BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 5
2.5 Keunggulan Minyak Sawit 9
2.6.3 Pengempaan (Pressing)
Pengempaan dilakukan untuk mengambil minyak dari massa adukan buah di dalam mesin pengempaan secara bertahap dengan bantuan pisau-pisau pelempar dari ketel adukan. Minyak yang keluar ditampung di sebuah talang di sebuah talang dan dialirkan ke crude oil tank melalui vibrating screen. (Sunarko, 2007)
Tujuan pengempaan adalah memeras minyak sebanyak mungkin dari massa remasan, sehingga kehilangan minyak sekecil-kecilnya. Untuk ini umumnya telah dipakai kempa ulir ganda, karena kempa ulir adalah yang paling sesuai untuk buah Tenera. Di dalam suatu silinder mendatar yang dindingnya berperforasi bekerja dua ulir dengan arah putar yang berlawanan. Pada ujung pengeluaran silinder terdapat suatu konus yang menekan massa ampas kempa yang akan keluar. Tekanannya dapat diatur secara optimanya.
Pengaturan posisi konus dapat dilakukan berdasarkan tekanan dalam kempa atau berdasarkan pemakaian tenaga listrik. Dinding silinder secara terus menerus dibilas dengan semprotan air panas. Juga ke dalam massa disemprotkan uap. Kapasitas kempa dapat diatur dengan penyesuaian putaran ulirnya. Makin tinggi tekanan kempa makin rendah kadar minyak dalam ampas kempa, tetapi makin banyak biji yang pecah dalam kempa. Oleh karena itu pilihan tekanan kempa adalah kompromi antara kedua hal tersebut. Untuk buah Tenera kompromi tersebut tercapai pada tingkat kehilangan minyak 7,5 % terhadap zat kering. Untuk buah Dura kehilangan ini akan lebih tinggi lagi, karena angka perbandingan biji dengan bagian serabut jauh lebih tinggi, sehingga kemungkinan biji bersinggungan satu sama lain dalam kempa menjadi lebih besar. Dengan demikian minyak yang terperangkap di
antara celah biji-biji, sehingga tidak terperas ke luar dari kempa, akan lebih banyak. Selain itu gaya yang diberikan hanya akan diserap oleh biji-biji saja. Serabut hampir tidak menerima gaya kempa, sehingga minyak yang tersisa dalam serabut karena tidak terperas habis akan lebih banyak pula. Menurut pengalaman, kempa ulir cocok untuk TBS yang mempunyai perbandingan biji dengan daging buah sebesar 25:75 atau lebih.
Korelasi antara kehilangan minyak dalam ampas kempa dan persentasi biji pecah terhadap jumlah biji tergantung pada banyak faktor. Untuk kempa tertentu (buatan atau bentuk rancangan ulir tertentu) akan diperoleh persentasi biji pecah tertentu untuk kehilangan minyak tertentu. Sehubungan dengan ini terdapat hubungan yang jelas antara komposisi ampas kempa, gaya atau torque (posisi konus), kehilangan minyak dalam serabut, tebal cangkang, dan persentasi biji pecah.
Secara umum dapat dibedakan sebagai berikut :
a. Pada torque konstan, jumlah biji pecah bertambah menurut persentasi biji dalam ampas kempa.
b. Pada kondisi buah konstan kehilangan minyak dalam serabut berkurang menurut pertambahan torque, dan pada waktu sama jumlah biji pecah meningkat.
c. Pada torque konstan jumlah biji pecah bertambah menurut persentase inti terhadap biji (cangkang lebih tipis).
d. Pada pengumpanan yang kurang, sehingga kapasitas terlalu rendah dibandingkan dengan putaran ulir (memperbesar slip dari ampas), biji pecah meningkat.
