GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN
AFD/BAG Karyawan
2.8. Proses Produks
2.8.3. Uraian Proses Produks
2.8.3.1. Proses Pegolahan Minyak Sawit
PTPN 4 Kebun Pabatu bahan baku utamanya adalah buah sawit yang masih segar, sebelum menjadi CPO dan inti sawit melalui berapa proses. Proses nya adalah sebagai berikut :
1. Stasiun penerimaan buah (Fruit Reception Station)
Stasiun penerimaan buah ini berfungsi untuk menerima Tandan Buah Segar yang berasal dari kebun. Pada stasiun ini Tandan Buah Segar melalui tahapan proses sebagai berikut :
a. Penimbangan Buah.
b. Penumpukan dan pemindahan buah. 2. Penimbangan Buah (Fruit Weighting)
Charles H. Nababan : Analisis Keandalan Dan Penentuan Persediaan Optimal Komponen Sludge Separator Di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Pabatu, 2010.
Tandan Buah Segar yang baru dipanen dari kebun diangkut dengan
menggunakan truk ke pabrik. Setelah tiba di lokasi pabrik terlebih dahulu ditimbang pada jembatan timbang (Weighting Bridge). Penimbangan dilakukan dua kali. Pertama, untuk mengetahui berat kendaraan dalam keadaan berisi muatan (bruto). Kedua, untuk mengetahui berat kendaraan setelah dibongkar muatan (tarra).
3. Penumpukan dan pemindahan buah (transfer and loading ramp)
Setelah melalui jembatan timbang kemudian truk membongkar muatannya di loading ramp. Buah sawit yang sudah disortasi kemudian dituang ke penampungan buah (fruit hoppers) yang dibuat kemiringan 1350 terhadap dasar alas kisi-kisi. Fruit hoppers dilengkapi dengan pintu-pintu yang dapat digerakkan secara vertikal (turun naik) oleh tenaga elektris. Fungsi loading ramp adalah sebagai berikut :
a. Tempat penampungan dan penumpukan TBS Sementara, sebelum diolah. b. Tempat melakukan sortasi terhadap TBS yang masuk ke pabrik.
c. Memudahkan pengisian TBS ke dalam lory.
d. Menjamin penyediaan bahan baku untuk kontinuitas proses. 4. Stasiun Perebusan
TBS yang berada dalam lory rebusan diangkut dari Stasiun Penerimaan Buah dengan bantuan transfer carier yang bergerak pada jaringan rel. Lory rebusan ini selain sebagai alat angkut juga sebagai wadah untuk merebus buah. Badan lory tersebut terbuat dari plat baja berlubang kecil dengan diameter 2 cm dan jarak antar lubang 5 cm. Dengan adanya lubang pada lory, uap (steam) lebih
Charles H. Nababan : Analisis Keandalan Dan Penentuan Persediaan Optimal Komponen Sludge Separator Di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Pabatu, 2010.
mudah masuk dan dapat memasak secara merata. Lory rebusan ini berisi penuh dan merata dengan kapasitas rata 2,5 ton/lory. Tujuan perebusan ini adalah sebagai berikut :
a. Menghentikan aktivitas enzim
Dalam buah yang dipanen terdapat enzim lipase dan oksidase yang tetap bekerja dalam buah sebelum enzim itu dihentikan dengan pelaksanaan tertentu. Enzim dapat dihentikan dengan cara fisika dan kimia. Cara fisika yaitu dengan cara pemanasana pada suhu yang dapat mendegradasi protein. Enzim lipase bertindak sebagai katalisator dalam pembentukan trigliserida dan kemudian memecahkan kembali menjadi asam lemak bebas (ALB). Aktivitas enzim semakin tinggi apabila buah mengalami kememaran (luka). Untuk mengurangi aktivitas enzim sampai di PKS diusahakan agar kememaran buah dalam persentase yang relatif kecil. Enzim pada umumnya tidak aktif lagi pada suhu 500C, oleh sebab itu perebusan pada suhu 1200C akan menghentikan kegiatan enzim.
b. Melepaskan buah dari Spiklet
Minyak dan inti sawit terdapat dalam buah maka untuk mempermudah proses ekstraksi pengutipan minyak dan inti sawit, buah perlu dilepaskan dari spiklet. Buah dapat terlepas dari Spiklet melalui cara hidrolisa hemiselulosa dan pektin yang terdapat pangkal buah. Hidrolisa dengan reaksi biokimia telah terjadi sebagian di lapangan yaitu pada proses pemasakan buah yang ditandai dengan buah yang berondol. Reaksi hidrolisis dan hemiselulosa dan pektin terdapat dalam
Charles H. Nababan : Analisis Keandalan Dan Penentuan Persediaan Optimal Komponen Sludge Separator Di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Pabatu, 2010.
