BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sejarah Kelapa Sawit
Semula tanaman kelapa sawit (Elaeis giuneensis Jacg) hanya diusahakan oleh perkebunan besar di Indonesia. Sejak tahun 1977 – 1978 pemerintahan Indonesia bertekad mengubah situasi tersebut dengan mengembangkan pola perkebunanan rakyat melalui system PIRBUN (Perusahaan Inti Rakyat Perkebunanan). Perusahaan Besar sebagai inti berfungsi memberikan alih teknologi kepada perkebunan kepada perkebuanan rakyat di sekitar yang berkedudukan sebagai kebun “plasma”.
Kelapa sawit di Indonesia dewasa ini merupakan komoditas primadona; luasnya terus berkembang dan tidak hanya merupakan monopoli perkebunan besar negara atau perkebunan besar swasta. Saat ini perkebunan rakyat sudah berkembang dengan pesat. Perkebunan kelapa sawit yang semula hanya di Sumatera Utara dan Daerah Istimewa Aceh saat ini sudah berkembang di beberapa propinsi,antara lain : Sumatera Barat, Sumatera Selatan, Jambi, Bengkulu, Riau, Kalimantan Timur, Kalimantan Barat, Kalimantan Tengah, Kalimantan Selatan, Irian Jaya, Sulawesi Selatan, Sulawesi Tenggara, Sulawesi Utara dan Jawa Barat. Pemerintahan minyak kelapa sawit di samping digunakan sebagai bahan mentah industry pangan juga digunakan sebagai bahan mentah industry nonpangan. Jika dilihat dari biaya produksinya, komoditas kelapa sawit jauh lebih rendah dari pada minyak nabati lainnya.
2.2 Varietas berdasarkan ketebalan tempurung dan daging buah
Tabel 2.1 Varietas Kelapa Sawit Berdasarkan Ketebalan Tempurung dan Daging Buah
Varietas Deskripsi
Dura - Tempurung tebal
- Tidak ada lingkaran serabut pada bagian luar tempurung - Daging buah relatif tipis yaitu 35-50% terhadap buah - Kernel besar dengan kandungan minyak rendah
- Dalam persilangan dipakai sebagai pohon induk betina Tenera - Hasil dari persilangan dura dan pesifera
- Tempurung tipis
- Terdapat lingkaran serabut disekeliling tempurung - Daging buah tebal
- Tandan buah lebih banyak tetapi ukurannya relatif lebih kecil Pesifera - Ketebalan tempurung sangat tipis bahkan hampir tidak ada
- Daging buah tebal, lebih tebal dari daging dura - Daging biji sangat tipis
- Tidak dapat diperbanyak dengan penyilangan dengan jenis lain dan dipakai pohon induk jantan
Marco Carya - Tempurung tebal sekitar 5 mm -Daging buah sangat tipis (Fauzi, 2002)
Penggunaaan minyak kelapa sawit sebagai minyak goring pada tahun 1985 tercatat telah mencapai 55,3% atau meningkat 27% pertahun. Saat ini minyak goring merupakan penyerap utama konsumsi munyak dalam negeri . Industri lain yang menggunakan minyak kelapa sawit ini adalah margarine, sabun, dan industry kimia lainnnya.
Malaysia (50% dari produksi dunia),sedangkan Indonesia hanya 20% dari produksi dunia.
Indonesia yang menempati posisi kedua setelah Malaysia relative masih jauh ketinggalan terutama dari segi tekhnologi budidaya,pengolahan dan pemasaran . Sampai sat ini ekspor minyak sawit Indonesia masih dalam bentuk minyak mentah atau Crude Palm Oil (CPO), dan sebagian kecil dalam bentuk produk olahan yang merupakan hasila sampingan dan pembuatan minyak goring, sehingga nilai tambah yang diperoleh relative kecil.
Tanaman kelapa sawit mulai berbunga dan membentuk buah setelah umur 2 – 3 tahun. Buah masak sekitar 5 – 6 bulan setelah penyerbukan. Buah menjadi merah jingga ketika masak. Ketika masak, kandungan minyak pada daging buah maksimal, jika terlalu matang buah kelapa sawit akan lepas dan jatuh dari tandan. Buah yang jatuh tersebut disebut membrondol. Proses pemanenan pada tanaman kelapa sawit meliputi pekerjaan memotong tandan buah masak, memungut dan mengangkutnya ke pabrik. Kriteria panen yang perlu diperhatikan adalah matang panen, cara panen, alat panen, rotasi panen, sistem panen dan mutu panen.
