UJI PERFORMANSI EKSTRAKSI MINY AK DEDAK SKALA PILOT PLANT

I

UJI PERFORMANSI EKSTRAKSI MINY AK DEDAK

SKALA

PILOT PLANT

Oleh

IQRI SULIZAR HIDRIANSJAH F 27. 0818

1 9 9 5

FAKUL TAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERT ANIAN BOGOR

traksi Minyak Dedak Skala pilot Plant. Dibawah bimbingan Dr. Ir. Atjeng M. Syarief, MSAE dan Ir. M. Faiz Syuaib.

RI:'>iGKASAN

Dari tahun 1988 - 1991 terjadi peningkatan produksi padi dari 41 678.2 ton menjadi 44 688.4 ton. Peningkatan produksi padi ini menyebabkan pula peningkatan produksi dedak. Dedak merupakan hasil ikutan dari pengolahan padi, terdiri dari sebagian besar lapisan kutikula sebelah dalam, lembaga dan sedikit endosperma yang hancur berupa tepung.

Dedak mengandung minyak dengan kandungan asam lemak tidak jenuh yang cukup tinggi (sekitar 80%). Asam lemak tidak j enuh dibutuhkan oleh tubuh manusia karena tidak bisa disintesa oleh tubuh. Asam lemak tidak jenuh juga dapat mencengah penyakit atheroarlaosis.

Ekstraksi dengan pelarut (solvent extraction) adalah suatu metode ekstraksi untuk mendapatkan minyak atau lemak dari bahan yang mengandung minyak atau lemak. Prinsip ek-straksi dengan pelarut adalah pemisahan komponen yang di-hendaki (solute) dari zat padat dengan cara kontak antara padatan tersebut dengan satu cairan (solvent) dimana so-lute dapat larut dalam solvent tersebut.

Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan perfor-mansi alat ekstraksi minyak dedak (alat penyangrai,

sol-plant.

Penelitian ini terdiri dari dua tahap, yaitu peneli-tian pendahuluan dilakukan untuk mengetahui lama penurunan kadar air dedak sehingga berada dibawah 8%bb, kadar minyak dedak dan pengkondisian alat penyangrai (cooker), boiler dan solvent extraction pilot plant. Dari hasil penelitian pendahuluan diperoleh lama penyangraian dedak 120 menit, kandungan minyak dedak 9.17% dan beberapa kerusakan pada boiler dan solvent extraction pilot plant.

Pada penelitian utama dilakukan ekstraksi minyak 30 kg dedak pada setiap kali ulangan ekstraksi. Perlakuan yang diberikan terdiri dari suhu ekstraksi 50°C dan 60°C,

lama ekstraksi 60, 90, dan 120 menit. Untuk tiap perlakuan diadakan 2 kali ulangan. Dari hasil penelitian utama diperoleh rendemen minyak dedak tertinggi didapat pada ekstraksi perlakuan suhu 50°C dan lama penyangraian 90 menit yaitu 11.93%. Performansi alat penyangrai (cooker), solvent extraction pilot plant dan boiler pad a kondisi yang menghasilkan rendemen minyak tertinggi yaitu lama penyangraiam 120 menit, lama penghilangan heksana dari skim rice bran 157.50 menit, lama evaporasi 172.50 menit, lama kondensasi 174.90 menit, konsumsi air pendingin 60.66 m3

, laju konsumsi bahan bakar boiler 0.30 1 tjmeni t, laju

steam yang dihasilkan boiler 2.78 Itjmenit dan efesiensi boiler 71. 29%.

ekstraksi perlakuan suhu 50°C dan lama kondensasi 90 menit yaitu Rp. 41 440.83jlt.

Mutu minyak dedak hasil ekstraksi berupa asam lemak bebas dan bilangan iod telah memenuhi ketentuan standar mutu minyak dedak. Sedangkan bilangan penyabunan ,specific gravity, dan indeks bias belum memenuhi ketentuan standar mutu minyak dedak.

SKALA PILOT PLANT

Oleh :

IQRI SULIZAR HIDRIANSJAH F. 27 0818

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk mempero1eh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

pada Jurusan Mekanisasi Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

1995

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UJI PERFORM ANSI EKSTRAKSI MINY AK DEDAK SKALA PILOT PLANT

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

pada Jurusan Mekanisasi Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh

IQRI SULIZAR HIDRIANS1AH F. 27 0818

Dilahirkan pada tanggal 20 1anuari 1971

di Tanjungpandan Tanggal Lulus : 5 1anuari 1995

Disetujui, Bogor, ::;1 ~~

Atjeng M. Syarief, MSAE Dosen Pembimbing Pendamping Dosen Pembimbing

Bismillahirrohmaanirrohiim

Puji syukur penulis panjatkan ke hadhirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-NYa, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

Pada kesempatan ini penulis menghaturkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Dr. Ir. Atjeng M. Syarief, MSAE dan Bapak Ir. M. Faiz Syuaib yang banyak membimbing dan mengarahkan pe-nulis sehingga dapat menyelesaikan studi pad a jurusan Mekanisasi Pertanian, dan yang banyak membantu penulis hingga tersusunnya skripsi ini.

2. Ibu Ir. Putiati Mahdar, M.App. Sc, sebagai dosen pe-nguji.

3. Ayah, Ibu, bang· Nandar, mbak Sukmi, mbak Suni, dek Ivan, dek Nini serta seluruh keluarga yang telah mem-beri dorongan untuk segera menyelesaikan studio

4. Teman-teman di pesantren mahasiswa An-Nur yang tidak hentinya menasehati penulis untuk selalu istiqomah.

5. Syarifudin, Erisman, Susi, Antonius dan ternan-ternan

MP-27 atas bantuan dan dorongannya selarna studi dan pene-litian penulis.

penyusunan skripsi ini. Akhirnya penulis berharap karya kecil ini dapat menambah pengetahuan kita.

Amien

v

Bogor, Januari 1995 Penulis

RATA PENGANTAR lsi Daftar Gambar Daftar Tabel Daftar Lampiran 1. PENDAHULUAN A. Latar Belakang B. Tujuan c. Kegunaan Penelitian II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Dedak

B. Komposisi Kimia Dedak

C. Minyak Dedak . . . D. Ekstraksi Minyak Dedak E. Analisa Performansi Alat F. Analisa Biaya Operasi III. DESKRIPSI ALAT .

A. Solvent Extraction pilot Plant B. Boiler C. Alat Penyangrai vi

..

Halaman iv vi viii x xi 1 1 2 3 5 6 7 8 13 18 20 22 22 30 32

A. Bahan dan Alat 33

B. Waktu dan Tempat 34

C. Parameter yang Diukur 34

D. Metode Penelitian 36

V. HASIL DAN PEMBAHASAN 44

A. Penelitian Pendahuluan 44

B. Penelitian Utama 49

VI. KESIMPULAN. DAN SARAN 61

A. Kesimpulan 61

B. Saran 62

LAMP I RAN 64

DAFTAR PUSTAKA 81

Halaman

Gambar 1. Struktur Butiran Padi 6

Gambar 2. Mekanisme Reaksi Hidrolisa Minyak 11

Gambar 3. Ekstraktor. 23

Gambar 4. Penyaring Miscella 24

Gambar 5. Evaporator Miscella 25

Gambar 6. Penampung Gas (Gas Collector) 26

Gambar 7. Pemisah Kabut (Mist Separator) 27

Gambar 8. Kondensor 28

Gambar 9. Tangki Pemisah Solvent 29

Gambar 10. Tower 30

Gambar 11. Boiler 31

Gambar 12. Alat Penyangrai 32

Gambar 13. Bagan Perlakuan yang Diberikan Pada

Penelitian . . 37

Gambar 14. Susunan Bagian dalam Ekstraktor 38

Gambar 15. Diagram Alir Proses Ekstraksi Minyak Dedak 40

Gambar 16. Grafik Hubungan antara Penurunan Kadar dengan Waktu Penyangraian

Air 46

Gambar 17. Grafik Hubungan antara Ulangan Ekstraksi dengan

Jumlah Pelarut 50

Gambar 18. Grafik Hubungan Lama Ekstraksi dengan Rendemen

Minyak Dedak Perlakuan Suhu 50°C dan Lama

Eks-traksi 60, 90 dan 120 menit 53

Minyak Dedak Perlakuan Suhu 60

e

dan Lama Eks-traksi 60, 90 dan 120 menit 54

Balaman Tabel 1. Produksi Padi Tahun 1988 - 1992 1

Tabel 2. Komposisi Kimia Dedak 8

Tabel 3. Komposisi Asam Lemak Minyak Dedak dan X-M Rice

Oil . . . . . . 12

Tabel 4 . Sifat Fisik dan Kimia Minyak Dedak Standar

A.O.C.S

.

.

. . .

13

Tabel 5. Sifat Fisik dan Kimia Minyak Dedak Standar Jepang .

. . . .

. . .

