UJI PERFORMANSI EKSTRAKSI MINY AK DEDAK SKALA PILOT PLANT

Transkripsi

1 I UJI PERFORMANSI EKSTRAKSI MINY AK DEDAK SKALA PILOT PLANT Oleh IQRI SULIZAR HIDRIANSJAH F FAKUL TAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERT ANIAN BOGOR BOG 0 R

2 Iqri Sulizar Hidriansjah. F Uji Performansi Ekstraksi Minyak Dedak Skala pilot Plant. Dibawah bimbingan Dr. Ir. Atjeng M. Syarief, MSAE dan Ir. M. Faiz Syuaib. RI:'>iGKASAN Dari tahun terjadi peningkatan produksi padi dari ton menjadi 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 ekstraksi dengan pelarut adalah pemisahan komponen yang dihendaki (solute) dari zat padat dengan cara kontak antara padatan tersebut dengan satu cairan (solvent) dimana solute dapat larut dalam solvent tersebut. Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan performansi alat ekstraksi minyak dedak (alat penyangrai, sol-

3 vent ex.traction pilot plant, dan boiler) skala pilot plant. Penelitian ini terdiri dari dua tahap, yaitu penelitian 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 menit, lama evaporasi menit, lama kondensasi menit, konsumsi air pendingin m 3, laju konsumsi bahan bakar boiler tjmeni t, laju steam yang dihasilkan boiler 2.78 Itjmenit dan efesiensi boiler %.

4 Biaya per volume minyak dedak terkecil diperoleh pada ekstraksi perlakuan suhu 50 C dan lama kondensasi 90 menit yaitu Rp jlt. 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.

5 UJI PERFORiVIANSI EKSTRAKSI \IINY AK DEDAK SKALA PILOT PLANT Oleh : IQRI SULIZAR HIDRIANSJAH F 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 BOGOR

6 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 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

7 KATA PENGANTAR 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 penulis 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 penguji. 3. Ayah, Ibu, bang Nandar, mbak Sukmi, mbak Suni, dek Ivan, dek Nini serta seluruh keluarga yang telah memberi 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 penelitian penulis. iv

8 Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan skripsi ini. Akhirnya penulis berharap karya kecil ini dapat menambah pengetahuan kita. Amien Bogor, Januari 1995 Penulis v

9 DAFTAR lsi Halaman 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.. iv vi viii x xi vi

10 IV. METODOLOGI PENELITIAN 33 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 vii

11 DAFTAR GAMBAR 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 Ekstraksi 60, 90 dan 120 menit 53 viii

12 Gambar 19. Grafik Hubungan Lama Ekstraksi dengan Rendemen Minyak Dedak Perlakuan Suhu 60 0 e dan Lama Ekstraksi 60, 90 dan 120 menit 54 ix

13 DAFTAR TABEL Balaman Tabel 1. Produksi Padi Tahun Tabel 2. Komposisi Kimia Dedak 8 Tabel 3. Komposisi Asam Lemak Minyak Dedak dan X-M Rice Oil Tabel 4. Sifat Fisik dan Kimia Minyak Dedak Standar A.O.C.S Tabel 5. Sifat Fisik dan Kimia Minyak Dedak Standar Jepang 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 Ekstraksi 60, 90 dan 120 menit Tabel 8. Performansi Alat Penyangrai (Cooker, Boiler dan Solvent Extraction pilot Plant Pada Ekstraksi Minyak Dedak Perlakuan Suhu 60 C dan Lama Ekstraksi 60, 90 dan 120 menit Tabel 9. Analisa Mutu Minyak Dedak Basil Ekstraksi Perlakuan Suhu 50 C dan Lama Ekstaksi 60, 90, dan 120 menit Tabel 10. Analisa Mutu Minyak Dedak Basil Ekstraksi Perlakuan Suhu 60 C dan Lama Ekstaksi 60, 90, dan 120 menit... '" Tabel 10. Performansi Alat Penyangrai Penyangrai er), Solvent Extraction pilot Plant dan Basil Penelitian (Cook Boiler 61 x

14 DAFTAR LAMPIRAN 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 xi

15 1. l'endahuluan A. LATAR BELAKANG Beras merupakan sumber bahan makanan pokok di Indonesia. Produksi beras terus meningkat, sejalan dengan pertumbuhan penduduk dan usaha pemerintah untuk mempertahankan 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 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 sebelah dalam, lembaga dan sedikit endosperma yang hancur berupa tepung.

