Bab II Uraian Proses Pembuatan Margarin

BAB IISELEKSI DAN URAIAN PROSES

II.1 Macam-macam proses Margarin pertama kali ditemukan oleh Hyppolyte Mege

Mouries seorang kimiawan Prancis pada 1870 pada suatu sayembara yang diadakan oleh Kaisar Napoleon III. Margarin dimaksudkan sebagai pengganti mentega dengan rupa, bau, konsistensi rasa, dan nilai gizi yang hampir sama dengan mentega. Disebabkan naiknya populasi penduduk kota selama revolusi industri dan semakin berkurangnya lahan pertanian. Kata margarine berasal dari Bahasa Yunani, yaitu “Margarines” yang berarti mutiara. Margarin merupakan emulsi dengan tipe emulsi water in oil (W/O), yaitu fase air berada dalam fase minyak atau lemak.

Margarin merupakan produk makanan berbentuk emulsi campuran air di dalam minyak, yaitu sekitar 16% air dan minimal 80% minyak atau lemak nabati. Fase lemak umumnya terdiri dari minyak nabati, yang sebagian dipadatkan agar diperoleh sifat plastis.

Sejak penemuan tersebut, margarin mengalami banyak perkembangan. Pada tahun 1873 Amerika mempatenkan penemuan Mege Mouries dan mendirikan pabrik margarin yang beroperasi di United States. Akhir abad ke-19, margarin dibuat dari lemak babi atau sapi dimana ditambahkan lemak dari kacang tanah dan biji kapas untuk mempercepat melting point pada saat pencampuran. Di awal tahun 1900, margarin baru dibuat dari 100% minyak nabati yang biasanya diperoleh dari minyak kelapa, minyak sawit, minyak biji kapas, minyak jagung, minyak kedelai, minyak wijen, minyak kapuk, dan minyak gandum. Minyak nabati umumnya berwujud cair karena mengandung asam lemak tidak jenuh, seperti asam oleat, linoleat, dan linolenat. Pembuatan margarin dengan proses hidrogenasi mulai diperkenalkan pada tahun 1910, tapi pembuatan margarin dengan proses hidrogenasi dilakukan pada tahun 1930. Hidrogenasi minyak bertujuan

II-1

BAB II Seleksi dan Uraian Proses

Pabrik Xylitol dari Limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit dengan Proses Hidrolisis Enzim Xilanase

Pabrik Minyak Goreng dari Cocos Nucifera Dengan Proses Solvent Extraction N-Hexane

Program Studi DIII Teknik Kimia FTI-

ITS

merubah minyak cair menjadi lemak berwujud padat dengan konsistensi yang hamper sama dengan minyak babi.

Pabrik margarin sudah memproduksi margarin berbentuk stick pada awal tahun 1950. Dengan adanya perkembangan teknologi, pabrik margarin dapat mengolah margarin menjadi soft margarine yang banyak diminati konsumen. Pada saat itu, soft margarine yang mempunyai kandungan lemak tinggi dikemas dalam kaleng. Pada tahun 1980 margarin diproduksi dalam bentuk soft, stick, dan liquid dengan kandungan lemak jenuh sebesar 60%. Namun pada tahun 1990 penjualan margarin yang kandungan lemak jenuh tinggi semakin sedikit, bahkan pada tahun 1993 dan sampai saat ini sudah diproduksi margarin yang tidak mengandung lemak jenuh.

Proses pembuatan margarin dapat melalui proses blending, hidrogenasi, dan interesterifikasi.:

1. BlendingBlending merupakan metode dalam

memodifikasi minyak dan lemak yang murah dan ekonomis, karena dapat dilakukan dengan mencampur secara fisik dua jenis minyak atau lebih. Dengan cara blending, tujuan peningkatan titik cair dapat tercapai dengan menambahkan minyak yang mempunyai titik cair tinggi ke dalam campuran minyak (Maussata dan Akoh, 1998). Namun demikian,. menurut Maussata dan Akoh (1998), metode blending banyak memilki kelemahan. Karena perbedaan molekuler, dua jenis minyak ada kemungkinan tidak kompatibel satu sama lainnya dan dapat membentuk campuran eutektik.

