PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA

PEMBUATAN MARGARIN DARI MINYAK KACANG TANAH

DENGAN PROSES HIROGENASI

Jenis Kegiatan :

PKM Penulisan Ilmiah

Diusulkan oleh :

Yermi Dwi Ariyati 2303 039 016

Nurul musyafa’ah 2303 039 029

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH

NOPEMBER SURABAYA

2006

PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA

1. Judul Kegiatan : Pembuatan Margarin dari Minyak Kacang Tanah dengan Proses Hidrogenasi

2. Bidang Ilmu : ( ) Kesehatan ( ) Pertanian

(Pilih salah satu) ( ) MIPA (x ) Teknologi dan Rekayasa ( ) Sosial Ekonomi ( ) Humaniora

( ) Pendidikan

3. Ketua Pelaksana Kegiatan/Penulis Utama a. Nama Lengkap : Yermi Dwi A. b. NIM : 2303 039 016 c. Jurusan : D3 Teknik Kimia d. Universitas/Institut/Politeknik : ITS Surabaya e. Alamat Rumah dan No Tel./HP : Keputih IIIC/25 CC

(031)5914747 dan 08563330903 4. Anggota Pelaksana Kegiatan/Penulis : 2 orang 5. Dosen Pendamping

a. Nama Lengkap dan Gelar : Ir. Elly Agustianie, M.Eng b. NIP : 131 474 390 c. Alamat Rumah dan No Tel./HP : Jl. Hidrodinamika IV Blok T 74

ITS Sukolilo Surabaya (031)5935368 dan 08123027006

Menyetujui Surabaya, 15 Maret 2006 Pembantu Dekan III FTI-ITS Ketua Pelaksana Kegiatan Ir. Wiratno A.A., MSc Yermi Dwi A NIP.131 651 246 NRP. 2303 039 016 Pembantu Rektor III ITS Dosen Pendamping Dr. Ir. Achmad Jazidie, M.Eng Ir. Elly Agustianie, M.Eng NIP. 131 647 788 NIP. 131 474 390

LEMBAR PENGESAHAN SUMBER PENULISAN ILMIAH PKMI

1. Judul Tulisan yang Diajukan : Pembuatan Margarin dari Minyak Kacang Tanah dengan Proses Hidrogenasi 2. Sumber Penulisan (beri tanda X yang dipilih) ( ) Kegiatan Praktek Lapang/Kerja dan sejenisnya, KKN, Magang, Kegiatan Kewirausahaan (pilih salah satu), dengan keterangan lengkap: ____________________________________________________________ Tulis lengkap: Nama penulis. Tahun. Judul karya. Tempat kegiatan ____________________________________________________________ ( X ) Kegiatan Ilmiah lainnya (sebutkan) dengan keterangan lengkap:

Arip R. 2002.Pembuatan Margarin dari CPO dengan proses Hidrogenasi.

____________________________________________________________

Tugas Akhir ___________________________________________________________

Keterangan ini kami buat dengan sebenarnya. Mengetahui Surabaya, 15 maret 2006 Pembantu Dekan III FTI-ITS Penulis Utama, Ir. Wiranto A.A.,MSc Yermi Dwi A

NIP. 131 651 246 NRP. 2303 039 016

PEMBUATAN MARGARIN DARI MINYAK KACANG TANAH DENGAN

PROSES HIDROGENASI

1. Yermi Dwi Ariyati

2. Nurul Musyafa’ah

Program Studi D3 Teknik Kimia, Institut Teknologi Sepuluh Nopember

(ITS)

Kampus ITS, Sukolilo-Surabaya 60111

Abstrak

Tujuan studi ini adalah untuk memberikan alternatif pemanfaatan minyak kacang tanah sebagai bahan baku margarin. Proses yang digunakan secara hidrogenasi dengan menggunakan katalis Ni, adsorben yang digunakan adalah karbon aktif, dan untuk netralisasi minyak menggunakan NaOH. Analisa ini menggunakan metode studi literatur.