14 Tabel 6. Performansi Alat Penelitian Pendahuluan 47 Tabel 7. Performansi Alat Penyangrai (Cooker, Boiler dan

Solvent Extraction Pilot Plant Pad a Ekstraksi

Minyak Dedak Perlakuan Suhu 50°C dan Lama Ekstra-ksi 60, 90 dan 120 menit . . . . . 55 Tabel 8. Performansi Alat Penyangrai (Cooker, Boiler dan

Solvent Extraction pilot Plant Pada Ekstraksi

Minyak Dedak Perlakuan Suhu 60°C dan Lama Ekstra-ksi 60, 90 dan 120 menit . . . . . 56 Tabel 9. Analisa Mutu Minyak Dedak Basil Ekstraksi

Perla-kuan Suhu 50°C dan Lama Ekstaksi 60, 90, dan 120 menit . . . 59 Tabel 10. Analisa Mutu Minyak Dedak Basil Ekstraksi

Per-lakuan Suhu 60°C dan Lama Ekstaksi 60, 90, dan

Tabel 10.

120 menit . . . ' " . . . 60

Performansi Alat Penyangrai Penyangrai er), Solvent Extraction pilot Plant dan Basil Penelitian . . . .

x

(Cook-Boiler 61

Lampiran 1. Garnbar Solvent Extraction pilot Plant 64

Lampiran 2. Manual Sol vent Extraction pilot Plant 67

Lampiran 3. Panas Laten Penguapan Air 70

Lampiran 4. Perhitungan Efesiensi Boiler 71

Lampiran 5. Pelarut yang Hilang Selama Dlangan

Ekstraksi

.

72

Lampiran 6. Perhitungan Analisis Biaya Ekstraksi 73

Lampiran 7. Gambaran Dmum Tentang n-Heksana 76

Lampiran 8. Prosedur Analisis Mutu 77

A. LATAR BELAKANG

Beras merupakan sumber bahan makanan pokok di In-donesia. Produksi beras terus meningkat, sejalan dengan pertumbuhan penduduk dan usaha pemerintah untuk memper-tahankan swasembada beras.

Data produksi padi pada tahun 1988 hingga 1992 beserta luas areal yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Produksi Padi Tahun 1988 - 1992

1988 10 138.2 41 678.2 4.111 1989 10 531. 2 44 725.6 4.247 1990 10 502.4 45 178.8 4.302 1991 10 281. 5 44 688.3 4.346 1992 9 087.5 39 769.4 4.376

Penggilingan padi selain menghasilkan beras, juga menghasilkan produk sampingan berupa sekam, dedak dan jerami. Dedak merupakan hasil ikutan dari pengolahan padi, terdiri sebagian besar dari lapisan kutikula se-belah dalam, lembaga dan sedikit endosperma yang hancur berupa tepung.

Oedak mengandung minyak, yang dapat diperoleh de-ngan met ode pengepresan berulir (expeller pressing), pengepresan hidraulik (hydraulic pressing) dan eks-traksi dengan pelarut (solvent extraction). Minyak dedak yang dihasilkan dengan metode pelarut (solvent) mempunyai rendemen dan mutu yang lebih baik, dibanding-kan dengan minyak dedak hasil ekstraksi dengan met ode pengepresan berulir dan pengepresan hidraulik.

Mutu minyak dedak setara dengan minyak kacang tanah, minyak kapuk, minyak biji kapas dan minyak kede-lai. Minyak yang diperoleh dari dedak digunakan untuk membuat sabun, zat anti korosif, minyak goreng, minyak salad, dan lain-lain.

Usaha pengembangan minyak dedak dalam skala indus-tri dihadapkan pad a kendala pengumpulan dedak dari penggilingan petani berskala kecil, yang tersebar dan banyak jumlahnya. Lamanya pengumpulan dedak berpengaruh terhadap jumlah dan mutu minyak dedak yang dihasilkan, karena selama penyimpanan kandungan minyak dedak berku-rang dengan meningkatnya jumlah asam lemak bebas. Pene-Ii tian yang dilakukan adalah mengekstrak minyak dedak dengan metode pelarut (solvent extraction), pada skala . pilot plant.

B. TUJUAN

Penelitian ini bertujuan untuk menentukan perfor mansi alat ekstraksi minyak dedak skala pilot plant.

C. KEGUNAAN PENELITIAN

Dedak merupakan hasil sampingan pengolahan padi, yang jumlahnya terus meningkat sejalan dengan usaha mempertahankan swasembada beras. Penelitian menunjukan adanya kandungan minyak dan lilin (wax) pada dedak. Minyak dedak dimanfaatkan pada industri sabun, baja sebagai zat anti korosif, minyak goreng, minyak salad, dan lain-lain.

Karena itu perlu ada penelitian untuk memperoleh minyak dedak yang mudah, murah, bermutu dan efesien. Ekstraksi dengan pelarut (solvent extraction) mengha-silkan minyak yang bermutu baik. Tetapi ekstraksi den-gan pelarut memerlukan alat yang rumit, biaya ekstraksi yang tinggi, dan tenaga yang terlatih. Pada penelitian ini dilakukan uj i performansi ekstraksi minyak dedak skala pilot plant. Dari penelitian akan diketahui lama penyangraian, . lama penghilangan heksana dari skim rice bran, lama evaporasi, lama kondensasi, konsumsi air pendingin, laju konsumsi bahan bakar boiler, laju stearn yang dihasilkan, efesiensi boiler, rendemen minyak

dedak, mutu minyak dedak dan analisa biaya yang dibu-tuhkan untuk mengoperasikan alat ekstraksi.

Hasil penelitian ini diharapkan bermanfaat untuk rneningkatkan nilai tarnbah dedak dan penelitian lebih lanjut.

A. DEDAK

Dedak adalah hasil ikutan proses penyosohan beras pecah kulit yang terdiri dari lapisan kutikula sebelah dalam, lembaga dan sedikit endosperm yang hancur berupa tepung (Anonymus, 1974).

Menurut Grist (1958) dalam penggilingan dan pemu-tihan beras akan menghasilkan 50% beras utuh, 17% beras pecah, 10% dedak, 3% tepung dan 20% sekam. Persentase ini tergantung pada jenis penggilingan padi, macam va-rietas padi, tingkat kematangan gabah, kadar air gabah pad a saat penggilingan serta musim (Syarief dan Pra-sadya, 1988).

Berdasarkan derajat kehalusan, dedak dapat digo-longkan menjadi 3 macam yaitu dedak kasar (rough bran) , dedak halus (fine bran) dan katul. Hasil dedak dipenga-ruhi oleh jenis alat penyosoh yang dipergunakan dalam proses penggilingan (Soemardi, 1975). Dedak kasar diha-silkan dengan mesin pemecah kulit, terdiri dari pecahan pecahan sekam yang agak kasar dan kulit ari beras ter-luar. Dedak halus at au lunteh (rice bran) dihasilkan dari penyosohan dengan mesin penyosohan, terdiri dari kulit ari beras, pecahan lembaga dan tercampur sedikit dengan bubuk yang berasal dari sekam. Bekatul (rice

polish) dihasilkan dari mesin polisher, terdiri dari segaian besar endosperm yang menyebabkan warna putih dan sedikit kulit beras (lubis, 1958). Menurut Grist (1959) dedak digolongkan menjadi 2 macam, yaitu dedak

kasar (cow bran) dan dedak halus (meal) yang

masing-masing dihasilkan dari proses pengupasan kulit gabah

dan penyosohan. Sedangkan Rulten (1964) menyatakan

bahwa ada 3 macam mutu dedak yaitu dedak gelap (dark

bran), dedak menengah (medium bran) dan light bran.

Poleo Slorchy enllosperOl Sleril~ len,moe - - - A v o n

Dari butir padi dapat diketahui bahwa dibawah la-pisan pericarp terdapat testa atau tegmen yang kaya protein dan minyak, tetapi memiliki serat yang lebih sedikit dibandingkan pericarp. Lapisan tegmen ini ter-bagi atas dua, yaitu spermoderm untuk yang lebih luar dan perisperm untuk yang lebih dalam. Dibawah lapisan tegmen dijumpai lapisan aleuron yang kaya minyak, pro-tein, vitamin dan mineral. Endosperm adalah bagian yang terdapat dibawah lapisan aleuron. Endosperm banyak me-ngandung karbohidrat, mineral, vitamin dan minyak, te-tapi sedikit mengandung protein (Syarief dan Prasadya, 1988) .

B. KOMPOSISI KIMIA DEDAK

Dedak padi mengandung nilai gizi tinggi, antara lain protein, vitamin, lemak dan karbohidrat. Dari dedak padi dapat diolah bermacam-macam makanan, pakan ternak, minyak dedak (rice bran oil), dll. Menurut West dan Cruz (1933) dalam Nasution dan ciptadi (1985) dedak padi juga kaya vitamin A, vitamin B dan Viatmin E, oleh karena itu seringkali dedak padi· digunakan sebagai bahan makanan anti beri-beri.

Komposisi kimia dedak ditentukan oleh kualitas padi dan met ode penggilingan (Grist, 1958). Menurut Houston (1972) komposisi kimia dedak ditentukan oleh varietas,

proses penggilingan, keadaan lingkungan tempat padi

tumbuh, penyebaran kandungan kimia dalam butiran padi,

ketebalan lapisan-lapisan luar, udara serta teknik

analisa yang digunakan. Komposisi kimia katul dapat

dilihat pada Tabel 2.