16 Oedak mengandung minyak, yang dapat diperoleh dengan met ode pengepresan berulir (expeller pressing), 2 pengepresan hidraulik (hydraulic pressing) dan ekstraksi dengan pelarut (solvent extraction). Minyak dedak yang dihasilkan dengan metode pelarut (solvent) mempunyai rendemen dan mutu yang lebih baik, dibandingkan 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 kedelai. 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 industri 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 berkurang dengan meningkatnya jumlah asam lemak bebas. Pene Ii tian yang dilakukan adalah mengekstrak minyak dedak dengan metode pelarut (solvent extraction), pada skala. pilot plant.

17 3 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) menghasilkan minyak yang bermutu baik. Tetapi ekstraksi dengan 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

18 4 dedak, mutu minyak dedak dan analisa biaya yang dibutuhkan untuk mengoperasikan alat ekstraksi. Hasil penelitian ini diharapkan bermanfaat untuk rneningkatkan nilai tarnbah dedak dan penelitian lebih lanjut.

19 II. TINJ.AUA1\ PUSTAKA 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 pemutihan beras akan menghasilkan 50% beras utuh, 17% beras pecah, 10% dedak, 3% tepung dan 20% sekam. Persentase ini tergantung pada jenis penggilingan padi, macam varietas padi, tingkat kematangan gabah, kadar air gabah pad a saat penggilingan serta musim (Syarief dan Prasadya, 1988). Berdasarkan derajat kehalusan, dedak dapat digolongkan menjadi 3 macam yaitu dedak kasar (rough bran), dedak halus (fine bran) dan katul. Hasil dedak dipengaruhi oleh jenis alat penyosoh yang dipergunakan dalam proses penggilingan (Soemardi, 1975). Dedak kasar dihasilkan dengan mesin pemecah kulit, terdiri dari pecahan pecahan sekam yang agak kasar dan kulit ari beras terluar. 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

20 6 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 masingmasing 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. ---Avon Poleo Slorchy enllosperol Sleril~ len,moe Gambar 1. Struktur butiran pacli (Grist, 1959)

21 7 Dari butir padi dapat diketahui bahwa dibawah lapisan pericarp terdapat testa atau tegmen yang kaya protein dan minyak, tetapi memiliki serat yang lebih sedikit dibandingkan pericarp. Lapisan tegmen ini terbagi atas dua, yaitu spermoderm untuk yang lebih luar dan perisperm untuk yang lebih dalam. Dibawah lapisan tegmen dijumpai lapisan aleuron yang kaya minyak, protein, vitamin dan mineral. Endosperm adalah bagian yang terdapat dibawah lapisan aleuron. Endosperm banyak mengandung karbohidrat, mineral, vitamin dan minyak, tetapi 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,

22 8 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). Koniponen % Berat 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 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 dedak sekitar 16.29%. Menurut Juliano (1985)

23 9 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 penyakit 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 ketengikan (Soemardi, 1975). Dedak padi segar yang baru diperoleh 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

24 10 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 dikeringkan (Concha dan Valenzuela, 1938 dalam Ciptadi dan Nasution, 1985). Jumlah asam lemak bebas ini meningkat sekitar 1% setiap jam pada waktu awal selama penyimpanan dedak (Grist, 1959). Dari hasil penelitian penyimpanan dedak padi selama 4 minggu tanpa pemanasan, menunjukkan bahwa kenaikan jumlah asam lemak bebas di dalam dedak padi sekitar 32%. Apabila sebelum penyimpanan 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-senyawa organik dan katalisator-katalisator logam seperti tembaga dan besi yang dapat menimbulkan ketengikan