Prosedur pembuatan margarin dari minyak kacang tanah dilakukan dengan proses hidrogenasi yang terdiri dari 5 tahapan yaitu : a) Tahap netralisasi : dengan menambahkan NaOH, b) tahap bleaching : dengan menambahkan karbon aktif sebagai adsorben yang menghilangkan zat – zat warna yang tidak disukai minyak, c) tahap hidrogenasi : dengan menambahkan hidrogen murni dan katalisator Ni, d) tahap deodorisasi : dengan penyulingan minyak dengan uap panas , e) tahap emulsifikasi: emulsi fase minyak yang berisi Lechitin, β-karoten serta vitamin A dan D untuk menambah gizi. Sedangkan emulsi fase cair berisi garam untuk memberikan rasa asin, TBHQ sebagai bahan anti oksidan yang mencegah teroksidasinya minyak yang mengakibatkan minyak menjadi rusak dan berbau tengik, Natrium Benzoat sebagai bahan pengawet dan f) tahap packing.

Dari hasil studi menunjukkan minyak kacang tanah dapat digunakan sebagai bahan baku yang baik dalam industri margarin karena minyak kacang tanah memiliki kandungan asam lemak tidak jenuh yang rendah serta bilangan Iodin yang kecil Selain itu limbahnya yang berupa Soap stock dapat digunakan untuk industri sabun dan karbon aktif sisa produksi dapat digunakan oleh industri pupuk.

Kata Kunci : Kacang Tanah, Minyak Kacang Tanah, Margarin, Hidrogenasi

LATAR BELAKANG

Margarin dimaksudkan sebagai pengganti mentega dengan rupa, bau,

konsistensi rasa dan nilai gizi yang hampir sama dengan mentega. Margarin

merupakan emulsi dengan tipe emulsi Water in Oil (W/O), yaitu fase air berada

dalam fase minyak atau lemak. (Ketaren, 1986)

Tanaman kacang tanah memiliki peran strategis dalam pangan nasional

sebagai sumber protein dan minyak nabati. Konsumsi kacang tanah sebagai

sumber pangan sehat dalam pangan nasional terus meningkat. Karena

meningkatnya konsumsi kacang tanah tersebut, Indonesia tidak dapat mencukupi

permintaan konsumen, sehingga pemeintah mengimport kacang tanah ± 118.758

pada tahun 2005. permintaan kacang tanah tersebut digunakan untuk berbagai

produk. Salah satu produk dari kacang tanah adalah minyak kacang tanah yang

dapat dijadikan bahan baku dalam industri margarin. (Sumarno dan Manwan,

1992).

Syarat-syarat minyak nabati yang dapat digunakan sebagai bahan baku

pembuatan margarine :

• Bilangan Iod yang rendah

Jumlah ikatan rangkap dalam minyak ditentukan dengan mengukur

bilangan iod. Makin besar bilangan iod maka jumlah ikatan rangkap

semakin besar dan titik cair semakin rendah. Lemak yang memiliki

bilangan iod rendah lebih tahan terhadap kerusakan karena proses

oksidasi.

• Warna minyak

Warna yang diinginkan pada margarin adalah warna kuning mentega

(Butter Yellow). Sedangkan pembuatan margarine dari munyak nabati

yang berwarna pucat, harus ditambahkan β karoten dan lechitin yang lebih

besar sehingga diperoleh warna kuning mentega.

• Flavor minyak yang baik

Minyak yang baik umumnya memiliki flavor yang tidak enak, sehingga

flavor ini perlu dihilangkan dengan proses deodorisasi.

• Asam lemak yang stabil

Ketidakjenuhan asam lemak berpengaruh terhadap kerusakan lemak oleh

proses oksidasi. Untuk mempertinggi stabilitas dan titik cair lemak dapat

dilakukan dengan cara hidrogenasi.

