TINJAUAN PUSTAKA
Gambaran Umum Kelapa Sawit
Tanaman kelapa sawit dimasukkan pertama kali ke Indonesia oleh bangsa Belanda dengan bibit yang berasal dari Bourbon (Rheunion) atau Mauritius sebanyak dua batang dan dari Amsterdam juga dua batang. Bibit tersebut ditanam di Kebun Raya Bogor untuk dijadikan tanaman koleksi pada tahun 1848. Tanaman kelapa sawit di Kebun Raya Bogor ini dianggap sebagai nenek moyang tanaman kelapa sawit di Asia Tenggara (Setyamidjaja, 2006).
Minyak kelapa sawit merupakan komoditas yang mempunyai nilai strategis karena merupakan bahan baku untuk pembuatan minyak goreng. Sementara, minyak goreng merupakan salah satu dari sembilan kebutuhan pokok bangsa Indonesia. Permintaan akan minyak goreng di dalam dan luar negeri yang kuat merupakan indikasi pentingnya peranan komoditas kelapa sawit dalam perekonomian bangsa (Pahan, 2006).
Secara umum terdapat dua macam minyak kelapa sawit, yaitu minyak kelapa sawit yang berasal dari ekstraksi daging buah (sabut) dan minyak kelapa sawit yang berasal dari ekstraksi inti buah (kernel). Hasil ekstraksi daging buah disebut minyak mentah atau Crude Palm Oil (CPO), sedangkan hasil ektraksi inti buah disebut minyak kernel atau Kernel Palm Oil (KPO) (Hadi, 2004).
Prospek pasar bagi olahan kelapa sawit cukup menjanjikan, karena permintaan dari tahun ke tahun mengalami peningkatan yang cukup besar, tidak hanya di dalam negeri, tetapi juga diluar negeri. Karena itu, sebagai negara tropis yang masih memiliki lahan cukup luas, Indonesia berpeluang besar untuk
mengembangkan perkebunan kelapa sawit, baik melalui penanaman modal asing maupun skala perkebunan rakyat (Sastrosayono, 2003).
Sejalan dengan permintaan yang terus meningkat, harga minyak sawit dalam negeri pun menunjukkan kecenderungan peningkatan. Namun, perlu diketahui bahwa harga minyak sawit dalam negeri sangat dipengaruhi oleh berbagai faktor terutama harga minyak goreng dari bahan lain di dunia (Fauzi dkk, 2006).
Pengolahan Kelapa Sawit
Proses pengolahan tandan buah segar kelapa sawit untuk dijadikan minyak sawit dan inti sawit merupakan masalah yang cukup rumit, sehingga perlu mendapat penanganan khusus oleh tenaga-tenaga yang memiliki keahlian dan keterampilan tinggi. Selain itu, perlu instalasi yang baik dan memadai untuk memperolah minyak sawit dan inti sawit yang bermutu baik (Sunarko, 2007).
Pengolahan TBS (tandan buah segar) di pabrik bertujuan untuk memperoleh minyak sawit yang berkualitas baik. Proses tersebut berlangsung cukup panjang dan memerlukan kontrol yang cermat, dimulai dari pengangkutan TBS atau brondolan dari TPH (tempat pemungutan hasil) ke pabrik sampai dihasilkannya minyak sawit dan hasil sampingnya. Pada dasarnya ada dua macam olahan utama pengolahan TBS di Pabrik, yaituminyak sawit yang merupakan hasil pengolahan daging buah dan minyak inti sawit yang dihasilkan dari ekstraksi inti sawit (Fauzi dkk, 2006).
Gambar 1. Bagan alir proses pengolahan kelapa sawit di Pabrik Kelapa Sawit Tandan Buah Segar
Jembatan Timbang Screw Press Loading Ramp Sterilizer Thresser Digester Condensat Abu Janjang Incinerator Hopper Janjang Kosong ke lapangan Depericarper Polishing Drum Nut Silo Nut Cracker Pneumatic Separating Column Clay Bath Kernel Silo Kernel (IKS) Boiler Power House Vibrating Screen Sluge Tank Crude Oil Tank
Sludge Separator/
Decanter
Effluent Clarifier Tank
Pure Oil Tank
Oil Tank
Vacuum Drier
Crude Palm Oil
BPV Steam (3-4 kg/cm2) Uap Uap Uap ke proses pengolahan Air panas Minyak Ampas Biji Serabut Oil Steam 20 kg/cm2 Cangkang Loose fruits Cangkang Kernel Sludge + Oil Janjang kosong
Penentuan saat panen sangat mempengaruhi kandungan asam lemak bebas (ALB) minyak sawit yang dihasilkan. Apabila pemanenan buah dilakukan dalam keadaan lewat matang maka minyak yang dihasilkan mengandung ALB dalam presentase tinggi (lebih dari 5%). Sebaliknya, jika pemanenan dilakukan dalam keadaan buah belum matang, maka selain kadar ALB-nya rendah, rendemen minyak yang diperolehnya juga rendah. Disinilah, pengetahuan mengenai kriteria matang panen berdasarkan jumlah brondolan jatuh berperan cukup penting dalam menentukan derajat kematangan buah (Tim Penulis PS, 2000).
