BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengolahan Hasil Panen
Pengolahan Tandan Buah Segar (TBS) di pabrik bertujuan untuk memperoleh minyak sawit yang berkualitas baik.Pada dasarnya ada dua macam hasil olahan utama TBS di pabrik, yaitu :
- Minyak sawit yang merupakan hasil pengolahan daging buah, dan
- Minyak inti sawit yang dihasilkan dari ekstraksi inti sawit. (Tim Penulis PS. 1997) Secara ringkas, tahap-tahap proses pengolahan TBS sampai dihasilkan minyak diuraikan sebagai berikut.
2.1.1 Persiapan Panen
Pelaksanaan panen buah kelapa sawit dan pengangkutannya ke Pabrik Kelapa Sawit (PKS) menyangkut sejumlah aspek yang kesemuanya berpengaruh nyata baik terhadap kuantitas maupun kualitas minyak yang akan diperoleh.
buah sejauh mungkin disinkronkan dengan saat tercapainya kondisi tepat matang tersebut.
Uraian di atas memberikan gambaran bahwa kondisi “buah matang” bersifat kritis karena menyangkut jangka waktu yang sangat pendek. Sifat kritis tersebut menjadi lebih nyata lagi karena setelah buah melewati titik tepat matang kualitas minyak kelapa sawit mulai menurun, artinya dalam waktu singkat buah akan menjadi “lewat matang”, dan panen lewat matang juga akan merugikan, antara lain menyebabkan meningkatnya Asam Lemak Bebas (ALB). (Mangoensoekarjo,S.2003) Tabel 2.1 Tingkat kematangan tandan buah panen pada kelapa sawit
No Kematangan Fraksi Jumlah Brondol Keterangan
1. Mentah
00 Tidak ada, warna buah hitam Sangat mentah
0 1-12,5% buah luar membrondol Mentah
2. Matang
1 12,5-25% buah luar membrondol Kurang matang
2 25-50% buah luar membrondol Matang I
3 50-75% buah luar membrondol Matang II
3.
Lewat matang
4 75-100% buah luar membrondol
Lewat matang I
5
Buah bagian dalam membrondol dan terdapat buah busuk
Sumber: Pusat Penelitian Marihat, 1982 Keterangan:
Brondol adalah butiran buah kelapa sawit yang terlepas dari tandannya. (Hadi,M.M.2004)
Kandungan Asam Lemak Bebas (ALB) atau free fatty acid (FFA) berkaitan erat dengan kualitas minyak kelapa sawit.Semakin tinggi kandungan ALB, maka semakin rendah kualitas minyak kelapa sawitnya.Maka dalam pelaksanaan panen dan pengangkutan buah ke pabrik perlu diusahakan agar kandungan ALB dipertahankan serendah mungkin.
Sebagai pedoman, standar kandungan ALB yang berlaku bagi kualitas minyak kelapa sawit hasil olahan dan siap untuk dijual adalah 3%. Ini berarti bahwa pada waktu tandan buah dari lapangan tiba di pabrik, kandungan ALB-nya tidak boleh lebih dari 2,6%. Dalam kondisi utuh, buah kelapa sawit yang tepat matang hanya mengandung ALB 0,1%. (Fauzi,Y.2002)
2.1.2 PengangkutanTandan Buah Segar (TBS) ke pabrik
Pada buah yang tidak segera diolah, maka kandungan ALB nya semakin meningkat. Untuk menghindari hal tersebut, maksimal 8 jam setelah panen TBS harus segera diolah. Buah yang tidak segera diolah, akan mengalami kerusakan. Alat angkut yang digunakan untuk mengangkut TBS dari perkebunan ke pabrik yaitu lori, traktor gandengan atau truk. (Tim penulis PS,1992)
2.1.3 Perebusan Tandan Buah Segar (TBS)
Perebusan merupakan awal proses pengolahan buah yang hasilnya sangat menentukan terhadap keberhasilan proses pengutipan atau kehilangan (losis) minyak/inti pada proses selanjutnya. Proses perebusan yang sempurna akan memaksimalkan efektivitas pengutipan minyak, sedangkan perebusan yang kurang sempurna akan menyebabkan peningkatan losses. Oleh karena itu, proses perebusan yang sempurna mutlak harus dilakukan sehingga capaian rendemen dapat meningkat dan losis dapat ditekan. (SPO Blok Songo PT.Nubika Jaya.2006)
Buah beserta lorinya kemudian direbus dalam suatu tempat perebusan (sterilizer) atau dalam ketel rebus. Perebusan dilakukan dengan mengalirkan uap panas selama 1 jam atau tergantung pada besarnya tekanan uap. Pada umumnya, perebusan menggunakan steam bertekanan 2,8 s/d 3,0 kg/cm2
Tujuan perebusan antara lain adalah :
1. Menghentikan proses peningkatan Asam Lemak Bebas (ALB) karena pemanasan saat perebusan dapat mematikan aktivitas enzim-enzim yang dapat meningkatkan kadar ALB. Menurut penelitian, enzim sudah tidak beraktivitas pada temperatur 50°C.