• Titik beku dan titik cair disekitar suhu kamar

Jika margarine dimakan, maka margarine sebaiknya mencair di mulut

sehingga mudah dicerna. Pada suhu kamar, margarine harus mempunyai

konsistensi plastis sebagai pengoles roti.

• Jenis minyak yang digunakan

Jenis minyak yang digunakan harus banyak terdapat disuatu daerah. Hal

ini berhubungan erat dengan kontinuitas proses produksi dan segi

ekonomis. (Ketaren, 1986)

Karakteristik Kimia Fisika

Tabel I Sifat Fisika dan Kimia Minyak Kacang Tanah Sebelum dan Sesudah

Dimurnikan

Sebelum dimurnikan Sesudah dimurnikan

Karakteristik Tipe virgine Tipe spains Bermacam – macam

varietas

Bilangan Iod

Bilangan penyabunan

Bilangan polenske

Bilangan Reichart–Meissel

Bilangan Asetil

Titer (oC)

Titik cair

Titik asap (o C)

Indeks bias nD 60oC

Bobot jenis

94,80

187,80

0,29

0,21

9,5

-

-

-

-

0,9136

90,10

188,20

0,12

0,27

8,7

-

-

-

-

0,9148

90,0 – 94,0

186,0 – 192,0

0,2 – 0,7

0,1 – 1,0

9,0 – 9,1

28 – 30

-5,5 – 2,2

226,6

1,4558

0,910 – 0,915

(Bailey’s, A.E. 1950)

Minyak kacang tanah mengandung 76 – 82 % asam lemak tidak jenuh

yang terdiri dari 40 -45 % asam oleat dan 30 – 35 % asam linoleat. Asam lemak

jenuh sebagian besar terdiri dari asam palmitat, sedangkan kadar asam miristat

sekitar 5 %. Pengolahan minyak kacang tanah menjadi margarin menggunakan

proses hidrogenasi. Hidrogenasi adalah proses pengolahan minyak atau lemak

dengan jalan menambahkan hidrogen pada ikatan rangkap dari asam lemak,

sehingga akan mengurangi ketidakjenuhan minyak atau lemak, dan membuat

lemak bersifat plastis.

Adapun flow diagram proses pembuatan margarin :

Proses hidrogenasi meliputi 6 tahapan, yaitu :

1. Tahap Netralisasi

Netralisasi adalah 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).

Netralisasi dengan kaustik soda (NaOH) banyak dilakukan dalam skala

industri, karena lebih efisien dan lebih murah dibandingkan dengan cara

netralisasi lainnya. Selain itu dengan menggunakan caustik soda akan

membantu mengurangi zat warna dan kotoran dalam minyak.

Proses netralisasi

Proses bleaching

Proses hidrogenasi

Proses deodorisasi

Proses emulsifikasi

Minyak kacang tanah

Margarine

Reaksi antara asam lemak bebas dengan NaOH adalah sebagai berikut :

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. (Ketaren, 1950)

2. Tahap Bleaching (pemucatan)

Pemucatan ialah suatu proses pemurnian untuk menghilangkan zat-zat

warna yang tidak disukai dalam minyak. Pemucatan dilakukan dengan

mencampur minyak dengan sejumlah kecil adsorben, seperti bleaching

earth (tanah pemucat), dan karbon aktif. Zat warna dalam minyak akan

diserap oleh permukaan adsorben dan juga menyerap suspensi koloid

(gum dan resin) serta hasil degradasi minyak misalnya peroksida.

3. Tahap Hidrogenasi

Proses hidrogenasi bertujuan untuk menjenuhkan ikatan rangkap dari

rantai karbon asam lemak pada minyak atau lemak. Proses hidrogenasi

dilakukan dengan menggunakan hydrogen murni dan ditambahkan serbuk

nikel sebagai katalisator.