Agar proses di PKS dapat berjalan dengan efektif dan efesien maka perlu diterapkan standar kematangan buah yang dipanen. Derajat kematangan buah yang telah distandarkan disajikan pada tabel berikut :
Tabel 1. Derajat kematangan buah
No Fraksi Buah Persyaratan Sifat Fisik Jumlah Brondolan 1 Fraksi 00 (F-00) 0,00 % Sangat Mentah Tidak ada
2 Fraksi 0 (F-0) < 5,00 % Mentah 1 – 12,5 % buah luar 3 Fraksi 1 (F-1) 0,00 % Kurang mentah 12,5 – 25 % buah luar 4 Fraksi 2 (F-2) > 90,00 % Matang 25 – 50 % buah luar 5 Fraksi 3 (F-3) 0,00 % Matang 50 -75 % buah luar 6 Fraksi 4 (F-4) < 3,00 % Lewat matang 75 – 100 % buah luar 7 Fraksi 5 (F-5) < 2,00 % Terlalu matang Buah dalam ikut
membrondol 8 Brondolan 9,50 % 9 Tandan kosong 0,00 % 10 Panjang tangkai TBS < 2,5 cm (Pahan, 2006).
TBS harus segera diangkut ke pabrik untuk diolah, yaitu maksimal 8 jam setelah panen harus segera diolah. Setelah TBS sampai di pabrik, segera dilakukan penimbangan. Penimbangan sangat penting dilakukan terutama untuk mendapatkan angka-angka yang berkaitan dengan produksi, pembayaran upah pekerja dan perhitungan rendeman minyak sawit (Fauzi dkk, 2006).
TBS yang telah ditimbang selanjutnya dibongkar di loading ramp dengan menuang (dump) langsung dari truk.Loading ramp merupakan suatu bangunan dengan lantai berupa kisi-kisi pelat besi berjarak 10 cm dengan kemiringan 450. Kisi-kisi tersebut berfungsi untuk memisahkan kotoran berupa pasir,kerikil, dan sampah yang terikut dalam TBS. Kotoran yang jatuh melalui kisi-kisi ditampung oleh dirt conveyor sehingga memudahkan dalam pembuangannya (Pahan, 2006).
Perebusan dilakukan untuk melunakkan buah sehingga daging buah mudah lepas dari biji sewaktu diaduk dalam bejana peremas. Rebusan berupa bejana silindris mendatar dengan pintu pada kedua atau salah satu ujungnya.TBS dimasukkan dalam rebusan dalam keranjang, yang dindingnya berperforasi untuk penyaluran uap (steam) diantara buah, dan ditempatkan di atas lori yang rendah. Tiap rebusan memuat 9-10 lori dan tiap keranjang umumnya memuat 2,5 ton TBS (Mangoensoekarjo dan Semangun, 2003).
Proses perebusan memiliki tujuan sebagai berikut :
1. Mematikan enzim-enzim yang merupakan katalisator dalam reaksi penguraian minyak menjadi asam lemak bebas dan gliserin.
2. Mengkoagulasikan zat putih telur yang terdapat dalam daging buah agar tidak ikut serta dengan minyak kasar dari hasil pengempaan karena dapat menyebabkan emulsi.
3. Menguraikan zat lendir dengan cara hidrolisis. Lendir akan menyulitkan pemisahan air dengan minyak dalam klarifikasi.
4. Melunakkan daging buah untuk mempermudah pengadukan di ketel pengadukan.
6. Merenggangkan buah inti dengan cangkang untuk memudahkan pemecahan biji pada mesin pemecah (cracker).
7. Menurunkan kadar air daging buah. 8. Memperbaiki proses penjernihan minyak (Sunarko, 2007).
Penebahan adalah untuk melepaskan buah dan kelopak (calyx) dari tandan yang sudah direbus. Penebah adalah suatu alat berbentuk teromol mendatar yang sedikit miring dengan kisi-kisi yang bercelah sedikit lebih besar daripada ukuran berondolan. Teromol berputar dengan putaran sedemikian sehingga tandan akan mengalami gaya sentrifugal yang cukup untuk mengangkat sampai titik tertinggi pada dinding teromol, biasanya kecepatan putaran 22 rpm. Tandan setelah terjatuh kembali (terbanting) akan melepaskan buahnya, demikian terjadi berkali-kali sampai tandan kosong akhirnya terlempar dari ujung teromol (Mangoensoekarjo dan Semangun, 2003).
Pada proses ini kehilangan minyak masih mungkin terjadi karena buah terbanting dan mengeluarkan minyak yang akan diserap oleh janjang kosong. Pemasukan buah yang terlalu banyak akan menyebabkan kontak yang lebih banyak dengan janjang kosong yang belum sempat keluar sehingga akan memperbanyak minyak yang diserap oleh janjang kosong. Banyaknya buah balen (tandan yang direbus ulang) mencerminkan kurang sempurnanya perebusan atau buah mentah cukup banyak. Hal ini mungkin disebabkan tekanan dan suhu pada perebusan kurang (Lubis, 1992).
Buah yang sudah terpisah dari tandannya dimasukkan ke dalam mesin digester. Bentuk mesin ini berupa ketel yang berdinding dua lapis. Setiap dinding
dipisahkan oleh suatu ruang. Ruang antara dua dinding diberi uap panas yang bertekanan 3 atm. Uap panas berfungsi untuk memanaskan buah yang ada di ruang dalam teromol sehingga minyak yang dikandungnya mudah keluar (Sastrosayono, 2003).
