ekstraksi asam lemak bebas

8/18/2019 Ekstraksi Asam Lemak Bebas

1/6


2/6

Reaksi yang terjadi merupakan proses transesterifikasi dengan menggunakan NaOH sebagai katalis. Namun,keberadaan asam lemak bebas ( free fatty acid ) dalam minyak sawit ternyata menghambat reaksitransesterifikasi, karena asam lemak bebas dapat mengikat Na + sehingga memusnahkan keaktifan NaOHsebagai katalis.

RCOOH + NaOH RCOONa + H 2O

Minyak sawit umumnya mengandung 5 – 8 % asam lemak bebas. Pasaran dunia mensyaratkan 4 %kandungan maksimum (Setiadi, 1999) dan Standar Nasional Indonesia maksimum 5 % (SNI, 1992). Untukmenghindari deaktifasi katalis dalam proses konversi minyak sawit menjadi metil ester, asam lemak bebasdalam minyak sawit harus disingkirkan lebih dahulu. Selama ini produksi metil ester dengan tahap awalmenyingkirkan asam lemak bebas, dapat dilakukan dengan jalan refining, yaitu: menggunakan pelarut basa;dan physical refining , yaitu: dengan vacuum steam distillation . Cara pertama merupakan metode yang palingkonvensional, menghasilkan sabun sebagai produk samping namun tidak memberi nilai tambah yang cukup

berarti. Kelemahan cara ini adalah menyebabkan polusi dan konsumsi bahan kimia yang cukup besar. Carakedua juga termasuk konvensional dari sudut teknologi, dengan kelemahan utama kebutuhan energi yang

besar dan harga peralatan mahal.Untuk mengatasi hal ini, maka perlu dikaji suatu alternatif proses lain pembuatan metil ester yang

lebih efisien. Alternatif proses yang akan ditelaah berupa proses ekstraksi yang diusulkan oleh Trisakti(1996) dengan diagram alir yang tercermin pada Gambar 1. Proses ini melibatkan sebuah ekstraktor dan dua

buah reaktor. Pada tahap pertama, asam lemak bebas dalam minyak sawit diekstrak dengan metanol. Ekstrakyang terdiri dari metanol dan sebagian kecil asam lemak bebas dikirim ke reaktor esterifikasi dengan katalisH2SO 4 untuk menghasilkan metil ester, dengan reaksi sebagai berikut :

RCOOH + CH 3OH RCOOCH 3 + H 2O

Minyak sawit bebas dari asam lemak bebas yang meninggalkan ekstraktor sebagai rafinat dikirim ke reaktortransesterifikasi bersama sebagian metanol, untuk memproduksi metil ester asam lemak. Adapun reaksinyasebagai berikut :

H2C-OOCR CH 3-OOCR H 2C-OH

H C- OOCR + 3CH OH CH -OOCR + HC-OH3 3katalis

H2C-OOCR CH 3-OOCR H 2C-OH

trigliserida metanol metil ester gliserol

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK I-10- 2 UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG


3/6

Metanol

Minyak nabati berasamlemak bebas

Ekstrak(metanol+asam lemak bebas)

Rafinat

Metil ester asam lemak

Gliserol

T r a n s e s t e r i f i k a s i

E s t e r i f i k a s i

E k s t r a

k s i

Gambar 1. Proses konversi minyak nabati menjadi metil ester (Trisakti, 1996)

Keunggulan dari proses ini adalah :1. Produksi metil ester asam lemak dapat ditingkatkan melalui reaksi esterifikasi ekstrak.2. Memiliki produk samping berupa gliserol yang lebih mahal.3. Hemat energi.4. Deaktivasi katalis (NaOH) oleh asam lemak bebas pada tahap transesterifikasi dapat dihindari.

Akan tetapi, pencapaian keunggulan proses ini, sangat bergantung pada kemampuan pelarut dalammengekstrak asam lemak bebas dalam minyak sawit. Untuk itu, ekstraksi asam lemak bebas dengan metanolmasih perlu ditelaah sebelum proses ini diterapkan secara komersial.

Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh waktu ekstraksi dan kecepatan putar pengaduk pada ekstraksi asam lemak bebas dari minyak sawit dengan menggunakan pelarut metanol.

Bahan dan Metode PenelitianBahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Minyak sawit mewakili minyak nabati,

Asam oleat sebagai asam lemak bebas, metanol teknis, alkohol dan bahan kimia untuk keperluan analisa (air,KOH, dan indikator pp). Skema alat yang digunakan untuk percobaan ekstraksi cair-cair berupa tangki

berpengaduk disajikan di Gambar 2. Beberapa alat lain yang digunakan sebagai pendukung terutama untukkeperluan analisa adalah:1. Buret, dengan volume 10 ml dan skala 0,022. Piknometer, dengan volume 5 ml3. Erlenmeyer, dengan volume 250 ml4. Pipet volum, dengan volume 10 ml5. Beaker glass , dengan volume 500 ml dan 100 ml6. Gelas ukur, dengan volume 10 ml, skala 0,01 dan volume 25, skala 0,1



4/6

10

TI 2

7 3

5

1

9

8

6

12

114

dl

H

HT

Gambar 2. Rangkaian alat percobaan

Keterangan gambar1. Tangki silindris 7. Termometer2. Motor pengaduk 8. Turbin berdaun enam3. Gasket 9. Jaket pendingin4. Pengaduk 10. Air sirkulasi (masuk)5. CPO dan pelarut 11. Air sirkulasi (keluar)6. Baffle (4 buah) 12. Kran sampel

Umpan (minyak + asam lemak bebas) dengan konsentrasi 8 % berat dan pelarut (metanol) yangtelah dikondisikan pada temperatur 50 C, dengan perbandingan 1 : 3 (W/W), dimasukkan ke dalam tangki.Sebelum umpan dan pelarut dimasukkan ke dalam tangki, tangki juga dikondisikan pada temperatur 50 C.Perhitungan waktu ekstraksi (t = 0) dimulai ketika pengaduk (dengan putaran tertentu) mulai dijalankan.Selama ekstraksi berlangsung, sejumlah sampel diambil setiap 10 menit. Sampel (terdiri dari fasa minyak dan

pelarut) dipisahkan dalam corong pemisah untuk memperoleh rafinat dan ekstrak. Kadar asam lemak bebasdalam rafinat ditentukan dengan menganalisis bilangan asam rafinat. Kadar asam lemak dalam fasa pelarutditentukan dari neraca massa.

oo

Mula-mula dipelajari pengaruh waktu ekstraksi , sampai didapat waktu ekstraksi yang relatif baik.Selanjutnya, dengan waktu ekstraksi yang relatif baik tersebut dipelajari pengaruh kecepatan putar pengaduk.

Hasil dan PembahasanHasil-hasil penelitian dapat dilihat pada tabel 1 dan 2 serta gambar 3 dan 4.

Pengaruh WaktuGambar 3. menyajikan tipikal kurva ekstraksi yang diperoleh pada rentang kondisi percobaan.

Kurva ekstraksi ini menyajikan nilai fraksi berat asam lemak bebas dalam ekstrak maupun rafinat, serta asamlemak bebas yang tersingkir. Kurva ekstraksi terlihat naik secara tajam pada 600 detik (10 menit) pertama.Setelah melewati waktu 600 detik (10 menit), kenaikan fraksi berat asam lemak bebas dalam ekstrak tidakterlalu tajam. Hal ini menunjukkan ekstraksi cenderung mendekati kesetimbangan setelah 600 detik (10menit). Oleh sebab itu, diambil waktu ekstraksi yang relatif baik pada 600 detik (10 menit).



