BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Minyak goreng merupakan salah satu dari sembilan bahan pokok yang

memiliki peranan penting dalam rumah tangga maupun industri. Minyak goreng

digunakan sebagai media pengolahan bahan makanan dalam rumah tangga dan pada

industri untuk shortening sebagai penambah rasa gurih, dan pembentuk tekstur pada

pembuatan roti (Muchtadi, 2000). Hal ini menyebabkan kebutuhan minyak goreng

selalu meningkat dari tahun ke tahun. Menurut data dari Kementrian Perindustrian,

produksi minyak goreng pada tahun 2009 sebanyak 18.640.881 ton dan pada tahun

2012 meningkat sebanyak 23.523.775 ton. Hal ini disebabkan oleh adanya

pertumbuhan penduduk sehingga permintaan produksi minyak goreng juga

meningkat (Ditjen Perkebunan Tahun 2009 -2012).

Akibat pertimbangan ekonomis, sebagian orang menggunakan minyak goreng

secara berulang- ulang. Minyak goreng yang digunakan secara berulang- ulang, akan

mengakibatkan kerusakan, karena adanya reaksi oksidasi, hidrolisis, dan

polimerisasi. Kerusakan tersebut menyebabkan minyak menjadi berwarna

kecokelatan, lebih kental, berbusa, berasap, serta meninggalkan odor yang tidak

disukai pada makanan hasil gorengan. Perubahan akibat pemanasan menyebabkan

terbentuknya senyawa yang bersifat toksik sehingga orang yang mengkonsumsi

makanan tersebut dapat mengalami keracunan, iritasi pencernaan, diare, pengendapan

lemak dalam pembuluh darah, dan kanker (Ketaren 2008).

Agar penggunaan minyak secara berulang-ulang tidak memberikan dampak

yang besar bagi konsumen, perlu adanya upaya untuk memperbaiki kualitas minyak

goreng bekas. Metode- metode yang umum digunakan antara lain pemucatan atau

1

bleching earth, (Moeljaningsih ), filtrasi membran (Susanto Walyudi dan Kaseno

2004), adsorpsi zeolit (Ola dan Nesimnasi 2012).

Metode adsorpsi merupakan metode yang paling banyak digunakan, karena

memiliki keunggulan antara lain biaya yang diperlukan relatif murah, tingkat efisiensi

yang tinggi, tidak menimbulkan efek samping berupa zat beracun, sederhana dan

ramah lingkungan. Dalam metode adsorpsi, adsorben yang digunakan antara lain

mineral alam seperti zeolit, tanah diatomit, bentonit dan limbah hasil pertanian seperti

arang yang berasal dari tempurung kelapa, tempurung kemiri, tongkol jagung,

tempurung lontar, biji kapuk, biji kelor dan lain-lain (Tangkuman, 2006).

Istigfaro, dkk (2010), yang memanfaatkan bentonit dan karbon aktif biji kelor

secara simultan maupun tunggal, untuk meningkatkan kualitas minyak goreng bekas.

Hasil penelitian menunjukan kemampuan yang besar dari adsorben bentonit- karbon

aktif, dalam menjernihkan dan menurunkan angka peroksida pada minyak goreng,

yaitu dari 0,448 meq/kg menjadi 0,141 meq/kg, untuk kadar asam lemak bebas, dan

angka peroksida dari 4,58 meq/kg menjadi 2,37 meq/kg. Dari hasil ini, kadar asam

lemak bebas yang diperoleh sudah memenuhi spesifikasi SNI (0,3 meq/kg),

sedangkan angka peroksida belum memenuhi spesifikasi SNI (2.00 meq/kg).

Pengunaan zeolit alam dan arang tempurung kelapa sebagai adsorben simultan

dan tunggal, juga mampu meningkatkan kualitas air limbah rumah sakit. Hal ini

dilihat pada penurunan kadar BOD, COD, dan TSS ketika sampel diinteraksikan

dengan adsorben simultan zeolit- arang, pada volume optimum 10 mL. Hasil yang

diperoleh pada volume optimum ini, sudah memenuhi standar baku mutu air bersih

(Soba, 2014). Hasil penelitian ini yang menginspirasi penulis melakukan penelitian

dengan menggunakan zeolit dan arang aktif sebagai adsorben untuk meningkatkan

kualitas minyak goreng bekas.

Pemilihan arang dan zeolit sebagai adsorben ini didasarkan pada karakteristik

yang berbeda dari kedua adsorben tersebut. Karbon atau arang mempunyai luas

2

permukaan mikropori (< 2 nm) dan makropori (> 50 nm), sehingga memiliki

kemampuan mengadsorpsi gas serta mendispersi senyawa yang berasal dari zat cair.

Disamping itu, permukaannya yang bersifat non polar diharapkan mampu

mengadsorpsi polutan-polutan yang memiliki kepolaran rendah (Nick dalam Rovin

2008).

Zeolit merupakan mineral yang terdiri dari kristal alumina silikat, yang

mengandung kation alkali atau alkali tanah. Zeolit memiliki struktur berongga, dan

biasanya rongga ini diisi oleh air dan kation yang dapat dipertukarkan. Zeolit

memiliki ukuran pori mikro (0,2-1 nm), sehingga dapat digunakan sebagai penukar

ion, penyaring dan penyerap molekul (Tsitsishvili dkk., 1992). Zeolit alam dan arang

masih mengandung banyak pengotor sehingga kemampuan sebagai adsorben masih

rendah. Oleh karena itu, untuk meningkatkan kemampuan zeolit alam dan arang

sebagai adsorben perlu diaktivasi, dengan tujuan memperbesar luas permukaan

adsorben, sehingga dapat memperbesar kapasitas adsorpsi (Juliandini 2008).

Penelitian pemanfaatan adsorben teraktivasi telah banyak dilakukan, antara

lain (Aisyah, 2010) yang memanfaatkan karbon aktif dari biji kelor teraktivasi NaCl,

untuk menurunkan angka peroksida dan kadar asam lemak bebas pada minyak goreng

bekas. Hasil penelitian menunjukan bahwa, adsorben teraktivasi NaCl, memiliki

kemampuan adsorpsi yang besar, dalam meningkatkan kualitas minyak goreng bekas.