Digester adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengaduk brondolan
buah sawit berupa sebuah tangki vertikal yang dilengkapi lengan-lengan pencacah yang berputar dengan kecepatan tertentu dan digerakkan oleh motor listrik (Risza, 1994).
Tangki pengadukan sebaiknya diisi penuh, sedikitnya ¾ bagian. Bila tidak penuh, pengadukan menjadi lebih cepat sehingga dapat mengurangi efisiensi mesin kempa(press), karena banyak minyak terserap dalam serat-serat. Pengendalian suhu tangki pengaduk juga penting, karena suhu yang terlalu rendah akan meningkatkan viskositas minyak sehingga mengurangi efisiensi mesin kempa. Suhu terlalu tinggi dapat manyebabkan bubur mendidih sehingga terjadi emulsi minyak dengan air yang juga menyulitkan dalam proses penjernihan (Sianturi, 2001).
Massa minyak yang berbentuk bubur yang diperoleh dari tangki pengadukan kemudian dikempa agar minyak terpisah dari ampasnya. Alat yang dipakai adalah screw press yang menghasilkan tekanan oleh kerja dua ulir yang berputar berlawanan arah. Pada setiap pabrik terdapat beberapa unit, tiap unit memiliki kapasitas tertentu misalnya 10 ton TBS/jam. Tekanan sangat menentukan keberhasilan proses ini. Tekanan yang sesuai harus dapat menghasilkan atau memisahkan minyak yang tinggi dari ampas (serabut) dan sedikit biji pecah (Lubis, 1992).
Cairan minyak yang masuk ke ketel penampungan terdiri dari 30% minyak, 60% air, dan 10% kotoran. Ampas yang keluar dari ujung ketel terdiri dari gumpalan serat, serabut, daging buah, butiran biji serta kotoran lainnya. Biji-biji ini dipisahkan dari ampasnya dengan mesin separator (Sastrosayono, 2003).
Minyak sawit yang keluar dari tempat pemerasan atau pengepresan masihberupa minyak sawit kasar karena masih mengandung kotoran berupa partikel-partikel dari tempurung dan serabut serta 40-50% air. Agar diperoleh minyak sawit yang bermutu baik, minyak sawit kasar tersebut diolah lebih lanjut yaitu dialirkan dalam tangki minyak kasar (crude oil tank). Setelah melalui pemurnian atau klarifikasi yang bertahap, akan menghasilkan minyak sawit mentah (CPO). Proses penjernihan dilakukan untuk menurunkan kandungan air dalam minyak (Fauzi dkk, 2006).
Ampas (sludge) yang berasal dari tangki pemisah dikumpulkan dalam
sludge tank dan masih mengandung minyak. Di sludge tank, ampas ini dipanaskan
sampai 95oC kemudian dialirkan ke self cleaning strainer, yaitu tabung penyaring minyak dari serabut halus yang terdapat pada ampas. Dari sini, ampas diteruskan ke desanding cyclone untuk memisahkan pasir berdasarkan prinsip sentrifugal di dalam bejana atau tabung yang bagian bawahnya berbentuk konis. Karena adanya arus putar (cyclone) ini, maka gaya sentrifugal terjadi dan pasir dapat dipisahkan dari ampas. Ampas yang bebas pasir dialirkan ke constant flow sludge tank sebelum ke sludge separator. Sekali lagi, disini terjadi pemisahan minyak dengan kotoran dan air yang juga menggunakan gaya sentrifugal. Karena perbedaan berat jenis terjadi pemisahan. Minyak dialirkan ke reclaimed oil tank, sedangkan air dan kotoran dialirkan ke fat pit. Selanjutnya, minyak dikirim ke continous setling
tankuntk diproses ulang sampai dihasilkan minyak kasar (crude oil), sedangkan
air dan kotoran dari fat pit dialirkan ke kolam limbah (Setyamidjaja, 2006).
StandarMutu
Rendahnya mutu minyak sawit sangat ditentukan oleh banyak faktor. Faktor-faktor tersebut dapat langsung dari sifat pohon induknya, penanganan pascapanen, atau kesalahan selama pemrosesan dan pengangkutan. Selain itu, ada beberapa faktor yang secara langsung berkaitan dengan standar mutu minyak sawit seperti dalam tabel berikut.
Tabel 2. Standar mutu minyak sawit, minyak inti sawit dan inti sawit Karakteristik Minyak
Sawit
Inti Sawit Minyak Inti Sawit
Keterangan
Asam lemak bebas 5,00% 3,50 3,50 Maksimal
Kadar kotoran 0,50% 0,02 0,02 Maksimal
Kadar zat menguap 0,50% 7,50 0,20 Maksimal
Bilangan peroksida 6 meq - 2,20 meq Maksimal
Bilangan iodine 44-58 mg/gr - 10,5-18,5 -
Kadar logam (Fe, Cu) 10 ppm - - -
Lovibond 3-4 R - - -
Kadar minyak - 47,00 - Minimal
Kontaminasi - 6,00 - Maksimal
Kadar pecah - 15,00 - Maksimal
(Fauzi dkk, 2006).
Karakteristik Kehilangan Crude Palm Oil
Ekstraksi atau pengutipan minyak dari buah kelapa sawit tidak akan pernah mencapai 100%. Kehilangan minyak pasti terjadi, tetapi harus diusahakan sekecil mungkin atau pada batas-batas yang telah ditolerir. Salah satu parameter untuk menentukan apakah suatu PKS dapat dikatakan bekerja efektif dan efisien yaitu angka-angka kehilangan minyak dan inti yang sudah distandarkan. Jika pada suatu proses pengolahan pabrik ternyata angka-angka kehilangan minyak yang terjadi melebihi dari angka-angka yang telah distandarkan maka dapat dikatakan pabrik tersebut kurang efisien dan efektif.
