BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1.Kelapa Sawit
2.1.1. Tanaman Kelapa Sawit
Tanaman kelapa sawit (Elaeis guinensis JACQ) adalah tanaman berkeping satu yang termasuk dalam family Palmae. Nama genus Elaeis berasal dari bahasa Yunani Elaion atau minyak, sedangkan nama spesies Guinensis berasal dari kata Guinea,
yaitu tempat di mana seorang ahli bernama Jacquin menemukan tanaman kelapa sawit pertama kali di pantai Guinea.
Kelapa sawit dapat tumbuh dengan baik pada daerah beriklim tropis dengan curah hujan 2000 mm/tahun dan kisaran suhu 22-32oC. Panen kelapa sawit terutama didasarkan pada saat kadar minyak mesokarp mencapai maksimum dan kandungan asam lemak bebas minimum, yaitu pada saat buah mencapai tingkat kematangan tertentu (ripe). Kriteria kematangan dapat dilihat dari warna kulit buah dan jumlah buah yang rontok pada tiap tandan.
sebesar 5 persen dan kadar asam lemak bebas meningkat dari 0,5 persen menjadi 2,9 persen. (Ketaren, 2005)
2.1.2. Sejarah Kelapa Sawit di Indonesia
Kelapa sawit pertama kali diperkenalkan ke Indonesia oleh pemerintah kolonial Belanda pada tahun 1848, tepatnya di kebun raya Bogor (s’Lands Plantentuin Buitenzorg). Pada tahun 1876, Sir Yoseph Hooker mencoba menanam 700 bibit
tanaman kelapa sawit di Labuhan Deli, Sumatera Utara.
Pada saat ini, perkebunan kelapa sawit telah berkembang lebih jauh sejalan dengan kebutuhan dunia akan minyak nabati dan produk industri oleochemical. Produk minnyak sawit merupakan komponen penting dalam perdagangan minyak nabati dunia. (Pahan,2008)
2.1.3. Varietas dan Bagian Tanaman Kelapa Sawit
Berdasarkan ketebalan tempurung dan daging buah, kelapa sawit dibagi atas lima varietas, yaitu :
1. Dura
2. Pisifera
Ketebalan tempurung sangat tipis, bahkan hampir tidak ada, tetapi daging buahnya tebal. Persentase daging buah terhadap buah cukup tinggi, sedangkan daging biji sangat tipis. Jenis Psifera tidak dapat diperbanyak tanpa menyilangkan dengan jenis lain. Oleh sebab itu, dalam persilangan dipakai sebagai pohon induk jantan. Penyerbukan silang antara Pisifera dan Dura akan menghasilkan varietas Tenera. 3. Tenera
Varietas ini mempunyai sifat – sifat yang berasal dari kedua induknya, yaitu Dura dan Pisifera. Tempurung sudah menipis, ketebalannya berkisar antara 0,5 – 4 mm, dan terdapat lingkaran serabut di sekelilingnya. Persentase daging buah terhadap buah tinggi, antara 60 – 95 %.
4. Macro Carya
Tempurung sangat tebal, sekitar 5 mm, sedang daging buahnya sangat tipis sekali. (Tim Penulis, 1997)
2.2. Minyak Kelapa Sawit
Minyak sawit kasar (Crude Palm Oil) mengandung sekitar 500 – 700 ppm β - karoten dan merupakan bahan pangan sumber karoten alami terbesar. Oleh karena itu CPO berwarna merah jingga. Disamping itu jumlahnya juga cukup tinggi. Minyak sawit ini diperoleh dari mesokarp buah kelapa sawit melalui ekstraksi dan mengandung sedikit air serta serat halus, yang berwarna kuning sampai merah dan berbentuk semi solid pada suhu ruang. Adanya serat halus dan air pada sawit kasar tersebut menyebabkan minyak sawit kasar tidak dapat dikonsumsi langsung sebagai bahan pangan maupun non pangan. (Ketaren, 2005)
2.3.Pengolahan Buah Kelapa Sawit
Tanaman kelapa sawit baru dapat berproduksi setelah berumur sekitar 30 bulan setelah ditanam. Buah yang dihasilkan disebut tandan buah segar (TBS) atau fresh fruit bunch (FFB). TBS diolah di pabrik kelapa sawit untuk diambil minyak dan
intiya. Minyak dan inti yang dihasilkan dari PKS merupakan produk setengah jadi. Minyak mentah atau crude palm oil (CPO, MKS) dan inti (kernel, IKS) harus diolah lebih lanjut untuk dijadikan produk jadi lainnya. (Pahan, 2008)
2.3.1. Stasiun Penerimaan Buah
timbang (weight bridge) dan ditampung sementara di penampungan buah (loading ramp).