2. HidrogenasiProses hidrogenasi merupakan suatu proses yang

bertujuan untuk menjenuhkan ikatan rangkap dari rantai

II-2

BAB VII Keselamatan dan Kesehatan Kerja


Program Studi DIII Teknik Kimia FTI-ITS


asam lemak pada minyak. Hidrogenasi mampu mereduksi ikatan rangkap menjadi ikatan tunggal sehingga menaikkan titik cair lemak. Reaksi hidrogenasi menggunakan katalis kimia seperti Ni, Pt, atau Cu, tetapi yang paling umum digunakan adalah Ni. Proses hidrogenasi dapat dengan mudah dikontrol dan dihentikan pada saat yang diinginkan. Proses ini umumnya digunakan untuk meningkatkan titik cair lemak atau minyak. Proses hidrogenasi menghasilkan shortening dan margarin dengan stabilitas yang lebih baik. (Ketaren, 1986)

3. Proses InteresterifikasiInteresterifikasi adalah suatu reaksi dimana ester

trigliserida atau ester asam lemak diubah menjadi ester lain melalui reaksi dengan suatu alkohol (alkoholisis), asam lemak (asidolisis) dan transesterifikasi. Interesterifikasi merupakan reaksi suatu ester dengan ester lainnya atau ester interchange. Pengaruh interesterifikasi terhadap minyak dan lemak sangat tergantung kapada komposisi dan distribusi asam lemak. Campuran lemak yang memiliki kandungan asam lemak jenuh yang tinggi dengan minyak cair akan menurunkan titik lebur melalui penataan ulang secara acak karena asam-asam lemak dari lemak jenuh menjadi terdistribusi secara luas. (Silalahi, 2002).

Metode ini merupakan salah satu alternatif proses yang dapat digunakan untuk menghindari terbentuknya asam lemak trans, bahkan menghasilkanlemak zero trans (bebas isomer trans) (Petrauskate, et.al.,1998 ; Berger and Idris, 2005; Indris and Mat Dian , 2005).

II-3





ITS

Reaksi interesterifikasi dalam trigliserida dapat berlangsung baik secara intramolekuler maupun intermolekuler. Relokasi gugus asil dari asam lemak dalam molekul trigliserida yang sama disebut intraesterifikasi ,sedangkan perpindahan secara acak dan pertukaran gugus asil diantara molekul-molekul trigliserida hingga tercapai keseimbangan dengan semua kombinasi yang mungkin disebut dengan interesterifikasi (Davidek,et,al, 1990).

Interesterifikasi tidak mempengaruhi derajat kejenuhan asam lemak atau menyebabkan terjadinya isomerisasi asam lemak yang memiliki ikatan ganda. Jadi dapat dikatakan bahwa reaksi interesterifikasi tidak akan mengubah sifat dan profil asam lemak yang ada, tetapi mengubah lemak atau minyak karena memiliki susunan trigliserida yang berbeda. Interesterifikasi dapat terjadi dengan adanya katalis kimia (interesterifikasi kimia atau dengan adanya biokatalis enzim (interesterifikasi enzimatik).

II.2 Seleksi ProsesBerdasarkan ketiga proses tersebut, maka dalam

pembuatan margarin dari minyak sawit ini dipilih proses hidrogenasi untuk memodifikasi minyak sawit agar dapat digunakan sebagai bahan baku untuk pembuatan margarin. Alasan pemilihan proses hidrogenasi adalah sebagai berikut :

Proses hidrogenasi dapat mengurangi ketidak jenuhan minyak atau lemak dan membuat lemak menjadi bersifat plastis, sehingga dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan margarin.

II-4





Margarin yang dihasilkan dari proses hidrogenasi memiliki stabilitas yang baik

Proses hidrogenasi mudah dikontrol dan dapat dihentikan pada saat yang diinginkan.

Pada proses hidrogenasi digunakan katalis Ni untuk mempercepat jalannya reaksi serta ketersediaan (availability) dan lebih murah bila dibandingkan katalis lainSedangkan kelemahan dari proses hidrogenasi pada

umumnya ialah terbentuk trans fatty acid (TFA) yang tidak diinginkan. Asam lemak trans cenderung meningkatkan kadar kolesterol total dalam darah yang dapat menyebabkan timbulnya penyakit kardiovaskuler (jantung koroner), sehingga asam lemak trans perlu dihilangkan atau diminimalkan. Asam lemak tidak jenuh (memiliki ikatan rangkap) yang terdapat di minyak dapat berada dalam dua bentuk yakni cis dan trans. Asam lemak tak jenuh yang terdapat di alam biasanya berada sebagai asam lemak cis, hanya sedikit bentuk trans. Jumlah asam lemak trans dapat meningkat akibat pengolahan seperti hidrogenasi, pemanasan pada suhu tinggi. (Sebedio and Chardigny, 1996, Marti et al, 1998, Silalahi, 2002).

II.3 Uraian Prose TerpilihAda 2 proses pada pengolahan ini, yaitu proses

pengambilan minyak pada buah kelapa dan proses pemurnian minyakII.3.1 Proses Pembuatan crude oil dari buah kelapa1. Tahap Persiapan Bahan

Biji yang telah dipisahkan dari buahnya memiliki kadar air yang tinggi sehingga perlu dikeringkan terlebih dahulu. Kondisi kadar air yang demikian belum dapat menghasilkan

II-5





ITS

minyak kasar kemiri sunan yang optimal dan akan berpengaruh terhadap karakter fisik yang dihasilkan. Oleh karena itu perlu dikeringkan terlebih dahulu hingga mencapai kurang dari 7%. Pengeringan dapat dilakukan baik terhadap biji kemiri sunan ataupun kernelnya.

