Netralisasi pada pengolahan limbah cairSebagian besar limbah cair dari industri mengandung bahan bahan yang bersifat asam (Acidic) ataupun Basa (alkaline) yang perlu dinetralkan sebelum dibuang kebadan air maupun sebelum limbah masuk pada proses pengolahan, baik pengolahan secara biologic maupun secara kimiawi, proses netralisasi tersebut bisa dilakukan sebelum atau sesudah proses equalisasi.

Untuk mengoptimalkan pertumbuhan microorganisme pada pengolahan secara biologi, pH perlu dijaga pada kondisi antara pH 6,5 – 8,5, karena sebagian besar microb aktif atau hidup pada kondisi pH tersebut. Proses koagulasi dan flokulasi juga akan lebih efisien dan efektif jika dilakukan pada kondisi pH netral.

Netralisasi adalah penambahan Basa (alkali) pada limbah yang bersifat asam (pH 7).Pemilihan bahan/reagen untuk proses netralisasi banyak ditentukan oleh harga/biaya dan praktis-nya, Bahan (reagen) yang biasa digunakan tersebut adalah :Asam : -Sulfuric acid ( H2SO4 )-Hydrochloric acid ( HCI )-Carbon dioxide ( CCG2 )-Sulfur dioxide-Nitric acidBasa : -Caustic soda (NaOH) Ammonia-Soda Ash (Na2CO3) Limestone (CaCO3)

Pengertian Netralisasi

Netralisasi dapat didefinisikan sebagai reaksi antara proton (atau ion hidronium) dan ion

hidroksida membentuk air. Konsep paling mendasar dan praktis dalam kimia asam basa tidak

diragukan lagi adalah netralisasi. Fakta bahwa asam dan basa dapat saling meniadakan satu sama

lain telah dikenal baik sebagai sifat dasar asam basa sebelum perkembangan kimia modern.

Netralisasi dapat didefinisikan sebagai reaksi antara proton (atau ion hidronium) dan ion

hidroksida membentuk air.

H+ + OH-–> H2O

H3O+ + OH-–> 2H2O

Jumlah mol asam (proton) sama dengan jumlah mol basa (ion hidroksida).

menyatakan asam dan basa, n valensi, M konsentrasi molar asam atau basa, dan V volume asam

atau basa. Dengan bantuan persamaan di atas, mungkin untuk menentukan konsentrasi basa (atau

asam) yang konsentrasinya belum diketahui dengan netralisasi larutan asam (atau basa) yang

konsentrasinya telah diketahui. Prosedur ini disebut dengan titrasi netralisasi.

B.      Contoh reaksi:

a.       HCl + NaOH -> NaCl + H2O (Asam klorida direaksikan dengan Natrium hidroksida akan

menghasilkan Natrium Klorida (garam) dan air.

b.      H+ + OH-–> H2O

Jumlah mol asam (proton) sama dengan jumlah mol basa (ion hidroksida).

c.       CH3COOH + C2H5OH                     CH3CH2COOCH3 +H2O

d.      C6 H12O6                      2C2H5OH + 2CO2

e.       RCOOR+NaOH = RCOONa+ROH

f.       K+ + Cl- = KCl

C.    Industri yang menggunakan netralisasi.

1.                  Industri garam

Setiap asam atau h = garam memiliki ion lawannya, dan reaksi asam basa melibatkan ion-ion ini.

Dalam reaksi netralisasi khas seperti antara HCl dan NaOH,

HCl + NaOH –> NaCl + H2O

asam basa garam air

Selain air, terbentuk NaCl dari ion khlorida, ion lawan dari proton, dan ion natrium, ion lawan

basa. Zat yang terbentuk dalam netralisasi semacam ini disebut dengan garam. Asalkan reaksi

netralisasinya berlangsung dalam air, baik ion natrium dan ion khlorida berada secara

independen sebagai ion, bukan sebagai garam NaCl. Bila air diuapkan, natrium khlorida akan

tinggal. Kita cenderung percaya bahwa garam bersifat netral karena garam terbentuk dalam

netralisasi. Memang NaCl bersifat netral.

