Nama : Farista Galuh SandraNIM: 03121403003 Shift: B Kel. : 4

GLISEROL

1.1. Pengertian GliserolGliserol adalah salah satu bahan kimia yang terpenting di dalam industri obat-obatan, bahan makanan, komestik, bahan peledak, dan lain-lain. Penggunaan griserol yang beragam tersebut mengharuskan produksi gliserol dibuat dalam skala besar agar mampu memenuhi kebutuhan pasokan dalam berbagai industri. Salah satu bahan baku dalam pembuatan gliserol adalah minyak, yang terdiri atas minyak nabati dan minyak hewani. Gliserol ini juga merupakan salah satu bahan baku pembentuk trigliserida, yang dapat membentuk ikatan ester dengan asam lemak. Ada beberapa metoda yang dapat digunakan untuk membuat gliserol diantaranya saponifikasi minyak dan lemak dengan kaustik soda, hidrolisis lemak dan minyak dengan katalis dan transesterifikasi dari trigliserida. Gliserol dapat disebut juga dengan 1,2,3-propanatriol yang dimana memiliki rumus bangun CH2OHCHOHCH2OH, selain itu gliserol berwujud cairan bening, higroskopis, kental, dan terasa manis akan tetapi bersifat racun.

Gambar 1.1.1. Rumus Bangun GliserolBerikut adalah sifat-sifat gliserol :Tabel 1.1.1. Sifat-sifat GliserolSifatNilai

Berat molekul92,09382 gram/mol

Viskositas pada suhu 20oC1499 Cp

Panas spesifik pada suhu 26oC0,5795 kal/g

Densitas1,261 g/cm3

Titik leleh18oC

Titik didih290oC

1.2. Pembuatan GliserolGliserol dihasilkan dari pemecahan trigliserida dengan memakai beberapa metoda yaitu:1) Saponifikasi lemak dan minyak dengan kaustik soda yang merubahnya ke bentuk sabun dan gliserin.Ketika lemak dan minyak disaponifikasi dengan kaustik soda maka terjadi reaksi sebagai berikut :

Gambar 1.2.1. Reaksi Saponifikasi dengan Kaustik SodaDari reaksi ini terbentuk sabun 8-12% dan sisanya merupakan gliserin. Lemak dan minyak disaponifikasi melalui proses perebusan. Dimana lemak dan minyak mula-mula dimasukkan kedalam ketel dan sabun ditakar sesuai kebutuhan dengan konsentrasi sufisien dan garam yang ditambahkan. Campuran tersebut kemudian direbus dengan optimal, memakai coil steam tertutup, sampai saponifikasi hampir selesai. Sejumlah soda kaustik ditambahkan dengan sengaja agar lebih banyak pada perhitungan stoikiometri, Untuk memastikan bahwa sisa cairan sabun yang menyusun gliserin punya alkalinitas minimum. Soda kaustik dalam sisa cairan sabun dinetralisir selama perlakuan berikutnya berlangsung.Trigliserida di atas merupakan trigliserida yang sederhana karena merupakan trimester yang dimana terbuat dari gliserol dan tiga molekul asam lemak yang sama. Beberapa lemak atau minyak menghasilkan satu atau dua ikatan ester yang akan terputus dan dihasilkan gliserol dan garam dari asamlemaknya. Gliserol ini juga dapat dihasilkan dari reaksi hidrolisa trigliserida yang dilakukan dengan tekanan dan temperature tinggi. Garam dalam cairan yang dipakai perlu untuk menjaga sabun dalamhal ini dapat terjadinya pemisahan dari sabun dan sisa cairan.Selanjutnya digambarkan setelah diset dan ditransfer ke dalamproses pembuatan gliserin. Artinya, sabun yang hilang selama perebusan dan penghitungan yang lengkap pada saat pencucian untuk melengkapi saponifikasi dan menghasilkan gliserin sebanyak mungkin sebelum habis menjadi sabun. Kelanjutan dari perebusan sabun, yang merupakan praktek skala besar dipakai kolom pencucian bermacam-macam atau sentrifugasi.2) Pemecahan Lemak/Lemak atau Fat Splitting (Hidrolisis) Minyak atau lemak merupakan campuran dari ester-ester asam lemak dan gliserol yang dimana membentuk gliserida, dan ester-ester tersebut dinamakan trigliserida. Pada suhu kamar minyak berwujud fase cair, sedangkan lemak dalam fase padat. Karakteristik trigliserida ditentukan oleh komponen dari suatu asam lemak pembentuknya, karena sebagian besar dari komponen trigliserida adalah asam lemak. Trigliserida yang direaksikan dengan air dengan temperatur dan tekanan tertentu akan menghasilkan asam lemak dan gliserol. Minyak atau lemak dapat dihidrolisis atau dipecah menjadi zat asam yang mengandung lemak dan gliserin, reaksinya sebagai berikut :