Tabel 2. Komposisi Kimia Dedak (Matz, 1970)

•••••••••••••••• Berat <

...

. Koniponen % p grlgr

Dedak

... .

..

Karbohidrat 46.6 Protein 14.6 Lemak 13.4 vitamin B : Thiamin 27.9 Piridoksin 32.1 Asam Panthothenat 71.3 Nisin 408.6 C. MINYAK DEDAK

Dedak padi mengandung minyak sekitar 10% 13%

(Lynn dan Lawyer, 1966 dalam Nasution dan Ciptadi,

1985). Dedak mengandung lemak yang tersusun dari 14%

-17% minyak dan lilin (Grist, 1959). Hasil analisa

proximate dedak yang dihasilkan oleh huller type mill

mengandung minyak dedak sekitar 7.13%, sedangkan dedak

yang dihasilkan oleh Cone type mill mengandung minyak

dedak yang dihasilkan oleh engel berg hullers kurang efesien untuk diekstraksi karena mengandung minyak yang

relatif kecil yaitu antara 4% - 8%.

Mutu minyak dedak setara dengan minyak kacang

tanah, minyak kapuk, minyak biji kapas dan minyak

kacang kedelai. Minyak dedak mengandung asam lemak

tidak jenuh yang cukup tinggi, yaitu sekitar 80% (Cruz

dan west, 1933 dalam Nasution dan Ciptadi, 1985). Asam

lemak dibutuhkan dalam tubuh manusia karena tidak bisa

disintesa oleh tubuh dan berbeda dengan asam lemak

jenuh, maka asam lemak tidak jenuh dapat mencengah

pe-nyakit atheroarlaosis.

Rendemen dan mutu minyak dedak sangat dipengaruhi

oleh waktu penyimpanan yang dialami oleh dedak sejak

dihasilkan, sampai proses ekstraksi untuk diambil

minyaknya (Eckey, 1954 dalam Nasution dan ciptadi,

1985). Dedak tidak tahan disimpan lama, cepat berbau

dan berminyak. Kandungan minyak dedak akan berkurang

selama penyimpanan, disebabkan oleh enzim lipase yang

menghidrolisis minyak, akibatnya kadar asam lemak bebas

(FFA) akan bertambah dengan cepat dan terjadi

ketengik-an (Soemardi, 1975). Dedak padi segar yketengik-ang baru

diper-oleh dari penyosohan beras mempunyai bau dan rasa manis

(sweet odor) serta mengandung asam lemak bebas sekitar 1.2% dari seluruh minyak dedak padi. Tetapi dedak padi

yang diperoleh dari penyosohan beras dari gabah yang

sebelumnya telah disimpan beberapa bulan akan

mengandung asam lemak bebas yang lebih tinggi sekitar 2%

-6.5%. Oleh karena itu untuk memperoleh dedak padi yang

benar-benar segar dengan kadar asam lemak bebas yang

rendah maka penggilingan padi dan penyosohan beras

harus dilakukan segera setelah padi dipanen dan

dike-ringkan (Concha dan Valenzuela, 1938 dalam Ciptadi dan

Nasution, 1985). Jumlah asam lemak bebas ini meningkat

sekitar 1% setiap jam pada waktu awal selama

penyimpan-an dedak (Grist, 1959). Dari hasil penelitian

pe-nyimpanan dedak padi selama 4 minggu tanpa pemanasan,

menunjukkan bahwa kenaikan jumlah asam lemak bebas di

dalam dedak padi sekitar 32%. Apabila sebelum

pe-nyimpanan dilakukan pemanasan dengan uap selama 4 men it

pada suhu 100°C, setelah disimpan empat minggu hanya

menunjukkan kenaikan kadar asam lemak bebas (FFA) 1%

(Houston et aI, 1972).

Mutu minyak dedak selain dipengaruhi oleh waktu

penyimpanan yang menimbulkan ketengikkan hidrolitik,

juga dipengaruhi oleh beberapa faktor, yai tu adanya

oksigen, suhu, cahaya, enzim lipoksidase,

senyawa-se-nyawa organik dan katalisator-katalisator logam seperti

oksidatip. Ketengikan ini dapat diatasi dengan penamba-han zat antioksidan.

o

II

H , C - O - C - R H,C-OH

o

o

II

II

H C - - O - C - R + 3 H , O - - - - > HC--OH + 3RC

o

OH

II

H , C - O - C - R H,C-OH

Gambar 2. Mekanisme Reaksi Hidrolisa Minyak atau Lemak Mutu minyak dedak selain dipengaruhi oleh waktu penyimpanan yang menimbulkan ketengikkan hidrolitik,

juga dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu adanya oksigen, suhu, cahaya, enzim lipoksidase, senyawa-se-nyawa organik dan katalisator-katalisator logam seperti tembaga dan besi yang dapat menimbulkan ketengikan oksidatip. Ketengikan ini dapat diatasi dengan penamba-han zat antioksidan.

Dari dedak diperoleh minyak kasar (crude oil) yang berwarna agak kehijauan, karena sisa klorofil yang ikut terekstrak. Sisa klorofil ini dapat dihilangkan dengan proses pemucatan, sehingga dihasilkan minyak dedak

bening, lumak dan stabil. Stabilitas minyak dedak meru-pakan hasil dari kandungan linole~ic rendah dan kandu-ngan Cl tocopherol tingg i, yang· berfungsi sebagai antioksidan alami (Houston, 1972). Perbandingan kom-posisi asam lemak bebas antara minyak dedak dan X-M

rice oil, dapat dilihat pada Tabel 3.

Tabel 3. Komposisi Asam Lemak Minyak Dedak dan X-M

Rice Oil

··•· ..•

··;4~~~~i~~

••.•.•..•. · : •. ·· ... ·•· ••

D~i:j~~)

•••.• · .•.••••...•.

Myristic (C14:0) 0.1 - 1 Palmitic (C16:0) 12 - 18 13.80 Palmitoleic (C16:0) 0.2 - 0.6 stearic (C18:0) 1

-

3 2.01 Oleic (C18:1) 40

-

50 43.60 Linoleic (C18:2) 20 - 42 36.60 Linolenic (C18:3) 0 - 1 1. 77 Arachidic (C20:0) 0 - 1 0.91 Sumber : Luh (1980)

Beberapa sifat fisik dan kimia minyak dedak (rice bran oil) standart A.O.C.S (American oil Chemist Soci-ety) dapat dilihat pada Tabel 4. Sedangkan beberapa sifat fisik dan kimia minyak dedak kasar (crude rice bran oil) dan X-M Rice oil stand art Jepang dapat

Tabel 4. Sifat Fisik dan Kimia Minyak Dedak Standart A.O.C.S (Williams, 1966)

. , _{uraian Usual}

_limit

_A.O.C.S

Titik beku, °C 2

-Bilangan penyabunan 179

-

195 183 -194 Indeks bias pada 20°C 61 - 68 61. 7

-

66.4 Bilangan yod 85 - 109 99

-

108 Bilangan thiocyanogen 65 - 70 68

-

70 Specific grafity, 0.918 - 0.928 0.920-0.928 15/15°C

Asam lemak bebas, seba- 5 - 80

-gai % oleic

Bahan-bahan tak ter- 4 - 7 2 - 5 sabunkan

Titer 25 24

-

28

D. EKSTRAKSI MINYAK DEDAK

Ekstraksi adalah suatu cara untuk mendapatkan minyak atau lemak dari bahan yang diduga mengandung minyak atau lemak. Cara ekstraksi bermacam-macam antara lain rendering, pengepresan mekanis (Mechanical Expres-sion) , dan ekstraksi dengan pelarut (solvent extrac-tion) .

Rendering merupakan suatu cara ekstraksi minyak atau lemak dari bahan yang mengandung minyak atau lemak dengan kadar air tinggi. Menurut pengerjaannya

render-ing dibagai dalam dua cara yaitu wet renderrender-ing dan dry rendering. Pada wet rendering bahan yang akan dieks-traksi di tempatkan pada ketel yang dilengkapi dengan alat pengaduk, kemudian air ditambahkan dan

Tabel 5. Sifat Fisik dan Kimia Minyak Dedak dan X-M

Rice oil (Luh, 1980)

Klasifikasi Rice wax (%)

Asam lemak bebas

(% ) spesific gravity ( 25°C) Indeks bias (40°C) Bilangan yod Bilangan pe-nyabunan Bahan-bahan tidak tersabun-kan

Titik api (OF) Kelembaban dan zat volatil (%) Ins.oluble impu-rities (%) Hehner number Bilangan Reichert-Meissel Energi (kcal/kg) Semikering Semikering 1 - 4 2.5 - 3.5 5 - 120 2.5 - 5.0 0.916 - 0.921 0.917 - 0.920 1. 465 - 1. 467 92 - 115 95 - 102 175 - 192 180 - 190 3.0 - 8.0 2.5 - 4.0 +300 1.5 0.5 - 4.0 0.5 - 1.5 92.1 - 96.5 0.59 - 1.75 9.438 9.438

campuran tersebut dipanaskan perlahan-lahan sampai suhu 50°C sambil diaduk. Minyak yang diekstraksi akan naik ke atas dan kemudian dipisahkan. Sedangkan dengan cara

dry rendering bahan dimasukkan ke dalam ketel tanpa

penambahan air. Bahan tadi dipanasi sambi 1 diaduk. Pe-manasan dilakukan pada suhu 105°C-110°C. Ampas bahan yang telah diambil minyaknya akan diendapkan pada dasar ketel.

