BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar BelakangPengolahan Kelapa Sawit merupakan suatu proses untuk mendapatkan kandungan minyak dari TBS (Tandan Buah Segar) Kelapa Sawit yang pengolahannya dilakukan di Pabrik Kelapa Sawit. Adapun Politeknik Teknologi Kimia Industri Medan memiliki Pabrik Kelapa Sawit Mini sendiri yang mampu mengolah TBS menjadi CPO. Adapun unit-unit dalam PKS Mini tersebut yaitu unit Sterilizer, Thereser, Digester, CST, Boiler dan Screw Press.
Strelizier merupakan salah satu alat pengolahan buah kelapa sawit yang memanfaatkan tekanan steam (uap panas) dari ex turbin untuk merebus tandan buah segar dalam suatu bejana bertekanan. Sterilizer memiliki beberapa keterpasangan alat seperti stasiun lainnya yang masing-masingnya memiliki fungsi yang berbeda-beda.
Parameter penting produksi seperti efisiensi ekstraksi, rendemen, kualitas produk sangat penting perananya dalam menjamin daya saing industri perkebunan kelapa sawit di banding minyak nabati lainnya. Perlu diketahui bahwa kualitas hasil minyak CPO yang diperoleh sangat dipengaruhi oleh kondisi buah (TBS) yang diolah dalam pabrik. Sedangkan proses pengolahan dalam pabrik hanya berfungsi menekan kehilangan dalam pengolahannya, sehingga kualitas CPO yang dihasilkan tidak semata-mata tergantung dari TBS yang masuk ke dalam pabrik.
Diharapkan kepada praktikan agar mampu menguasai unit Sterilizer agar mengalami kemudahan jika bekerja di pabrik kelapa sawit nantinya.
1. Untuk mengetahui proses kerja alat sterilizer
2. Untuk mengetahui bagaimana memperlakukan alat sterilizer 3. Untuk menambah wawasan mengenai sterilizer
1.3. Tujuan
1. Untuk mengetahui proses perebusan TBS pada sterilizer di pks mini PTKI Medan
2. Untuk mengetahui fumgsi komponen pada sterilizer
3. Untuk mengetahui tujuan perebusan yang dilakukan pada pengolahan kelapa sawit
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. Pengertian Sterilizer2. Untuk membantu melepaskan butir-butir buah dari tandannya. 3. Untuk menghidrolisa zat-zat lendir.
4. Untuk mematikan enzim-enzim yang berkemampuan memecah/mengurai minyak. 5. Untuk persiapan proses pengempaan dengan melunakkan buah dan melepaskan
mesokarp dari nut.
6. Untuk mempersiapkan dalam proses pengolahan biji dengan membantu melepaskan kernel dari cangkang dan membantu cangkang agar mudah pecah.
7. Untuk mengkoagulasi unsur-unsur putih telur.
Sterilizer adalah suatu bejana uap yang bertekanan, yang fungsinya merebus Tandan Buah Segar (TBS) dengan memakai media pemanas. Media tersebut adalah uap basah yang berasal dari sisa pembuangan turbin uap yang bertekanan ± 3 kg/cm2
dan temperature ±1450C. Alat ini di sebut juga bejana rebusan/ketel rebusan dan
biasanya alat ini sebagai media perebusan buahkelapa sawit. Ada dua macam type sterilizer yang biasa digunakan yaitu sterilizer vertical dan horizontal.
Sterilizer vertical berbentuk silinder dengan muatan 2-6 ton TBS. Buah di isi melalui pintu atas dan dikeluarkan melalui pintu pengeluaran sebelah sisi depan bawah. Pada bagian sterilizer dialasi dengan plat berlubang yang dipasang menurun kearah pintu sehingga memudahkan untuk mengeluarkan isinya.
Sedangkan sterilizer horizontal berbentuk silinder yang dipasang mendatar, ditumpu sesuai panjangnya. Sterilizer horizontal ada yang berpintu satu dan ada yang berpintu dua. Sterilizer ini di isi dengan tandan buah yang dimasukkan kedalam lori. Lori ini ada yang berkapasitas 1,5 ton dan 2,5 ton TBS. sterilizer horizontal dapat dimuati 8-10 lori untuk satu kali perebusan dengan muatan perlori 2,5 ton TBS.
