Chapter II.pdf - USU Institutional Repository - Universitas Sumatera ...

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Lemak dan Minyak
Minyak dan lemak tidak berbeda dalam bentuk umum trigliseridanya, tetapi
hanya berbeda dalam bentuk (wujud). Perbedaan ini didasarkan pada perbedaan titik
lelehnya. Pada suhu kamar lemak berwujud padat, sedangkan minyak berwujud cair.
Titik leleh minyak dan lemak tergantung pada strukturnya, biasanya meningkat
dengan bertambahnya jumlah karbon. Banyaknya ikatan ganda dua karbon juga
berpengaruh. Trigliserida yang kaya akan asam lemak tak jenuh, seperti asam oleat
dan linoleat, biasanya berwujud minyak sedangkan trigliserida yang kaya akan lemak
jenuh seperti asam stearat dan palmitat, biasanya adalah lemak. Semua jenis lemak
tersusun dari asamasam lemak yang terikat oleh gliserol. Sifat dari lemak tergantung
dari jenis asam lemak yang terikat dengan senyawa gliserol. Asam-asam lemak yang
berbeda disusun oleh jumlah atom karbon maupun hidrogen yang berbeda pula.
Atom karbon, yang juga terikat oleh dua atom karbon lainnya, membentuk rantai
yang zigzag. Asam lemak dengan rantai molekul yang lebih panjang lebih rentan
terhadap gaya tarik menarik intermolekul, (dalam hal ini yaitu gaya Van der waals)
sehingga titik leburnya juga akan naik.
Trigliserida alami ialah triester dari asam lemak berantai panjang dan gliserol
merupakan penyusun utama lemak hewan dan nabati. Trigliserida termasuk lipid
sederhana dan juga merupakan bentuk cadangan lemak dalam tubuh manusia.
Keragaman jenis trigliserida bersumber dari kedudukan dan jati diri asam lemak.
Trigliserida sederhana adalah triester yang terbuat dari gliserol dan tiga molekul
asam lemak yang sama. Contohnya, dari gliserol dan tiga molekul asam stearat akan
diperoleh trigliserida sederhana yang disebut gliseril tristearat atau tristearin.
Trigliserida sederhana jarang ditemukan. Kebanyakan trigliserida alami adalah
trigliserida campuran, yaitu triester dengan komponen asam lemak yang berbeda.
Lemak hewan dan minyak nabati merupakan campuran beberapa trigliserida.
(Tambun, 2006)
II-1
Universitas Sumatera Utara

2.2 Asam Lemak
Asam lemak merupakan rantai hidrokarbon, yang setiap atom karbonnya
mengikat satu atau dua atom hidrogen, kecuali atom karbon terminal mengikat tiga
atom hidrogen, sedangkan atom karbon terminal lainnya mengikat gugus karboksil.
Asam lemak yang pada rantai hidrokarbonnya terdapat ikatan rangkap disebut asam
lemak tidak jenuh, dan apabila tidak terdapat ikatan rangkap pada rantai
hidrokarbonnya disebut dengan asam lemak jenuh. Secara umum struktur asam
lemak dapat digambarkan sebagai berikut :
H H H H H O
HC C C C …C C
H H H H H OH
Asam Lemak Jenuh
H H H H H O
HC...C C C C C
H H H H H OH
Asam Lemak Tak Jenuh
Asam lemak jenuh maupun asam lemak tak jenuh berbeda dalam energi yang
dikandungnya dan titik leburnya. Karena asam lemak tak jenuh mengandung ikatan
karbon-hidrogen yang lebih sedikit dibandingkan dengan asam lemak jenuh pada
jumlah atom karbon yang sama, asam lemak tak jenuh memiliki energi yang lebih
sedikit selama proses metabolisme daripada asam lemak jenuh pada keadaan dimana
jumlah atom karbon sama. Asam lemak jenuh dapat tersusun dalam susunan yang
rapat, sehingga asam lemak jenuh dapat dibekukan dengan mudah dan berwujud
padatan pada temperatur ruangan. Tetapi ikatan rangkap yang kaku dalam lemak tak
jenuh mengubah kimia dari lemak. Terdapat dua cara ikatan ini disusun yaitu :
1. Isomer dengan kedua bagian dari rantai pada sisi yang sama (cis; hanya terdapat
pada lemak alami). Isomer cis mencegah lemak dari penumpukan seperti halnya
yang terjadi pada ikatan jenuh. Hal ini menurunkan gaya intermolekul diantara
molekul lemak, sehingga menyebabkan lemak cis tak tejuh lebih sulit untuk
Universitas Sumatera Utara