Pengepresan mekanis merupakan suatu cara ekstrasi minyak atau lemak, terutama untuk bahan yang berasal dari biji-bijian. Cara ini biasanya dilakukan untuk roemisahkan minyak dari bahan yang berkadar roinyak tinggi (30% - 70%). Dua cara umuro dalaro pengepresan roekanis, yaitu pengepresan hidraulik (hydraulic

press-ing) dan pengepresan berulir (expeller preesing).

Dengan pengepresan hidraulik banyaknya roinyak atau lemak yang dapat diekstraksi tergantung dari lamanya pengepresan, tekanan yang dipergunakan, serta kandungan minyak dalam bahan asal. Sedangkan cara pengepresan berulir memerlukan perlakuan pendahuluan yang terdiri dari proses peroasakan (Ketaren, 1986)

Ekstraksi dengan pelarut (Solvent Extraction)

adalah peroisahan koroponen yang dikehendaki (solute)

sebut dengan suatu cairan (solvent) dimana solute dapat larut dalam solvent tersebut (Heldman dan Singh, 1980).

Menurut Luh (1980) untuk mendapatkan minyak dedak (rice bran oil) dapat digunakan metode pengepresan ber-ulir, pengepresan hidraulik dan ekstraksi dengan pela-rut.

Menurut Grist (1959) cara yang paling efektif untuk mengekstrak minyak dedak adalah dengan jalan eks-traksi menggunakan pelarut. Lebih lanjut Juliano (1985) menerangkan bahwa dengan menggunakan ekstraksi dengan pelarut menghasilkan rendemen minyak dedak 16% - 18%, dengan mutu minyak tinggi.

dedak dengan pengepresan dengan rendeman 10% - 12%.

Sedangkan ekstraksi minyak menghasilkan minyak dedak

Jenis dedak yang baik untuk diambil minyaknya ada-lah dedak halus dan pemilihan zat pelarut perlu memper-hatikan faktor-faktor:

1. Pelarut dapat melarutkan minyak yang diharap kan dalam persentase yang tinggi tanpa merubah komposisi zat lainnya yang terkandung dalam dedak.

2. Zat pelarut tersebut mudah dipisahkan dengan zat cair lainnya.

3. Pertimbangan ekonomis, mudah didapat dan murah harganya.

Menurut Ketaren (1986) pelarut minyak atau lemak yang biasa digunakan dalam proses ekstraksi dengan

pe-larut menguap adalah petroleum eter, gasoline karbon disulfida, karbontetraklorida, benzena, dan n-heksana. Perlu diperhatikan bahwa jumlah pelarut yang menguap at au hilang tidak boleh lebih dari 5%. Bila lebih, se-luruh sistem solvent extraction perlu diteliti lagi. normal heksana, etil alkohol, dan isopropil alkohol adalah pelarut yang dapat digunakan untuk proses eks-traksi minyak dedak. Lebih lanjut Houston (1972) menya-takan heksana mempunyai sifat mUdah terbakar, sedangkan etil alkohol dan isopropil alkohol dapat digunakan untuk mengekstrak vitamin. Jenis pelarut trikloroetilen tidak digunakan, karena bersifat racun. Cara kerja ekstraksi dengan pelarut menguap cukup sederhana, yaitu dengan memasukkan bahan yang akan diekstraksi ke dalam ketel ekstraktor khusus, kemudian pelarut akan berpene-trasi ke dalam bahan dan melarutkan minyak beserta be-berapa jenis lilin, albumin serta zat warna. Larutan tersebut selanjutnya dipompakan ke dalam evaporator untuk memisahkan minyak dengan miscella. Ekstraksi minyak dedak pada dasarnya terdiri dari dua tahap, yai tu tahap ekstraksi yang menghasilkan minyak kasar

(crude oil) dan tahap pemurnian (refining). Tahap pe-murnian minyak kasar dimaksudkan untuk menghilangkan

asam lemak, phosphatida dan zat lain yang bersifat getah pada minyak dedak kasar.

E. ANALISA PERFORMANSI ALAT PENYANGRAI, BOILER DAN SOLVENT EXTRACTION PILOT PLANT

1. Konsumsi air pending in

Konsumsi air pendingin yang digunakan untuk proses kondensasi dapat dihitung denan persamaaan :

W

=

m x t ( 1)

dimana :

W

=

Jumlah air pendingin yang dipergunakan dalam kondensasi (It)

m

=

laju konsumsi air pendingin, It/menit t

=

lama kondensasi, menit

2. Energi yang dihasilkan bahan bakar

Energi panas yang dihasilkan bahan bakar dapat dihitung dengan persamaan berikut

Qb = mt x U (2)

dimana

Qb = Energi yang dihasilkan bahan bakar, kJ mt Jumlah pemakaian bahan bakar, It

3. Energi untuk menguapkan air dalam boiler

Energi untuk menguapkan air dalam boiler dapat dihitung dengan persamaan berikut :

Qu me x Cp x (Td - Ta) + mu x H (3 )

dimana :

Qu = Energi untuk menguapkan air, kJ cp panas jenis air, kJjkgOC

Td = Titik didih air, °c Ta = suhu air awal, °c

me = Jumlah air dalam boiler, kg mu = Jumlah air yang diuapkan, kg

H = panas laten penguapan, kJjkg

4. Efesiensi boiler

Efesiensi boiler adalah nilai perbandingan antara jumlah energi yang digunakan untuk menguapkan air dalam boiler dengan energi yang dikeluarkan oleh bahan bakar

Eb

=

(QujQb) x- 100 % (4)

dimana :

Qu

=

Energi untuk menguapkan air, kJ

5. Laju steam

Laju steam yang dihasilkan oleh boiler dapat dihitung dengan persamaan :

s

=

Sjt (5 )

dimana :

s = Laju steam yang dihasilkan, Itj menit S = Jumlah steam yang dihasilkan, It

t = lama pembakaran boiler, menit

F. ANALISIS BIAYA OPERAS I

Analisa biaya operasi bertujuan untuk mengetahui berapa besar biaya operasioanal sol vent extraction

pilot plant, alat penyangrai dan boiler. Biaya

ope-rasioanal dihitung dengan persamaan berikut (Pramudya dan Dewi, 1991).

BP BTjKX + BTTJK (6 )

Dimana :

BP = Biaya operasional ekstraksi, Rpjth BT = Biaya tetap, Rp/th

BTT= Biaya tidak tetap, Rp/jam K = Kapasitas ekstraksi, kg/jam

Total biaya tetap terdiri dari biaya penyusutan

(D) dan bunga modal (I), sedangkan biaya tidak tetap terdiri dari biaya perawatan, upah tenaga kerja, pemakaian bahan bakar dan biaya bahan baku.

Biaya penyusutan dihitung berdasarkan met ode garis lurus

D

=

(P - S)/N

dimana :

D

=

Biaya penyusutan, Rp/th

P

=

Biaya pembuatan alat, Rupiah S

=

Nilai akhir alat, Rupiah N

=

Umur ekonomi alat, tahun

Sedangkan bunga modal dihitung dengan rumus

I

=

i x P

Dimana :

I

=

Biaya bung a modal, Rp/th

i

=

Tingkat bunga modal tiap tahun, %

P

=

Biaya pembuatan alat, Rupiah

(7 )

ALAT PENY ANGRAI DAN BOILER

Alat-alat dipergunakan pada penelitian terdiri dari solvent extraction pilot plant, alat penyangrai dan boil-er.

~. SOLVENT EXTRACTION PILOT PLANT

Solvent extraction pilot plant yang dipergunakan pada penelitian terdiri dari ekstraktor, penyaring miscella (miscella filter), pemisah kabut (mist separa-tor), perangkap gas (gas trap), penampung gas solvent

(solvent gas collector), tangki miscella, tangki poor sol vent , tangki sol vent, . evaporator miscella, pompa solvent, pompa miscella dan poor solvent, pompa minyak, tangki pemisah solvent A, tangki pemisah solvent B, konden'sor dan pompa air.

A. Ekstraktor

Alat ini dibuat oleh Tabata oil Mill Machinery Co. Ltd. dan dirancang untuk mengekstrak minyak atau lemak dari zat padat seperti minyak kedelai dari biji kedelai, minyak bunga matahari dari bunga matahari, minyak dedak (rice bran oil) dari dedak, dll. Secara garis besar ekstraktor terdiri dari tabung ekstraksi, jaket steam, pipa-pipa dengan

klep untuk pemasukan steam, pressure gauge, termo-meter, saringan yang dibentangkan pada bagian bawah rangka ekstraktor, klep-klep pembuangan steam, pipa-pipa untuk pemasukan pelarut, pipa-pipa untuk pengeluaran miscella dan pompa solvent.