2.3 Pembentukan Minyak Dalam Buah
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 bebas tidak jenuh.
Untuk melindungi minyak dari oksidasi yang dirangsang oleh sinar matahari maka tanaman tersebut membentuk senyawa kimia pelindung yaitu karotin. Setelah penyerbukan, buah kelihatan berwarna hitam kehijau – hijauan dan setelah terjadi
pembentukkan minyak, buah berubah menjadi ungu kehijau – hijauan (Naibaho, 1996 ).
2.4 Minyak Kelapa Sawit
Sebagai minyak atau lemak, minyak sawit adalah trigliserida, yaitu senyawa gliserol dengan asam lemak. Sesuai dengan bentuk bangun rantai asam lemaknya, minyak sawit termasuk golongan minyak asam oleat – linoleat. Minyak sawit berwarna merah jingga karena kandungan karotenoida ( terutama β - karotenoida ), dan dalam keadaan
segar dan kadar asam lemak bebas rendah, bau dan rasanya cukup enak (Mangoensoekarjo, 2003 ).
Sebagian besar gliserida pada hewan adalah berupa lemak, sedangkan gliserida dalam tumbuhan cenderung berupa minyak; karena itu biasa terdengar ungkapan lemak hewani (lemak babi, lemak sapi) dan minyak nabati (minyak jagung, minyak kelapa sawit, dan minyak bunga matahari).
( Fessenden., 1986 ).
2.5 Fraksi TBS dan Mutu Panen
Adapun fraksi TBS sangat mempengaruhi mutu panen, termsasuk kualitas minyak sawit yang dihasilkan. Ada 5 fraksi TBS berdasarkan fraksi TBS, derajat kematangan yang baik adalah jika tandan-tandan yang dipanen berada pada fraksi 1, 2, dan 3,ditunjukkan pada table 2.2
Tabel 2.2 Tingkat Fraksi TBS
Fraksi Jumlah Brondolan Tingkat Kematangan
00
Tidak ada, buah berwarna hitam
1% - 12,5% buah luar atau 0-1 berondolan/kg tandan memberondol
12,5% - 25% buah luar atau 2 berondolan/kg tandan
25% - 50% buah luar memberondol 50% - 75% buah luar memberondol 75% - 100% buah luar memberondol
Buah dalam juga memberondol, ada buah yang busuk
Sumber : Pusat Penelitian Marihat ,1982 (Fauzi , 2002).
2.6 Jenis – Jenis Produk Kelapa Sawit
Bahan padatan ini dapat dimanfaatkan untuk sumber energi, pupuk, makanan ternak, dan bahan untuk industri.
Keunggulan minyak sawit selain tersusun dari asam lemak tidak jenuh dan asam lemak jenuh, juga mengandung Beta Karotena atau Pro-vitamin A yang sangat diperlukan dalam proses metabolism dalam tubuh manusia dan sebagai antioksidan, dan pro-vitamin E (tokoferol dan tokotrienol).
Produk kelapa sawit dapat dikelompokkan dalam :
1. Bahana makanan (oleofood, oleomakanan) seperti : minyak goring, mentega (margarine), industri makanan ringan (roti dan kue-kue) dan lain-lain
2. Bahan nonmakanan (oleochemical, oleokimia), seperti : alam industry tekstil minyak kelapa sawit dipakai sebagai minyak pelumas yang tahan terhadap tekanan dan suhu tinggi, sabun deterjen, semir sepatu, lilin, tinta cetak dan lain-lain.
3. Krim (cream),minyak rambut, sabun cair, lipstick dan lain-lain seperti : pembuatan shampoo,
4. Bahan kosmetika dan farmasi (cosmetics & pharmacy),
2.7Standar Mutu
Standar mutu merupakan hal yang penting untuk menentukan mutu minyak yang baik. Ada beberapa faktor yang menentukan standar mutu, yaitu kandungan air dan kotoran dalam minyak, kandungan asam lemak bebas, warna dan bilangan peroksida. Faktor lain yang mempengaruhi standar mutu adalah titik cair dan kandungan gliserida, refining loss, plastisitas, dan spreadability, kejernihan kandungan logam berat dan bilangan penyabunan,ditunjukkan pada tabel 2.3
Kandungan Persentase
Kadar air Kadar kotoran
Kandungan asam lemak bebas Bilangan peroksida
< 0,1 % < 0,01 %
< 2% < 2
(Ketaren, 2008)