2.3.2. Stasiun Rebusan (sterilizer)
Sterilizer yang banyak digunakan umumnya yaitu bejana tekan horizontal yang bisa
menampung 10 lori per unit (25-27 ton TBS). dalam proses perebusan, TBS dipanaskan dengan uap pada temperature sekitar 135oC dan tekanan 2,0 – 2,8 kg/cm2 selama 80-90 menit. Proses perebusan dilakukan secara bertahap dalam tiga puncak tekanan agar diperoleh hasil yang optimal.
Tujuan dari proses perebusan tandan buah segar yaitu untuk menghentikan perkembangan asam lemak bebas (ALB) atau free fatty acid (FFA), memudahkan pemipilan, penyempurnaan dalam pengolahan, serta penyempurnaan dalam proses pengolahan inti sawit.
2.3.3. Stasiun Pemipilan (stripper)
2.3.4. Stasiun Pencacahan (digester) dan Pengempaan (presser)
Brondolan yang telah terpipil dari stasiun pemipilan diangkut ke bagian pengadukan/ pencacahan (digester). Tujuan utama dari proses digesting yaitu mempersiapkan daging buah untuk pengempaan (pressing) sehingga minyak dengan mudah dapat dipisahkan dari daging buh dengan kerugian yang sekecil-kecilnya.
Brondolan yang telah mengalami pencacahan dan keluar melalui bagian bawah digester sudah berupa ‘bubur’. Hasil cacahan tersebut langsung masuk kea lat pengempaan. Pada umumnya digunakan screw press sebagai alat pengempaan untuk memisahkan minyak dari daging buah.
2.3.5. Stasiun Pemurnian (clarifier)
Minyak kasar yang diperoleh dari hasil pengempaan perlu dibersihkan dari kotoran, baik yang berupa padatan (solid), lumpur (sludge), maupun air. Tujuan dari pembersihan/pemurnian minyak kasar yaitu agar diperoleh minyak dengan kualitas sebaik mungkin dan dapat dipasarkan dengan harga yang layak.
masih mengandung minyak. Di PKS, sludge diolah untuk dikutip kembali pada minyak yang masih terkandung di dalamnya.
2.3.6. Stasiun Pemisahan Biji dan Kernel
Proses pemisahan biji-serabut dari ampas pengempaan bertujuan untuk meperoleh biji sebersih mungkin. Kemudian, dari biji tersebut harus menghasilkan inti sawit secara rasional, yakni kerugian yang sekecil-kecilnya dgan hasil inti sawit yang setinggi-tingginya. (Pahan, 2008)
2.4.Pemurnian Minyak Kelapa Sawit
Tujuan utama dari proses pemurnian minyak sawit adalah untuk menghilangkan rasa serta bau yang tidak enak, warna yang tidak menarik dan memperpanjang masa simpan minyak sebelum dikonsumsi atau digunakan sebagai bahan mentah dalam industri.
2.4.1. Pemisahan Gum ( De-Gumming )
Biasanya proses ini dilakukan dengan cara dehidratasi gum atau kotoran lain agar bahan tersebut lebih mudah terpisah dari minyak, kemudian disusul dengan proses pemusingan (sentrifusi). Caranya ialah dengan melakukan uap air panas kedalam minyak disusul dengan pengaliran air dan selanjutnya disentrifusi sehingga bagian lendir terpisah dari air. Pada saat proses sentrifusi berlangsung, ditambahkan bahan kimia yang dapat menyerap air misalnya asam mineral pekat atau garam dapur (NaCl). Suhu minyak pada waktu proses sentrifusi berkisar antara 32 – 50oC, dan pada suhu tersebut kekentalan minyak akan berkurang sehingga gum mudah terpisah dari minyak.
2.4.2. Netralisasi
Netralisasi ialah suatu proses untuk memisahkan asam lemak bebas dari minyak atau lemak, dengan cara mereaksikan asam lemak bebas dengan basa atau pereaksi lainnya sehingga membentuk sabun (soap stock). Pemisahan asam lemak bebas dapat juga dilakukan dengan cara penyulingan yang dikenal dengan istilah de-asidifikasi.
