Perumnas 1 Kota Tangerang 15138
AsalSekolah :
TK Keluarga Panjang 3 Ambarawa tahun 1997-1998
SD Negeri Panjang 3 tahun 1998-2004
SMP Negeri 2 Ambarawa tahun 2004-2005
SMP Negeri 19 Tangerang tahun 2005-2007
SMA Negeri 8 Tangerang tahun 2007-2010 Beasiswa yang diperoleh :
Beasiswa Peningkatan Prestasi Akademik (PPA) tahun 2011/2012
Beasiswa Peningkatan Prestasi Akademik (PPA) tahun 2012/2013 Pengalaman Organisasi :
Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) FT USU periode 2013/2014 sebagai Koordinator Bidang Pendidikan dan Kaderisasi Artikel yang telah dipublikasikan dalam Jurnal/Pertemuan Ilmiah:
1. Utilization of Adsorbent from Tamarind Seeds for Removing Red and Yellow Color in CPO (Crude Palm Oil), International Journal of Research in Advent Technology, Vol.2, No.10, October 2014.
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efektivitas penggunaan biji asam jawa yang diaktivasi dalam menurunkan kandungan asam lemak bebas atau FFA (Free Fatyy Acid) dan bilangan peroksida pada proses pemurnian minyak kelapa sawit dengan dosis adsorben dan waktu reaksi yang paling baik. Bahan – bahan yang digunakan, antara lain CPO (Crude Palm Oil), biji asam jawa, asam nitrat, dan aquadest. Variabel – variabel yang diamati, antara lain rasio adsorben : HNO3
dan suhu pengeringan dengan oven pada proses modifikasi adsorben, serta waktu reaksi dan dosis penambahan adsorben untuk proses adsorpsi pada minyak. Penelitian diawali dengan modifikasi adsorben, dimana biji asam jawa yang telah dibersihkan dan dihaluskan sampai ukuran 140 mesh diaktivasi dengan larutan HNO3 4 N dengan rasio adsorben : HNO3 (b:v) sebesar 1:1, 1:2, 1:3, dan 1:4 dan
dengan suhu pengeringan 110 oC, 120 oC, 130 oC, dan 140 oC. Adsorben dengan hasil analisa bilangan iodin terbesar digunakan dalam proses adsorpsi pada minyak yang dilakukan dengan memanaskan 100 gram CPO di atas hot plate pada suhu 90 oC dengan pengadukan menggunakan magnetic stirrer kecepatan 1000 rpm dilanjutkan dengan penambahan adsorben sebanyak 0,5 %, 1,0 %, dan 1,5 % (dari berat CPO) dan waktu kontak 25, 35, dan 45 menit, kemudian minyak disaring dengan pompa vakum. Hasil penelitian menunjukkan bahwa rasio adsorben : asam nitrat 4 N terbaik adalah 1:2 pada suhu pengeringan 130 oC dengan bilangan iodin sebesar 511,773 mg/g. Dosis adsorben terbaik adalah 1,0 % pada waktu kontak 35 menit yang memberikan penurunan terbesar terhadap kadar FFA pada CPO dengan kadar sebesar 3,923 % dengan persentase penyisihan sebesar 20,52 %, serta penurunan bilangan peroksida dengan jumlah sebesar 0,00868 meq/kg dengan persentase penurunan sebesar 39,72%. Hal ini menunjukkan bahwa adsorben biji asam jawa yang diaktivasi dengan HNO3
ABSTRACT
This study was aimed to discover the effectiveness of tamarind seeds as adsorbent for the reduction of free fatty acid content (FFA) and peroxide value (PV) in CPO (Crude Palm Oil) at the best adsorbent dose and contact time. Materials used were crude palm oil (CPO), tamarind seeds, nitric acid, and distilled water. Variables observed were adsorbent : nitric acid ratio and oven temperature in adsorbent activation process, and contact time and adsorbent dose in adsorption process. This study was began with adsorbent modification, where the cleaned and crushed tamarind seeds to pass through 140 mesh were activated with 4 N nitric acid at 1:1, 1:2, 1:3 and 1:4 of adsorbent : nitric acid ratio while heated at 80 oC for 2 hours. Adsorbent was then dried in oven at 110 oC, 120 oC, vacuum pump. The study results showed that the best ratio of adsorbent : nitric acid 4 N was 1:2 at 130 oC of oven temperature with 511.773 mg/g of iodine number. The best adsorbent dose was 1.0 % at 35 minutes of contact time that gave higher reduction of FFA with FFA content of 3,923 % and reduction percentage was 20,52 %, and reduction of PV with peroxide value of 0,00868 meq/kg and reduction percentage was 39,72 %. This study showed that adsorbent from tamarind seeds were activated with HNO3 was effective to reduce FFA
content and PV in CPO.