Angka peroksida awal minyak goreng bekas 6,80 meq/kg turun menjadi 0,25 meq/kg

dan kadar FFA dari 0,35 meq/kg menjadi 0,05 meq/kg setelah diadsorpsi dengan

arang aktif. Djami (2012) membandingkan zeolit teraktivasi NaCl dan HCl sebagai

adsorben zat warna rhodamin B. Hasil penelitian menunjukan bahwa zeolit yang

diaktivasi dengan NaCl 3,0 M memiliki daya adsorpsi terhadap rhodamin B paling

besar ( 0,0042 mg/L) dibandingkan terhadap zeolit yang diaktivasi dengan NaCl 0,5

M (0,0035 mg/L) dan 1,0 M (0,0039 mg/L). Pemilihan zat pengaktivasi NaCl

didasarkan pada pertimbangan bahwa NaCl lebih baik digunakan karena tidak

berbahaya bagi kesehatan tubuh dibandingkan HCl atau senyawa lain. Berdasarkan

3

latar belakang di atas, maka penulis tertarik melakukan penelitian dengan judul

“Peningkatan kualitas minyak goreng bekas menggunakan adsorben zeolit aktif

dan arang aktif secara simultan”.

1.2 Perumusan masalah

Berdasarkan uraian – uraian diatas maka yang menjadi permasalahan diatas

adalah:

a. Bagaimana kemampuan arang aktif dan zeolit aktif sebagai adsorben simultan

dalam memperbaiki kualitas minyak goreng bekas berdasarkan parameter

bilangan asam, bilangan peroksida, kadar air dan viskositas.

b. Bagaimana perbandingan kualitas minyak goreng hasil pengolahan dengan

minyak goreng curah yang dijual di Pasar berdasarkan parameter bilangan asam,

bilangan peroksida, kadar air dan viskositas.

c. Bagaimana perbandingan kualitas minyak goreng bekas hasil pengolahan

terhadap standar baku mutu minyak goreng berdasarkan SNI.

1.3 Tujuan penelitian

a. Untuk mengetahui kualitas minyak goreng bekas hasil pengolahan dengan

adsorben arang aktif dan zeolit aktif

b. Membandingkan kualitas minyak goreng bekas hasil pengolahan dengan

minyak goreng curah yang dijual di Pasar

c. Membandingkan kualitas minyak goreng hasil pengolahan dengan standar baku

minyak goreng berdasarkan SNI.

1.4 Manfaat penelitian

a. Sebagai bahan imformasi ilmiah bagi masyarakat tentang pemanfaatan zeolit

aktif dan arang aktif terhadap pengolahan minyak goreng bekas secara simultan.

b. Memberikan informasi kepada masyarakat tentang metode yang murah dan

mudah untuk meningkatkan kualitas minyak goreng bekas.

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Minyak goreng

Minyak goreng merupakan salah satu bahan makanan yang dihasilkan dari

bahan nabati yang dimurnikan sebagai media penggoreng dan memiliki peran penting

dalam kebutuhan masyarakat dalam rumah tangga. Hal ini karna minyak goreng juga

selain dapat menambah cita rasa mengandung juga beberapa senyawa asam lemak

yang dapat membantu meningkatkan kalori. Minyak goreng dihasilkan dari beberapa

tumbuh-tumbuhan dan juga biji- bijian seperti kelapa sawit dan biji bunga matahari,

biji jagung, biji zaitun (olive oil). Minyak goreng yang dihasilkan dari bahan yang

berbeda memiliki stabilitas yang berbeda karna stabilitas minyak goreng dipengaruhi

oleh beberapa factor seperti derajat kejenuhan asam lemak yang dikandungnya

penyebatan ikatan rangkap dan bahan – bahan yang dapat mempercepat atau

memperlambat proses kerusakan (Wikipedia 2009).

Minyak selain merupakan zat makanan yang penting untuk menjaga kesehatan

tubuh manusia juga merupakan sumber energi yang efektif dibandingkan karbohidrat

dan protein. Satu gram minyak dapat menghasilkan energi sebesar 9 kkal, sedangkan

1 gram karbohidrat dan protein hanya menghasilkan energi sebesar 4 kkal. Sedangkan

fungsi lain minyak adalah sebagai sumber dan pelarut bagi vitamin-vitamin A, D, E

dan K (Sutiah, 2008).

Syarat mutu minyak goreng Di Indonesia telah diatur dalam SNI 01-07412002

yang diperlihatkan pada tabel dibawah ini :

5

Tabel 1 syarat mutu minyak goreng menurut SNI 01-3741-2002

Kriteria uji Satuan Persyaratan

Mutu I Mutu II

1 Keadaan Normal Normal

- Bau Normal Normal

-Rasa

-Warna Putih, kuning pucat sampai

kuning

2 Kadar air % b/b Maks 0,1 Maks 0,1

3 Bilangan asam Mg KOH/g Maks 0,6 Maks 2

4 Asam linoleat

(C18:3)

% Maks 2 Maks 2

5 Cemaran logam Mg/kg

- timbal (Pb) Mg/kg Maks 0,1 Maks 0,1

- timah (Sn) Mg/kg Maks

40,0/250*

Maks

40,0/250*

- raksa (Hg) Mg/kg Maks 0,05 Maks 0,05

- tembaga (Cu) Mg/kg Maks 0,1 Maks 0,1

6 Cemaran arsen

(As)

Mg/kg Maks 0,1 Maks 0,1

7 Minyak pelikan** Negative Negative

8 Bilangan

peroksida

Mg O2/gr Maks 1 Maks 1

(Sumber : SNI 2002)

6

2.2. Komposisi Minyak Goreng

Minyak goreng tersusun atas unit-unit asam lemak jenuh dan tidak jenuh.

Asam-asam lemak ini sangat menentukan mutu, sifat kimia dan stabilitas minyak.

Kedua jenis lemak ini sangat berpengaruh terhadap efek peningkatan kolesterol

darah. Asam lemak jenuh merupakan asam lemak yang mengandung ikatan tunggal

pada rantai karbonnya, mempunyai rantai zig-zag yang dapat cocok satu sama lain

sehingga daya tarik Van der Waals tinggi dan biasanya berwujud padat. Asam lemak

tidak jenuh merupakan asam lemak yang mengandung ikatan rangkap pada rantai

karbonnya. Asam lemak dengan lebih dari satu atau dua ikatan rangkap terdapat pada

minyak nabati, dan disebut poliunsaturate atau trigliserida tidak jenuh ganda

(Fesenden dan Fesenden,1994).