2  Proses Netralisasi minyak

Proses netralisasi atau deasidifikasi pada pemurnian minyak mentah bertujuan untuk

menghilangkan asam lemak bebas yang terdapat dalam minyak mentah. Asam lemak bebas

(FFA) dapat menimbulkan bau yang tengik.

Proses netralisasi yang paling sering digunakan dalam industri kimia adalah proses netralisasi

dengan soda kostik, dengan prinsip reaksi penyabunan antara asam lemak bebas dengan larutan

soda kostik, yang reaksi penyabunannya sebagai berikut :

R----COOH   +   NaOH                           R-COONa    +   H2O

Kondisi reaksi yang optimum pada tekanan atmosfir adalah pada suhu 70  oC, dimana reaksinya

merupakan reaksi kesetimbangan  yang akan bergeser ke sebelah kanan.

Soda kostik yang direaksikan biasanya berlebihan, sekitar 5  % dari kebutuhan stokiometris.

Sabun yang terbentuk dipisahkan dengan cara pengendapan.  Soda kostik disamping berfungsi

sebagai penetralisir asam lemak bebas, juga memiliki sifat penghilang warna (decoulorization).

3. Industri NaBr

NaBr adalah sejenis garam yang berfungsi sebagai pelarut, membuat pasta gigi, dan penenang

saraf.

NaOH + HBr              NaBr

4. Industri sabun

Reaksi saponifikasi pada sabun adalah contoh reaksi netralisasi.

RCOOR+NaOH = RCOONa+ROH

5. Industri KCl

KCl berfungsi sebagai pembuat pupuk.

K+ + Cl- = KCl

D. K3 netralisasi:

1. Gunakan APD dengan baik.

2. Sediakan APAR di sekitar area proses netralisasi.

3. adanya pemeriksaan instilasi alat.

4. adanya pemeriksaan instilasi listrik.

Reaksi Netralisasi

Kata Kunci: asam basa, reaksi netralisasiDitulis oleh Zulfikar pada 19-05-2010

Reaksi netralisasi merupakan reaksi penetralan asam oleh basa dan menghasilkan air. Hasil air merupakan produk dari reaksi antara ion H+ pembawa sifat asam dengan ion hidroksida (OH-) pembawa sifat basa,

reaksi : H+ + OH- → H2O

Reaksi : HCl + NaOH → NaCl + H2O

Reaksi ion : H+ Cl- + Na+ OH- → Na+ Cl- + H+ OH-

Reaksi netralisasi yang lain ditunjukan oleh reaksi antara asam sulfat H2SO4 dengan calcium hidroksida Ca(OH)2, seperti dibawah ini :

Reaksi : H2SO4 + Ca(OH)2 → CaSO4 + 2 H2O

2 H+ SO42- + Ca2+ 2 OH- → Ca2+ SO42- + 2H+ 2 OH-

PENGOLAHAN AIR LIMBAH SECARA KIMIA  

Pengolahan air limbah secara KIMIA merupakan pengolahan air limbah dengan penambahan

bahan kimia (padat, cair, dan gas) kedalam air limbah.  Beberapa proses pengolahan air limbah

secara kimia seperti Netralisasi, Koagulasi/flokulasi, dan gas transfer,  setiap proses

mempunyai tujuan tertentu. 

a. Proses Netralisasi  

Proses netralisasi  bertujuan untuk melakukan perubahan derajat keasaman (pH) air

limbah. Proses ini dilakukan pada awal proses (pengkondisian) air limbah sebelum dilakukan

proses lanjutan atau pada akhir proses sebelum air limbah dibuang kelingkungan dalam rangka

memenuhi standar baku mutu air limbah yaitu pH 6-9.

Beberapa air limbah memiliki derajat keasaman (pH) asam dan basa, dalam proses

netralisasi diharapkan pH air limbah menjadi netral atau berkisar 6-9. Berbagai reaksi yang

terjadi pada proses netralisasi :

YOH + HX → XY + H2O

Y dan X mewakili monovalen kation dan anion, XY merupakan garam yang terbentuk, sebagai

contoh reaksi netralisasi yaitu natrium hidroksida dengan asam clorida seperti berikut.

