Download asam sitrat PDF

Titleasam sitrat
File Size343.7 KB
Total Pages12
Document Text Contents
Page 1

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA


2.1 Sejarah
Asam Sitrat diyakini ditemukan oleh alkimiawan Arab-Yemen (kelahiran

Iran) yang hidup pada abad ke-8, Jabir Ibnu Hayyan. Pada zaman pertengahan, para

ilmuwan Eropa membahas sifat asam sari buah lemon dan limau; hal tersebut tercatat

dalam Ensiklopedia Speculum Majus (Cermin Agung) dari abad ke-13 yang

dikumpulkan oleh Vincent dari Beauvais. Asam Sitrat pertama kali diisolasi pada

tahun 1784 oleh kimiawan Swedia, Carl Wilhelm Scheele, yang mengkristalkannya

dari sari buah lemon. Pembuatan Asam Sitrat skala industri dimulai pada tahun 1860,

terutama mengandalkan produksi jeruk dari Italia. Pada tahun 1893, C. Wehmer

menemukan bahwa kapang Penicillium dapat membentuk Asam Sitrat dari gula.

Namun demikian, pembuatan Asam Sitrat dengan mikroba secara industri tidaklah

nyata sampai Perang Dunia I mengacaukan ekspor jeruk dari Italia. Pada tahun 1917,

kimiawan pangan Amerika, James Currie menemukan bahwa galur tertentu kapang

Aspergillus niger dapat menghasilkan Asam Sitrat secara efisien, dan perusahaan

kimia Pfizer memulai produksi Asam Sitrat skala industri dengan cara tersebut dua

tahun kemudian. (Wikipedia. 2008)

Di alam, Asam Sitrat tersebar luas sebagai bahan penyusun rasa dari berbagai

macam buah-buahan (sitrun, nenas, pear, dan lain-lain). Asam Sitrat terdapat pada

berbagai jenis buah dan sayuran, namun ditemukan pada konsentrasi tinggi, yang

dapat mencapai 8 % bobot kering, pada jeruk lemon dan limau (misalnya jeruk nipis

dan jeruk purut). Karena sifat-sifatnya yang tidak beracun, dapat mengikat logam-

logam berat (besi maupun bukan besi), dan dapat menimbulkan rasa yang menarik,

Asam Sitrat banyak dimanfaatkan di dalam industri pengolahan alkyd resin. Asam

Sitrat alami juga banyak diproduksi di Sisilia, India Barat, Kalifornia, Hawaii, dan di

berbagai wilayah lainnya. Produksi Asam Sitrat dengan proses fermentasi diterapkan

secara besar-besaran dalam skala industri oleh Jerman pada awal abad ke-20 dan

sekarang hampir 90% dari seluruh produksi Asam Sitrat di Amerika Serikat

dihasilkan dengan cara fermentasi.



Universitas Sumatera Utara

http://id.wikipedia.org/wiki/Alkimia�
http://id.wikipedia.org/wiki/Bangsa_Arab�
http://id.wikipedia.org/wiki/Yemen�
http://id.wikipedia.org/wiki/Iran�
http://id.wikipedia.org/wiki/Abad_ke-8�
http://id.wikipedia.org/wiki/Abu_Musa_Jabir_Ibn_Hayyan�
http://id.wikipedia.org/wiki/Zaman_pertengahan�
http://id.wikipedia.org/wiki/Ensiklopedia�
http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Speculum_Majus&action=edit&redlink=1�
http://id.wikipedia.org/wiki/Abad_ke-13�
http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Vincent_dari_Beauvais&action=edit&redlink=1�
http://id.wikipedia.org/wiki/1784�
http://id.wikipedia.org/wiki/Kimiawan�
http://id.wikipedia.org/wiki/Swedia�
http://id.wikipedia.org/wiki/Carl_Wilhelm_Scheele�
http://id.wikipedia.org/wiki/Italia�
http://id.wikipedia.org/wiki/1893�
http://id.wikipedia.org/wiki/Kapang�
http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Penicillium&action=edit&redlink=1�
http://id.wikipedia.org/wiki/Gula�
http://id.wikipedia.org/wiki/Perang_Dunia_I�
http://id.wikipedia.org/wiki/1917�
http://id.wikipedia.org/wiki/Amerika_Serikat�
http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Aspergillus_niger&action=edit&redlink=1�
http://id.wikipedia.org/wiki/Pfizer�
http://id.wikipedia.org/wiki/Lemon�
http://id.wikipedia.org/wiki/Jeruk_nipis�
http://id.wikipedia.org/wiki/Jeruk_purut�

Page 2

2.2 Struktur Kimia dan Sifat-sifat Asam Sitrat
2.2.1 Struktur Kimia Asam Sitrat
Rumus kimia Asam Sitrat adalah C6H8O7 atau CH2(COOH)-COH(COOH)-

CH2(COOH), struktur asam ini tercermin pada nama IUPAC-nya, asam 2-hidroksi-

1,2,3-propanatrikarboksilat. Keasaman Asam Sitrat didapatkan dari tiga gugus

karboksil COOH yang dapat melepas proton dalam larutan. Jika hal ini terjadi, ion

yang dihasilkan adalah ion sitrat.






Gambar 2.1 Struktur Molekul Asam Sitrat



2.2.2 Sifat-sifat Asam Sitrat (C6H8O7)
(Wikipedia. 2008)

A. Sifat Fisika
1. Berat molekul : 192 gr/mol

2. Spesific gravity : 1,54 (20°C)

3. Titik lebur : 153°C

4. Titik didih : 175°C

5. Kelarutan dalam air : 207,7 gr/100 ml (25°C)

6. Pada titik didihnya asam sitrat terurai (terdekomposisi).

7. Berbentuk kristal berwarna putih, tidak berbau, dan memiliki rasa asam.



B. Sifat Kimia

O

OH

H H

H H

O

OH

O OH

OH

C C C C C

C

Universitas Sumatera Utara

http://id.wikipedia.org/wiki/Rumus_kimia�
http://id.wikipedia.org/wiki/Karbon�
http://id.wikipedia.org/wiki/Karbon�
http://id.wikipedia.org/wiki/Oksigen�
http://id.wikipedia.org/wiki/Tata_nama_IUPAC�
http://id.wikipedia.org/wiki/Asam�
http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Gugus_hidroksi&action=edit&redlink=1�
http://id.wikipedia.org/wiki/Propana�
http://id.wikipedia.org/wiki/Propana�
http://id.wikipedia.org/wiki/Propana�
http://id.wikipedia.org/wiki/Keasaman�
http://id.wikipedia.org/wiki/Gugus_karboksil�
http://id.wikipedia.org/wiki/Gugus_karboksil�
http://id.wikipedia.org/wiki/Gugus_karboksil�
http://id.wikipedia.org/wiki/Proton�
http://id.wikipedia.org/wiki/Ion�
http://id.wikipedia.org/wiki/Karbon�
http://id.wikipedia.org/wiki/Karbon�
http://id.wikipedia.org/wiki/Oksigen�
http://id.wikipedia.org/wiki/Kristal�

Page 6

2.5 Perlakuan Awal Bahan Baku
2.5.1 Proses Pengecilan Ukuran Kulit Nenas

Kulit Nenas yang diperoleh akan disimpan di gudang bahan baku (F-101)

Sebelum masuk ke Fermenter (R-101), kulit Nenas terlebih dahulu dicacah untuk

memperkecil dan menghomogenkan ukurannya menggunakan Rotary Cutter (CH-

101) yang dilengkapi dengan ayakan (penapis) berukuran ± 1 mm, hal ini bertujuan

untuk memperbesar luas permukaan kontak Aspergillus niger terhadap substrat (kulit

nenas). (Bernasconi. 1995)



2.5.2 Proses Pembiakan Aspergillus niger

Strain Aspergillus niger yang akan digunakan berasal dari kultur diperoleh

dari hasil pembiakan Aspergillus niger murni pada media agar miring. Hal ini

dilakukan untuk memperoleh jumlah mikroba yang sesuai dengan kapasitas

fermentasi, yaitu 2 % dari total medium.