Mekanisme proses Hidrogenasi :

H2

R – CH = CH – CH2 – COOHR → CH2 – CH2 – CH2 – CHOOH

Ni

Reaksi pada proses hidrogenasi terjadi pada permukaan katalis yang

mengakibatkan reaksi antara molekul-molekul minyak dengan gas

hydrogen.

Nikel merupakan katalis yang sering digunakan dalam proses hidrogenasi

daripada katalis yang lain (palladium, platina, copper chromite). Hal ini

karena nikel lebih ekonomis dan lebih efisien daripada logam lainnya.

O O R – C + NaOH R – C + H2O OH ONa Asam lemak bebas (FFA) Sabun

Nikel juga mengandung sejumlah kecil Al dan Cu yang berfungsi sebagai

promoter dalam proses hidrogenasi minyak.

4. Tahap Deodorisasi

Proses Deodorisasi adalah suatu tahap pemurnian minyak yang bertujuan

untuk menghilangkan bau dan rasa yang tidak enak dalam minyak. Proses

Deodorisasi dilakukan dengan penyulingan minyak dengan uap panas

dalam tekanan atmosfer atau keadaan vakum. Deodorisasi perlu dilakukan

terhadap minyak yang akan digunakan untuk bahan pangan. Proses

Deodorisasi dilakukan di dalam tabung baja yang tertutup vertical yaitu

memompakan minyak ke dalam ketel deodorisasi. Kemudian minyak

tersebut dipanaskan pada suhu 210oC pada tekanan atmosfer dan

selanjutnya pada tekanan rendah (dibawah 1 kPa) sambil dialiri uap panas

selama 1-2 jam untuk mengangkut senyawa yang dapat menguap.

Penurunan tekanan selama proses deodorisasi akan mengurangi jumlah

uap yang akan digunakan dan mencegah hidrolisa minyak oleh uap air.

Pada tangki deodorisasi (D-240) ini bekerja pada suhu 2100C dan tekanan

0,03 atm.

5. Tahap Emulsifikasi

Proses Emulsifikasi ini bertujuan untuk mengemulsikan minyak dengan

cara penambahan emulsifier fase cair dan fase minyak pada suhu 80oC

dengan tekanan 1 atm. Terdapat dua tahap pada proses Emulsifikasi yaitu :

a. Proses pencampuran emulsifier fase minyak

Emulsifier fase minyak merupakan bahan tambahan yang dapat

larut dalam minyak yang berguna untuk menghindari terpisahnya

air dari emulsi air minyak terutama dalam penyimpanan.

Emulsifier ini contohnya Lechitin sedangkan penambahan β-

karoten pada margarine sebagai zat warna. Serta vitamin A dan D

untuk menambah gizi.

b. Proses pencampuran emulsifier fase cair

Emulsifier fase cair merupakan bahan tambahan yang tidak larut

dalam minyak. Bahan tambahan ini dicampurkan ke dalam air yang

akan dipakai untuk membuat emulsi dengan minyak. Emulsifier

fase cair ini adalah :

- garam untuk memberikan rasa asin

- TBHQ sebagai bahan anti oksidan yang mencegah

teroksidasinya minyak yang mengakibatkan minyak

menjadi rusak dan berbau tengik

- Natrium Benzoat sebagai bahan pengawet.

(Bailey’s,1950)

6. Packaging

Setelah tahap emulsifier selesai kemudian, dilanjutkan ke proses

packaging.

BAHAN DAN METODE

Bahan Yang Digunakan

1. Air

2. Asam Benzoat

3. Garam

4. Karbon Aktif

5. Katalis Ni

6. Minyak Kacang Tanah

7. NaOH

8. TBHQ

9. Vitamin A dan D

10. β – Karoten

Alat Yang Digunakan

1. Tangki penampung

2. Heater

3. Centifuge

4. Filter press

5. Pompa fluida

6. Pompa vacuum (jet ejector)

7. Barometrik condenser

8. Tangki hidrogenasi

9. Tangki emulsifikasi

10. Tangki votator

11. Cooler

12. Alat packing

Metodologi Percobaan

a. Tahap netralisasi

1. Crude Oil minyak kacang tanah di masukkan kedalam tangki

penyimpanan pada suhu 30 oC dan teknan 1 atm.