                     HCl + NaOH → NaCl + H2O

Dimana Na merupakan Y dan Cl merupakan X, pada reaksi tersebut akan dihasilkan garam

yaitu NaCl. Berbagai reaksi netralisasi seperti berikut :

                        HCl + NaOH → NaCl + H2O

             2 HCl + Mg → MgCl2  + H2

                       H2SO4 + NaOH → Na2SO4 + H2O

 

Reaksi yang terjadi pada netralisasi ada yang bersifat eksotermis (the enthalpy of

neutralization) seperti reaksi antara natrium hidroksida dengan asam clorida, dan bersifat

endotermis yaitu natrium karbonat dengan asam asetat.

                 Pada air limbah yang bersifat asam, dibutuhkan basa untuk netralisasi dan

sebaliknya. Pada netralisasi air limbah dapat pula terbentuk padatan sehingga dibutuhkan

proses pemisahan padatan.

 b. Proses Koagulasi-Flokulasi  

Koagulasi dan flokulasi merupakan proses pengolahan air dan air limbah secara

kimia yaitu dengan penambahan bahan kimia kedalam air limbah. Air limbah pada umumnya

mengandung padatan tersuspensi, partikel koloid (berukuran < 1 mikron), bahan terlarut

(berukuran < nanometer). Padatan-padatan dalam air pada umumnya bermuatan negatif dan

padatan-padatan tersebut sangat sulit dipisahkan secara fisik (sedimentasi dan filtrasi dengan

media padat) dan dapat dilakukan secara kimia melalui proses koagulasi-flokulasi

 Koagulasi merupakan proses destabilisasi partikel, sedangakan flokulasi merupakan

proses penggabungan partikel yang telah mengalami proses destabilisasi, mekanisme

destabilisasi partikel seperti terlihat dalam gambar berikut. Proses destabilisasi partikel

dilakukan dengan penambahan bahan kimia yang bermuatan positif yang dapat menyelimuti

permukaan partikel sehingga partikel tersebut dapat berikatan dengan partikel lainnya. Partikel

yang telah berikatan akan mudah untuk dipisahkan secara fisik (sedimentasi, flotasi, dan

filtrasi). Proses flokulasi dibutuhkan untuk penggabungan partikel dengan mennggunakan

bahan kimia sehingga mempercepat waktu pengendapan partikel (flok).

Pada proses koagulasi (destabilisasi) dibutuhkan bahan kimia yang mampu merubah

muatan partikel, perubahan muatan partikel dapat dilakukan dengan berbagai bahan kimia

tetapi bahan kimia yang bervalensi 3 (trivalent) sepuluh kali lebih efektif dibanding dengan

bervalensi 2 (divalent). Bahan kimia yang sering dipergunakan dalam proses koagulasi seperti

tercantum dalam tabel berikut.

Koagulan Formula Berat molekul

Aluminium sulphate Al2(SO4)3 .18 H2O 666,7

Ferrous sulphate Fe (SO4). 7 H2O 278,0

Lime Ca(OH)2 56 sebagai CaO

Ferric chloride FeCl3 162,1

Ferric sulphate Fe2(SO4)3 400

Berbagai reaksi yang terjadi pada penambahan koagulan kedalam air atau air limbah seperti

reaksi-reaksi berikut

ALUMINIUM SULPHATE

 Al2(SO4)3           +     3 Ca(HCO3)2   →     2 Al(OH)3      +    3CaSO4    +     6 CO2

Aluminum          +      Calcium                       Aluminum    +    Calcium   +    Carbon

Sulfate                       Bicarbonate                 Hydroxide           Sulfate          Dioxide

                                 (ada dalam air

                                  yang diolah)

FERRIC SULFATE

Fe2(SO4)3      +    3 Ca(HCO3)2  →     2 Fe(OH)3      +     3CaSO4         +    6 CO2

Ferric           +   Calcium                           Ferric           +     Calcium      +    Carbon

Sulfate              Bicarbonate                     Hydroxide            Sulfate             Dioxide

                        

FERRIC CHLORIDE

2 Fe Cl3          +    3 Ca(HCO3)2   →    2 Fe(OH)3        +       3CaCl2    +       6CO2

Ferric          +     Calcium                        Ferric               +      Calcium    +     Carbon

