Spesifikasi bahan baku
Bahan baku yang digunakan industri mikroenkapsulat minyak sawit adalah minyak sawit mentah (Crude Palm Oil / CPO) yang selanjutnya dilakukan proses pemurnian. Proses pemurnian yang dilakukan pada penelitian ini meliputi proses degumming, deasidifikasi, deodorisasi, dan fraksinasi. Fraksinasi menghasilkan fraksi olein dan stearin. Fraksi yang akan digunakan untuk pembuatan mikroenkapsulat minyak sawit yaitu fraksi olein mengandung karotenoid tinggi. Spesifikasi olein disesuaikan dengan SNI 01-2901-2006 tentang minyak kelapa sawit mentah yang dapat dilihat pada Tabel 5
Tabel 5 Spesifikasi bahan baku (SNI 01-2901-2006)
Parameter Persyaratan
Warna Jingga kemerah
Kadar air (%) Maks. 0.5
Kadar asam lemak bebas (%) Maks. 0.5
Bilangan Iod (g I2/ 100 g minyak) 50 – 55 Bilangan peroksida (mg/g ekivalen O2) 1 - 5
Ketersediaan bahan baku dan penentuan kapasitas produksi
Ketersediaan kelapa sawit di Indonesia cukup melimpah. Produksi kelapa sawit Indonesia dalam bentuk CPO pun terus meningkat setiap tahunnya. Pada tahun 2011 produksi CPO sebesar 22,51 juta ton (Pusdatin 2013) dan tahun 2012 produksi CPO sebesar 25 juta ton (Infosawit 2013). Pemanfaatan kelapa sawit di Indonesia sebagai produk hilir masih sangat terbatas. Mayoritas minyak sawit di ekspor ke luar negeri dalam bentuk mentah. Menurut data Kementerian Perindustrian Republik Indonesia (2012), penggunaan CPO nasional sebagai berikut : ekspor 52%, cooking oil industry 37%, margarine industry 3%, soap industry 3%, dan oleo chemical industry 5%. Penggunaaan CPO sebagai komoditas ekspor dapat dialokasikan sebagian untuk pengolahan produk hilir
yang dapat memberikan nilai tambah produk. Mikroenkapsulat minyak sawit dapat menjadi salah satu alternatif produk hilir dengan menggunakan bahan baku CPO.
Penentuan kapasitas produksi dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya kecenderungan permintaan yang akan datang, kemungkinan pengadaan bahan baku, bahan pembantu, tersedianya teknologi, mesin dan peralatan di pasar, daur hidup produk dan produk substitusi dari produk tersebut (Kasmir dan Jakfar 2003). Penentuan kapasitas produksi industri mikroenkapsulat minyak sawit berdasarkan ketersediaan bahan baku yang ada di Indonesia dan belum adanya produk sejenis dipasaran. Kapasitas produksi industri yang akan dibuat untuk industri mikroenkapsulat minyak sawit adalah 1 ton CPO/hari atau 300 ton CPO/tahun sehingga dapat memanfatkan 0.002% dari CPO yang diekspor.
Teknologi proses
Proses produksi mikroenkapsulat minyak sawit melalui dua tahap, yaitu pemurnian bahan baku CPO menjadi olein minyak sawit dan pembuatan mikroenkapsulat minyak sawit. Proses pemurnian yang dilakukan pada penelitian ini meliputi proses degumming, deasidifikasi, deodorisasi, dan fraksinasi. Proses
bleaching tidak dilakukan karena dapat merusak dan dapat menghilangkan kandungan karotenoid pada minyak sawit. Pada penelitian Helena (2003), sebanyak 80% kadar karotenoid dalam minyak hilang selama proses bleaching.
Proses degumming merupakan proses pemisahan kotoran yang terdiri dari senyawa fosfolipid, protein, residu, karbohidrat, air dan resin (Kusnandar 2010). Proses degumming dilakukan dengan pemanasan suhu 80 °C selama 15 menit. Proses selanjutnya adalah deasidifikasi atau netralisasi yang dilakukan dengan mereaksikan asam lemak bebas dengan NaOH sehingga membentuk sabun. Gum dan sabun akan dipisahkan dengan cara sentrifugasi.
Tahap pemurnian berikutnya yaitu deodorisasi. Deodorisai dilakukan untuk menghilangkan senyawa yang menyebabkan bau menyimpang seperti peroksida, keton, dan senyawa hasil oksidasi lemak lainnya yang mudah menguap dan menimbulkan bau menyimpang atau off odor (Kusnandar 2010). Proses deodorisasi disesuaikan dengan penelitian yang dilakukan oleh Riyadi (2009) yaitu dengan menghomogenisasi minyak dalam tangki deodorizer selama 10 menit pada suhu 46±2°C kemudian dipanaskan dalam kondisi vakum hingga suhu 140°C selama 1 jam dan laju alir N2 dijaga konstan pada 20 L per jam. Setelah itu dilakukan proses pendinginan sampai suhu 70°C pada kondisi vakum. Pada tahap ini, dihasilkan produk sampingan yaitu palm fatty acid destillate (PFAD) yang banyak mengandung asam lemak bebas.
