BAB II TINJAUAN PUSTAKA. buah-buahan, kacang-kacangan, biji-bijian, akar tanaman dan sayaur-sayuran

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Minyak dan Lemak Minyak dan lemak terdiri dari trigliserida campuran, yang merupakan ester dari gliserol dan asam lemak rantai panjang. Minyak nabati terdapat dalam buah-buahan, kacang-kacangan, biji-bijian, akar tanaman dan sayaur-sayuran. Dalam jaringan hewan lemak terdapat di seluruh badan, tetapi jumlah terbanyak terdapat dalam jaringan adipose dan tulang sumsum. Lemak tersebut jika dihidrolisis menghasilkan 3 molekul asam lemak rantai panjang dan 1 molekul gliserol. Adapun proses hidrolisis dari trigliserida tersebut adalah sebagai berikut : O ║ α CH 2 - O - C - R 1 O ║ ß CH - O – C – R 2

CH 2 OH H+ atau OH_

CH(OH) + R 1 COOH + R 2 COOH + R 3 COOH

O ║ α’ CH 2 – O – C – R 3 trigliserida (lemak)

CH 2 OH

asam lemak

gliserol

Trigliserida dapat berwujud padat atau cair, dan hal ini tergantung dari komposisi asam lemak yang menyusunnya. (Ketaren, 1986) Asam lemak merupakan senyawa alifatis asam amino karboksilat yang dapat diperoleh dari hidrolisa lemak. Asam lemak di bagi 2 yaitu asam lemak

3

Universitas Sumatera Utara

jenuh dan asam lemak tidak jenuh. Asam lemak jenuh adalah asam lemak yang tidak mempunyai ikatan rangkap, contoh : Asam Stearat (C18:0). Sedangkan asam lemak tidak jenuh adalah asam lemak yang mempunyai 1 atau lebih ikatan rangkap. Asam lemak tidak jenuh ini di bagi 3 yaitu : 1. Mempunyai 1 ikatan rangkap (MUFA : Mono Unsaturated Fatty Acid) Contoh : Asam Oleat (C18:1). 2. Mempunyai 2 ikatan rangkap (DUFA : Di Unsaturated Fatty Acid) Contoh : Asam Linoleat (C18:2). 3. Mempunyai lebih dari 3 ikatan rangkap (PUFA : Poly Unsaturated Fatty Acid) Contoh : Asam Linolenat (C18:3). (Kosasih, 1997) Sebagian besar minyak nabati berbentuk cair karena mengandung sejumlah asam lemak tidak jenuh, yaitu asam oleat , linoleat, atau asam linolenat dengan titik cair yang rendah. Lemak hewani pada umumnya berbentuk padat pada suhu kamar karena banyak mengandung asam lemak jenuh, misalnya asam palmitat dan stearat yang mempunyai titik cair lebih tinggi. (Ketaren, 1986) Semua lemak bahan makanan yang berasal dari hewan dan sebagian besar minyak nabati mengandung asam lemak rantai panjang, minyak kelapa sawit mengandung asam lemak rantai sedang, asam lemak rantai sangat panjang terdapat dalam minyak ikan. Titik cair asam lemak meningkat dengan bertambahnya rantai karbon. Asam lemak

terdiri dari rantai karbon yang

mengikat semua hidrogen dinamakan asam lemak jenuh. (Almatsier, 2001)

4


2.1.1 Sumber-Sumber Minyak dan Lemak Minyak dan lemak yang dapat dimakan (edible fat), dihasilkan oleh alam, yang dapat bersumber dari bahan nabati atau hewani. Dalam tanaman atau hewan, minyak tersebut berfungsi sebagai sumber cadangan energi. Minyak dan lemak dapat diklasifikasikan berdasarkan sumbernya, sebagai berikut : 1. Bersumber dari tanaman a. Biji-bijian palawija : minyak jagung, biji kapas, kacang, rape seed, wijen, kedele, bunga matahari. b. Kulit buah tanaman tahunan : minyak zaitun dan kelapa sawit. c. Biji-bijian dari tanaman tahunan : kelapa, coklat, inti sawit, babassu, cohune dan sejenisnya. 2. Bersumber dari hewani a. Susu hewan peliharaan : lemak susu. b. Daging hewan peliharaan : lemak sapi dari turunannya oleostearin. Oleo oil dari oleo stock, lemak babi, dan mutton tallow. c. Hasil laut : minyak ikan sarden, menhaden dan sejenisnya, dan minyak ikan paus. Komposisi atau jenis asam lemak dan sifat fisiko-kimia tiap jenis minyak berbeda-beda, dan hal ini disebabkan oleh perbedaan sumber, iklim, keadaan tempat tumbuh dan pengolahan. Adapun perbedaan umum antara lemak nabati dan hewani adalah : 1. Lemak

hewani

mengandung

kolesterol

sedangkan

lemak

nabati

mengandung fitosterol.

