kegunaan as sitrat dlm industri

8/19/2019 Kegunaan as Sitrat Dlm Industri

1/14

I-1

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

I.1.1 Sejarah asam sitr atAwalnya, asam sitrat diperoleh dalam bentuk kristal

melalui proses isolasi dari juice lemon oleh Scheele pada tahun

1784. Lalu pada tahun 1880 Grimoux dan Adam mensintesisasam sitrat dari glycerol. Dan pada tahun 1893 Wehmermengindikasikan bahwa asam sitrat dapat diperoleh melalui

proses fermentasi larutan gula oleh beberapa jenis fungi. Hinggakini proses produksi komersial asam sitrat diperoleh melalui

proses fermentasi (Kirk Othmer, 1978).

Asam sitrat terdapat pada berbagai jenis buah dansayuran, namun ditemukan pada konsentrasi tinggi, yang dapat

mencapai 8 % bobot kering, pada jeruk lemon dan limau(misalnya jeruk nipis dan jeruk purut). Rumus kimia asam sitrat

adalah C6H8O7. Asam sitrat merupakan asam organik lemah yangditemukan pada daun dan buah tumbuhan genus Citrus (jeruk –

jerukan). Senyawa ini merupakan bahan pengawet yang baik dan

alami, selain digunakan sebagai penambah rasa masam pada

makanan dan minuman ringan. Dalam biokimia, asam sitratdikenal sebagai senyawa antara dalam siklus asam sitrat, yang

penting dalam metabolisme makhluk hidup, sehingga ditemukan pada hampir semua makhluk hidup. Zat ini juga dapat digunakan

sebagai zat pembersih yang ramah lingkungan sebagaiantioksidan.

I.1.2 Alasan pendir ian pabr ikKegunaan asam sitrat yang begitu luas di segala bidang

mengakibatkan tingkat kebutuhan semakin tinggi. Di Indonesiasendiri diperoleh data dari BPS (Badan Pusat Statistika)

kebutuhan asam sitrat pada tahun 2008 mencapai angka21.644.619 kg/tahun dimana angka tersebut didapat dari hasil

murni produksi indonesia sebesar 9.191.000 kg/tahun, asam sitrat


2/14

I-2

Bab I Pendahuluan

Pabrik AsamSitrat dari Kulit Pisan denganProses Submerged Fermentation Menggunakan

Aspergillus Niger

ProgramStudiDIII Teknik Kimia FTI ITS

yang diimport 14.055.573 kg/tahun dan asam sitrat export

1.601.954 kg/tahun. Pada tahun 2010 kebutuhan asam sitrat di

Indonesia mencapai 32.375.790 kg/tahun dengan hasil murni produksi Indonesia 9.191.000 kg/tahun, asam sitrat yang diimport28.526.458 kg/tahun dan asam sitrat export 5.341.668 kg/tahun.

Dari perbandingan hasil kebutuhan asam sitrat Indonesia yang

diperoleh pada tahun 2008 hingga 2010 terlihat mengalami peningkatan pada tahun 2010 hingga 32.375.790 kg/tahun.

Hal tersebut merupakan suatu kesempatan bisnis yang

cukup prospektif untuk meraup keuntungan dari produksi asamsitrat. Terlihat bahwa aspek pemasaran asam sitrat ini sangat

menguntungkan melihat banyaknya kebutuhan yang dikonsumsi

tiap tahun. Selain jumlah kebutuhan, harga asam sitrat yang dieksport lebih mahal dari asam sitrat yang dijual dalam negeri,karena alasan tersebut pendirian pabrik ini ditujukan untuk exportoriented. Namun bahan baku untuk pembuatan asam sitrat yang

cukup terbatas merupakan kendala untuk proses produksi. Dari berbagai macam bahan baku yang dapat digunakan dalam proses

produksi asam sitrat, maka digunakan kulit buah pisang (musa

paradisiacal) sebagai bahan baku proses produksi asam sitrat.Pemilihan ini didasarkan bahwa ketersediaan kulit buah pisangyang melimpah ruah dan belum dimanfaatkan secara optimal.