Proses terakhir yaitu fraksinasi yang dilakukan untuk memisahkan fraksi olein dan fraksi stearin. Fraksinasi dilakukan sesuai dengan metode Widarta (2008) yaitu dengan memanaskan sampel hingga suhu 70 oC lalu suhu diturunkan secara bertahap hingga 20 oC dengan laju penurunan 5 oC per 60 menit. Kemudian dilakukan separasi menggunakan membran filter press untuk memisahkan olein dan stearin. Umumnya, fraksinasi minyak sawit menghasilkan fraksi olein sebanyak 70-80% dan stearin sebanyak 20-30% (Lai et al. 2012). Fraksi yang akan digunakan untuk pembuatan mikroenkapsulat minyak sawit yaitu olein mengandung karotenoid tinggi.
Diagram alir proses pemurnian CPO berdasarkan Sari (2013) dapat dilihat pada Gambar 3. Menurut Sari (2013), proses pemurnian CPO akan menghasilkan rendemen olein sebesar 72.40% dan stearin 23.10% karena telah menggunakan alat secara kontinu, sedangkan pada penelitian masih menggunakan batch manual. Rendemen olein yang digunakan dalam proses penghitungan selanjutnya akan menggunakan hasil penelitian Sari (2013).
Gambar 3 Diagram alir proses pemurnian CPO
Tahap berikutnya dilakukan proses pembuatan mikroenkapsulat minyak sawit dengan menggunakan bahan baku olein minyak sawit dan bahan penyalut berupa maltodekstrin, gum arab, dan gelatin. Emulsifier yang digunakan yaitu Tween 80. Proses pembuatan dimulai dengan pembuatan emulsi minyak sawit, yaitu mencampurkan bahan penyalut ke dalam air suhu 800C dan diaduk dengan menggunakan mixer, kemudian ditambahkan Tween 80 dan dilakukan homogenisasi dengan kecepatan 8000 rpm selama 3 menit. Olein minyak sawit kemudian ditambahkan secara perlahan dan dilakukan homogenisasi kembali dengan kecepatan 8000 rpm selama 15 menit sehingga dihasilkan emulsi minyak sawit. Proses selanjutnya yaitu pengeringan emulsi minyak dengan menggunakan
spray dryer pada suhu inlet 170-180OC, suhu outlet 80-90OC sesuai dengan penelitian Fasikhatun (2010). Diagram alir pembuatan mikroenkapsulat minyak sawit dapat dilihat pada Gambar 4.
Keterangan :
* = asumsi asam lemak bebas 4.88%
Crude Palm Oil
(CPO) (100%) Degumming (80oC, 15 menit) Olein (72.40%) Deasidifikasi (59 oC ± 2 oC, 25 menit) Deodorisasi (140 oC, 60 menit) Stearin (23.10%) kg) Gum dan sabun Fraksinasi Asam fosfat 85% (0.15% b/b) NaOH160BE berlebih 17.5% (8.05%)* Kristalisasi (70oC menjadi 20oC) PFAD dan uap air (4.5%)
Gambar 4 Diagram alir pembuatan mikroenkapsulat minyak sawit
Mesin, peralatan, dan kemasan
Mesin yang digunakan dalam proses pembuatan mikroenkapsulat minyak sawit meliputi mesin pemurnian CPO untuk proses secara kontinu (boiler, degumming tank, refined and deodorized machine, fractination tank, filter press), mixer dan homogenizer, pengering semprot (spray dryer). Peralatan yang digunakan, diantaranya tangki penyimpanan CPO, tangki penyimpanan olein minyak sawit, dan timbangan. Mesin dan peralatan yang digunakan disesuaikan dengan kapasitas produksi, input, dan output masing – masing alat dan akan mempengaruhi harga pembelian mesin dan peralatan tersebut.
Kemasan yang akan digunakan untuk 1 kg produk mikroenkapsulat minyak sawit, yaitu plastik lapis aluminium foil vakum segel. Kemasan ini dipilih karena produk mikroenkapsulat minyak sawit memiliki komponen aktif, yaitu karotenoid yang sensitif terhadap udara atau oksidasi. Informasi mesin, peralatan, dan kemasan yang akan digunakan dapat dilihat pada Lampiran 3. Diagram alir proses dan kapasitas alat dapat dilihat pada Lampiran 4.
Homogenisasi t = 3 menit, 8000 rpm Homogenisasi t = 15 menit, 8000 rpm rpm Maltodekstrin (14.88%) Air 80OC (61.97%) Mixing t = 1 menit, 1000 rpm Olein (12.4%) Spray Drying T inlet = 170 - 180OC, T outlet= 80OC mikroenkapsulat minyak sawit (21.58%) Tween 80 (0.83%) Gelatin (2.48%) Gum Arab (7.44%)