5


2. Kadar asam lemak tidak jenuh dalam lemak hewani lebih kecil dari lemak nabati. 3. Lemak hewani mempunyai bilangan Reichert-Meissl lebih besar dan bilangan Polenske lebih kecil dibanding dengan minyak nabati. Klasifikasi lemak nabati berdasarkan sifat fisiknya ( sifat mengering dan sifat cair) dapat dilihat pada tabel 3. Tabel 3. Klasifikasi minyak nabati Kelompok lemak

Jenis lemak/minyak

1. Lemak (berwujud padat)

Lemak biji coklat, inti sawit, cohune, babassu, tengkawang, nutmeg butter, mowvah butter, shea butter.

2. Minyak (berwujud cair) a. Tidak mengering

Minyak zaitun, kelapa, inti zaitun, kacang

(non drying oil)

tanah, almond, inti alpukat, inti plum, jarak rape, mustard.

b. Setengah mengering

Minyak dari biji kapas, kapok, jagung,

(semi drying oil)

gandum, biji bunga matahari, croton dan urgen.

c. Mengering

Minyak kacang kedele, safflower, argemone,

(drying oil)

hemp, walnut, biji poppy, biji karet, perilla, tung, linseed dan candle nut.

6


Jenis minyak mengering (drying oil) adalah minyak yang mempunyai sifat dapat mengering jika kena oksidasi, dan akan berubah menjadi lapisan tebal, bersifat kental dan membentuk sejenis selaput jika dibiarkan di udara terbuka. Istilah minyak “setengah mengering” berupa minyak yang mempunyai daya mengering lebih lambat.

2.1.2 Sifat Fisika – Kimia Minyak dan Lemak Sifat fisika minyak dan lemak Sifat fisika minyak dan lemak terdiri dari 13 yaitu : 1. Warna Zat warna dalam minyak terdiri dari 2 golongan yaitu : 1. Zat warna alamiah Zat warna yang termasuk golongan ini terdapat secara alamiah di dalam bahan yang mengandung minyak dan ikut terekstrak bersama minyak pada proses ekstraksi. Zat warna tersebut antara lain terdiri dari α danß karoten, xanthofil, klorofil, dan anthosianin. Zat warna ini menyebabkan minyak berwarna kuning, kuning kecoklatan, kehijau-hijauan dan kemerah-merahan. 2. Zat warna dari hasil degradasi zat warna alamiah Warna gelap disebabkan oleh proses oksidasi terhadap tokoferol (vitamin E). Warna coklat hanya terdapat pada minyak atau lemak yang berasal dari bahan yang telah busuk atau memar. Warna kuning, warna ini timbul selama penyimpanan dan intensitas warna bervariasi

7


dari kuning sampai ungu kemerah-merahan. Timbulnya warna kuning terjadi dalam minyak atau lemak tidak jenuh. 2. Bau amis dalam minyak dan lemak Lemak atau bahan pangan berlemak, seperti lemak babi, mentega, krim, susu bubuk, hati, dan bubuk kuning telur dapat menghasilkan bau tidak enak yang mirip dengan bau ikan yang sudah basi. Bau amis dapat disebabkan oleh interaksi trimetil amin oksidasi dengan ikatan rangkap dari lemak tidak jenuh. Trimetil amin oksidasi terbentuk akibat oksidasi trimetil amin oleh peroksida. Umumnya persenyawaan oksidasi ini terdapat dalam otot-otot ikan, dalam jaringan hewan dan dalam susu. Jika persenyawaan tersebut terdapat dalam minyak yang dipanaskan selama beberapa jam pada suhu sekitar 105oC senyawa tersebut akan tereduksi sehingga menghasilkan trimetil amin bebas. 3. Odor dan flavor Odor dan flavor dalam minyak pada umumnya disebabkan oleh komponen bukan minyak, sebagai contoh bau khas dari minyak kelapa sawit dikarenakan terdapatnya beta ionone. Sedangkan bau khas dari minyak kelapa ditimbulkan oleh nonil metil keton. 4. Kelarutan Minyak dan lemak tidak larut dalam air. Minyak dan lemak hanya sedikit larut dalam alkohol, tetapi akan melarut sempurna dalam etil eter, karbon disulfida dan pelarut-pelarut halogen. Ketiga jenis pelarut ini memiliki sifat non polar sebagaimana halnya minyak dan lemak netral. Kelarutan dari minyak dan lemak ini dipergunakan sebagai dasar untuk mengekstraksi minyak atau lemak dari bahan yang diduga mengandung minyak.