Perbedaan antara kedua sterilizer tersebut adalah :
1. Sterilizer vertical lebih sederhana dalam bentuk serta lebih rendah biaya investasinya di bandingkan dengan sterilizer horizontal.
2. Kapasitas olah sterilizer vertical lebih kecil di bandingkan dengan sterilizer horizontal karena sterilizer vertical hanya dapat di pergunakan di pabrik yang berkapasitas terbatas.
buah mengalami kerusakan sewaktu pengisian karena berbenturan dengan pintu isian dan bantingan yang dialami sewaktu di masukan.
4. Diperlukannya waktu yang lama untuk membongkar isi sterilizer vertical karena di lakukan dengan tangan manusia jika di bandingkan dengan sterilizer horizontal yang di lakukan dengan mekanik.
Perkembangan alat perebusan yang terakhir adalah sterilizer mendatar. Sterilizer ini pada umumnya di lengkapi dengan :
1. Pipa uap masuk
Ukuran pipa ini harus cukup besar untuk mempercepat kenaikan tekanan dalam sterilizer dan umumnya dipakai pipa berukuran 6 inchi. Disamping adanya pelat pembagi uap dalam sterilizer juga di tambah dengan pipa uap yang terpasang di luar sebelah atas sterilizer.
2. Pipa pengeluaran uap dan kondensat
Pipa pengurasan/pembuangan uap terletak di atas sterilizer. Ukuran pipa pembuangan ini biasanya 8 inchi. Pipa ini di lengkapi dengan peredam suara. Lubang pengeluaran di tutup dengan kotak plat berlubang untuk penahan buah dan kotoran lain. Pipa pengurasan kondensat di pasang di bagian bawah sterilizer. Selain pipa ini ada pula pipa samping (by pass pipe) yang berukuran 3 inchi untuk pembuangan air kondensat.
menyebabkan penurunan tekanan uap. Waktu perebusan berlangsung lebih lama apa bila lapisan buah yang di lalui uap semakin banyak.
Adapun tujuan perebusan yang di lakukan pada pengolahan kelapa sawit adalah sebagai berikut :
1. Menghentikan aktifitas enzim
Dalam buah yang di panen terdapat enzim lipase dan oksidase yang tetap bekerja dalam buah sebelum enzim di hentikan dengan pelaksanaan tertentu. Enzim dapat di hentikan dengan cara fisika dan kimia. Cara fisika yaitu dengan cara pemanasan dengan suhu yang dapat mendegradasi protein. Enzim lipase bertindak sebagai katalisator dalam pembentukan trigleserida dan kemudian memecahkannya kembali menjadi asam lemak bebas (ALB). Enzim oksidase berperan dalam proses pembentukan peroksida yang kemudian dioksidasikan lagi dan pecah menjadi gugusan aldehide dan kation. Senyawa yang terakhir bila dioksidasi lagi akan menjadi asam. Jadi ALB yang terdapat dalam minyak terdiri dari enzim tanaman (plant enzim) dan yang terkontaminasi (misalnya dari jamur) selama proses penanganan.
Aktifitas enzim semangkin tinggi apabila mengalami kememaran (luka). Untuk mengurangi aktifitas enzim sampai di PKS di usahakan agar kememaran buah dalam persentase relatif kecil. Enzim pada umumnya tidak aktif lagi pada suhu 50 oC. Oleh sebab itu perebusan pada suhu 120oC akan menghentikan kegiatan enzim.
2. Melepaskan buah dari spiklet
Minyak dan inti sawit terdapat dalam buah, maka untuk mempermudah proses ekstrasi pengutipan minyak dan inti sawit, buah perlu dilepaskan dari spikletnya. Buah dapat terlepas dari spiklet melalui cara hidrolisa hemiselloulosa dan pektin yang terdapat di pangkal buah. Hidrolisis dapat terjadi dengan proses kimia dan kimia fisika serta reaksi biokimia.
tekanan. Hidrolisis pektin dalam tanki tidak seluruhnya dapat menyebabkan pelepasan buah, oleh karena itu masih perlu dilanjutkan dengan proses pemipilan pada Threshing Machine.