Selain itu, dibandingkan bahan baku lain yang dapat

digunakan sebagai asam sitrat, kulit buah pisang memiliki nilaiekonomis yang lebih baik mengingat selama ini kulit pisang

hanya menjadi sebuah bahan yang tidak digunakan dan hanyamenimbulkan lebih banyak timbunan sampah. Maka dari itu

dengan adanya pabrik ini akan meningkatkan nilai dari sebuahkulit pisang serta dapat memanfaatkan sesuatu yang selama ini

dianggap suatu bahan yang tidak berguna.

I.1.3 Kapasitas dan lokasi pabrikBahan baku pabrik asam sitrat ini berupa kulit pisang

yang berasal dari hasil perkebunan lokal Indonesia. Ketersediaan bahan baku yang berupa kulit pisang ini dapat diambil dari


3/14

I-3

Bab I Pendahuluan


Pabrik AsamSitrat dari Kulit Pisan dengan ProsesSubmerged Fermentation Menggunakan Aspergillus

Niger

perkebunan yang berada di Jawa Timur. Dari data yang diperolehdari BPS (Badan Pusat Statistika) produksi buah pisang pada

provinsi Jawa Timur mencapai angka 921.964.000 kg/tahun danmerupakan penghasil pisang terbanyak II setelah Jawa Barat.

Untuk lokasi pabrik asam sitrat ini kami menentukan lokasi di

daerah malang yang merupakan penghasil buah pisang terbanyakdi Jawa Timur dengan produksi tiap tahun 197.709.000 kg/tahun.Kami memilih lokasi tersebut untuk memudahkan pengumpulandari bahan baku pabrik asam sitrat yaitu kulit buah pisang.

Dengan estimasi bagian kulit pisang 10% dari berat buah pisang

maka didapat bahan baku yang telah tersedia sebanyak19.770.900 kg/tahun. Di Indonesia kebutuhan asam sitrat

dipenuhi dengan cara mengimport dari negara-negara lain, berikutdata import asam sitrat di Indonesia :

Tabel 1.1 Data Import Asam Sitrat di Indonesia

Tahun Jumlah Import Asam Sitr at (kg)

2007 15.442.309

2008 14.055.573

2009 24.105.039

2010 28.526.458

Data BPS ( Badan Pusat Statistik : Import )

Sedangkan eksport yang dilakukan Indonesia untuk komoditi

asam sitrat ini adalah :

Tabel 1.2 Data Eksport Asam Sitrat di Indonesia

Tahun Jumlah Ekspor t Asam Sitrat(kg)

2007 1.132.605

2008 1.601.954

2009 2.380.549

2010 5.341.668

Data BPS ( Badan Pusat Statistik : Eksport )

Untuk produk asam sitrat yang dihasilkan oleh Indonesia

sendiri adalah :


4/14

I-4

Bab I Pendahuluan


Aspergillus Niger


Tabel 1.3 Data Produksi Asam Sitrat di Indonesia

Tahun Jumlah Ekspor t Asam Sitr at

(kg)2007 15.442.310

2008 14.886.160

2009 16.865.320

2010 18.450.120

Data BPS ( Badan Pusat Statistik : Produksi )Dengan data diatas, bisa didapatkan kebutuhan asam

sitrat di Indonesia sebesar :

Tabel 1.4 Data Kebutuhan Asam Sitrat di IndonesiaTahun Jumlah Kebutuhan Asam Sitr at

(kg)

2007 29.752.014

2008 27.339.779

2009 38.589.810

2010 41.634.910

Data BPS ( Badan Pusat Statistik : Produksi )

Dari tabel data import, eksport, produksi, dan kebutuhanyang diperoleh dapat ditentukan perkiraan kebutuhan asam sitratdi Indonesia pada tahun 2014 menggunakan grafik dibawah ini :

Gambar 1.1 Grafik perkiraan konsumsi Asam Sitrat di Indonesia


5/14

I-5

Bab I Pendahuluan



Niger

Dalam grafik terlihat bahwa perkiraan konsumsi asamsitrat di Indonesia pada tahun 2014 berkisar pada angka

60.000.000 kg/tahun. Dari angka perkiraan konsumsi yangdidapat dan dengan pertimbangan ketersediaan bahan baku yang

ada maka kapasitas pabrik asam sitrat dari kulit pisang ini

ditentukan sebesar 5 % dari konsumsi Indonesia, yaitu 3.000.000kg/tahun.