Minyak goreng umunya mengandung asam lemak jenuh seperti asam miristat,

asam palmitat, asam laurat dan asam kaproat. Asam lemak tidak jenuh dalam minyak

goreng antara lain asam oleat dan asam linoleat. Dan minyak goreng yang beredar

dimasyarakat merupakan minyak goreng yang diproduksi dengan bahan dasar kelapa

sawit dimana kandungan asam lemak jenuh hampir sama dengan asam lemak tidak

jenuh.

Tabel : komposisi asam lemak minyak kelapa sawit.

Asam lemak Jumlah (%)

Asam kaprilat -

Asam kaproat -

Asam miristat 1,1 – 2,5

Asam palmitat 40 – 46

Asam stearat 3,6 - 4,7

Asam oleat 30 – 45

Asam laurat -

Asam linoleat 7 – 11

7

2.3 Parameter Penentu Kualitas Minyak

Setiap minyak goreng tidak boleh berbau dan sebaiknya memiliki aroma

netral. Secara umum menentukan mutu minyak goreng ditentukan oleh titik asapnya,

yaitu suhu pemanasan minyak sampai terbentuk akrolein yang menimbulkan rasa

gatal pada tenggorokan. Akrolein terbentuk dari hidrasi gliserol sehingga titik asap

ditentukan oleh kadar gliserol. Dapat disimpulkan bahwa makin tinggi kadar gliserol

maka makin rendah titik asapnya dan semakin tinggi titik asap ,maka makin baik

mutu minyak goreng tersebut.

Beberapa parameter penentu kualitas minyak goreng adalah :

1. Kadar air.

Minyak akan cepat terhidrolisis menjadi gliserol dan asam lemak bila dalam

minyak mengandung air. Dan apabila minyak mengalami proses hidrolisis maka

minyak akan cepat menjadi tengik dan hal ini berdampak pada menurunnya kualitas

minyak. Reaksi hidrolisis pada minyak dapat terjadi selama penyimpanan.

2. Kadar asam lemak bebas (free faty acid/FFA).

Asam lemak bebas ditentukan sebagai kandungan asam lemak yang terdapat

paling banyak dalam minyak tertentu. Pada minyak yang bersumber dari kelapa sawit

asam, lemak paling banyak terkandung adalah asam palmitat ( C16H32O2) dengan

bobot molekul 256 gr/mol. Pada minyak yang bersumber dari kelapa inti sawit, asam

lemak paling banyak terkandung adalah asam laurat (C12H24O2) dengan bobot molekul

200 gr/mol. Pada susu asam lemak terbanyak adalah asam oleat (C18H34O2) dengan

bobot molekul 282 gr/mol. Dan pada jagung dan kedelai asam lemak terbanyak

adalah asam linoleat (C18H32O2 dengan bobot molekul 278 gr/mol ( Suhardi,dkk 1997,

dan Fuadi, dkk, 2010).

8

Hubungan antara kadar asam lemak (%FFA) dengan angka asam dapat dituliskan

sebagai berikut :

angka asam= BM KOHBM . Asamlemak bebas /10

×%FFA

Angka asam = Faktor konversi ×%FFA

Faktor konversi untuk asam oleat sebesar 1,99, faktor konversi asam palmitat

sebesar 2,19, faktor konversi asam laurat sebesar 2,80 dan faktor konversi asam

linoleat sebesar 2,01 (Ramdja,dkk, 2010).

3. Bilangan peroksida

Bilangan peroksida adalah banyaknya miliekivalen oksigen aktif yang terdapat

dalam 1000 gram minyak atau lemak. Bilangan peroksida merupakan nilai terpenting

untuk mengetahui tingkat kerusakan yang telah terjadi pada minyak atau lemak.

Kerusakan yang terjadi disebabkan oleh proses oksidasi yang berlangsung ketika

terjadi kontak antara oksigen dengan minyak, dimana asam lemak tidak jenuh

penyusun suatu trigliserida dapat mengikat oksigen pada ikatan rangkapnya sehingga

membentuk peroksida (Ketaren,1986).

4. Viskositas

Viskositas adalah ukuran yang menyatakan kekentalan suatu cairan atau fluida.

Kekentalan merupakan sifat cairan yang berhubungan erat dengan hambatan untuk

mengalir. Cairan yang memiliki viskositas kecil memiliki laju alir yang cepat,

contohnya seperti air, alkohol dan bensin. Sedangkan cairan yang memiliki viskositas

besar memiliki laju alir yang lambat, contohnya gliseri, minyak castor, gula rote dan

madu.

Nilai viskositas suatu cairan, dihitung menurut persamaan Poiseuille berikut :

μ= πPr 4 t8Vl

9

Dengan :

t ialah waktu yang diperlukan cairan bervolume v,

l dan r adalah panjang dan jari-jari pipa kapiler.

P adalah perbedaan tekanan aliran kedua ujung pipa viscometer, dimana nilai P

sebanding dengan berat cairan.

Sedangkan untuk dua cairan yang berbeda dengan pengukuran menggunakan

alat yang sama, viskositas dihitung menggunakan rumus dibawah ini :

μ 1μ 2

= ρ 1 t 1ρ 2 t 2

Bila massa jenis dan viskositas cairan pembanding diketahui , maka dengan

menghitung waktu yang diperlukan untuk mengalir melalui alat yang sama dapat

dihitung pula nilai viskositas cairan yang sudah diketahui massa jenisnya.

5. Bau

Untuk mengetahui bau dari minyak goreng sebelum dan sesudah perlakuan, maka

dilakukan uji organoleptik.

- Mekanisme pembauan

Pada waktu bernapas, udara yang dihirup akan mengalir secara turbulent karena

melewati celah-celah rongga hidung. Gas berbau yang terhirup pada waktu menarik

napas akan tercampur dengan udara pernapasan. Sebagian kecil gas langsung

mengenai ujung sel-sel olfaktori dan terjadilah ransangan bau. Dalam proses

pembauan, yang lebih menentukan bukan jumlah seluruh gas yang masuk, tetapi

jumlah molekul gas per satuan waktu yang menyentuh sel-sel peka bau dalam rongga

hidung. Bau-bauan dihasilkan dari interaksi antara zat-zat dengan sel epitelium

olfaktori. Agar menghasilkan bau, zat-zat bau harus (1) dapat menguap/volatil; (2)

sedikit larut dalam air; (3) sedikit dapat larut dalam lemak.