Ekstraktor berkapasi tas maksimal 60 kg dedak untuk sekali ekstraksi.

B. penyaring Miscella

Miscella adalah cairan yang merupakan campuran

antara minyak dedak, air dan heksana.

Penyaring Miscella dibuat oleh Tabata oil Mill

Machinery Co. Ltd dan berfungsi untuk menyaring

miscella yang berasal dari ekstraktor. Alat ini

mempunyai saringan yang halus, sehingga kotoran

yang ikut bersama dari miscella tidak dapat masuk

ke dalam tangki miscella.

C. Evaporator Miscella

Evaporator digunakan untuk memisahkan pelarut dari miscella dengan cara memanaskannya secara

perlahanlahan. Miscella dipanaskan pada suhu 60°C -l05°e, apabila untuk ekstraksi dipergunakan dipergu-nakan pelarut normal heksana.

Evaporator terdiri dari tabung evaporator, jaket steam, pipa-pipa dengan klep untuk pemasukan dan pembuangan steam, termometer, pipa-pipa pemasu-kan miscella, pompa miscella dan pipa-pipa

penge-luaran uap heksana menuju kondensor.

D. Penampung Gas (Gas Collector)

Penampung gas merupakan sistem penyerapan gas

heksana dari tangki-tangki penyimpanan pelarut dan

miscella. Penyerapan gas menggunakan minyak kelapa

atau minyak sawit. Penyerapan gas berlangsung

selama evaporasi dilakukan, yaitu dengan

meng-sirkulasikan minyak sawit atau kelapa sepanjang

tabung penampung gas (gas collector).

'Penampung gas terdiri dari tabung ganda

(dou-ble tube) yaitu tempat sirkulasi minyak sawit dan air pendingin, pipa-pipa, klep dan pompa.

E. Pemisah Kabut (Mist Separator)

Pemisah kabut berfungsi untuk menguapkan sisa pelarut ketika proses ekstraksi dan evaporasi telah berakhir. Pemisah kabut terdiri dari tabung pemisah kabut, pipa-pipa steam dan klep.

Gambar 7. Pemisah Kabut (Mist Separator)

F. Kondensor, Tangki Pemisah Solvent A dan Tangki Pemi-sah Solvent B

Uap dari ekstraktor dan evaporator dikonden-sasi pada kondensor gas, kemudian air dan heksana

hasil kondensasi dialirkan ke tangki pemisah sol-vent A untuk memisahkan air dan heksana. Heksana akan berada pada lapisan atas, sedangkan air berada di lapisan bawah. Heksana yang berada pad a lapisan atas separator A dialirkan ke separator B, untuk selanjutnya masuk ke tangki solvent.

Kondensor gas merupakan tipe penukar panas permukaan (surface heat exhanger) terdiri dari dua tabung. sistem pendinginan dilakukan dengan menggu-nakan air yang mengalir berlawanan arah dengan hek-sana yang dikondensasi (counter flow).

Separator terdiri dari dua tabung, pipa-pipa dan klep-klep. Pemisah air dan heksana berdasarkan berat jenis.

Gambar 9. Tangki Pemisah Solvent

G. sistem Air pendingin

Sistem air pendingin berfungsi untuk mengkon-densasi gas heksana pada kondensor gas. Bagian-ba-gian sistem air pendingin terdiri dari tangki panas, bak air, menara pendingin (tower), pemancar uap (steam ejector), pipa-pipa saluran, klep-klep,

pompa pembalik dari kondensor gas, pompa pensuplai air pendingin, dan pompa sirkulasi air .

. ~ .

.

,

___

r-Gambar 10. Tower 2. BOILER

Boiler berfungsi untuk menghasilkan uap (steam) yang digunakan pada ekstraksi dan evaporasi. Pada

pro-ses ekstraksi, steam digunakan untuk menaikkan suhu dan memisahkan heksana dari skim rice bran. Sedangkan pada proses evaporasi steam digunakan untuk menguapkan hek-sana dari miseella.

Boiler yang digunakan dibuat oleh Ishikawaj ima-Harima Heavy Industries CO., LTD, dengan model KMH05 yang mempunyai tekanan maksimal 10 kg/em'. Bagian-ba-gian boiler terdiri dari pengukur tekanan

gauge), water gauge, klep pengaman tekanan valve), tabung boiler, burner tipe tekanan

(pressure (safety tinggi, pompa injeksi minyak, pompa pemasukan air, pompa

sirku-lasi oil, saringan, water softener, tangki pemasukan air (feed water tank), dan lain-lain.

3. ALAT PENYANGRAI (COOKER)

Alat penyangrai (cooker) berfungsi untuk menya-ngrai dedak sampai kadar air yang diinginkan. Alat pe-nyangrai terdiri dari tempat sangrai yang dilengkapi jaket uap, pipa-pipa penyaluran steam, klep-klep, alat pengaduk dan motor AC tiga fase. Panas yang dihasilkan dari steam dialirkan ke jaket cooker. Suhu penyangraian dedak sekitar 85°C, hingga mencapai kadar air dibawah

8%.

A. BAHAN DAN ALAT

Bahan yang dipergunakan pada penelitianini adalah dedak, hasil penggilingan gabah kering dari padi jenis IR-64 dengan menggunakan pengupas sekam tipe banting (flash type husker), tipe rol karet (rubber roll husk-er) dan tipe tekanan angin (wind pressure) serta penyo-sohan dengan mesin jet whitening and polishing. Pada penelitian ini dipergunakan pelarut heksana (C,H12 )

untuk mengekstraksi minyak dedak (rice bran oil).

Alat-alat yang dipergunakan dalam penelitian ini antara lain :

1. Solvent extraction pilot plant

2. Boiler

3. Alat penyangrai (cooker)

4. Timbangan skala kecil (50 kg)

5. Timbangan dengan ketelitian 0.01 gram

6. Termometer batang 7. Pencatat waktu 8. Oven 9. Wadah alumunium 10. Kertas saring 11. Gelas ukur

13. Pemisah minyak 14. Saringan tyler

15. Dirigen-dirigen minyak tanah 16. Wadah dedak

B. WAKTU DAN TEMPAT PENELITIAN

Pengujian alat dilakukan mulai bulan Juli 1994 sampai dengan Nopember 1994, bertempat di Bangsal Per-contohan Pengolahan Hasil Pertanian (Agricultural Prod-ucts Processing pilot Plant), Institut Pertanian Bogor.

c.

PARAMETER YANG DIUKUR

puti

Parameter yang diukur selama pengujian alat

meli-1. Berat dedak awal 2. Kadar minyak dedak 3. Kadar air dedak awal

4. Berat dedak setelah disangrai 5. Kadar air dedak setelah disangrai 6. Suhu ekstraksi

7. Lama penghilangan heksana dari skim rice bran 8. Suhu ekstraktor pada penghilangan heksana dari

skim rice bran

9. Berat dedak setelah disangrai 10. Lama evaporasi

11. Suhu evaporasi

12. Berat minyak dedak kasar 13. Volume minyak kasar

14. Lama kondensasi

15. Laju konsumsi air pendingin 16. Suhu air masuk kondensor 17. Suhu air keluar kondensor 18. Lama pembakaran boiler

19. Konsumsi bahan bakar boiler 20. steam yang dihasilkan

21. Suhu awal boiler 22. Suhu akhir boiler

Data hasil pengukuran dan perhitungan dipergunakan untuk menentukan performansi alat yang meliputi :

1. Lama penyangraian

2. Lama penghilangan heksana dari skim rice bran 3. lama evaporasi

4. Lama kondensasi

5. Konsumsi air pendingin

6. Laju konsumsi bahan bakar boiler 7. Laju steam yang dihasilkan

D. METODE PENELITIAN

Penelitian ini terdiri dari dua tahap, yaitu pene-l i t ian pendahupene-luan dan penepene-litian utama.

1. Penelitian Pendahuluan

Penelitian pendahuluan dilakukan untuk

me-ngetahui lama penurunan kadar air dedak sehingga berada dibawah 8%bb, kadar minyak dedak (rice bran oil), pengkondisian alat penyangrai (cooker), boil-er dan solvent extraction pilot plant.

2. Penelitian utama

Pada penelitian utama dilakukan ekstraksi

mi-nyak dedak dengan perlakuan suhu 50°C dan 60°C, lama ekstraksi 60, 90· dan 120 menit. Untuk tiap perla-kuan diadakan 2 kali ulangan. Kombinasi perlaperla-kuan yang diberikan pada penelitian utama dapat dilihat pada gambar 13.

Ekstraksi dilakukan untuk mengetahui perf or-mansi boiler, alat penyangrai (cooker) dan solvent extraction pilot plant.