25 oksidatip. Ketengikan ini dapat diatasi dengan penambahan zat antioksidan. 11 o II H,C-O-C-R o II H,C-OH HC--O-C-R + 3H,O----> HC--OH + 3RC o II o II H,C-O-C-R H,C-OH 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-senyawa organik dan katalisator-katalisator logam seperti tembaga dan besi yang dapat menimbulkan ketengikan oksidatip. Ketengikan ini dapat diatasi dengan penambahan 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

26 12 bening, lumak dan stabil. Stabilitas minyak dedak merupakan hasil dari kandungan linole~ic rendah dan kandungan Cl tocopherol tingg i, yang berfungsi sebagai antioksidan alami (Houston, 1972). Perbandingan komposisi 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) Palmitic (C16:0) Palmitoleic (C16:0) stearic (C18:0) Oleic (C18:1) Linoleic (C18:2) Linolenic (C18:3) Arachidic (C20:0) Sumber : Luh (1980) Beberapa sifat fisik dan kimia minyak dedak (rice bran oil) standart A.O.C.S (American oil Chemist Society) 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 dilihat pada Tabel 5.

27 Tabel 4. Sifat Fisik dan Kimia Minyak Dedak Standart A.O.C.S (Williams, 1966) 13., uraian Usual limit A.O.C.S Titik beku, C 2 - Bilangan penyabunan Indeks bias pada 20 C Bilangan yod Bilangan thiocyanogen Specific grafity, /15 C Asam lemak bebas, seba gai % oleic Bahan-bahan tak ter sabunkan Titer 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 Expression), dan ekstraksi dengan pelarut (solvent extraction). Rendering merupakan suatu cara ekstraksi minyak atau lemak dari bahan yang mengandung minyak atau lemak dengan kadar air tinggi. Menurut pengerjaannya render-

28 14 ing dibagai dalam dua cara yaitu wet rendering dan dry rendering. Pada wet rendering bahan yang akan diekstraksi 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 penyabunan Bahan-bahan tidak tersabunkan Titik api (OF) Kelembaban dan zat volatil (%) Ins.oluble impurities (%) Hehner number Bilangan Reichert Meissel Energi (kcal/kg) Semikering Semikering

29 15 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. Pemanasan 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 pressing) 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) dari zat padat dengan cara kontak antara padatan ter~

30 16 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 berulir, pengepresan hidraulik dan ekstraksi dengan pelarut. Menurut Grist (1959) cara yang paling efektif untuk mengekstrak minyak dedak adalah dengan jalan ekstraksi menggunakan pelarut. Lebih lanjut Juliano (1985) menerangkan bahwa dengan menggunakan ekstraksi dengan pelarut menghasilkan rendemen minyak dedak 16% - 18%, dengan mutu minyak tinggi. Sedangkan ekstraksi minyak dedak dengan pengepresan dengan rendeman 10% - 12%. menghasilkan minyak dedak Jenis dedak yang baik untuk diambil minyaknya adalah dedak halus dan pemilihan zat pelarut perlu memperhatikan 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.

31 17 Menurut Ketaren (1986) pelarut minyak atau lemak yang biasa digunakan dalam proses ekstraksi dengan pelarut 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, seluruh sistem solvent extraction perlu diteliti lagi. normal heksana, etil alkohol, dan isopropil alkohol adalah pelarut yang dapat digunakan untuk proses ekstraksi minyak dedak. Lebih lanjut Houston (1972) menyatakan 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 berpenetrasi ke dalam bahan dan melarutkan minyak beserta beberapa 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 pemurnian minyak kasar dimaksudkan untuk menghilangkan

32 18 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 U Jumlah pemakaian bahan bakar, It = Nilai panas bahan bakar, kj/lt

33 19 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 Qb = Energi yang dihasilkan bahan bakar, kj

34 20 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 operasioanal 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 x = perkiraan jam kerja dalam setahun,

