VolumeX, Nomor1, Juni2010
PEMBUATANMINYAK KELAPA DARI SANTAN DENGANCARA ELEKTROKIMIA Titik lVlahargiani,I IGtut Subawa JurusanTeknik Kimia, FakultasTeknologiIndustri "Veteran", Un iversitas Pembangunan Nasional Jln. SWK 104 Condongcatur,Yogyakarta,Indonesia,55283 Abtract Coconut palm ts a very usefulplant. Almost everyparts of the tree cqn be used by people. The most important part is itsfruit. From coconutfruit we cqn get ils oil as oil-wqter emulsion with protein emulsionfier.Coconut oil is the most vqlue part of coconutfruit. Oil content of coconutfruit is 34,7 %. In order to extracl its oil fom the Jiuit, we ctn use electrcchemicalway. First thefruit make into coconut milk and then coconul milk put into electroche:mical tool. Electrochemical is q process in which colloid particles are moved under inJluence of electric current. When a pair of electrodes are given electric current, the protein which has fitnction as q emulsi /ier will be destroyed and it causesthe separaction oil from water. Good relurively. condition is reached in : eleclrochemical time 60 minutes, electric current 4 ampere, cathode width 40 cm" o%equivalent to 0,01103 mgrek / grant oil and the coconut oil result is 38.5 ml, the presentage oil result I I free futty acid oil.
Keyu,ord: CoconutpoIn oil, electrocltemical, Pendahuluan. bagianpalingberharga M inyakkelapamerupakatt minyakpada daging Kandungan kelapa. dari buah bualr kelapatua adalahsebanyak34,7yo.Minyak kelapadigunakansebagaibahanbaku industri,atau sebagaiminyak goreng. M inyak kelapa dapat dari dagingkelapasegar,ataudiektrakdari diekstrak (kopra).Santan dagingkelapayangtelahdikeringkan kelapamerupakan cairanhasil ekstraki dari kelapa parut dengan nrenggunakanair. Bila santan didiamkan, secam pelan-pelan akan terjadi pemisahan bagianyangkayadenganminyakdengan bagianyang miskindenganminyak. Bagianyang kaya dengan rninyak disebut sebagaikrim, dan bagianyang rniskindenganminyakdisebutdengan skim. Krirn lebih ringandibandingskirq karenaitu krim beradapadabagianatas,danskim padabagian id) ristek.go. bawah.(rvrvrv. Terdapat bermacam-nracatn cara dalam maupundalam pemisahanminyak,baik perorangart pada adalah dasamya namun industri, skala i perombakan protein sebagai zat pengemuls (emulgator)dari sistem koloid minyak-air.Cara adalahcara kering pemisahantenebut diantaranya dengankeduacaradiatas dan carabasah.Pemisahan memerlukanbiaya )'ang tidak murah, sehingga caralainyaitudengancaraelektrokimia. diupayakan Pemisahanminyak dengansel elektrokimiayaitu aruslistrikke dalamkoloidsantan. mengalirkan Keuntungandari pemisahantninyakdengansel elektrokimiayaitu kualitas rninyak kelapa yang 'dihasilkan relatif baik karena tidak mensalanti
