makalah fat splitting

7/21/2019 Makalah Fat Splitting

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-fat-splitting-56da175e87c15 1/17

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Permintaan akan produk oleokimia yang sangat tinggi. Hal ini dapat

dimaklumi karena produk oleokimia mempunyai beberapa keunggulan

dibandingkan produk petrokimia, seperti harga, sumber yang dapat diperbaharui

dan produk yang ramah lingkungan. Pada saat ini industri oleokimia masih

berbasis kepada minyak / trigliserida sebagai bahan bakunya. Hal ini terjadi

karena secara umum, para pengusaha masih ragu untuk terjun secara langsung ke

industri oleokimia. Masih sangat jarang dijumpai sebuah industri yang mengolah

bahan baku langsung menjadi bahan kimia tanpa melalui trigliserida. Padahal

secara ekonomi dan teknik, banyak produk dari bahan alami yang bisa diolah

langsung dari bahan nabati tanpa melalui trigliserida.

Gambar 1. Bagan Alir Produksi Oleokimia Seara Umum

Produksi oleokimia dasar yang telah dilakukan dalam

industri adalah melalui proses termik (menggunakan suhu 250 °C

dan tekanan sekitar 50 atm), yaitu, melalui proses pemecahan

lemak (fat splitting), esterifkasi, transesterifkasi dan

1



hidrogenasi. Proses tersebut memerlukan energi tinggi serta

investasi peralatan yang mahal dan mutu produk yang dihasilkan

tidak terlalu baik ditinau dari !arna dan baunya sebagai akibat

proses panas tersebut.

"alam makalah ini dibahas empat metode # proses

pemecahan lemak yaitu proses $!itchell, proses autoclave batch,

proses kontinu, dan proses secara e%imatis.

&elain keempat metode pemecahan lemak diatas,karena

keempat metode digunakan pada skala lab,maka untuk skala

besar digunakan metode colgate emery,yaitu dengan

meman'aatkan uap dari suhu tunggu tinggi yaitu 52 dengan

tekanan tinggi 5 * +0 dengan kapasitas produksi 5000

pound#am,prinsip kera nya pada proses metode ini hampir sama

dengan proses reaksi dasarnya.

"isini dapat dilihat pada gambar diba!ah ini.

1.!. "u#uan

Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah untuk mengetahui beberapa

metode dalam pemecahan lemak. Selain itu, makalah ini disusun untuk

melengkapi tugas mata kuliah Proses Industri Petro dan leokimia.

1.$. Batasan %asala&

!



"alam penulisan makalah ini penulis membatasi masalah pada proses

pemecahan lemak yaitu proses $!itchell, proses autoclave batch,

proses kontinu, dan proses secara e%imatis, serta perbandingan

antara keempat proses tersebut.

BAB II

"IN'AUAN PUS"A(A

!.1. Landasan "eori

Suatu lipid dide#inisikan sebagai senya$a organik yang terdapat dalam

alam serta tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik non%polar

seperti suatu hidrokarbon atau dietil eter. Salah satu anggota dari golongan lipid

ini adalah lemak yang tergolong dalam lipid netral.

&emak merupakan sumber energi dalam akti'itas tubuh manusia, yang bila

dioksidasi secara sempurna dalam tubuh menghasilkan (,) kalori lemak per 1

gram. &emak sebagai bahan pangan dibagi menjadi ! golongan, yaitu * 1+ lemak

yang siap dikonsumsi tanpa harus dimasak edible fat consumed uncooked +

misalnya mentega, margarin dan lemakyang biasa digunakan dalam kembang

gula, dan !+ lemak yang dimasak bersama bahan pangan atau dijadikan sebagai

bahan pengantar panas dalam memasak bahan pangan, misalnya minyak goreng,

shortening dan lemak babi.

"isamping kegunaannya sebagai bahan pangan, lemak juga ber#ungsi

sebagai bahan pembuatan sabun, bahan pelumas misalnya minyak jarak+, sebagai

obat%obatanmisalnya minyak ikan+, sebagai pengkilat catterutama yang berasal

dari golongan minyak mengering+.

Produk dunia dari lemak diperkirakan akan meningkat setiap tahunnya,

kenaikan produksi ini terutama disebabkan karena melimpahnya panen biji%bijian

sebagai sumber lemak.