Prosedur pengujian solvent extraction pilot plant, alat penyangrai dan boiler penelitian penda-huluan dan penelitian utama adalah sebagai berikut:

a. Perlakuan Awal

Dedak dibersihkan dari kotoran dan butiran yang besar (beras rusak, sekam) dengan maksud mendapatkan butiran yang sama (uniform). Kemu-dian dedak disangrai pada suhu 85°C. Warna dedak yang telah disangrai akan berubah menjadi coklat

tua. Perlakuan awal berupa penyangraian

dilaku-kan untuk menurundilaku-kan kadar air, agar memudahdilaku-kan jalankan proses ekstraksi minyak dedak.

Sebanyak 30 kg dedak ditimbang kemudian dimasukkan ke dalam ekstraktor.

Ekstraksi---~ [60 menit 50°C---I 90 menit

L

120 menit [60 menit 60°C---I 90 menit

L

120 menit

Gambar 13. Bagan Perlakuan yang Diberikan Pada Penelitian

b. Proses Ekstraksi Minyak Dedak

Dedak sangrai segera dimasukkan ke dalam ekstraktor yang telah dipanaskan terlebih dahulu dengan steam, sehingga mencapai suhu kondisi ekstraksi. Susunan bagian dalam ekstraktor ada-lah sebagai berikut :

Dedak

II

<-- 2 kain hemp

<-- 2 kain hemp

<--Kawat kasa stainless < - Kain koton putih <--Kawat kasa stainless

Gambar 14. Susunan Bagian Dalam Ekstraktor

Pelarut heksana (C₆H_{12 )} dar i tangki pelarut

(solvent tank) dimasukkan ke dalam ekstraktor

ekstrak-tor heksana dipanaskan dengan alat penukar panas

pipa ganda (double pipe heat exchanger).

Ekstraksi dilakukan pada konsisi suhu dan

lama ekstraksi tertentu. Proses ini menghasilkan

cairan yang merupakan campuran antara minyak,

heksana dan air yang disebut miscella.

Cairan miscella disaring untuk memisahkan

kotoran, kemudian dialirkan ke tangki miscella.

Setelah itu miscella dipompakan ke evaporator

untuk memisahkan heksana dari miscella.

Pemisah-an heksPemisah-ana dilakukPemisah-an dengPemisah-an menaikkPemisah-an suhu

mis-cella.

Dari evaporator uap heksana dan air masuk

ke dalam kondensor gas, sedangkan minyak dedak

dikeluarkan dari bagian bawah ekstraktor. Minyak

dedak ini merupakan minyak dedak kasar (crude

oil). Pada kondensor gas terjadi perubahan fase heksana dan air dari uap menjadi cairan.

campu-ran heksana dan air kemudian dipisahkan pada

separator. Heksana murni dialirkan kembali ke

tangki solvent. Diagram alir proses ekstraksi

minyak dedak (rice bran oil) pada penelitian ini

"

t

Alat Penyangrai

~

7

Sangrai

Ka<8X

~ Pelarut Nurni Ekstraktor

+--•

Nisce-

Iia

Steam

I

Evaporator

_~a1

Pelarut

_V

Kasar

Air Pendingin

t

Kondensor Air Hangat

_I

t Separator

~

Pelarut

V

Murni Penampung Gas Tangki Solvent I' Solvent

c. Pengukuran Parameter Ekstraksi

a. Berat Bahan

Penimbangan berat bahan dilakukan sebe-lum dan sesudah bahan disangrai, serta sesu-dah bahan diekstraksi.

b. Kadar Minyak Bahan

Penentuan kadar minyak atau lemak suatu bahan dilakukan dengan soxhlext apparatus.

Contoh bahan yang ditimbang kira-kira 5 gr, kemudian dimasukkan ke dalam tabung penyaring at au dapat digunakan kertas saring yang di-buat seperti kantong dan ditutup dengan kapas yang tidak berlemak. Tabung penyaring at au kertas penyaring yang berisi contoh dimasuk-kan ke dalam soxhlet apparatus dan diekstrak dengan petroleum ether, diatas penangas air selama 24 -48 jam. Hasil ekstraksi berupa minyak akan tertinggal dalam labu. Selesainya ekstraksi diketahui jika petroleum ether sudah kelihatan jernih.

(B-A)X100 Kadar Minyak (%)

=

Berat contoh Dimana

A

=

Berat labu kosong dan batu didih B

=

Berat labu dan ekstrak minyak

d. Rendemen

Rendemen minyak dihitung dengan persama-an berikut :

Berat minyak (gr) Rendemen

=

Berat Kering Bahan (gr)

c. Pengukuran Suhu

Pengukuran suhu boiler, ekstraksi, eva-porasi dan pengambilan heksana dari skim rice bran dilakukan dengan termometer yang ter-pasang pada boiler, ekstraktor dan evapora-tor.

Pengukuran suhu air masuk dan suhu air keluar kondensor dilakukan denga menggunakan termometer batang.

f. Laju Konsumsi Air Pendingin

Penentuan laju konsumsi air pendingin dilakukan dengan cara mengukur debit air yang keluar dari kondensor. Rata-rata debit

dika-likan dengan lama kondensasi merupakan jumlah air pendingin yang dipakai

g. Konsumsi Bahan Bakar Boiler

Untuk menentukan jumlah bahan bakar yang dipakai selama pembakaran, dilakukan peng-ukuran volume minyak tanah di dalam tangki minyak boiler sebelum dan sesudah boiler di-gunakan. Selisih pengukuran merupakan jumlah minyak tanah yang digunakan.

h. uap Air (steam) yang Dihasilkan

Penentuan jumlah steam yang dihasilkan oleh boiler dilakukan dengan mengukur volume air di dalam boiler sebelum dan sesudah boil-er digunakan. Selisih pengukuran yang mboil-erupa- merupa-kan jumlah steam yang dihasilmerupa-kan.

4. Analisa Mutu Minyak Dedak Hasil Ekstraksi

Minyak hasil ekstraksi dianalisa mutunya meliputi asam lemak bebas, specific gravity, indeks bias, bilangan yod dan bilangan penyabu-nan.

A. PENELITIAN PENDAHULUAN

Dari peneli tian pendahuluan diketahui kandungan minyak dedak, jenis pelarut yang akan digunakan, lama penyangraian yang diperlukan agar kadar air dibawah 8% dan informasi awal mengenai kebocoran yang mungkin tim-bul pada solvent extraction pilot plant dan boiler serta performansi alat penyangrai (Cooker), solvent

extraction pilot plant dan boiler.

1. Kandungan Minyak Dedak dan pelarut

Dedak yang dipergunakan pada penelitian penda-huluan berasal dari penggilingan padi Darmaga, Bogor. Dedak dihasilkan oleh pengupas sekam tipe rol karet (Rubber Roll Husker), serta penyosohan dengan mesin jet whitening and polishing. Rasil analisa dedak menunjukkan kandungan minyak 9.17%. Untuk itu dipergunakan pelarut normal heksana (C,R,,), karena pelarut ini dapat melarutkan sebagian besar minyak dan tidak larut dalam air. Karakteristik heksana yang tidak larut dalam air diharapkan dapat memudah-kan pemisahan heksana dari air pada tangki separa-tor. Pelarut heksana akan berada pada lapisan atas karena mempunyai berat jenis yang lebih kecil

diban-dingkan air, sehingga dapat dipergunakan berulang-ulang. Disamping itu heksana dengan mudah dapat di-pisahkan dari dedak sisa ekstraksi (skim rice bran) karena mempunyai titik didih rendah (68.742°C). Dedak sisa ekstraksi (Skim rice bran) masih mem-punyai nilai ekonomi tinggi sebagai makanan ternak.

2. Lama penyangraian Dedak

Kadar air dedak tergantung pada varietas, proses penggilingan, keadaan lingkungan tempat padi tumbuh, dan lain-lain. Menurut Luh (1980) kandungan air dedak yang berasal dari rubber roll huller seki-tar 11. 7% Sedangkan menurut ciptadi dan Nasution

(1985) kadar air dedak yang dipergunakan untuk ek-straksi berkisar antara 12% - 13%. Untuk memudahkan

jalannya proses ekstraksi kadar air dedak harus be-rada dibawah 8%.

Sebanyak 20 kg dedak disangrai pada suhu 85°C selama 180 menit. Setiap 30 menit sampel dedak diam-bil dan dianalisa penurunan kadar airnya. Hubungan antara penurunan kadar air dedak dan waktu penyang-raian dapat dilihat pada Gambar 16.

Gambar 16 menunjukkan bahwa dedak yang disang-rai 90 menit akan turun kadar airnya hingga 5.61%

dan dedak yang disangrai selama 120 menit akan turun kadar airnya hingga 4.43%. Oleh sebab itu pada

pene-litian utama dedak disangrai selama 120 menit, untuk memastikan kadar air dedak turun hingga dibawah8 %.