2. Memudahkan berondolan terlepas dari tandan pada waktu proses penebahan.
3. Mengurangi kadar air berondolan, memudahkan proses pada digester/kempa dan proses pengutipan minyak di stasiun klarifikasi karena adanya perubahan komposisi kimia mesocarp/daging buah.
4. Mencegah timbulnya biji berekor di digester yang dapat meningkatkan losis minyak.
5. Mengurangi kadar air pada biji sehingga memudahkan inti lekang dari cangkang serta meningkatkan efisiensi pada saat proses pemecahan biji di cracker atau ripple mill. (SPO PTPN IV. 2010)
Faktor-faktor yang mempengaruhi proses perebusan yaitu tekanan uap, lama perebusan dan faktor kematangan serta kondisi buah (segar/restan/buah kecil/buah besar).Tekanan uap dan lama perebusan berbanding terbalik.Semakin kecil tekanan uap semakin lama perebusan.Sebaliknya, semakin tinggi tekanan uap maka semakin pendek waktu perebusan.(SPO Blok Songo PT.Nubika Jaya.2006)
Menaikkan tekanan sampai tekanan penuh : 20 menit Merebus pada tekanan penuh : 50 menit
Buang uap : 5 menit
Mengeluarkan dan memasukkan lori : 10 menit
Panjang siklus : 90 menit
2.1.4 Pemisahan
Setelah buah kelapa sawit sudah dalam keadaan mudah dilepaskan dari tandannya, daging buah juga sudah lunak, dan zat-zat yang mengganggu pada pengolahan selanjutnya sudah dimusnahkan atau dibuat nonaktif. Selanjutnya tandan buah telah siap untuk pekerjaan pemisahan.
a. Penebahan
Penebahan adalah alat yang digunakan untuk melepaskan buah dan kelopak (calyx) dari tandan yang sudah direbus. Pada penebahan yang sempurna tidak ada buah yang masih melekat pada tandan kosong (kecuali kalau akibat tandan cacat atau kurang rebus).
b. Peremasan
Tujuan peremasan adalah meremas daging buah kelapa sawit agar dapat lepas dari biji sehingga minyak dapat diperas sebanyak-banyaknya pada pengempaan berikutnya.
Peremasan yang baik ialah jika dalam massa remasan yang masuk ke dalam kempa tidak terdapat satupun buah yang masih utuh atau daging buahnya belum terlepas sepenuhnya dari biji. Daging buah tidak boleh diremas sampai halus, serat-seratnya harus masih kelihatan utuh.
c. Pengempaan
Tujuan pengempaan adalah memeras minyak sebanyak mungkin dari massa remasan. Semakin tinggi tekanan kempa, maka semakin rendah kadar minyak dalam ampas kempa, akan tetapi semakin banyak pula biji yang akan pecah.
d. Penghembusan Serabut
suatu kolom vertikal. Kecepatan angin diatur sedemikian rupa sehingga biji menjadi bersih dari sisa serabut.
e. Pengendapan
Minyak mentah yang didapat masih terdiri atas campuran minyak, air, dan sisa-sisa sel, serta potongan-potongan serabut halus dan cangkang halus.Pengendapan dilakukan secara berkesinambung dalam suatu bak horizontal yang terdiri atas tiga ruangan.Ruangan pertama tempat pemanasan minyak mentah dengan uap langsung agar kembali mencapai suhu 95°C.Ruangan kedua yang lebih panjang adalah tempat berlangsungnya pengendapan.Disini cairan harus mengalir dengan tenang tanpa ada pemanasan lagi. Waktu pengendapan di sini sekitar 1-1,5 jam.