pemanasan sehinggaminyaktidak mudahteroksidasi menjaditengik (kadar asam lemak bebas rendah). Sedangkankerugiannyaadalah harga anoda dan katodayangdigunakannrahalsertaanodadan katoda kali. beberapa cepatrusakapabiladigunakan Pemisahan minyak kelapa dalarn santan prinsippemecahan sistemkoloid dengan merupakan fase terdispersi cair dan fasependbpenicair,yang biasadisebutemulsi. Seperti halnya larutan yang tersusundari zat pelarutdanterlarut,nrakasistemkoloidjuga tersusun dari dua komponen,yaitu faseterdispersi,yaitu zat yaitu nt yang tersebarrrrcrata, sertafasependispersi, I koloid itu tenebar. mediumtempatpartikel-partike Emulsi adalah sistem koloid yang partikel terdispersidan mediumpendispesinyasaru-sarna ernulsitnerupakan cair.Ditinjaudari segikepolaran, campumncairanpolardan cairannonpolar,misalnya zatemulsiperlu air dan minyak,Untuk menstabilkan ditambahkanat pengemulsi(emulgator),yaitu kombinasigugus senyawaorganikyang mengandung polar dan nonpolarsehinggaia mampurnengikatzat polar(air) danat nonpolar(minyak).Zat pengemulsi ini dapat berupadeterjen,protein, elektrolitatau serbuk(padat). minyakkelapaterbagi Secara umumpembuatan menjadi2 macan\ya itu : LCarakering Cara kering dilakukandengan mengeringkan dagingkelapad[jadikankopra,kemudiandipres dan diambil minyaknya.Cara ini mempunyai
49
EKSERGI
kelemahanyaitu banyak minyak yang hilang minyak' danpembersihan selamapengeringan 2. Carabasah Jenis-jeniscara basahdiantaranya: cara basah tradisional (cara krengseng), cara basah fermentasi, cara basah lava process (cara pengasannn), dancarabasah. a.CaraBasahTradisional(carakengseng) Cara basah tradisional ini sangat sederhana dilakukan dapat dengan menggunakan peralatan yang biasa terdapatpadadapurkeluarga. Padacara ini, mulamula dilakukan ekstraksisantandari kelapaparut. Kemudiansantandipanaskanuntuk nrnguapkanair dan menggumpalkanbagian bukan minyak yang disebut blondo. Blondoini dipisahkandariminyak. sisa Terakhir,blondo diperasuntuk nrcngeluarkan minyak b. CaraBasahFermentasi Cara basah fernrentasiagak berbedadari cara basah tradisional. Pada cara basah fermentasi, santan didiamkan untuk memisahkanskim dari krinr" Selanjutnya krim difermentasi untuk memudahkan penggumpalan bagian bukan minYak (terutamaprotein) dari minyak pada waktu pemanasan. Mikoba yang berkembang selarna fermentasi, terutama mkroba penghasil asanl Asam yang dihasilkan nnnyebabkan protein santan mengalami penggumpalan dan mudahdipisahkanpada pernanasan, Setelahfermentasi,krim saat pengolahan cara basah diolah seperti tradisional. c . CaraBasahlava Process(carapengasaman) Carabasahlava processagakmirip dengan carabasahfermentasi.Padacaraini, santan diberi perlakuan sentrifugasiagar terjadi pemisahanskim dari krim. Selanjutnya asam krim diasamkandenganmenambahkan asetat,sitrat,atauHCI sampaipH 4. Setelah itu santan dipanaskandan diperlakukan seperticarabasahtradisionalataucarabasah fermentasi. d . CaraElektrokimia. Elektrokimia adal;ah pergerakan partkel koloid dibawah pengaruhmedan listrik. Partikel-partikelkoloid dapat bermuatan listrik sebagaiakibat dari penyerapanion pada permukaanpartikel koloid tersebut. Jika sepasangelectrodedicelupkankedalam sudu systemkoloid,lalu dialiriarus listrik, maka protein yang berfungsi sebagai emulgator akan mengalami kerusakan sehinggaminyak dapat terpisah dengan aimva.