35 21 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 (7 ) 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 (8 ) Dimana : I = Biaya bung a modal, Rp/th i = Tingkat bunga modal tiap tahun, % P = Biaya pembuatan alat, Rupiah

36 BAB III. DESKRIPSI SOLVENT EXTRACTION PILOT PLANT, ALAT PENY ANGRAI DAN BOILER Alat-alat dipergunakan pada penelitian terdiri dari solvent extraction pilot plant, alat penyangrai dan boiler. ~. SOLVENT EXTRACTION PILOT PLANT Solvent extraction pilot plant yang dipergunakan pada penelitian terdiri dari ekstraktor, penyaring miscella (miscella filter), pemisah kabut (mist separator), 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

37 23 klep untuk pemasukan steam, pressure gauge, termometer, 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. Gambar 3. Ekstraktor

38 24 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. Gambar 4. Penyaring Miscella

39 25 C. Evaporator Miscella Evaporator digunakan untuk memisahkan pelarut dari miscella dengan cara memanaskannya secara perlahan-lahan. Miscella dipanaskan pada suhu 60 C - l05 e, apabila untuk ekstraksi dipergunakan dipergunakan pelarut normal heksana. Evaporator terdiri dari tabung evaporator, jaket steam, pipa-pipa dengan klep untuk pemasukan dan pembuangan steam, termometer, pipa-pipa pemasukan miscella, pompa miscella dan pipa-pipa pengeluaran uap heksana menuju kondensor. Gambar 5. Evaporator Miscella

40 26 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 mengsirkulasikan minyak sawit atau kelapa sepanjang tabung penampung gas (gas collector). 'Penampung gas terdiri dari tabung ganda (double tube) yaitu tempat sirkulasi minyak sawit dan air pendingin, pipa-pipa, klep dan pompa. Gambar 6. Penampung Gas (Gas Collector)

41 27 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 Pemisah Solvent B Uap dari ekstraktor dan evaporator dikondensasi pada kondensor gas, kemudian air dan heksana

42 28 hasil kondensasi dialirkan ke tangki pemisah solvent 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 menggunakan air yang mengalir berlawanan arah dengan heksana yang dikondensasi (counter flow). Separator terdiri dari dua tabung, pipa-pipa dan klep-klep. Pemisah air dan heksana berdasarkan berat jenis. Gambar 8. Kondensor

43 29 Gambar 9. Tangki Pemisah Solvent G. sistem Air pendingin Sistem air pendingin berfungsi untuk mengkondensasi gas heksana pada kondensor gas. Bagian-bagian sistem air pendingin terdiri dari tangki panas, bak air, menara pendingin (tower), pemancar uap (steam ejector), pipa-pipa saluran, klep-klep,

44 pompa pembalik dari kondensor gas, pompa pensuplai air pendingin, dan pompa sirkulasi air. 30,. r-. ~. Gambar 10. Tower 2. BOILER Boiler berfungsi untuk menghasilkan uap (steam) yang digunakan pada ekstraksi dan evaporasi. Pada pro-

45 31 ses ekstraksi, steam digunakan untuk menaikkan suhu dan memisahkan heksana dari skim rice bran. Sedangkan pada proses evaporasi steam digunakan untuk menguapkan heksana 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-bagian 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 sirkulasi oil, saringan, water softener, tangki pemasukan air (feed water tank), dan lain-lain. Gambar 11. Boiler

46 32 3. ALAT PENYANGRAI (COOKER) Alat penyangrai (cooker) berfungsi untuk menyangrai dedak sampai kadar air yang diinginkan. Alat penyangrai 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%. Gambar 12. Alat Penyangrai (Cooker)

47 BAB IV. METODOLOGI PENELITIAN 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 husker) dan tipe tekanan angin (wind pressure) serta penyosohan dengan mesin jet whitening and polishing. Pada penelitian ini dipergunakan pelarut heksana (C,H 12 ) 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 12. Plastik dan karung