Minyak yang terpisah pada lapisan atas dikutip di sini. Ruangan ketiga adalah tempat pengeluaran drab.(Mangoensoekarjo,S. 2003)
f. Pengeringan Biji
g. Pemecahan Biji
Pemecahan biji dilakukan dalam alat pemecah sentrifugal.Daya pecah biji berbeda menurut ukuran dan tebal cangkangnya.Biji dengan ukuran yang lebih besar lebih mudah pecah daripada biji yang ukurannya lebih kecil, sehingga biji kecil memerlukan putaran pemecah yang lebih tinggi.
h. Pemisahan Cangkang
Campuran pecahan terdiri atas cangkang, inti, dan biji tak pecah.Pemisahan inti dari campuran tersebut dilakukan berdasarkan perbedaan bentuk antara inti dan cangkang atau perbedaan berat jenis inti dari cangkang dan biji.Prinsip pemisahan tersebut dapat diterapkan dalam lingkungan (media) larutan atau suspense, air jernih, atau angin.
2.1.5 Pemurnian
Minyak dan inti sawit yang diperoleh dari pemisahan seperti yang telah diuraikan di atas belum siap untuk dipasarkan, yaitu belum memenuhi spesifikasi kadar zat menguap, kadar kotoran, Asam Lemak Bebas (ALB) dan lain sebagainya seperti yang telah ditentukan pada tabel dibawah ini.
Karakteristik Minyak
Sumber: Direktorat Jenderal Perkebunan, 1989 (Tim Penulis,1997)
a. Pemurnian Minyak Sawit
Minyak yang dikutip dari tangki pengendapan masih mengandung sekitar 0,5% air dan sejumlah kotoran. Ini dipisahkan dengan sentrifius berputaran tinggi, biasanya kadar air akan turun menjadi 0,25%, dan kadar kotoran menjadi sekitar 0,01%.
b. Pengeringan Minyak Sawit
Kadar air dalam minyak setelah pemurnian masih terlalu tinggi untuk mencegah peningkatan kadar ALB karena hidrolisis. Untuk mendapat kadar air yang diinginkan (0,08%) minyak masih harus dikeringkan. Untuk ini sebaiknya dipakai pengering vakum pada suhu relatif rendah, agar minyak tidak teroksidasi pada waktu pengeringan pada suhu tinggi.
Selesai pengeringan minyak harus didinginkan sampai di bawah 50°C untuk mencegah oksidasi pada waktu pemasukan ke tangki timbun.
c. Pengeringan Inti Sawit
tinggi dapat menyebabkan kehilangan minyak yang terlalu banyak, sedangkan suhu yang terlalu rendah akan mengakibatkan kurangnya pengeringan yang sangat berpengaruh terhadap kualitasdari inti sawit.
d. Pembersihan Inti Sawit
Setelah pengeringan, inti dimasukan ke dalam karung. Salah satu persyaratan mutu inti ialah kadar kotorannya tidak boleh melebihi 2,75%. Cangkang dan kotoran lain yang masih terdapat dalam inti kering dapat dipisahkan atau dipilih dengan tangan atau dengan hembusan angin (winnowing).
