BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 4 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Kelapa Sawit Kelapa sawit (Elaeis guineensis) merupakan salah satu tanaman penghasil minyak nabati yang sangat penting. Dewasa ini, kelapa sawit tumbuh sebagai tanaman liar (hutan), setengah liar, dan sebagai tanaman budidaya yang tersebar di berbagai negara beriklim tropis bahkan mendekati subtropis di Asia, Amerika Selatan, dan Afrika (Setyamidjaja,2006). Minyak nabati merupakan produk utama yang bisa dihasilkan dari kelapa sawit. Potensi produknya per hektar mencapai 6 ton per tahun, bahkan lebih. Jika dibandingkan dengan tanaman penghasil minyak lainnya (4,5 ton per tahun), tingkat produksi ini termasuk tinggi. Minyak nabati yang dihasilkan dari pengolahan buah kelapa sawit berupa minyak sawit mentah (CPO atau crude palm oil) yang berwarna kuning dan minyak inti sawit (PKO atau palm kernel oil) yang tidak berwarna (jernih). CPO atau PKO banyak digunakan sebagai bahan industri pangan (minyak goreng dan margarin), industri sabun (bahan penghasil basa), industri baja (bahan pelumas), industri tekstil, kosmetik, dan sebagai bahan bakar alternatif (minyak diesel) (Sastrosayono,2003). Selain sebagai bahan baku untuk industri makanan, minyak sawit mempunyai potensi yang cukup besar untuk digunakan di industri-industri

2 5 non-pangan, dari industri farmasi sampai industri oleokemikal. Seperti untuk keperluan pangan, produk non-pangan dihasilkan dari minyak sawit dan minyak inti sawit melalui proses hidrolisis (splitting) untuk menghasilkan asam lemak dan gliserin. Asam lemak yang dihasilkan dari proses hidrolisis diproses lebih lanjut, yaitu dihidrogenasi, lalu didestilasi dan selanjutnya difraksinasi sehingga dihasilkan asam-asam lemak. Asam-asam lemak itu digunakan sebagai bahan untuk detergen, bahan softener (pelunak) untuk produksi makanan, tinta, tekstil, aspal, dan perekat. Dibandingkan detergen yang menggunakan bahan sintetik dari minyak bumi (seperti : senyawa etilen dan parafin), bahan detergen dan minyak nabati, diantaranya adalah minyak sawit mempunyai beberapa keunggulan, antara lain sifatnya lebih biodegradable (lebih udah diuraikan). Sedangkan pertimbangan yang lain dari segi ekonomis, pemakaian minyak nabati sebagai bahan baku lebih menguntungkan, karena harganya relatif lebih murah (Tim Penulis,1997) Proses Pengolahan Kelapa Sawit Pengolahan TBS di pabrik bertujuan untuk memperoleh minyak sawit yang berkualitas baik. Proses tersebut berlangsung cukup panjang dan memerlukan kontrol yang cermat, dimulai dari pengangkutan TBS atau brondolan dari TPH ke pabrik sampai dihasilkannya minyak sawit dan hasil-hasil sampingnya. Pada dasarnya ada dua macam hasil olahan utama pengolahan TBS di pabrik, yaitu :

3 6 - Minyak sawit yang merupakan hasil pengolahan daging buah, dan - Minyak inti sawit yang dihasilkan dari esktraksi inti sawit. Secara ringkas, tahap-tahap proses pengolahan TBS sampai dihasilkan minyak akan diuraikan lebih lanjut berikut ini. 1. Pengangkutan TBS ke pabrik Tandan buah segar hasil permanenan harus segera diangkut ke pabrik untuk diolah, maka kandungan ALB-nya semakin meningkat. Untuk menghindari hal tersebut, maksimal 8 jam setelah panen, TBS harus segera diolah. Sesampai TBS di pabrik, segera dilakukan penimbangan. Penimbangan penting dilakukan sebab akan diperoleh angka-angka yang terutama berkaitan dengan produksi perkebunan, pembayaran upah para pekerja, perhitungan rendemen minyak sawit, dan lain-lain. Setelah ditimbang, TBS mengalami proses selanjutnya yaitu perebusan. 2. Perebusan TBS Buah beserta lorinya kemudian direbus dalam suatu tempat perebusan (sterilizer) atau dalam ketel rebus. Perebusan dilakukan dengan mengalirkan uap panas selama 1 jam atau tergantung pada besarnya tekanan uap. Pada umumnya, besarnya tekanan uap yang digunakan adalah 2,5 atmosfer dengan suhu uap C. Tujuan perebusan adalah: - Merusak enzim lipase yang menstimulir pembentukan ALB - Mempermudah pelepasan buah dari tandan dan inti dari cangkang.

4 7 - Memperlunak daging buah sehingga memudahkan proses pemerasan, serta - Mengkoagulasi (mengendapkan) protein sehingga memudahkan pemisahan minyak. 3. Perontokan dan Pelumatan Buah Setelah perebusan lori-lori yang berisi TBS ditarik keluar dan diangkat dengan alat Hoisting Crane yang digerakkan dengan motor. Hoisting Crane akan membalikkan TBS ke atas mesin perontokan buah (thresher). Dari thresher, buah-buah yang telah rontok dibawa ke mesin pelumat (digester). Untuk lebih memudahkan penghancuran daging buah dan pelepasan biji, selama proses pelumatan TBS dipanasi (diuapi). 4. Pemerasan atau Ekstraksi Minyak Sawit Untuk memisahkan biji sawit dari hasil lumatan TBS maka perlu dilakukan pengadukan selama menit. Setelah lumatan buah bersih dari biji sawit, langkah selanjutnya adalah pemerasan atau ekstraksi yang bertujuan untuk mengambil minyak dari masa adukan. 5. Pemurnian dan Penjernihan Minyak Sawit Minyak sawit yang keluar dari tempat pemerasan atau pengeprean masih berupa minyak sawit kasar karena masih mengandung kotoran berupa partikel-partikel dari tempurung dan serabut serta 40-45% air. Agar diperoleh minyak sawit yang bermutu baik, minyak sawit kasar tersebut mengalami pengolahan lebih lanjut. Minyak sawit yang masih kasar kemudian dialirkan ke dalam tangki minyak kasar (Crude Palm