50
(1.AnshorydanH. Achmad,2000) Protein. Proteindalamsantankelapatersusunatasasamsenyawa asamamino.Asam aminoadalahsembarang oryanikyangmemiliki gugusfun{nionalkarboksil(COOH)dan amina(biasanya-NHz).Guguskarbolsil sifat asamdangugusaminamemberikan memberikan sifat basa.Oleh adanyakeduagugustersebut,asam amino dalam larutan dapat membentukion yang bermuatanpositif dan juga bermuatannegatif atau disebutjuga ion amfoter(zv.!Uernu-.).Strukturasam amino secara umum adalah satu atom C yang mengikatempatgugus: gugus amina (NH2),gugus kartoksil (COOII, atom bklrsfft (H), dan sdu gugus sisa (R, dari residue) atau disebutjuga gugt"ts atau rantai sanping yang nrcnbedakansatu asam aminodenganasamaminolainnya.( Woodroofi,1970 ) IGlapa. Bahan dasardari minyak kelapaadalahsantian yangdiambil dari buahkelapayangsudahtua.Pohon kelapa merupakantumbuhan serba guna karena hampir semua bagiannya dapat dinranfaatkan terutamadagingbuahnya.Dalamdagingbuah kelapa terdapatminyak dalam bentuk emulsi minyak-air, emulgator. denganproteinsebagai (Cocus nucifera,Z) adalahtumbuhan Kelapa palemyang nrempunyainilai golongan monokotil banyak dibududayakandi tinggi dan ekonomis Asia. Sebagian besarhasil di terutama tropis daerah kelapa terutama dihasilkan di kepulauanAsia ia. lndones Tenggaratermasuk Komposisidari daging buah kelapadan air : buahkelapaadalahsebagaiberikut Tabel l.l. KomposisiDagingdan Air Buah Buah Daging Buah Air Kandungan Kelapa Kelapa v,t+"/o 4) "/o rrotern 1,5 o/o 46,1% Lemak 4,6% t3% Karbohidrat 91.5% 36,3Yo Air 0.5% Fosfor Pryono,976 Tabel 1.2.Syarat Mutu Minyak Kel Satuan N KriteriaUji o I Keao&n l.l bau 1.2 rasa 7 b/b Air 3 . Asam lemak bebas b/b (dihitung sebagaiasam laurat) tambahan 4 , Bahan makanan
Persyaratan
normal normal maks.0,3 maks.0,3
sesuai SNll. 0222-M dan Peraturan
VolumeX, Nomor1,Juni2010
Menteri Kes.No. 722/Men. 5 . Cemaranlogaln mgkc Kes./Per/lX/8 5 . 1B e s i ( F e ) melke maks.1,5 5.2Timbal(Pb) mg/kg m a k s . 0 , l 5.3 Tembaga(Cu) mgkc maks,0,1 5.4Seng(Zn) mg/Kg maks.40,0 5.5 Raksa(I{g) mgkg maks.0,05 5.6Timah(Sn) maks. 40,0 / blb 250,0' 5. Arsen(As) maks.0,l SumberTabelSII.0003-90, DEPARTEMEN PEITINDUSTRIAN III
Elektrolisis Elektrolisis adalah peristiwa terjadinya perubahankinia karena mengalimyaarus listrik melalui larutan elektrolit.Arrhenius menemukan bahwa zat elektrolitdalamair akan terurai menjadi partikel-partikel berupaatom ataugugusatomyang bermuatanlistrik. Karenasecaratotal larutantidak bennuatan,maka jumlah muatan positif dalam larutan harus samadengan muatannegatif.Reaksi yang terjadipada saat elektrolisis di katodaberupa reduksi, sedangkan di anodaberupaoksidasi. Faktor-faktor yang mcmpengaruhi penrisahan sanhn menjadiminyakkelapadenganselelektrokimia: l.Waktu elektrokimia Semakinlama rvaktuyang digunakanrnaka akan didapat hasil minyak yang maksimal, setelahmencapai kondisioptimummakaminyak yangdihasilkan akantetap.Karenasemakinlama waktu yang digunakanberarti rvaktu kontak antara kim dengan arus listrik makin lana sehinggaperusakanprotein berjalansempurna. Setelah kondisi optimum minyak yang dihasilkan tetapdisebabkan semuaproteintelah rusak.