I.2 Dasar TeoriAsam sitrat termasuk salah satu asam organik dengan

nama kimia 2-hydroxy-1,2,3-propanetricarboxylic acid memilikirumus bangun seperti berikut :

HOOC CH2 C(OH) CH2 COOH

COOH

(Richard J Lewis Sr, 1978)

Asam sitrat merupakan asam organik yang larut dalam air

dengan citarasa yang menyenangkan dan banyak digunakandalam industri pangan, kosmetik, farmasi dan lain – lain.

Kebutuhan dunia akan asam sitrat terus meningkat dari tahun ketahun dan produksi asam sitrat tiap tahun meningkat 2 – 3 %.

Berdasarkan kenyataan bahwa penggunaan asam sitrat yang luasdalam dunia industri, maka kebutuhan pemenuhan bagi asam

sitrat baik di dalam maupun luar negeri masih sangat besar.

Asam sitrat digunakan dalam industri untuk mengikat

(squester ) ion, menetralkan basa dan berperan sebagai buffer.Dalam kosmetika, asam sitrat digunakan sebagai buffer untuk

pengatur pH produk. Beberapa jenis sitrat, khususnya garamsodiumnya, dipakai luas dalam produk makanan, farmasi dan

detergen. Ester dari asam sitrat dipakai secara komersial sebagai

plasticizer dalam penyiapan komposisi polimer, coating danadhesive (Kirk Othmer, 1978).


6/14

I-6

Bab I Pendahuluan


Aspergillus Niger


Tabel 1.5 Spesifikasi produk asam sitrat

Variabel Nilai

Prosentase asam sitrat dengan basis anhidrat, min 99.5 %

Kadar air, maks 0.5%

Logam berat, maks 0.05%

Kadar abu, maks 0.001%

Arsenic, maks 0.0003%

(Kirk Othmer, 1978)

Dari berbagai macam bahan baku yang dapat digunakan

dalam proses produksi asam sitrat, maka digunakan kulit pisangsebagai bahan baku proses produksi asam sitrat. Pemilihan ini

didasarkan kerena kulit pisang mengandung nutrisi yang lengkapseperti gula, protein, lemak dan mineral yang sangat baik untuk

pertumbuhan mikroba.

Fermentasi sebagian besar merupakan teknologi yang

menggunakan mikroorganisme, baik secara seluler maupun

subseluler untuk produk makanan dan minuman seperti keju,

yoghurt, minuman alkohol, asam – asam organik, acar, sosis,kecap, dan lain – lain. Dengan mendirikan pabrik asam sitrat ini

diharapkan dapat meningkatkan pemanfaatan bahan yang ada dandiharapkan pula ketergantungan terhadap luar negeri berkurang.

I.3 Kegunaan Asam Sitr at dalam Industr iIndustri makanan dan farmasi menggunakan asam sitrat

dikarenakan alasan keamanan secara umum, dapat memberikan

rasa asam yang memuaskan, kelarutannya yang tinggi didalam airdan sebagai buffering dan chelating agent. Untuk industrikosmetik dan wewangian digunakan sebagai buffering agent.

Serta secara luas digunakan sebagai buffering dan chelating agent

di berbagai macam industri. Berikut ini adalah penggunaan asamsitrat dalam industri-industi tersebut.


7/14

I-7

Bab I Pendahuluan



Niger

I.3.1 Industri Makanan1. Minuman

Asam sitrat digunakan secara extensive dalamindustri minuman untuk memberikan rasa asam pada

minuman dan sebagai komplemen pada rasa berry

pada minuman. Pada minuman yang tidak berkarbonisasi asam sitrat dapat memberikan pHyang beragam pada minuman, selain itu asam sitrat

pada minuman jus buah merupakan komponen alami

yang tercampur secara baik dengan aroma dari

minuman tersebut. Untuk minuman berkarbonisasiasam sitrat digunakan sebagai adiculant atau penguatrasa.

2. Selai Asam sitrat digunakan sebagai pemberi rasa asam

pada selai serta digunakan untuk menyesuaikan pH.

