Transcript
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Minyak goreng merupakan salah satu dari sembilan bahan pokok yang
memiliki peranan penting dalam rumah tangga maupun industri. Minyak goreng
digunakan sebagai media pengolahan bahan makanan dalam rumah tangga dan pada
industri untuk shortening sebagai penambah rasa gurih, dan pembentuk tekstur pada
pembuatan roti (Muchtadi, 2000). Hal ini menyebabkan kebutuhan minyak goreng
selalu meningkat dari tahun ke tahun. Menurut data dari Kementrian Perindustrian,
produksi minyak goreng pada tahun 2009 sebanyak 18.640.881 ton dan pada tahun
2012 meningkat sebanyak 23.523.775 ton. Hal ini disebabkan oleh adanya
pertumbuhan penduduk sehingga permintaan produksi minyak goreng juga
meningkat (Ditjen Perkebunan Tahun 2009 -2012).
Akibat pertimbangan ekonomis, sebagian orang menggunakan minyak goreng
secara berulang- ulang. Minyak goreng yang digunakan secara berulang- ulang, akan
mengakibatkan kerusakan, karena adanya reaksi oksidasi, hidrolisis, dan
polimerisasi. Kerusakan tersebut menyebabkan minyak menjadi berwarna
kecokelatan, lebih kental, berbusa, berasap, serta meninggalkan odor yang tidak
disukai pada makanan hasil gorengan. Perubahan akibat pemanasan menyebabkan
terbentuknya senyawa yang bersifat toksik sehingga orang yang mengkonsumsi
makanan tersebut dapat mengalami keracunan, iritasi pencernaan, diare, pengendapan
lemak dalam pembuluh darah, dan kanker (Ketaren 2008).
Agar penggunaan minyak secara berulang-ulang tidak memberikan dampak
yang besar bagi konsumen, perlu adanya upaya untuk memperbaiki kualitas minyak
goreng bekas. Metode- metode yang umum digunakan antara lain pemucatan atau
1
bleching earth, (Moeljaningsih ), filtrasi membran (Susanto Walyudi dan Kaseno
2004), adsorpsi zeolit (Ola dan Nesimnasi 2012).
Metode adsorpsi merupakan metode yang paling banyak digunakan, karena
memiliki keunggulan antara lain biaya yang diperlukan relatif murah, tingkat efisiensi
yang tinggi, tidak menimbulkan efek samping berupa zat beracun, sederhana dan
ramah lingkungan. Dalam metode adsorpsi, adsorben yang digunakan antara lain
mineral alam seperti zeolit, tanah diatomit, bentonit dan limbah hasil pertanian seperti
arang yang berasal dari tempurung kelapa, tempurung kemiri, tongkol jagung,
tempurung lontar, biji kapuk, biji kelor dan lain-lain (Tangkuman, 2006).
Istigfaro, dkk (2010), yang memanfaatkan bentonit dan karbon aktif biji kelor
secara simultan maupun tunggal, untuk meningkatkan kualitas minyak goreng bekas.
Hasil penelitian menunjukan kemampuan yang besar dari adsorben bentonit- karbon
aktif, dalam menjernihkan dan menurunkan angka peroksida pada minyak goreng,
yaitu dari 0,448 meq/kg menjadi 0,141 meq/kg, untuk kadar asam lemak bebas, dan
angka peroksida dari 4,58 meq/kg menjadi 2,37 meq/kg. Dari hasil ini, kadar asam
lemak bebas yang diperoleh sudah memenuhi spesifikasi SNI (0,3 meq/kg),
sedangkan angka peroksida belum memenuhi spesifikasi SNI (2.00 meq/kg).
Pengunaan zeolit alam dan arang tempurung kelapa sebagai adsorben simultan
dan tunggal, juga mampu meningkatkan kualitas air limbah rumah sakit. Hal ini
dilihat pada penurunan kadar BOD, COD, dan TSS ketika sampel diinteraksikan
dengan adsorben simultan zeolit- arang, pada volume optimum 10 mL. Hasil yang
diperoleh pada volume optimum ini, sudah memenuhi standar baku mutu air bersih
(Soba, 2014). Hasil penelitian ini yang menginspirasi penulis melakukan penelitian
dengan menggunakan zeolit dan arang aktif sebagai adsorben untuk meningkatkan
kualitas minyak goreng bekas.
Pemilihan arang dan zeolit sebagai adsorben ini didasarkan pada karakteristik
yang berbeda dari kedua adsorben tersebut. Karbon atau arang mempunyai luas
2
permukaan mikropori (< 2 nm) dan makropori (> 50 nm), sehingga memiliki
kemampuan mengadsorpsi gas serta mendispersi senyawa yang berasal dari zat cair.
Disamping itu, permukaannya yang bersifat non polar diharapkan mampu
mengadsorpsi polutan-polutan yang memiliki kepolaran rendah (Nick dalam Rovin
2008).
Zeolit merupakan mineral yang terdiri dari kristal alumina silikat, yang
mengandung kation alkali atau alkali tanah. Zeolit memiliki struktur berongga, dan
biasanya rongga ini diisi oleh air dan kation yang dapat dipertukarkan. Zeolit
memiliki ukuran pori mikro (0,2-1 nm), sehingga dapat digunakan sebagai penukar
ion, penyaring dan penyerap molekul (Tsitsishvili dkk., 1992). Zeolit alam dan arang
masih mengandung banyak pengotor sehingga kemampuan sebagai adsorben masih
rendah. Oleh karena itu, untuk meningkatkan kemampuan zeolit alam dan arang
sebagai adsorben perlu diaktivasi, dengan tujuan memperbesar luas permukaan
adsorben, sehingga dapat memperbesar kapasitas adsorpsi (Juliandini 2008).
Penelitian pemanfaatan adsorben teraktivasi telah banyak dilakukan, antara
lain (Aisyah, 2010) yang memanfaatkan karbon aktif dari biji kelor teraktivasi NaCl,
untuk menurunkan angka peroksida dan kadar asam lemak bebas pada minyak goreng
bekas. Hasil penelitian menunjukan bahwa, adsorben teraktivasi NaCl, memiliki
kemampuan adsorpsi yang besar, dalam meningkatkan kualitas minyak goreng bekas.
