Penjelasan Tentang Gliserol (Glicerin)

Gliserol

Gliserol

1. Pengertian Gliserol

Gliserol ialah suatu trihidroksi alkohol yang terdiri atas 3 atom karbon. Jadi tiap atom karbon mempunyai gugus –OH. Satu molekul gliserol dapat mengikat satu, dua, tiga molekul asam lemak dalam bentuk ester, yang disebut monogliserida, digliserida dan trigliserida.

Sifat dari gliserin :

1.      Merupakan cairan tidak berwarna

2.      Tidak berbau

3.      Cairan kental dengan rasa yang manis

4.      Densitas 1,261 g/cm³

5.      Titik lebur 18,2°C

6.      Titik didih 290 °C 

Gliserol juga digunakan sebagai penghalus pada krim cukur, sabun, dalam obat batuk dansyrup atau untuk pelembab (Hart, 1983). Gliserol ialah suatu trihidroksi alkohol yang terdiri  atas tiga atom karbon. Jadi tiap karbon mempunyai gugus –OH. Gliserol dapat diperoleh dengan jalan penguapan hati-hati, kemudian dimurnikan dengan distilasi pada tekanan rendah. Pada umumnya lemak apabila dibiarkan lama di udara akan menimbulkan rasa dan bau yang tidak enak. Hal ini disebabkan oleh proses hidrolisis yang menghasilkan asam lemak bebas. Di samping itu dapat pula terjadi proses oksidasi terhadap asam lemak tidak jenuh yang hasilnya akan menambah bau dan rasa yang tidak enak. Oksidasi asam lemak tidak jenuh akan menghasilkan peroksida dan selanjutnya akan terbentuk aldehida. Inilah yang menyebabkan terjadinya bau dan rasa yang tidak enak atau tengik.

Gliserol yang diperoleh dari hasil penyabunan lemak atau minyak adalah suatu zat cair yang tidak berwarna dan mempunyai rasa yang agak manis. Gliserol larut baik dalam air dan tidak larut dalam eter. Gliserol digunakan dalam industri farmasi dan kosmetika sebagai bahan dalam preparat yang dihasilkan. Di samping itu gliserol berguna bagi kita untuk sintesis lemak di dalam tubuh.Gliserol yang diperoleh dari hasil penyabunan lemak atau minyak adalah suatu zat cair yang tidak berwarna dan mempunyai rasa yang agak manis, larut dalam air dan tidak larut dalam eter (Poedjiadi, 2006).

2       Proses Terbentuknya Gliserol

2.1    Pemecahan Lemak (Fat Splitting)

            Minyak atau lemak merupakan campuran dari ester-ester asam lemak dan gliserol yang membentuk gliserida, dan ester-ester tersebut dinamakan trigliserida. Pada suhu kamar minyak berwujud fase cair, sedangkan lemak dalam fase padat. Karakteristik trigliserida ditentukan oleh komponen asam lemak pembentuknya, karena sebagian besar dari komponen trigliserida adalah asam lemak. Trigliserida yang direaksikan dengan air pada temperatur dan tekanan tertentu akan menghasilkan asam lemak dan gliserol. Pemecahan lemak ini terdiri dari proses twitchell, proses autoclave batch dan proses kontinu.

1.         Proses Twitchell

Proses Twitchell adalah proses yang mula-mula dikembangkan pada splitting. Proses ini masih menggunakan cara yang sederhana, disebabkan murah serta kemudahan dari instalasi dan operasi. Tetapi proses ini membutuhkan energi yang besar  dan kualitas produk yang rendah. Proses splitting menggunakan reagen Twitchell dan H₂S sebagai katalis dalam hidrolisis. Reagennya adalah campuran dari oleic atau asam lainnya dengan naptalen tersulfonasi.

Operasi terjadi dalam suatu wooden lead-lined, atau tong tahan asam. Kandungan yang terdiri dari air yang jumlahnya ± ½ dari lemak, H2S 1-2 % dan reagen Twitchell 0,75-1,25 % dipanaskan sampai mendidih pada tekanan atmosfer selama 36-48 jam, menggunakan steam terbuka. Proses biasanya diulangi dua sampai empat kali, fasa tiap tahap menghasilkan larutan gliserin dan air. Pada tahap akhir, air ditambahkan dan campuran dipanaskan kembali hingga mendidih guna mencuci asam yang tertinggal. Pada periode reaksi yang panjang, steam yang dibutuhkan menjadi tinggi dan diskolorisasi asam lemak tidak merata sehingga pemakaian proses ini tidak menguntungkan.

2.         Proses Autoclave Batch

Proses ini adalah metode komersial yang paling awal untuk hidrolisis umpan minyak / lemak dengan kualitas yang lebih baik untuk menghasilkan asam lemak yang warnanya baik (light-colored). Proses ini lebih cepat dibandingkan dengan proses Twitchell, butuh waktu selama 6-10 jam sampai selesai. Hidrolisis menggunakan katalis zinc, Mg atau kalsium oksida. Dari semua katalis yang paling aktif adalah zinc. Sekitar 2-4 % katalis digunakan dan sejumlah dari serbuk zinc ditambahkan untuk meningkatkan warna dari asam lemak.