48 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 Percontohan Pengolahan Hasil Pertanian (Agricultural Products 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

49 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 8. Efesiensi boiler

50 36 D. METODE PENELITIAN Penelitian ini terdiri dari dua tahap, yaitu penelit ian pendahuluan dan penelitian utama. 1. Penelitian Pendahuluan Penelitian pendahuluan dilakukan untuk mengetahui lama penurunan kadar air dedak sehingga berada dibawah 8%bb, kadar minyak dedak (rice bran oil), pengkondisian alat penyangrai (cooker), boiler dan solvent extraction pilot plant. 2. Penelitian utama Pada penelitian utama dilakukan ekstraksi minyak dedak dengan perlakuan suhu 50 C dan 60 C, lama ekstraksi 60, 90 dan 120 menit. Untuk tiap perlakuan diadakan 2 kali ulangan. Kombinasi perlakuan yang diberikan pada penelitian utama dapat dilihat pada gambar 13. Ekstraksi dilakukan untuk mengetahui perf ormansi boiler, alat penyangrai (cooker) dan solvent extraction pilot plant. Prosedur pengujian solvent extraction pilot plant, alat penyangrai dan boiler penelitian pendahuluan dan penelitian utama adalah sebagai berikut:

51 37 a. Perlakuan Awal Dedak dibersihkan dari kotoran dan butiran yang besar (beras rusak, sekam) dengan maksud mendapatkan butiran yang sama (uniform). Kemudian dedak disangrai pada suhu 85 C. Warna dedak yang telah disangrai akan berubah menjadi coklat tua. Perlakuan awal berupa penyangraian dilakukan untuk menurunkan kadar air, agar memudahkan jalankan proses ekstraksi minyak dedak. Sebanyak 30 kg dedak ditimbang kemudian dimasukkan ke dalam ekstraktor. [60 menit 50 C-----I 90 menit L120 menit Ekstraksi ~ [60 menit 60 C-----I 90 menit L120 menit Gambar 13. Bagan Perlakuan yang Diberikan Pada Penelitian

52 38 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 adalah sebagai berikut : <-- 2 kain hemp Dedak <-- 2 kain hemp <--Kawat kasa stainless <-Kain koton putih <--Kawat kasa stainless II Gambar 14. Susunan Bagian Dalam Ekstraktor Pelarut heksana (C 6 H 12 ) dar i tangki pelarut (solvent tank) dimasukkan ke dalam ekstraktor dengan menggunakan pompa. Sebelum masuk ekstrak-

53 39 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. Pemisahan heksana dilakukan dengan menaikkan suhu miscella. 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. campuran 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 dapat dilihat pada Gambar 15.

54 - Dedak Segar 4. " t Alat Penyangrai ~ 7 Sangrai Ka<8X ~ Pelarut Nurni Ekstraktor +-- Nisce- Iia Steam I Evaporator Air Pendingin Pelarut _~a1 t Kondensor V Kasar Air Hangat I t Pelarut Murni Separator ~ V Tangki Solvent I' Penampung Gas Solvent Gambar 15. Proses Ekstraksi Minyak Dedak (Rice Bran Oil)

55 41 c. Pengukuran Parameter Ekstraksi a. Berat Bahan Penimbangan berat bahan dilakukan sebelum dan sesudah bahan disangrai, serta sesudah 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 dibuat seperti kantong dan ditutup dengan kapas yang tidak berlemak. Tabung penyaring at au kertas penyaring yang berisi contoh dimasukkan ke dalam soxhlet apparatus dan diekstrak dengan petroleum ether, diatas penangas air selama jam. Hasil ekstraksi berupa minyak akan tertinggal dalam labu. Selesainya ekstraksi diketahui jika petroleum ether sudah kelihatan jernih. Kadar Minyak (%) = (B-A)X100 Berat contoh Dimana