8


5. Titik cair dan polymorphism Polymorphism pada minyak dan lemak adalah suatu keadaan dimana terdapat lebih dari satu bentuk kristal. Polymorphism sering dijumpai pada beberapa komponen yang mempunyai rantai karbon panjang, dan pemisahan kristal tersebut sangat sukar. Namun demikian untuk beberapa komponen, bentuk dari kristal-kristalnya sudah dapat diketahui. Polymorphism penting untuk mempelajari titik cair minyak atau lemak, dan asam lemak beserta ester-esternya. Untuk selanjutnya Polymorphism mempunyai peranan penting dalam berbagai proses untuk mendapatkan minyak atau lemak. Asam lemak tidak memperlihatkan kenaikan titik cair yang linier dengan bertambah panjang rantai atom karbon. Asam lemak dengan ikatan trans mempunyai titik cair yang lebih tinggi daripada isomer asam lemak yang berikatan cis. 6. Titik didih (boiling point) Titik didih dari asam-asam lemak akan semakin meningkat dengan bertambah panjang rantai karbon asam lemak tersebut. 7. Titik lunak (softening point) Titik lunak dari lemak ditetapkan dengan maksud untuk identifikasi minyak atau lemak tersebut. Cara penetapannya yaitu dengan mempergunakan tabung kapiler yang diisi dengan minyak.

9


8. Slipping point Penetapan slipping point dipergunakan untuk pengenalan minyak dan lemak

alam

serta

pengaruh

kehadiran

komponen-komponennya.

Cara

penetapannya yaitu dengan mempergunakan suatu silinder kuningan yang kecil, yang diisi dengan lemak padat, kemudian disimpan dalam bak yang tertutup dan dihubungkan dengan thermometer. 9. Shot melting point Shot melting point adalah temperatur pada saat terjadi tetesan pertama dari minyak atau lemak. Pada umumnya minyak atau lemak mengandung komponen yang berpengaruh terhadap titik cairnya. Minyak dan lemak yang umumnya mengandung asam lemak tidak jenuh dalam jumlah yang relatif besar, biasanya berwujud cair pada temperatur kamar. 10. Bobot jenis Bobot jenis dari minyak dan lemak biasanya ditentukan pada temperatur 25oC akan tetapi penting juga untuk diukur pada temperatur 40oC atau 60oC untuk lemak yang titik cairnya tinggi. Pada penetapan bobot jenis, temperatur dikontrol dengan hati-hati dalam kisaran temperatur yang pendek. 11. Indeks bias Indeks bias adalah derajat penyimpangan dari cahaya yang dilewatkan pada suatu medium yang cerah. Indeks bias tersebut pada minyak dan lemak dipakai pada pengenalan unsur kimia dan untuk pengujian kemurnian minyak.

10


12. Titik asap, titik nyala, titik api Titik asap, titik nyala, titik api adalah kriteria mutu yang terutama penting dalam hubungannya dengan minyak yang diguakan untuk mengoreng. Titik asap adalah temperatur pada saat minyak dan lemak menghasilkan asap tipis yang kebiru-biruan pada pemanasan tersebut. Titik nyala adalah temperatur pada saat campuran uap dari minyak dengan udara mulai terbakar. Sedangkan titik api adalah temperatur pada saat dihasilkan pembakaran yang terus menerus, sampai habisnya contoh uji. 13. Titik kekeruhan (turbidity point) Titik kekeruhan ditetapkan dengan cara mendinginkan campuran minyak atau lemak dengan pelarut lemak. Seperti diketahui, minyak dan lemak kelarutannya terbatas. Campuran ini kemudian dipanaskan sampai terbentuk larutan yang sempurna. Kemudian didinginkan dengan perlahan-lahan sampai minyak dan lemak dengan pelarutnya mulai terpisah dan mulai menjadi keruh. Temperatur pada waktu mulai terjadi kekeruhan, dikenal sebagai titik kekeruhan.

Sifat kimia minyak dan lemak Reaksi yang penting pada minyak dan lemak adalah : 1. Hidrolisa Dalam reaksi hidrolisa, minyak dan lemak akan dirubah menjadi asam lemak bebas gliserol. Reaksi hidrolisis yang dapat mengakibatkan kerusakan minyak atau lemak terjadi karena terdapat sejumlah air dalam minyak atau lemak tersebut. Reaksi ini akan mengakibatkan ketengikan, hidrolisa yang menghasilkan bau tengik pada minyak tersebut.

11


2. Oksidasi Proses oksidasi dapat berlangsung bila terjadi kontak antar sejumlah oksigen minyak atau lemak. Terjadinya reaksi oksidasi ini akan mengakibatkan bau tengik pada minyak atau lemak. Mekanisme oksidasi yang umum dari minyak atau lemak adalah sebagai berikut : a. Inisiasi (initiation) RH + O 2

radikal bebas

ROOH

(antara lain R, RO, RO 2 , dan HO)

(ROOH) 2 b. Perambatan (propagation) R+R

RO 2

RO 2 + RH

R + ROOH

c. Penghentian (termination) R+R R + RO 2

hasil akhir yang stabil

RO 2 + RO 2 3. Hidrogenasi Proses hidrogenasi sebagai suatu proses industri bertujuan untuk menjenuhkan ikatan dari rantai karbon asam lemak pada minyak atau lemak. Reaksi hidrogenasi ini dilakukan dengan menggunakan hidrogen murni dan ditambahkan serbuk nikel sebagai katalisator. Setelah proses hidrogenasi selesai, minyak didinginkan dan katalisator dipisahkan dengan cara penyaringan.

