BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Industri dunia menganalisa peningkatan pasar emulsifier. Penggunaan emulsifier dalam makanan dan minuman serta produk perawatan tubuh akan meningkatkan penggunaan emulsifier serta adanya trend penggunaan pengganti (fat replacement) lemak dalam produk makanan dan inovasi produk yang terusmenerus dilakukan akan mendorong pasar dunia untuk menyediakan emulsifier dalam jumlah besar. Penjualan emulsifier di dunia pada tahun 2017 diperkirakan akan meningkat menjadi 2,7 juta ton emulsifier (Kompas, 2014). Kebutuhan akan emulsifier yang semakin meningkat tersebut, terutama emulsifier campuran monoasilgliserol dan diasilgliserol yang paling banyak digunakan dalam industri pangan, yaitu sekitar 70% dari total penggunaan emulsifier. Emulsifier campuran monoasilgliserol dan diasilgliserol digunakan di produk roti, produk susu, confectionary dan margarin. Karena sifatnya yang merupakan stabilizer, emulsifier dan conditioner. Selain itu, Mono dan diasilgliserol juga dimanfaatkan untuk produk kosmetik dan industri obat-obatan biasanya digunakan untuk memperbaiki konsistensi cream dan lotion (Kaethong et al, 1996). Monoasilgliserol dan diasilgliserol dapat dibuat dari senyawa gliserida yang banyak terdapat di bahan minyak dengan gliserol melalui reaksi gliserolisis. Salah satu sumber gliserida yang sangat melimpah di Indonesia adalah minyak sawit. Indonesia berpeluang menjadi negara produsen utama minyak kelapa sawit 1
dunia, karena setiap tahun luas areal perkebunan kelapa sawit mengalami peningkatan sekitar 150.000 sampai 200.000 ha yang diiringi dengan peningkatan produksi Crude Palm Oil. Sampai akhir tahun 2000 produksi Crude Palm Oil adalah sekitar 6.5 juta ton dan pada tahun 2012 total produksi Crude Palm Oil sebesar 15 juta ton (Kompas, 2014). Kenaikan produksi minyak sawit mentah yang sebagian besar diekspor perlu mendapat perhatian, karena minyak sawit mempunyai nilai ekonomi yang lebih rendah dari produk turunannya. Selain itu fraksi padat minyak sawit atau stearin sawit pemanfaatannya masih sedikit. Oleh karena itu, penelitian ini ingin membuat monoasilgliserol dan diasilgliserol dengan bahan baku Refined Bleached Deodorized stearin minyak sawit dengan gliserol melalui reaksi gliserolisis. Monoasilgliserol dan diasilgliserol dapat diproduksi dengan 2 katalis yaitu katalis kimia (homogenous dan heterogenous) dan katalis enzimatis. Dari kedua jenis katalis tersebut yang dapat diaplikasikan dalam industri adalah katalis kimia yaitu katalis homogenous dan katalis heterogenous karena menurut Malaya et al. (2014) mengatakan bahwa sintesis dengan enzim tidak efisien untuk level komersial karena waktu reaksi lama, konversi reaktan rendah dan biaya mahal. Sedangkan, katalis kimia (homogenous dan heterogenous ) menurut Endalew et al. (2011), waktu reaksi cepat, konversi reaktan tinggi dan biaya murah. Tetapi, katalis homogen memiliki kekurangan yaitu masalah pemisahan katalis setelah reaksi dan treatment pada limbahnya, katalis tidak dapat digunakan kembali, saponifikasi membentuk emulsi yang stabil, katalis basa sensitif terhadap 2