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI i
PENGESAHAN ii
PRAKATA iii
DEDIKASI v
RIWAYAT HIDUP PENULIS vi
ABSTRAK vii
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 8
2.1 BIJI ASAM JAWA SEBAGAI ADSORBEN 8
2.2 MINYAK KELAPA SAWIT (CRUDE PALM OIL) 11
2.3 PEMURNIAN CPO 16
2.3.1 Degumming CPO 18
2.3.2 Bleaching CPO 19
2.3.3 Pemucatan dengan Menggunakan Adsorben 20
2.4 ASAM LEMAK 21
2.4.1 Asam Lemak Bebas 23
2.5 PEROKSIDA 24 2.6 PEMILIHAN PROSES PEMBUATAN ADSORBEN DARI BIJI
ASAM JAWA UNTUK MENURUNKAN KANDUNGAN
FOSFATIDA DAN WARNA PADA PEMURNIAN CPO 26
2.7 DESKRIPSI PROSES 30
2.8 ANALISA EKONOMI 32
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 35
3.1 LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN 35
3.2 BAHAN DAN PERALATAN 35
3.2.1 Bahan 35
3.2.2 Peralatan 35
3.3 PROSEDUR PERCOBAAN 36
3.3.1 Pembuatan Adsorben dari Biji Asam Jawa 36
3.3.2 Proses Degumming dan Bleaching 37
3.4 PROSEDUR ANALISA 37
3.4.1 Analisa Bilangan Iodin pada Adsorben 37
3.4.2 Analisa Karakteristik Gugus Fungsi dengan Spektrofotometri
FTIR 38
3.4.3 Analisa Kadar Asam Lemak Bebas (% FFA) pada Minyak 38
3.4.3.1 Bahan Kimia 38
3.4.3.2 Cara Kerja 40
3.4.4 Analisa Bilangan Peroksida pada Minyak 40
3.5 FLOWCHART PENELITIAN 42
3.5.1 Pembuatan Adsorben dari Biji Asam Jawa 42
3.5.2 Proses Degumming dan Bleaching 43
3.5.3 Analisa Bilangan Iodin pada Adsorben 44
3.5.4 Analisa Karakteristik Gugus Fungsi pada Adsorben 45 3.5.5 Analisa Kadar Asam Lemak Bebas pada Minyak 46 3.5.6 Analisa Bilangan Peroksida pada Minyak 47
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 49
4.2 KARAKTERISTIK GUGUS FUNGSI PADA ADSORBEN BIJI
ASAM JAWA DENGAN SPEKTROFOTOMETRI FTIR 51
4.3 ADSORPSI KADAR ASAM LEMAK BEBAS (FFA) PADA CPO 54
4.4 ADSORPSI PEROKSIDA PADA CPO 56
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 59
5.1 KESIMPULAN 59
5.2 SARAN 59
DAFTAR PUSTAKA 61
LAMPIRAN 1 72
LAMPIRAN 2 76
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Biji Asam Jawa 10
Gambar 2.2 Penampang Melintang Buah Kelapa Sawit 12 Gambar 3.1 Flowchart Pembuatan Adsorben Asam Jawa 42
Gambar 3.2 Flowchart Prosedur Utama 43
Gambar 3.3 Flowchart Analisa Bilangan Iodin pada Adsorben 46 Gambar 3.4 Flowchart Analisa Karaktristik Gugus Fungsi pada
Adsorben 46
Gambar 3.5 Flowchart Analisa Kadar Asam Lemak Bebas pada Minyak 47 Gambar 3.6 Flowchart Analisa Bilangan Peroksida pada Minyak 48 Gambar 4.1 Pengaruh Suhu Pemanasan terhadap Bilangan Iodin
Adsorben pada Rasio Adsorben : Asam Nitrat (b:v) Tertentu 49 Gambar 4.2 Hasil Spektrofotometri FTIR untuk Adsorben Biji Asam
Jawa Sebelum Diaktivasi 51
Gambar 4.3 Hasil Spektrofotometri FTIR untuk Adsorben Biji Asam
Jawa Setelah Diaktivasi 52
Gambar 4.4 Hasil Spektrofotometri FTIR untuk Adsorben Biji Asam
Jawa yang Telah Terpakai untuk Adsorpsi 52 Gambar 4.5 Grafik Penurunan Kadar Asam Lemak Bebas (FFA) Minyak
Kelapa Sawit pada Waktu Tertentu 54
Gambar 4.6 Grafik Penurunan Bilangan Peroksida Minyak Kelapa Sawit
pada Beberapa Kondisi Operasi 56
Gambar L1.1 Hasil Spektrofotometri FTIR untuk Adsorben Biji Asam
Jawa Sebelum Diaktivasi 73
Gambar L1.2 Hasil Spektrofotometri FTIR untuk Adsorben Biji Asam
Jawa Setelah Diaktivasi 73
Gambar L1.3 Hasil Spektrofotometri FTIR untuk Adsorben Biji Asam
Jawa yang Telah Terpakai untuk Adsorpsi 74
Gambar L3.1 Sampel Biji Asam Jawa 78