2.6 Deskripsi Proses
Unit-unit operasi yang utama dari proses pembuatan Asam Sitrat adalah

proses fermentasi Glukosa dengan Aspergillus niger dan unit pemurnian Asam Sitrat

dari hasil fermentasi. (Tjokroadikoesoemo. 1993)



2.6.1 Proses Fermentasi

Proses fermentasi berlangsung selama 4 hari (96 jam). Bahan baku (kulit

nenas), nutrien, air, dan udara dialirkan ke dalam Fermenter (R-101). Selama proses

fermentasi berlangsung, medium selalu diaduk dengan kecepatan hingga 500 rpm,

pH dijaga 6,5 dan temperatur sekitar ± 30°C. Jumlah strain yang diinokulasikan

adalah 2 % dari total medium dan delapan jam setelah inokulasi ke dalam medium

ditambahkan Metanol (CH3OH) 3 % untuk memperoleh hasil yang lebih baik.

Reaksi :

3C6H12O6 + 2H2O + 9O2 2C6H8O7 + C2H2O4 + 11H2O + 4CO2 + ½O2

Aspergillus niger dalam pertumbuhannya berhubungan langsung dengan zat

makanan yang terdapat dalam substrat, molekul yang terdapat disekeliling hifa dapat

langsung diserap ke dalam sel. Aspergillus niger dapat tumbuh pada kisaran suhu

Aspergillus niger

Page 7

29ºC-37ºC (optimum) dan 6ºC-8ºC (minimum) serta memerlukan oksigen (O2) yang

cukup. Aspergillus niger dalam perkembangannya memerlukan nutrien/mineral

seperti Ammonium Nitrat (NH4NO3), Kalium Klorida (KCl), dan Magnesium Sulfat

(MgSO4) yang akan mempengaruhi produksi enzim Selulase yang dapat mengubah

komponen disakarida (C12H22O11) menjadi monosakarida (C6H12O6).



2.6.2 Proses Pemurnian

Hasil akhir dari Fermentor akan dialirkan ke Filter Press-1 (H-101) untuk

memisahkan Asam Sitrat (C6H8O7) dan Asam Oksalat (C2H2O4) yang dihasilkan dari

proses fermentasi dari beberapa limbah padat (impurities). Kemudian Asam Sitrat

diisolasi dari Asam Oksalat dengan penambahan Kalsium Hidroksida (Ca(OH)2) di

dalam tangki Koagulasi (R-201), yang nantinya akan terbentuk senyawa Kalsium

Sitrat (Ca3(C6H5O7)2) dan endapan Kalsium Oksalat (CaC2O4). Kalsium Sitrat lalu

diumpankan ke Filter Press-2 (H-201) untuk memisahkannya dari senyawa Kalsium

Hidroksida yang tidak bereaksi.

Pada tangki Acidifier (R-202) senyawa Asam Sitrat yang terisolasi tersebut

diregenerasi melalui reaksi dengan penambahan Asam Sulfat (H2SO4) 98 %. Asam

Sitrat yang berhasil diregenerasikan lalu dipisahkan dari endapan Kalsium Sulfat

(CaSO4) yang terbentuk di Filter Press-3 (H-202). Larutan C6H8O7 dapat dimurnikan

dengan cara penambahan karbon aktif untuk mengikat senyawa H2SO4 yang tidak

bereaksi, kemudian impurities tersebut dipisahkan dengan Filter Press-4 (H-203).

Kandungan air berlebih pada campuran Asam Sitrat kemudian diuapkan

dengan Evaporator (E-201) sehingga diperolah larutan Asam Sitrat 75 %. Sebelum

tahap pemurnian selanjutnya, Asam Sitrat terlebih dahulu didinginkan dengan Cooler

(E-202), dimana pada tahap pendinginan ini fase kristalisasi akan mulai terjadi dan

melalui Sentrifugal Filter (H-204) kristal tersebut diendapkan. Kristal Asam Sitrat

lalu dikeringkan dengan Dryer (E-203) pada suhu 75°C sehingga diperoleh kristal

anhidrat dengan kemurnian 99 %. Selanjutnya kristal C6H8O7 dapat disimpan di

gudang produk (F-207) dan siap dipasarkan.