membeku. Lemak cis tak jenuh biasanya merupakan cairan pada temperatur
ruangan.
2. Isomer dengan rantai yang berlawanan pada ikatan ganda (isomer trans, biasanya
merupakan produk dari hidrogenasi parsial dari lemak tak jenuh alami)
Reaksi hidrogenasi dapat mengubah minyak menjadi lemak. Hal ini sering
dilakukan dalam industri margarin. Serbuk logam nikel (yang dikeluarkan kemudian)
didispersikan dalam minyak panas sebagai katalis. Hidrogen beradisi pada beberapa
ikatan ganda dua dari rantai asam lemak tak jenuh karbon dan menjenuhkannya.
Dengan demikian akan mengubah minyak menjadi lemak. Contohnya hidrogenasi
pada triolein menghasilkan tristearin.
2.3 Gambaran Umum Distillate Palm Oil Fatty Acid
Distillate Palm Oil Fatty Acid (DPOFA) merupakan jenis asam lemak yang
dihasilkan dari destilasi Palm Fatty Acid Distillate (PFAD) yang merupakan produk
samping dari proses pembuatan minyak goreng. DPOFA banyak digunakan pada
indutri seperti:
1. Industri ban
• digunakan sebagai pelumas atau activator untuk mempercepat reaksi zinc oxide
dalam pembuatan compound
• meningkatkan mutu/kualitas ban menjadi lebih mengkilat dan menarik
2. Industri Lilin
Dalam industri lilin, asam lemak digunakan sebagai campuran bahan untuk
pembuatan lilin yang fungsinya untuk mempermudah melepaskan lilin dari
cetakannya. Selain itu dengan ditambahkannya asam lemak dalam proses
pembuatan lilin, akan menjadikan produk lilin yang dihasilkan tidak cepat
meleleh ketika dinyalakan, asap yang dihasilkan lebih sedikit mengurangi
timbulnya tetesan-tetesan lilin.
3. Industri Kosmetik
DPOFA dalam industri kosmetik digunakan sebagai bahan campuran pembuatan
produk-produk kosmetik yang fungsinya untuk memberikan keharuman dan
kemilauan..
Universitas Sumatera Utara

4. Bila direaksikan dengan H2 (hidrogenasi) akan menghasilkan fatty alkohol.
Adapun kegunaan dari fatty alkohol adalah untuk:
• pembuatan surfactan anionic
• sebagai emulsifier dalam produk-produk pembersih dan lantai
5. Konsumsi oleh industri pipa PVC :
• digunakan sebagai lubrican internal
• komposisi : 0,15 % - 0,2 % dari seluruh total bahan baku (tergantung jenis pipa
PVC yang diproduksi)
2.4 Sifat-Sifat Bahan Baku dan Produk
2.4.1 Palm Fatty Acid Distillate (PFAD)
1. Asam Lemak Bebas (%) : 83.3
2. Bilangan Iodine : 55.3
3. Moisture Content (%) : 0,08
4. Unsaponifable matter (%) : 2,5
5. Saponification Value : 198
6. Komposisi Asam Lemak (wt %)
C12:0 : 0,2
C14:0 : 1,2
C16:0 : 47,1
C18:0 : 4,5
C18:1 : 36,6
C18:2 : 9,6
C18:3 : 0,4
(Hamirin, 1983)
2.4.2 Destillate Palm Oil Fatty Acid (DPOFA)
1. FFA (as. Palmitic) : 50 % min
2. Total Fatty Matter : 98,20 %
3. Impurities : 0,26 %
4. Moisture : 1,54%
5. Total saponiable matter : 97,55 %
(Feld and Hanh GMBH, 1998)
Universitas Sumatera Utara