Autoclave merupakan silnder yang tinggi, dengam diameter 1220-1829 mm dan tinggi 6-12 m dibuat dari alloy yang tahan terhadap korosi (corrosion-resistant alloy) dan terlindungi secara penuh. Penginjeksian steam menyebabkan terjadinya pengadukan, meskipun pada beberapa kondisi digunakan mesin pengaduk.

Dalam operasi, autoclave diisi dengan lemak dan air yang jumlahnya (sekitar ± ½ dari lemak) dan katalis. Steam dihembuskan guna menggantikan udara terlarut dan autoclave ditutup. Steam yang digunakan untuk menaikkan tekanan sampai 1135 kPa dan diinjeksikan secara kontiniu, sementara sebagian kecil kisi-kisi menjaga agitasi dan tekanan operasi. Konversi dapat dicapai lebih dari 95% setelah 6-10 jam. Isi dari autoclave dipindahkan ke tangki, dimana terbentuk asam lemak dibagian atas dan gliserin pada bagian bawah. Asam lemak yang terbentuk ditambahkan asam mineral untuk memisahkan kandungan sabun dan selanjutnya dilakukan pencucian kembali guna memisahkan sisa asam mineral.

3.         Proses Kontinu

Proses kontinu merupakan proses pemisahan lemak dengan menggunakan suhu dan tekanan yang tinggi. Proses hidrolisis ini lebih dikenal dengan proses Coltage-Emery, merupakan metode yang paling efisien dalam hidrolisis lemak. Suhu dan tekanan tinggi dipergunakan untuk mempercepat waktu reaksi. Aliran counter current dipenuhkan oleh minyak dan air guna menghasilkan suatu derajat hidrolisis yang maksimal tanpa memerlukan katalis, tetapi katalis juga dapat digunakan untuk meningkatkan laju reaksi.

Pada umumnya, lemak atau minyak tidak terdiri dari satu macam trigliserida melainkan campuran dari trigliserida. Trigliserida merupakan lipid sederhana dan merupakan cadangan lemak dalam tubuh manusia. 

Reaksi Gliserol

Trigliserida di atas merupakan trigliserida sederhana karena merupakan trimester yang terbuat dari gliserol dan tiga molekul asam lemak yang sama. Beberapalemak atau minyak menghasilkan satu atau dua ikatan ester akan terputus dan dihasilkan gliserol dan garam dari asam lemaknya. Gliserol juga dapat dihasilkan darireaksi hidrolisa trigliserida yang dilakukan dengan tekanan dan temperatur tinggi.

Reaksi Pembentukan Gliserol

Dari reaksi kesetimbangan antara trigliserida dengan air dihasilkan gliserol dan asam lemak. Oleh sebab itu asam lemak atau gliserol harus segera dikeluarkan (Ketaren, 1986).

Istilah gliserol dan gliserin seringkali digunakan secara tertukar. Walaupun demikian, perbedaan yang tajam antara keduanya sangat terlihat. Gliserol adalah istilah yang digunakan untuk campuran murni, sedangkan gliserin berhubungan kepada tingkat komersialnya, terlepas dari kemurniannya. Gliserol alami pada dasarnya diperoleh sebagai produk samping di dalam produksi asam lemak, ester lemak atau sabun dari minyak atau lemak. Di Malaysia, gliserol dihasilkan melalui pemecahan minyak sawit atau minyak inti sawit dengan menggunakan metode berikut :

1.      Penyabunan minyak / lemak dengan NaOH untuk membentuk sabun dan

larutan alkali sabun. Larutan alkali sabun yang terbentuk mengandung 4 -20 % gliserol dan juga diketahui sebagai sweetwater atau gliserin.

2.      Splitting atau hidrolisis dari minyak inti sawit dibawah tekanan dan temperature yang tinggi untukmenghasilkan asam lemak dan sweetwater. Sweetwater ini mengandung 10 – 20 % gliserol.

3.      Transesterifikasi dari minyak dengan metanol katalis untuk menghasilkan metal ester. Sejak proses tidak menggunakan air, konsentrasi gliserol lebih

tinggi

Gliserin merupakan hasil pemisahan asam lemak. Gliserin terutama digunakan dalam industri kosmetika antara lain sebagai bahan pengatur kekentalan sampo, obat kumur, pasta gigi, dan sebagainya (Fauzi, 2002). Kadar gliserol, relative density, refractive index, kadar air, senyawa terhalogenasi, arsenic dan logam berat adalah parameter-parameter penting yang sering digunakan dalam perdagangan gliserin juga digunakan untuk menentukan kemurnian dari produk. Ini merupakan suatu tes yang sulit karena gliserin bersifat sangat higroskopis, menyerap air dengan cepat dari sekitarnya.

Molekul gliserol mengandung gugus alkohol primer dan alkohol sekunder yang dapat mengalami reaksi oksidasi. Pada umumnya gugus alkohol sekunder lebih suka dioksidasi daripada gugus alkohol primer, sehingga apabila gliserol dioksidasimaka mula-mula akan terbentuk aldehida dan pada oksidasi selanjutnya akan membentuk asam karboksilat (asam gliserat atau asam tartronat).