Angka peroksida awal minyak goreng bekas 6,80 meq/kg turun menjadi 0,25 meq/kg
dan kadar FFA dari 0,35 meq/kg menjadi 0,05 meq/kg setelah diadsorpsi dengan
arang aktif. Djami (2012) membandingkan zeolit teraktivasi NaCl dan HCl sebagai
adsorben zat warna rhodamin B. Hasil penelitian menunjukan bahwa zeolit yang
diaktivasi dengan NaCl 3,0 M memiliki daya adsorpsi terhadap rhodamin B paling
besar ( 0,0042 mg/L) dibandingkan terhadap zeolit yang diaktivasi dengan NaCl 0,5
M (0,0035 mg/L) dan 1,0 M (0,0039 mg/L). Pemilihan zat pengaktivasi NaCl
didasarkan pada pertimbangan bahwa NaCl lebih baik digunakan karena tidak
berbahaya bagi kesehatan tubuh dibandingkan HCl atau senyawa lain. Berdasarkan
3
latar belakang di atas, maka penulis tertarik melakukan penelitian dengan judul
“Peningkatan kualitas minyak goreng bekas menggunakan adsorben zeolit aktif
dan arang aktif secara simultan”.
1.2 Perumusan masalah
Berdasarkan uraian – uraian diatas maka yang menjadi permasalahan diatas
adalah:
a. Bagaimana kemampuan arang aktif dan zeolit aktif sebagai adsorben simultan
dalam memperbaiki kualitas minyak goreng bekas berdasarkan parameter
bilangan asam, bilangan peroksida, kadar air dan viskositas.
b. Bagaimana perbandingan kualitas minyak goreng hasil pengolahan dengan
minyak goreng curah yang dijual di Pasar berdasarkan parameter bilangan asam,
bilangan peroksida, kadar air dan viskositas.
c. Bagaimana perbandingan kualitas minyak goreng bekas hasil pengolahan
terhadap standar baku mutu minyak goreng berdasarkan SNI.
1.3 Tujuan penelitian
a. Untuk mengetahui kualitas minyak goreng bekas hasil pengolahan dengan
adsorben arang aktif dan zeolit aktif
b. Membandingkan kualitas minyak goreng bekas hasil pengolahan dengan
minyak goreng curah yang dijual di Pasar
c. Membandingkan kualitas minyak goreng hasil pengolahan dengan standar baku
minyak goreng berdasarkan SNI.
1.4 Manfaat penelitian
a. Sebagai bahan imformasi ilmiah bagi masyarakat tentang pemanfaatan zeolit
aktif dan arang aktif terhadap pengolahan minyak goreng bekas secara simultan.
b. Memberikan informasi kepada masyarakat tentang metode yang murah dan
mudah untuk meningkatkan kualitas minyak goreng bekas.
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Minyak goreng
Minyak goreng merupakan salah satu bahan makanan yang dihasilkan dari
bahan nabati yang dimurnikan sebagai media penggoreng dan memiliki peran penting
dalam kebutuhan masyarakat dalam rumah tangga. Hal ini karna minyak goreng juga
selain dapat menambah cita rasa mengandung juga beberapa senyawa asam lemak
yang dapat membantu meningkatkan kalori. Minyak goreng dihasilkan dari beberapa
tumbuh-tumbuhan dan juga biji- bijian seperti kelapa sawit dan biji bunga matahari,
biji jagung, biji zaitun (olive oil). Minyak goreng yang dihasilkan dari bahan yang
berbeda memiliki stabilitas yang berbeda karna stabilitas minyak goreng dipengaruhi
oleh beberapa factor seperti derajat kejenuhan asam lemak yang dikandungnya
penyebatan ikatan rangkap dan bahan – bahan yang dapat mempercepat atau
memperlambat proses kerusakan (Wikipedia 2009).
Minyak selain merupakan zat makanan yang penting untuk menjaga kesehatan
tubuh manusia juga merupakan sumber energi yang efektif dibandingkan karbohidrat
dan protein. Satu gram minyak dapat menghasilkan energi sebesar 9 kkal, sedangkan
1 gram karbohidrat dan protein hanya menghasilkan energi sebesar 4 kkal. Sedangkan
fungsi lain minyak adalah sebagai sumber dan pelarut bagi vitamin-vitamin A, D, E
dan K (Sutiah, 2008).
Syarat mutu minyak goreng Di Indonesia telah diatur dalam SNI 01-07412002
yang diperlihatkan pada tabel dibawah ini :
5
Tabel 1 syarat mutu minyak goreng menurut SNI 01-3741-2002
Kriteria uji Satuan Persyaratan
Mutu I Mutu II
1 Keadaan Normal Normal
- Bau Normal Normal
-Rasa
-Warna Putih, kuning pucat sampai
kuning
2 Kadar air % b/b Maks 0,1 Maks 0,1
3 Bilangan asam Mg KOH/g Maks 0,6 Maks 2
4 Asam linoleat
(C18:3)
% Maks 2 Maks 2
5 Cemaran logam Mg/kg
- timbal (Pb) Mg/kg Maks 0,1 Maks 0,1
- timah (Sn) Mg/kg Maks
40,0/250*
Maks
40,0/250*
- raksa (Hg) Mg/kg Maks 0,05 Maks 0,05
- tembaga (Cu) Mg/kg Maks 0,1 Maks 0,1
6 Cemaran arsen
(As)
Mg/kg Maks 0,1 Maks 0,1
7 Minyak pelikan** Negative Negative
8 Bilangan
peroksida
Mg O2/gr Maks 1 Maks 1
(Sumber : SNI 2002)
6
2.2. Komposisi Minyak Goreng
Minyak goreng tersusun atas unit-unit asam lemak jenuh dan tidak jenuh.
Asam-asam lemak ini sangat menentukan mutu, sifat kimia dan stabilitas minyak.
Kedua jenis lemak ini sangat berpengaruh terhadap efek peningkatan kolesterol
darah. Asam lemak jenuh merupakan asam lemak yang mengandung ikatan tunggal
pada rantai karbonnya, mempunyai rantai zig-zag yang dapat cocok satu sama lain
sehingga daya tarik Van der Waals tinggi dan biasanya berwujud padat. Asam lemak
tidak jenuh merupakan asam lemak yang mengandung ikatan rangkap pada rantai
karbonnya. Asam lemak dengan lebih dari satu atau dua ikatan rangkap terdapat pada
minyak nabati, dan disebut poliunsaturate atau trigliserida tidak jenuh ganda
(Fesenden dan Fesenden,1994).