2.4.3. Pemucatan (Bleaching)
Pemucatan ialah suatu tahap proses pemurnian untuk menghilangkan zat – zat warna yang tidak disukai dalam minyak. Pemucatan ini dilakukan dengan mencampur minyak dengan sejumlah kecil adsorben, seperti tanah serap (fuller earth), lempung aktif (activated clay), arang aktif ataupun bahan kimia lainnya.
suhu sekitar 105oC selama 1 jam. Penambahan adsorben dilakukan pada saat minyak mencapai suhu 70 – 80oC dan jumlah adsorben ± sebanyak 1,0 – 1,5 % dari berat minyak. Jumlah adsorben yang dibutuhkan untuk menghilangkan warna minyak tergantung dari macam dan tipe warna dalam minyak dan sampai berapa jauh warna tersebut akan dihilangkan. Selanjutnya, minyak dapat dipisahkan dari adsorben dengan cara penyaringan menggunakan kain tebal atau dengan cara pengepresan dengan filter press. Minyak yang hilang karena proses tersebut ± 0,2 – 0,5 % dari berat minyak yang dihasilkan setelah proses pemucatan.
2.4.4. Proses Deodorisasi (Deodorization)
Deodorisasi adalah suatu tahap proses pemurnian minyak yang bertujuan untuk menghilangkan bau dan rasa (flavor) yang tidak enak dalam minyak. Prinsip proses deodorisasi yaitu penyulingan minyak dengan uap panas dalam tekanan atmosfer atau keadaan vakum.
Pada tahap ini BPO (Bleaching Palm Olein) akan dimurnikan dari kadar asam lemak bebas (FFA), bau (odor), dan warna (colour). Proses pemurnian dilakukan pada life steam dengan peningkatan suhu secara bertahap.
selesai, maka minyak tersebut perlu divakumkan pada tekanan yang turun lebih rendah.
Pada suhu yang tinggi, komponen yang menimbulkan bau pada minyak akan lebih mudah menguap, sehingga komponen tersebut diangkut sari minyak bersama – sama dengan uap panas. Penurunan tekanan selama proses deodorisasi akan mengurangi jumlah uap yang digunakan dan mencegah hidrolisa minyak oleh uap air.
Setelah proses deodorisasi sempurna, maka minyak harus cepat didinginkan dengan mengalirkan air dingin melalui pipa pendingin sehingga suhu minyak turun menjadi ± 84oC dan selanjutnya ketel dibuka dan dikeluarkan dari ketel. (Ketaren, 2005)
2.5. Komposisi Minyak Kelapa Sawit
Kelapa sawit mengandung lebih kurang 80 persen perikarp dan 20 persen buah yang dilapisi kulit yang tipis, kadar minyak dalam perikarp sekitar 30 – 40 persen. Minyak kelapa sawit adalah lemak semi padat yang mempunyai komposisi yang tetap. (Ketaren, 2005)
CH2 – OH + R1COOH CH2 – COOR1
CH – OH + R2COOH CH – COOR2 + 3 H2O
CH2 – OH + R3COOH CH2 – COOR3
Gliserol asam lemak trigleserida air
Gliserol Asam Lemak Trigliserida Air Minyak yang mula – mula terbentuk dalam buah adalah trigliserida yang mengandung asam lemak bebas jenuh, dan setelah mendekati masa pematangan buah terjadi pembentukan trigliserida yang mengandung asam lemak tidak jenuh.
Asam lemak adalah asam karboksilat yang diperoleh dari hidrolisis suatu lemak atau minyak, yang umumnya mempunyai rantai hidrokarbon panjang dan tidak bercabang.
Asam lemak terbagi atas dua macam, yaitu : 1. Asam Lemak Jenuh
2. Asam Lemak Tak Jenuh
2.5.1. Asam Lemak Jenuh
Asam lemak jenuh adalah asam lemak yang tidak mengandung ikatan rangkap antara atom – atom karbon pada rantainya, dan pada umumnya mempunyai titik lebih yang tinggi.
Asam Lemak Jenuh
Jumlah Atom Karbon
Rumus Struktur Titik Lebur ( o C )
A. Asam Kaprilat dan Kaprat
Asam kaprilat dan asam kaprat merupakan dua senyawa yang penting dalam industri, karena merupakan zat kimia antara (intermediate) untuk mensintesis berbagai zat – zat kimia fungsional dan produk pangan sehat yang disebut trigliserida rantai sedang atau TSR (Medium Chain Triglicerid (MCT) / fat). Asam Kaprilat dan Kaprat diperoleh dari kedua minyak tersebut melalui jalur yakni hidrolisis dan metanolisis. Jalur metanolisis (yang menghasilkan ester metal asam – asam kaprilat dan kaprat).
