Asam
lemak adalah senyawa alifatik dengan gugus karboksil. Bersama-sama
dengan gliserol, merupakan penyusun utama minyak nabati atau lemak dan merupakan bahan baku untuk semua lipida pada
makhluk hidup. Asam ini mudah dijumpai dalam minyak masak (goreng), margarin,
atau lemak hewan dan menentukan nilai gizinya. Secara alami, asam lemak bisa
berbentuk bebas (karena lemak yang terhidrolisis) maupun terikat sebagai
gliserida. Asam lemak dibedakan menjadi asam lemak jenuh dan
asam lemak tak jenuh. Asam lemak jenuh hanya memiliki ikatan
tunggal di antara atom-atom
karbon
penyusunnya, sementara asam lemak tak jenuh memiliki paling sedikit satu ikatan ganda
di antara atom-atom karbon penyusunnya. Asam lemak tak jenuh dianggap
bernilai gizi lebih baik karena lebih reaktif dan merupakan antioksidan di
dalam tubuh. Salah satu jenis asam lemak tak jenuh adalah asam oleat,
merupakan asam lemak tak jenuh yang paling banyak ditemukan di hampir seluruh
bahan makanan baik hewani maupun nabati.
Asam oleat dinamakan demikian karena berasal dari olein, atau olive oil karena asam oleat merupakan
komponen utama penyusun minyak zaitun. Asam oleat dapat dikategorikan
sebagai asam lemak esensial yang berarti kehadirannya dibutuhkan oleh tubuh
namun asam oleat tidak dapat diproduksi di dalam tubuh dan hanya bisa
didapat melalui sumber eksternal tubuh.
Asam oleat
merupakan salah satu bahan dasar dan bahan antara dalam industri kimia. Di Indonesia asam oleat
digunakan dalam industri minuman, seperti pembuatan susu, industri sabun dan deterjen, kosmestik,
minyak goreng, dan industri
bahan makanan. Selain itu dalam turunannya asam oleat pada beberapa industri
kimia juga digunakan sebagai plasticizers,
solven, pelumas dan agent untuk pengolahan air.
Asam
oleat dapat dihasilkan dari fraksinasi asam lemak yang diperoleh dari proses pengubahan minyak
menjadi asam lemak. Dalam hal ini proses yang digunakan adalah proses
hidrolisis.
Dalam
industri asam oleat banyak digunakan sebagai
surface active, emulsifier , dan dalam
produk - produk kosmetika. Asam
oleat pada suhu ruang berupa cairan kental dengan warna kuning pucat atau kuning kecokelatan. Asam ini memiliki aroma yang khas. Ia tidak larut
dalam air, titik leburnya 14°C dan titik didihnya 360°C.
Reaksi hidrolisis antara
trigliserida dengan air sebagai berikut:
C3H8(COOR)
3(l) + 3 H2O(l)
====> C3H8O3(l) + 3 RCOOH(l)
Secara umum terdapat 2 metode umum yang
dapat digunakan untuk hidrolisis minyak sawit membentuk asam minyak, yaitu :
1) Metode dengan
katalisator
Reaksi hidrolisis dapat dijalankan pada tekanan atmosferis
dengan bantuan katalisator asam sulfat H2SO4 pada
suhu sekitar 100°C. Konversi yang
dicapai rendah dan proses pemisahan produk akan lebih sulit karena dibutuhkan
alat tambahan untuk memisahkan asam sulfat yang ada.
( Ernesto Bernardini, 1982 )
2) Metode tanpa katalisator
Dengan kondisi operasi :
Suhu : 190°C
– 255°C
Tekanan : 45 atm
Fase :
Cair
Reaksi hidrolisis
dijalankan pada tekanan 45 atm dengan suhu operasi sekitar 250°C. Konversi
hidrolisis dapat mencapai 98%. Dengan reaktor yang berbentuk kolom tinggi Splitting tower maka akan langsung terpisahkan antara fase
asam lemak fatty acid dengan fase
gliserol-air. Untuk mendapatkan asam oleat dari campurannya dengan asam lemak
yang lainnya yang terdapat pada hasil hidrolisis, dilakukan dengan menara
distilasi/fraksinasi yang dioperasikan pada tekanan vakum.
( Ernesto Bernardini, 1982 )
URAIAN PROSES
Minyak
sawit dari tangki penyimpan (T-01) dipompa sehingga tekanannya naik dari 1 atm
menjadi 1,6 atm, selanjutnya dipanaskan di heat exchanger 01 (HE-01) sehingga
suhunya naik dari 30°C menjadi 80°C sebelum diumpankan ke dalam menara
bleaching (MB-01). Di dalam menara bleaching kotoran-kotoran yang masih terikut
dalam minyak sawit diambil oleh bahan
isian yang berupa karbon aktif. Minyak sawit yang sudah bersih dan keluar dari
menara bleaching selanjutnya dipanaskan di dalam heat exchanger 02 (HE-02) sehingga suhunya naik menjadi 190°C sebelum
diumpankan ke dalam Reaktor (R-01).
