Tugas 1. Analisis proses pembuatan asam lemak Twichell, Batch Autoclave, dan Proses Kontinyu.

Asam Lemak (Fatty Acid)Asam lemak dan asam lemak metil ester mungkin adalah dasar yang paling penting dalam oleokimia di Industri oleokimia. Asam lemak digunakan sebagai bahan awal pembuatan sabun, rantai medium trigliserida, polyester, alkanolamides, dan banyak lagi.A. Kimia Pada Fat SplittingMinyak kelapa, seperti lemak lainnya atau minyak, dapat dihidrolisis atau displit ke dalam asam lemak dan gliserine yang cocok. Rekasinya dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Pada kasus minyak kelapa, fraksi asam lemak adalah C8 sampai C18 dengan sedikit kandungan C6. Fat splitting secara utama adalah sebuah reaksi homogen yang berjalan didalam stage. Asam lemak radikal diganti dari satu trigliserida pada suatu waktu dari tiga ke dua dan mono. Sebuah splitting tidak lengkap mengandung monogliserida dan digliserida begitu juga trigliserida. Selama tahap awal, proses reaksi lambat, dibatasi oleh kelarutan yang rendah dari air didalam asam lemak. Tahap akhir digolongkan oleh sebuah laju reaksi yang akan berhenti, seperti pembebasan asam lemak, dan produk samping gliserin sampai pada kondisi titik kesetimbangan.Fat splitting merupakan reaksi bolak-balik. Pada titik kesetimbangan, laju hidrolisis dan re-esterifikasi adalah sama. Produk samping gliserin harus diambil secara kontinyu sehingga reaksi dapat selesai.Naiknya temperatur dan tekanan pada saat reaksi karena naikknya kelarutan air didalam fase minyak dan juga tingginya energi aktivasi. Temperatur, secara khusus mempunyai ekfek yang signifikan. Sebuah kenaikan temperature dari 150 menjadi 220 oC dapat menaikkan kelarutan air 2 sampai 3 kali.Kehadiran sejumlah kecil asam mineral, seperti asam sulfur atau beberapa jenis metal okisda seperti seng atau magnesium oksida mempercepat reakasi splitting. Metal okisda adalah katalis sejati dan juga membantu membentuk emulsi.B. Proses Fat SplittingAda paling sedikit 4 metode yang diketahui dalam fat splitting. Yaitu Proses Twichell, Proses Batch Autoclave, Proses kontinyu dan Proses enzimatis.1. Proses TwichellProses twichell adalah salah satu dari proses yang paling awal untuk fat splitting. Juga tetap digunakan sampai sekarang karena mempunyai harga yang relatif kecil untuk instalasi dan operasi. Tapi tidak dikomersialkan secara besar karena dapat mengkonsumsi energi tinggi dan kualitas produk yang buruk. Proses menggunakan reagen twichell dan asam sulfur untuk katalis dan hidrolisis. Reagen adalah campuran sulfonasi dari oleic dan asam lemak lainnya serta napthalen.Operasi dilanjutkan di sebuah wooden, lead lined, acid-resistant vat, dimana lemak dan air berjumlah kira kira setengah dari lemak, 1-2% asam sulfur, 0,75-1,25% reagent twichell dipanaskan pada tekanan atmospher selama 36-48 jam, menggukana steam. Proses ini biasanya diulang 2 sampai 4 kali. Menarik keluar campuran gliserin-air pada setiap step. Pada step akhir, air ditambahkan dan campuran dipanaskan untuk menghilangkan sisa asam.Kekurangan menggunakan proses twichell: Waktu reaksi yang panjang, Konsumsi steam yang tinggi dan Mengalamai perubahan warna dari asam lemak.2. Proses Batch AutoclaveProses batch autoclave adalah metode komersial yang paling lama digunakan untuk proses grade tinggi splitting untuk memproduksi light colored asam lemak. Proses batch autoclave juga lebih cepat daripada proses twichell, hanya membutuhkaan waktu 6-10 jam. Proses destilasi digunakan untuk membuang ester gliserida.Proses ini juga menggunakan katalis, seperti zinc, magnesium dan kalsium oksida. Dari semuanya, zinc yang paling aktif. Sekitar 2-4% katalis digunakan dan sedikit debu zinc ditambahkan untuk memperbaiki warna dari asam lemak.Autoclave berbentuk slinder tinggi, berdiameter 1220-1829 milimeter dan mempunyai tinggi 6-12 meter, dibuat dengan logam anti korosif dan secara penuh terisolasi. Sebuah injeksi dari steam memberikan agitasi, meskipun sama didalam penggunaanya, juga menggunakan agitator mekanik.Didalam pengoperasian, autoclave diisi dengan lemak, air dengan jumlah setengah dari lemak, dan katalis. Steam dialirkan melalui displace any dissolved air, dan kemudian autoclave ditutup. Steam diberikan untuk menaikkan tekanan mencapai 1335 kPa dan diinjeksikan secara kontiyu pada bagian bawah lubang untuk menjaga agitasi dan tekanan operasi. Lebih dari 95% konversi dicapai setelah 6-10 jam. Isi dari autoclave ditransfer ke settling tank dimana dua lapisan terbentuk. Asam lemak berada pada lapisan atas dan gliserin (sweetwater) berada pada bagian bawah. Lapisan asam lemak ditarik, dan dilewati pada asam mineral untuk merubah menjadi bentuk sabun. Dan tahap akhir, dicuci untuk menghilangkan asam mineral yang tersisa.3. Proses KontinyuProses kontinyu beraliran countercurrent, prosesnya bertekanan tinggi. Lebih popular diketahui sebagai proses colgate-emery, paling efisien untuk metode sekarang pada proses hidrolisisnya. Tekanan dan temperatur tinggi digunakan untuk menghasilkan waktu reaksi yang pendek. Aliran countercurrent dari lemak dan air memproduksi splitting dengan kadar tinggi tanpa membutuhkan katalis. Bagaimanapun juga, sebuah katalis mungkin digunakan untuk menaikkkan laju reaksi.Splitting tower adalah jantung dari proses. Sebagian besar splitting tower mempunyai konfigurasi yang sama dan secara utama beroperasi sama. Tergantung kapasitas, tower dapat berdiameter 508-1220 milimeter dan tinggi 18-25 meter dan dibuat dengan bahan material anti korosif seperti stainless steel 316 atau inconel alloy yang didesain untuk operasi pada tekanan sekitar 5000 kPa.Gambar 1. Memperlihatkan sebuah plant splitting lurge-single stage countercurrent. Lemak dialirkan melalui sparge ring. Sekitar 1 meter dari bagian bawah dengan sebuah pompa bertekanan tinggi. Air dimasukkan dekat bagian atas dengan rasio 40-50% berat dari minyak. Temperature splitting 250-260 oC.Bahan baku lemak melewati sebuah fase coheren dari bawah ke atas melalui tower. Proses Split Kontinyu countercurrent hight pressure lebih efisen daripada proses lainnya, karena : Waktu reaksi hanya 2-3 jam. Sedikit perubahan wakna terjadi pada asam lemak. Pemakaian penukar panas yang juga efisien. Proses ini juga menghasilkan pemakain steam yang ekonomis.

Gambar 1. Single stage countercurrent splitting

(sumber. Chemical Technology of Cosmetics, Penerbit: John Wiley & Sons, 27 Nov 2012, Oleh Kirk-Othmer. Diakses dari http://books.google.co.id/)