(w.lvu4!ed!uyj&-arg) 2.Kuatarus Sernakin besarkuatarusyang dipakairrnka akansemakinbanyakminyakyang dihasilkan, setelah mencapai kondisi optimum maka mirryakyang dihasilkanakan tetap. Hal ini karenasemakinbesarkuat arus menyebabkan arus yang mengalirdi anodadan katodajuga semakinbesar,sehingga kemampuan anodadan katodauntuk merusakproteinsemakinbesar. Rusaknyaproteinitu ditandaidengankekeruhan meningkat dan te{adinya penggumpalan. Selanjutnyasesudahkondisi optimum maka minyak yang dihasilkanakan tetap karena semuaproteinteiah rusak.(Rr.Wirastutidkk.. 2406)
3.Luaspermukaan katoda Semakinluas permukaan katodamakaakan semakinbanyak elektronyang menempeldi katoda sehingga kemampuan katoda untuk merusakprotein sernakinbesar. Jadi semakin luas permukaankatoda, maka minyak yang dihasilkanakan semakin banyak. Rapat arus sangattergantungpada luas permukaankontak katoda.Besamyaarus persatuanhras disebut rapatarus.(www.mediarviki.org) 4.Jeniselektroda Jenis elektroda dapat mempengaruhi banyaknya minyak yang dihasilkan. Agar didapat hasil minyak yang maksirnal maka dipilih jenis katoda yang mempunyai Eo (potensialelektrodastandar)yang lebih besar, sedangkan anodadipilih yang mempunyaiEo lebih kecil. Sehinggareaksi spontan dapat terjadi(E" sel bemilaipositif).(Michaelpurba. 2003) 5.Jarak elektroda Semakindekatjarak elektrodamakaminyak yang dihasilkanakan semakinbanyak.Hal ini disebabkankarenaadanyarnedanmagnetyang kuat diantaraelektrodasdringgasemakinbanyak protein yang menggumpal di elelCroda. (A.Taranggono dk1c., 2002) Metodologi A.Bahan. BahanBaku. Buahkelapayangsudahtua Air BahanPembantu: Alkohol95% Indikatorfenolptalein (pp) N a O H0 , I N B. Alat. Beruparangkaiansel elektroki mia seperti terlihat padagambarl.
Gambarl. RangkaianEektrokimia Keterangan gambar: l. Celasbeker 4. Katoda(Cu) 2. Pengaturarus listrik 5. Krim darisantan
5l
EKSERGI
3. Anoda(Zn)
fi
F,
ft rT 1,
C. Prosedur. l. Memisahkandagingbuatrkelapadari tempurung' kemudiannpncuci dagingbuah kelapadenganair sampaibersih. 2. Minnrut daging buah kelapa sehingga menjadi kelapaparut. 3. Mencampur500gramkelapaparutdenganair 500 ml" setelahitu nBmerasnyauntuk mengeluarkan santannyakemudian memisahkansantan dan dengancaranrcnYaring. ampasnya 4. MendiamkansantanselarnaI jam sehinggakim daP* terPisah. dan santannYa 350 yang telahterpisahsebanyak kim 5. Mengambil ml. Memasukkan krim ke dalam gelas beker 6. anoda(Zn) dan katoda(Cu) kemudianmemasang arussearah. denganmenggunakan 7. Mengalirkanarus listrik sebesar4 amperedengan katoda (Cu) 40 cm2' Setelah5 luas-permukaan menit maka arus listrik dimatikan. Kemudian didiamkanselama24 iam Setelah24 iam minyak dipisahkandengan alat centrifuge.Dan didapat 3 lapisan yaitu lapisanatasberupaminyakkelapa, lapisan tengatrberupa protein yarg rusak dan lapisan bawah berupa air. Minyak yang telah percobaan terpisahdiukurvolunrenya.Mengulangi 30 menit, menit, 15 denganwaktu elektrokimia menit. 75 45 nBnit,60 menitdan diulangidengan kuat arus0,5 ampere, 8. Percobaan waktu elektrokimia 60 rnenit , dan luas permukaankatoda (Cu) 40 cm2, kemudianarus iistrik dimatikan dan kim santan didiamkan selama24 jam.Setelah24 jam minyakdipisahkan dengan alat centrifuge. Minyak yang telah terpisah diukur volumenya. Mengulangi percobaandengankuat arus I ampere,2 ampere, dan 5 amPere. 