12,---, 10 ... . 8 ... 6 ... . "- 4 ... .

t1l

"0

t1l

~ 2 ... . oL-__ ~----~----~---L---L----~ o 30 60 90 120 150 180

Lama Penyangralan (menlt)

Gambar 16. Hubungan antara Penurunan Kadar Air Dedak dengan Waktu Penyangraian

3. Performansi Alat penyangrai (Cooker), Solvent Extraction pilot Plant dan Boiler

Untuk mendapatkan informasi awal mengenai kebo-coran yang mungkin timbul pada solvent extraction

pilot plant dan boiler maka dilakukan dua kali

dan 60°C. Pelarut yang digunakan pad a peneli tian pendahuluan ini adalah heksana yang telah digunakan pada penelitian ekstraksi minyak kedelai (Soybean

Oil) .

Tabel 6. Peformansi Alat Penyangrai (Cooker), Boiler

dan Solvent Extraction pilot Plant pada

Ekstraksi Pendahuluan

2 Berat dedak setelah 18.85 18.34 di 3 Lama penyangraian 120 120 i t 4 Suhu 85 85 5 Lama ekstraksi 60 60 4 Suhu 50 60 5 Lama 120 100 6 Suhu 60 60 8 Lama 120 100 9 Lama embakaran 152 160

10 Konsumsi bahan bakar 64.90 73.18 boiler 1t

11 Laju konsumsi bahan 0.427 0.457

bakar boiler (ltjmenit)

Pada penelitian pendahuluan ini diketahui ada beberapa kerusakan pada solvent extraction pilot

plant yaitu : kebocoran pada klep pembuangan steam sehingga klep perlu diganti dengan yang baru dan kebocoran pipa steam yang diperbaiki dengan menutup bagian pipa yang bocor dengan karet ban mobil. Juga diketahui bahwa sebagian heksana tidak mengalir dari separator ke dalam tangki solvent, sehingga untuk ekstraksi selanjutnya heksana dipindahkan ke dalam tangki solvent dengan menggunakan jeriken-jeriken melalui kran belakang separator. Pada boiler diketa-hui beberapa kerusakan yaitu pada sistem saklar oto-matis yang diperbaiki dengan mengganti relay dan kebocoran pada sambungan ruang pembakaran yang di-perbaiki dengan mengganti packing sambungan ter-sebut.

Minyak yang dihasilkan pada ekstraksi pendahu-luan ini berwarna hitam karena bercampur dengan kar-at alkar-at ekstraksi dan sisa-sisa minyak kedelai hasil ekstraksi sebelumnya.

Bahan bakar yang dipergunakan dan laju konsumsi bahan bakar boiler pada ekstraksi kedua masing-masing 73.18 It dan 0.457 It/menit. Sehingga pada penelitian utama perlu disediakan minyak tanah seki-tar 70 It untuk tiap kali ekstraksi.

B. PENELITIAN UTAMA

Penguj ian performansi alat penyangrai (cooker),

sol vent extraction pilot plant, dan boiler dilakukan

dengan mengekstrak dedak. Ekstraksi dilakukan dengan

perlakuan suhu 50°C dan 60°C, lama ekstraksi 60, 90 dan 120 menit serta 2 kali ulangan. Untuk itu sebanyak 250

liter pelarut heksana murni (C₆H_{14 )} dimasukkan ke dalam

tangki solvent.

1. Kehi1angan Pe1arut

Pada awal proses sebanyak 250 liter pelarut heksana dimasukkan ke tangki solvent. Setelah dila-kukan ekstraksi dedak 12 kali, pada akhir proses tersisa 102 liter pelarut. Apabila diasumsikan seba-gian besar pelarut hilang melalui dedak yang sudah

diekstraksi (skim rice bran), maka heksana yang

hilang pada masing-masing ekstraksi ialah 21. 23,

16.73, 21.22, 7.95, 29.71, 11.27, 8.33, 3.12, 2.82, 13.63, 8.10 dan 9.84 liter. Perhitungan volume pela-rut yang hilang selama proses ekstraksi dapat di-lihat pada Lampiran 5.

Kehilangan heksana pada setiap proses ekstraksi ini mengakibatkan berkurangnya volume heksana yang dipergunakan untuk proses ekstraksi selanjutnya.

Perkiraan volume heksana yang dipergunakan pada pro-ses ekstraksi 1 sampai 12 masing-masing 250, 228.77, 212.04, 190.82, 182.27, 153.16, 141.89, 133.56, 130.44, 127.62, 113.99, 105.89 liter (dapat juga dilihat pada Gambar 17).

,....

...

'-" 300.---. 250 ... 200 ::J

...

(\j Q) 150 ... .

a..

(\j t1 100 ... . (J) 50 oL-~~ __ ~-L __ L--L~ __ ~-L __ L-~ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Ekstraksl ke

Gambar 17. Grafik Hubungan Antara Ulangan Ekstraksi Dengan Volume Pelarut yang Dipergunakan

2. Lama Evaporasi

Evaporasi dilakukan untuk memisahkan heksana dari minyak dedak dan air. Pemisahan heksana dilaku-kan dengan menaikdilaku-kan suhu miscella sampai 60°C

~eng-gunakan steam yang dialirkan dalam jaket evaporator. Ketika suhu miscella mencapai 60°C terbentuk buih yang dapat dilihat pada penunjuk gelas. Pembentukan buih ini memperlambat proses evaporasi heksana. Pada skala industri dipergunakan minyak silikon (2-4 ppm) untuk mencengah terbentuknya busa.

Kemudian suhu evaporator meningkat secara per-lahan-lahan menjadi 98°C, dengan semakin berkurang-nya volume heksana dalam miscella.

Pengujian terhadap evaporator menunjukkan bahwa waktu yang dibutuhkan untuk evaporasi pada proses ekstraksi masing-masing 187.50, 172.50, 162.60, 49.50, 58.00, 84.50 menit. Lama evaporasi cenderung berkurang karena volume heksana yang dipergunakan untuk ekstraksi semakin berkurang.

3. Lama kondensasi

Uap heksana yang berasal dari ekstraktor dan evaporator diubah dari fase uap menjadi fase cair dalam kondensor, dengan cara mengalirkan air pendin~

gin ke dalam kondensor. Pengujian terhadap kondensor menunjukkan waktu yang dibutuhkan untuk mengubah

fase uap heksana proses ekstraksi

menjadi fase cair pad a tiap kali masing-masing 197.40, 174.90, 152.40, 49.50, 58.00, 94.50 menit. Berkurangnya lama

kondensasi disebabkan oleh semakin berkurangnya volume pelarut yang dipergunakan pada tiap kali proses ekstraksi.

Berkurangnya lama kondensasi menyebabkan jumlah konsumsi air pendingin semakin berkurang masing-masing 68.46, 60.66, 52.85, 17.17, 20.11, dan

32.77 m'

4. Rendemen Minyak Dedak

Rendemen minyak dedak pada perlakuan suhu eks-traksi 50c_{C dan lama ekstraksi 60, 90, dan 120}

menit, masing-masing 5.23%, 11.93%, dan 9.85%. Se-dangkan rendemen minyak dedak pada perlakuan suhu ekstraksi 60, 90 dan 120 menit, masing-masing 5.98%, 7.96%, dan 5.47%.

Rendemen minyak dedak tertinggi diperoleh pada ekstraksi dedak pada suhu 50°C dan lama ekstraksi 90

~enit yaitu 11.93%.

Gambar 18 dan Gambar 19 menjelaskan bahwa rata-rata rendemen minyak dedak pada perlakuan suhu eks-traksi 50°C lebih tinggi dari rata-rata rendemen minyak dedak pada suhu ekstraksi dari 60°C. Hal ini disebabkan oleh berkurangnya daya larut heksana ka-rena mulai terjadi perubahan fase heksana dari cair ke uap. Bekurangnya daya larut heksana menurunkan

laju ekstraksi, sehingga rendemen minyak dedak yang dihasilkan menjadi lebih rendah.

Dari Gambar 4 dan Gambar 5 juga diketahui bahwa rata-rata rendemen minyak dedak pada lama ekstraksi 60 dan 120 menit lebih rendah dari rata-rata ren-demen minyak dedak pada lama ekstraksi 90 menit.

1 6 , - - - , 14 ... .

~

12 ... . -'" III

1:'

10 SE

...

:.;.---=~

... .

c

..

E

..

"0 t:

..

a: 8 6 ... . 4 ... . 2 ... .

oL---____________

- L ______________ ~ 60 90 120

Lama Ekstraksl (manit)

1-

Ulangan 1 -+-Rata .. rata -*" Ulangan

21

Gambar 18. Grafik Hubungan Lama Ekstraksi Dengan Rendemen Minyak Dedak Perlakuan Suhu 50°C dan Lama Ekstraksi 60, 90 dan 120 Menit

12,---,

,....