12


Hasilnya adalah minyak yang bersifat plastis atau keras, tergantung pada derajat kejenuhan. Reaksi pada proses hidrogenasi terjadi pada permukaan katalis yang mengakibatkan reaksi antara molekul-molekul minyak dengan gas hidrogen. Hidrogen akan diikat oleh asam lemak yang tidak jenuh, yaitu pada ikatan rangkap, membentuk radikal kompleks antara hidrogen, nikel, dan asam lemak tak jenuh. Setelah terjadi penguraian nikel dan radikal asam lemak, akan dihasilkan suatu tingkat kejenuhan yang lebih tinggi. Radikal asam lemak dapat terus bereaksi dengan hidrogen, membentuk asam lemak yang jenuh. 4. Esterifikasi Proses esterifikasi bertujuan untuk mengubah asam-asam lemak dari trigliserida dalam bentuk ester. Reaksi esterifikasi dapat dilakukan melalui reaksi kimia yang disebut interesterifikasi atau pertukaran ester yang didasarkan atas prinsip transesterifikasi friedel-craft. O O │ │ R - C – OR’ + R’’ - C – OR’’’ ester

O O │ │ R – C – OR’’’ + R’’ - C – OR’

ester

5. Pembentukan keton Keton dapat dihasilkan melalui penguraian dengan cara hidrolisa ester. H2O 2 RCH 2 COOCL

RCH – C – O +

RCH 2 – C = O + CO 2

H RCH - CO

RCH 2

Melalui reaksi secara ini. Laural klorida misalnya, akan dirubah menjadi diundesil keton.

13


2.1.3 Keberadaan atau Dampak Minyak dan Lemak Terhadap Lingkungan Sumber utama dari pencemaran minyak dan lemak umumnya adalah rumah tangga dan industri. Mikroorganisme merupakan organisme yang paling berperan dalam dekomposisi minyak di laut. Setelah kira-kira tiga bulan, hanya tinggal 15% dari volume minyak yang mencemari air masih tetap terdapat di dalam air. Jika pencemaran minyak terjadi di pantai, penghilangan minyak mungkin lebih cepat karena minyak akan melekat pada benda-benda padat seperti batu dan pasir yang mengalami kontak dengan air yang tercemar tersebut. Pencemaran air oleh minyak sangat merugikan karena dapat menimbulkan hal-hal sebagai berikut : 1. Adanya minyak menyebabkan penetrasi sinar ke dalam air berkurang. Ternyata intensitas sinar di dalam air sedalam 2 meter dari permukaan air yang mengandung minyak 90% lebih rendah dari pada intensitas sinar pada kedalaman yang sama di dalam air yang bening. 2. Konsentrasi oksigen terlarut menurun dengan adanya minyak karena lapisan film minyak menghambat pengambilan oksigen oleh air. 3. Adanya lapisan minyak pada permukaan air akan mengganggu burungburung yang ada didalam air. 4. Penetrasi sinar oksigen yang menurun dengan adanya minyak dapat mengganggu

kehidupan

tanaman-tanaman

yang

ada

dalam

air.

(Khaerudin, 2003) Keberadaan minyak dan lemak terdapat dua macam emulsi yang terbentuk antara minyak dengan air, yaitu emulsi minyak dalam air dan emulsi air dalam minyak. Emulsi minyak dalam air terjadi jika droplet-droplet minyak

14


terdispersi di dalam air dan distabilkan dengan intraksi kimia dimana air menutupi permukaan droplet-droplet tersebut. Hal ini terjadi terutama di dalam air yang berombak, dan droplet-droplet minyak tersebut tidak terdispersi pada permukaan air, melainkan menyebar di dalam air. Beberapa di antara droplet minyak, terutama yang terikat dengan partikel mineral, akan menjadi lebih berat dan akhirnya mengendap ke bawah. Emulsi air dalam minyak terbentuk jika droplet-droplet air ditutupi oleh lapisan minyak. Emulsi ini distabilkan oleh interaksi di antara droplet-droplet air yang tertutup. Emulsi semacam ini terlihat sebagai lapisan yang mengapung pada permukaan air. Kadang-kadang kandungan air dalam droplet-droplet minyak cukup tinggi, maka volume totalnya menjadi lebih besar dibandingkan dengan minyak aslinya. (Kristanto, 2002) Dampak limbah minyak dan lemak jika dibuang tanpa diolah terlebih dahulu akan menimbulkan akibat dan resiko terhadap kesehatan manusia, keseimbangan lingkungan/ekologi dan keindahan/estetika lingkungan. Limbah panas dapat merusak keseimbangan oksigen dalam air, hal ini disebabkan karena kelarutan oksigen dalam air menjadi kecil akibat kenaikan suhu. Kenaikan suhu akibat limbah termik dapat menyebabkan kecepatan penggunaan oksigen oleh reaksi biokimia menjadi besar akibat kenaikan suhu. Air limbah yang banyak mengandung materi tersuspensi dapat menyebabkan kerugian bagi usaha perikanan. Materi tersuspensi akan menyebabkan pula terhambatnya penetrasi cahaya, dengan adanya hambatan penetrasi cahaya maka laju fotosintesis jadi terhambat.