kehadiran asam lemak bebas dan air, biaya proses yang lebih tinggi dibandingkan dengan biaya proses dengan menggunakan katalis heterogenous. Sedangkan menurut Endalew et al. (2011), katalis heterogenous memiliki kelebihan yaitu ramah lingkungan, tidak korosif, dapat digunakan kembali, tidak perlu dilakukan treatment pada limbah, mudah dipisahkan setelah reaksi, katalis heterogenous asam dapat digunakan untuk esterifikasi dan transesterifikasi, katalis heterogenous asam tidak sensitif terhadap keberadaan asam lemak bebas dan air serta biaya lebih murah jika dibandingkan dengan katalis homogenous. Menurut Suyin et al. (2012), Amberlyst-15 memberikan konversi asam lemak bebas tertinggi yaitu sekitar 60,2% dalam reaksi esterifikasi asam lemak bebas pada minyak goreng bekas jika dibandingkan dengan katalis heterogenous asam lain yaitu Amberlyst-16 dan Dowex HCR-W2 yang hanya memberikan konversi asam lemak bebas 49%. Oleh karena itu, peneliti ingin menggunakan katalis heterogenous asam Amberlyst-15 untuk sintesis mono dan diasilgliserol dari Refined Bleached Deodorized stearin sawit melalui reaksi gliserolisis dalam Batch Stirrer Tank Reactor dengan katalis pembanding yaitu katalis homogenous basa NaOH. Lalu, dilanjutkan dengan mencari kondisi reaksi terbaik meliputi waktu reaksi, konsentrasi katalis dan penambahan water adsorben serta untuk mendapatkan produk yang murni maka mencari suhu fraksinasi terbaik. 1.2 Rumusan Permasalahan Berdasarkan latar belakang, dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut: 3
1. Bagaimana konsentrasi mono dan diasilgliserol yang dihasilkan dengan katalis kimia yaitu katalis heterogenous asam Amberlyst-15 dan katalis homogenous basa NaOH dalam reaksi gliserolisis stearin sawit dengan gliserol dalam BSTR ( Batch Stirrer Tank Reactor). 2. Bagaimana kondisi terbaik untuk memperoleh konsentrasi mono dan diasilgliserol tertinggi dengan katalis terbaik dalam BSTR ( Batch Stirrer Tank Reactor) dilihat dari waktu reaksi, konsentrasi katalis dan penambahan water adsorben? 3. Bagaimana suhu fraksinasi terbaik untuk memperoleh produk mono dan diasilgliserol yang murni? 4. Bagaimana karakteristik dan sifat emulsifikasi dari produk mono dan diasilgliserol yang dihasilkan? 1.3 Tujuan Penelitian Tujuan utama penelitian ini yaitu memperoleh konsentrasi monoasilgliserol dan diasilgliserol yang tinggi dari reaksi gliserolisis dengan bahan baku stearin sawit dan gliserol dalam BSTR (Batch Stirrer Tank Reactor). Penelitian ini bertujuan untuk: 1. Memperoleh katalis terbaik yang dapat menghasilkan konsentrasi mono dan diasilgliserol tinggi dalam reaksi gliserolisis dengan menggunakan katalis homogenous basa NaOH dan katalis heterogenous asam Amberlyst-15. 2. Memperoleh kondisi terbaik untuk sintesis dari stearin sawit dan gliserol dengan jenis katalis terbaik dalam BSTR ( Batch Stirrer Tank Reactor) 4
dilihat dari waktu reaksi, konsentrasi katalis dan penambahan water adsorben agar dihasilkan konsentrasi mono dan diasilgliserol yang tinggi. 3. Memperoleh suhu fraksinasi terbaik untuk mendapatkan produk monoasilgliserol dan diasilgliserol yang murni. 4. Memperoleh karakter dan sifat emulsifikasi produk monoasilgliserol dan diasilgliserol yang dihasilkan. 1.4 Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat bagi ilmu pengetahuan terutama kemajuan ilmu dan teknologi pangan dan bagi masyarakat pada umumnya dalam memberikan informasi mengenai sintesis monoasilgliserol dan diasilgliserol dari Refined Bleached Deodorized stearin sawit dan gliserol secara kimiawi dalam Batch Stirrer Tanc Reactor. Selain itu informasi mengenai jenis katalis terbaik, kondisi sintesis terbaik, suhu fraksinasi terbaik serta karakter dan sifat emulsifikasi monoasilgliserol dan diasilgliserol dapat dijadikan dasar untuk merancang proses apabila akan diaplikasikan lebih lanjut. Produk monoasilgliserol dan diasilgliserol yang dihasilkan dapat dimanfaatkan sebagai penstabil emulsi pada produk pangan, sedangkan proses yang dilakukan dalam Batch Stirrer Tank Reactor dapat dijadikan dasar aplikasi dalam industri pangan. 5