Minyak goreng umunya mengandung asam lemak jenuh seperti asam miristat,
asam palmitat, asam laurat dan asam kaproat. Asam lemak tidak jenuh dalam minyak
goreng antara lain asam oleat dan asam linoleat. Dan minyak goreng yang beredar
dimasyarakat merupakan minyak goreng yang diproduksi dengan bahan dasar kelapa
sawit dimana kandungan asam lemak jenuh hampir sama dengan asam lemak tidak
jenuh.
Tabel : komposisi asam lemak minyak kelapa sawit.
Asam lemak Jumlah (%)
Asam kaprilat -
Asam kaproat -
Asam miristat 1,1 – 2,5
Asam palmitat 40 – 46
Asam stearat 3,6 - 4,7
Asam oleat 30 – 45
Asam laurat -
Asam linoleat 7 – 11
7
2.3 Parameter Penentu Kualitas Minyak
Setiap minyak goreng tidak boleh berbau dan sebaiknya memiliki aroma
netral. Secara umum menentukan mutu minyak goreng ditentukan oleh titik asapnya,
yaitu suhu pemanasan minyak sampai terbentuk akrolein yang menimbulkan rasa
gatal pada tenggorokan. Akrolein terbentuk dari hidrasi gliserol sehingga titik asap
ditentukan oleh kadar gliserol. Dapat disimpulkan bahwa makin tinggi kadar gliserol
maka makin rendah titik asapnya dan semakin tinggi titik asap ,maka makin baik
mutu minyak goreng tersebut.
Beberapa parameter penentu kualitas minyak goreng adalah :
1. Kadar air.
Minyak akan cepat terhidrolisis menjadi gliserol dan asam lemak bila dalam
minyak mengandung air. Dan apabila minyak mengalami proses hidrolisis maka
minyak akan cepat menjadi tengik dan hal ini berdampak pada menurunnya kualitas
minyak. Reaksi hidrolisis pada minyak dapat terjadi selama penyimpanan.
2. Kadar asam lemak bebas (free faty acid/FFA).
Asam lemak bebas ditentukan sebagai kandungan asam lemak yang terdapat
paling banyak dalam minyak tertentu. Pada minyak yang bersumber dari kelapa sawit
asam, lemak paling banyak terkandung adalah asam palmitat ( C16H32O2) dengan
bobot molekul 256 gr/mol. Pada minyak yang bersumber dari kelapa inti sawit, asam
lemak paling banyak terkandung adalah asam laurat (C12H24O2) dengan bobot molekul
200 gr/mol. Pada susu asam lemak terbanyak adalah asam oleat (C18H34O2) dengan
bobot molekul 282 gr/mol. Dan pada jagung dan kedelai asam lemak terbanyak
adalah asam linoleat (C18H32O2 dengan bobot molekul 278 gr/mol ( Suhardi,dkk 1997,
dan Fuadi, dkk, 2010).
8
Hubungan antara kadar asam lemak (%FFA) dengan angka asam dapat dituliskan
sebagai berikut :
angka asam= BM KOHBM . Asamlemak bebas /10
×%FFA
Angka asam = Faktor konversi ×%FFA
Faktor konversi untuk asam oleat sebesar 1,99, faktor konversi asam palmitat
sebesar 2,19, faktor konversi asam laurat sebesar 2,80 dan faktor konversi asam
linoleat sebesar 2,01 (Ramdja,dkk, 2010).
3. Bilangan peroksida
Bilangan peroksida adalah banyaknya miliekivalen oksigen aktif yang terdapat
dalam 1000 gram minyak atau lemak. Bilangan peroksida merupakan nilai terpenting
untuk mengetahui tingkat kerusakan yang telah terjadi pada minyak atau lemak.
Kerusakan yang terjadi disebabkan oleh proses oksidasi yang berlangsung ketika
terjadi kontak antara oksigen dengan minyak, dimana asam lemak tidak jenuh
penyusun suatu trigliserida dapat mengikat oksigen pada ikatan rangkapnya sehingga
membentuk peroksida (Ketaren,1986).
4. Viskositas
Viskositas adalah ukuran yang menyatakan kekentalan suatu cairan atau fluida.
Kekentalan merupakan sifat cairan yang berhubungan erat dengan hambatan untuk
mengalir. Cairan yang memiliki viskositas kecil memiliki laju alir yang cepat,
contohnya seperti air, alkohol dan bensin. Sedangkan cairan yang memiliki viskositas
besar memiliki laju alir yang lambat, contohnya gliseri, minyak castor, gula rote dan
madu.
Nilai viskositas suatu cairan, dihitung menurut persamaan Poiseuille berikut :
μ= πPr 4 t8Vl
9
Dengan :
t ialah waktu yang diperlukan cairan bervolume v,
l dan r adalah panjang dan jari-jari pipa kapiler.
P adalah perbedaan tekanan aliran kedua ujung pipa viscometer, dimana nilai P
sebanding dengan berat cairan.
Sedangkan untuk dua cairan yang berbeda dengan pengukuran menggunakan
alat yang sama, viskositas dihitung menggunakan rumus dibawah ini :
μ 1μ 2
= ρ 1 t 1ρ 2 t 2
Bila massa jenis dan viskositas cairan pembanding diketahui , maka dengan
menghitung waktu yang diperlukan untuk mengalir melalui alat yang sama dapat
dihitung pula nilai viskositas cairan yang sudah diketahui massa jenisnya.
5. Bau
Untuk mengetahui bau dari minyak goreng sebelum dan sesudah perlakuan, maka
dilakukan uji organoleptik.
- Mekanisme pembauan
Pada waktu bernapas, udara yang dihirup akan mengalir secara turbulent karena
melewati celah-celah rongga hidung. Gas berbau yang terhirup pada waktu menarik
napas akan tercampur dengan udara pernapasan. Sebagian kecil gas langsung
mengenai ujung sel-sel olfaktori dan terjadilah ransangan bau. Dalam proses
pembauan, yang lebih menentukan bukan jumlah seluruh gas yang masuk, tetapi
jumlah molekul gas per satuan waktu yang menyentuh sel-sel peka bau dalam rongga
hidung. Bau-bauan dihasilkan dari interaksi antara zat-zat dengan sel epitelium
olfaktori. Agar menghasilkan bau, zat-zat bau harus (1) dapat menguap/volatil; (2)
sedikit larut dalam air; (3) sedikit dapat larut dalam lemak.