2. Kemudian crude oil dialirkan ke dalam heater. Dalam heater, crude oil

dipanaskan sampai suhu 57 o C untuk mempermudah proses netralisasi.

3. Pada proses netralisasi ditambahkan soda caustik (NaOH) ke dalam crude

oil. Rekasinya :

R – COOH + NaOH → R – COONa + H2O

Konsentrasi kaustik soda yang digunakan, tergantung dari jumlah asam

lemak bebas yang terdapat dari minyak kacang tanah tersebut. Pada

proses netralisasi, kondisi operasi pada suhu 57 oC.

b. Tahap bleaching

1. Setelelah proses netralisasi selesai, crude oil dialirkan kedalam centrifuge,

yang bertujuan untuk memisahkan soap stock yang terbentuk.

2. Minyak tersebut dipanaskan kembali dalam heater pada suhu 90 oC untuk

mempermudah proses bleaching. Tujuan dari proses bleaching adalah

untuk menghilangkan zat-zat warna yang tidak disukai dalam minyak.

Dengan cara mencampur sejumlah minyak dengan adsorben (karbon

aktif).

3. Selanjutnya minyak dipisahkan dari adsorben dengan cara penyaringan

menggunakan pengepresan dengan filter press. Minyak yang hilang dari

proses tersebut kurang lebih 0,2 – 0,5 % dari berat yang dihasilkan setelah

proses bleaching.

c. Tahap hidrogenasi

1. Minyak yang telah melalui filter press dialirkan lagi ke tangki

hidrogenasi. Untuk mempercepat proses hidrogenasi, dalam tangki

ditambahkan katalis Nikel. Pada proses ini kondisi operasinya 3 atm

dengan suhu 180oC.

2. Minyak yang sudah selesai diproses secara hidrogenasi ditampung dalam

tangki penampung pada suhu 180 oC dan tekanan 1 atm, kemudian

dialirkan menuju ke filter press. Tujuan dari press filter adalah untuk

memisahkan padatan yang terkandung dalam minyak.

d. Tahap deodorisasi

1. Minyak setelah selesai dipisahkan dengan menggunakan filter press,

dialirkan kedalm tangki deodorisasi. Proses deodorisasi bertujuan untuk

menghilangkan bau dan rasa yang tidak enak dalam minyak. Pada tangki

Deodorisasi ini bekerja pada suhu 210pC dan tekanan 0,03 atm.

2. Digunakan barometrik condensor untuk menangkap uap dalam proses

deodorisasi, selanjutnya minyak divakumkan dengan menggunakan pompa

vacuum (jet ejektor). Kemudian minyak didinginkan dalam cooler pada

suhu 80oC untuk mempermudah proses emulsifikasi.

e. Tahap emulsifikasi

1. Proses Emulsifikasi ini bertujuan untuk mengemulsikan minyak dengan

cara penambahan emulsifier fase cair dan fase minyak pada suhu 80oC

dengan tekanan 1 atm. Pada tangki emulsifikasi digunakan tangki emulsi

fase minyak yang berisi Lechitin, β-karoten serta vitamin A dan D untuk

menambah gizi. Sedangkan pada tangki emulsi fase cair berisi garam

untuk memberikan rasa asin, TBHQ sebagai bahan anti oksidan yang

mencegah teroksidasinya minyak yang mengakibatkan minyak menjadi

rusak dan berbau tengik, Natrium Benzoat sebagai bahan pengawet.

2. Selanjutnya minyak dialirkan ke tangki votator. Tangki votator adalah

tangki yang digunakan agar margarin yang dihasilkan bersifat plastis

dengan adanya pengadukan didalam tangki yang berfungsi menurunkan

suhu dari 80oC menjadi 28oC dan tekanan 1 atm.

f. Tahap packing

1. Dari tangki votator tersebut dialirkan ke tangki produk yang kemudian

dilakukan packing.