Universitas Sumatera Utara

http://id.wikipedia.org/wiki/Kalsium_hidroksida�
http://id.wikipedia.org/wiki/Kalsium_hidroksida�
http://id.wikipedia.org/wiki/Kalsium_hidroksida�
http://id.wikipedia.org/wiki/Kalsium_hidroksida�
http://id.wikipedia.org/wiki/Asam_sulfat�

Page 11

3. Bereaksi dengan asam kuat seperti H2SO4 dengan menghasilkan Asam

Klorida :

2KCl + H2SO4 K2SO4 + 2HCl

4. Bereaksi dengan asam lemah seperti CH3COOH :

KCl + CH3COOH CH3COOK + HCl

5. Bereaksi dengan H2O, CO2, dan Trimethylamine membentuk Kalium

Bikarbonat :

KCl + N(CH3)3 + H2O + CO2 KHCO3 + N(CH3)3HCl

6. Bereaksi dengan Calcium Hidroksida :

2KCl + Ca(OH)2 2KOH + CaCl2



2.7.6 Ammonium Klorida (NH4Cl)
(Kirk-Othmer. 1967)

A. Sifat Fisika
1. Berat molekul : 53,50 gr/mol

2. Spesific gravity : 1,53

3. Indeks bias : 1,639

4. Suhu leleh : 350°C

5. Suhu didih : 520°C

6. Berwarna putih dan kristalnya berbentuk kubik.



B. Sifat Kimia
1. Merupakan senyawa yang cukup stabil.

2. Pada kontak langsung dapat menyebabkan iritasi kulit, mata, dan infeksi

pernafasan.

3. Bila teroksidasi dapat terdekomposisi menjadi hidrogen dan ammonia.

4. Dalam bentuk larutan bersifat asam lemah.

5. Dapat dihasilkan dengan mereaksikan Ammonia dan Asam Klorida melalui

proses kamar :

NH3 + HCl NH4Cl

6. Biasa digunakan sebagai bahan perekat plywood.



Universitas Sumatera Utara

Page 12

2.7.7 Metanol (CH3OH)
(Kirk-Othmer. 1967)

A. Sifat Fisika
1. Berat molekul : 32,04 gr/mol

2. Spesific gravity : 0,796 (20°C)

3. Suhu lebur : –97,8°C

4. Suhu didih : 64,7°C

5. Tekanan kritis : 78,5 atm

6. Temperatur kritis : 240°C



B. Sifat Kimia
1. Merupakan senyawa yang mudah menguap dan mudah terbakar.

2. Bersifat korosi terhadap beberapa logam termasuk aluminium.

3. Apabila teroksidasi akan membentuk karbon dioksida dan air.

4. Sulfonasi dengan Asam Sulfat membentuk Metanol Sulfat.

5. Biasa digunakan sebagai bahan aditif pada pembuatan alkohol industri.

6. Digunakan juga sebagai bahan bakar, pelarut dan bahan pendingin anti beku.



2.7.8 Aspergillus niger
(Wikipedia. 2008)

1. Berasal dari genus Aspergillus, kelas Eurotiomycetes, dan kerajaan Fungi.

2. Merupakan jenis mikroorganisme aerobik.

3. Tumbuh pada suhu 6°C - 8°C (minimum) dan 35°C - 37°C (optimum).

4. Memiliki bulu dasar berwarna putih atau kuning dan lapisan konidiosporanya

tebal serta halus berwarna coklat gelap kehitaman.

5. Kepala konodianya berukuran 3,5 - 5 mikron berwarna coklat kehitaman dan

berbentuk bulat hingga semibulat serta memiliki tonjolan pada permukaan.

6. Dinding selnya terdiri dari komponen karbohidrat dan glukosa (73 % - 83 %),

hexosamine (9 % - 13 %), lipid (2 % - 7 %), protein (0,5 % - 2,5 %), dan

fosfor (0,1 %).





Universitas Sumatera Utara

Similer Documents