Sumber Lemak

)



&emak dihasilkan oleh alam yang dapat bersumber dari bahan he$ani atau

nabati. -arena dalam he$an atau tumbuhan itu lemak tersebut ber#ungsi sebagai

cadangan energi. &emak bisa diklasi#ikasikan berdasarkan sumbernya, sebagai

berikut *

1. ersumber dari tanaman.

a. iji%bijian pala$ija * jagung, biji kapas, kacang, $ijen, kedele,

bunga matahari.

b. -ulit buah tanaman tahunan * aitun dan kelapa sa$it.

c. iji%bijian dari tanaman tahunan * kelapa, coklat, inti sa$it,

babassu, cohune dan sejenisnya.

!. ersumber dari he$an *

a. Susu he$an peliharaan * lemak susu.

b. "aging he$an peliharaan * lemak sapi dan turunannya oleostearin,

oleo oil dari oleo stock, lemak babi dan muttor tallo$.

0dapun perbedaan umum antara lemak nabati dan he$ani adalah *

1+ lemak he$ani mengandung kolesterol,

!+ kadar asam lemak tidak jenuh pada lemak he$ani lebih kecil dari lemak nabati,

)+ lemak he$ani mempunyai bilangan eichert%Meissl lebih besar dari bilangan

Polenske lebih kecil dibandingkan dengan minyak nabati.

&emak nabati dan he$ani dapat diklasi#ikasikan bedasarkan si#at #isiknya

berikut dengan contohnya *1. &emak nabati, seperti * lemak biji coklat, inti sa$it, cohune, babassu,

tengka$ang, nutmeg butter, shea butter.

!. &emak he$ani *

a. &emak susu butter #at+, seperti * lemak dari susu sapi, kerbau,

kambing, dan domba.

b. He$an peliharaan, seperti * lemak babi, skin grease, mutton tallo$,

lemak tulang, lemak/gemul $ool.

2



&emak dalam tanama dibentuk dalam sel hidup yang merupakan hasil dri

serangkaian reaksi yang kompleks alam proses metabolisme.

Molekul lemak disintesa dengan proses kondensasi dari suatu molekul

gliserol dengan tiga molekul asam lemak. Molekul asam lemak dan gliserol

tersebut dibentuk dari hasil oksidasi karbohidrat secara proses metabolisme

berlangsung.

3liserol

-arbohidrat &emak%air

0sam lemak bebasProses pembentukan lemak dalam tanaman terdiri dari tiga tahap, yaitu *

1. Sintesa gliserol.

3ilserol disintesa dari dihidroksi aseton #os#at, yang merupakan salah satu

hasil penguraian #ruktosa di#os#at oleh enim oleh aldose dalam tanaman.

"ihidroksi aseton #os#at direduksi menjadi gliserol #os#at dan akhirnya

diubah menjadi gliserol dengan proses de%phaphorilase.

!. Sintesa asam lemak.

0sam lemak dihasilakan dari reaksi dua persenya$aan yang

m,engandung karbon, yang etrbentuk selama proses metabolisme misalnya

asam asetat, asetaldehida, dan alkohol etanol+. "alam kondisi anaerob,

asam lemak dalam tanaman disintesa oleh bakteri tertentu. Sebagai contoh

adalah sintesa asam butirat dan asam kaproat oleh bakteri 4lostridium

-luy'eri, dengan reaksi sebagai berikut *

! 4H)H 5 4H)4H → KluyveriC . 4H)4H!+!4H 5 H!

0sam butirat

4!H6H 5 4H)4H → KluyveriC . 4H)4H!+24H 5 !H!

0sam kaproat

). -ondensasi gliserol dan asam lemak sehingga membentuk lemak.

Proses pembentukan lemak atau minyak dalam tanaman

merupakan proses esteri#ikasi gliserol dengan asam lemak. Sebagai contoh

adalah proses pembentukan palmitin.

6



7nim lipase biasanya terdapat dalam biji%bijian yang dapat

mengandung lemak misalnya kacang kedele, biji jarak, biji bunga

matahari, biji jagung dan juga terdapat dalam daging he$an serta beberapa

jenis bakteri.