2.1.6 Pengemasan dan Penimbunan
Minyak dan inti sawit hasil pemurnian tidak selamanya dapat langsung dikirim untuk dipasarkan.Untuk sementara waktu masih perlu ditimbun di pabrik.Biasanya ruang timbun yang diperlukan cukup untuk produksi satu bulan saja.
a. Penimbunan Minyak Sawit
Selama penimbunan ini dapat terjadi perusakan mutu, baik peningkatan kadar ALB maupun peningkatan oksidasi.Persyaratan penimbunan yang baik adalah :
2. Jangan mencampur minyak berkadar Asam Lemak Bebas (ALB) tinggi dengan minyak berkadar ALB rendah.
3. Membersihkan tangki dan memeriksa pipa-pipa uap pemanas, tutup tangki, dan alat-alat pengukur.
4. Memelihara suhu sekitar 40°C.
5. Pipa pemasukan minyak harus terbenam ujungnya di bawah permukaan minyak. 6. Melapisi dinding tangki dengan damar epoksi (hanya untuk minyak sawit bermutu khusus(tinggi).
b. Penimbunan Inti Sawit
Inti sawit dapat disimpan dalam karung goni yang berisi 50 atau 80 kg atau disimpan secara curah dalam bin atau silo. Di sini juga dapat terjadi perusakan mutu selama penimbunan, yaitu peningkatan kadar ALB, perkembangan jamur dan kutu-kutu.Persyaratan penimbunan yang baik adalah :
1. Kadar air inti 7% (kadar air setimbang dengan kelembaban udara luar).
2. Kadar inti pecah diusahakan sedikit mungkin. 3. Memakai goni bersih dan kuat.
4. Ventilasi gudang harus baik dan udara kering.
6. Penimbunan tidak langsung di atas lantai semen (memakai lantai papan yang berkolong). (Mangoensoekarjo,S.2003)
2.2 Stasiun Perebusan (Sterilizer)
Sterilizer merupakan suatu bejana/ketel rebusan yang berbentuk silinder dengan posisi horizontal maupun vertikal, terdapat pintu untuk keluar masuknya lori yang telah memuat Tandan Buah Segar (TBS) dikedua ujungnya. Proses perebusan TBS didalam ketel rebusan mengunakan uap yang bertekanan yang dihasilkan dari boiler.
TBS yang telah dimuat ke dalam lori di stasiun loading ramp, selanjutnya akan masuk ke dalam ketel rebusan sebelum proses ekstraksi minyak dan inti sawit.(SPO PKS Blok Songo PT.NUBIKA JAYA. 2006).
2.3 Waktu/lama Perebusan
a. Puncak satu (15 menit)
- Kran pemasukan uap (steam inlet) dibuka 13 menit untuk mencapai tekanan 2,3 kg/cm2
- Kemudian kran steam inlet ditutup. Kran pembuangan kondensat dibuka terlebih dahulu dan 1 menit kemudian kran steam inlet (blow up) dibuka dengan cepat untuk menurunkan tekanan menjadi 0 kg/cm
termasuk pembuangan udara dalam ketel rebusan selama 2 menit.
2
- Kran kondensat dan kran steam outlet (blow up) ditutup kembali, kemudian kran steam inlet dibuka untuk puncak kedua.
.
b. Puncak kedua (14 menit)
- Operasionalnya sama dengan puncak satu, tetapi tanpa pembuangan udara dan tekanan yang dicapai pada puncak kedua adalah 2,5 kg/cm2
- Kran kondensat dan kran steam outlet (blow up) ditutup kembali, kemudian kran steam inlet dibuka untuk puncak ketiga.
. Waktu yang diperlukan untuk menaikkan steam ±12 menit dan untuk pembuangan steam 2 menit.
c. Puncak ketiga (63 menit)
- Puncak ketiga ditahan (holding time) selama 45 menit.
- Selama holding time dilakukan pembuangan kondensat dengan cara membuka kran kondensat sebanyak 3x sehingga tekanan menurun sampai 2,7 kg/cm2
- Selesai holding time, pembukaan kran dilakukan secara berurut mulai dari kran pembuangan kondensat, kemudian kran steam outlet (blow up) sehingga tekanan turun menjadi 0 kg/cm
dan kran kondensat ditutup kembali.
2
- Setelah tekanan dalam rebusan turun hingga 0 kg/cm
. Waktu yang diperlukan untuk penurunan steam ±4 menit. 2
dan air kondensat terkuras habis, kran kontrol steam di samping pintu rebusan dubuka untuk memastikan tekanan dalam rebusan benar-benar sudah 0 kg/cm2.