Chloride            Bicarbonate                   Hydroxide                Chloride          Dioxide 

FERROUS SULFATE

FeS04             +       Ca(HCO3)2  →      Fe(OH)2           +      CaS04     +        2CO2

Ferrous      +        Calcium                      Ferrous            +     Calcium    +        Carbon

Sulfate                Bicarbonate                 Hydroxide               Sulfate                Dioxide

                         

 

SODIUM ALUMINATE

2 Na2Al2O4    +      Ca(HCO3)2  →     8 Al(OH)3         +      3 Na2CO3        +      6 H20

Sodium          +      Calcium                    Aluminum      +       Sodium           +     Water

Aluminate             Carbonate                  Hydroxide               Carbonate

 

Na2Al2O4           +        CO2   →             2 Al(OH)3      +      NaCO3

Sodium          +     Carbon                      Aluminum      +      Sodium

Aluminate             Dioxide                      Hydroxide             Carbonate

 

Na2Al2O4             +       MgCO3      →       MgAl2O4       +        Na2CO3

Sodium           +     Magnesium                Magnesium    +        Sodium

Aluminate              Carbonate                  Aluminate               Carbonat

Berbagai parameter perancangan sedimentasi untuk koagulasi berdasarkan jenis

koagulan yang dipergunakan seperti tercantum dalam tabel  berikut

Tabel .Perancangan sedimentasi berdasarkan jenis koagulan   

Jenis Koagulan Laju alir limpahan(gallon/hari-ft2)

Waktu tinggal (jam)

Aluminium 500 - 800 2 – 8

Besi 700 - 1000 2 – 8

Kapur-Soda 700 - 1500 4 – 8

Flokulasi merupakan suatu peristiwa penggabungan partikel-partikel yang telah

mengalami proses destabilisasi (koagulasi) dengan penambahan bahan kimia (flokulan)

sehingga terbentuk partikel dengan ukuran lebih besar (macrofloc) yang mudah untuk

diendapkan. Mekanisme flokulasi seperti terlihat dalam gambar  4.4. berikut

           

             Beberapa jenis bahan kimia yang berfungsi sebagai flokulan seperti tercantum

dalam tabel berikut.

 

Tabel .Jenis flokulan

Sumber flokulan Jenis flokulan

Flokulan Mineral Silika aktif

Tanah liat (koloid) : bentonit

Logam hidroksida (aluminium dan ferri hidroksida)

Flokulan organik Turunan pati (pati singkong, dan kentang)

Polisakarida

Kitosan

Gelatin dan alginat

Flokulan sintetis Polyethylene-imines (cationic)

Polyamides-amines (cationic)

Polyamines (cationic)

Polyethylene-oxide (nonionic)

Komponen karboksil dan sulfonate (anionic)

Polyacrylamide (nonionic)

Flokulan sintetis merupakan flokulan yang diproduksi dengan berbagai

kebutuhan sehingga flokulan ini diproduksi bermuatan negatif (anionic), bermuatan

positif (cationic) dan netral (nonionic), flokulan bermuatan negatif dapat bereaksi

dengan partikel bermuatan negatif seperti garam-garam dan logam-logam hidroksida,

sedangkan flokulan yang bermuatan positif akan bereaksi dengan partikel bermuatan

negatif seperti silika maupun bahan-bahan organik, tetapi hukum itu tidak berlaku

secara umum karena flokulan negatif dapat mengikat tanah liat yang bermuatan

negatif. 

Dalam proses koagulasi-flokulasi beberapa hal yang perlu diperhatikan :

1. Konsentrasi padatan yang terkandung dalam air limbah. Konsentrasi padatan atau zat terlarut dalam air limbah akan mempengaruhi kebutuhan konsentrasi koagulan yang dibutuhkan dalam pengolahan air limbah, pada umumnya jika konsentrasi padatan atau zat terlarutnya tinggi akan dibutuhkan konsentrasi koagulan yang lebih kecil (diperlukan penelitian pendahuluan) 

2. Jenis koagulan yang dipergunakan. Jenis koagulan yang akan diaplikasikan tergantung pada karakteristik air limbahnya, hal ini disebabkan karena jenis koagulan tertentu akan bekerja baik pada derajat keasaman (pH) air limbah tertentu.