&emak he$ani bersumber dari tubuh he$an, yang terdapat dalam

jaringan adipose. 8enis%jenis lemak he$ani yang telah banyak dikenal

adalah lemak susu, kuning telur, lemak sapi, lemak babi,lemak sumsum,

lemak ayam, lemak ikan paus, ikan hiu, dan sebagainya.

!.!. Proses Pemea&an Lemak )Fat Splitting *

Minyak atau lemak dapat dihidrolisis atau dipecah menjadi at asam yang

mengandung lemak dan gliserin, reaksinya sebagai berikut *

Pada suhu kamar minyak ber$ujud #ase cair sedangkan lemak dalam #ase

padat. -arakteristik trigliserida ditentukan oleh komponen asam lemak

pembentuknya. -arena sebagian besar dari komponen trigliserida adalah asam

lemak. Trigliserida yang direaksikan dengan air pada temperatur dan tekanan

tertentu akan menghasilkan lemak dan gliserol. Sepanjang langkah a$al, reaksi

berproses pelan%pelan, karena dibatasi oleh daya larut air dalam #ase minyak. Pada

langkah yang kedua , reaksi berproses dengan cepat yang disempurnakan dengan

semakin besarnya daya larut air dalam at asam yang mengandung lemak itu.

&angkah yang akhir ditandai oleh suatu reaksi penyusutan at asam yangmengandung lemak.

Peningkatan tekanan dan temperatur dapat mempercepat reaksi itu oleh

karena daya larut air juga meningkat dalam #ase minyak dan tenaga pengakti#an

lebih tinggi. Temperatur, merupakan suatu e#ek penting. "alam suatu peningkatan

temperatur dari 169 ke !!9 o4 dapat meningkatkan daya larut air dua sampai tiga

kali.

:



-ehadiran sejumlah kecil asam mineral, seperti asam belerang atau oksida

metal tertentu, seperti seng atau oksida magnesium, dapat mempercepat reaksi.

ksida metal ini adalah katalisator yang baik, yang dapat membantu pembentukan

emulsi.

Proses pemisahan lemak fat splitting + ada 2 empat+ macam *

) 1 * Proses "+it&ell

Proses t$itchell adalah proses yang mula%mula dikembangkan pada

pemisahan lemak. Proses ini masih menggunakan cara yang sederhana,

disebabkan murah serta kemudahan dari instalasi dan operasi. Tetapi proses ini

membutuhkan energi yang besar dan kualitas produk yang rendah. Proses

pemisahan menggunakan reagen T$itchell dan H!S2 sebagai katalis dalam

hidrolisis. eagennya adalah campuran dari oleic atau asam lainnya dengan

naptalen tersul#onasi.

perasi terjadi dalam suatu wooden lead-lined , atau tong tahan asam.

-andungan yang terdiri dari air yang jumlahnya ; < dari lemak, H!S2 1%! = dan

reagen T$itchell 9,>6%1,!6 = dipanaskan sampai mendidih pada tekanan atmos#er

selama ):%2? jam, menggunakan steam terbuka. Proses biasanya diulangi dua

sampai empat kali, #asa tiap tahap menghasilkan larutan gliserin dan air. Pada

tahap akhir, air ditambahkan dan campuran dipanaskan kembali hingga mendidih

guna mencuci asam yang tertinggal.

Pada periode reaksi yang panjang, steam yang dibutuhkan menjadi tinggi

dan diskolorisasi asam lemak tidak merata sehingga pemakaian proses ini tidak menguntungkan.

>



Gambar !. Proses "+it&ell.

) ! * Proses Autola,e Bat&

Proses ini adalah metode komersial yang membutuhkan $aktu yang cukup

lama dalam pemisahan. 0sam yang disediakan harus dalam jumlah yang cukup

banyak untuk menghasilkan at ligh-clored . Proses ini lebih cepat dibandingkan

dengan proses T$itchell, butuh $aktu selama :%19 jam sampai selesai. Pemisahan

menggunakan katalis inc, Mg atau kalsium oksida. "ari semua katalis yang

paling akti# adalah inc. Sekitar !%2 = katalis digunakan dan sejumlah dari serbuk

inc ditambahkan untuk meningkatkan $arna dari asam lemak.