Metode pengeringan biji kemiri sunan yang digunakan untuk mendapat minyak dilakukan dengan pengeringan buatan. Pengeringan buatan ini menggunakan bahan bakar sebagai sumber panas (bahan bakar cair, padat, dan listrik).

Alat pengeringan yang digunakan yakni dryer. Biji kemiri sunan masuk 2. Ekstraksi dengan menggunakan Screw press

Hasil dari proses penggiligan pada tahap persiapan selanjutnya masuk ke dalam screw press. Schulz and Suhr (2006) membahasuntuk mengeluarkan minyak dari bahan baku setidaknya melibatkan tiga proses screw press, semakin banyak langkah screw press maka akan mengurangi residu minyak pada press cake.

Prinsip operasinya adlah bahan mendapat tekanan dari ulir yang berputar dan dengan sendirinya terdorong keluar. Minyak keluar dari celah diantara ulir dan penutup yang berupa lempengan besi berongga yang mempunyai celah dengan ukuran tertentu. Sehingga akan diperoleh minyak kasar lebih baik dan lebih banyak, yaitu 53% minyak kasar yang berwarna kuning jernih dan 47% bungkil yang berwarna putih. Minyak yang keluar ditampung di tangi penyimpanan minyak kasar.

Proses Pemurnian MinyakKopra sebagai bahan baku minyak yang telah diekstraksi

kemudian dilakukan proses lanjut yaitu proses pemurnian. Minyak tersebut kemudian akan melalui proses pemurnian

II-6





minyak kasar yang meliputi proses netralisasi atau safonifikasi, proses bleacing.a. Proses Netralisasi (Saponifikasi)

Netralisasi ialah suatu proses untuk memisahkan asam lemak bebas dari minyak atau lemak, dengan cara mereaksikan asam lemak bebas dengan basa atau pereaksi lainnya sehingga membentuk sabun (soapstock).Netralisasi dengan Kaustik Soda (NaOH)

Netralisasi dengan soda kaustik soda banyak dilakukan dalam skala industri. Karena lebih effisien dan lebih murah dibandingkan dengan cara netralisasi lainnya. Selain itu penggunakan kaustik soda, membantu dalam mengurngi zat warna dan kotoran yang berupa getah dan lender dalam minyak.

Reaksi antar asam lemak bebas dengan NaOH adalah sebagai berikut :

R C + NaOH R + H2O

FFA Basa Sabun (Ketaren, hal 195)

Gambar II.3 Reaksi NetralisasaR1COO CH2 R1COONa HOCH2

R2COO CH + NaOH R2COOK + HOCH

R2COO CH2 R3COONa HOCH2

Trigliserida Basa Sabun Gliserol

Gambar II.4 Reaksi Penyabunan(Ketaren, hal 31)

II-7

O

OH ON

O





ITS

Bilangan penyabunan adalah jumlah milligram NaOH yang diperlukan untuk menyabunkan satu gram minyak atau lemak.

Apabila sejumlah contoh minyak atau lemak disabunkan dengan larutan NaOH berlebihan dalam alkohol maka NaOH akan bereaksi dengan Trigliserida. Yaitu tiga molekul NaOH bereaksi dengan satu molekul minyak atau lemak. Larutan alkali yang tertinggal ditentukan dengan titrasi menggunakan asam, sehingga alkali yang turut bereaksi dapat diketahui

Netralisasi Menggunakan kaustik soda akan menyebabkan sejumlah kecil trigliserida. Molekul mono trigliserida dan digliserida lebih mudah bereaksi dengan persenyawaan alkali.

Minyak yang keluar dari tangki penampung minyak di pompa menuju Cooler netralisasi untuk didinginkan sampai suhu 650C, kemudian menuju Reaktor Netralisasi dengan menggunakan pengaduk, kemudian ditambahkan NaOH dari tangki penampung NaOH yang berfungsi untuk menghilangkan kandungan FFA yang ada pada minyak. Setelah keluar dari Reaktor Netralisasi Minyak dipisahkan dari Soapstock dengan alat Centrifuge. Pada alat ini soapstock yang terpisahkan akan masuk ke tangki penampung kemudian minyak yang didapatkan akan masuk proses Bleaching.

Proses Bleacing ( pemucatan )Proses netralisasi diikuti dengan proses pemucatan

(bleaching). Untuk proses ini dapat dipergunakan bahan-bahan yang berbeda seperti non-activated clay dan activated carbon, yang paling popular adalah activated bleaching karena dipergunakan untuk mengurangi atau menghilangkan pengotor (impurities) yang tidak diinginkan pada minyak kemiri sunan.