3. Kecepatan putaran pengaduk (jika menggunakan tangki berpengaduk). Kecepatan putaran pengaduk pada pengolahan dengan tangki berpengaduk berpengaruh terhadap ukuran flok yang terbentuk, kecepatan putaran pengaduk dapat memecah flok yang sudah terbentuk. Untuk proses koagulasi kecepatan putaran pengaduk sekitar 100 rpm, sedangkan pada proses flokulasi lebih lambat sekitar 50 rpm.

4. Kecepatan aliran air limbah masuk dalam tangki (jika kecepatan aliran dimanfaatkan untuk pengadukan)

5. Waktu pengadukan (waktu tinggal). Waktu pengadukan berkaitan dengan mekanisme pembentukan flok, semakin lama waktu pengadukan pembentukan

floknya akan semakin sempurna dan mudah untuk diendapkan, tetapi jika terlalu lama terkadang flok yang sudah terbentuk akan pecah kembali.

6. Jenis padatan (flok) yang dihasilkan. Jenis flok yang terbentuk tergantung pada jenis air limbah dan koagulan yang dipergunakan, pada pemakain jenis koagulan tertentu akan menghasilkan flok tertentu, kekuatan flok tertentu dan berat jenis flok tertentu. Dalam proses pengolahan air limbah secara kimia yang diharapkan adalah terbentuk flok yang kuat dan mudah untuk diendapkan dan pengendapan membutuhkan waktu yang relatif cepat.

7. Pengelolaan flok yang dihasilkan. Pada proses pengolahan air limbah secara kimia dihasilkan padatan (flok), flok yang dihasilkan perlu dilakukan pengelolaan sehingga tidak menghasilkan limbah padat meskipun jumlahnya tidak banyak. Dalam pengelolaan flok yang perlu diperhatikan adalah apakah flok dapat dioleh kembali menjadi bahan kimia baru, produk baru dan sebagainya.  

OPTIMASI PROSES KOAGULASI DAN FLOKULASI

Keberhasilan proses koagulasi dan flokulasi dalam pengolahan air limbah dipengaruhi oleh berbagai faktor diantaranya :

1. Konsentrasi koagulan2. Kecepatan Putaran Pengadukan 3. Waktu Pengadukan

Dalam optimasi proses diarahkan kepada perancangan peralatan tangki berpengaduk yang efisien. Untuk optimasi proses dipergunakan persamaan Camp, yang dikenal dengan bilangan Camp yaitu menghubungkan GRADIEN KECEPATAN dengan Waktu Pengadukan :

Bilangan Camp (Ca) = Gradien Kecepatan x waktu pengadukan. 

Gradien kecepatan (G) merupakan fungsi dari Daya yang dibutuhkan (P), Viskositas air limbah (Mu) dan Volume air limbah (V). 

  G = {P/(Mu x V)}^0,5                      tanda (^) ini berarti pangkat

Daya (P) merupakan fungsi dari kecepatan putaran pengaduk (rev), luas penampang pengaduk (A), densitas air limbah (rho), dan drag coefisien (CD). dan Persamaannya seperti berikut.

    P  = (CD x A x rho x Rev^3 )/2

 CD : drag coefisien yang merupakan fungsi dari bilangan Reynold (NRe)    (lihat literatur)

NRe = (Rev x dp x rho)/(Mu),                       dengan dp : diameter pengaduk.

Langkah pengerjaan :

1. Cari sifat fisik air limbah yaitu viskositas (Mu), densitas air limbah (rho)2. Tentukan diameter pengaduk yang dipergunakan (dp) dan kecepatan putaran

pengaduk (rev)3. Dengan mengetahui harga viskositas (Mu), densitas (rho), diameter pengaduk

(dp) dan kecepatan putaran pengaduk (rev), nilai bilangan Reynold (NRe) dapat dihitung.