0utocla'e merupakan silnder yang tinggi, dengam diameter 1!!9%1?!(

mm dan tinggi :%1! m dibuat dari alloy yang tahan terhadap korosi corrosion-

resistant alloy+ dan terlindungi secara penuh. Penginjeksian steam menyebabkan

terjainya pengadukan, meskipun pada beberapa kondisi digunakan mesin

pengaduk.

"alam operasi, autocla'e diisi dengan lemak dan air yang jumlahnya

sekitar ; < dari lemak+ dan katalis. Steam dihembuskan guna menggantikan

udara terlarut dan autocla'e ditutup. Steam yang digunakan untuk menaikkan

tekanan sampai 11)6 kPa dan diinjeksikan secara kontiniu, sementara sebagian

kecil kisi%kisi menjaga agitasi dan tekanan operasi. -on'ersi dapat dicapai lebih

dari (6= setelah :%19 jam.

?



Isi dari autocla'e dipindahkan ke tangki, dimana terbentuk asam lemak

dibagian atas dan gliserin pada bagian ba$ah. 0sam lemak yang terbentuk

ditambahkan asam mineral untuk memisahkan kandungan sabun dan selanjutnya

dilakukan pencucian kembali guna memisahkan sisa asam mineral.

Gambar $. Proses Autola,e Bat&

) $ * Proses (ontinu

Proses kontiniu merupakan proses pemisahan lemak dengan menggunakan

suhu dan tekanan yang tinggi. Proses pemisahan asam lemak lebih dikenal dengan

proses Coltage-Emery, merupakan metode yang paling e#isien dalam hidrolisislemak. Suhu dan tekanan tinggi dipergunakan untuk mempercepat $aktu reaksi.

0liran counter current dipenuhkan oleh minyak dan air guna menghasilkan suatu

derajat pemisahan yang maksimal tanpa memerlukan katalis.

Menara pemisah merupakan bagian utama dari proses ini. -ebanyakan

dari menara pemisah mempunyai kon#igurasi sama dan dioperasikan dengan cara

yang sama. Tergantung dari kapasitas, menara bisa berkapasitas pad diameter 69?%

1!!9 mm dengan tinggi 1?%!6 m dan terbuat dari bahan tahan korosi seperti baja

stainless )1: atau campuran logam yang dirancang untuk beroperasi pada tekanan

sekitar 6999 kPa.

3ambar 2 menunjukkan suatu rancangan Single-stage Countercurrent

splitting , lemak terdegradasi pada sebuah cincin sparge bagian tengah sekitar 1

meter dari dasar dengan sebuah pompa bertekanan tinggi. 0ir terdapat pada

bagian atas dengan perbandingan 9%69= dari berat lemak. Temperatur pemisahan

yang tinggi !69%!:9 o4+ cukup menjamin penghancuran #ase air pada minyak.

(



@olume kosong menara digunakan sebagai tempat reaksi. &emak mentah

le$at sebagai #ase yang saling bersentuhan dari dasar atas menara, sementara

cairan lebih berat mengalir turun sebagai #ase terdispersi dalam bentuk campuran

lemak dan asam. "erajat pemisahan dapat dicapai hingga ((=. Proses continiu

countercurrent tekanan tinggi memecah lemak dan minyak dengan lebih e#isien

dari pada proses lain dengan lama reaksi !%) jam.

-onsumsi utilitas untuk per ton umpan adalah *

Steam :999 kPa+ 1(9 kg

0ir pendingin !9o4+ ) m)

7nergi elektrik 19 kAj

0ir proses 9,: m)

Gambar -. Singlestage ounterurrent s/litting.

19



) - * Pemea&an seara en0imatis

&emak dan minyak dapat dihidrolisis dengan enim alami. Pemecahan

lemak dengan enim telah dilakukan melalui percobaan. Tetapi saat ini prosesnya

tidak begitu dianggap penting karena biayanya yang mahal dan $aktu reaksinya

yang lama.

Pemecahan lemak dan minyak secara enimatis oleh lipase dari 4andida

ugosa, 0spergilus niger, dan hiopus 0rrhius telah dipelajari pada range

temperatur !:%29 o4 dengan periode 2?%>! jam dengan hasil pemecahan kira%kira

(? =.