10

- Uji pembedaan (Uji pasangan)

Uji pasangan disebut juga paired test. Dalam pengujian dengan uji pasangan,

dua contoh disajikan bersamaan atau berurutan dengan kode yang berlainan. Masing-

masing panel atau responden diminta menyatakan ada atau tidak perbedaan sifat antar

dua contoh yang diujikan. Uji pasangan terdiri dari dua jenis, yaitu dengan dan tanpa

bahan pembanding (reference). Jumlah responden yang dibutuhkan dalam kedua uji

ini harus di atas 10 orang.

6. Warna

Perbandingan warna minyak goreng dilakukan secara visual dan

spektrofotometri. Penentuan kejernihan minyak goreng bekas dilakukan

menggunakan spektrofotometer UV–Vis Shimadsu. Warna dari minyak goreng bekas

akan mempengaruhi besarnya nilai absorbansi.

2.4 Kerusakan minyak goreng

Minyak goreng bekas merupakan minyak goreng yang telah dipakai secara

berulang-ulang. Penggunaan minyak goreng yang terlalu lama dan berulang-ulang

akan menyebabkan perubahan warna, bau, maupun sifat-sifat kimia dan fisika minyak

goreng, dimana perubahan tersebut berpengaruh terhadap nilai gizi yang terkandung

dalam minyak goreng dan secara langsung atau tidak langsung mempengaruhi sistem

kekebalan tubuh konsumen. Hal ini dikarenakan selama proses penggorengan minyak

mengalami degradasi, oksidasi, dan dehidrasi akibat pemanasan. Aisyah, dkk. (2010)

menyatakan bahwa, minyak goreng bekas merupakan minyak goreng yang tidak

layak pakai atau dikonsumsi, karena minyak goreng bekas berwarna gelap dan

menimbulkan rasa gatal pada tenggorokan serta mutunya yang semakin rendah akibat

adanya kandungan senyawa peroksida dan asam lemak yang tinggi. Menurut Ketaren

(2005), rasa gatal pada tenggorokan ini disebabkan oleh akrolein yang bersifat racun

dan terbentuk pada saat penggorengan serta munculnya senyawa ini sebagai tanda

awal kerusakan minyak.

11

Reaksi kimia yang menyebabkan kerusakan minyak goreng meliputi

hidrolisis, oksidasi, hidrogenasi dan esterifikasi.

1. Hidrolisis. Dalam reaksi hidrolisis, minyak akan diubah menjadi asam lemak bebas

dan gliserol. Reaksi hidrolisis yang dapat menyebabkan kerusakan minyak atau lemak

terjadi karena terdapatnya sejumlah air dalam minyak tersebut.

Trigliserida air Gliserol

Gambar 1: Proses hidrolisis

2. Oksidasi. Proses oksidasi berlangsung bila terjadi kontak antara sejumlah oksigen

dengan minyak.

Gambar 2 : reaksi oksidasi minyak goreng (Ketaren, 2008)

3. Polimerisasi. Terbentuknya gum yang mengendap didasar ketel atau wadah

pengorengan merupakan indikasi terbentuknya polimer selama penggorengan akibat

12

polimerisasi adisi asam lemak tidak jenuh. Proses ketengikan disebabkan oleh

autooksidasi yang dimulai dengan pembentukan radikal-radikal bebas akibat adanya

cahaya, panas, hidroperoksida dan logam.

Gambar 3 : pembentukan radikal bebas dari asam lemak tidak jenuh akibat

pemanasan.

2.5 Metode Analisis

2.5.1 Metode Titrasi

Titrasi merupakan analisis yang digunakan untuk mengukur jumlah

(konsentrasi) suatu larutan. Salah sat reaksi yang sering digunakan dalam titrasi

adalah netralisasi asam basa. Dalam pelaksanaan titrasi, indikator sangat diperlukan

untuk mengetahui titik ekivalen. Indikator adalah zat kimia yang warnanya

tergantung keasaman dan kebasaannya. Indikator ada beberapa macam. Penggunaan

indikator harus sesuai dengan tingkat keasaman larutan yang diukur konsentrasinya.

Indikator akan memberikan warna yang lain ketika berada dalam keadaan asam dan

basa. Indikator yang biasa digunakan dalam laboratorium adalah fenolftalein.

Fenolftalein dalam kondisi asam tak berwarna, sedangkan dalam kondisi basa

berwarna merah muda. (Brady, 1999)

13

2.5.2 GC- MS (Gas Chromatography Mass Spectrometer)

Merupakan suatu instrumen yang digunakan untuk menganalisis senyawa-

senyawa organik yang dapat diuapkan dalam GC dimana titik uapnya antara 200o C-

350o C. Biasanya senyawa-senyawa yang memiliki massa molekul relatif kecil.

Perkembangan teknologi instrumen menghasilkan alat yang merupakan gabungan

dari dua sistem. Prinsip dasar yang berbeda satu sama lain tetapi dapat saling

melengkapi, yaitu gabungan antara kromatografi gas dan spektrometer massa (GC-

MS). Kedua alat dihubungkan dengan satu interfase. Kromatografi gas disini

berfungsi sebagai alat pemisah berbagai komponen campuran dalam sampel,

sedangkan spektrometer massa berfungsi untuk mendeteksi masing-masing molekul

komponen yang telah dipisahkan pada sistem kromatografi gas. Dari kromatografi

GC-MS akan diperoleh informasi struktur senyawa yang terdeteksi (Williams, 1981).

2.5.3 Metode Adsorpsi

Menurut Poerwadio dan Masduqi (2004), adsorpsi merupakan proses

pengambilan molekul-molekul oleh permukaan luar atau permukaan dalam suatu

padatan adsorbent atau oleh permukaan larutan. Dan menurut Ketaren dalam

Rachmawati (2004), adsorpsi adalah peristiwa fisik atau kimia pada permukaan yang

dipengaruhi oleh suatu reaksi kimia antara adsorben dan adsorbat, dimana adsorben

adalah padatan atau cairan yang mengadsorpsi dan adsorbat adalah padatan, cairan

atau gas yang diadsorpsi. Sedangkan menurut Setianingsih dalam Rachmawati

(2004), adsorpsi adalah proses terjadinya perpindahan massa adsorbat dari fasa gerak

(fluida pembawa adsorbat) kepermukaan adsorbent akibat adanya gaya tarik menarik

antara molekul adsorbat dengan tempat-tempat aktif dipermukaan adsorben.