4. Dengan mengetahui bilangan Reynold (NRe) dan mempergunakan grafik (lihat literatur), dapat dihitung besarnya drag koefisien (CD)

5. Dengan mengetahui nilai CD, rho dan rev, serta luas pengaduk, maka dapat menghitung besarnya Daya (P)

6. Dengan mengetahui nilai Daya (P), Volume air limbah (V) dan viskositas (Mu) maka dapat menghitung nilai Gradien kecepatan (G)

7. Dengan mengetahui nilai Gradien kecepatan (G), dan waktu pengadukan (t), maka besarnya bilangan Camp (Ca) dapat dihitung. 

Bilangan Camp inilah yang sering diperguanakn sebagai landasan dalam optimasi proses koagulasi dan flokulasi. Bilangan Camp terbaik untuk proses koagulasi dan flokulasi adalah 10.000 - 100.000 (bilangan tak berdimensi).

KINERJA PROSES PENGOLAHAN AIR LIMBAH SECARA KIMIA (KOAGULASI & FLOKULASI)

Penurunan padatan tersuspensi  : 85 - 95 % Penurunan COD                            : 50 - 70 % Penurunan BOD                            : 50 - 70 %

 c. Gas Transfer (injeksi gas kedalam air limbah) Pada pengolahan air limbah, peristiwa gas transfer (injeksi gas kedalam air limbah) sering terjadi seperti : 

1. Injeksi gas chlor kedalam pengolahan air bertujuan untuk membunuh bakteri 2. Injeksi gas ozon kedalam pengolahan air limbah bertujuan untuk proses oksidasi

3. Injeksi udara kedalam pengolahan air limbah bertujuan untuk proses oksidasi, menjaga agar air limbah tidak berbau, menjaga kehidupan mikroorganisme (proses pengolahan air limbah secara biologi)

Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam injeksi gas/udara kedalam air limbah :

1. Kelarutan gas/udara tersebut didalam air limbah. Kelarutan gas/udara didalam air limbah sangat penting untuk diketehui, ini berkaitan dengan perhitungan berapa laju alir gas/udara yang diinjeksikan kedalam air limbah. Penentuan kelarutan gas/udara sangat tergantung kepada Tekanan dan Temperatur.

2. Distribusi gas/udara didalam air limbah. Pendistribusian gas/udara didalam air limbah bertujuan agar distribusi gas/udara merata pada setiap bagian air limbah, sehingga perlu pengaturan pemasangan distributor gas/udara yang baik.

3. Tekanan cairan (terkait dengan tinggi cairan diatas distributor gas/udara). Pemasangan distributor gas/udara pada bagian bawah air limbah akan mendapatkan tekanan hidrostatik dari air limbah tersebut, sehingga ketinggian air limbah diatas distributor perlu diperhatikan agar gas/udara dapat terdistribusi didalam air limbah dengan baik.

4. Ukuran gelembung gas/udara dalam air limbah. Ukuran gelembung gas/udara mempengaruhi proses kelarutan gas/udara, semakin kecil ukuran gelembung gas/udara semakin baik proses kelarutannya. 

NETRALISASI MINYAK

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 (soap stock). Pemisahan asam lemak bebas dapat juga dilakukan dengan cara penyulingan yang dikenal dengan istilah de-asidifikasi. Tujuan proses netralisasi adalah untuk menghilangkan asam lemak bebas (FFA) yang dapat menyebabkan bau tengik.

PROSES NETRALISASI MINYAK

Pemurnian (refining) minyak meliputi tahapan netralisasi, pemucatan (bleaching) dan penghilangan bau (deodorisasi). Netralisasi dilakukan untuk mengurangi FFA untuk meningkatkan rasa dan penampakan minyak. Asam lemak bebas merupakan pengotor dalam minyak yang harus dihilangkan karena mempunyai stabilitas terhadap oksidasi yang lebih rendah dibandingkan trigliserida sehingga keberadaannya meningkatkan kerentanan minyak terhadap oksidasi ( mudah teroksidasi ). Netralisasi dilakukan dengan mereaksikan NaOH dengan FFA sehingga membentuk endapan minyak tak larut yang dikenal sabun (soapstock). Jumlah NaOh yang ditambahkan berkisar 0,1% atau sekitar 1,5 kg NaOH per ton minyak per 1% FFA. Untuk menghilangkan pengotor berupa gum di dalam minyak digunakan H3PO4 selanjutnya dipisahkan melalui cara pengendapan (decantion) atau dengan sentrifugasi. — pdf teknologi minyak kelapa