B. Asam Laurat
Asam laurat atau asam dodekanoat adalah asam lemak jenuh berantai sedang (Ing Middle-Chained fatty acid, MCFA) yang tersusun dari 12 atom C. Sumber utama asam lemak ini adalah minyak kelapa, yang dapat mengandung 50 % asam laurat, serta minyak biji sawit (Palm Kernel Oil).
pelarut polar, misalnya air, juga larut dalam lemak karena gugus hidrokarbon (metal) di satu ujung dan gugus karboksil diujung lain.
C. Asam Miristat
Asam Miristat atau asam tetradekanoat merupakan asam lemak jenuh yang tersusun dari 14 atom C. Asam ini pertama - tama diekstraksi dari tanaman pala (Myristica fragrans). Meskipun demikian, aroma khas pala tidak berasal dari asam ini melainkan minyak atsiri dan juga dapat dijumpai pada tanaman ini.
D. Asam Palmitat atau asam heksadekanoat.
Tumbuh – tumbuhan dari famili Palmaceae, seperti kelapa (Cocos nucifera) dan kelapa sawit (Elaeis guenensis) merupakan sumber asam lemak ini. Minyak kelapa bahkan mengandung hampir semuanya palmitat (92%). Minyak sawit mengandung sekitar 50 % palmitat. Produk hewani juga banyak mengandung asam lemak ini (dari mentega, keju, susu dan juga daging).
Asam palmitat adalah asam lemak jenuh yang tersusun dari 16 atom karbon (CH3(CH2)14COOH). Pada suhu ruang asam palmitat berwujud padat berwarna putih, titik lebur 62,9oC.
E. Asam Stearat
dengan rumus kimia CH3(CH2)16COOH. Kata stearat berasal dari bahasa Yunani ”stear”, yang berarti “Lemak padat” (Ing.Tallow).
Asam stearat diproses dengan memperlakukan lemak hewan dengan air pada suhu dan tekanan tinggi. Titik lebur asam stearat 69,6oC dan titik didihnya 361oC. Reduksi asam stearat menghasilkan stearil alkohol.
2.5.2. Asam Lemak Tak Jenuh
Asam lemak tak jenuh adalah asam lemak yang memiliki satu atau lebih ikatan rangkap di antara atom – atom karbonnya, dan pada umumnya mempunyai titik lebur yang rendah.
Tabel 2.2. Asam – Asam Lemak Tak Jenuh Pada Minyak Kelapa Sawit Asam
Rumus Struktur Titik
Lebur
kultivar tertentu, minyak raps, serta minyak biji anggur. Rumus kimianya CH3(CH2)7CHCH(CH2)7COOH.
Asam lemak ini pada suhu ruang berupa cairan kental dengan warna kuning pucat atau kuning kecoklatan. Asam ini memiliki aroma yang khas. Ia tidak larut dalam air, titik leburnya 14oC.
B. Asam Linoleat
Asam Linoleat merupakan asam lemak tak jenuh majemuk (polyunsaturated fatty acid, PUFA) yang tersusun dari rantai 18 atom karbon. Salah satu isomer asam
linoleat, asam alfa linolenat (ALA), adalah asam lemak Omega-3 yang dikenal memiliki khasiat lebih dari asam alfa linolenat nabati dapat diperoleh misalnya dari minyak biji flax ( linum usitatissimum ) sekitar 55 %. (Ketaren, 2005)
2.6. Kandungan Minor dalam Minyak Kelapa Sawit
Kandungan minor dalam minyak sawit berjumlah kurang lebih 1 %, antara lain terdiri dari karoten, tokoferol, sterol, alkohol, triterpen, dan fosfalipida. Dua unsure yang disebut pertama, yaitu karoten dan tokoferol mempunyai nilai lebih dibandingkan unsur yang lain karena unsur tersebut diketahui meningkatkan kemantapan minyak terhadap oksidasi. Dengan kata lain, keberadaan kedua unsure tersebut dalam suatu jenis minyak menyebabkan minyak relativ tidak mudah tengik. Selain itu, karoten mempunyai potensi untuk dikembangkan sebagai obat anti kanker, sedangkan tokoferol dimanfaatkan sebagai sumber vitamin E. ( Tim Penulis, 1997)
2.7. Sifat Fisiko – Kimia Minyak Kelapa Sawit
Sifat fisiko - kimia minyak kelapa sawit meliputi warna, bau dan flavor, kelarutan, titik cair dan polymorphism, titik didih (boiling point), titik pelunakan, slipping point, shot melting point, bobot jenis, indeks bias, titik kekeruhan (turbidity
point), titik asap, titim nyala dan titik api.