5/6

Tabel 1. Ekstraksi TipikalWaktu(menit)

Fraksi dalamekstrak

Fraksi dalamrafinat

Penyingkiran(%)

010203040

0,0001,8381,9131,9501,969

8,0002,4822,2562,1432,087

0,00045,01347,82548,53849,238

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 600 1200 1800 2400

t (detik)

F r a

k s

i b e r a

t a s a m

( 1 0 0 0 )

0

10

20

30

40

50

60

P e n y

i n g

k i r a n

( % )

Gambar 3. Kurva ekstraksi tipikal

Pengaruh Kecepatan Putar PengadukGambar 4. menyajikan hubungan antara kecepatan putar pengaduk dengan fraksi berat asam lemak

bebas dalam ekstrak. Semakin besar kecepatan putar pengaduk, maka fraksi berat asam lemak bebas dalam

ekstrak semakin tinggi yang menunjukkan semakin banyak asam lemak bebas terekstrak. Hal ini terjadikarena semakin besar laju putaran pengaduk, maka ukuran butiran fasa terdispersiakan semakin kecil,sehingga luas permukaan pindah fasa semakin besar. Disamping itu, semakin besar laju putaran pengaduk,menyebabkan semakin tipis lapisan tahanan perpindahan massa, sehingga koefisien perpindahan massasemakin besar.

Kondisi relatif baik dicapai pada laju putaran pengaduk 1000 rpm. Kenaikan kecepatan putaran pengaduk lebih lanjut menyebabkan vortek, sehingga kontak fasa semakin kecil. Persamaan empiris yangdiperoleh untuk grafik ini adalah :

Y = 0,0141 ln(N) – 0,0618

dengan kesalahan rata-rata 6,86 %.

Tabel 2. Pengaruh Putaran Pengaduk No Kecepatan Putar

Pengaduk, rpmAsam Lemak Bebas yang

Terekstrak, %123456

550700850

100011501200

0,026050,030930,033750,036010,036070,03609



6/6

0.01

0.01 5

0.02

0.02 5

0.03

0.03 5

0.04

400 600 800 1000 1200 1400

N, rpm

y a s a m

Gambar 4. Hubungan antara asam lemak bebas

dalam ekstrak dengan kecepatan putar pengaduk

Kesimpulan

Dari hasil penelitian pada temperatur 50o

C, rasio perbandingan pelarut-umpan 3:1 dan konsentrasiasam lemak bebas dalam umpan 8 %, diperoleh bahwa waktu ekstraksi dan kecepatan putar pengaduk yangralatif baik berturut-turut adalah 10 menit dan 1000 rpm. Pada kondisi ini asam lemak bebas yang tersingkirsebesar 68,93 % berat.

Daftar PustakaBulicka, J., Prochazka, J., (1976), “Mass Transfer Between Two Turbulent Liquid Phases ”, Chemical

Engineering Science , Vol 31, p. 137-146.

Hartley, C.W.S., (1977), “The Oil Palm ( elaeis guineensis JACQ )”, 2 nd edition Longman Group Limited, New York,.

Markley, K.S., (1960), “Fatty Acids, The Chemistry, Properties, Production, and Uses”, 2nd

edition,Interscience Publishers, Inc. NY, p.636, 644, 654.

Othmer, K., (1992), “Encyclopedia of Chemical Technology”, 4 th edition, Vol.10, John Wiley and Sons, NewYork.

Paquout, C., (1979), “Standard Methods for The Analysis of Fats and Derivatives”, 6 th edition, PergamonPress, New York.

Silviana., (2001), ”Pengukuran Dan Perhitungan Kesetimbangan Cair-Cair Sistem Minyak Nabati-AsamLemak Bebas-Metanol”, Tesis S2, Program Pascasarjana Institut Tegnologi Bandung.

Timms, R.E., (1985), “Physical Properties of Oils and Mixtures of Oils”, Journal of the American Oil

Chemical Society, Vol. 62, no. 2, p.241-248.

Treybal, R.E., (1963),”Liquid Extraction”, Mc Graw Hill, New York.


ekstraksi asam lemak bebas

Documents