Pada pemurnian ini jumlah dan konsentrasi alkali yang digunakan harus tepat. Jika jumlahnya berlebihan, kelebihan alkali akan menyebabkan reaksi hidrolisis trigliserida dan membentuk sabun yang berlebihan sehingga dapat menurunkan jumlah atau rendemen minyak hasil pemurnian. Sebaliknya jika jumlah dankonsentrasi alkali kurang, reaksi penyabunan tidak sempurna dan masih banyak asam lemak bebas yang tertinggal dalam minyak.

Tahap pemurnian minyak meliputi tahap pencampuran minyak meliputi tahap pencampuran minyak dengan larutan alkali, hidrasi, dan pemisahan. Pada tahap pencampuran, minyak dengan larutan alkali dicampur dan diaduk selama waktu tertentu. Setelah alkali dan asam lemak bebas bereaksi dilakukan hidrasi untuk memudahkan pemisahan fraksi tersabunkan dan fraksi tidak tersabunkan, kemudian kedua fraksi tersebut dipisahkan. Setelah proses hidrasi selesai, tahap selanjutnya adalah pemisahan fraksi tersabunkan dan fraksi tidak tersabunkan atau minyak. Teknik pemisahan yang dapat dilakukan adalah dengan cara dekantasi atau sentrifugasi. ( Estiasih, 2009 )

Netralisasi juga menghasilkan penghilangan fosfat, asam lemak bebas, dan warna. Penghilangan sisa sabun dan embun dihitung dalam tahap pencucian dan pengeringan. Berikut ini adalah gambar proses netralisasi minyak :

 

 

 

 

 

 

 

Reaksi antara asam lemak bebas dengan NaOH adalah sebagai berikut :

R-COOH + NaOH RCOONa + H2O

sabun yang terbentuk dapat membantu pemisahan zat warna dan kotoran seperti fosfolida dan protein dengan cara membentuk emulsi. Sabun atau emulsi yang terbentuk dapat dipisahkan dari minyak dengan cara sentrifugasi. Netralisasi menggunakan kaustik soda dapat menghilangkan fosfatida, protein, resin dan suspensi dalam minyak yang tidak dapat dihilangkan dengan proses pemisahan gum. Komponen minor dalam minyak berupa sterol, klorofil, vitamin E dan karotenoid hanya sebagian kecil dapat dikurangi dalam proses netralisasi. Netrasi juga akan menyabunkan sejumlah kecil minyak netral (trigleserida, monogleserida, digliserida dan trigliserida).

Jumlah larutan soda kaustik yang ditambahkan pada minyak pada proses pemurnian biasa dinyatakan sebagai treat. Nilai treat didasarkan pada jumlah NaOH dengan konsentrasi tertentuyang dibutuhkan untuk menetralkan asam lemak termasuk kelebihan ( excess ) yang diperlukan. Treat biasanya dinyatakan sebagai persen dengan perhitungan sebagai berikut :

Keterangan :

Treat = Persentase (b/b) larutan NaOH yang dibutuhkan untuk pemurnian minyak ikan dengan bobot tertentu

0,142 = bobot molekul NaOH dan asam oleat

ALB = kadar asam lemak bebas dinyatakan dalam persen

Kelebihan = kelebihan larutan NaOH

Derajat Baume menunjukkan ( strength ) larutan NaOH berdasrkan bobot jenisnya. Pemurnian biasanya dilakukan pada 10-30°Be. Minyak dengan mutu baik biasanya dimurnikan dengan 12, 14, atau 16°Be.

Efisiensi netralisasi dinyatakan dalam refining factor, yaitu perbandingan antara kehilangan total karena netralisasi dan jumlah asam lemak bebas dalam lemak kasar.

 

Makin kecil nilai refining factor, maka semakin tinggi pula nilai efisiensi netralisasinya.