15


Air yang tercemar sering kali mengeluarkan bau yang yang sangat menusuk hidung atau berubah warna menjadi hitam, hijau, coklat ataupun merah tergantung dari jenis pencemar yang ada. Kejadian ini sangat mengganggu segi keindahan yang di miliki air. (Said dan Dev, 1996)

2.2 Proses Pengolahan Minyak dan Lemak 2.2.1 Proses Refining Refining adalah salah satu aspek kimia dalam proses pengolahan minyak dan lemak. Minyak dan lemak kasar mengandung pengotoran yang dapat menyebabkan aroma ataupun warna yang kurang menyenangkan ataupun mempengaruhi mutunya. Pengotoran tersebut adalah asam lemak bebas, fosfolipida, karbohidrat, protein beserta hasil degradasinya, air serta pigmen dan hasil oksidasi lemak. Proses refining : 1. Settling dan degumming Yang termasuk didalamnya adalah memanaskan lemak dalam jangka waktu tertentu sehingga terpisah dari fase air yang mengandung protein, fosfolipida dan karbohidrat. Untuk kondisi tertentu, minyak yang mengandung fosfolipid dilakukan pekerjaan pendahuluan (yang disebut degumming) dengan cara menambahkan air sejumlah 2-3% dan campuran ini diaduk pada temperatur 50oC dan dipisahkan dengan cara dekantasi atau sentrifugasi. 2. Netralisasi Untuk menghilangkan asam lemak bebas, sejumlah NaOH dicampurkan kedalam lemak dan dipanaskan sehingga membentuk fase air. Fase air ini

16


dipisahkan dan dapat digunakan untuk pembuatan sabun. Sisa fase air yang masih tercampur dengan lemak dibebaskan dengan mencucinya dengan air panas, kemudian didiamkan atau disentrifugasi. Disamping asam lemak bebas yang terdapat dalam air juga terdapat fosfolipid dan zat warna. 3. Bleaching (memutihkan) Untuk memperoleh minyak yang bebas dari zat warna dilakukan dengan pemanasan pada suhu 85oC dan penambahan karbon aktif atau Fuller’s earth. Selama proses pemutihan ini harus diusahakan untuk mencegah terjadi oksidasi. Zat lain seperti fosfolipid, sabun, dan bahan yang teroksidasi akan terserap bersama dengan zat warna ini. Pemisahan dilakukan dengan penyaringan. 4. Deodorasi Deodorasi

adalah

senyawa

menguap

yang

aromanya

tidak

menyenangkan, yang umumnya timbul akibat oksidasi minyak, dihilangkan dengan destilasi uap pada tekanan rendah. Bila tekanan 1 atmosfer kemungkinan terjadi oksidasi.

2.2.2 Proses Fraksinasi Minyak dan lemak mengandung campuran trigliserida yang titik lebur dan kelarutan yang berbeda. Bila didinginkan secara perlahan-lahan trigliserida dengan tingkat kejenuhan yang lebih tinggi akan mengendap terlebih dahulu, sehingga akan terpisah dari campurannya dengan minyak.

17


Proses fraksinasi 1. Fraksinasi kering Pada fraksinasi kering, didasarkan pada proses pendinginan melalui suatu kontrol terhadap kondisi pendinginan tanpa penambahan bahan kmia dan dilanjutkan dengan penyaringan. 2. Fraksinasi lanza Fraksinasi ini mirip dengan fraksinasi kering sampai pada tahap pemisahannya. Kemudian ditambahkan larutan deterjen air yang akan menempatkan kembali fase minyak diatas permukaan kristal dan akan membentuk suspensi yang kemudian dipisahkan dengan sentrifugasi. Kristal lemak kemudian dilelehkan pada alat pemanas dan campuran minyak dengan air dipisahkan dengan sentrifugasi. 3. Fraksinasi pelarut Mendinginkan lemak yang sudah dilarutkan biasanya menghasilkan fraksi yang lebih baik. Fraksinasi pelarut ini menggunakan bahan pelarut berupa pelarut aseton, heksan, 2-nitro propana. Aseton digunakan untuk memproduksi lemak coklat. Heksan digunakan untuk fraksinasi minyak kelapa sawit. 4. Fraksinasi minyak kelapa sawit Minyak kelapa sawit tahan terhadap oksidasi, pada suhu kamar (2027oC), karena minyak yang dihasilkan dengan cara ini cukup stabil, maka beberapa tanaman digunakan untuk fraksinasi minyak kelapa sawit untuk menghasilkan minyak cair (65-70%) palm olein dengan titik lebur 18-20oC dan fraksi stearin (30-35%) dengan titik lebur 48-50oC. (Kosasih, 1997)

18


2.3 Jenis-Jenis Limbah Industri Minyak Kelapa sawit Limbah industri minyak kelapa sawit adalah limbah yang dihasilkan pada saat proses pengolahan kelapa sawit. Limbah ini digolongkan dalam tiga jenis yaitu limbah padat, limbah cair, dan limbah gas.