Ada beberapa tipe kempa ulir, namun prinsip kerjanya adalah sama, dengan kapasitas normal 10 atau 15 ton TBS/jam. Bahkan ada kempa yang mampu bekerja dengan kapasitas berubah-ubah antara 6-20 ton TBS/jam tergantung pada keadaan, dengan mengatur putaran sumbu utamanya. (Soepadiyo Mangoensoekarja, 2003)
Brondolan yang terpipil dari stasiun pemipilan diangkut ke bagian pengadukan/pencacahan (digester). Alat yang digunakan untuk pengadukan/pencacahan berupa sebuah tangki vertical yang dilengkapi dengan lengan-lengan pencacah di bagian dalamnya. Lengan-lengan pencacah ini diputar oleh motor listrik yang dipasang di bagian atas dari alat pencacah. Putaran lengan-lengan pengaduk berkisar 25-26 rpm. Tujuan utama dari proses digesting yaitu mempersiapkan daging buah untuk pengempaan (pressing) sehingga minyak dengan mudah dapat dipisahkan dari daging buah dengan kerugian yang sekecil-kecilnya.
Brondolan yang telah mengalami pencacahan dan keluar melalui bagian bawah digester sudah berupa ‘ bubur’. hasil cacahan tersebut langsung masuk ke alat pengempaan yang berada persis di bagian bawah digester. Pada pabrik kelapa sawit, umunya digunakan screw press sebagai alat pengempaan untuk memisahkan minyak dari daging buah. Proses pemisahan minyak terjadi akibat putaran screw mendesak bubur buah, sedangkan dari arah yang berlawanan tertahan oleh sliding cone. Screw dan sliding cone ini berada di dalam sebuah selubung baja yang disebut press cage, di mana dindingnya berlubang-lubang di seluruh permukaannya. Dengan demikian minyak dari bubur buah yang terdesak ini akan keluar melalui lubang-lubang press cage,sedangkan ampasnya keluar melalui celah antara sliding cone dan press cage.
Selama proses pengempaan berlangsung, air panas ditambahkan ke dalam screw press. hal ini bertujuan untuk pengenceran (dilution) sehingga massa bubur buah yang dikempa tidak terlalu rapat. Jika massa bubur buah terlalu rapat maka akan dihasilkan cairan dengan viskositas tinggi yang akan menyulitkan proses pemisahan sehingga mempertinggi kehilangan minyak. Jumlah penambahan air berkisar 10-15% dari berat TBS yang diolah dengan temperature air sekitar 90oC. proses pengempaan akan menghasilkan minyak kasar dengan kadar 50% minyak, 42% air dan 8% zat padat.
Alat pengempa yang biasa digunakan dilingkungan PKS perkebunan besar berupa screw press dengan kapasitas olah 15-17 ton TBS per jam per unit dengan putaran screw 11-12 rpm. Lubang-lubang dinding press cage dibatasi maksimum 4 mm agar minyak yang dihasilkan tidak banyak kotoran. Celah antara sliding cone dan press cage dibatasi maksimum 6 mm agar kehilangan minyak yang terbawa oleh ampas bisa ditekan serendah mungkin. (Iyung Pahan, 2006)
bubur buah kelap sawit dimasukkan ke dalam mesin pemeras. Dengan alat ini minyak yang berada di tengah-tengah bubur akan ditekan keluar. Mesin pemeras yang digunakan ada dua jenis.
a. Hydraulic Press Machine (Mesin Pemeras Hidrolis)
Mesin pemeras ini terdiri atas dua buah ketel, satu ketel ada dalam mesin dan satu ketel lagi ada di luar mesin. Ketel bagian dalam berlubang-lubang, merupakan tempat keluarnya minyak jika jeladren diperas. Ketel bagian luar berfungsi sebagai penampung minyak hasil perasan.
Ketel dalam diisi penuh dengan jeladren, ditekan dengan silinder bertekanan besar. Setelah itu, silinder penekan dikeluarkan. Ampas jeladren dikeluarkan dari ketel dalam, sedangkan minyak yang dihasilkan akan tertampung di ketel luar. Kapasitas ketel bagian dalam sekitar 60-300 kg jeladren.