Gambar 3.1 Grafik sistem perebusan tiga puncak
keluar, maka lori yang telah terisi dapat langsung dimasukkan (digandeng) ke dalam rebusan.
2.4 Trouble Shooting
A. Kandungan minyak dalam air kondensat yang lebih tinggi dari norma (>0,5% terhadap contoh) kemungkinan disebabkan karena :
- Buah restan dicampur buah segar dalam satu perebusan.
- Holding time terlalu lama.
- Buah banyak yang terluka/memar akibat sering terbanting atau brondolan terlindas kendaraan.
B. Kandungan minyak dalam tandan kosong di atas norma (>0,39% terhadap TBS) karena :
- Buah banyak yang terluka/memar akibat sering terbanting atau brondolan terlindas kendaraan.
- Waktu perebusan atau holding time yang terlalu lama. - Buah terlalu banyak/menumpuk di auto feeder.
- TBS belum memenuhi kriteria matang panen. - Perebusan yang terlalu singkat.
- Buah masak terlalu lama tidak dituang ke auto feeder sehingga kondisinya dingin. - Air kondensat masih tersisa dalam rebusan.
- Proses perebusan yang kurang sempurna. (SPO PKS PTPN IV, 2010)
2.5 Kapasitas Rebusan
Kapasitas rebusan yaitu kemampuan perebusan menyediakan jumlah TBS masak per jam yang siap untuk diproses.Kapasitas rebusan ini berkaitan erat dengan kapasitas pabrik.
Kapasitas Olah = S x N x C x 60 menit T
Dimana :
S : Jumlah tabung rebusan yang ada di pabrik
N : Jumlah lori yang dapat ditampung dalam 1 rebusan
C : Kapasitas (isi) dari masing-masing lori
T : Waktu perebusan (steam time + waktu buka tutup rebusan)
Perhitungan jumlah rebusan yang dioperasikan adalah sebagai berikut : Kapasitas lori : 6500 Kg
Siklus merebus : 120 menit Jumlah lori dalam satu rebusan : 7 buah Kapasitas Olah = S x N x C x 60 menit
T
= 2 x 7 x 6500 Kg x 60 menit
120 menit = 45,5 ton/jam.
2.6 Standar Mutu
Minyak sawit memegang peranan penting dalam perdagangan dunia.Oleh karena itu, syarat mutu harus menjadi perhatian utama dalam perdagangannya.Istilah mutu minyak sawit dapat dibedakan menjadi dua arti.
- Pertama,harus benar-benar murni. Mutu minyak sawit tersebut dapat ditentukan dengan menilai sifat-sifat fisiknya, yaitu angka penyabunan, bilangan iodium dan lain sebagainya. Nilai tersebut dapat kita lihat seperti pada tabel 2.3.
Karakteristik Nilai Berat jenis pada 100 F (37,8°C) 0,898-0,901
Indeks refraksi pada 40°C 1,453-1,456
Bilangan iodium 44-58
Bilangan penyabunan 195-205
Titer, °C 40-47
Sumber: Bailey, 1989
- Kedua, Dalam hal ini syarat mutu diukur berdasarkan spesifikasi standar mutu internasional yang meliputi kadar ALB, air, kotoran, logam besi, logam tembaga, peroksida dan ukuran pemucatan. (Mangoensoekarjo,S. 2003)
Berikut ini akan dijelaskan tentang mutu dari minyak sawit dan inti sawit.
2.6.1 Minyak Sawit
Pada umumnya minyak sawit mengandung lebih banyak asam-asam palmitat, oleat, dan linoleat jika dibandingkan dengan minyak inti sawit. Berikut ini dapat kita lihat perbandingan antara asam lemak minyak sawit dengan minyak inti sawit seperti yang dijelaskan pada tabel 2.4.
Tabel 2.4 Komposisi Asam Lemak Minyak Sawit dan Minyak Inti Sawit
Kaprilat
Minyak sering disebut juga sebagai asam lemak (fatty acid). Secara kimia, lemak adalah triester dari gliserol atau yang disebut sebagai trigliserida.Dari bentuk strukturnya, trigliserida dapat terhidrolisa menjadi asam lemak dan gliserol.