2.8 Sifat Fisika dan Kimia 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 34 – 40 persen.
Rata – rata komposisi asam lemak minyak kelapa sawit,ditunjukkan pada Tabel 2.4
Tabel 2.4 Komposisi Asam Lemak Minyak Kelapa Sawit Asam Lemak Minyak Kelapa Sawit
(Persen) Asam Miristat (C14H28O2) 1,1 – 2,5
Asam Palmitat (C16H32O2) 40 – 46
Asam Stearat (C18H36O2) 3,6 – 4,7
Asam Oleat (C18H34O2) 39 – 45
Asam Linoleat (C18H32O2) 7 – 11
Sumber : Eckey S.W,1955
Zat warna yang terdapat pada minyak kelapa sawit umumnya adalah β - karoten, xantofil, klorofil, dan anthosyanin. Zat warna inilah yang menyebabkan minyak berwarna kuning, kuning kecoklatan, kehijau – hijauan dan kemerah – merahan.
2. Bau dan flavor
Bau dan flavor pada minyak atau lemak selain terdapat secara alami, juga terjadi karena pembentukan asam – asam yang berantai sangat pendek. Akan tetapi pada umumnya disebabkan oleh komponen bukan minyak. Sebagai contoh, bau khas dari minyak kelapa sawit dikarenakan terdapatnya beta ionone.
3. Kelarutan
Minyak dan lemak tidak larut dalam air tetapi sedikit larut dalam alkohol. Kelarutan dari minyak dan lemak ini dipergunakan sebagai dasar untuk mengekstraksi minyak atau lemak dari bahan yang diduga mengandung minyak.
Asam – asam lemak yang berantai pendek dapat larut dalam air, semakin panjang rantai asam – asam lemak maka kelarutannya dalam air semakin berkurang.
Dari segi teknik, kelarutan asam – asam lemak ini mempunyai arti yang sangat penting. Misalnya asam – asam lemak tidak jenuh sangat mudah larut dalam pelarut organik dibandingkan dengan asam – asam lemak jenuh.
4. Titik Cair
Minyak dan lemak tidak mencair dengan tepat pada suatu nilai temperatur tertentu. Tetapi pada standar yang telah ditetapkan, titik cair untuk minyak adalah 39 - 41℃.
5. Titik Didih
Titik didih dari asam – asam lemak akan semakin meningkat dengan bertambah panjangnya rantai karbon asam lemak tersebut.
6. Titik Lunak
padat. Setelah 1 malam dalam lemari es, tabung diikat bersama – sama dengan thermometer yang dilakukan didalam lemari es, selanjutnya dicelupkan kedalam gelas yang berisi air. Temperatur akan naik dengan lambat. Temperatur pada saat permukaan dari minyak atau lemak dalam tabung mulai naik, inilah yang disebut dengan titik lunak atau softening point.
7. Slipping Point
Penetapan slipping point dipergunakan untuk pengenalan minyak dan lemak alam serta pengaruh kehadiran komponen – komponennya. Cara penetapannya yaitu dengan menggunakan suatu silinder kuningan yang kecil, yang diisi dengan lemak padat, kemudian disimpan dalam bak yang tertutup dan dihubungkan dengan thermometer. Bila bak tadi digoyangkan, temperatur akan naik perlahan – lahan. Temperatur pada saat lemak dalam silinder mulai naik atau temperatur pada saat lemak mulai melincir disebut slipping point.
8. Bobot Jenis
Bobot jenis dari minyak dan lemak biasanya ditentukan pada temperatur 25℃. Pada penetapan bobot jenis, temperatur dikontrol dengan hati – hati dalam kisaran temperatur yang pendek.
9. Indeks Bias
Indeks bias adalah derajat penyimpangan dari cahaya yang dilewatkan pada suatu medium yang cerah. Indeks bias tersebut pada minyak dipakai pada pengenalan unsur kimia dan untuk pengujian kemurnian minyak.
10.Titik Kekeruhan (Turbidity point)
Seperti diketahui, minyak atau lemak kelarutannya terbatas. Campuran tersebut kemudian dipanaskan sampai terbentuk larutan yang sempurna. Kemudian didinginkan dengan perlahan – lahan sampai minyak atau lemak dengan pelarutnya mulai terpisah dan mulai menjadi keruh. Temperatur pada waktu mulai terjadi kekeruhan, dikenal sebagai titik kekeruhan (turbidity point).
11.Titik Asap, Titik Nyala dan Titik Api
udara mulai terbakar. Sedangkan Titik api adalah temperatur pada saat dihasilkan pembakaran yang terus – menerus, sampai habisnya contoh uji.Titik asap, titik nyala, dan titik api adalah kriteria penting dalam hubungannya dengan minyak yang digunakan untuk menggoreng ( Ketaren, 2008 ).