Tabel 3. Standar kehilangan minyak dan inti (%) terhadap TBS
No Karakteristik Batasan
Minyak Sawit (MKS)
1 Drab akhir fat pit (% NOS) <14,00
2 Drab akhir fat pit (% sampel) 0,40-0,90
3 Serabut (%NOS) 6,42-9,00
4 Serabut (% sampel) 4,00-6,00
5 Tandan kosong (JJK) (% NOS) 3,00-3,75
6 Tandan kosong (JJK) (% sampel) < 2,00
7 Buah ikut tandan kosong (JJK) (% NOS) 2,30-2,50 8 Buah ikut tandan kosong (JJK) (% sampel) 0,50-3,75
9 Nut (% sampel) < 0,50
10 Decanter solid(% NOS) < 10,00
11 Decanter solid (% sampel) <2,50
Total PKS Baru (< 10 tahun) (%) < 1,65
Total PKS Lama (> 10 tahun) (%) < 1,90
Inti Sawit (IKS)
1 Serabut (% sampel) < 15,00 2 LTDS I (% sampel) < 2,00 3 LTDS II (% sampel) < 1,00 4 Hydrocyclone(%) < 5,00 5 Clay bath (%) < 1,50 Total PKS (%) 0,60 (Pahan, 2006).
Kehilangan minyak sawit diperiksa pada contoh tandan kosong, ampas kempa, biji dan air drab.
- Tandan kosong, data yang diperlukan adalah % minyak, % air dan % NOS. Tujuan pengujian adalah menetapkan kehilangan minyak dalam TBK, sekaligus memberi petunjuk mengenai siklus rebusan dan kematangan panen, karena keduanya mempengaruhi fluktuasi kehilangan minyak dalam TBS.
- Ampas kempa, data yang diperlukan adalah % minyak, % air dan % NOS dalam serabut. Jika ada peningkatan menyolok harus dicari penyebabnya dan segera diperbaiki, atau segera berpindah ke kempa yang baik, atau mengurangi putarannya.
- Biji dalam ampas kempa, dikumpulkan data mengenai komposisi atau perbandingan serabut, biji, biji utuh, biji pecah, inti utuh, biji pecah dan cangkang dalam ampas kempa. Informasi ini diperlukan untuk mengetahui perbandingan serabut terhadap ampas kempa untuk perhitungan jumlah minyak dalam ampas kempa terhadap TBS.
- Air drab, data yang diperlukan adalah % minyak, % air dan % NOS. tujuan pengujian untuk menentukan kadar minyak terhadap NOS dalam air buangan untuk memeriksa efisiensi sentrifus drab dan perhitungan pengutipan minyak.
Kehilangan minyak dalam ampas kempa adalah minyak yang melekat pada ampas yang keluar dari mesin kempa. Banyaknya tergantung oleh suhu peremas, suhu kempa dan tekanan kempa. Yang terakhir ini juga mempengaruhi jumlah biji dan inti yang pecah dalam ampas kempa, yang sebagian besarnya hilang dalam cangkang atau debu pemecah biji. Dengan demikian harus ada kompromi antara kehilangan minyak yang rendah dalam ampas dengan persentase biji pecah yang tinggi dalam ampas kempa atau sebaliknya. Kehilangan minyak yang wajar dalam ampas untuk kempa ulir adalah 7-7,5 % terhadap zat kering.
Kehilangan minyak pada biji adalah minyak yang melekat pada biji yang keluar dari mesin kempa. Banyaknya tergantung kondisi pengempaan, seperti untuk kehilangan minyak ampas kempa.
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. Korelasi antara kehilangan
minyak dalam ampas kempa dan persentasi biji pecah terhadap jumlah biji tergantung pada banyak faktor. 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 dikatakan sebagai berikut:
a. Pada torque konstan, jumlah biji pecah bertambah menurut persentase biji dalam ampas kempa.
b. Pada komposisi buah konstan kehilangan minyak dalam serabut berkurang menurut kenaikantorque, dan pada waktu yang sama jumlah biji pecah akan meningkat.
c. Pada torque konstan jumlah biji pecah bertambah menurut persentase ini terhadap 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.
(Mangoensoekarjo dan Semangun, 2003).
Penyebab Kehilangan Crude Palm Oil
Kehilangan produksi minyak sawit dan inti sawit dapat terjadi pada tiga tahap dalam proses produksi, yaitu :
a. Penyerbukan tak sempurna, terlihat dari banyaknya buah partenokarpi atau tandan yang jarang buahnya. Hasilnya adalah tandan berkurang dari seharusnya.
b. Panen tak sempurna, tandan terlalu mentah atau lewat matang dan berondolan hilang diantara tanaman kacangan. Hasilnya adalah rendemen hasil yang rendah dan atau kadar ALB minyak yang tinggi.
c. Pengolahan tak sempurna, kondisi proses tak terpenuhi, keausan dan kerusakan mesin olah. Hasilnya adalah koefisien pengutipan minyak yang rendah dan kenaikan kadar ALB yang besar dalam pengolahan
(Mangoensoekarjo dan Semangun, 2003).