56 42 A = Berat labu kosong dan batu didih B = Berat labu dan ekstrak minyak d. Rendemen Rendemen minyak dihitung dengan persamaan berikut : Rendemen = Berat minyak (gr) Berat Kering Bahan (gr) c. Pengukuran Suhu Pengukuran suhu boiler, ekstraksi, evaporasi dan pengambilan heksana dari skim rice bran dilakukan dengan termometer yang terpasang pada boiler, ekstraktor dan evaporator. 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-

57 likan dengan lama kondensasi merupakan jumlah air pendingin yang dipakai 43 g. Konsumsi Bahan Bakar Boiler Untuk menentukan jumlah bahan bakar yang dipakai selama pembakaran, dilakukan pengukuran volume minyak tanah di dalam tangki minyak boiler sebelum dan sesudah boiler digunakan. 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 boiler digunakan. Selisih pengukuran yang merupakan jumlah steam yang dihasilkan. 4. Analisa Mutu Minyak Dedak Hasil Ekstraksi Minyak hasil ekstraksi dianalisa mutunya meliputi asam lemak bebas, specific gravity, indeks bias, bilangan yod dan bilangan penyabunan.

58 V. HASIL DAN PEMBAHASAN 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 timbul 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 pendahuluan 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 memudahkan pemisahan heksana dari air pada tangki separator. Pelarut heksana akan berada pada lapisan atas karena mempunyai berat jenis yang lebih kecil diban-

59 45 dingkan air, sehingga dapat dipergunakan berulangulang. Disamping itu heksana dengan mudah dapat dipisahkan dari dedak sisa ekstraksi (skim rice bran) karena mempunyai titik didih rendah ( C). Dedak sisa ekstraksi (Skim rice bran) masih mempunyai 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 sekitar 11. 7% Sedangkan menurut ciptadi dan Nasution (1985) kadar air dedak yang dipergunakan untuk ekstraksi berkisar antara 12% - 13%. Untuk memudahkan jalannya proses ekstraksi kadar air dedak harus berada dibawah 8%. Sebanyak 20 kg dedak disangrai pada suhu 85 C selama 180 menit. Setiap 30 menit sampel dedak diambil dan dianalisa penurunan kadar airnya. Hubungan antara penurunan kadar air dedak dan waktu penyangraian dapat dilihat pada Gambar 16. Gambar 16 menunjukkan bahwa dedak yang disangrai 90 menit akan turun kadar airnya hingga 5.61%

60 46 dan dedak yang disangrai selama 120 menit akan turun kadar airnya hingga 4.43%. Oleh sebab itu pada penelitian utama dedak disangrai selama 120 menit, untuk memastikan kadar air dedak turun hingga dibawah8 %. 12, , " t1l "0 t1l ~ ol- ~----~----~-----L-----L----~ o 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 kebocoran yang mungkin timbul pada solvent extraction pilot plant dan boiler maka dilakukan dua kali ekstraksi selama masing-masing 60 menit, pada suhu 50 C

61 47 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 di 3 Lama penyangraian it 4 Suhu Lama ekstraksi Suhu Lama Suhu Lama Lama embakaran Konsumsi bahan bakar boiler 1t 11 Laju konsumsi bahan bakar boiler (ltjmenit) Pada penelitian pendahuluan ini diketahui ada beberapa kerusakan pada solvent extraction pilot

62 48 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 diketahui beberapa kerusakan yaitu pada sistem saklar otomatis yang diperbaiki dengan mengganti relay dan kebocoran pada sambungan ruang pembakaran yang diperbaiki dengan mengganti packing sambungan tersebut. Minyak yang dihasilkan pada ekstraksi pendahuluan ini berwarna hitam karena bercampur dengan karat alat ekstraksi dan sisa-sisa minyak kedelai hasil ekstraksi sebelumnya. Bahan bakar yang dipergunakan dan laju konsumsi bahan bakar boiler pada ekstraksi kedua masingmasing It dan It/menit. Sehingga pada penelitian utama perlu disediakan minyak tanah sekitar 70 It untuk tiap kali ekstraksi.