Dengan demikian proses adsorpsi dapat terjadi antara padatan dengan

padatan, padatan dengan gas, padatan dengan cairan, gas dengan cairan dan cairan

dengan cairan dan dapat berlangsung baik secara fisik (physiosorption) maupun

14

secara kimia (chemisorptions). Bahan-bahan yang biasa digunakan sebagai adsorben

karena memiliki kemampuan adsorbsi yang baik adalah zeolit dan arang.

2.5.4 Metode aktivasi

Metode aktivasi yang umumnya digunakan dalam pembuatan karbon aktif

adalah:

a. Aktivasi fisika : aktivasi yang dilakukan melalui pemanasan pada suhu antara

300 – 400 0C dengan udara panas atau system vakum untuk melepaskan

molekul air atau hidrat alkali

b. Aktivasi kimia : aktivasi yang dilakukan dengan menggunakan larutan asam

seperti asam klorida atau asam yang lain yang bertujuan untuk membersihkan

permukaan pori, membuang senyawa penggangu (Suyartono dan Husaini,

1991).

2.9 Arang Tempurung Kelapa

Berdasarkan data Food and Agriculture Organization (FAO) bahwa dari 12

negara penghasil kelapa terbesar di dunia, Indonesia merupakan Negara penghasil

kelapa kedua terbesar dengan persentasi sebesar 33,94% setelah Filipina yang

persentasinya mencapai 36,25% (Suhartana, 2006).

Komposisi kimia tempurung kelapa yang dilaporkan Suhartana (2006)

berdasarkan hasil penelitian Chereminisoff (1978) antara lain selulosa 26,60 %, lignin

29,40%, pentosan 27,70 %, solvent ekstraktif 4,20 %, abu 0,62 %, Nitrogen 0,11 %

dan air 8,01 %.

Arang adalah suatu bahan padat yang berpori-pori dan merupakan hasil

pembakaran dari bahan yang mengandung karbon. Komponen arang terdiri dari

karbon terikat, abu, air, nitrogen dan sulfur dan pori-porinya tertutup oleh

hidrokarbon, ter, dan senyawa organik lain (Djatmiko,1985 dalam Rachmawati,

2004).

15

Menurut Hasler, (1974) dalam Rachmawati, (2004), arang aktif adalah arang-

arang halus yang berwarna hitam, tidak berbau, tidak mempunyai rasa higroskopis,

tidak larut dalam air, basa, asam dan pelarut organik. Arang aktif berbentuk amorf,

tersusun oleh unsur karbon, dan tidak terdekomposisi atau bereaksi setelah

digunakan.

Menurut FAO (Ferry,2002 dalam Rachmawati, 2004), kualitas arang ditentukan

oleh kadar air, kadar zat terbang, kadar abu, kadar karbon terikat, ukuran partikel, dan

kapasitas adsorbsi sedangkan mutu arang aktif dipengaruhi oleh bahan baku, bahan

pengaktif, dan proses pengolahan dan penetapan syarat mutu dan kualitas arang

berbeda untuk setiap Negara seperti di Indonesia hal ini diatur oleh Badan

Standarisasi Nasional Indonesia.

Arang tempurung kelapa dihasilkan dari pembakaran tempurung buah tua

dengan cara tertentu, dimana dalam proses pembakaran tersebut banyaknya udara

yang dimasukkan hanya sekedar cukup untuk proses karbonisasi. Sebagai bahan

bakar, arang lebih menguntungkan dibanding kayu bakar. Arang memberikan kalor

pembakaran yang lebih tinggi dan asap yang lebih sedikit (LIPI, 2002 dalam woda

2012).

Arang tempurung kelapa merupakan arang yang berasal dari limbah tempurung

kelapa yang sudah tidak dimanfaatkan lagi. Tempurung kelapa merupakan lapisan

yang keras dengan ketebalan 3 – 5 mm, sifat kerasnya disebabkan oleh banyaknya

kandungan silikat (SiO2) di tempurung tersebut. Dari berat buah kelapa 15–19 %

(g/g) merupakan berat tempurungnya (Palungkun, 2001).

Karbon dari tempurung kelapa banyak digunakan dalam berbagai aplikasi.

Kegunaaan karbon tempurung kelapa antara lain :

b. Aplikasi untuk gas

1. Menghilangkan gas beracun, bau busuk, asap dan menyerap racun.

2. Penyaringan berbagai bahan mentah dan reaksi gas

3. Menghilangkan bau dalam kamar pendingin dan mobil

c. Aplikasi untuk fasa cair

16

1. Menyaring dan menghilangkan warna, bau dan rasa yang tidak enak

pada makanan.

2. Menghilangkan warna dan bau pada arak atau minuman keras dan

minuman ringan.

3. Menyaring atau menghilangkan bau, warna, dan zat pencemar dalam

air, sebagai pelindung dan penukaran resin dalam alat atau

penyulingan air.

4. Mengatur dan membersihkan air buangan pada pencemaran logam

berat.

5. Penyulingan bahan mentah

2.6.1 Sifat arang aktif

Sifat arang aktif yang penting adalah daya serap dalam hal ini ada beberapa

factor yng mempengaruhi daya serap (adsorpsi) yaitu :

1. Sifat Adsorben

Karbon yang merupakan adsorben adalah suatu padatan berpori, yang

sebagian besar terdiri dari unsur karbon bebas dan masing–masing berikatan secara

kovalen. Dengan demikian permukaan arang bersifat non polar. Selain komposisi dan

polaritas struktur pori juga merupakan faktor yang penting diperhatikan. Struktur pori

berhubungan dengan luas permukaan, semakin kecil pori-pori arang, mengakibatkan

luas permukaan semakin besar. Dengan demikian kecepatan adsorpsi bertambah.

Untuk meningkatkan kecepatan adsorpsi maka digunakan arang yang telah

dihaluskan (Nick, 2008).