3. Menurunkan kadar air
Sterilisasi buah dapat menyebabkan penurunan kadar air buah dan inti, yaitu dengan cara penguapan baik pada saat perebusan maupun pada saat sebelum pemipilan. Penurunan kandungan air buah menyebabkan penyusutan buah sehingga terbentuk rongga-rongga kosong pada perikarp yang mempermudah proses pengempaan. Interaksi kadar air dan panas akan buah, akan menyebabkan minyak sawit antar sel dapt bersatu dan mempunyai viskositas yang rendah sehingga mudah keluar dari dalam sel sewkatu proses pengempaan berlangsung.
Perikarp yang mendapat perlakuan panas dan perlakuan panas dan tekanan akan meningkatkan sifat merah mudah lepas antara serat satu dengan nyang lain. Hal ini akan meningkatkan efesiensi digester dan deperincaper/polishing drum. Air yang terkandung dalam inti akan menguap melalui mata biji sehingga kernel susut dan proses pemecahan biji akan mudah.
4. Pemecahan emulasi
5. Melepaskan serat dan biji
Perebusan buah yang tidak sempurna dapat menimbulkan kesulitan pelepasan serat biji dalam polishing drum, yang menyebabkan pemecahan biji lebih sulit dalam alat pemecah biji. Penetrasi uap yang cukup baik akan membantu proses pemisahan serat preikarp dan biji, yang dipercepat oleh proses hidrolisis. Apabila serat tidak lepas, maka lignin yang terdapat diantara serat akan menahan minyak. Jika biji di pukul dalam alat pemecah biji maka akan terjadi sifat kenyal yang membuat biji tidak pecah, dan jika pecah maka yang akan terjadi adalah pecahan besar yang melekat pada inti.
6. Membantu proses pelepasan inti dari cangkang
Perebusan yang sempurna akan menurunkan kadar air biji hingga 15 %. Kadar air yang turun 15 % akan menyebabkan inti susut sedangkan tempurung biji tetap, maka terjadi inti yang lekang dari cangkang. Hal ini akan membantu proses fermentasi didalam Nut Silo, sehingga pemecahan biji dapat berlangsung dengan baik, demikian pemisahan inti dan cangkang dalam proses pemisahan kering atau basah dapat menghasilkan inti yang mengandung kotoran lebih kecil.
Faktor-faktor yang di perhatikan untuk meningkatkan efesiensi pelepasan buah dalam proses perebusan antara lain :
b. Pembuangan air kondensat
Uap air yang terkondensasi berada di dasar bejana yang merupakan penghambat dalam proses perebusan. Air yang terdapat dadalam rebusan akan mengasorbsi panas yang di berikan sehingga jumlah air akan bertanbah. Pertambahan ini akan memperlambat usaha mencapai tekanan puncak.
Di perkirakan jumlah air kondensat 10 % dari jumlah TBS yang di rebus, sehingga oleh beberapa pabrik di lakukan blowdown secara terus menerus melalui pipa di bawah bejana rebusan.
c. Pembuangan uap
Pembuangan uap di lakukan dengan sistem perebusan yang dilakukan. Umumnya ukuran pipa pembuangan uap lebih besar dari pipa uap masuk sehingga pembuangan uap dilaksakan dengan cepat sehingga buah lebih mudah lepas dari tankinya dan buah dapat lekang dari batoknya.
Pembuangan uap pada puncak-puncak sebelum akhir perebusan dilakukan bersamaan dengan pembuangan air kondensat, dengan maksud agar penurunan tekanan dapat berlangsung dengan cepat. Pada akhir perebusan sebelum pembuangan uap (exhaust), air kondensat di buang terlebih dahulu sehingga buah yang di rebus kering.
Urutan langkah process perebusan / sterilisasi yaitu :
1. Pembuangan udara dari tabung rebusan dan selah-selah TBS. 2. Exhaust / Pembuangan steam sisa perebusan.
3. Penaikan tekanan. 4. Penahanan tekanan
5. Pembuangan condensate rebusan.
Prinsip Perebusan yaitu :
2. Rebusan Horizontal menggunakan
3. Lori 9-10 unit per ketel. Keluar/masuk Lori ditarik dengan tali/ seling.
4. Panas rebusan 130-150 ⁰C menggunakan Sisa Uap Turbin bertekanan 3 Kg/Cm2. 5. Metode Perebusan ( triple peak) agar terjadi kejutan-kejutan uap.