10
- Uji pembedaan (Uji pasangan)
Uji pasangan disebut juga paired test. Dalam pengujian dengan uji pasangan,
dua contoh disajikan bersamaan atau berurutan dengan kode yang berlainan. Masing-
masing panel atau responden diminta menyatakan ada atau tidak perbedaan sifat antar
dua contoh yang diujikan. Uji pasangan terdiri dari dua jenis, yaitu dengan dan tanpa
bahan pembanding (reference). Jumlah responden yang dibutuhkan dalam kedua uji
ini harus di atas 10 orang.
6. Warna
Perbandingan warna minyak goreng dilakukan secara visual dan
spektrofotometri. Penentuan kejernihan minyak goreng bekas dilakukan
menggunakan spektrofotometer UV–Vis Shimadsu. Warna dari minyak goreng bekas
akan mempengaruhi besarnya nilai absorbansi.
2.4 Kerusakan minyak goreng
Minyak goreng bekas merupakan minyak goreng yang telah dipakai secara
berulang-ulang. Penggunaan minyak goreng yang terlalu lama dan berulang-ulang
akan menyebabkan perubahan warna, bau, maupun sifat-sifat kimia dan fisika minyak
goreng, dimana perubahan tersebut berpengaruh terhadap nilai gizi yang terkandung
dalam minyak goreng dan secara langsung atau tidak langsung mempengaruhi sistem
kekebalan tubuh konsumen. Hal ini dikarenakan selama proses penggorengan minyak
mengalami degradasi, oksidasi, dan dehidrasi akibat pemanasan. Aisyah, dkk. (2010)
menyatakan bahwa, minyak goreng bekas merupakan minyak goreng yang tidak
layak pakai atau dikonsumsi, karena minyak goreng bekas berwarna gelap dan
menimbulkan rasa gatal pada tenggorokan serta mutunya yang semakin rendah akibat
adanya kandungan senyawa peroksida dan asam lemak yang tinggi. Menurut Ketaren
(2005), rasa gatal pada tenggorokan ini disebabkan oleh akrolein yang bersifat racun
dan terbentuk pada saat penggorengan serta munculnya senyawa ini sebagai tanda
awal kerusakan minyak.
11
Reaksi kimia yang menyebabkan kerusakan minyak goreng meliputi
hidrolisis, oksidasi, hidrogenasi dan esterifikasi.
1. Hidrolisis. Dalam reaksi hidrolisis, minyak akan diubah menjadi asam lemak bebas
dan gliserol. Reaksi hidrolisis yang dapat menyebabkan kerusakan minyak atau lemak
terjadi karena terdapatnya sejumlah air dalam minyak tersebut.
Trigliserida air Gliserol
Gambar 1: Proses hidrolisis
2. Oksidasi. Proses oksidasi berlangsung bila terjadi kontak antara sejumlah oksigen
dengan minyak.
Gambar 2 : reaksi oksidasi minyak goreng (Ketaren, 2008)
3. Polimerisasi. Terbentuknya gum yang mengendap didasar ketel atau wadah
pengorengan merupakan indikasi terbentuknya polimer selama penggorengan akibat
12
polimerisasi adisi asam lemak tidak jenuh. Proses ketengikan disebabkan oleh
autooksidasi yang dimulai dengan pembentukan radikal-radikal bebas akibat adanya
cahaya, panas, hidroperoksida dan logam.
Gambar 3 : pembentukan radikal bebas dari asam lemak tidak jenuh akibat
pemanasan.
2.5 Metode Analisis
2.5.1 Metode Titrasi
Titrasi merupakan analisis yang digunakan untuk mengukur jumlah
(konsentrasi) suatu larutan. Salah sat reaksi yang sering digunakan dalam titrasi
adalah netralisasi asam basa. Dalam pelaksanaan titrasi, indikator sangat diperlukan
untuk mengetahui titik ekivalen. Indikator adalah zat kimia yang warnanya
tergantung keasaman dan kebasaannya. Indikator ada beberapa macam. Penggunaan
indikator harus sesuai dengan tingkat keasaman larutan yang diukur konsentrasinya.
Indikator akan memberikan warna yang lain ketika berada dalam keadaan asam dan
basa. Indikator yang biasa digunakan dalam laboratorium adalah fenolftalein.
Fenolftalein dalam kondisi asam tak berwarna, sedangkan dalam kondisi basa
berwarna merah muda. (Brady, 1999)
13
2.5.2 GC- MS (Gas Chromatography Mass Spectrometer)
Merupakan suatu instrumen yang digunakan untuk menganalisis senyawa-
senyawa organik yang dapat diuapkan dalam GC dimana titik uapnya antara 200o C-
350o C. Biasanya senyawa-senyawa yang memiliki massa molekul relatif kecil.
Perkembangan teknologi instrumen menghasilkan alat yang merupakan gabungan
dari dua sistem. Prinsip dasar yang berbeda satu sama lain tetapi dapat saling
melengkapi, yaitu gabungan antara kromatografi gas dan spektrometer massa (GC-
MS). Kedua alat dihubungkan dengan satu interfase. Kromatografi gas disini
berfungsi sebagai alat pemisah berbagai komponen campuran dalam sampel,
sedangkan spektrometer massa berfungsi untuk mendeteksi masing-masing molekul
komponen yang telah dipisahkan pada sistem kromatografi gas. Dari kromatografi
GC-MS akan diperoleh informasi struktur senyawa yang terdeteksi (Williams, 1981).
2.5.3 Metode Adsorpsi
Menurut Poerwadio dan Masduqi (2004), adsorpsi merupakan proses
pengambilan molekul-molekul oleh permukaan luar atau permukaan dalam suatu
padatan adsorbent atau oleh permukaan larutan. Dan menurut Ketaren dalam
Rachmawati (2004), adsorpsi adalah peristiwa fisik atau kimia pada permukaan yang
dipengaruhi oleh suatu reaksi kimia antara adsorben dan adsorbat, dimana adsorben
adalah padatan atau cairan yang mengadsorpsi dan adsorbat adalah padatan, cairan
atau gas yang diadsorpsi. Sedangkan menurut Setianingsih dalam Rachmawati
(2004), adsorpsi adalah proses terjadinya perpindahan massa adsorbat dari fasa gerak
(fluida pembawa adsorbat) kepermukaan adsorbent akibat adanya gaya tarik menarik
antara molekul adsorbat dengan tempat-tempat aktif dipermukaan adsorben.