Alkohol dengan paling sedikit satu hidrogen melekat pada karbon pembawa gugus hidroksil dapat dioksidasi menjadi senyawa-senyawa karbonil. Alkohol primermenghasilkan aldehida yang dapat dioksidasi lebih lanjut menjadi asam karboksilat, alkohol sekunder menghasilkan keton.

Oksidasi Alkohol

3. Kegunaan Gliserin

3.1    Makanan dan minuman

Gliserin mudah dicerna dan tidak beracun dan bermetabolisme bersama karbohidrat, meskipun berada dalam bentuk kombinasi pada sayuran dan lemak binatang. Untuk produk makanan dan pembungkus makanan yang kontak langsung dengan konsumen,tidak beracun adalah syarat utama. Gliserin, sejak 1959 diakui sebagai satu diantarabahan yang aman oleh Food and Drug Administration.Kegunaan sebagai :

1.      Pelarut untuk pemberian rasa (seperti vanilla) dan pewarnaan makanan

2.      Agen pengental dalam sirup

3.      Pengisi dalam produk makanan rendah lemak (biskuit)

4.      Pencegah kristalisasi gula pada permen dan es

5.      Medium transfer panas pada kontak langsung dengan makanan saat pendinginan cepat

6.      Pelumas pada mesin yang digunakan untuk pengolahan dan pengemasan makanan

Pada tahun-tahun terakhir, poligliserol dan poligliserol ester meningkat, Penggunaannya dalam makanan, khususnya mentega dan lemak.

3.2    Obat-obatan dan kosmetik

1    1.      Pada obat-obatan dan kedokteran gliserin adalah bahan dalam larutan alkohol dan obat penyakit

2.      Gliserit pada kanji digunakan dalam selai dan obat salep

3.      Obat batuk dan obat bius, seperti larutan gliserin-fenol

4.      Pengobatan telinga dan media pembiakan bakteri

5.      Turunannya digunakan sebagai obat penenang

6.      Krim dan lotion untuk menjaga kehalusan dan kelembutan kulit

7.      Bahan dasar pembentukan pasta gigi, sehingga diperoleh kehalusan, viskositas dan kilauan yang diinginkan. 

3.3    Tembakau

1.      Pada pengolahan tembakau, gliserin adalah bagian penting dari larutan yang disemprotkan pada tembakau sebelum daunnya dihaluskan dan dikemas.Dengan pewarna, digunakan 3 % berat tembakau untuk mencegah daun menjadi rapuh dan hancur selama pengolahan.

2.      Pengolahan tembakau kunyah untuk menambah rasa manis dan mencegah pengeringan.

3.   Bahan pelunak pada kertas rokok.

3.4    Bahan Pembungkus dan Pengemas

Pembungkus daging, jenis khusus kertas, seperti glassine dan greasproof memerlukanbahan pelunak untuk memberi kelenturan dan kekerasan

3.5    Pelumas

1.      Gliserin dapat digunakan sebagai pelumas jika minyak tidak ada. Ini disarankan untuk kompresor oksigen karena lebih tahan terhadap oksidasi daripada minyak mineral.

2.      Pelumas pompa dan bantalan fluida seperti bensin dan benzen

3.      Pada industri makanan, farmasi dan kosmetik, gliserin digunakan sebagai pengganti minyak

4.      Textile oils dalam operasi penenunan dan perajutan pada industri tekstil.

3.6    Lain-lain

Campuran semen, sabun, detergen, aspal, keramik, pengolahan kayu dan kulit, emulsifier, jangka, komponen patri.

Gliserin mempunyai peran hampir di setiap industri. Penggunaan terbesar dari gliserin adalah pada industri resin alkid, dimana ± 35.000 ton/tahun. Industri kertas, dimana gliserin berfungsi sebagai bahan pelunak adalah pengguna terbesar berikutnya, yaitu 25.000 ton/tahun. Industri nitrogliserin sebesar 7.500 ton/tahun, tetapi pemasarannya berkurang 25 tahun terakhir, dengan digantikannyanitrogliserin oleh bahan peledak yang lebih murah. 

4       Proses Pemurnian Gliserin

Gliserin dialirkan ke kolom destilasi pada tekanan vakum 60 mmHg(Hui,1996). Gliserin murni daKn uap air akan terpisah. Destilasi ini bertujuan untuk menghilangkan air dan impuritis lain untuk meningkatkan kemurnian sesuai dengan karakteristik gliserin komersil(chemical pure) yaitu kemurnian 99%.  Selanjutnya gliserin dialirkan ke tangki bleaching untuk pemucatan warna yaitu dengan menambahkan karbon aktif sebanyak 0.1% dari gliserin yang akan diproses. Proses bleaching dilangsungkan pada temperatur 85oC-95oC. Selanjutnya karbon aktif dan impuritis dipisahkan menggunakan sentrifuge sehingga diperoleh produk gliserin dengan kemurnian 99%. Gliserin CP dikirim ke tangki penyimpanan.