2.3.1 Limbah Padat Salah satu jenis limbah padat industri kelapa sawit adalah tandan kosong kelapa sawit. Tempurung kelapa sawit termasuk juga limbah padat hasil pengolahan kelapa sawit. Limbah padat mempunyai ciri khas pada komposisinya. Komponen terbesar dalam limbah padat tersebut adalah selulosa, disamping komponen lain meskipun lebih kecil seperti abu, hemiselulosa dan lignin.

2.3.2 Limbah Cair Limbah cair juga dihasilkan pada proses pengolahan kelapa sawit. Limbah ini berasal dari kondensat, stasiun klarifikasi, dan hidrosiklon. Limbah kelapa sawit memiliki kadar bahan organik yang tinggi. Tingginya kadar tersebut menimbulkan pencemaran yang besar, karena diperlukan degradasi bahan organik yang lebih besar pula. Lumpur (sludge) disebut juga lumpur primer yang berasal dari proses klarifikasi yang merupakan salah satu limbah cair yang dihasilkan dalam proses pengolahan kelapa sawit, sedangkan lumpur yang telah mengalami proses sedimentasi disebut lumpur sekunder.

19


2.3.3 Limbah Gas Selain dari limbah padat dan limbah cair, industri pengolahan kelapa sawit juga menghasilkan limbah yaitu limbah gas atau limbah bahan gas. Limbah bahan gas ini antara lain adalah gas cerobong dan uap air buangan pabrik kelapa sawit. ( Fauzi, 2002)

2.4 Limbah Cair Pabrik Minyak Kelapa Sawit Limbah merupakan salah satu hasil samping proses yang tidak diharapkan kehadirannya, tetapi tidak dapat ditolak keberadaannya, sehingga perlu pemikiran dan pengolahan yang serius agar limbah cair tidak merusak lingkungan sekitarnya. Limbah cair pabrik kelapa sawit memiliki potensi sebagai pencemaran lingkungan karena berbau, mengandung nilai COD dan BOD serta padatan tersuspensi yang tinggi. Untuk mengendalikan pencemaran maka diperlukan pengolahan limbah cair pabrik kelapa sawit secara biologis, kimia atau fisik. Penanganan limbah cair secara biologis lebih disukai karena dampak akhirnya terhadap pencemaran lingkungan minimal. Limbah cair pabrik kelapa sawit mengandung senyawa organik dan anorganik yang dapat dan tidak dapat dirombak oleh mikroorganisme. Limbah yang mengandung senyawa organik umumnya dapat dirombak oleh bakteri dan dapat dikendalikan secara biologis. Pengolahan limbah cair secara biologis dapat dilakukan dengan proses aerobik dan anaerobik. Pengolahan limbah cair pabrik kelapa sawit dimulai dengan proses anerobik dan dilanjutkan dengan proses aerobik. (Said dan Dev, 1996)

20


Pada pengolahan limbah pabrik yang mengandung konsentrasi minyak sebagian limbah berubah menjadi lumpur (sludge) yang sangat mengganggu pada lingkungan. Demikian juga limbah cair dengan padatan tersuspensi dan BOD masing-masing diatas 600 mg/l dan 500 mg/l akan membuat perairan menjadi terganggu. Jumlah limbah cair yang dihasilkan dari beberapa pengolahan adalah 120 m3/hari berupa kondensat rebusan, 450 m3/hari dari stasiun klarifikasi, dan 30m3/hari dari buangan hidrosiklon. Total volume limbah dari setiap pabrik kelapa sawit dengan kapasitas 30 ton tandan buah segar/hari adalah 600m3/hari. Karena itulah diperlukan satu sistem pengolahan limbah yang mampu menurunkan kualitas limbah tersebut mencapai nilai baku mutu limbah. (Said dan Dev, 1996)

2.5 Pengolahan Limbah Cair Minyak Kelapa Sawit Limbah yang dihasilkan dari proses pengolahan minyak kelapa sawit adalah limbah cair dan limbah padat. Limbah padatnya berupa tandan buah kosong dan cangkang sawit. Tandan buah kosong umumnya dapat dimanfaatkan kembali di lahan perkebunan kelapa sawit untuk dijadikan pupuk kompos. Prosesnya terlebih dahulu dicacah sebelum diaplikasikan (dibuang) ke lahan. Sedangkan cangkang buah kelapa sawit dapat dimanfaatkan kembali sebagai alternatif bahan bakar (alternative fuel oil) pada boiler dan power generation. Limbah cair yang dihasilkan dari kegiatan industri pengolahan minyak kelapa sawit merupakan sisa dari proses pembuatan minyak sawit yang berbentuk cair. Limbah ini masih banyak mengandung unsur hara yang dibutuhkan oleh