Minyak
sawit diumpankan ke dalam Reaktor pada posisi di atas dasar reactor. Pada saat
yang sama air proses yang berasal dari unit utilitas dipompa sehingga tekanan
menjadi 45 atm dan dipanaskan di heat exchanger 03 (HE-03) sehingga suhunya
naik dari 30°C menjadi 190°C. Air proses ini diumpankan pada bagian bawah dari
puncak reactor, sehingga terjadi reaksi antara minyak sawit dan air. Agar suhu
reaksi sekitar 250°C dan karena reaksi bersifat endotermis (membutuhkan panas)
maka steam dengan tekanan 45 atm diinjeksikan pada 2 titik dengan massa
tertentu sehingga konversi hidrolisis bisa mencapai 98% tanpa bantuan katalisator
apapun.
Reaktor
yang digunakan adalah kolom tegak yang diistilahkan sebagai Splitting Tower. Asam minyak (fatty acid) dengan sebagian air akan
keluar dari sisi atas reactor karena rapat massa yang lebih rendah. Di dasar
reactor akan diperoleh larutan gliserol dalam air dengan rapat massa yang lebih
besar.
Asam
minyak dan air yang keluar dari puncak reactor kemudian diumpankan ke dalam
Flash drum 01 (FD-01) sehingga air akan menguap dan menyisakan campuran asam
minyak tanpa air. Demikian juga dengan hasil bawah reactor diumpankan ke dalam
flash drum 02 (FD-02) dimana sebagian besar air akan menguap. Larutan gliserol
yang keluar dari FD-02 kemudian diumpankan ke dalam Evaporator (EVA-01) untuk
meguapkan sebagian air sehingga akan diperoleh larutan gliserol 80% sebagai
produk samping. Larutan glieserol 80% keluar evaporator selanjutnya didinginkan
di HE-06 sehingga suhu turun menjadi 40°C sebelum ditampung ke dalam tangki
produk samping (T-03).
Campuran
asam minyak yang keluar dari FD-01 kemudian dipanaskan didalam heat exchanger 04
(HE-04) sehingga suhunya naik menjadi 276°C kemudian diumpankan ke dalam Menara
distilasi 01 (MD-01).
Menara
distilasi 01 dioperasikan pada tekanan
vakum karena tingginya titik didih asam minyak pada tekanan atmosferis. Menara
distilasi 01 (MD-01) digunakan untuk memisahkan fraksi asam minyak yang
mempunyai titik didih lebih rendah seperti asam miristat, asam palmitat dan
asam linoleat dengan sedikit asam oleat
dan diperoleh sebagai hasil atas. Hasil atas MD-01 dengan kandungan asam
palmitat sebesar 83% selanjutnya didinginkan di dalam Flaker 01 (FL-01)
sehingga suhu turun menjadi 40°C dan dalam bentuk padat karena titik beku
diatas 40°C. Selanjutnya asam palmitat ini ditampung ke dalam bin (B-01).
Hasil bawah MD-01 yang berupa sebagian besar asam
oleat dan asam stearat diumpankan ke
dalam menara distilasi 02 (MD-02). Menara distilasi 02 digunakan untuk
memisahkan asam oleat dari campurannya dengan asam stearat sehingga diperoleh
sebagai hasil atas dengan kemurnian 93%. Asam oleat kemudian didinginkan di
heat exchanger 05 sehingga suhu turun menjadi 40°C dan ditampung ke dalam
tangki produk (T-02). Sedangkan hasil bawah yang berupa sebagian besar asam
stearat dan sisa trigliseride didinginkan di dalam Flaker 02 (FL-02) sehingga
suhu turun menjadi 40°C dan dalam bentuk padat karena titik beku diatas 40°C.
Selanjutnya asam stearat ini ditampung
ke dalam bin (B-02).
DATA UNTUK REAKTOR
Jenis: Reaktor Tabung
Tegak dengan aliran lawan arah
Kondisi operasi:
Suhu : ± 250°C
Tekanan : ± 45 atm
Sifat reaksi : endotermis
Kondisi proses : non adiabatis-non isotermal; dengan pemanas berupa steam dengan injeksi langsung
Kinetika reaksi
Reaksi hidrolisis antara
trigliserida dengan air sebagai berikut:
C3H8(COOR)
3(l) + 3 H2O(l)
====> C3H8O3(l) + 3 RCOOH(l)
Reaksi hidrolisa minyak nabati merupakan reaksi bolak-balik dengan
persamaan kecepatan reaksi :
rA = ko.(Cm .Ca - Cg.Cma / K )
dengan :
rV =
kecepatan reaksi trigliseride, kmol/j.m3
Cm, Ca =
konsentrasi trigliserid dan air, kmol/m3
Cg, Cma =
konsentrasi gliserol dan asam minyak, kmol/m3
ko =
koefisisen kecepatan reaksi overall, m3/j.kmol
= 296 x exp (-3894/T)
K =
konstanta kesetimbangan
= exp(33,979-16933/T)
T =
suhu, K
Harga konstanta
kecepatan reaksi di atas dihitung dari data yang terdapat pada Ernersto
Bernadini, Raw Material and Extraction
Techniques, 1983, Vol. I., Publishing House, B.E.Oil, Rome
Tidak ada komentar:
Posting Komentar