Beberapa sifat fisiko - kimia dari kelapa sawit nilainya dapat dilihat pada table berikut ini :
2.3. Nilai Sifat Fisiko – Kimia Kelapa Sawit
Sifat Minyak Sawit Minyak Inti Sawit
Warna minyak ditentukan oleh adanya pigmen yang masih tersisa setelah proses pemucatan, karena asam –asam lemak dan gliserida tidak bewarna. Warna orange atau kuning disebabkan adanya pigmen karotene yang larut dalam minyak.
Bau dan flavor dalam minyak terdapat secara alami, juga terjadi akibat adanya asam-asam lemak berantai pendek akibat kerusakan minyak. Sedangkan bau khas minyak kelapa sawit ditimbulkan oleh persenyawaan beta ionone.
Titik cair minyak sawit berada dalam nilai kisaran suhu, karena minyak kelapa sawit mengandung beberapa macam asam lemak yang mempunyai titik cair yang berbeda-beda. (Ketaren, 2005)
2.8. Standar Mutu Minyak Sawit
Tabel 2.4. Standart Mutu Minyak Sawit CPO (Crude Palm Oil) Di PT. Socfin Indonesia
Karakteristik Minyak Sawit Keterangan Free Fatty Acid (FFA)
Moisture (M) Sumber : PKS PT. Socfin Indonesia Tanah Gambus
2.8.1. Faktor - Faktor yang Mempengaruhi Mutu Minyak Kelapa Sawit
Rendahnya mutu minyak kelapa sawit sangat ditentukan oleh banyak faktor. Faktor - faktor tersebut dapat langsung dari sifat pohon induknya selama penanganan pascapanen, ataupun selama proses pemrosesan dan pengangkutannya. Berikut faktor - faktor yang dapat mempengaruhi mutu minyak kelapa sawit :
1. Asam Lemak Bebas
adanya faktor panas, air, keasaman, dan katalis (enzim). Semakin lama reaksi berlangsung, maka semakin banyak asam lemak bebas yang terbentuk.
2. Kadar Zat Menguap dan Kotoran
Kotoran yang terdapat dalam minyak terdiri dari tiga golongan, yaitu kotoran yang tidak larut dalam minyak (Fat Insoluble) dan kotoran yang terdispersi dalam minyak. Kotoran yang terdiri dari biji atau partikel jaringan, lendir dan getah, serat - serat yang berasal dari kulit, abu atau mineral yang terdiri dari Mg, Cu, Fe, dan Ca, serta air dalam jumlah kecil. Kotoran ini dapat dipisahkan dengan beberapa cara mekanis, yaitu dengan cara pengendapan, penyaringan dan sentrifusi.
3. Pemucatan
Minyak sawit mempunyai warna kuning oranye sehingga jika digunakan sebagai bahan baku untuk pangan perlu dilakukan pemucatan dengan adsorben. Salah satu adsorben yang digunakan adalah tanah liat (bleaching earth). Aktivitas tanah liat dengan asam mineral (misal : HCl) akan mempertinggi daya pemucat karena asam mineral akan larut dan bereaksi dengan komponen seperti tar, garam Ca dan Mg yang menutupi pori - pori adsorben. Namun pemakaian asam mineral akan menimbulkan bau lapuk pada minyak. Disamping itu, tanah liat juga akan menaikkan kadar asam lemak bebas dan mengurangi daya tahan kain saring yang digunakan
4. Kadar Logam
Beberapa jenis bahan logam yang dapat terikut dalam minyak sawit antara lain adalah besi, tembaga dan kuningan. Logam - logam tersebut biasanya berasal dari alat - alat pengolahan yang digunakan. Tindakan preventif pertama yang harus dilakukan untuk menghindari terikutnya kotoran yang berasal dari pengelupasan alat - alat dan pipa adalah mengusahakan alat - alat dari stainless steel.
Mutu dan kualitas minyak sawit yang mengandung logam - logam tersebut akan turun. Sebab dalam kondisi tertentu, logam - logam tersebut dapat menjadi katalisator yang menstimulir reaksi oksidasi minyak sawit. Reaksi ini dapat diamati dengan melihat perubahan warna minyak sawit yang semakin gelap dan akhirnya menyebabkan ketengikan.
5. Angka Oksidasi
Proses oksidasi yang distimulir oleh logam jika berlangsung dengan intensif akan mengakibatkan ketengikan dan perubahan warna (menjadi semakin gelap). Keadaan ini jelas sangat merugikan sebab mutu minyak kelapa sawit menjadi menurun.