Selain cara yang telah disebutkan diatas, masih terdapat metode-metode lain yang bias digunakan dalam proses netralisasi minyak, antara lain :

1. Netralisasi dengan Natrium Karbonat (Na2CO3)

Keuntungan menggunakan persenyawaan karbonat adalah karena trigliserida tidak ikut tersabunkan, sehingga nilai refining factor dapat diperkecil. Suatu kelemahan dari pemakaian senyawa ini adalah karena sabun yng terbentuk sukar dipisahkan. Hal ini disebabkan karena gas CO2 yang dibebaskan dari karbonat akan menimbulkan busa dalam minyak. Namun, kelemahan ini dapat diatasi karena gas CO2 yang dihasilkan dapat dihilangkan dengan cara mengalirkan uap panas atau dengan menurunkan tekanan udara di atas permukaan minyak dengan menggunakan pompa vakum.

2. Netralisasi minyak dalam bentuk “miscella”

Cara ini digunakan pada minyak yang diekstrak dengan menggunakan pelarut menguap ( solvent extraction ). Hasil yang diperoleh merupakan campuran antara pelarut dan minyak yang disebut dengan miscella. Asam lemak bebas dalam micelle dapat dinetralkan dengan menggunakan kaustik soda atau natrium karbonat. Sedangkan sabun yang terbentuk dapat dipisahkan dengan cara menambahkan garam dan minyak netral dapat dipisahkan dari pelarut dengan cara penguapan.

3. Netralisasi dengan Etanol Amin dan Amonia

Etanol Amin dan Amonia dapat digunakan untuk netralisasi asam lemak bebas. Pada proses ini, asam lemak bebas dapat dinetralkan tanpa menyabunkan trigliserida, sedangkan ammonia yang digunakan dapat diperoleh kembali dari soap stock dengan cara penyulingan dalam ruangan vakum

4. Pemisahan Asam (de-acidification) dengan Cara Penyulingan

Proses pemisahan asam dengan cara penyulingan adalah proses penguapan asam lemak bebas, langsung dari minyak tanpa mereaksikannya dengan larutan basa, sehingga asam lemak yang terpisah tetap utuh. Minyak kasar yang akan disuling terlebih dahulu dipanaskan dalam alat penukar kalor (heat exchanger).

Untuk menghindari kerusakan minyak selama proses penyulingan karena suhu yang terlalu tinggi, maka asam lemak bebas yang tertinggal dalam minyak dengan kadar lebih rendah dari 1% harus dinetralkan dengan menggunakan persenyawaan basa. Minyak kasar dengan kadar asam lemak bebas yang tinggi umumnya mengandung fraksi mono dan digliserida yang terbentuk dari hasil hidrolisa sebagian molekul trigliserida.

Pada umumnya, kadar asam lemak bebas dalam minyak setelah penyulingan sekitar 0,1-0,2% , sedangkan hasil kondensasi masih mengandung sekitar 5% trigliserida. Jadi, penggunaan uap pada proses penyulingan akan membawa sejumlah kecil fraksi trigliserida.

Pemisahan asam lemak bebas dengan cara penyulingan digunakan untuk menetralkan minyak kasar yang mengandung kadar asam lemak bebas relative tinggi, sedangkan minyak kasar yang mengandung asam lemak bebas lebih keil dari 8% lebih baik dinetralkan dengan penggunaan senyawa basa.

5. Pemisahan asam dengan menggunakan Pelarut Organik

Perbedaan kelarutan antara asam lemak bebas dan trigliserida dalam pelarut organic digunakan sebagi dasar pemisahan asam lemak bebas dari minyak. Pelarut yang paling baik digunakan utuk memisahan asalm lemak bebas adalah furfual dan propane. Piridine merupakan pelarut minyak dan jika ditambahkan air dalam jumlah kecil, maka trigliserida akan terpisah. Trigliserida tidak larut dalam pyridine, sedangkan asam lemak bebas tetap larut sempurna. Minyak dapat dipisahkan dari pelarut dengan cara dekantasi sedangkan pelarut dipisahkan dari asam lemak bebas dengan cara penyulingan. Dengan menggunakan alcohol sebagai pelarut, maka kelarutan trigliserida dalam alcohol akan bertambah besar seiring dengan bertambahnya kadar asam lemak bebas, sehingga pemisahan antara asam lemak bebas dari trigliserida lebih sukar dilakukan.