Gambar 1.2.2. Reaksi Pemecahan Lemak (Hidrolisis)Proses pemisahan lemak ada empat macam :1) Proses Twitchell2) Proses Autoclave Batch3) Proses Kontinu4) Proses secara Enzimatik1) Proses TwitchellProses Twitchell merupakan proses yang mula-mula dikembangkan pada splitting. Dimana pada proses ini masih menggunakan cara yang sederhana, disebabkan murah serta kemudahan dari instalasi dan operasi. Tetapi proses ini membutuhkan energi yang cukup besar dan kualitas produk yang rendah. Proses splitting ini menggunakan reagen Twitchell dan H2S sebagai katalis dalam hidrolisis. Reagennya adalah campuran dari oleic atau asam lainnya dengan naptalen tersulfonasi.Operasi terjadi dalam suatu wooden lead-lined, atau tong tahan asam. Kandungan yang terdiri dari air yang jumlahnya dari lemak, H2S 1-2 % dan reagen Twitchell 0,75-1,25% dipanaskan sampai mendidih dimana pada tekanan atmosfer yang selama 36-48 jam, menggunakan steam terbuka. Proses biasanya diulangi dua sampai empat kali, fasa 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.2) Proses Autoclave BatchProses ini adalah metode komersial yang paling awal untuk hidrolisis umpan minyak atau lemak dengan kualitas yang lebih baik untuk menghasilkan asam lemak yang warnanya baik (light-colored). Proses ini lebih cepat dibandingkan dengan proses Twitchell, yang butuh waktu selama 6-10 jam sampai selesai. Hidrolisis menggunakan katalis zinc, Mg atau kalsium oksida. Dari semua katalis yang paling aktif adalah zinc. Sekitar 2-4 % katalis yang digunakan dan sejumlah dari serbuk zinc ditambahkan untuk meningkatkan warna dari asam lemak.Autoclave merupakan silnder yang tinggi, dengam diameter 1220-1829 mm dan tinggi 6-12 m dibuat dari alloy yang tahan terhadap korosi (corrosion-resistant alloy) dan terlindungi secara penuh. Penginjeksian steam menyebabkan terjadinya pengadukan, meskipun pada beberapa kondisi digunakan mesin pengaduk.Dalam operasinya, autoclave diisi dengan lemak dan air yang jumlahnya (sekitar dari lemak) dan katalis. Steam dihembuskan guna menggantikan udara terlarut dan autoclave ditutup. Steam yang digunakan untuk menaikkan tekanan sampai 1135 kPa dan diinjeksikan secara kontiniu, sementara sebagian kecil kisi-kisi menjaga agitasi dan tekanan operasi. Konversi dapat dicapai lebih dari 95% setelah 6-10 jam. Isi dari autoclave dipindahkan ke tangki, dimana terbentuk asam lemak dibagian atas dan gliserin pada bagian bawah. Asam lemak yang terbentuk ditambahkan asam mineral untuk memisahkan kandungan sabun dan selanjutnya dilakukan pencucian kembali guna memisahkan sisa asam mineral.3) Proses KontinuProses kontinu merupakan proses pemisahan lemak dengan menggunakan suhu dan tekanan yang tinggi. Proses hidrolisis ini lebih dikenal dengan proses Coltage-Emery, merupakan metode yang paling efisien dalam hidrolisis lemak. Suhu dan tekanan tinggi dipergunakan untuk mempercepat waktu reaksi. Aliran counter current dipenuhkan oleh minyak dan air guna menghasilkan suatu derajat hidrolisis yang maksimal tanpa memerlukan katalis, tetapi katalis juga dapat digunakan untuk meningkatkan laju reaksi.Menara pemisah merupakan bagian utama dari proses ini. Kebanyakan dari menara pemisah mempunyai konfigurasi sama dan dioperasikan dengan cara yang sama. Tergantung dari kapasitas, menara bisa berkapasitas pad diameter 508-1220 mm dengan tinggi 18-25 m dan terbuat dari bahan tahan korosi seperti baja stainless 316 atau campuran logam yang dirancang untuk beroperasi pada tekanan sekitar 5000 kPa.Dimana pada Gambar di bawah menunjukkan suatu rancangan Single-stage Countercurrent splitting, lemak terdeaerasi dimasukkan dengan cincin sparge (sparge ring) sekitar 1 meter dari dasar dengan sebuah pompa bertekanan tinggi. Air terdapat pada bagian atas dengan perbandingan 0-50% dari berat lemak. Temperatur pemisahan yang tinggi (250-260 oC) cukup menjamin agar air dapat melarut dalam minyak, sehingga tidak diperlukan lagi alat untuk membuat air dan minyak berkontak.Volume kosong menara digunakan sebagai tempat reaksi. Lemak mentah lewat sebagai fase yang saling bersentuhan dari dasar atas menara, sementara cairan lebih berat mengalir turun sebagai fase terdispersi melewati campuran lemak dan asam. Derajat pemisahan dapat dicapai hingga 99%. Proses continiu countercurrent tekanan tinggi memecah lemak dan minyak dengan lebih efisien dari pada proses lain dengan lama reaksi 2-3 jam.

