Netralisasi pada pengolahan limbah cair Sebagian 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 – 6,5 – 8,5, 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 acid Basa :
-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. e.
C6 H12O6 2C2H5OH + 2CO2 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 netralisasi Ditulis 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+ OHReaksi 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 + H 2O
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 + H 2O
Dimana Na merupakan Y dan Cl merupakan X, pada reaksi tersebut akan dihasilkan garam yaitu NaCl. Berbagai reaksi netralisasi seperti berikut :
HCl + NaOH → NaCl + H 2O
2 HCl + Mg → MgCl2 + H2 H2SO4 + NaOH → Na2SO4 + H 2O
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
Ferric chloride
FeCl3
Ferric sulphate
Fe2(SO4)3
56 sebagai CaO 162,1 400
Berbagai reaksi yang terjadi pada penambahan koagulan kedalam air atau air limbah seperti reaksi-reaksi berikut
ALUMINIUM SULPHATE
Al2(SO4)3
+
3 Ca(HCO 3)2 →
Aluminum
+
Calcium
Aluminum
Bicarbonate
Hydroxide
Sulfate
2 Al(OH)3
+
3CaSO4 +
+
6 CO2
Calcium + Sulfate
Dioxide
(ada dalam air yang diolah)
FERRIC SULFATE Fe2(SO4)3
+
3 Ca(HCO 3)2 →
2 Fe(OH)3
+
3CaSO4
+
Carbon
6 CO2
Ferric
+ Calcium
Sulfate
Ferric
Bicarbonate
+
Calcium
Hydroxide
+
Sulfate
Carbon Dioxide
FERRIC CHLORIDE 2 Fe Cl3
+
3 Ca(HCO3)2 →
Ferric
+
Calcium
Ferric
Bicarbonate
Hydroxide
Chloride
2 Fe(OH)3
+
3CaCl2 + +
6CO2
Calcium
+
Chloride
Carbon Dioxide
FERROUS SULFATE FeS04
+
Ferrous
+
Ca(HCO3)2 → Calcium
Sulfate
Fe(OH)2
+
CaS04
Ferrous
Bicarbonate
+
+
2CO2
Calcium
Hydroxide
+
Carbon
Sulfate
Dioxide
SODIUM ALUMINATE 2 Na2 Al2O4 + Sodium
Ca(HCO3)2 → +
Aluminate
Na2 Al2O4
+
Sodium
+
Aluminate
Na2 Al2O4
+
8 Al(OH)3
+
Calcium
Aluminum
Carbonate
Hydroxide
CO2 →
2 Al(OH)3
+
Aluminum
Dioxide
Hydroxide
→
MgAl2O4
+
+
Sodium Carbonate
NaCO3
Carbon
MgCO3
3 Na2CO3
+
+
Sodium Carbonate
Na2CO3
6 H20 +
Water
Sodium
+
Aluminate
Magnesium
Magnesium
Carbonate
Aluminate
+
Sodium 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-ft 2) 500 - 800
Waktu tinggal (jam) 2 – 8
Besi
700 - 1000
2 – 8
Kapur-Soda
700 - 1500
4 – 8
Aluminium
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 Flokulan Mineral
Jenis flokulan 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 koagulan 2. 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) literatur)
(lihat
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 H 3PO4 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 (Na 2CO3)
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 CO 2 yang dibebaskan dari karbonat akan menimbulkan busa dalam minyak. Namun, kelemahan ini dapat diatasi karena gas CO 2 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.
