BAB 1
PENDAHULUAN
1.1.
LATAR BELAKANG
Ketersediaan sumber energi khususnya energi fosil semakin mengalami penurunan seiring dengan meningkatnya kebutuhan energi dunia (Arisurya , 2009). Indonesia yang dahulu dikenal sebagai pengekspor minyak bumi, sekarang malah menjadi konsumen. Keadaan ini memaksa kita untuk memanfaatkan dan mengembangkan berbagai potensi alternatif seperti halnya biodiesel yang dapat diturunkan dari minyak kelapa sawit. Biodiesel yang merupakan suatu metil ester asam lemak, merupakan produk yang baik dan ramah lingkungan. Biodiesel dapat dibuat melalui reaksi transesterifikasi trigliserida (minyak sawit) dengan metanol menjadi metil ester dan gliserol dengan bantuan suatu katalis (Nasution, 2005).
Biodiesel yang dihasilkan dari pengolahan CPO (crude palm oil) masih mengandung berbagai macam komponen pengotor seperti vitamin, gliserol, asam lemak bebas, sabun, sisa basa (katalis) dan juga air (Darnoko et al, 2001).
Salah satu komponen minor yang juga dapat diklasifikasikan sebagai pengotor adalah karotenoid, selain juga beberapa mikronutrien lain seperti tokoferol, tokotrienol dan sitosterol (β-sitosterol) yang berguna bagi kesehatan (Ong et al, 1990)
Karotenoid, tokoferol dan tokotrienol adalah senyawa berkadar ratusan ppm (part per million) dalam minyak mentah (CPO) yang tidak diperlukan dalam unjuk kerja biodiesel sebagai bahan bakar dan dalam keadaan murni memiliki nilai ekonomis yang jauh lebih tinggi daripada biodiesel sawit, sehingga jika dipisahkan, selain biodiesel maka diperoleh komponen minor yang sangat penting dipasaran. Pengolahan CPO menjadi biodiesel akan menyisakan karotenoid 5-10% dalam biodiesel tersebut (Siahaan, 2005). Universitas Sumatera Utara
Kandungan karotenoid pada miyak sawit ataupun biodiesel dapat dieksploitasi untuk produk kaya karotenoid atau konsentrat karotenoid. Produk kaya karotenoid banyak digunakan pada produk pangan seperti sumber vitamin A maupun sebagai zat warna. Selain itu juga merupakan senyawa anti kanker, mencegah penuaan dini, penyakit kardiovaskular, menanggulangi kebutaan akibat xeropthalmia, pemusnah radikal bebas, mengurangi penyakit degeneratif, meningkatkan kekebalan tubuh dan dapat menurunkan atherosclerosis (D’Odoico et al, 2000; Muhilal, 1991).
Salah satu peluang untuk meningkatkan daya saing biodiesel berbahan baku minyak sawit ini adalah dengan melakukan penjumputan (recovery) terhadap karotenoid minyak sawit (Zulkipli, 2007). Proses penjumputan atau juga disebutkan sebagai pemurnian biodiesel dari karotenoid telah dilakukan dengan berbagai metode oleh banyak peneliti. Metode ini antara lain adalah metode penyabunan (Sanjaya, 1996), destilasi molekuler (Ooi et al, 1994), supercritical fluid extraction (Sulaswatty, 1998), kromatografi kolom adsorpsi (Hasanah, 2006; Ahmad, 2010; Wulandari, 2006; Ling, 2006), dan dengan teknologi membran (Chu et al, 2009).
Adsorpsi merupakan metode yang lebih sering dipakai untuk pemisahan karotenoid. Berbagai jenis adsorben digunakan untuk mengadsorpsi komponen karotenoid ini. Beberapa diantaranya adalah dengan memanfaatkan silika gel dan abu sekam padi (Zulkipli, 2007), antalpulgit (Arisurya, 2009), arang aktif, bleaching earth dan bahkan memanfaatkan adsorben sintetis berbahan dasar polimer. Bahrain dkk (1998) memanfaatkan styrene divinyl benzene copolymers sebagai bahan penyerap aktif unuk memisahkan karotenoid dari minyak sawit.
Dari sinilah penulis tertarik untuk memanfaatkan bahan polimer Kalsium maleat – grafting – High Density Polyethylenene (HDPE) sebagai adsorben untuk memisahkan karotenoid dari metil ester minyak sawit. Adapun Kalsium maleat grafting – HDPE ini diduga mempunyai struktur seperti :
Universitas Sumatera Utara
CH2 - CH - CH2 Bagian liofilik
O
O Ca Bagian liofobik
O O CH2 - CH - CH2 Gambar 1.1. Adsorben Sintetis Kalsium maleat –- grafting HDPE dan Bagian-bagiannya kalsiummaleat grafting -- HDPE
Senyawa kalsium maleat – grafting – HDPE ini diharapkan mempunyai 2 sisi yang berbeda sifat, dimana diharapkan ujung hidrokarbonnya bersifat sebagai gugus liofilik yang akan berikatan dengan senyawa non polar seperti metil ester, sedangkan bagian ionnya adalah suatu liofobik. Adanya orbital do atau orbital d kosong pada atom logam kalsium diharapkan akan dapat berinteraksi dengan ikatan π asam dari karotenoid, sehingga diharakan karotenoid akan tertahan pada kalsium maleat – grafting – HDPE sedangkan metil ester akan larut dalam pelarut polar seperti etanol.