Dengan demikian proses adsorpsi dapat terjadi antara padatan dengan
padatan, padatan dengan gas, padatan dengan cairan, gas dengan cairan dan cairan
dengan cairan dan dapat berlangsung baik secara fisik (physiosorption) maupun
14
secara kimia (chemisorptions). Bahan-bahan yang biasa digunakan sebagai adsorben
karena memiliki kemampuan adsorbsi yang baik adalah zeolit dan arang.
2.5.4 Metode aktivasi
Metode aktivasi yang umumnya digunakan dalam pembuatan karbon aktif
adalah:
a. Aktivasi fisika : aktivasi yang dilakukan melalui pemanasan pada suhu antara
300 – 400 0C dengan udara panas atau system vakum untuk melepaskan
molekul air atau hidrat alkali
b. Aktivasi kimia : aktivasi yang dilakukan dengan menggunakan larutan asam
seperti asam klorida atau asam yang lain yang bertujuan untuk membersihkan
permukaan pori, membuang senyawa penggangu (Suyartono dan Husaini,
1991).
2.9 Arang Tempurung Kelapa
Berdasarkan data Food and Agriculture Organization (FAO) bahwa dari 12
negara penghasil kelapa terbesar di dunia, Indonesia merupakan Negara penghasil
kelapa kedua terbesar dengan persentasi sebesar 33,94% setelah Filipina yang
persentasinya mencapai 36,25% (Suhartana, 2006).
Komposisi kimia tempurung kelapa yang dilaporkan Suhartana (2006)
berdasarkan hasil penelitian Chereminisoff (1978) antara lain selulosa 26,60 %, lignin
29,40%, pentosan 27,70 %, solvent ekstraktif 4,20 %, abu 0,62 %, Nitrogen 0,11 %
dan air 8,01 %.
Arang adalah suatu bahan padat yang berpori-pori dan merupakan hasil
pembakaran dari bahan yang mengandung karbon. Komponen arang terdiri dari
karbon terikat, abu, air, nitrogen dan sulfur dan pori-porinya tertutup oleh
hidrokarbon, ter, dan senyawa organik lain (Djatmiko,1985 dalam Rachmawati,
2004).
15
Menurut Hasler, (1974) dalam Rachmawati, (2004), arang aktif adalah arang-
arang halus yang berwarna hitam, tidak berbau, tidak mempunyai rasa higroskopis,
tidak larut dalam air, basa, asam dan pelarut organik. Arang aktif berbentuk amorf,
tersusun oleh unsur karbon, dan tidak terdekomposisi atau bereaksi setelah
digunakan.
Menurut FAO (Ferry,2002 dalam Rachmawati, 2004), kualitas arang ditentukan
oleh kadar air, kadar zat terbang, kadar abu, kadar karbon terikat, ukuran partikel, dan
kapasitas adsorbsi sedangkan mutu arang aktif dipengaruhi oleh bahan baku, bahan
pengaktif, dan proses pengolahan dan penetapan syarat mutu dan kualitas arang
berbeda untuk setiap Negara seperti di Indonesia hal ini diatur oleh Badan
Standarisasi Nasional Indonesia.
Arang tempurung kelapa dihasilkan dari pembakaran tempurung buah tua
dengan cara tertentu, dimana dalam proses pembakaran tersebut banyaknya udara
yang dimasukkan hanya sekedar cukup untuk proses karbonisasi. Sebagai bahan
bakar, arang lebih menguntungkan dibanding kayu bakar. Arang memberikan kalor
pembakaran yang lebih tinggi dan asap yang lebih sedikit (LIPI, 2002 dalam woda
2012).
Arang tempurung kelapa merupakan arang yang berasal dari limbah tempurung
kelapa yang sudah tidak dimanfaatkan lagi. Tempurung kelapa merupakan lapisan
yang keras dengan ketebalan 3 – 5 mm, sifat kerasnya disebabkan oleh banyaknya
kandungan silikat (SiO2) di tempurung tersebut. Dari berat buah kelapa 15–19 %
(g/g) merupakan berat tempurungnya (Palungkun, 2001).
Karbon dari tempurung kelapa banyak digunakan dalam berbagai aplikasi.
Kegunaaan karbon tempurung kelapa antara lain :
b. Aplikasi untuk gas
1. Menghilangkan gas beracun, bau busuk, asap dan menyerap racun.
2. Penyaringan berbagai bahan mentah dan reaksi gas
3. Menghilangkan bau dalam kamar pendingin dan mobil
c. Aplikasi untuk fasa cair
16
1. Menyaring dan menghilangkan warna, bau dan rasa yang tidak enak
pada makanan.
2. Menghilangkan warna dan bau pada arak atau minuman keras dan
minuman ringan.
3. Menyaring atau menghilangkan bau, warna, dan zat pencemar dalam
air, sebagai pelindung dan penukaran resin dalam alat atau
penyulingan air.
4. Mengatur dan membersihkan air buangan pada pencemaran logam
berat.
5. Penyulingan bahan mentah
2.6.1 Sifat arang aktif
Sifat arang aktif yang penting adalah daya serap dalam hal ini ada beberapa
factor yng mempengaruhi daya serap (adsorpsi) yaitu :
1. Sifat Adsorben
Karbon yang merupakan adsorben adalah suatu padatan berpori, yang
sebagian besar terdiri dari unsur karbon bebas dan masing–masing berikatan secara
kovalen. Dengan demikian permukaan arang bersifat non polar. Selain komposisi dan
polaritas struktur pori juga merupakan faktor yang penting diperhatikan. Struktur pori
berhubungan dengan luas permukaan, semakin kecil pori-pori arang, mengakibatkan
luas permukaan semakin besar. Dengan demikian kecepatan adsorpsi bertambah.
Untuk meningkatkan kecepatan adsorpsi maka digunakan arang yang telah
dihaluskan (Nick, 2008).
2. Sifat Serapan
Banyak senyawa yang diadsorpsi oleh arang, tetapi kemampuannya untuk
mengadsorpsi berbeda untuk masing-masing senyawa. Adsorpsi akan bertambah
besar sesuai dengan bertambahnya ukuran molekul serapan dari struktur yang sama.