!.$. Perbandingan Bebera/a Proses at S/litting

!.$.1. Proses "+it&ell

o Suhu o4+ * 199%196

o Katalis * 0sam alkil % aril sul#onat atau siklo ali#atik

o Waktu jam+ * 1!%2?

o Perolehan * ?6%(? =, larutan gliserol 6%16 = bergantung pada jumlah

tahap dan jenis lemak.

o Keuntungan * Suhu dan tekanan rendah

iaya in'estasi a$al relati# rendah

o Kelemahan * % Aaktu reaksi lama

-onsumsi steam tinggi, cendrung membentuk asm

ber$arna gelap

Perlu lebih dari satu tahap untuk mendapatkan

perolehan tinggi

Pengendalian manual

iaya tenaga kerja tinggi

!.$.!. Proses Autola,e Bat&

o Suhu o4+ * 169%!29

11



o Katalis * Seng, kalsium atau magnesium oksida

o Tekanan MPag+ * !,(%19,9

o Waktu jam+ * !%19

o Perolehan * ?6%(? =, larutan gliserol 19%16 = bergantung pada jumlah


o Keuntungan * "apat diadaptasikan untuk skala kecil

iaya in'estasi a$al lebih murah dari pada proses

kontinu

&ebih cepat dari pada proses t$itchell

o Kelemahan * % In'estasi a$al agak tinggi

Aaktu reaksi lebih lambat dari pada proses kontinu

tomalisasi pengendalian lebih sukar dibanding

proses kontinu

iaya tenaga kerja tinggi

Perlu lebih dari satu tahap untuk mendapatkan

perolehan lebih baik

!.$.$. Proses (ontinu

o Suhu o4+ * !69

o Katalis * opsional

o Waktu jam+ * !%)

o Perolehan * (>%(( =, larutan gliserol 19%!6 = bergantung pada jumlah


o Keuntungan * Tidak butuh ruangan yang luas

-ualitas produk lebih seragam

Perolehan lebih tinggi

-onsentrasi gliserin lebih tinggi

iaya operasional lebih murah

Pengendalian lebih akurat karena otomatis

o Kelemahan * % In'estasi a$al tinggi

Suhu dan tekanan tinggi

Perlu tingkat keahlian penanganan yang tinggi

1!



!.$.-. Proses Seara En0imatis

o Suhu o4+ * !6%2:

o Katalis * &ipase dari candida rugosa, 0spergillus niger dan hiopus

arrhius

o Waktu jam+ * 2?%>!

o Perolehan * (? =

o Keuntungan * Perolehan lebih tinggi

o Kelemahan * % Aaktu reaksi lama

In'estasi a$al tinggi

!.-. Pen2ulingan Asam Lemak dan O/erasi raksionasi

Bat asam yang mengandung lemak diproduksi dari proses pemecahan

lemak yang dibersihkan dan dibersihkan dengan penyulingan dan #raksinasi.

Penyulingan at asam yang mengandung lemak kasar!

Bat asam yang mengandung lemak sangat sensiti# bila dipanaskan,

dioksidasi, dan dapata menimbulkan karat. Ini berkaitan dengan asam reakti# yang

mengandung rantai karbon. Caktor ini dipertimbangkan berdasarkan perancangan

unit penyulingan dan parameter operasi. Penyulingan diba$a ke ruangan yang

hampa dan menurunkan temperatur sehingga memperpendek $aktu proses.

Teknik perancangan kebanyakan unit penyulingan menonjolkan

kehampaan tinggi dengan tidak mengalami kebocoran udara, pemanasan e#ekti#

untuk mencapai $aktu kontak yang pendek, peredaran yang baik untuk trans#er

massa antara uap air dan air kondensasi, dan pemakaian uap air. Pengaturan

internal dari kolom penyalur dengan tujuan yang terakhir tentang keberhasilan

sasaran hasil desain diikuti langkah%langkah yang berbasis proses adalah sama.

3ambar 6 dan : menunjukkan penyulingan at asam yang mengandung lemak

oleh adger dan &urgi.