3 ampere,4 amPere, katoda 9. Percobaandiulangidenganluaspermukaan (Cu) 4 cm2, kuat arus 4 ampere dan waktu elektrokimia 60 rnenit, kemudian arus listdk dimatikandan krim santandidiamkanselama24 jam Setelah24 iam minyak dipisahkandengan yang telahterpisahdiukur alatcentrifuge.Minyak volumenya.Mengulangipercobaandenganluas permutaankatoda8 cm', 16 cnf ,24 cnf ,32 cnf , 40 cm'. AnalisisAsamI*mak Bebas l.Untuk analisis hasil digunakan cuplikan minyakkelapadengancara mencampurcuplikan tersebut dengan alkohol netral yang telah mengandungindikatorfenolptalein(pp) didalam erlenmeyer. A lkohol netral d ibuat dengan meneteskanlarutan NaOH 0,1 N ke dalam
52
alkoholyang sudahdiberi indikatorfenolptalein (pp)sampaiberubahwama. 2. Memanaskan campuran selama 30 menit, kannYa. kemudianmendingin 3, Menitrasi tarutan denganNaOH 0,1 N sampai terbentukwamamerahmudayangtidakhilang. AnalisisHasil Perhitungan %hasilminyakkelaPa= (ml) volumehasilminYakkelaPa
ffix100%
oh Dengancarayang samadapat dicari minyakhasil e lektrokimia,kuatarus,dan luas padaberbagaiwaktu permukaan katoda.
Ekuivalenasamlemakbebas= ( V m l x N m g r e km/ l ) m H beratcuplikanminyakkelapa( gam ) Hasildan pembahasan A.Pengaruh Waktu Eektrokimia terhadap % Hasil Mnyak KelaPa dilakukanPada: Percobaan = 500 ml Volumeair = 500 gram Beratkelapa : 350ml santan Volunrel
f
l5 30 45 60 75
VolumeX,Nomor 1,Juni2010
y=4661y:+03?5w.0.255
sehingga kemampuananoda dan katoda untuk sesudah merusakproteinsemakinbesar.Selanjutnya kondisi optimum maka minyak yang dihasilkan cenderungkonstankarenasemuaproteintelahrusak. Hubunganantarahasil minyak kelapadengankuat y = -0,696 arus dapatdinydakandenganpersamaan rata-rata: 4,510 f + 5,648i 0,1,dengankesalahan %. Kuat Arusterhadap% Hasil Tabel3.2.Pengaruh Minyak
Hasil
% No.
Kuat Arus H a s i l M i n y a k M i n y a k (ampere) Kelapa(ml) Kelapa (%)
s { $ wrhqal.ltrcl&ri.(mnitl
Gambar 3.1. Hubungan Wal
Pengaruh Kuat Arus terhadap %o llasil Minyak lGlapa pada: dilakukan Percobaan :500 ml Volumeair : 500gram Beratkelapa = 350ml Volumekim san{an = ljam Waktupengendapan = 24 jam Waktuperneraman : I jaT Waktuelektrokirnia :40 cm' has pernukaankatoda
Dari Tabel 3.2 dan Cnnrbar3.2 terlihatbahwa semakinbesarkuat arusmaka% hasil minyakkelapa yang didapatkansemakinbanyak.Setelahmencapai Yohasil minyak kuat arus4 amperenrakadidapatV,an kelapa cenderung konstan. Hal ini d isebabkan semakinbesar kuat arus nrcnyebabkanarus yang nrengalirdi anodadan katodajuga semakinbesar,
I
0,5
9,8
2,8
2
I
15,5
4,429
3
2
29,7
8,486
4
3
38,3
10,943
)
4
38,5
ll
6
)
38
10,857
II
y = {.69611+ 5.648i-o.l
a a I a a 3
I
It
2
3 tr.tms
1
(mp8rul
Gambar3.2.HubunganKuat Arus terhadap7o HasilMinyaklGlapa C.Pengaruh Luas Permukaan terhadap% Hasil Mnyak Kelapa Percobaan dilakukanpada: : 500ml Volumeair = 500gram Beratkelapa Volumekrim santan = 350ml = I jam Waktupengendapan Waktupemeraman :24 jam Waktuelektrokimia = 1 iam : 4 ampere Kuat arus
Katoda
53
EKSERGI
Tabel3.3 PengaruhLuas PermukaanKatoda IG terhadan 7o Hasil M o/o
No.