6. Lama perebusan 90-100 menit.
Dalam perebusan dikenal tiga system, yaitu single peak, doble peak dan triple peak, kecuali pada sistem continous sterilizer. Yang biasanya digunakan adalah triple peak, karena paling sempurna dengan tekanan puncak pertama 1,5-2,0 kg/cm2, puncak kedua 2,5 kg/cm2 dan puncak ketiga 3,2 kg/cm2. Uap yang digunakan adalah uap jenuh bekas turbin yang dilewatkan BPV yang diisi air sehingga uap yang dihasilkan tidak kering.
Loses yang terjadi di dalam proses perebusan adalah minyak yang terikut dalam kondensat. Standarnya kurang dari 1%. Biasanya penyebab losses minyak di atas standar adalah karena banyak buah yang busuk dan luka serta waktu perebusan yang terlalu lama. Langkah untuk menurunkan loses ini adalah dengan menyesuaikan waktu perebusan dengan kondisi buah yang direbus.
Kebutuhan Uap
Uap dapat di bedakan atas tiga keadaan yaitu : 1. Uap basah
Yaitu uap yang masih mengandung butiran-butiran air yang masih halus dimana temperatur masih sama.
2. Uap jenuh
Yaitu uap yang mengandung butiran-butiran air yang lepas, dimana pada tekanan yang tertentu berlaku suhu tertentu yang berlainan.
3. Uap kering
Yaitu uap yang tidak sama sekali mengandung butiran-butiran air, dimana pada tekanan tertentu dapat di peroleh tekanan yang berlainan.
Perawatan yang perlu dilakukan pada sterilizer adalah sebagai berikut:
1. Checking dan penggantian packing pintu (door packing)
2. Pemeriksaan adanya kebocoran lasan dan pada pipi-pipa dan packing flange sambungan pipa.
3. Pemeriksaan dan pengencangan bolt dan nut pada sambungan pipa. 4. Pemeriksaan pressure gauge.
5. Pemeriksaan kondisi dalam sterilizer.
6. Pemeriksaan dan pembersihan strainer saluran kondensat,deaerasi, main inlet, exhaust dan auxilary dalam sterilizer.
7. Pemeriksaan dan pembersihan blow down chamber / blow off silencer.
8. Pemeriksaan dan pembersihan strainer box kondensat dan pipa, kolam/tanki kondensat.
Mekanisme Proses Perebusan Pada Sterilizer
Secara umum pada pabrik pengolahan kelapa sawit digunakan banyak bermacam-macam jenis sterilizer yaitu: vertical sterilizer, horizontal Sterilizer, continious Sterilizer, dimana semua jenis sterilizer ini mempunya kelebihan dan kelemahan masing-masing. namun untuk saat ini yang umum digunakan adalah jenis vertical sterilizer dan horizontal sterilizer.
Pola perebusan yang digunakan pada sebuah PKS harus disesuaikan dengan kemampuan boiler untuk memproduksi uap, agar tujuan dari perebusan tersebut dapat tercapai dengan baik. Pola perebusan pada PKS yang lazim dikenal adalah sistim single peak, sistim double peak, sisitim single peak, namun untuk saat ini yang umum digunakan adalah sistim triple peak dengan berbagai macam modifikasi tergantung dari kodisi pabrik, buah yang diolah, kapasitas lori dan kebijakan dari manajemen operasional.
System perebusan yang digunakan di PKS mini PTKI Medan dengan waktu sebagai berikut ada 2 jenis yaitu puncak A dan B ;
1. System A ada 2 puncak yaitu:
Puncak 1 dengan waktu 15 menit dan dengan tekanan 1,8 barr & Puncak 2 dengan waktu 30 menit dan dengan tekanan 2,8 barr
2. System B ada 3 puncak yaitu:
Puncak 1 dengan waktu 5 menit dan dengan tekanan 0,5 barr & Puncak 2 dengan waktu 15 menit dan dengan tekanan 1,0 barr & Puncak 3 dengan waktu 25 menit dan dengan tekanan 1,8 barr
Hasil dan akibat apabila :
a. Waktu perebusan kurang 1. USB tinggi
2. Fruit lost / losses buah pada janjang kosong tinggi, dari tingginya fruit lost pada janjang kosong mengakibatkan OER dan KER menjadi turun. Sebab pada buah yang terbuang bersama janjang kosong kadar minyak dan kernel jelas masih ada. 3. Akan terjadi basah pada fiber press dan ini penyebab kehilangan minyak pada
seringnya stoppages itu jelas throughput pabrik akan turun. Masalahlain dari basahnyafiberadalahpembakaranpada boiler akan mengalamikesulitan dan lama - kelamaan pressure drop. Dari dropnya pressure tersebut,
untuksickleperebusanselanjutnyapadasterilizer akan
mengalamimasalahdengantekanansteamuntukmasakbuahselanjutnya.