ketel rebusan yang dipercepat oleh pemanasan. Panas uap tersebut dapat meresap ke dalam buah karena adanya tekanan
c. Menurunkan Kadar Air
Sterilisasi buah dapat menyebabkan penurunan kadar air buah dan inti, yaitu dengan cara penguapan baik pada saat perebusan maupun saat sebelum pemipilan. Penurunan kandungan air buah menyebabkan penyusutan buah sehingga terbentuk rongga-rongga kosong yang mempermudah proses pengempaan. Interaksi penurunan kadar air dan panas dalam buah akan menyebabkan minyak sawit antara sel dapat bersatu dan mempunyai viskositas yang rendah sehingga mudah keluar dari dalam sel sewaktu proses pengempaan berlangsung.
d. Pemecahan emulsi
Minyak dalam buah berbentuk emulsi dapat lebih mudah keluar dari sel jika berubah dari fase emulsi menjadi minyak. Perubahan ini terjadi dengan bantuan pemanasan, yang mengakibatkan penggabungan fraksi yang memiliki polaritas yang sama dan berdekatan, sehingga minyak dan air masing-masing terpisah. Peristiwa ini akan mempermudah minyak keluar dari buah. Penetrasi uap yang sempurna pada buah, terutama pada buah yang paling dalam, akan mempertinggi efisiensi ekstraksi minyak.
e. Membantu proses pelepasan inti dari cangkang
Perebusan yang sempurna akan menurunkan kadar air biji hingga 15%. Kadar air biji yang turun hingga 15% akan menyebabkan inti susut sedangkan tempurung biji tetap, maka terjadi inti yang lekang dari cangkang. Hal ini akan
Charles H. Nababan : Analisis Keandalan Dan Penentuan Persediaan Optimal Komponen Sludge Separator Di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Pabatu, 2010.
membantu fermentase di dalam Nut Silo, sehingga pemecahan biji dapat berlangsung dengan baik, demikian juga pemisahan inti dan cangkang dalam proses pemisahan kering atau basah dapat menghasilkan inti yang mengandung kotoran lebih kecil.
5. Stasiun Penebah
Pada stasiun penebah, buah dituang dari lori ke rebusan ke automatic feeder dengan menggunakan hosting crane. Automatic feeder ini berfungsi untuk menampung serta mengatur pemasakan buah ke dalam alat penebah (threser/stripper drum) dalam threser. Buah yang masih melekat pada tandan akan lepas dan dipisahkan dengan menggunakan prinsip bantingan. Alat penebah ini berupa drum yang terpasang secara horizontal dan berputar dengan kecepatan ± 23 rpm. Akibat perputaran drum, tandan bergerak ke atas searah dengan perputarannya. Kemudian tandan akan jatuh terbanting sehingga buah atau brondolan terlepas dari tandannya. Keberhasilan perebusan jika tidak didukung pemipilan yang baik maka kehilangan minyak akan tinggi. Oleh sebab itu perlu dilakukan pemipilan yang lebih sempurna dan keberhasilan pemipilan juga tergantung pada proses perebusan.
6. Stasiun Pengempaan (screw press)
Stasiun pengempaan adalah stasiun pertama dimulainnya pengambilan minyak dari buah dengan jalan melumat dan mengempal. Pada stasiun ini dilakukan 2 tahap pengolahan yaitu :
Charles H. Nababan : Analisis Keandalan Dan Penentuan Persediaan Optimal Komponen Sludge Separator Di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Pabatu, 2010.
a. Pengadukan (digesting)
Brondolan yang dihasilkan pada proses penebah, dialirkan ke dalam digester. Peralatan ini digunakan untuk melumatkan brondolan sehingga daging buah (pericrape) terpisah dari biji (noten) dan menghancurkan sel-sel yang mengandung minyak. Dalam waktu cepat agar minyak dapat diperas sebanyak- banyaknya pada saat pegempaan.
Alat ini sering disebut ketel aduk yag terdiri dari bejana yang dilengkapi dengan alat perajang, dan pemanas untuk mempersiapkan bahan agar lebih mudah dikempa dalam screw press. Digester dilengkapi dengan alat pengaduk yang berfungsi untuk merajang buah sehingga terjadi pelepasan daging buah dan biji sambil pemecahan kantong-kantong minyak. Volume digester berpengaruh terhadap kehilangan minyak.