Screw press adalah mesin kempa yang digunakan untuk memeras lumatan
brondolan matang dengan sistem tekan dan digunakan untuk memisahkan minyak kasar (crude oil) dari daging buah (mesocarp) dengan cara diperas.Pengambilan cairan minyak menjadi kurang efektif apabila di screw press terjadi :
1. Silinder press tersumbat akibat jarang dikosongkan
2. Air panas (air pengencer) diberikan pada adonan tidak cukup 3. Tekanan screw press dibawah ketentuan
4. Buah yang tidak matang direbus
5. Fraksi buah yang berbeda-beda dan juga jenis buah yang berbeda 6. Screw press yang telah aus
(Aryadi, 2011).
Putaran screw di sebagian besar PKS ternyata lebih tinggi dari yang biasa 9 rpm untuk kapasitas 10 ton TBS/jam. Dengan putaran yang lebih tinggi kapasitas kempa lebih tinggi, tetapi di lain pihak kehilangan minyak dalam ampas kempa menjadi tinggi pula. Pada putaran yang sama ternyata capaian kapasitas tidak sama, dan dari data harian masing-masing PKS terlihat kapasitas bervariasi cukup besar. Selain faktor putaran screw, kehilangan minyak dalam ampas kempa
juga ditentukan oleh faktor suhu digester, tekanan konus, perbandingan serabut/biji, kepenuhan digester, kondisi pisau digester dan wormscrew. Dalam hal ini tekanan konus disesuaikan untuk mendapatkan kandungan minyak dalam ampas yang berimbang dengan jumlah biji yang pecah dalam ampas kempa (Mangoensoekarjo dan Semangun, 2003).
Ekstraksi Minyak Sawit
Untuk memisahkan biji sawit dari hasil lumatan TBS, maka perlu dilakukan pengadukan selama 25-30 menit. Setelah lumatan buah bersih dari biji sawit, langkah selanjutnya adalah pemerasan atau ekstraksi. Tujuan ekstraksi untuk mengambil minyak dari masa adukan. Ada beberapa cara dan alat yang digunakan dalam proses ekstraksi minyak.
Ekstraksi dengan sentrifugasi
Alat yang dipakai berupa tabung baja silindris yang berlubang-lubang pada bagian dindingnya. Buah yang telah lumat, dimasukkan ke dalam tabung, lalu diputar. Dengan adanya gaya sentrifugasi, maka minyak akan keluar melalui lubang-lubang pada dinding tabung.
Ekstraksi dengan cara screw press
Prinsip ekstraksi minyak dengan cara ini adalah menekan bahan lumatan dalam tabung yang berlubang dengan alat ulir yang berputar sehingga minyak akan keluar lewat lubang-lubang tabung. Besarnya tekanan alat ini dapat diatur secara elektris, dan tergantung dari volume bahan yang akan dipress. Cara ini mempunyai kelemahan yaitu pada tekanan yang terlampau kuat akan menyebabkan banyak biji yang pecah.
Ekstraksi dengan bahan pelarut
Pada dasarnya, ekstraksi dengan cara ini adalah dengan menambah pelarut tertentu pada lumatan daging buah sehingga minyak akan terpisah dari partikel yang lain.
Ekstraksi dengan tekanan hidrolisis
Dalam sebuah peti pemeras, bahan ditekan secara otomatis dengan tekanan hidrolis (Fauzi dkk, 2006).
Faktor yang Mempengaruhi Efisiensi Ekstraksi Tipe screw press
Kontinuitas adonan yang masuk ke dalam screw press mempengaruhi volume worm yang paralel dengan penekan ampas, jika kosong maka tekanan akan kurang dan kehilangan minyak dalam ampas akan tinggi. Melihat kondisi ini beberapa pabrik pembuat screw press menggunakan feed screw, karena disamping pengisian yang efektif juga melakukan pengempaan pendahuluan dengan tekanan rendah sehingga minyak keluar. Hal ini akan membantu daya kerja dari screw
press, karena kandungan minyak telah berkurang yang sering mengganggu dalam
pengepresan yaitu membuat kenaikan bahan padatan bukan minyak dalam cairan.
Tekanan kerja screw press
Untuk menurunkan kadar minyak dalam ampas tekanan lawan dinaikan 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 electromotor screw press. Tekanan kerja
cone yang rendah akan menghasilkan ampas dengan kadar minyak yang tinggi
screw press hendaknya dipertimbangkan keuntungan dan kerugian yang
diakibatkannya.
Tekanan yang terlalu bervariasi akan mengakibatkan pengaruh negatif terhadap proses pengempaan dan terhadap alat kempa. Untuk menstabilkan tekanan kerja dan tekanan lawan pada screw press dilakukan dengan cara mengganti “geardrive” dengan “hydraulic 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 alatini ialah 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 pressan adalah :
a. Memperkecil kehilangan minyak dalam ampas, dengan meratanya adonan masuk kedalam screw press yang diimbangi dengan tekanan stabil maka ekstrasi 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 mekanis.