Gambar 1.2.3. Single Stage Counter Current Splittin4) Proses secara EnzimatikLemak atau minyak dapat terhidrolisis denagn adanya enzim alami. Proses hidrolisis dengan enzim ini memakan biaya yang besar dan waktu reaksi yang lama.Hidrolosis enzimatik menggunakan enzim lipase dari Candida Rugosa, Aspergillus niger, dan Rhizopus arrhizus pada kondisi suhu 26-46 dengan waktu 48-72 jam. Proses ini dapat mencapai konversi 98 %.1.3. Metoda Pencucian GliserolGliserol diperoleh melalui proses produksi di atas belum lagi murni dan harus melelui proses pemurnian konsentrasinya. Ada dua proses pemurnian yang dipakai.1) Metoda konvensionalYaitu dengan cara memisahkan cairan sabun dari gliserol dengan aluminium atau besi klorida dengan cara evaporasi, distilasi deodorisasi dan bleaching.Pada dasarnya, langkah-langkah memproduksi gliserin berkadar tinggi dengan kemurnian 99% sama saja.penghasilan cairan sabun atau gliserol ditambah asam mineral untuk pemecahan berbagai molekul sabun dan pembebasannya dari asam lemak. pH disesuaikan dan alumunium atau besi klrida sebagai floccolant ditambahkan untuk mendapatkan kemurnian ,yang setelah itu disaring. Kemudian disesuaikan pHnya 6,5 ke atas, sebelum diumpankan ke dalam evaporator.Tipe evaporator yang memakai single atau multiple efek berdasarkan volume material yang diproses. Gliserin kasar setelah evaporasi punya konsentrasi 80-88%. Garam yang dipisahkan dan dikeluarka selama evaporasi dari perlakuan cairan sabun gliserol. Akumulasi dalam tepat garam di bawah evaporator. Basa direcover dan direcycle ke pembuatan sabun.Gliserol kasar dari evaporator didistilasi dalam keadaan vakum 660-1330 Pa. panas didalamnya dijaga selama evaporasi agar temperature di bawah 2000 C. ini dilakukan untuk mencegah polimerisasi dan dekomposisi gliserin. Yang dimulai pada suhu 2040 C. pengontrolan kondensaai dari pemisahan uap gliserin dari uap air. Kondensasi gliserin yang mencapai 99% kemurnian melalui deodorisasi dengan memasukka panas kedalamnya pada penampung deodorisasi keadaan vakum. Gliserin akhirnya dibleaching dengan karbon aktif dan disaring untuk menghasilkan konsentrasi lebih dari 99%.2) Metoda Pertukaran IonMetoda pertukaran ion dari pemurnian gliserin merupakan hal lazim dan diterima luas karena operasi yangsederhana dan energy konsumsi yang rendah.metode ini didasarkan pada penggunaan resin penukar ion yang cocok dan partikel yang sesuaiuntuk menyaring gliserin dari pemecahan lemak atau transesterifikasi. Jika khaddar garam tinggi,pada saponifikasi perlu proses untuk merubah garam tersebut. Pemurnian dengan pertukaran ion, tergantung lanjutan sebelum penyaringan material berdasarkan hasil dengan memakai kation kuat, anion lemah dan tempat campuran anion-kation kuat. Pertukaran ion beroperasi secara efisien dengan cairan 24-40% gliserin. Caranya berdasarkan eliminasi permukaan resin bekas asam lemak bebas, lemak hewan dan mineral lain yang akan dimurnikan. Makanya konsentrasi pemurnian cairan gliserin didasarkan pada evaporasi (penguapan) memakai multiple-efek evaporator untuk memproduksi gliserin dengan kemurnian lebih dari 99%. Akhir dekolorisasi berdasarkan dengan mengaktifkan permukaan karbon atau perlakuan dengan karbon aktif berdasarkan filtrasi menghasilkan gliserin yang bagus. Perbandingan metode konvensional dengan metoda pertukaran ion. Metoda konvensional butuh fleksibilitas lebih besar tapi memkai energi lebih banyak, berdasarkan hal itu maka air harus diuapkan dan gliserin tersebut di distilasi pada temperature yang lebih tinggi. Metoda pertukaran ion tidak memakai energi tapi tidak bias dipakai untuk gliserol bila terdiri dari klorida yang tinggi. Klorida kotor berada pada resin pertukaran ion.1.4. Penyulingan GliserolPenyulingan gliserol dilakukan dengan metode distilasi. Distilasi gliserol dilakukan denagn menggunakan steam dibawah vakum tinggi dan peningkatan tempertur. Tekanan uap gliserin pada tekanan udara 760 mmHg pada 290oC, dank arena gliserol mulai berpolimerisasi pada 200oC, distilasi harus dilakukan pada tekanan rendah. Saat distilasi berlangsung pada steam tekanan parsial gliserol dikurangi, untuk menjaga tekanan total. Denagn persamaan sebagai berikut:

Distilasi gliserin dioperasikan pada tekanan absolute 5-6 mmHg dan temperature 165oC. Reaksi kimia yang tidak diinginkan dapat terjadi dalam gliserol mentah atau kasar. Pembentukan komponen Nitrogen dari proteinoeus pada gliserin kasar (tidak dipindahkan dalam proses treatment) dengan gangguan suhu. Bersama dengan produk dekomposisi yang rusak, impurities di dalam gliserin ikut disuling. Oleh karena itu, sanagt penting membatasi waktu pada saat temperature maksimum.Pembentukan gliserol ester oleh reaksi sabun (Berat Molekul rendah) dengan reaksi sebagai berikut :C3H5(OH)3 + R-COONa C3H5(OH)2-O-CO-R + NaOHPembentukan polygliserol dengan bantuan NaOH yang sangat penting untuk mengontrol alkalinity dari gliserol kasar ke level optimum. Pembentukan acrolein (CH=CHCHO), dimana digunakan dalam menghilangkan bau zat yang terkotaminasi. Jumlah total stripping stream dari distilasi sekitar 20% dari jumlah gliserol yang diproses. Jumlah ini lebih besar dengan kualitas umpan yang kurang baik. Bagaimanapun tidak semua steam diinjeksi, seperti air yang berasal dari gliserin kasar (80%) mengalir menuju steam dan dibagi sesuai kebutuhan.1.5. Stabilisasi Dan PenyimpananGliserol kasar dan encer mengandung sedikitnya beberapa materi suspensi (endapan garam) yang harus dibuang selama proses penyimpanan. Kemudian untuk menghindari bercampurnya material ini kedalam proses ketika luquor diambil direkomendasikan untuk menggantikan nozel yang terletak dibawah level terendah tanki serta pengosongan dan pencucian tanki secara periodik.Larutan gliserol encer (< 50%) merupakan subjek untuk fermentasi yang akan mengurangi yield dan mengakibatkan kemunduran produk gliserol yang dihasilkan. Dan gliserol dijaga pada suhu 700C dan atau pada konsentrasi tinggi yang akan mencegah masalah ini. Pertambahan konsentrasi gliserin akan menyebabkan kesulitan dalam pemompaan. Pada suhu yang rendah karena mamiliki viskositas yang tinggi maka direkomendasikan agar gliserol dipompa pada suhu 40oC-500C, temperatur yang rendah akan menyebabkan kesulitan saat pemompaan dan suhu yang tinggi akan mengakibatkan perubahan warna gliserol. Jika menggunakan coil pemanas atau steam, penting untuk menggunakan tekanan steam rendah sehingga tidak terlalu memanaskan gliserol dan mengakibatkn rusaknya produk vesel basa direkomendasikan untuk mencegah pembentukan asam lemak terdapat didalam tanki tersebut karena gliserin