Digester yang penuh akan memperlama proses pengadukan dengan tekanan lawan yang kuat sehingga perajangan sempurna karena ketinggian buah dalam digester akan menimbulkan tekanan di dasar digester semakin tinggi dan tahanan lawan terhadap pisau semakin tinggi, dan pemecahan kantong minyak dan pemisahan serat dengan serat lain semakin sempurna. Pengadukan dilakukan dengan kondisi proses sebagai berikut:
Ketel adukan selalu dalam keadaan penuh minimal ¾ dari volumenya.
Temperatur pemanasan (uap) 90-950
Waktu pengadukan 15-20 menit
Charles H. Nababan : Analisis Keandalan Dan Penentuan Persediaan Optimal Komponen Sludge Separator Di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Pabatu, 2010.
Jika kondisi ini tidak terpenuhi, masa adukan akan sulit diproses pada saat pengempaan, akibatnya kehilangan minyak dalam ampas akan meningkat. b. Pengempaan ( pressing)
Massa adukan yang berasal dari alat pengaduk (digester) dialirkan ke dalam alat pengempa (screo press) yang berfungsi untuk mengempa massa adukan sehingga terjadi pemisahan antara massa padat (biji, serat dan kotoran) dengan cairan minyak kasar. Tujuan dari proses pengempaan ini adalah untuk mengambil minyak yang ada dalam massa adukan semaksimal mungkin dengan cara memompa pada tekanan tertentu. Tekanan kempa yang dibutuhkan 50-60 kg/cm2.
Alat pengempa yang digunakan adalah jenis kempa ulir ganda (double screw press). Alat ini terdiri dari sebuah silinder (press cylinder) yang berlubang- lubang yang didalamnya terdapat 2 buah ulir (feet screw dan main screw) yang berputar yang berlawan arah dengan kecepatan yang sama. Mekanisme pengempaan adalah masuknya adonan ke dalam cylinder press dan mengisi worm. Volume setiap space worm berbeda, semakin mengarah ke ujung as screw volume semakin kecil, sehingga pepindahan massa akan menyebabkan minyak terperas. Hal ini disebabkan beberapa faktor antara lain:
a. Kapasitas olah alat yang tinggi, dan dapat menghemat tempat jika dibandingkan dengan hidrolic press.
b. Karena kapasitas yang tinggi maka biaya operasi per ton TBS sangat rendah. c. Kebutuhan operator untuk mengoperasikan lebih sedikit dibandingkan dengan
Charles H. Nababan : Analisis Keandalan Dan Penentuan Persediaan Optimal Komponen Sludge Separator Di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Pabatu, 2010.
d. Kebutuhan tenaga (power) yang rendah untuk memeras buah. 7. Stasiun Pemurnian Minyak
Stasiun ini berfungsi untuk mendapatkan minyak sawit mentah (crude palm oil (CPO) yang sudah dimurnikan dari impurities atau kotoran lainnya. Stasiun pemurnian minyak adalah stasiun terakhir untuk pengolahan minyak sawit mentah (CPO). Pemurnian minyak bertujuan agar tidak terjadi penurunan mutu akibat adanya reaksi hidrolisis dan oksidasi. Hidrolisis dapat terjadi karena cairan bersuhu panas dan cukup banyak air demikian juga oksidasi akan terjadi dengan adanya Nos yang berupa bahan organik dan anorganik seperti Fe dan Cu berperan sebagai katalisator yang mempercepat terjadinya reaksi yang cepat.
Pada stasiun pemurnian/klarifikasi minyak, terjadi beberapa tahapan proses:
a. Pengenceran
Pengenceran bertujuan untuk mengenceran minyak sehingga pemisahan pasir dan serat-serat yang terdapat dalam minyak dapat berjalan dengan baik. Pengenceran berlangsung dengan baik bila suhu air pengenceran 80-900C. Suhu ini kadang-kadang tidak mendapat perhatian yang serius karena tangki air panas berada di tempat yang lebih tinggi dari digester sehingga pengamatannya lebih sulit. Jumlah air pengencer yang digunakan sangat bervariasi sehingga sulit diketahui jika tidak menggunakan flow meter. Jumlah air pengencer yang digunakan yaitu sebanding dengan crude oil yang keluar dari screw press. Pemakaian air yang terlalu banyak akan menyebabkan penurunan kualitas unit pengolahan PKS terutama pada alat klarifikasi. Hal ini diatasi dengan
Charles H. Nababan : Analisis Keandalan Dan Penentuan Persediaan Optimal Komponen Sludge Separator Di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Pabatu, 2010.
memperpendek retention time pada setiap alat pengolahan yang dapat berakibatkan penurunan efisiensi ekstraksi. Air pengencer yang diberikan bermanfaat untuk:
− Menurunkan viskositas cairan sehingga zat yang memiliki BJ > 1,0 akan mudah mengendap sedangkan zat yang memiliki BJ < 1,0 akan mengapung.