Adsorpsi juga dipengaruhi oleh gugus fungsi, posisi gugus fungsi, ikatan rangkap
dan struktur rantai dari senyawa serapan (Nick, 2008).
17
3. Temperature
Dalam pemakaian karbon dianjurkan untuk meyelidiki temperatur pada saat
berlangsungnya proses. Karena tidak ada aturan umum yang bisa diberikan mengenai
temperatur yang digunakan dalam adsorpsi. Faktor yang mempengaruhi temperatur
adsorpsi adalah viskositas dan stabilitas termal senyawa serapan. Jika pemanasan
tidak mempengaruhi sifat-sifat senyawa serapan, seperti terjadi perubahan warna
menjadi dekomposisi, maka perlakuan dilakukan pada titik didihnya. Untuk senyawa
volatil, adsorpsi dilakukan pada temperatur yang lebih kecil (Nick, 2008)
2.7 Zeolit
Zeolit berasal dari kata “ zeinlitho “ yang berarti batuan berbuih. Zeolit
merupakan Kristal alumina silikat dengan rongga- rongga yang didalamnya berisi
ion- ion logam biasanya ion –ion logam alkali dan molekul air yang bergerak bebas .
Zeolit merupakan kelompok mineral yang dihasilkan dari proses hidrotermal pada
batuan beku basa, selain itu zeolit juga merupakan batuan endapan dari aktivis
vulkanik yang banyak mengandung unsure silica. Pada saat ini penggunaan mineal
zeolit semakin meningkat dalam penggunan industry kecil maupun industry besar
seperti di Amerika zeolit sangat diperlukan (Sarno H.1983).
Zeolit adalah suatu jenis mineral yang tersusun dari silika (SiO4) dan alumina
(AlO4) dengan rongga didalamnya yang berisi ion-ion logam, biasanya logam alkali,
alkali tanah dan molekul air (Arifin dkk, 1990 dalam Poerwadio dkk, 2004). Mineral
zeolit ini ditemukan pada tahun 1755 di Swedia oleh seorang ahli mineralogi bernama
F.A.F. Cronstedt dimana dia menemukan mineral stilbite yang ketika dipanaskan
molekul-molekul airnya teruapkan. Penggunaan zeolit alam secara meluas untuk
berbagai keperluan dimulai sejak tahun 1973. Dan nama zeolit sendiri berasal dari
bahasa Yunani yaitu dari kata “Zeni” yang berarti mendidih dan “lithos” yang berarti
batuan. Jadi berdasarkan asal katanya, zeolit berarti batu yang mendidih dan nama ini
juga menggambarkan sifat zeolit yang akan melepaskan air bila dipanaskan. Zeolit
merupakan material multi fungsi dan sudah banyak digunakan dalam dunia industri,
pengolahan makanan, pengolahan air dan untuk keperluan terkait sebagai adsorben,
18
penukar ion dan sebagai katalis (Lestari (2010), membagikan jenis zeolit alam
kedalam dua kelompok, yaitu :
1. Zeolit yang tersusun oleh beberapa jenis mineral zeolit dan mineral lain seperti
kalsit, kwarsa, renit, klorit, fluorit, dan mineral sulfida. Jenis ini berada diantara
celah-celah atau lapisan batuan.
2. Zeolit yang berupa batuan seperti klinoptiloit, analsim, laumontit, mordenit,
filipsit, erionit, kabasit, dan heulandit.
3. Zeolit alam merupakan mineral yang ditambang langsung dari alam dan masih
mengandung zat-zat impurities yang banyak seperti Na, K, Ca, Mg dan Fe serta
memiliki kristalinitas kurang baik sehingga zeolit tidak efektif untuk langsung
digunakan. Sehingga untuk meningkatkan efektivitas penggunaannya baik sebagai
adsorben, resin penukar ion maupun sebagai katalis, zeolit harus dimurnikan atau
dibebaskan dari pengotor-pengotor dengan melakukan aktivasi dan atau
memodifikasi sifat-sifat zeolit seperti luas permukaan dan keasaman. Poerwadio
dan Masduqi (2004), menggunakan zeolit alam Ponorogo untuk menurunkan kadar
besi dalam air limbah secara kontinue dengan memodifikasi diameter butiran zeolit
berturut-turut dari ukuran 10, 20, 30 dan 40 mesh dan variasi konsentrasi influen
Fe berturut dari 1, 2 dan 3 Mg/L. Dari hasil penelitian membuktikan bahwa zeolit
yang berdiameter paling kecil yakni 40 mesh memiliki efektifitas yang tinggi
dalam menurunkan kadar Fe dengan rata-rata nilai kapasitar tukar kation dan
kapasitar adsorbsi masing-masing sebesar 48,65±2,05 meq/100gr dan 21,45±1,55
meq/100gr.
2.7.1 sifat-sifat mineral zeolit
Banyak mineral zeolit yang terdapat dalam batuan sedimen terdiri dari
monomineral (satu jenis mineral), terutama untuk mineral klinoptilloit dan analsim,
hal ini sangat menguntungkan dalam penambangannya serta penggunaannya untuk
industri. Sifat yang menonjol dari mineral zeolit tersebut antara lain struktur kristal,
daya serap dan kapasitas pertukaran ion, sehingga sifat –sifat ini yakni sifat fisik,
yang berhubungan langsung dengan struktur kristal dan komposisi kimia.
19
2.7.2 struktur mineral zeolit
Seperti halnya mineral kwarsa dan felspar, maka mineral zeolit mempunyai
struktur kristal tiga dimensi tetrahedra silikat (SiO4-4) yang biasa disebut
tectosilicate. Dalam struktur ini sebagian silikon (tidak bermuatan atau netral),
kadang-kadang diganti oleh aluminium bermuatan listrik, sehingga muatan listrik
kristal zeolit tersebut bertambah. Kelebihan muatan ini biasanya diimbangi oleh
kation-kation logam K, Na, dan Ca yang menduduki tempat tersebar dalam struktur
zeolit alam yang bersangkutan. Dalam susunan kristal zeolit terdapat dua jenis
molekul air yaitu molekul air yang terikat kuat dan molekul air yang bebas. Berbeda
dengan struktur kisi kristal kwarsa yang kuat dan pejal, maka struktur kisi kristal
zeolit terbuka dan mudah terlepas. Volume ruang hampa dalam struktur zeolit cukup
besar kadang-kadang mencapai 50 Angstrom, sedangkan garis tengah ruang hampa
tersebut bermacam-macam, berkisar antara 2A hingga lebih dari 8A, tergantung dari
jenis mineral zeolit.