2.9 Proses Pengolahan Tandan Buah Segar (TBS) menjadi Minyak Kelapa Sawit
Proses pengolahan minyak kelapa sawit dapat dilakukan dengan beberapa tahap yakni: 1. Sortasi bertujuan untuk memastikan tandan buah segar (TBS) yang diterima sesuai
dengan konfirmasi beli.
2. Loading ramp berperan untuk memuat buah ke dalam lori dan juga sebagai wadah penimbunan sementara.
3. Lori merupakan tempat buah sawit yang akan direbus yang dapat menampung buah sampai 10 ton.
4. Sterilizer merupakan tempat untuk merebus buah sawit agar buah cepat membrondol, menonaktifkan enzim, mengurangi kadar air, melunakkan cangkang serta merebus janjangan.
5. Tipplerberperan untuk menuangkan buah yang telah direbus di lori yakni berupa bak berbentuk cone yang berputar.
6. Thresherberperan untuk memisahkan buah dari tandan yang direbus. Keberhasilan perebusan jika tidak didukung pemipilan yang baik akan kehilangan minyak yang tinggi. Begitu juga bahwa keberhasilan pemipilan tergantung pada proses perebusan.
7. Digester berperan untuk melumat atau merajang buah yang telah direbus sehingga mempermudah pada proses pengepresan atau pengambilan minyak.
8. Screw press berperan untuk mengepres atau mengambil minyak yang terdapat daging buah kelapa sawit,
9. Sand trap tank berfungsi untuk mengurangi jumlah pasir dalam minyak dimana minyak bagian atas mengalir ke recleamed tank dan minyak yang berada di bagian bawah dialirkan ke vibrating screen.
11.Vibrating screen bertujuan untuk memisahkan non oil solid yang berukuran besar. 12.Crude oil tank berfungsi untuk mengendapkan partikel-partikel yang tidak larut
dan lolos dari vibrating screen.
13.Continuous settling tank merupakan bak untuk memisahkan lumpur berdasarkan prinsip gaya grafitasi.
14.Sand cyclone berperan untuk mengurangi jumlah pasir dan padatan kasar berdasarkan prinsip grafitasi dan sentrifugasi.
15.Decanter berfungsi untuk memisahkan minyak yang terkandung dalam sludge. 16.Sludge drain tank berfungsi untuk membuang pasir-pasir halus yang terdapat
dalam sludge.
17.Oil tank berperan untuk memisahkan minyak dengan air dan kotoran ringan dengan cara pengendapan.
18.Oil purifier berfungsi untuk memurnikan minyak dari kotoran-kotoran.
19.Vacuum drier berperan untuk mengurangi kadar air pada minyak yang terdiri dari tabung yang berdiri tegak yang dihubungkan dengan steam injector atau vacuum pump untuk menurunkan tekanan dalam minyak (Naibaho, 1998).
2.10 Pemurnian Minyak Kelapa Sawit pada Stasiun Klarifikasi
Minyak sawit yang keluar dari tempat pemerasan atau pengepresan masih berupa minyak sawit kasar karena masih mengandung kotoran berupa partikel-partikel dari tempurung dan serabut serta air. Agar diperoleh minyak sawit yang bermutu baik, minyak sawit kasar tersebut diolah lebih lanjut yaitu dialirkan dalam tangki minyak kasar (oil gatter) (Fauzi, 2008).
Dalam minyak kasar terdapat beberapa fase yang sulit dipisahkan dengan satu cara, maka dilakukan pemisahan fase minyak, fase NOS (Non Oli Solid), dan fase air dengan beberapa tahapan. Pemisahan minyak dari fraksi cairan lainnya dilakukan dengan berdasarkan prinsip filtrasi, pengendapan, penguapan, sentrifugasi dan sebagainya.
1. Sand trap tank
Tangki ini berfungsi untuk mengurangi jumlah pasir dalam minyak yang akan dialirkan keayakan dengan maksud agar ayakan terhindar dari gerakan pasir kasar yang dapat menyebabkan keausan ayakan. Alat ini bekerja berdasarkan grafitasi yaitu mengendapan padatan.
2. Recleamed tank
Tangki ini berfungsi sebagai penampung minyak dari sand trap tank, hasil olahan decanter dan separator. Di dalam tangki minyak mengalami sistem over flow, di mana minyak bersih (bagian atas) yang akan dipompakan ke oil tank.