Gambar L3.3 Sampel Diayak dengan Ayakan 140 mesh 79 Gambar L3.4 Sampel yang Lolos Ayakan 140 mesh 79 Gambar L3.5 Sampel Biji Asam Jawa Diaktivasi dengan Asam Nitrat
(HNO3) 4 N Sambil Dipanaskan 80
Gambar L3.6 Adsorben Dicuci dan Disaring 80
Gambar L3.7 Tempat Pengeringan Adsorben yang Telah Dicuci dan
Disaring 81
Gambar L3.8 Adsorben Hasil Pengeringan di Dalam Oven 81 Gambar L3.9 Adsorben Dikeringkan di Dalam Oven 81 Gambar L3.10 Adsorben Dicampur dengan Larutan Iodin dan Dikocok 82 Gambar L3.11 Campuran Disaring untuk Diambil Filtratnya 82 Gambar L3.12 Hasil Titrasi Filtrat dengan Natrium Tiosulfat (Na2S2O3) 0,1 N 83
Gambar L3.13 Hasil Titrasi Filtrat Setelah Penambahan Amilum 83
Gambar L3.14 Rangkaian Alat Percobaan Utama 84
Gambar L3.15 Minyak Hasil Reaksi Disaring Menggunakan Pompa Vakum 84 Gambar L3.16 Adsorben Sisa Reaksi atau Spent Adsorbent 85
Gambar L3.17 Minyak Hasil Reaksi 85
Gambar L3.18 Rangkaian Peralatan Analisa Kadar Asam Lemak Bebas 86 Gambar L3.19 Hasil Titrasi Analisa Kadar Asam Lemak Bebas 86 Gambar L3.20 Adsorben dengan Bilangan Iodin Tertinggi (kiri) Adsorben
dengan Hasil Adsorpsi Terbaik (kanan) 87
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1 Komposisi Biji Asam Jawa, Kernel, dan Testa (%) 10 Tabel 2.2 Sifat Fisika dan Kimia Biji Asam Jawa 11 Tabel 2.3 Komposisi dari Konstituen Utama Minyak Sawit Kasar (CPO) 13 Tabel 2.4 Komposisi dari Konstituen Utama Minyak Sawit Kasar (CPO) 13 Tabel 2.5 Asam-Asam Lemak Jenuh pada Minyak Kelapa Sawit 15 Tabel 2.6 Asam-Asam Lemak Tak jenuh pada Minyak Kelapa Sawit 15 Tabel 2.7 Standar Mutu CPO dan RBDP Olein Menurut SNI 18 Tabel 2.8 Standar Baku Mutu CPO, DBPO, dan RBDPO 18 Tabel 2.9 Daftar Nama, Tahun, Kajian, Aktivasi Kimia yang Dilakukan,
Ukuran dan Dosis yang Digunkaan, Serta Hasil yang Diperoleh
pada Penelitian Mengenai Daya Adsorpsi Biji Asam Jawa 27 Tabel 2.10 Daftar Nama, Tahun, Kajian, Agen, Dosis Agen, Kondisi
Proses, Serta Hasil yang Diperoleh pada Penelitian Pemurnian
Minyak Menggunakan Adsorben 29
Tabel L1.1 Bilangan Iodin Adsorben Biji Asam Jawa untuk Setiap Variasi
(mg/g) 72
Tabel L1.2 Hasil Kadar Asam Lemak Bebas pada Minyak Kelapa Sawit 74 Tabel L1.3 Hasil Adsorpsi Bilangan Peroksida pada Minyak Kelapa Sawit
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1 Data Penelitian 72
1.1 Bilangan Iodin Adsorben Biji Asam Jawa 72 1.2 Karakteristik Gugus Fungsi pada Adsorben Biji Asam
Jawa dengan Spektrofotometri IR 72
1.3 Kadar Asam Lemak Bebas pada Minyak Kelapa Sawit 74 1.4 Bilangan Peroksida pada Minyak Kelapa Sawit 75
Lampiran 2 Contoh Perhitungan 76
2.1 Perhitungan Bilangan Iodin Adsorben 76 2.2 Perhitungan Kadar Asam Lemak Bebas 76
Lampiran 3 Foto Hasil Penelitian 78
3.1 Foto Percobaan Pembuatan Adsorben Biji Asam Jawa 78 3.2 Foto Analisa Bilangan Iodin Adsorben 81 3.3 Foto Percobaan Adsorpsi Kadar Asam Lemak Bebas
DAFTAR SINGKATAN
AV Anisidine Value
CPO Crude Palm Oil
DBPO Degummed Bleached Palm Oil
FFA Free Fatty Acid
FTIR Fourier Transform Infrared
M&I Moisture and Impurities
MB Metilen Biru
MG Malachite Green
PV Peroxide Value
RBDP Olein Refined Bleached Deodorized Palm Olein
RF Refinery Factor
DAFTAR SIMBOL
Simbol Keterangan Dimensi
b/b Perbandingan massa adsorben dengan CPO
b:v Perbandingan massa adsorben dengan volume asam nitrat
M Berat molekul gr/mol
N Normalitas mol/l
PV Bilangan Peroksida meq/kg
V Volume larutan ml