Gambar 4. Kerangka utama zeolit
20
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan waktu penelitian
Penelitian akan dilaksanakan pada bulan Januari - Februari di Laboratorium
Kimia Universitas Nusa Cendana Kupang.
3.2 Alat dan bahan
3.2.1 Alat
Alat yang di gunakan dalam penelitian ini antara lain :
Pipet Tetes, Penjepit, Pengaduk , Ayakan Ukuran 250 Mesh, Gelas ukur,
Gelas beaker, Labu Erlenmeyer, Palu Besi, picnometer,Viscometer, Neraca
Analitik, Oven Tanur
3.2.2 Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain : Zeolit Alam (diambil
dari Desa Ondorea, Kecamatan Nangapanda, Kabupaten Ende), Arang
Tempurung Kelapa, Sampel Minyak Goreng Bekas, Sampel Minyak Goreng
Curah(dibeli di Pasar Inpres), CH3COOH glasial, chloroform, NaCl 0,1 N,
K2CrO7 ,larutan KI, Na2S2O3.5H2O, KOH 0,1, Indikator Phenolptalein, Alcohol
95 %, H2SO4, Kertas saring.
3.3 Teknik pengambilan sampel
1. Sampel Minyak Goreng Bekas dibuat sendiri menggunakan minyak bimoli
dengan tiga kali penggorengan, selama 15 menit pada bahan makanan tahu
2. Sampel Minyak Goreng Curah dibeli di Pasar Oesapa , Kota Kupang
21
3.2 Prosedur Penelitian
3.2.1 Preparasi Adsorben
a. Zeolit
Zeolit alam diambil di Kabupaten Ende, dibersihkan dan dihancurkan dengan
palu besi kemudian dihaluskan dengan mortar agat. Serbuk zeolit alam diayak
dengan ayakan 250 mesh, untuk memperoleh butiran zeolit berukuran seragam.
Serbuk zeolit yang diperoleh kemudian dicuci dengan aquadest hingga filtratnya
jernih.
b. Arang
Tempurung kelapa yang telah dikumpulkan, dibersihkan kemudian dibakar
sampai terbentuk arang. Arang yang diperoleh dihaluskan dengan menggunakan
mortar agat. Serbuk arang yang diperoleh diayak dengan ayakan 250 mesh, untuk
memperoleh butiran arang yang berukuran seragam. Serbuk arang yang diperoleh
kemudian dicuci dengan aquadest hingga filtratnya jernih.
3.2.2 Aktivasi Arang Aktif dengan NaCI 3 M
Sebanyak 200 gram arang aktif ukuran 250 mesh direndam dengan 600 mL
NaCl 3M selama 30 menit sambil diaduk. Hasil yang diperoleh dicuci dengan
aquades sampai bebas ion Cl. Kemudian dikeringkan dalam oven pada temperature
1100C selama 2 jam.
3.2.3 Aktivasi Zeolit dengan NaCI 3 M
Sebanyak 200 gram zeolit ukuran 250 mesh direndam dengan 600 mL NaCl
3M selama 30 menit sambil diaduk. Hasil yang diperoleh dicuci dengan aquades
sampai bebas ion Cl . Kemudian dikeringkan dalam oven pada temperature 1100C
selama 2 jam.
22
3.2.4 Penentuan Kemampuan Adsorben Untuk Meningkatkan Kualitas
Minyak Goreng Bekas
Adsorben diinteraksikan dengan sampel minyak goreng bekas dengan volume
5 mL, 10 mL, 20 mL, 30 mL, 40 mL dan 50 mL melalui desain peralatan sebagai
berikut :
Penampung Adsorben I
5,4 cm
2,3 cm¾ x 5,4 cm = 4,05 cm
Penampung Adsorben
II
Penampung filtrate
Keterangan: pengisian adsorben pada penampung adsorben dilakukan dengan
tiga variasi berturut- turut untuk penampang adsorben I,dan II
sebagai berikut :
1. Arang aktif- zeolit tidak aktif
2. Arang aktif- zeolit aktif
3. Arang tidak aktif - zeolit tidak aktif
23
Adsorben yang sudah dijernihkan dengan aquadest dimasukkan kedalam
penampung adsorben setinggi ¾ (± 4,05 cm) bagian tabung dengan laju alir yang
dibuat konstan untuk semua perlakuan. Sampel dengan volume bervariasi
dimasukkan kedalam tabung penampung I, kemudian melewati penampung II hingga
akhirnya filtrat yang diperoleh akan tertampung pada tabung penampung filtrat.
Volume filtrat diukur dan dianalisis kadar air, viskositas, bilangan asam dan bilangan
peroksida.
3.2.5 Analisis Kualitas Minyak
1. Bilangan asam
a) Ditimbang 2,5 gram minyak goreng bekas dimasukan kedalam Erlenmeyer
b) Ditambahkan 12,5 ml Alcohol netral 95 %, dipanaskan selama 10 menit
dalam pemanas air sambil diaduk, setelah dingin ditambahkan 2 tetes indicator
PP dan dititrasi dengan menggunakan basa KOH 0,1 sampai terlihat warna
merah jambu.
Perhitungan :
bilangan asam=mL KOH × N KOH × BM asamlemakbobot minyak
2. Bilangan peroksida
a) Ditimbang sebanyak 5 gram minyak goreng bekas, kemudian ditambahkan 30
ml campuran asam asetat glacial dan kloroform ( dengan pembanding 3: 2)
b) Ditambahkan 0,5 ml larutan kalium iodide jenuh kedalam campuran tersebut
sambil dikocok selama 20 menit, kemudian ditambahkan aquades 30 ml lalu
dititrasi dengan natrium tiosulfat 0,01 N sampai terbentuk warna kuning
muda.
c) Larutan nitrat tersebut ditambahkan larutan pati 1% lalu dititrasi kembali
dengan natrium tiosulfat sampai jernih.