O
Trigliserida Asam Lemak Gliserol
2.6.2 Inti Sawit
Bentuk inti sawit bulat padat atau agak gepeng berwarna cokelat hitam.Inti sawit mengandung lemak, protein, serat, dan air.Kadar minyak dalam inti sawit kering adalah 44-53%.Minyak inti sawit juga dapat mengalami hidrolisis. Hal ini lebih mudah terjadi pada inti pecah dan inti berjamur.
Dalam keadaan normal kadar ALB permulaan minyak inti sawit tidak lebih dari 0,5% sedangkan pada akhir pengolahannya tidak lebih dari 1%. Dengan demikian kenaikan kadar ALB selama pengolahan hanya 0,5%. Sifat fisik minyak inti sawit dapat kita lihat pada tabel 2.5.
Tabel 2.5 Sifat Fisik Minyak Inti Sawit
Berat jenis pada 99/15,5°C Indeks refraksi pada 40°C
2.7 Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Mutu Minyak Sawit
Berikut ini akan dijelaskan beberapa faktor yang dapat mempengaruhi mutu dari minyak sawit, yaitu:
1. Asam Lemak Bebas (ALB)
Asam lemak bebas dalam konsentrasi tinggi yang terikut dalam minyak sawit sangat merugikan.Tingginya asam lemak bebas ini mengakibatkan rendemen minyak turun.Untuk itulah perlu dilakukan usaha pencegahan terbentuknya asam lemak bebas dalam minyak sawit.Kenaikan kadar ALB ditentukan mulai dari saat tandan dipanen sampai tandan diolah dipabrik.Kenaikan ALB ini disebabkan adanya reaksi hidrolisa pada minyak. Hasil reaksi hidrolisa minyak sawit adalah gliserol dan ALB.
Beberapa faktor yang dapat menyebabkan peningkatan kadar ALB yang relatif tinggi dalam minyak sawit antara lain:
- Pemanenan buah sawit yang tidak tepat waktu.
- Keterlambatan dalam pengumpulan dan pengangkutan buah.
- Penumpukan buah yang terlalu lama.
- Proses hidrolisa selama pemrosesan di pabrik.
2. Kadar Zat Menguap dan Kotoran
proses di atas, kotoran-kotoran yang berukuran besar memang bisa disaring. Akan tetapi, kotoran-kotoran atau serabut yang berukuran kecil tidak bisa disaring, hanya melayang-layang di dalam minyak sawit sebab berat jenisnya sama dengan minyak sawit.
Meskipun kadar ALB dalam minyak sawit kecil, tetapi hal itu belum menjamin mutu minyak sawit. Kemantapan minyak sawit harus dijaga dengan cara membuang kotoran dan zat menguap. Hal ini dilakukan dengan peralatan pemurnian modern.
3. Kadar Logam
Beberapa jenis bahan logam yang dapat terikut dalam minyak sawit antara lain besi, tembaga dan kuningan. Logam-logam tersebut biasanya berasal dari alat-alat pengolahan yang digunakan. Mutu dan kualitas minyak sawit yang mengandung logam-logam tersebut akan turun.Sebab dalam kondisi tertentu, logam-logam itu dapat menjadi katalisator yang menstimulir reaksi oksiadasi minyak sawit dengan melihat perubahan wana minyak sawit yang semakin gelap dan akhirnya menyebabkan ketengikan.
4. Bilangan Oksidasi
Proses oksidasi yang distimulir oleh logam jika berlangsung dengan intensif akan mengakibatkan ketengikan dan perubahan wana mejadi semakin gelap. Keadaan ini jelas sangat merugikan sebab mutu minyak sawit menjadi menurun.Angka
oksidasi dihitung berdasarkan angka peroksida. Sebagai standar umum dipakai angka 10 meq (miligram eqvialent), tetapi ada yang memakai standar lebih ketat lagi yaitu 6 meq.
5. Pemucatan (Bleaching)