4. Masalah lain yang diakibatkan dari kurangnya waktu perebusan yang mengakibatkan buah kurang masak, pada process pengepresan buah mentah / kurang masak akibat perebusan, nut yang dihasilkan tidak bersih dari mesocarp / daging buah. Masalah ini berdampak pada air kalsium cly bath di nut plant akan cepat mengalami kejenuhan dikarenakan tingginya kadar minyak yang ada pada nut. Dan akibat selanjutnya kernel losses pada cly bath shell dan kadar kotoran pada kernel menjadi tinggi. Dari kotornya nut, feeder nut cracker akan sering mengalami sumbat dan lama kelamaan nut silo manjadi full dan akibat selanjutnya process stop.
5. Thresher Trip
Dari kurangnya waktu perebusan akan dihasilkan banyaknya buah yang kurang masak, pada thresher akan mengalami masalah antara lain adalah dari beratnya buah mentah yang dibanting-banting oleh thresher maka thresher itu sendiri akan mengalami jebol, plug timah ( fluid coupling) bocor sehingga thresher akan trip.
masuk dalam oil tank / tanki minyak sehingga kotoran pada minyak menjadi tinggi. Dari makin naiknya level sludge pada CS.Tank, maka CS.Tank akan mengalami tumpah.
b. Waktu perebusan berlebihan
c. Kehilangan minyak pada sterilizer condensate tinggi
d. Empty Bunch akan hancur dan mengakibatkan thresher sumbat. e. Persen kehilangan minyak pada empty bunch tinggi.
f. Dari lamanya waktu perebusan atau waktu perebusan yang berlebihan maka buah masak dari sterilizer akan menglami keterlambatan, selanjutnya tipper akan stop beroperasi karena harus menunggu buah dari sterilizer, bahkan mungkin press pun ikut stop. Jelas dari masalah itu akan terjadi stoppages/waktu stop process dan dari stoppages yang terjadi throughput pun akan turun.
g. Supply steam dari turbine jelas bertambah dan ini jelas tidak effisien, karena dari setiap M3 air yang diolah untuk menghasilkan steam memerlukan bahan kimia dan
biaya lain untuk process penjernihan air tersebut. Bila semakin banyak M3 air yang
diperlukan untuk menghasilkan steam yang digunakan oleh sterilizer dengan waktu yang berlebihan jelas biaya untuk itu semakin tinggi dibandingkan dengan waktu perebusan yang tepat / tidak berlebihan.