HASIL PENELITIAN

1. Minyak kacang tanah dapat digunakan sebagai alternatif bahan baku lain

dalam proses pembuatan margarin selain dari minyak kelapa sawit.

2. Produk margarin dari minyak kacang tanah mempunyai kualitas yang sama

dengan margarin dari minyak kelapa sawit.

PEMBAHASAN

1. Minyak kacang tanah dapat digunakan sebagai alternatif lain dalam proses

pembuatan margarin sebagai akibat dari penurunan bahan baku minyak

nabati lain seperti minyak kelapa sawit, minyak kedelai dan minyak jagung.

2. Untuk mencukupi kebutuhan konsumen akan kebutuhan margarin, dapat

digunakan minyak kacang tanah sebagai bahan baku pembuatan margarin,

karena produk margarin dari minyak kacang tanah mempunyai kualitas yang

sama dengan margarin dari minyak kelapa sawit.

3. Minyak kacang tanah merupakan minyak nabati yang mempunyai kandungan

asam lemak tak jenuh lebih rendah dari minyak kacang kedelai ataupun

minyak jagung, sehingga minyak kacang tanah cukup baik sebagai bahan baku

pembuatan margarin.

KESIMPULAN DAN SARAN

1. Bahan baku yang digunakan adalah Minyak Kacang Tanah dimana bahan baku

ini mudah didapat dan tersedia dalam jumlah banyak di Indonesia.

2. Minyak kacang tanah di Indonesia memiliki kandungan asam lemak tidak

jenuh yang rendah serta bilangan Iodin yang kecil sehingga baik digunakan

sebagai bahan baku margarin.

3. Pembuatan Margarin ini melalui beberapa tahapan proses yaitu :

a. Proses Netralisasi untuk menurunkan kadar FFA dalam minyak

b. Proses Bleaching untuk menghilangkan (menyerap) impurities yang tidak

dikehendaki

c. Proses Hidrogenasi untuk memecah (menjenuhkan) ikatan rangkap dari

rantai karbon asam lemak tak jenuh

d. Proses deodorisasi untuk menghilangkan bau dan rasa yang tidak enak

dalam minyak

e. Proses emulsifikasi untuk mengemulsifikasikan minyak dengan cara

penambahan emulsifier

4. Industri Margarin merupakan industri yang ekonomis karena hasil samping

(limbah) industri ini masih dapat dimanfaatkan oleh industri lain diantaranya :

• Soap stock yang dapat digunakan untuk industri sabun

• Karbon aktif yang dapat digunakan oleh industri pupuk

DAFTAR PUSTAKA

1. Bailey’s, Alton E., “industrial Oil and Fat Product”, 4th edition, Intersince

Publisher, New York, 1951

2. F.G. Winarno, “Kimia Pangan dan Gizi”, P.T Gramedia Pustaka Utama,

Jakarta, 1991

3. George T. Austin, “ Shreeve’s Chemical Process Industries”, 2nd edition,

Allyn and Bacom Inc., 1983

4. Hougen, O.A, “ Chemical Process Principles “, 2th edition, Part I, 1954, John

Wiley and Son Inc, New York.

5. Hugot, E. “ Hand Book of Cane Sugar Engineering “, 2th edition, completely

revised edition, Elsivier Publishing Company, Amsterdam, London.

6. Ketaren, S., “ Minyak dan Lemak Pangan”, International Student edition,

McGraw Hill Kogakusha Ltd., Tokyo, 1950

7. Kirk, R.E & Othmer D.P., “Encyclopedia of Chemical Technology”, volume

9, Intersince Publisher, New York, 1971

8. Perry, R,H “ Perry’s Chemical Engineering Hand Book “, 6th edition, 1984.

McGraw – Hill International edition , New York.