II-8





Pada proses pemucatan ( bleacing ) , minyak dari centrifuge dipompa menuju heater bleacing untuk dipanaskan terlebih dahulu sampai suhu mencapai 1050C untuk mempermudah proses pada tangki bleaching, kemudian proses pemucatan minyak dilakukan dengan menambahkan absorben karbon aktif dari tangki penampung karbon aktif. Tangki bleaching dilengkapi dengan pengaduk hal tersebut bertujan agar minyak dan karbon aktif bisa bercampur, proses pengadukan terjadi selama 15 menit. Setelah proses bleaching selesai, minyak ditampung dalam tangki penampung. Dari tangki penampung, minyak di pompa menuju filter press. Pada filter press karbon aktif yang digunakan 1,5 % berat minyak yang masuk. Pada filter press digunakan untuk memisahkan minyak dari karbon aktif. Minyak dari filter press ditampung dalam tangki penampung sebelum dialirkan ke reactor hidrogenasi.

Proses HidrogenasiReaktor Hidrogenasi yang disusun seri dengan tekanan

operasi 6 atm dan temperatur operasi 180oC dan 175oC dengan dialirkan melalui pompa kebagian atas reaktor. Gas hidrogen yang dihasilkan dari plant hidrogen pada suhu 180oC dan tekanan 8 atm dialirkan melalui sistem perpipaan ke plant margarin lalu dimasukkan ke dalam Reaktor Hidrogenasi melalui sparger pada bagian bawah reaktor. Di reaktor terjadi reaksi pemutusan ikatan rangkap yang bertujuan untuk mengurangi ketidakjenuhan minyak kemiri sunan sehingga minyak yang dihasilkan lebih stabil terhadap oksidasi dan tahan untuk diproses lebih lanjut (Ketaren, 1986).

Reaksi berlangsung pada suhu 180 oC dan tekanan 6 atm (Othmer, Vol 10). Adapun reaksinya sebagai berikut :

II-9





ITS

Trigliserida asam LinoleatTrigliserida asam Oleat Trigliserida asam Stearat

Dengan konversi 100% untuk linoleat dan 41% untuk oleat. Hasil hidrogenasi merupakan minyak kemiri sunan yang telah dimodifikasi dengan proses hidrogenasi dalam fasa cair dengan temperatur 180 0C dan tekanan 6 atm, kemudian dialirkan ke filter yang bertekanan 5 atm untuk dipisahkan antara gas hidrogen sisa dengan minyak yang terhidrogenasi, lalu minyak tersebut dialirkan ke dalam Cooler untuk didinginkan suhunya hingga 48 0C.Proses Deodorisasi

Deodorizer terjadi pada pada tahap pemurnian terakhir. Proses deodorisasi adalah suatu tahap pemurnian minyak yang bertujuan untuk menghilangkan bau dan rasa yang tidak enak pada minyak. Prinsip deodorisasi dilakukan dengan cara penyulingan minyak menggunakan uap panas (steam) dalam tekanan vakum

Minyak yang telah mengalami hidrogenasi kemudian siap dilakukan deodorisasi. Minyak mula-mula dipanaskan pada suhu 1500C dalam heater. Penggunaan suhu diatas terlalu tinggi harus dihindari untuk meminimalkan kerusakan pada minyak. Pada kondisi ini dengan penggunaan uap sebagai pelecut, asam lemak bebas yang masih ada dalam minyak hasil penyaringan akan teruapkan bersama bahan bahan berbau yang bisa menyebabkan ketengikan pada minyak.

Pada proses deodorisasi, minyak dari tangki penampung dipompa menuju tangki deodorisasi. Proses deodorisasi terjadi pada suhu tinggi dan pada tekan rendah. Dalam tangki deodrisasi dipasang barometric condenser yang digunakan untuk menangkap uap pada tangki deodorisasi dan jet enjector yang digunakan untuk memvacumkan tangki deodorisasi. Setelah

II-10





proses deodorisasi, minyak dialirkan ke dalam cooler untuk menurunkan menjadi 900C.

Proses Emulsifikasi Proses emulsifikasi bertujuan untuk mengemulsikan

minyak dengan cara penambahan emulsifier fase cair dan fase minyak pada suhu 80oC dengan tekanan 5 atm (Shahidi, Vol 4, 2005; hal 63). Pada ET-301 minyak 30 ditambahkan larutan pengemulsifikasi dari Solution Tank (SO-301) yang terdiri dari vitamin A, Palmitat-β karoten, flavor (diasetil), dan skim milk untuk menambah gizi dan memberi rasa, lechitin dan garam untuk memberi rasa asin, dan natrium benzoat sebagai pengawet.

II-11

Bab II Uraian Proses Pembuatan Margarin

Documents

Transcript of Bab II Uraian Proses Pembuatan Margarin