2. Sifat Serapan

Banyak senyawa yang diadsorpsi oleh arang, tetapi kemampuannya untuk

mengadsorpsi berbeda untuk masing-masing senyawa. Adsorpsi akan bertambah

besar sesuai dengan bertambahnya ukuran molekul serapan dari struktur yang sama.

Adsorpsi juga dipengaruhi oleh gugus fungsi, posisi gugus fungsi, ikatan rangkap

dan struktur rantai dari senyawa serapan (Nick, 2008).

17

3. Temperature

Dalam pemakaian karbon dianjurkan untuk meyelidiki temperatur pada saat

berlangsungnya proses. Karena tidak ada aturan umum yang bisa diberikan mengenai

temperatur yang digunakan dalam adsorpsi. Faktor yang mempengaruhi temperatur

adsorpsi adalah viskositas dan stabilitas termal senyawa serapan. Jika pemanasan

tidak mempengaruhi sifat-sifat senyawa serapan, seperti terjadi perubahan warna

menjadi dekomposisi, maka perlakuan dilakukan pada titik didihnya. Untuk senyawa

volatil, adsorpsi dilakukan pada temperatur yang lebih kecil (Nick, 2008)

2.7 Zeolit

Zeolit berasal dari kata “ zeinlitho “ yang berarti batuan berbuih. Zeolit

merupakan Kristal alumina silikat dengan rongga- rongga yang didalamnya berisi

ion- ion logam biasanya ion –ion logam alkali dan molekul air yang bergerak bebas .

Zeolit merupakan kelompok mineral yang dihasilkan dari proses hidrotermal pada

batuan beku basa, selain itu zeolit juga merupakan batuan endapan dari aktivis

vulkanik yang banyak mengandung unsure silica. Pada saat ini penggunaan mineal

zeolit semakin meningkat dalam penggunan industry kecil maupun industry besar

seperti di Amerika zeolit sangat diperlukan (Sarno H.1983).

Zeolit adalah suatu jenis mineral yang tersusun dari silika (SiO4) dan alumina

(AlO4) dengan rongga didalamnya yang berisi ion-ion logam, biasanya logam alkali,

alkali tanah dan molekul air (Arifin dkk, 1990 dalam Poerwadio dkk, 2004). Mineral

zeolit ini ditemukan pada tahun 1755 di Swedia oleh seorang ahli mineralogi bernama

F.A.F. Cronstedt dimana dia menemukan mineral stilbite yang ketika dipanaskan

molekul-molekul airnya teruapkan. Penggunaan zeolit alam secara meluas untuk

berbagai keperluan dimulai sejak tahun 1973. Dan nama zeolit sendiri berasal dari

bahasa Yunani yaitu dari kata “Zeni” yang berarti mendidih dan “lithos” yang berarti

batuan. Jadi berdasarkan asal katanya, zeolit berarti batu yang mendidih dan nama ini

juga menggambarkan sifat zeolit yang akan melepaskan air bila dipanaskan. Zeolit

merupakan material multi fungsi dan sudah banyak digunakan dalam dunia industri,

pengolahan makanan, pengolahan air dan untuk keperluan terkait sebagai adsorben,

18

penukar ion dan sebagai katalis (Lestari (2010), membagikan jenis zeolit alam

kedalam dua kelompok, yaitu :

1. Zeolit yang tersusun oleh beberapa jenis mineral zeolit dan mineral lain seperti

kalsit, kwarsa, renit, klorit, fluorit, dan mineral sulfida. Jenis ini berada diantara

celah-celah atau lapisan batuan.

2. Zeolit yang berupa batuan seperti klinoptiloit, analsim, laumontit, mordenit,

filipsit, erionit, kabasit, dan heulandit.

3. Zeolit alam merupakan mineral yang ditambang langsung dari alam dan masih

mengandung zat-zat impurities yang banyak seperti Na, K, Ca, Mg dan Fe serta

memiliki kristalinitas kurang baik sehingga zeolit tidak efektif untuk langsung

digunakan. Sehingga untuk meningkatkan efektivitas penggunaannya baik sebagai

adsorben, resin penukar ion maupun sebagai katalis, zeolit harus dimurnikan atau

dibebaskan dari pengotor-pengotor dengan melakukan aktivasi dan atau

memodifikasi sifat-sifat zeolit seperti luas permukaan dan keasaman. Poerwadio

dan Masduqi (2004), menggunakan zeolit alam Ponorogo untuk menurunkan kadar

besi dalam air limbah secara kontinue dengan memodifikasi diameter butiran zeolit

berturut-turut dari ukuran 10, 20, 30 dan 40 mesh dan variasi konsentrasi influen

Fe berturut dari 1, 2 dan 3 Mg/L. Dari hasil penelitian membuktikan bahwa zeolit

yang berdiameter paling kecil yakni 40 mesh memiliki efektifitas yang tinggi

dalam menurunkan kadar Fe dengan rata-rata nilai kapasitar tukar kation dan

kapasitar adsorbsi masing-masing sebesar 48,65±2,05 meq/100gr dan 21,45±1,55

meq/100gr.

2.7.1 sifat-sifat mineral zeolit

Banyak mineral zeolit yang terdapat dalam batuan sedimen terdiri dari

monomineral (satu jenis mineral), terutama untuk mineral klinoptilloit dan analsim,

hal ini sangat menguntungkan dalam penambangannya serta penggunaannya untuk

industri. Sifat yang menonjol dari mineral zeolit tersebut antara lain struktur kristal,

daya serap dan kapasitas pertukaran ion, sehingga sifat –sifat ini yakni sifat fisik,

yang berhubungan langsung dengan struktur kristal dan komposisi kimia.

19

2.7.2 struktur mineral zeolit

Seperti halnya mineral kwarsa dan felspar, maka mineral zeolit mempunyai

struktur kristal tiga dimensi tetrahedra silikat (SiO4-4) yang biasa disebut

tectosilicate. Dalam struktur ini sebagian silikon (tidak bermuatan atau netral),

kadang-kadang diganti oleh aluminium bermuatan listrik, sehingga muatan listrik

kristal zeolit tersebut bertambah. Kelebihan muatan ini biasanya diimbangi oleh

kation-kation logam K, Na, dan Ca yang menduduki tempat tersebar dalam struktur

zeolit alam yang bersangkutan. Dalam susunan kristal zeolit terdapat dua jenis

molekul air yaitu molekul air yang terikat kuat dan molekul air yang bebas. Berbeda

dengan struktur kisi kristal kwarsa yang kuat dan pejal, maka struktur kisi kristal

zeolit terbuka dan mudah terlepas. Volume ruang hampa dalam struktur zeolit cukup

besar kadang-kadang mencapai 50 Angstrom, sedangkan garis tengah ruang hampa

tersebut bermacam-macam, berkisar antara 2A hingga lebih dari 8A, tergantung dari

jenis mineral zeolit.