2.2 . Fungsi Alat
1. Timbangan : berfugsi untuk menimbang TBS.
2. Elevator : berfungsi untuk mengangkut TBS kesterilizer
3. Sterilizer : berfungsi merebus TBS
4. Thermometer : berfungsi untuk mengukur suhu uap
5. Preasure gauge : berfungsi untuk mengukur tekanan
7. Geerbox :berfungsi mengurangi/mempercepat putaran motor
8. Katup glob steam : berfungsi untuk mengatur steam
9. Katup glob kondensat : membuang sisa air yang tercampur pada minyak
10. Pipa uap(steam) : tempat jalan/aliran uap
11. Screw :mendorong/mengeluarkan buah sawit yang direbus menuju threser
12. Motor : mengubah energi listrik menjadi energi mekanik
13. Belt dan puli : untuk mengurangi kecepatan motor
14. Toda gigi : untuk menggerakkan screw dalam sterilizer
15. Blow down : membuang sisa uap perebusan
16. Control panel : sebagai sumber arus
2.3 . Name Plate
A. Name Plate Pada sterilizer
Elektro motor
WESTERN ELECTRIC MOTOR
IEC 60034/60072 TYPE 1A22 M-4
IP 55 IMB 38,4 Kg BRG DE6306 C3 BRG NDE 6303 C3 Thcl.F 50 HZ 220/380 V 60 Hz 440 VY
A/Y 4.8 Kw 8.82 A 4 KW 15.24/8.82 A EFF.84%
EFF.84% COS 0,82 1716r/min 1430r/min 420-460 VY
WORM GEAR SPEED REDUCER
MODEL TYPE RATIO WEB 135 30 MFG,NO 1303
B. Name Plate pada Fruit Elevator
WESTERN ELECTRIC MOTOR
IEC 60034/60072 TYPE 1A132 M-4 IP 55 IMB 3345 Kg NSK BRG DE 6308 C3 BRG NDE 6308 C3 Thcl.F 50 Hz 380/660 V A/Y 60 Hz 440 VA
5 Kw 15.59/8.98A 9 Kw 15.59 A EFF.87 % cos 0,84 1450r/min EFF.84% COS 0,84 360-400/630-690 VA/Y 4 POLE 1740r/min
16.5-14.81/9.40-9.59A 420-460 V A 4 POLE
Gearbox
WESTAR
WORM GEAR SPEED REDUCER
MODEL TYPE RATIO WEB 175 50 MFG,NO. 201109
3.1 Prosedur Kerja
1. Setelah buah disortir oleh pihak sortasi, buah ditimbang di tempat penimbangan. Maksimal penimbangan adalah 2 ton.
2. Setelah buah ditimbang, buah dimasukkan kedalam fruit elevator.
3. Buah yang berada didalam fruit elevator, buah diangkat keatas masuk ke distribusi conveyor yang kemudian menyalurkan buah masuk ke Sterilizer. 4. Di dalam sterilizer, buah direbus. Proses perebusan dilakukan selama 30-45
menit. Perebusan dilakukan dengan sistem 2 peak ( tiga puncak tekanan). Puncak pertama tekanan sampai 1.8 bar, puncak kedua tekanan sampai 2,8 bar.
Berikut proses perebusan sistem two peak, yaitu:
1. Dimasukkan uap untuk peak pertama yang dicapai dalam waktu lebih kurang 15 menit. Biasanya tekanan mencapai 1,8 bar.
2. Uap dan kondensat dibuang sampai tekanan menjadi 0 bar ke bakfeet.
3. Uap dimasukkan selama lebih kurang 15 menit untuk mencapai tekanan 1,8 bar.
4. Uap kondensat dibuang lagi ke bakfeet.
5. Kemudian steam dimasukkan lagi untuk mencapai peak ke-2 dalam waktu lebih kurang 30 menit dengan tekanan 2,8.
6. Setalah peak kedua tercapai maka dilakukan penahanan selama 15 menit, sampai tekanannya konstan.
7. Uap kondensat dibuang ke bakfeet.
5. Buah yang telah direbus, di lanjutkan ke dalam Thresser.
3.2. Keterangan Gambar
1. Pressure Gauge
2. Safety Valve
3. Thermometer
4. Fruit Elevator
5. Blow down
6. Jalur Steam/Pipa steam
7. Timbangan
BAB IV
KESIMPULAN DAN SARAN
4.1. Kesimpulan1. Sterilizer adalah suatu bejana uap yang bertekanan, yang fungsinya merebus Tandan Buah Segar (TBS) dengan memakai media pemanas. Media tersebut adalah uap basah yang berasal dari sisa pembuangan turbin uap yang bertekanan ± 3 kg/cm2dan temperature ±1450C. Alatini di sebut juga bejana rebusan / ketel
rebusan dan biasanya alat ini sebagai media perebusan buah kelapa sawit.
2. Tujuan Perbusan, diantaranya :
a. Menonaktifkan enzim-enzim lipase yang dapat menyebabkan kenaikan FFA (Free Fatty Acid).
b. Melunakkan brondolan untuk memudahkan pelepasan/pemisahan daging buah dan biji sawit (nut) di Digester.
c. Memudahkan proses pemisahan molekul-molekul minyak dari daging buah (Stasiun Press) dan mempercepat proses pemurnian minyak (StasiunKlarifikasi).
d. Mengurangi kadar air inti sawit (kernel) sampai< 20% sehingga meningkatkan efisiensipemecahanbijisawit (nut).