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 dan atau di chute screw press. Jumlah air pengecer yang diberikan tergantung pada suhu air pengencer, semakin tinggi suhu air pengencer maka jumlah air yang diberikan semakin sedikit. Pemberian air pengencer yang terlalu banyak dapat berakibat terhadap :
a. Kandungan air cake
Kandungan air cake yang tinggi dapat menyebabkan proses :
1. Pemecahan cake yang lebih sulit dalam cake breaker converyor (CBC). Hal ini sering menyebabkan beban CBC yang terlalu berat. 2. Semakin tinggi kandungan air ampas maka kalor bakarnya akan
semakin menurun yang dapat memperkecil kapasitas dan efisiensi boiler.
3. Pemeraman biji berkadar air tinggi dalam silo biji akan lebih dan dapat menyebabkan penurunan efisiensi ekstraksi biji yang lebih rendah. b. Penurunan kapasitas screw press akibat bertambahnya kandungan air dan
kecepatan gerak cake dalam worm.
Jumlah air pengencer yang diberikan, menurut hasil percobaan pada beberapa alat screw press yaitu 50-75% terhadap kandungan minyak dalam adonan tersebut, misalnya jika rendeman minyak 22% dengan kapasitas screw
press 10 ton TBS/jam maka air yang disemprotkan sebagai air pengencer
sebanyak 1,1 – 1,65 m3 (Naibaho, 1996).
Rendemen
Mutu minyak buah biasanya dinyatakan sebagai persentase minyak tandan, untuk tujuan praktis disebut rendemen minyak atau nisbah ekstraksi. Rendemen minyak yang diperoleh di pabrik sangat dipengaruhi oleh standar kematangan
buah, dimana buah berubah warna dari hitam menjadimerah oranye hingga terjadi kematangan penuh (Sianturi, 2001).
Rendemen minyak dan inti sawit ditentukan oleh jenis bahan tanaman dan umurnya, kesempurnaan penyerbukan, kematangan tandan, dan kehilangan di lapangan (berondolan yang tidak terkutip) dan kehilangan dalam pengolahan di pabrik. Angka rendemen yang diperoleh dapat dikoreksi atau disesuaikan dengan pengaruh faktor-faktor lainnya jika diperkirakan akan ada penyimpangan yang berarti dari keadaan sebelumnya (Mangoensoekarjo dan Semangun, 2003).
Perawatan pabrik minyak sawit bukan saja menjadi faktor penentu dalam pencapaian kapasitas dan efisiensi olah, tetapi juga turut menentukan pencapaian rendemen dan mutu hasil minyak dan inti sawit.Secara umum pengendalian pengolahan adalah pengendalian efisiensi. Efisiensi adalah perbandingan antara masukan (input) yang diberikan dan keluaran yang diperoleh (output). Efisiensi yang dimaksud adalah efisiensi mesin olah atau pabrik. Biasanya yang menjadi acuan adalah efisiensi jalan mesin kempa dan efisiensi jalan pabrik. Pada pabrik yang dikendalikan dengan semestinya efisiensi jalan kempa minimum adalah 90% dan efisiensi jalan pabrik minimum adalah 95%. Efisiensi tersebut dapat diukur dengan mencatat jam berhenti kempa, baik karena kerusakan atau kemacetan mesin kempa maupun karena kerusakan atau kerusakan di stasiun lain (Mangoensoekarjo dan Semangun, 2003).
Pendekatan Sistem
Pendekatan sistem adalah suatu cara untuk menangani suatu masalah. Pendekatan sistem (system approach) merupakan cara untuk menangani suatu masalah berdasarkan berpikir kesisteman. Pendekatan sistem terhadap suatu
masalah adalah untuk menangani suatu masalah dengan mempertimbangkan semua aspek yang terkait dengan masalah itu dan mengkonsentrasikan perhatiannya kepada interaksi antara aspek-aspek yang terkait dari permasalahan tersebut. Pendekatan sistem adalah suatu pendekatan pemecahan masalah yang dilakukan secara menyeluruh (sistematik) (Tunas, 2007).
Secara singkat dapat dikatakan bahwa ada tujuh langkah yang perlu diambil dalam usaha memecahkan masalah dengan mempergunakan alat utama yang ilmiah, langkah-langkah itu adalah :
1. Mengetahui inti dari persoalan yang dihadapi, dengan perkataan lain mendefinisikan perihal yang dihadapi itu dengan setepat-tepatnya
2. Mengumpulkan fakta dan data yang relevan 3. Mengolah fakta dan data tersebut
4. Menentukan beberapa alternatif yang mungkin ditempuh
5. Memilih cara pemecahan dari alternatif-alternatif yang telah diolah dengan matang
6. Memutuskan tindakan apa yang hendak dilakukan
7. Menilai hasil-hasil yang diperoleh sebagai akibat dari keputusan yang telah diambil
(Eriyatno, 2003).
Pengendalian Proses Statistik
Suatu proses dikatakan beroperasi dalam pengendalian statistikal apabila variasi-variasi yang timbul hanya bersumber dari penyebab umum. Fungsi utama dari sistem pengendalian proses statistikal adalah memberikan signal statistikal; apabila terdapat variasi penyebab khusus dalam proses itu, dan tentu saja untuk
menghindarkan memberikan sinyal yang salah apabila variasi penyebab khusus itu tidak ada dalam proses (Gasperz, 2001).
Pengendalian proses statistik merupakan penerapan metode-metode statistik untuk pengukuran analisis variasi proses. Teknik ini menerapkan parameter-parameter pada proses dan analisis proses. Sasaran pengendalian proses statistik terutama adalah mengadakan pengurangan terhadap variasi atau kesalahan-kesalahan proses. Selain itu, tujuan utama dalam pengendalian proses statistik adalah mendeteksi adanya penyebab khusus (assignable cause atau
special cause) dalam variasi atau kesalahan proses melalui analisis data dari masa
lalu maupun masa mendatang (Ariani, 2004).