21


tanaman dan tanah. Limbah cair ini digunakan sebagai alternatif pupuk di lahan perkebunan kelapa sawit yang sering disebut dengan land application. Untuk melakukan pengolahan limbah cair, diwajibkan melakukan kajian terlebih dahulu tentang kelayakan pemanfaatan air limbah sebagai pupuk pada tanah diperkebunan. Pemahaman bahwa limbah yang dihasilkan dari suatu proses produksi mempunyai nilai ekonomis merupakan suatu paradigma baru yang sedang dikembangkan saat ini. Limbah bukan menjadi suatu hal yang harus dihindari atau ditutup-tutupi pengolahannya. Limbah juga mempunyai nilai ekonomis. Dibawah ini disajikan satu sistem pengolahan limbah yang menggunakan bahan minyak kelapa sawit. (http//:www.b3.menlh.go.id) Tahapan proses yang dilakukan : 1. Perlakuan Pendahuluan a. Penyaringan minyak Limbah cair yang keluar berwarna kotor, mengandung minyak panas. Limbah ini perlu disaring untuk mendapatkan sisa lemak, melalui sistem saringan penangkap minyak yang terdiri dari beberapa bak kecil berhubungan satu dengan yang lain. Limbah mengalir dari dasar bak dan minyak tertahan diatas permukaan. Lemak ini makin lama makin tebal dan kemudian di pompa ke tempat penampungan. b. Pendinginan Limbah selanjutnya didinginkan dari temperatur 40oC sampai 32oC. Proses pendinginan berlangsung pada menara pendinginan dengan menggunakan

22


kipas pendingin pada kekuatan 1 Horse power. Pendinginan diperlukan untuk menjaga kondisi pada tahap proses berikutnya. c. Penyaringan lemak tahap kedua Penyaringan keadaan limbah yang sudah lebih dingin lemak semakin memisah, sehingga perlu dilakukan penyaringan kembali. Lemak ini bercampur dengan buih dan deterjen mengembang diatas permukaan air akibat adanya proses perlakuan penyaringan. Sisa lemak berupa lumpur (sludge) yang terapung dihisap dengan pompa dibuang keatas permukaan tanah, dalam sebuah bak terbuka. 2. Equalisasi Untuk menghindari fluktuasi yang mendadak maka saluran air limbah dikumpulkan dahulu didalam bak penyangga sebelum proses lebih lanjut. Limbah ini selain untuk menahan lonjakan mendadak perlu dilakukan homogenisasi. Perlakuan awal ini penting karena semua peralatan proses yang dipakai mempunyai batasan kapasitas. Dengan adanya bak aqualisasi maka pH, COD dan Hydraulic load akan lebih konstan dan seragam. 3. Pengambilan minyak secara otomatis Fungsi utama peralatan ini adalah untuk mengambil dan memisahkan fat, minyak, grease atau senyawa lainnya yang mudah mengapung dengan cara memasang alat penghambat aliran limbah diatas permukaan air. Limbah ditahan dengan memasukkan papan perintang sedalam 10 cm masuk ke limbah. Akhirnya limbah mengalir dari bagian bawah dan lapisan minyak tertahan pada papan perintang. Minyak sebelah atas yang berkumpul dihisap atau disendok.

23


4. Bak penampung limbah Collection pit adalah bak penampung air limbah yang telah diolah volumenya 100 m3. Bak ini juga sebagai pengontrol terakhir apakah suatu limbah sudah layak di buang ke sungai. Kalau belum layak maka limbah dikembalikan ke tangki kontinyu, kalau sudah memenuhi baru dilepas ke dalam sungai. 5. Drying bed (bak pengering lumpur) Drying bed adalah penampung dan pengering partikel-partikel padat sebagai hasil dari proses koagulasi dan floaktasi serta pengering lumpur aktif keluaran dari proses oksidasi biologis. Lapisan penyaring terdiri dari pasir dan kerikil dengan ukuran tertentu, sehingga mampu mengeringkan padatan tersebut dalam 5 sampai 7 hari. Lumpur kering ini kemudian dapat digunakan sebagai tanaman yang baik. (Ginting, 2007)

2.6 Gravimetri Analisis minyak dan lemak dalam air atau limbah cair dapat dilakukan dengan metode Gravimetri. Gravimetri adalah penentuan kadar langsung dengan melakukan pengukuran massa zat murni yang dipisahkan dalam bentuk senyawa yang diketahui susunan kimianya dengan menghitung komponen analitnya. Pemisahan analit dapat dilakukan dari larutannya, jadi sampel padat harus dilarutkan terlebih dahulu, baru dilakukan pengendapan dengan pereaksi pengendap atau dipisahkan dengan cara ekstraksi. Ekstraksi adalah pemisahan fraksi dari fraksi lain yang berada di dalam suatu campuran berdasarkan perbedaan kelarutan. Untuk memurnikan endapan diperlukan proses pencucian atau pengkristalan ulang dan pengeringan sampai