b. continue Press Machine (mesin Pemeras Kontinu)
mesin ini berupa ketel yang dipasang membujur (horizontal). Dinding ketel berlubang-lubang, berfungsi sebagai tempat keluarnya minyak. Di dalam ketel terdapat sumbu berdaun yang berbentuk spiral melingkar. Bentuk sumbu beserta daunnya menyerupai mata bor. Jika mesin bergerak, ketel secara terus-menerus diisi dengan jeladren. Jeladren akan bergerak dan terdesak kearah alat pemeras. Minyak akan keluar melalui dinding yang berlubang dan ampas jeladren akan keluar melalui ujung ketel. Dari segi efisiensi, penggunaan mesin pemeras kontinu lebih menguntungkan daripada penggunaan mesin hidrolik karena bisa menghemat waktu dan tenaga. (Selardi Sastrosayono, 2003)
2.6.3.1Screw Press
Telah diterangkan bahwa semakin tinggi ratio antara perikarp dengan biji maka efisiensi hantaran gaya dalam pemerasan buah kurang sempurna, oleh sebab itu ekstraksi minyak dengan hidraulik proses tidak dapat diterapkan pada pabrik yang mengolah buah Tenera, karena ratio antara perikarp dengan biji terlalu tinggi. Cara tersebut dianggap kurang ekonomis pada pabrik yang berkapasitas besar 30 ton
TBS/jam sehingga dalam perkembangan kelapa sawit yang menanam jenis Tenera perlu melakukan pembaharuan dalam ekstraksi minyak yaitu menggunakan screw press.
Mekanisme pengempaan ialah masuknya adonan kedalam cylinder press dan mengisi worm, volume setiap space worm berbeda, semakin mengarah ke ujung as screw volume semakin kecil, sehingga perpindahan massa akan menyebabkan minyak terperas. Dan kenyataannya saat ini alat kempa yang dijumpai di pabrik umumnya terdiri dari Screw Press. Hal ini disebabkan beberapa faktor antara lain :
1. Kapasitas olah alat yang tinggi, dan dapat menghemat tempat jika dibandingkan dengan hydraulic press.
2. Karena kapasitas yang tinggi maka biaya operasi per ton TBS sangat rendah. 3. Kebutuhan operator untuk mengoperasikan lebih sedikit dibanding dengan
hydraulic press.
4. Kebutuhan tenaga (power) yang rendah untuk memeras buah.
5. Cake breaker conveyor lebih mudah memecahkan gumpalan cake yang keluar.
Disamping itu terdapat kelemahannya antara lain : 1. Membutuhkan ongkos perawatan yang tinggi
2. Banyak biji yang pecah, terutama biji yang terdiri dari cangkang tipis. 3. Minyak yang keluar dari Screw Press lebih banyak mengandung padatan
yang terdiri dari serat, pasir dan Lumpur sehingga minyak yang keluar ke Oil Gutter lebih pekat, dan akan membutuhkan air pengencer yang lebih banyak.
4. Akibat pegempaan yang berfungsi juga untuk mencincang dan mengaduk adonan maka minyak lebih cenderung mengarah ke emulsi sehingga dalam air buangan yang keluar ke fat pit mengandung minyak yang lebih tinggi.
2.6.3.2Tekanan Kerja Screw Press
Penggerak as screw press dilakukan dengan elektromotor yang dipindahkan dengan belt, gigi dan hydraulic. Power yang diperlukan mengerakkan alat screw adalah 19-21 KWH dengan putaran shaft 12-13 rpm. Efektifitas tekanan ini tergantung pada tahanan lawan pada adjusting cone.
Untuk menurunkan kadar minyak dalam ampas tekanan lawan dinaikkan dengan mengatur cone, hal ini akan menyebabkan efek samping yaitu ditemukan persentase biji pecah yang tinggi dan dapat mempercepat kerusakan screw press, bahkan dapat menyebabkan kebakaran elektromotor screw press. Tekanan kerja cone yang rendah akan menghasilkan ampas dengan kadar minyak yang tinggi dengan sedikit jumlah biji pecah sudah berkurang. Oleh sebab itu pengoperasian screw press hendaknya dipertimbangkan keuntungan dan kerugian yang diakibatkannya.
2.6.3.3 Stabilitas Tekanan
Tekanan yang terlalu bervariasi akan mengakibatkan pengaruh negatif terhadap proses pengempaan dan terhadap alat kempa.adjust yang dilakukan pada elektromotor dan cone yang secara terpisah tidak dapat mempertahankan tekanan yang stabil. Untuk menstabilkan tekanan kerja dan tekanan lawan pada screw press dilakukan dengan
cara mengganti ‘geardrive’ dengan ‘hydrolic transmissi’ sehingga ganjalan-ganjalan yang terdapat dalam screw press yang disebabkan ketidaksamaan bahan baku dapat diatur secara automatic. Alat ini sudah banyak dikembangkan pada screw press. Keuntungan dari alat ini adalah dapat mengatur sendiri tekanan tertinggi dan tekanan terendah dalam screw press, serta dapat diatur arah putaran screw sehingga cake yang berbeda dalam cylinder press dapat dikeluarkan.