Proses dikatakan dalam pengendalian statistik apabila penyebab khusus dari penyimpangan atau variasi tersebut seperti penggunaan alat, kesalahan operator, kesalahan dalam persiapan mesin, kesalahan penghitungan, kesalahan bahan baku, dan lain sebagainya tidak tampak dalam proses. Apabila stabilitas proses tercapai, kemampuan proses dapat diperbaiki dengan mengurangi penyimpangan karena sebab umum seperti penyimpangan dalam bahan baku, kondisi emosional operator, penurunan kinerja mesin, penurunan suhu udara, naik turunnya kelembapan udara dan sebagainya (Indranata, 2008).
Mean (µ) adalah nilai tengah. Nilai ini dihitung dengan membagi jumlah nilai terpisah dengan jumlah pengamatan.
………(1) dimana Xn = jumlah nilai-nilai hasil pengamatan
µ = nilai tengah
Standar deviasi adalah sebuah ukuran penyebaran nilai di sekeliling mean. Standar deviasi ini dihitung dengan menjumlahkan kuadrat selisih antara setiap nilai yang diukur dan mean tersebut, membagi jumlah ini dengan jumlah pangamatan dan kemudian menghitung akar pangkat dua hasil kali itu.
………...(2) dimana σ = standar deviasi dari populasi pengamatan
Standar deviasi merupakan sebuah parameter kunci dalam menentukan batas-batas pengawasan untuk tujuan Statistical Process Control (SPC) karena sebuah perbandingan populasi yang diketahui terletak diantara suatu deretan yang ditentukan oleh deviasi mean tersebut :
a. Sekitar 68,3 % nilai-nilai dalam populasi terletak diantara satu deretan yang ditentukan oleh “mean ± satu standar deviasi”
b. Sekitar 95,4 % nilai terdapat di dalam sebuah deretan yang ditentukan oleh “mean ± dua standar deviasi”
c. Sekitar 99,7 % dari nilai (misalnya semua nilai yang sesungguhnya) terdapat dalam deretan yang ditentukan “mean ± tiga standar deviasi”. Deretan ini menentukan apa yang dinamakan “kemampuan proses biasa”
dari proses tersebut. Dimana proses itu menghasilkan keluaran antara ± tiga standar deviasi dari nilai tengah yang sesungguhnya sepanjang
waktu.
Nilai-nilai ini digunakan untuk memperkirakan titik dimana proses akan memproduksi keluaran yang tidak sesuai sehingga operator dapat melakukan tindakan pencegahan dan menjaga proses tetap di dalam batas-batasnya (Munro-Farue dan Munro-Farue, 1996).
Diagram Pencar
Diagram pencar atau scatter diagramadalah gambaran yang menunjukkan kemungkinan hubungan (korelasi) antara pasangan dua macam variabel. Walaupun terdapat hubungan, namun tidak berarti bahwa satu variabel menyebabkan timbulnya variabel yang lain. Diagram pencar biasanya menjelaskan adanya hubungan antara dua variabel dan menunjukkan keeratan hubungan tersebut yang diwujudkan sebagai koefisien korelasi (Nasution, 2005).
Dua variabel yang ditunjukkan dalam diagram pencar, dapat berupa: 1. Karakteristik kualitas dan faktor yang mempengaruhinya.
2. Dua karakteristik kualitas yang saling berhubungan.
3. Dua faktor yang saling berhubungan yang mempengaruhi karakteristik kualitas
(Indranata, 2008).
Langkah-langkah sederhanayang mungkin bisa dicoba dalam membuat diagram pencar:
1. Pilih faktor terikat dan faktor bebas. Faktor terikat mungkin menjadi penyebab suatuakibat dan efek diagram, suatu spesifikasi, atau sebuah perhitungan dari kualitas. Faktor bebasdipilih karena memiliki hubungan yang potensial terhadap faktor terikat.
2. Atur lembar pemasukan untuk data.
3. Pilih fungsi dari faktor bebas untuk diamati selama analisis.
4. Untuk fungsi yang dipilih dari faktor bebas, buatlahpengamatanuntukfaktor terikat dan tulis pada lembar data.
5. Tandai titik-titik pada diagram pencar, gunakan garis horizontal untuk faktor bebas dan garis vertikal untuk faktor terikat.
6. Analisa diagram tersebut. (Oakland, 2003).
Gambar berikut menunjukkan lima tipe dari pola yang dapat disusun dengan mengolah data dan penjelasannya.
a. Korelasi positif d. Korelasi negatif mungkin terjadi
b. Korelasi positif mungkin terjadi e. Korelasi negatif
c. Tidak ada korelasi
Gambar 2. Interpretasi dari diagram pencar
Diagram pencar pertama menunjukkan suatu arti hubungan linier yang positif, yang mana ketikafungsi dari x yang meningkat begitu juga dengan fungsi dari y. Diagram pencar kedua menunjukkan kemungkinan terjadi hubungan
linieryang positif. Dengan kata lain, fungsi x yang meningkat, fungsi y juga cenderung hampir meningkat. Bagaimana pun, fungsi dari x terlihat dipengaruhi oleh faktor dari variabel lain. Diagram ketiga menunjukkan suatu pola acak yang mana tidak ada pengaruh hubungan antara kedua variabel. Diagram keempat menunjukkan bukti dari kemungkinan hubungan linier yang negatif. Fungsi y terlihat menurun ketika fungsi dari x meningkat. Walaupun hubungan antara kedua variebel tidak kuat, tetapi masih terdapat suatu pola yang mempengaruhi hubungan ini. Diagram kelima menunjukkan suatu arti hubungan linier yang negatif. Diagram ini menunjukkan ketika x meningkat, y menurun (Messina, 1987).