Gambar 4. Kerangka utama zeolit

20

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan waktu penelitian

Penelitian akan dilaksanakan pada bulan Januari - Februari di Laboratorium

Kimia Universitas Nusa Cendana Kupang.

3.2 Alat dan bahan

3.2.1 Alat

Alat yang di gunakan dalam penelitian ini antara lain :

Pipet Tetes, Penjepit, Pengaduk , Ayakan Ukuran 250 Mesh, Gelas ukur,

Gelas beaker, Labu Erlenmeyer, Palu Besi, picnometer,Viscometer, Neraca

Analitik, Oven Tanur

3.2.2 Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain : Zeolit Alam (diambil

dari Desa Ondorea, Kecamatan Nangapanda, Kabupaten Ende), Arang

Tempurung Kelapa, Sampel Minyak Goreng Bekas, Sampel Minyak Goreng

Curah(dibeli di Pasar Inpres), CH3COOH glasial, chloroform, NaCl 0,1 N,

K2CrO7 ,larutan KI, Na2S2O3.5H2O, KOH 0,1, Indikator Phenolptalein, Alcohol

95 %, H2SO4, Kertas saring.

3.3 Teknik pengambilan sampel

1. Sampel Minyak Goreng Bekas dibuat sendiri menggunakan minyak bimoli

dengan tiga kali penggorengan, selama 15 menit pada bahan makanan tahu

2. Sampel Minyak Goreng Curah dibeli di Pasar Oesapa , Kota Kupang

21

3.2 Prosedur Penelitian

3.2.1 Preparasi Adsorben

a. Zeolit

Zeolit alam diambil di Kabupaten Ende, dibersihkan dan dihancurkan dengan

palu besi kemudian dihaluskan dengan mortar agat. Serbuk zeolit alam diayak

dengan ayakan 250 mesh, untuk memperoleh butiran zeolit berukuran seragam.

Serbuk zeolit yang diperoleh kemudian dicuci dengan aquadest hingga filtratnya

jernih.

b. Arang

Tempurung kelapa yang telah dikumpulkan, dibersihkan kemudian dibakar

sampai terbentuk arang. Arang yang diperoleh dihaluskan dengan menggunakan

mortar agat. Serbuk arang yang diperoleh diayak dengan ayakan 250 mesh, untuk

memperoleh butiran arang yang berukuran seragam. Serbuk arang yang diperoleh

kemudian dicuci dengan aquadest hingga filtratnya jernih.

3.2.2 Aktivasi Arang Aktif dengan NaCI 3 M

Sebanyak 200 gram arang aktif ukuran 250 mesh direndam dengan 600 mL

NaCl 3M selama 30 menit sambil diaduk. Hasil yang diperoleh dicuci dengan

aquades sampai bebas ion Cl. Kemudian dikeringkan dalam oven pada temperature

1100C selama 2 jam.

3.2.3 Aktivasi Zeolit dengan NaCI 3 M

Sebanyak 200 gram zeolit ukuran 250 mesh direndam dengan 600 mL NaCl

3M selama 30 menit sambil diaduk. Hasil yang diperoleh dicuci dengan aquades

sampai bebas ion Cl . Kemudian dikeringkan dalam oven pada temperature 1100C

selama 2 jam.

22

3.2.4 Penentuan Kemampuan Adsorben Untuk Meningkatkan Kualitas

Minyak Goreng Bekas

Adsorben diinteraksikan dengan sampel minyak goreng bekas dengan volume

5 mL, 10 mL, 20 mL, 30 mL, 40 mL dan 50 mL melalui desain peralatan sebagai

berikut :

Penampung Adsorben I

5,4 cm

2,3 cm¾ x 5,4 cm = 4,05 cm

Penampung Adsorben

II

Penampung filtrate

Keterangan: pengisian adsorben pada penampung adsorben dilakukan dengan

tiga variasi berturut- turut untuk penampang adsorben I,dan II

sebagai berikut :

1. Arang aktif- zeolit tidak aktif

2. Arang aktif- zeolit aktif

3. Arang tidak aktif - zeolit tidak aktif

23

Adsorben yang sudah dijernihkan dengan aquadest dimasukkan kedalam

penampung adsorben setinggi ¾ (± 4,05 cm) bagian tabung dengan laju alir yang

dibuat konstan untuk semua perlakuan. Sampel dengan volume bervariasi

dimasukkan kedalam tabung penampung I, kemudian melewati penampung II hingga

akhirnya filtrat yang diperoleh akan tertampung pada tabung penampung filtrat.

Volume filtrat diukur dan dianalisis kadar air, viskositas, bilangan asam dan bilangan

peroksida.

3.2.5 Analisis Kualitas Minyak

1. Bilangan asam

a) Ditimbang 2,5 gram minyak goreng bekas dimasukan kedalam Erlenmeyer

b) Ditambahkan 12,5 ml Alcohol netral 95 %, dipanaskan selama 10 menit

dalam pemanas air sambil diaduk, setelah dingin ditambahkan 2 tetes indicator

PP dan dititrasi dengan menggunakan basa KOH 0,1 sampai terlihat warna

merah jambu.

Perhitungan :

bilangan asam=mL KOH × N KOH × BM asamlemakbobot minyak

2. Bilangan peroksida

a) Ditimbang sebanyak 5 gram minyak goreng bekas, kemudian ditambahkan 30

ml campuran asam asetat glacial dan kloroform ( dengan pembanding 3: 2)

b) Ditambahkan 0,5 ml larutan kalium iodide jenuh kedalam campuran tersebut

sambil dikocok selama 20 menit, kemudian ditambahkan aquades 30 ml lalu

dititrasi dengan natrium tiosulfat 0,01 N sampai terbentuk warna kuning

muda.

c) Larutan nitrat tersebut ditambahkan larutan pati 1% lalu dititrasi kembali

dengan natrium tiosulfat sampai jernih.