1.2.
PERMASALAHAN
Senyawa kalsium maleat – grafting – HDPE mempunyai 2 sisi aktif yang bersifat liofobik dan liofilik, dari dasar inilah maka apakah kalsium maleat – grafting – HDPE ini dapat bertindak sebagai adsorben untuk memisahkan karotenoid dari biodiesel minyak sawit
1.3.
PEMBATASAN PERMASALAHAN
Objek dalam penelitian ini dibatasi pada : 1. Biodiesel yang digunakan adalah Biodiesel yang diperoleh dari Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS) Medan yang mengandung kadar karotenoid 212 ppm serta mengandung bahan – bahan minor lain selain Universitas Sumatera Utara
metil ester dan karotenoid, seperti halnya metil ester asam lemak tak jenuh, tokoferol, tokotrienol dan air. 2. Pembuatan Maleat anhidrat – grafting – High Density Polyethylene (HDPE) dilakukan menurut cara kerja Ghaemy (2003). 3. Kadar karotenoid ditentukan sebagai β – karoten dan dipresentasikan sebagai konsentrasi seluruh isomer karotenoid yang terdapat dalam sampel, baik α, β, δ maupun γ – karoten. 4. Adsorben yang digunakan tidak diperlakukan secara berulang dalam pemisahan.
1.4.
TUJUAN PENELITIAN
Untuk mengetahui apakah Adsorben sintetis Kalsium maleat – grafting HDPE dapat digunakan memisahkan karotenoid dari biodiesel minyak sawit
1.5.
MANFAAT PENELITIAN
Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi tentang reaksi penggaraman
terhadap
polimer
dengan
menggunakan
CaO
untuk
menghasilkan adsorben sintetis Kalsium maleat – grafting – HDPE, sehingga adsorben sintetis ini dapat digunakan untuk memisahkan karotenoid dari biodiesel minyak sawit.
1.6.
LOKASI PENELITIAN
Penelitian dilakukan di Laboratorium Kimia Organik dan Laboraturium Kimia Anorganik FMIPA USU, analisis gugus fungsi dilakukan di salah satu laboratorium swasta di medan dan Analisa kadar karotenoid dilakukan di Laboratorium Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS) Medan.
Universitas Sumatera Utara
1.7.
METODOLOGI PENELITIAN Penelitian ini adalah suatu eksperimen laboratorium yang dilaksanakan melalui 2 tahap yaitu :
A.
Pembuatan Adsorben Sintetis Kalsium Maleat – grafting – HDPE Adsorben sintetik diperoleh melalui reaksi antara HDPE dan maleat anhidrida dengan kehadiran inisiator benzoil peroksida, dengan pelarut xylan yang direfluks pada titik didih pelarutnya. Maleat anhidrida – grafting – HDPE yang diperoleh selanjutnya dikarakterisasi dengan uji titik lebur, penentuan derajat grafting dan analisis gugus fungsi dengan spektrofotometer FT-IR. Kemudian polimer tersebut direaksikan dengan CaO dalam metanol dan direfluks pada titik didih pelarutnya. Kalsium maleat – grafting – HDPE selanjutnya dikarakterisasi dengan uji titik lebur, uji kelarutan dan analisis gugus fungsi dengan spektrofotometer FT-IR.
B.
Studi pemisahan karotenoid dengan menggunakan adsorben sintetis Kalsium maleat – grafting – HDPE Biodiesel minyak sawit dengan kadar karotenoid 212 ppm dari PPKS (Pusat Penelitian Kelapa Sawit) diencerkan dengan etanol, kemudian dilakukan proses adsorpsi dengan menggunakan adsorben sintetis Kalsium maleat – grafting – HDPE, kemudian disaring. Residu selanjutnya didesorpsi dengan campuran heksan – aseton
9:1. Filtrat hasil adsorpsi dan hasil desorpsi
dipekatkan dengan jalan dibubling dengan menggunakan N2 dan dihilangkan pelarutnya dengan metode vakum, lalu diukur kadar karotenoidnya dengan menggunakan spektrofotometer UV-Visibel pada λ = 446 nm, dan dilakukan analisis bilangan penyabunan
Universitas Sumatera Utara