3. Kembang GulaAsam sitrat digunakan untuk memberikan rasa asam

dan meminimalkan inversi sukrosa pada produk

kembang gula.4. Makanan Beku

Asam sitrat digunakan sebagai chelating agent dan

pengatur pH sehingga memungkinkan pengoptimalan

kestabilan dari makanan beku dengan meniadakanaktivitas antioksidan dan menon-aktifkan enzim.

I.3.2 Industr i Far masi, Kosmetik dan Pewangi

1.

Farmasi Asam sitrat digunakan sebagai bahan dasar tablet

effervescence, dimana asam sitrat bila bereaksidengan zat yang mengandung bikarbonat atau

karbonat dalam air akan membentuk gaskarbondioksida dan garam dari asam tersebut. Selain

itu asam sitrat digunakan sebagai buffering agent dan pemberi rasa asam pada obat-obatan.


8/14

I-8

Bab I Pendahuluan


Aspergillus Niger


2. Kosmetik dan Pewangi

Dalam industri ini asam sitrat digunakan sebagai

pengatur pH dan sebagai antioxidan pada metallic-ionchelator.

I.3.3 Industr i LainnyaUntuk industri-industri lainnya asam sitrat digunakan

untuk industri detergen, agrikultur, fotografi, tekstil, kertasdan lain sebagainya. Selain itu dalam industri asam sitrat

dapat digunakan sebagai pembersih metal dan pengabsorbsi sulfur dioxide dan dapat digunakan pula

dalam proses treatment pada limbah (Kirk Othmer, 1978).

Berikut ini komposisi penggunaan asam sitrat secara umum1. Industri makanan dan minuman : 75 %2. Farmasi : 10 %3. Industri lainnya : 15 %

(Shuler, 1983)

I.4. Sifat Fisik dan Kimia BahanI.4.1. Sifat Bahan Baku Utama

I.4.1 Bahan Baku Utama Kulit Buah Pisang

Gambar 1.2 Buah Pisang Gambar 1.3 Kulit BuahPisang

Komposisi kulit pisang sebagai bahan utama pembuatanasam sitrat adalah sebagai berikut :


9/14

I-9

Bab I Pendahuluan



Niger

Tabel I.6 Komposisi kulit pisang

Unsur Jumlah

Air (%) 68,90

Karbohidrat (%) 18,50

Lemak (% ) 2,11

Protein (%) 0,32

Fosfor (%) 0,117

Besi (%) 0,0316

Vitamin B (%) 0,00012

Vitamin C (%) 0,0175

(Munadjim, 1983)

I.4.2 Bahan Baku Pendukung

− Aspergillus nigerBanyak jenis mikroba yang dapat digunakan dalam

pembuatan asam sitrat, diantaranya A. niger, A. wentii, A.ciavatus, Penicillum luteum. Diantara semuanya, A. nigermerupakan galur yang paling produktif . A. niger termasuk salah

satu jenis kapang. Berbeda dengan bakteri dan khamir, kapangadalah multiseluler, terdiri dari banyak sel yang bergabung

menjadi satu. Melalui mikroskop dapat dilihat bahwa kapang

terdiri dari benang yang disebut hifa. Kumpulan dari hifa disebutmiselium. Kapang tumbuh dengan cara memperpanjang hifa padaujungnya. Kapang dapat berwarna hitam, putih atau lainnya.

Secara biokimia kapang bersifat aktif karena merupakan

organisme saprofit. Organisme ini dapat menguraikan bahan- bahan organik kompleks menjadi bahan yang lebih sederhana.

− Asam Sulfat ( H2SO4 )Asam sulfat digunakan untuk mengatur pH pada tangki

pencampuran dan sterilisasi serta mengubah endapan kalsiumsitrat menjadi asam sitrat pada tangki acidulator. Sifat–sifat fisikasam sulfat adalah :