3. Vibrating screen (ayakan getar)
Alat ini bertujuan untuk memisahkan non oil solid yang berukuran besar, sehingga pada proses selanjutnya didapatkan minyak yang memenuhi standar. Ayakan getar ini bekerja dengan getar atas bawah, muka belakang dan kiri kanan, yang terdiri dari dua tingkat ayakan. Fraksi yang dipisahkan adalah pasir dan tanah yang berasal dari panenan yang terikat bersama buah dan serat atau ampas yang terikut dalam minyak dipisahkan dengan maksud agar kadar kotoran minyak sesuai dengan standar kualitas.
4. Crude oil tank (COT)
Tangki ini berfungsi untuk mengendapkan partikel-partikel yang tidak larut dan lolos dari ayakan getar. Retention time minyak pada alat ini relatif singkat sehingga lebih berfungsi untuk mengendapkan pasir atau lumpur yang partikel besar, sedangkan untuk memisahkan partikel halus kurang berhasil. Fungsi utamanya oil tank ialah menampung minyak dari ayakan getar sebelum dipompakan ke oil settling tank, ditempatkan tepat di bawah ayakan getar, sehingga minyak dari ayakan getar langsung ditampung. Pemisahan minyak lebih sempurna jika panas minyak dipertahankan 80℃.
5. Continuous settling tank (CST)
6. Sand Cyclone
Minyak dari COT ditampung dalam sand cyclone. Fungsi dari sand cyclone adalah memisahkan minyak dari pasir yang masih terkandung dalam minyak. Pasir akan mengendap ke bawah dan minyak akan dialirkan ke continous settling tank (CST).
7. Sand Cyclone
berfungsi untuk mengambil pasir halus yang masih terdapat di dalam sludgePemisahan dilakukan dengan prinsip sentrifuse di mana bagian dengan berat jenis yang lebih berat alkan terlempar ke bagian luar dan di alirkan ke bagian bawah (ceramic cone). Sedangkan bagian dengan berat jenis yang lebih ringan akan terlempar ke bagian tengah dan dialirkan ke outlet sand cyclone. Tekanan sand cyclone pada inlet ± 3 bar dan tekakan pada outlet ± 1 bar.
Sand cyclone terdiri dari cyclone, ceramic cone, actuator desading pump, pressure gauge, dan timer control. Pressure gauge dipasangkan pada inlet dan outlet sand cyclone. Pengaturan timer control berfungsi untuk mengatur penutupan katup pembuangan pasir di sand cyclone. Timer control diatur posisi menutup selama 15 menit sedangkan membuka selama 5 menit
8. Sludge Distribusi Tank 1
Alat ini berfungsi sebagai tempat penampungan minyak sementara sebelum masuk ke decanter. Alat ini dilengkapi dengan pemanas yang berfungsi menjaga suhu minyak ± 80-95℃ yang bertujuan untuk mempermudah pemisahan minyak dengan slurry.
9. Decanter
Decanter bekerja berdasarkan gaya sentrifugal. Alat ini berputar berlawanan arah antara drum dengan skrol. Jarak antara drum dengan skrol adalah ± 1,5 mm. Alat ini bekerja pada suhu 90-95℃ dan berputar secara diferensial sehingga slurry (heavy phase) akan terlempar ke dinding alat dan keluar dari mesin yang akhirnya menuju sludge pit. Sedangkan minyak (light phase) akan dimasukkan ke sludge drain tank.
Tangki berperan untuk memisahkan minyak dengan air dan kotoran ringan dengan cara pengendapan menggunakan prinsip grafitasi. Minyak yang berada di bagian atas akan dialirkan ke purifier. Di dalam oil tank dilakukan pemanasan dengan steam coil dengan tujuan agar kandungan air pada minyak tidak bertambanh dan mempermudah proses pengolahan selanjutnya. Suhu minyak dijaga pada suhu 90-95℃.
11.Oil purifier
Alat ini berfungsi untuk memurnikan minyak dari kotoran-kotoran. Kapasitas oil purifier yang terlalu besar dapat menyebabkan pemisahan air dan kotoran kurang efektif.
Oleh sebab itu, dalam pengoperasiannya perlu dilakukan pembatasan kapasitas olah alat, panas dalam oil purifier tetap dipertahankan agar tinggi sehingga pemisahan non oil solid dan air akan lebih mudah dan pencucian alat secara rutin sehingga alat dapat bekerja dengan baik,(Sunarko., 2009).
12.Vacuum drier