24

Perhitungan : angka peroksida=(Vs−Vb)× N × 1000

berat sampel

Dimana :

Vb = volume natrium tiosulfat untuk titrasi blanko

Vs = volume natrium tiosulfat untuk titrasi sampel

N = normalitas natrium tiosulfat yang digunakan dalam titrasi sampel

3. Kadar air

Penentuan kadar air dilakukan dengan memanaskan sampel dalam oven pada

suhu 105-110 0C

Langkah –langkahnya:

a) Dimasukan 5 gram minyak goreng bekas kedalam wadah tahan panas dan

ditimbang beratnya. kemudian diovenkan pada suhu 105-110 0C selama 30

menit.

b) Kemudian wadah yang berisi sampel didinginkan dalam desikator kemudian

ditimbang beratnya sampai konstan.

Perhitungan : kadar air=beratawal−berat keringberat awal

× 100

4. Viskositas

Penentuan viskositas minyak goreng bekas menggunakan viskometer oswald.

langkah-langkahnya :

a) Viskometer dicuci dengan HCl dan K2Cr2O7kemudian dikeringkan dengan

aseton.

b) Ditentukan massa jenis minyak goreng bekas dan air sebagai blanko dengan

picnometer.

c) Dialirkan air sebagai larutan standar dalam viskometer tswald ini dari garis a

dan b, dan dicatat waktu yang diperlukan.

d) Viskometer dibersihkan dan dikeringkan lagi kemudian dialirkan minyak

goreng bekas untuk ditentukan viskositasnya.

25

e) Diulangi langkah-langkah diatas untuk minyak goreng curah. Viskositas

dihitung dengan persamaan poiseuile :

μ 1μ 2

= ρ 1 t 1ρ 2 t 2

5 .Bau

Analisis bau dilakukan dengan menggunakan uji organoleptik. Larutan sampel

dengan volume yang sama, diletakkan di atas meja dan diberi kode yang

berlainan. Sebanyak 15 orang responden diminta untuk melakukan pembauan,

kemudian menyatakan ada atau tidaknya bau dari sampel.

6. Warna

Warna minyak goreng bekas dianalisis dengan menggunakan

Spektrofotometer Uv-Vis, dengan prosedur sebagai berikut : Diambil sejumlah

tertentu dari masing-masing sampel dan diukur serapannya pada panjang

gelombang maksimum ( max) yang disesuaikan dengan warna sampel.

26

DAFTAR PUSTAKA

Aisyah, S. 2010. Penurunan Angka Peroksida Dan Asam Lemak Bebas (FFA) Pada Proses Bleaching Minyak Goreng Bekas Oleh Karbon Aktif Polong Buah Kelor (Moringa Oliefera. Lamk) dengan aktifasi nacl. Skripsi. UIN Maulana Malik Ibrahim : Malang.

Hermawati. 2014. Potensi Sabut dan Tempurung Kelapa Untuk Meregenerasi Minyak Jelantah. Akademi Kimia Industri Santo Paulus: Semarang (Jurnal kimia Vol. 10, No 1 47-53 ).

Istighfaro, Nila. 2010. Peningkatan Kualitas Minyak Goreng Bekas Dengan Metode Adsorpsi Menggunakan Bentonit-Karbon Aktif Biji Kelor (moringa oliefera. Lamk) Skripsi. UIN Maulana Malik Ibrahim : Malang.

Juliandini, F dan Yulinah T. 2008 Uji Kemampuan Karbon Aktif dari Limbah Kayu Dalam Sampah Kota untuk Penyisihan Fenol. Surabaya : Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Ketaren, S. 1986. Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak . Universitas Indonesia : Press Jakarta.

Ketaren, S. 1986. Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan. Ed.6 Universitas Indonesia dalam Kusumastuti. 2004. Kinerja Zeolit dalam Memperbaiki Mutu Minyak Goreng Bekas. Jurnal. Teknol. Dan Industri Pangan : Vol. XV

Muallifah, S. 2009. Penentuan Angka Asam Thiobarbiturat (TBA) dan Angka Peroksida pada Minyak Goreng Bekas Hasil Pemurnian dengan Biji Kelor (Moringa oleifera. Lamk). Malang: Jurusan Kimia. Fakultas Sains dan Teknologi. Malang : Universitas Islam Negeri

Nick. 2008. Fungsi dan Kegunaan Arang Batok Kelapa. (Artikel). Group yahoo. [diakses tanggal 3 oktober 2013].

Ola Pius dan Nesimnasi. 2012. Pemanfaatan Zeolit Alam Untuk Meningkatkan Kualitas Minyak Goreng Bekas. Jurusan Kimia FST Undana : Kupang. Jurnal kimia (Vol 12 No 1).

Palungkun, R. 2001. Aneka Produk Olahan Kelapa. Cetakan VIII. Jakarta

Swadaya Sutiah, K. Sofjan, Firdausi, Wahyu Setya Budi. 2008 Studi Kualitas Minyak Goreng Dengan Parameter Viskositas Dan Indeks Bias. Laboratorium Optielektronik dan Laser : FMIPA,UNDIP.

27

Sutiah, K, Sofian Firdaus, WahyuSetia Budi., 2008 Studi Kualitas Minyak Goreng dengan parameter Viskositas dan Indeks Bias. Jurusan Fisika FMIPA UNDIP.

Sabarudin, A. 1996. Aktivasi Arang Tempurung Kelapa dengan NaCl dan GasCO2 dalam Reaktor Fluidasi. Skripsi. Jurusan kimia. Fakultas MIPA. Malang: Universitas Brawijaya

Tawa, Bibiana. Aktivasi Asam Pada Zeolit Alam Asal Kabupaten Ende Dan Pemanfaatanya Sebagai Bahan Pelunakan Air Sadah Di Kota Kupang, Jurusan Kimia FST, Undana Vol 12 No 1.

Suyartono dan Husaini. 1991. Tinjauan terhadap kegiatan penelitian karakterisasi dan pemanfaatan zeolit Indonesia yang dilakukan PPTM Bandung periode 1890 – 1991. Bulletin PPTM. Bandung.. Woda, A. 2012. pemanfaatan zeolit alam dan arang tempurung kelapa untuk meningkatkan kualitas air limbah tahu, Skripsi FST-UNDANA, Kupang

Winarno, 2004, Kimia Pangan dan Gizi, Gramedia : Jakarta

28