Tujuan untuk menstabilkan tekanan presan adalah :
a. Memperkecil kehilangan minyak dalam ampas, dengan meratanya adonan masuk kedalam screw press yang diimbangi dengan tekanan stabil maka ekstraksi minyak akan lebih sempurna, dengan demikian kehilangan minyak akan lebih rendah.
b. Menurunkan jumlah biji pecah. Semakin tinggi variasi tekanan dalam screw press maka jumlah biji pecah semakin tinggi.
c. Memperpanjang umur teknis. Umur teknis alat seperti screw, cylinder press dan elektromotor lebih tahan lama karena kurangnya goncangan elektrik dan mekanik.
2.6.3.3 Air Pengencer
Air pengencer yang diberikan pada alat screw press tergantung pada jenis alat. Pemberian air pengencer dilakukan dengan cara menyiram cake dalam pressan dari atas bagian tengah. Jumlah air pengencer yang diberikan tergantung pada suhu air pengencer, semakin tinggi suhu air pengencer maka jumlah air yang diberikan semakin sedikit. Jumlah air pengencer yang diberikan, menurut hasil percobaan pada
beberapa alat screw press yaitu 50-75% terhadap kandungan minyak dalam adonan tersebut, misalnya jika rendemen minyak 22% dengan kapasitas screw press 10 ton TBS/jam maka air yang disemprotkan sebagai air pengencer sebanyak 1,1-1,65 m3.
Pengenceran bertujuan untuk mengencerkan minyak sehingga pemisahan pasir dan serat-serat yang terdapat dalam minyak (NOS) dapat berjalan dengan baik. Pengenceran berlangsung dengan baik bila suhu air pengenceran 80-90oC. suhu ini kadang-kadang tidak mendapat perhatian yang serius, karena tangki air panas berada ditempat yang lebih tinggi dari digester, sehingga pengantarannya lebih sulit. Air pengencer yang diberikan ke dalam cairan bermanfaat :
a. untuk menurunkan viskositas cairan, sehingga zat yang memiliki BJ≥1,0 akan
mudah mengendap sedangkan zat yang memiliki ≤1,0 akan mengapung.
b. Untuk mempermudah pemisahan fraksi yang terdapat dalam cairan minyak berdasarkan polaritas.
c. Untuk memecahkan emulsi minyak yang dalam bentuk butiran halus dan sering melekat dengan NOS. Juga berperan untuk melemahkan fungsi emulsifier yang terdapat dalam minyak.
Jumlah air pengencer yang digunakan sangat bervariasi antara PKS-PKS. Jumlah air pengencer sulit diketahui jika tidak menggunakan flow meter. Jumlan air pengencer yang dianjurkan yaitu sebanding dengan crude oil yang keluar dari screw press. Jumlah air yang digunakan berpengaruh terhadap retention time minyak dalam continuous settling tank, yang sangat penting artinya dalam efisiensi pemisahan minyak dan kualitas minyak sawit. Jumlah air yang dianjurkan adalah sebanding dengan jumlah yang terdapat dalam cairan. Berdasarkan uraian sebelumnya maka jumlah air pengencer yang digunakan ialah 320 liter/ton TBS setara dengan 9600
liter/jam untuk PKS 30 ton TBS/jam, dengan perincian 50% untuk screw press dan 50% untuk vibrating screen dan stasiun klarifikasi.
Pemakaian air yang terlalu banyak akan menyebabkan penurunan kualitas unit pengolahan PKS terutama pada alat klarifikasi. Hal ini diatasi dengan memperpendek retention time pada setiap alat pengolahan yang dapat berakibatkan penurunan efisiensi ekstraksi. Dan sering menimbulkan penambahan instalasi yang seharusnya tidak perlu. Pemberian air pengencer tergantung pada disain unit pengolahan dan
kandungan NOS, yang dapat dipengaruhi oleh kebersihan pemanen. (Ponten M Naibaho, 1998)