− Bentuk : cairan


10/14

I-10

Bab I Pendahuluan


Aspergillus Niger


− Warna : tidak berwarna

− Bau : tidak berbau

−

pH pada (250

C) : 0,3− BM : 98 g/mol

− Densitas : 1,84 g/cm3

− Viskositas pada (20oC) : 26,9 cp

− Titik didih : 310oC

− Titik lebur : -15oC

− Kelarutan dalam air (20oC) : dapat larut

− Penguraian termal : 338oC

−

Tekanan uap (20oC) : 0,000001 Pa

- Lime Ca(OH)2 Bersifat lunak, berupa bubuk serbuk putih, larut dalam

air, gliserida dan asam, tidak larut dalam alkohol serta menyerap

CO2 dari udara. Kegunaan dari lime ini untuk menetralkan cairanasam sitrat menjadi kalsium sitrat agar dapat dipisahkan dari hasil

samping yang terbentuk. Sifat fisika dari lime adalah sebagai

berikut :o Bentuk : serbuk putiho

pH @ 25oC : 12,4o BM : 145 g/molo Spesifik gravity (H2O = 1) : 2,24o Kelarutan (H2O) : 0,07 –0,18/100o Titik lebur : 580oC

I.4.3 ProdukI.4.3.1 Produk Utama ( Asam Sitrat)

Sifat Fisik Asam Sitrat adalah sebagai berikut :Tabel I.7 Sifat Fisik Asam Sitrat

PARAMETER ANHYDROUS MONOHYDRATE

Rumusmolekul C6H8O7 C6H8O7.H2O


11/14

I-11

Bab I Pendahuluan



Niger

Berat molekul 192,12 210,14

Bentuk Kristal tak berwarna

Kristal tak

berwarnaSpecific

gravity 1,665 (20oC) 1,542 (20oC)

Melting point 153oC 100-120oC

Boiling point

Terdekomposisi pada

175oC

Terdekomposisi

pada 175oC

Proses pembentukan

Kristalisasi darilarutan panas

Kristalisasi darilarutan dingin

(>36,6oC) (


12/14

I-12

Bab I Pendahuluan


Aspergillus Niger


Sifat Kimia Asam Sitr atBeberapa sifat kimia asam sitrat adalah :

•

Pada pemanasan 175o

C, asam sitrat berubah menjadi aconiticacid. Aconitic acid jika ditambah dengan hydrogen berubah

menjadi tricarballylic acid.

• Pada pemanasan 175oC, asam sitrat jika dieliminasi dengan

oksigen dan menghilangkan karbon dioksida berubah menjadi

acetonedicarboxylic acid. Acetonedicarboxylic acid jika

diuapkan karbon dioksidanya berubah menjadi acetone.

• Pada pemanasan 175oC, asam sitrat jika dihilangkan karbon

dioksida berubah menjadi itaconic acid.• Larutan asam sitrat bila dicampur dengan asam sulfat atau

oksidasi dengan larutan potassium permanganatemenghasilkan asam acetonedicarboxylic.

• Pada suhu 35oC, jika asam sitrat dioksidasi dengan potassium

permanganate menghasilkan asam oksalat.

• Asam sitrat terdekomposisi menjadi asam oksalat dan asamasetat jika dibakar dengan potassium hydroxide atau

dioksidasi dengan asam nitrit.• Dalam bentuk larutan, asam sitrat sedikit korosif terhadap

karbon steel dan tidak korosif terhadap stainless steel.

• Sebagai asam polybasic, asam sitrat dapat membentuk

berbagai macam garam termasuk garam alkali metal dan

alkali tanah, selain itu dapat pula membentuk berbagaimacam ester, amida dan acyl klorida.(Kirk Othmer, 1978)

I.4.3.2 Produk Samping§ CaSO4

Bersifat lunak dan tidak berbau, berupa granul atau

serbuk putih. Kegunaan dari CaSO4 ini adalah produk sampingdari pabrik asam sitrat yang bisa digunakan sebagai salah satu

bahan baku untuk pembuatan semen.Sifat fisika dari CaSO4 adalah sebagai berikut :

− Bentuk : bubuk putih


13/14

I-13

Bab I Pendahuluan



Niger

− pH @ 25oC : 7

− BM : 145 g/mol

−

Spesifik gravity (H2O = 1) : 2,5− Kelarutan dalam air (H2O) : 0,67 –0,88

gr/100 gr H2O

− Boiling point :11930C

− Melting point :14500C(Ulmann’s, 1973)


14/14

I-14

Bab I Pendahuluan


Aspergillus Niger


HALAMAN INI SENGJA DIKOSONGKAN

kegunaan as sitrat dlm industri

Documents