Luas Permukaan Katoda (cm2)
Hasil Mnyak IGlapa (ml)
Hasil Mnyak IGIapa (o/o')
I
4
I1,6
3,314
2
8
15,3
4,37|
3
l6
23,9
6,829
4 {
24
30,8
8,8
32
35,4
l0,ll4
6
40
38,5
ll
Daftar Notasi i : kuatarus( AmPere) . katoda( cnf) k = luaspermukaan w : waktuelektrokimia( menit) y =% hasil minyakkelapa( % )
3 t A a i t t I a a t l
/ K
fr h.
\i
Katoda LuasPermukaan Hubungan Gambar3.3. Terhadap% HasilMinyatrKelaPa Dari Tabel 3.3 dan C-ambar3.3 terlihat bahwa senrakinbesar luas permukaankatoda rrvl,a %ohasil minyak kelapa yang didapatkan sernakin banyak. Hal ini disebabkankarena semakin luas permukaan katoda miaka kemampuan katoda unhrk merusak protein sennkin besar sehinggaminyak kelapa yang didapatkanjuga senrakin banyak Hubungan antara hasil minyak kelapa tertradap luas permukaankatodadinyatakandenganpesamaan y = -0,0037 t + 0,379 k + 1,735,dengan rata-rata|,575 Yo. kesalahan
54
IGsimpulan. l,semakin lama waktu elektrokimiamakaakan didapat hasil minyak yang maksinral, setelah mencapai kondisi optimum maka minyak yang dihasilkanakancenderungkonstan. 2.Semakinbesar kuat arus yang dipakai malo akan semakin banyak minyak yang dihasilkan, setelah mencapaikondisi optimum nriakaminyak konstan. akancenderung yangdihasilkan permukaan katoda nnka akan 3.Semakinluas yang dirusak. protein dapat semakinbanyak pada waktu dicapai yang baik relatif 4.Kondisi dan luas 4 ampere arus kuat menit, 60 elektrokimia permukaankatoda 40 cm2 dengan minyak kelapa o/o. sebaryak38,5ml dan % hasil minyakkelapa| | 5.Berdasarkanstandar mutu minyak kelapa, nraka minyak kelapa dari proses elektrokimia ini dapat diterinrrakarenanilai ekuivalenasam lemak bebas kurang dari 0,3 mgrek/gramminyak yaitu 0,01103mgrek/gramminYak.
DaftarPustaka. "Kimia Anshory, I., dan Achrnad,H., 2000, SMU untukKelas2", PenerbitErlangga,Jakarta. "Standar Industri DepartemenPerindustrian, Indonesia Komoditi Pangan dan Perkebunan"' menPerindustrianRepublik Indonesia. Departe "PengaruhPemanasanpada Pryono, W., 1976, M inyakKelapa",UniversitasIndonesia, Jakarta. "Kimia 2000untuk SMU Kelas Purba,M.,2003, 3", jilid 3.A,PenerbitErlangga,Jakarta' "Sains Fisika 24", Taranggono,A., dkh 2002, Bumi Aksara,Jakarta. "Laporan Praktikum Wirastuti, Rr., dkk, 2006, (EGDP)Pengaruh EvaluasiGizi dalamPengolahan PengolahanterhadapKecernaanatau Digestibilitas Protein", Jurusan Teknologi Pangan dan Hasil Fakultas Teknologi Pertanian, Pertanian UGM UGr4, Yogyakarta. "Coconut : Production, Woodroo{,J. G., 1970, Producb",The Avi PublishingCo', West Processing Port.Conecticut.