Dengan metode diagram pencar, kita hanya dapat mengambil secara sederhana dan relatif kasar, apakah antara dua variabel mempunyai hubungan (korelasi) atau tidak. Jika ada, tidak memperdulikan seberapa erat hubungan tersebut. Dengan menggunakan analisis regresi dan korelasi, kita dapat menggambarkan hubungan dua variabel tersebut dalam bentuk persamaan linier (garis lurus) dan dapat mengetahui keeratan hubungan tersebut dari besarnya koefisien korelasi dan determinasinya. Kemudian, berdasarkan angka besaran koefisien korelasi dan determinasinya, kita dapat mempertimbangkan apakah persamaan regresinya (dalam hal ini persamaan garis lurus) akan dipakai atau tidak dalam penarikan kesimpulan, peramalan dan lain-lain (Kuswadi dan Mutiara, 2004).
Analisis korelasi sederhana dilakukan menggunakan formula berikut: …….(3)
Dimana:
n = banyaknya pasangan data x dan y ∑ x = jumlah nilai-nilai dari variabel x ∑ y = jumlah nilai-nilai dari variabel y ∑ x2
= jumlah kuadrat nilai-nilai dari variabel x ∑ y2
= jumlah kuadrat nilai-nilai dari variabel y
∑ xy = jumlah hasil kali nilai-nilai dari variabel x dan y (Indranata, 2008).
Koefisien korelasi r mempunyai nilai -1<r<1. Ini berarti bahwa korelasi positif yang kuat mempunyai nilai r mendekati +1. Demikian juga korelasi negatif yang kaut mempunyai nilai r mendekati -1. Apabila nilai r mendekati nol, berarti korelasi antara dua variabel adalah lemah. Sebaliknya, apabila nilai r = 1, data akan terletak pada garis lurus. Diagram pencar dapat digunakan untuk mengecek kebenaranfishbone diagram or cause and effect diagram (Nasution, 2005).
Diagram Sebab-Akibat
Diagram sebab-akibat adalah sejumlah garis dan simbol yang menggambarkan hubungan antara akibat (atau persoalan yang telah dipilih) dan penyebabnya. Diagram arus mencapai tujuan yang sama dengan membuat serangkaian langkah atau kotak. Diagram sebab akibat juga dikenal dengan nama analisis tulang ikan atau diagram Ishikawa (menurut nama profesor Kaoru Ishikawa dari Universitas Tokyo, yang pertama kali menggunakan metode ini pada pabrik baja Fukiai pada tahun 1953) (Croker dkk, 1995).
Diagram sebab-akibat dipergunakan untuk menemukan penyebab timbulnya persoalan serta apa akibatnya. Diagram ini penting untuk mengidentifikasi secara tepat hal-hal yang menyebabkan persoalan kemudian mencoba menanggulanginya (Gasperz, 1992).
Menurut Indranata (2008) pada dasarnya diagram sebab-akibat dapat digunakan untuk kebutuhan-kebutuhan berikut:
- Untuk menyimpulkan sebab-sebab variasi dalam proses - Membantu mengidentifikasi akar penyebab dari suatu masalah - Membantu membangkitkan ide-ide untuk solusi suatu masalah
- Untuk memberikan petunjuk mengenai macam-macam data yang perlu dikumpulkan
- Membantu dalam penyelidikan/pencarian fakta lebih lanjut.
Dalam pembuatan diagram tulang ikan, akibat atau permasalahan digambarkan dalam bagian kepala ikan, sedangkan faktor-faktor penyebab diletakkan sebagai tulang ikan. Pertama, permasalahan biasanya digolongkan menjadi beberapa golongan besar, kemudianpenjabaran selanjutnya yang lebih terperinci dapat dibuat dengan mengajukan pertanyaan ”mengapa” secara terus-menerus. Penggolongan garis besar faktor-faktor penyebab dimaksud biasanya dibagi atas :
- Bahan
- Alat (machine) - Manusia (man) - Cara (method), dan - Lingkungan (enviroment).
(Kuswadi dan Mutiara, 2004).
Berdasarkan langkah-langkah tersebut, kemudian dilakukan kegiatan seperti berikut:
1. Gambarkan diagram sebab akibat.
2. Tetapkan penyebab-penyebab pada cabang yang sesuai.
3. Bertanya”mengapa” pada setiap penyebab yang mungkin. Demikian pula pertanyaan mengapa secara berulang-ulang dapat diajukan untuk penyebab lain guna menemukan akar penyebab masalah tersebut.
4. Interpretasikan diagram sebab-akibat tersebut.
5. Tetapkan hasil-hasil dengan mengembangkan dan mengimplementasikan tindakan korektif yang efektif serta memonitor hasil-hasil setelah dilakukan tindakan korektif guna menjamin bahwa masalah yang dihadapi telah dapat diselesaikan.