1)



Gambar 3. Badger4s 5ontinuous att2 Aid Distillation

Gambar 6. Lurgi4s 5ontinuous att2 Aid Distillation

Bat asam yang mengandung lemak kasar dikeringkan mele$ati ba$ah

ruang hampa dan dimasukkan pada unit destilasi, dioperasikan pada suatu ruang

hampa 1,! kPa atau temperatur kira%kira !99D4. Eap air disajikan untuk

meningkatkan peredaran dan mengurangi tekanan parsial, dengan menurunkan

temperatur dan mengurangi penurunan degradasi. Panas memudahkan

pengurangan kotoran seperti halnya bau dan $arna dari uap air yang

meninggalkan sistem itu. &emak yang disaring mempunyai $arna putih dan bebas

dari ketidakmurnian.

0khirnya diperoleh komponen didih yang tinggi, kualitas yang rendah,

yang dapat dipisahkan lagi atau didaur ulang secara langsung atau penyulingankembali. Hasil samping atau residu adalah material polymeried, yang mana

dibuang oleh campuran minyak yang bersi#at sisa dan dapat digunakan sebagai

ketel uap. Mungkin juga dapat digunakan sebagai bahan aditi# aspal.

12



BAB III

(ESI%PULAN

1. Cat splitting Pemecahan &emak+ adalah proses pemecahan lemak dengan

reaksi hidrolisa antara air dan minyak menghasilkan gliserol dan asam

lemak .

!. Proses pemecahan lemak fat splitting + ada empat macam yaitu proses

T$itchell, proses 0utocla'e atch, proses -ontinu, dan proses secara

7nimatis

). Proses T$itchell merupakan proses yang paling sederhana pada

pemecahan lemak dan masih digunakan dalam skala kecil karena biayanya

yang murah dan pengoperasian yang mudah. Famun, $aktu reaksinya

lama dan konsumsi steam%nya tinggi

16



2. Proses 0utocla'e%atch merupakan metode komersial paling tua yang

digunakan untuk pemecahan lemak tingkat tinggi, $aktu reaksinya lebih

cepat daripada proses T$itchell. Famun, dibandingkan dengan proses

-ontinu lebih lambat

6. Proses -ontinu merupakan proses yang paling e#isien dalam metoda

hidrolisis lemak, menghasilkan kon'ersi yang paling tinggi diantara semua

proses fat splitting dengan $aktu reaksi yang singkat.

:. Proses secara 7nimatis meman#aatkan enim lipase dari mikroorganisme

sebagai biokatalisator bagi reaksi penguraian minyak atau lemak hidrolisis+

menjadi gliserin asam%asam lemak murni tersebut, maka asam lemak hasil

hidrolisis tersebut di#raksinasi dengan cara destilasi

>. Pemilihan proses dipertimbangkan berdasarkan * kon'ersi produk yang

tinggi, $aktu reaksi lebih singkat, dan biaya operasi yang lebih murah

DA"A7 PUS"A(A

Ger,a#io8 Gregorio8 5. !993. "att y #cid and $erivatives "rom Coconut %il ,

http*//media.$iley.com/productGdata/ecerpt/:?/92>1)?62/92>1)?62:?.pd

#. !) Cebruari !99?.

Hui8 :H. 1;;6. &ailey's (ndustrial %il "at Products. @olume :. Enited States,

Ailly Intercelence.

Indriant28 :enn2. !993. Prarancangan Pabrik #sam )emak . Pekanbaru, EFI.

Penulis.!993. Pengembangan Teknologi *ntuk nilai tambah Sawit .

http*//sea#ast.ipb.ac.id/sea#ast.in#o/in#ormasi=!9gratis/Teknologi=!9untuk=!9Memperoleh=!9Filai=!9Tambah=!9Sa$it.pd# . !)

Cebruari !99?.

Sunardi8 !99-. Pra +ancangan Pabrik ,liserin dari Crude Palm %il CP%..

Pekanbaru, EFI.

"ambun8 7ondang. !99<. &uku #/ar Teknologi %leokimia. http*//e%

course.usu.ac.id/content/teknik9/teknologi9/tetbook.pd# . !6 Cebruari

!99?.

1:

http://media.wiley.com/product_data/excerpt/68/04713854/0471385468.pdf.%2023%20Februari%202008


http://seafast.ipb.ac.id/seafast.info/informasi%20gratis/Teknologi%20untuk%20Memperoleh%20Nilai%20Tambah%20Sawit.pdf


http://e-course.usu.ac.id/content/teknik0/teknologi0/textbook.pdf










1>

makalah fat splitting

Documents