24


berat konstan. Demikian juga halnya dengan wadah endapan, cawan, baik pada waktu penimbangan awal cawan kosong, maupun cawan yang sudah berisi endapan yang menggunakan suatu cara pengeringan tertentu, harus ditimbang sampai berat konstan. Macam-macam cara ekstraksi yang dilakukan ada 3 cara yaitu : 1. Rendering merupakan

suatu

cara

yang sering

digunakan

untuk

mengekstraksi minyak hewan dengan cara pemanasan. Pemanasan dapat dilakukan dengan air panas (wet rendering). Lemak akan mengapung di permukaan sehingga dapat dipisahkan. Secara komersial rendering dilakukan dengan menggunakan ketel vakum. Protein akan rusak oleh panas dan air akan menguap sehingga lemak dapat dipisahkan. 2. Pengepresan mekanis merupakan suatu cara ekstraksi minyak atau lemak, terutama untuk bahan yang berasal dari biji-bijian. Cara ini dilakukan untuk memisahkan minyak dari bahan yang kadar minyak tinggi (30-70%). Pada pengepresan mekanis diperlukan perlakuan pendahuluan sebelum minyak atau lemak dipisahkan dari bijinya. 3. Prinsip dari proses ini adalah ekstraksi dengan melarutkan minyak dalam pelarut minyak atau lemak. Pelarut minyak atau lemak yang biasa dipergunakan dalam proses ekstraksi dengan pelarut menguap adalah Petroleum eter, Gasoline karbon disulfida, Karbon tetraklorida, Benzene, dan N- heksan. Perlu diperhatikan bahwa jumlah pelarut menguap atau hilang tidak boleh lebih dari 5%. (Ketaren, 1986) Gravimetri merupakan cara pemeriksaan jumlah zat yang paling tua dan paling sederhana dibandingkan dengan cara pemeriksaan kimia lainnya.

25


Kesederhanaan itu jelas kelihatan karena dalam gravimetri jumlah zat ditentukan dengan menimbang langsung massa zat. Gravimetri dengan cara penguapan lazim dipakai untuk penentuan kadar air dan karbon dioksida. Air dihilangkan secara terhitung dari cuplikan senyawa anorganik dengan cara penyerapan pada zat pengering padat. Massa air yang hilang itu ditetapkan dari pertambahan bobot zat pengering. Penentuan kadar air secara tak langsung dapat memberikan hasil yang memuaskan. Di sini dianggap bahwa air merupakan satu-satunya zat yang telah diuapkan dari cuplikan. Anggapan ini seringkali tidak benar, karena pemijaran cuplikan

kadang-kadang

menyebabkan

terjadinya

penguraian

sehingga

pertambahan bobot zat penyerap tidak semata-mata disebabkan oleh penyerapan air. Kendati demikian, cara tidak langsung ini banyak dipakai untuk penentuan kadar air seperti penentuan kadar air biji-bijian. (Rivai,1995) Selain metode gravimetri, minyak dan lemak dapat dilakukan dengan metode asidimetri, enometri, oksidimetri dan uji khusus lainnya. Pengujian secara asidimetri terutama untuk menentukan bilangan asam, bilangan penyabunan, bilangan ester, asam lemak bebas, jumlah asam lemak total, dan asam lemak yang terikat sebagai ester. Hasil yang diperoleh dengan cara asidimetri tergantung pada ketelitian dalam memisahkan asam lemak total. Yang termasuk dalam bilangan asam lemak total antara lain bilangan Reichert-Meissl, bilangan Polenske dan bilangan Kirschner. Biasanya nilai yang diperoleh secara asidimetri seperti bilangan asam, bilangan penyabunan, dan bilangan ester, dinyatakan dalam jumlah miligram KOH untuk tiap 1 gram minyak atau lemak. Sedangkan bilangan

26


Reichert-Meissl dan bilangan Kirschner dinyatakan dalam jumlah milimeter KOH 0,1 N atau NaOH 0,1 N untuk tiap 5 gram minyak atau lemak. Penentuan sifat kimia yang didasarkan cara enometri ialah bilangan Iod, bilangan thiosianogen, dan bilangan diene. Gugus hidroksil yang terdapat dalam minyak atau lemak tidak saja dalam bentuk hidroksi-asam lemak, tetapi juga dalam bentuk komponen bukan asam seperti mono dan digliserida atau alkohol suku tinggi. Oksidasi lemak menghasilkan gugusan hidroksil, misalnya yang terdapat dalam alam, yaitu asam likanat. Reaksi oksidasi dapat menghasilkan persenyawaan karbonil yang sering dijumpai sebagai persenyawaan keton dan aldehida. Metoda oksidimetri untuk pengujian minyak dan lemak secara kuantitatif. ( Ketaren,1986)

27


BAB II TINJAUAN PUSTAKA. buah-buahan, kacang-kacangan, biji-bijian, akar tanaman dan sayaur-sayuran

Recommend Documents