bersifat higrokopis maka kelembaban dapat dihilangkan dari tanki penyimpanan gliserol. Gliserol yang dipanaskan jangan disimpan didalam tanki yang terbuat dari tembaga atau besi karena garam tembaga atau besi dapat mengkatalis reaksi oksidasi terhadap gliserol pada kondisi tertentu.1.6. Aroma Dan WarnaMasalah warna dan rasa dapat dihindari dengan menggunakan bahan mentah berkualitas, threating dan penyimpanan gliserol kasar dan mencegah kenaikan suhu untuk waktu yang lama pengotor dalam gliserin kasar khususnya zat organik bukan trigliserida menyebabkan turunnya kualitas dan kuantitas gliserin yang disaring.Jika zat organik bukan gliserida dikandung tinggi dari 3-5%, masalah aroma, rasa dan warna akan timbul pada produk akhir. Trimetilen glikol yang ada bersama zat organik bukan trigliserida dapat menyebabkan perubahan warna dari gliserin dan menimbulkan masalah dalam penyimpanan.1.7. Manfaat GliserolKegunaan dari gliserol sangat fenomenal, berdasarkan pengamatan hingga 1700 kegunaan telah diketahui. Gliserol secara luas digunakan dalam :1) Produk alami, tidak beracun dan aman untuk dikonsumsi manusia 2) Gliserol adalah humectant, emulsifier dan plasticiser yang baik3) Kompatible dengan berbagai macam material dan bercampur dengan baik Di bawah ini beberapa kegunaan dari gliserol :1) Perekat, digunakan untuk plasticizing2) Agriculture digunakan dalam bentuk spray dips3) Antifrizer atau anti beku4) Pembersih dan pengkilat 5) Pencegah korosi digunakan untuk melapisi permukaan logam 6) Kosmetik, misalnya, dalam krim kulit dan lotion, sampo dan hair condisioner, sabun dan deterjen7) Bahan peledak untuk pembuatan trinitro gliserol 8) Farmasi, untuk pembuatan antibiotik 9) Resin10) Tekstil, untuk perlakuan antistik, anti shrink, dan water proofing.

DAFTAR PUSTAKA

Herman, Syamsu dan Khairat,. 2004. Kinetika Reaksi Hidrolisis Minyak Sawit dengan Katalisator Asam Klorida. Jurusan Teknik Kimia, FT, Universitas Riau, Pekanbaru.Hui, Y.H. 1996. Baileys Industrial oil and Fat Products Volume 5, Edisi 5. New York: Jhon Wiley and Sons, INC.Khafiya, Nidaan. 2005. Prarancangan Pabrik Gliserol CP (Chemical Pure) Pekanbaru: Teknik Kimia UNRI.Sunardi. 2004. Prarancangan Pabrik Gliserin dari Crude Palm Oil (CPO). Pekanbaru: Teknik Kimia UNRI.Yuanita, helnanda. 2011. Pembuatan Gliserol. http://atlinayuanita.blogspot.com/2011/05/pembuatan-gliserolgliserin.html. (Diakses pada 14 Maret 2015)