24
Perhitungan : angka peroksida=(Vs−Vb)× N × 1000
berat sampel
Dimana :
Vb = volume natrium tiosulfat untuk titrasi blanko
Vs = volume natrium tiosulfat untuk titrasi sampel
N = normalitas natrium tiosulfat yang digunakan dalam titrasi sampel
3. Kadar air
Penentuan kadar air dilakukan dengan memanaskan sampel dalam oven pada
suhu 105-110 0C
Langkah –langkahnya:
a) Dimasukan 5 gram minyak goreng bekas kedalam wadah tahan panas dan
ditimbang beratnya. kemudian diovenkan pada suhu 105-110 0C selama 30
menit.
b) Kemudian wadah yang berisi sampel didinginkan dalam desikator kemudian
ditimbang beratnya sampai konstan.
Perhitungan : kadar air=beratawal−berat keringberat awal
× 100
4. Viskositas
Penentuan viskositas minyak goreng bekas menggunakan viskometer oswald.
langkah-langkahnya :
a) Viskometer dicuci dengan HCl dan K2Cr2O7kemudian dikeringkan dengan
aseton.
b) Ditentukan massa jenis minyak goreng bekas dan air sebagai blanko dengan
picnometer.
c) Dialirkan air sebagai larutan standar dalam viskometer tswald ini dari garis a
dan b, dan dicatat waktu yang diperlukan.
d) Viskometer dibersihkan dan dikeringkan lagi kemudian dialirkan minyak
goreng bekas untuk ditentukan viskositasnya.
25
e) Diulangi langkah-langkah diatas untuk minyak goreng curah. Viskositas
dihitung dengan persamaan poiseuile :
μ 1μ 2
= ρ 1 t 1ρ 2 t 2
5 .Bau
Analisis bau dilakukan dengan menggunakan uji organoleptik. Larutan sampel
dengan volume yang sama, diletakkan di atas meja dan diberi kode yang
berlainan. Sebanyak 15 orang responden diminta untuk melakukan pembauan,
kemudian menyatakan ada atau tidaknya bau dari sampel.
6. Warna
Warna minyak goreng bekas dianalisis dengan menggunakan
Spektrofotometer Uv-Vis, dengan prosedur sebagai berikut : Diambil sejumlah
tertentu dari masing-masing sampel dan diukur serapannya pada panjang
gelombang maksimum ( max) yang disesuaikan dengan warna sampel.
26
DAFTAR PUSTAKA
Aisyah, S. 2010. Penurunan Angka Peroksida Dan Asam Lemak Bebas (FFA) Pada Proses Bleaching Minyak Goreng Bekas Oleh Karbon Aktif Polong Buah Kelor (Moringa Oliefera. Lamk) dengan aktifasi nacl. Skripsi. UIN Maulana Malik Ibrahim : Malang.
Hermawati. 2014. Potensi Sabut dan Tempurung Kelapa Untuk Meregenerasi Minyak Jelantah. Akademi Kimia Industri Santo Paulus: Semarang (Jurnal kimia Vol. 10, No 1 47-53 ).
Istighfaro, Nila. 2010. Peningkatan Kualitas Minyak Goreng Bekas Dengan Metode Adsorpsi Menggunakan Bentonit-Karbon Aktif Biji Kelor (moringa oliefera. Lamk) Skripsi. UIN Maulana Malik Ibrahim : Malang.
Juliandini, F dan Yulinah T. 2008 Uji Kemampuan Karbon Aktif dari Limbah Kayu Dalam Sampah Kota untuk Penyisihan Fenol. Surabaya : Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Ketaren, S. 1986. Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak . Universitas Indonesia : Press Jakarta.
Ketaren, S. 1986. Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan. Ed.6 Universitas Indonesia dalam Kusumastuti. 2004. Kinerja Zeolit dalam Memperbaiki Mutu Minyak Goreng Bekas. Jurnal. Teknol. Dan Industri Pangan : Vol. XV
Muallifah, S. 2009. Penentuan Angka Asam Thiobarbiturat (TBA) dan Angka Peroksida pada Minyak Goreng Bekas Hasil Pemurnian dengan Biji Kelor (Moringa oleifera. Lamk). Malang: Jurusan Kimia. Fakultas Sains dan Teknologi. Malang : Universitas Islam Negeri
Nick. 2008. Fungsi dan Kegunaan Arang Batok Kelapa. (Artikel). Group yahoo. [diakses tanggal 3 oktober 2013].
Ola Pius dan Nesimnasi. 2012. Pemanfaatan Zeolit Alam Untuk Meningkatkan Kualitas Minyak Goreng Bekas. Jurusan Kimia FST Undana : Kupang. Jurnal kimia (Vol 12 No 1).
Palungkun, R. 2001. Aneka Produk Olahan Kelapa. Cetakan VIII. Jakarta
Swadaya Sutiah, K. Sofjan, Firdausi, Wahyu Setya Budi. 2008 Studi Kualitas Minyak Goreng Dengan Parameter Viskositas Dan Indeks Bias. Laboratorium Optielektronik dan Laser : FMIPA,UNDIP.
27
Sutiah, K, Sofian Firdaus, WahyuSetia Budi., 2008 Studi Kualitas Minyak Goreng dengan parameter Viskositas dan Indeks Bias. Jurusan Fisika FMIPA UNDIP.
Sabarudin, A. 1996. Aktivasi Arang Tempurung Kelapa dengan NaCl dan GasCO2 dalam Reaktor Fluidasi. Skripsi. Jurusan kimia. Fakultas MIPA. Malang: Universitas Brawijaya
Tawa, Bibiana. Aktivasi Asam Pada Zeolit Alam Asal Kabupaten Ende Dan Pemanfaatanya Sebagai Bahan Pelunakan Air Sadah Di Kota Kupang, Jurusan Kimia FST, Undana Vol 12 No 1.
Suyartono dan Husaini. 1991. Tinjauan terhadap kegiatan penelitian karakterisasi dan pemanfaatan zeolit Indonesia yang dilakukan PPTM Bandung periode 1890 – 1991. Bulletin PPTM. Bandung.. Woda, A. 2012. pemanfaatan zeolit alam dan arang tempurung kelapa untuk meningkatkan kualitas air limbah tahu, Skripsi FST-UNDANA, Kupang
Winarno, 2004, Kimia Pangan dan Gizi, Gramedia : Jakarta
28
top related