63 49 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 (C 6 H 14 ) dimasukkan ke dalam tangki solvent. 1. Kehi1angan Pe1arut Pada awal proses sebanyak 250 liter pelarut heksana dimasukkan ke tangki solvent. Setelah dilakukan ekstraksi dedak 12 kali, pada akhir proses tersisa 102 liter pelarut. Apabila diasumsikan sebagian besar pelarut hilang melalui dedak yang sudah diekstraksi (skim rice bran), maka heksana yang hilang pada masing-masing ekstraksi ialah , 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 pelarut yang hilang selama proses ekstraksi dapat dilihat pada Lampiran 5. Kehilangan heksana pada setiap proses ekstraksi ini mengakibatkan berkurangnya volume heksana yang dipergunakan untuk proses ekstraksi selanjutnya.

64 50 Perkiraan volume heksana yang dipergunakan pada proses ekstraksi 1 sampai 12 masing-masing 250, , , , , , , , , , , liter (dapat juga dilihat pada Gambar 17) , '-" ::J... (\j Q) a.. (\j t (J) 50 ol-~~ ~-L L--L~ ~-L L-~ 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 dilakukan dengan menaikkan suhu miscella sampai 60 C ~eng-

65 51 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 perlahan-lahan menjadi 98 C, dengan semakin berkurangnya volume heksana dalam miscella. Pengujian terhadap evaporator menunjukkan bahwa waktu yang dibutuhkan untuk evaporasi pada proses ekstraksi masing-masing , , , 49.50, 58.00, 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 menjadi fase cair pad a tiap kali proses ekstraksi masing-masing , , , 49.50, 58.00, menit. Berkurangnya lama

66 52 kondensasi disebabkan oleh semakin berkurangnya volume pelarut yang dipergunakan pada tiap kali proses ekstraksi. Berkurangnya lama kondensasi menyebabkan jumlah konsumsi air pendingin semakin berkurang masingmasing 68.46, 60.66, 52.85, 17.17, 20.11, dan m' 4. Rendemen Minyak Dedak Rendemen minyak dedak pada perlakuan suhu ekstraksi 50 c C dan lama ekstraksi 60, 90, dan 120 menit, masing-masing 5.23%, 11.93%, dan 9.85%. Sedangkan 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 ratarata rendemen minyak dedak pada perlakuan suhu ekstraksi 50 C lebih tinggi dari rata-rata rendemen minyak dedak pada suhu ekstraksi dari 60 C. Hal ini disebabkan oleh berkurangnya daya larut heksana karena mulai terjadi perubahan fase heksana dari cair ke uap. Bekurangnya daya larut heksana menurunkan

67 53 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 rendemen minyak dedak pada lama ekstraksi 90 menit. 16, , ~ '" III 1:' "0 t:.. SE c E a: 8... :.;.---=~ ol--- -L ~ Lama Ekstraksl (manit) 1- Ulangan 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

68 54 12, , *, _.. _... _ _._... _... _.... ~ ::fro» 8 - _._.. _.. C ~ C iii E iii '0 C II) a:: _... _... ol l ~ 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 menghasilkan steam pada tekanan 8 kg/em 2

69 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 55 :at dedak sebelum disa iar na :at dedak setelah dis iar air dedak setelah lu Ekstraksi na heksana dari skim rice in lu ekstraktor pada heksana :i skim rice bran :at dedak setelah na lu ~at dedak kasar na kondensasi iu konsumsi lsumsi air lu air masuk kondensor lu air keluar kondensor na n boiler lsumsi bahan bakar boiler It iu konsumsi bahan bakar boiler ~am u stearn lu awal boiler (OC) lu akhir boiler (OC) ~siensi Boiler (%) !

70 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 56 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 heksana 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 Suhu awal boiler c Suhu akhir boiler c dihasilkan Efesiensi Boiler 1%) =:::..:::.. --:o...-==-...::=-_.:=;,.;;.:...~.=- :.-:...-:-...:::..:...:,+_=, '; fJ 1, _=======~~~~==~~~=d~