2.5 Proses Pembuatan DPOFA
Pada dasarnya proses pembuatan DPOFA ada 2 cara, yaitu :
1. Destilasi yang di dahului proses hidrolisis (splitting)
Yaitu proses pembuatan distillate fatty acid yang diawali proses hidrolisis yang
kemudian dilanjutkan dengan proses destilasi. Pada proses ini PFAD yang
merupakan bahan baku terlebih dahulu dihilangkan kandungan trigliseridanya
melalui proses hidrolisis. Trigliserida ini akan di reaksikan dengan air yang akan
menjadi asam lemak dan gliserol. Setelah melalui tahap ini kemudian asam
lemak akan di proses dengan destilasi. Yield yang di hasilkan pada proses ini
mencapai 93%. Kelebihan proses ini adalah dapat diperoleh yield asam lemak
tetapi memerlukan konsumsi energi dan modal yang besar. (Feld and Hanh
GMBH, 1998)
2. Destilasi Langsung
Proses ini sebenarnya hampir sama dengan proses diatas, hanya saja tahap awal
proses yaitu hidrolisis dihilangkan pada proses ini. Jadi bahan baku PFAD yang
akan diproses akan langsung di destilasi tanpa adanya proses hidrogenasi. Yield
proses ini mencapai maksimal 90%. Kelebihan proses ini adalah konsumsi energi
dan modal yang diperlukan rendah, sedangkan kelemahannya adalah yield yang
dihasilkan lebih rendah dari proses dengan hidrolisis. (Feld and Hanh GMBH,
1998)
2.6 Pemilihan Proses
Pada pra rancangan pabrik pembuatan distillate palm oil fatty acid (DPOFA)
ini, proses yang dipilih adalah proses destilasi langsung dengan pertimbangan
ekonomi dan konsumsi energi yang rendah. (Feld and Hanh GMBH,1998)
Universitas Sumatera Utara

2.7 Deskripsi Proses
Bahan baku yang digunakan dalam proses ini adalah PFAD yang merupakan
by-product dari proses refinery minyak sawit.
PFAD dipompa dengan menggunakan pompa P-101 dari tangki penyimpanan TK-
101 ke dryer V-101 yang sebelumnya dilewatkan pada heater E-101 untuk
dipanaskan hingga 140°C. Di dryer PFAD dan recycle dari residu destiller ini
diproses untuk menghilangkan air dan bahan-bahan yang mudah menguap. Proses ini
berlangsung pada 20 kPa dan 140°C. Selanjutnya asam lemak yang keluar dari dryer
dialirkan ke heater E-102 untuk menaikkan suhu sampai 240°C dan selanjutnya ke
precut destiller T-101 dengan pompa P-102 untuk memisahkan light fatty acid.
Proses ini berlangsung pada 3,7 kPa dan 240°C.
Pada aliran bawah kolom asam lemak dialirkan dengan menggunakan pompa
P-103 ke kolom main distiller . Pada kolom ini DPOFA keluar pada aliran atas
terlebih dahulu didinginkan di kondensor E-103 dan cooler E-105 sebelum disimpan
pada tangki TK-103. Proses ini berlangsung pada 0,69 kPa dan 202 o C. Dari bagian
bawah kolom flash destiller I ini asam lemak kemudian di alirkan ke residu destiller
dengan pompa P-106. Pada residu destiller ini dipisahkan asam lemak yang akan di
recycle dengan residu. Proses ini berlangsung pada 0,8 kPa dan 210 o C. Asam lemak
yang yang akan di recycle akan keluar dari bagian atas kolom yang kemudian di
kondensasi pada kondensor E-110 dan dialirkan ke dryer. Sedangkan residu akan
keluar pada bagian bawah kolom yang akan dialirkan dengan pompa P-110 ke cooler
E-111 dan selanjutnya di simpan di Tanki penyimpanan residu TK-104.
Universitas Sumatera Utara