− Mempermudah pemisahan fraksi yang terdapat dalam cairan minyak
berdasarkan polaritas.
− Memecahkan emulsi minyak yang dalam bentuk butiran halus.
b. Sand Trap Tank
Keberhasilan proses pengendapan tergantung pada retention time. Bentuk sand trap tank adalah silinder sedangkan mekanisme kerjanya adalah memberikan aliran sirkulasi yang dapat mempercepat proses pengendapan pasir atau padatan yang BJ nya lebih besar dari minyak.
c. Ayakan Getar
Pemakaian ayakan getar bertujuan untuk memisahkan non oil solid yang berukuran besar, sehingga pada proses selanjutnya didapatkan minyak yang memenuhi standar. Ayakan getar dikenal dengan tipe vibro yang mempunyai mekanisme pemisahan yang bekerja dengan cara getaran melingkar dan atas bawah, yang terdiri dari 2 tingkat ayakan dengan ukuran 30 dan 40 mesh.
d. Crude Oil tank
Crude oil tank (COT) Berfungsi untuk mengendapkan partikel-partikel yang tidak larut dan lolos dari ayakan getar. Karena tangki ini ukuran kecil dapat
Charles H. Nababan : Analisis Keandalan Dan Penentuan Persediaan Optimal Komponen Sludge Separator Di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Pabatu, 2010.
dikatakan bahwa retention time nya relatif singkat sehingga lebih berfungsi untuk mengendapakan pasir atau lumpur partikel besar.
Fungsi utama oil tank adalah menampung minyak dan ayakan sebelum dipompakan pada oil settling tank, yang ditempatkan tepat di bawah ayakan getar sehingga minyak dan ayakan getar langsung ditampung.
e. Oil Setling Tank
Minyak yang berada di lapisan atas crude oil tank dipompakan ke oil setling tank untuk diendapkan. Fungsi dari setling tank adalah mengendapkan kotoran-kotoran yang terdapat dalam minyak. Proses pegendapan ini dapat berlangsung secara sempurna apabila suhu minyak dapat dipertahankan pada suhu 800C. Pada suhu ini kekentalan lebih rendah sehingga fraksi-fraksi yang BJ ≥ 1 akan berada di bagian bawah tangki dan mengendap.
Campuran minyak yang terdapat dalam oil setling tank terdiri dari 3 lapisan, yaitu: lapisan minyak, lapisan sludge, dan lapisan lumpur. Makin lama cairan minyak berada dalam oil setling tank maka pemisahan akan semakin sempurna dan lumpur pun akan mengendap di bagian dasar tangki. Kemudian diteruskan ke continious setling tank yaitu tipe bak bersambung yang dapat memisahkan lumpur sambil mengalir dari satu bak ke bak lain. Pemisahan dapat berlangsung baik jika kecepatan alir lebih lambat dari kecepatan mengendap. Pemisahan sludge berjalan dengan baik yaitu pada bak pertama cairan memisah menjadi dua fase yaitu fase ringan dan fase berat. Fase berat mengalir dari bak yang satu ke bak lainnya melalui dasar tangki sedangkan fase ringan mengalir dari bagian atas.
Charles H. Nababan : Analisis Keandalan Dan Penentuan Persediaan Optimal Komponen Sludge Separator Di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Pabatu, 2010.