*

10 _ .. _ .... _ ... - .. _._ .... _ ... _ ... . ~

::f-ro

»

8 · · · - _._ .. _ . . C ~ C iii

E

iii '0 C II)

a::

4 2 .. -_ ... _ .. . oL---L---~ 60 90 120

Lama Ekstraksl (manit)

1-

Ulangan 1 -1-Rata-rata -l*-Ulangan

21

Gambar 19. Grafik Hubungan Lama Ekstraksi Dengan Rendemen Minyak Dedak Perlakuan Suhu 60°C dan Lama Ekstraksi 60, 90 dan 120 Menit

5. Boiler

Untuk mengoperasikan boiler diperlukan bahan bakar minyak tanah dan 1000 liter air. Kemudian air dipanaskan di dalam tangki boiler hingga menghasil-kan steam pada temenghasil-kanan 8 kg/em2

Performansi Alat Penyangrai (Cooker), Boiler dan Solvent Extraction pilot Plant pada Ekstraksi Minyak Dedak (Rice bran oil) Perlakuan Suhu 50°C dan Lama Ekstraksi 60, 90 dan 120 Menit

:at dedak sebelum disa 30.0 30.0 30.0

iar 8.96 8.57 9.89

na 120 120 120

:at dedak setelah dis 28.69 29.01 28.82

iar air dedak setelah 3.93 4.15 5.22

lU Ekstraksi 50 50 50

na heksana dari skim rice 142.50 157.5 90 in

lU ekstraktor pada heksana 98 98 99

:i skim rice bran

:at dedak setelah 41.2 38.63 42.33

na 187.50 172.5 162.6

lU 60

-

89 60 - 98 60 - 98

~at dedak kasar 1. 50 3.46 2.45

na kondensasi 197.40 174.9 152.4

iu konsumsi 346.80 346.80 346.80

lsumsi air 68.46 60.66 52.85

lU air masuk kondensor 27 -28 26.5 - 28 26 - 27 lU air keluar kondensor 28 - 45 29 - 40.5 27 - 36.5

na n boiler 185.40 227.4 182.4

lsumsi bahan bakar boiler It 65.47 69.17 62.63 iu konsumsi bahan bakar boiler 0.353 0.304 0.343

~am 566.50 631. 25 516.25

u stearn 3.06 2.78 2.83

lU awal boiler (OC) 30 29 30

lU akhir boiler (OC) 125.5 115 111. 5

~siensi Boiler (%) 70.12 7.1. 29 66.65

8. Performansi Alat Penyangrai (Cooker), Boiler dan Solvent Extraction pilot Plant pada Ekstraksi Minyak Dedak (Rice Bran Oil) Perlakuan Suhu 60°C dan Lama Ekstraksi 60, 90 dan 120 Menit

Berat dedak sebelum Kadar air

Lama ian

Berat dedak setelah di Kadar air dedak setelah di Suhu Ekstraksi

Lama penghilangan heksana dari skim rice bran

Suhu ekstraktor pada penghilangan hek-sana dari skim rice bran

Berat dedak setelah Lama evapoasi

Suhu

Lama kondensasi La u konsumsi Konsumsi air

Suhu air masuk kondensor (OC)

Suhu air keluar kondensor (OC)

Konsumsi bahan

Lama boiler

bahan bakar boiler steam dihasilkan It

La u steam dihasilkan Suhu awal boiler °c

Suhu akhir boiler °c

30.0 8.05 105 28.93 5.86 60 44.50 98 32.70 49.50 60 - 98 1. 73 49.50 346.80 17.17 27.5 -28.5 34 -44.5 47.04 123.6 0.381 437.5 3.54 30 132.5 30.0 7.33 120 28.91 3.55 60 51. 5 96.5 34.34 58.00 60 - 98 2.30 58 346.80 20.11 26.5 - 29 31 - 42.5 44.20 114.6 0.386 387.5 3.38 35 130 30.0 8.59 120 29.16 6.28 60 55 98 35.08 84.5 60 - 98 1. 60 94.50 346.80 32.70 26 - 28 34.5 -39.5 64.96 152.1 0.427 550.0 3.62 30 142.'; Efesiensi Boiler 1%) =:::..:::.. --:o....-==-...::=-_.:=;,.;;.:...~.=-:.-:...-:-...:::..:...: __ ,+_=, 82.09 78.68 71.fJ 1, _=======~~~~==~~~=d~

Tabel 7 dan Tabel 8 menggambarkan bahwa

rata-rata laju konsumsi bahan-bakar boiler adalah 0.366

It/menit, laju steam yang dihasilkan 3.202 It/menit,

dan efesiensi boiler 73.315%.

c.

ANALISIS BIAYA

Beberapa asumsi yang dipergunakan untuk

meng-analisa biaya ekstraksi antara lain: 1). Harga alat

Rp. 60 000 000, 2). Nilai akhir alat 15% dari harga

alat awal, 3). Umur ekonomi 50 tahun, 4). tenaga

operator 2 orang, 5). Pengoperasian alat sepanjang

tahun dengan hari kerja 300 hari, 6). Selama 1 hari

dapat dilakukan 4 kali ekstraksi, 7). Biaya perbaikan

dan perawatan 5% dari harga alat setiap tahun, 8).

Tingkat bung a modal 20% tiap tahun, 9). Upah tenaga

kerja Rp. 2 500 tiap hari tiap orang, 10). Pelarut 250

It dapat dipergunakan untuk 12 kali ekstraksi.

Perhi-tung an biaya ekstraksi dapat dilihat pada Lampiran 6.

Dari hasil perhitungan diketahui ekstraksi 30 kg

dedak pada suhu 50°C, waktu ekstraksi 60, 90 dan 120

men i t dibutuhkan biaya total Rp. 187 509 200/th,

Rp. 188 970 200/th, dan Rp 185 516 OOO/th. Sedangkan

untuk ekstraksi 30 kg dedak pada suhu 60°C, waktu

eks-traksi 60, 90, 120 men i t dibutuhkan biaya total Rp. 176

Besarnya biaya dibagi dengan volume minyak yang dihasilkan untuk perlakuan suhu ekstraksi 50°C, waktu ekstraksi 60 menit, 90 menit dan 120 menit adalah Rp. 91 916.27/lt minyak dedak, Rp. 41 440.83/lt minyak dedak, dan Rp. 49 391.91/lt minyak dedak. Sedangkan untuk perlakuan suhu ekstraksi 60°C, waktu ekstraksi 60 menit, 90 menit dan 120 menit adalah Rp. 75 855.76/lt minyak dedak, Rp. 50 863.80/lt minyak dedak, dan Rp. 86 029.54jliter minyak dedak. Biaya per volume minyak ter-kecil dihasilkan pada kondisi suhu ekstraksi 50°C dan

lama ekstraksi 90 menit yaitu Rp 41 440.83/lt minyak dedak.

D. ANALISA MUTU MINYAK DEDAK

Hasil analisa mutu minyak dedak (rice bran oil)

hasil ekstraksi berupa asam lemak bebas, specific gravity, indeks bias, bilangan yod, dan bilangan penya-bunan dapat dilihat pada Tabel 9. Sedangkan standar mutu minyak dedak Jepang dan A.O.C.S (American OIl

Chemist Society) dapat pada Tabel 4 dan Tabel 5.

Dari hasil perbandingan mutu minyak dedak hasil ekstraksi dengan standar mutu minyak dedak Jepang dan A.O.C.S (American oil Chemist Society) ternyata 2 ka-rakteristik minyak dedak hasil ekstraksi yaitu asam 'lemak bebas dan bilangan iod masih memenuhi ketentuan

standar mutu minyak dedak, tetapi 3 karakteristik lain-nya yai tu specific gravity, indeks bias, dan bilangan penyabunan tidak memenuhi ketentuan standar mutu minyak dedak.

Specific gravity minyak dedak hasil ekstraksi be-rada dibawah nilai standar, disebabkan minyak dedak hasil ekstraksi masih bercampur dengan air.

Indeks bias minyak dedak hasil ekstraksi berada diatas nilai standar, disebabkan tidak tercapainya kon-disi suhu 40°C pada saat analisa minyak, sedangkan in-deks bias tergantung pad a specific gravity dan suhu. Pada suhu yang lebih tinggi indeks bias semakin kecil.

Tabel 9. Analisa Mutu Minyak Dedak Perlakuan Suhu 50°C dan lama dan 120 menit

1 Asam lemak bebas 5-80 32.22

2 Bil Yod 85-109 _91.17 3 Bilangan penya- 179

-

200.08 bunan 195 4 Specific Gravity 0.918- _0.882 0.928 5 Indeks Bias (30- 61-68 1.4716 °c Hasil Ekstraksi ekstraksi 60, 90, 33.50 53.33 95.74 95.62 200.69 205.83 0.909 0.906 1.4716 1. 470

Tabel 10. Analisa Mutu Minyak Dedak Hasil Ekstraksi Perlakuan Suhu 60°C dan lama ekstraksi 60, 90, dan 120 men i t

No Karakteristik Usual Perlakuan Ekstraksi

Limit .... ....

.

_. suhu 60°C.: ... ..

1~2~

.•..

60

.

. .. 90

• .

. i.

...

.... men1t.·.·.· men it .•.... m.en;lt·

1 Asam lemak 5-80 22.66 12.92 26.18 bebas 2 Bilangan Yod 85 - 95.53 101. 07 94.61 109 3 Bilangan pe- 179- 206.54 225.25 205.06 nyabunan 195 4 Specific Gra- 0.918- 0.892 0.898 0.890 vity (25°C) 0.928 5 Indeks Bias 61-68 1. 4724 1.4724 1.4716 (30°C)