8. Pemisahan pasir
Pemisahan pasir dilakukan melalui 3 tahap yaitu: a. Sand cyclone
Alat ini ditempatkan pada pipa aliran antara setling tank dengan sludge separator yang berperan untuk mengurangi jumlah pasir dan peralatan kasar. Alat ini terbuat dari logam atau porselin yang dapat memisahkan lumpur atau pasir secara gravitasi dengan bantuan pompa.
b. strainer
Alat ini ditempatkan sebelum cairan diolah dalam sludge operator. Alat ini memisahkan pasir dengan sistem saring. Alat penyaring terdiri dari fibre yang jarang-jarang sehingga pasir dan lumpur akan tersaring.
c. Sludge Tank
Sludge yang berasal dari oil setling tank dipompakan pada sludge tank dengan melalui desander, untuk membuang pasir-pasir halus yang terdapat pada sludge. Keberhasilan cairan minyak dalam sludge tank dipengaruhi pengoperasian desander, karena alat ini dapat berfungsi apabila pembuangan pasir dilaksanakan secara kontinu sludge yang berasal dalam sludge tank mendapatkan pemanasan dengan mengguanakan pipa uap tertutup agar minyak tidak goncang. Untuk mempercepat pemecahan gumpalan minyak dengan sludge dapat dilengkapi dengan alat stirrer dengan catatan tidak boleh terjadi pembentukan emulsi kembali.
Charles H. Nababan : Analisis Keandalan Dan Penentuan Persediaan Optimal Komponen Sludge Separator Di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Pabatu, 2010.
9. Sludge Centrifuge
Sludge yang masuk ke dalam sludge centrifuge terdiri dari bahan mudah menguap. Tujuan dari proses ini adalah memisahkan minyak dari air dan kotoran, dengan kata lain memisahkan minyak dari fraksi yang berat jenis nya 1. Air dan kotoran yang dipisahkan disebut dengan air drab dengan kadar minyak 7 - 10%. Fraksi ringan dikembalikan ke oil setling tank. Suhu minyak dalam sludge sparator dipertahankan diatas 900C yang dapat dibantu dengan pemberian uap gas. Cairan yang telah dibebaskan dari pasir-pasir halus dipompakan lagi ke oil setling tank.
10. Oil Tank
Cairan yang berada di permukaan tangki CST dialirkan ke dalam oil tank. Minyak ini masih mengandung air dan kotoran-kotoran ringan. Alat COT dilengkapi dengan pipa coil pemanas, yang digunakan untuk menaikkan suhu minyak hingga 900C. Tujuan pemanasan minyak adalah untuk mempermudah pemisahan minyak dengan air dan kotoran ringan dengan cara pengendapan, yaitu zat yang memiliki berat jenis lebih berat dari minyak akan mengendap pada dasar tangki. Suhu minyak dalam oil tank sangat berpengaruh pada perlakuan selanjutnya karena tidak terjadi lagi pemanasan, sehingga dianggap suhu pada oil tank adalah sumber panas untuk pengolahan lanjutan seperti pada oil purifier dan vacum dryer.
11. Oil Purifier
Alat purifier ini sering disebut oli centrifuge, yang berfungsi memurnikan minyak dari kotoran-kotoran. Prinsip kerja dari alat ini memisahkan fraksi yang
Charles H. Nababan : Analisis Keandalan Dan Penentuan Persediaan Optimal Komponen Sludge Separator Di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Pabatu, 2010.
BJ ≥ 1 artinya kotoran tergolong dalam fraksi berat. Semakin besar dibuat ukuran kapasitas olah alat itu sendiri, maka semakin menurun kemampuan untuk memurnikan minyak.
12. Sludge separator
Kesulitan yang dialami dalam pengolahan sludge terutama dalam mekanisme peroperasian sludge sparator dan pengantian nozzle maka dipikirkan cara pemisahan lumpur. Keberhasilan dalam pengoperasian sludge sparator dipengaruhi oleh :
− Komposisi umpan yang akan diolah, karena ratio antara minyak antara air dan lumpur mempengaruhi terhadap daya pisah terhadap alat tersebut.
− Fungsi alat sludge sparator tersebut.
− Penimbangan kapasitas alat dengan jumlah sudut gaya yang diolah. 13. Pengeringan Minyak
Minyak yang masih mengandung air 0,6 - 1,0% perlu dikeringkan agar air tersebut tidak lagi berfungsi sebagai bahan pereaksi dalam reaksi hidrolisis. Maka untuk menghilangkan air tersebut perlu dilakukan pengeringan khusus. Pengeringan ini dapat dilakukan dengan panas dalam udara terbuka, pemanasan dalam ruangan tertutup dan dalam ruangan hampa. Mekanisme pemanasan minyak dapat mempengaruhi mutu minyak dan dapat diketahui dari hasil pengeringan.
Charles H. Nababan : Analisis Keandalan Dan Penentuan Persediaan Optimal Komponen Sludge Separator Di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Pabatu, 2010.