5 8 Oil). Proses penjernihan dilakukan untuk menurunkan kandungan air di dalam minyak. Minyak sawit ini dapat ditampung dalam tangkitangki penampungan dan siap dipasarkan atau mengalami pengolahan lebih lanjut sampai dihasilkan minyak sawit murni (Processed Palm Oil) dan hasil olahan lainnya. 6. Pengeringan dan Pemecahan Biji Biji sawit yang telah dipisahkan pada proses pegadukan, diolah lebih lanjut untuk diambil minyaknya. Sebelum dipecah, biji-biji sawit dikeringkan dalam silo, minimal 14 jam dengan sirkulasi udara kering pada suhu 50 0 C. Akibat proses pengeringan ini, inti sawit akan mengerut sehingga memudahan pemisahan inti sawit dari tempurungnya. Biji-biji sawit yang sudah kering kemudian dibawa ke alat pemecah biji. 7. Pemisahan Inti Sawit dari Tempurung Pemisahan inti dari tempurungnya berdasarkan perbedaan berat jenis (BJ) antara inti sawit dan tempurung. Alat yang digunakan disebut hydroclone separator. Dalam hal ini, inti dan tempurung dipisahkan oleh aliran air yang berputar dalam sebuah tabung. Atau dapat juga dengan mengapungkan biji-biji yang telah pecah dalam larutan lempung yang mempunyai BJ 1,16. Dalam keadaan ini inti sawit mengapung sedangkan tempurung tenggelam. Proses selanjutnya adalah pencucian inti sawit dan tempurung sampai bersih. Inti sawit dikeringkan dengan suhu 80 0 C. Setelah kering, inti sawit dapat dipak

6 9 atau diolah lebih lanjut, yaitu diekstraksi sehingga dihasilkan minyak inti sawit (Palm Kernel Oil) (Tim Penulis,1998) Pemurnian Minyak Sawit Tujuan utama dari proses pemurnian minyak adalah untuk menghilangkan rasa serta bau yang tidak enak, warna yang tidak menarik dan memperpanjang masa simpan minyak sebelum dikonsumsi atau digunakan sebagai bahan mentah dalam industri. Minyak sawit yang keluar dari tempat pemerasan atau pengepresan masih berupa minyak sawit kasar karena masih mengandung kotoran berupa partikelpartikel dari tempurung dan serabut serta 40-50% air. Agar diperoleh minyak sawit yang bermutu baik, minyak sawit kasar tersebut diolah lebih lanjut yaitu dialirkan dalam tangki minyak sawit kasar (Crude Palm Oil). Proses penjernihan dilakukan untuk menurunkan kandungan air dalam minyak. Minyak sawit yang telah dijernihkan ditampung dalam tangki-tangki penampungan dan dipasarkan atau mengalami pengolahan lebih lanjut sampai dihasilkan minyak sawit murni dan hasil olahan lainnya. Pada umumnya minyak untuk tujuan bahan pangan dimurnikan melalui tahap proses sebagai berikut : 1. Netralisasi Netralisasi ialah suatu proses untuk memisahkan asam lemak bebas dengan basa atau pereaksi lainnya sehingga membentuk sabun. Pemisahan asam lemak bebas dapat juga dilakukan dengan cara penyulingan.

7 10 2. Pemucatan (Bleaching) Pemucatan ialah suatu tahap proses pemurnian untuk menghasilkan zat-zat warna yang tidak disukai dalam minyak dengan sejumlah adsorben, seperti tanah serap (Fuller earth) dan arang aktif atau dapat juga dengan menggunakan bahan kimia. Pemucatan minyak dengan bahan kimia banyak digunakan terhadap minyak untuk tujuan bahan pangan. Keuntungan penggunaan bahan kimia sebagai bahan pemucatan adalah karena hilangnya sebagian minyak dapat dihindarkan dan zat warna diubah menjadi zat tidak berwarna yang tetap tinggal dalam minyak. Kerugiannya ialah karena kemungkinan terjadi reaksi antara bahan kimia dan trigliserida sehingga meurunkan flavor minyak. 3. Deodorisasi Deodorisasi adalah suatu tahap proses pemurnian minyak yang bertujuan untuk menghilangkan bau dan rasa (flavor) yang tidak enak dalam minyak. Prinsip proses deodorisasi yaitu penyulingan minyak dengan uap panas dalam tekanan atmosfer atau keadaan vakum. Proses deodorisasi perlu dibahas terhadap minyak yang digunakan untuk bahan pangan. Beberapa jenis minyak yang baru diekstrak mengandung flavor yang baik untuk tujuan bahan pangan, sehingga tidak memerlukan proses deodorisasi; misalnya lemak susu, lemak coklat, dan minyak jagung. Proses deodorisasi pada suhu tinggi, komponen yang menimbulkan bau dalam minyak akan lebih mudah menguap sehingga komponen

8 11 tersebut diangkut dari minyak bersama-sama uap panas. Kerusakan minyak yang telah mengalami proses deodorisasi dapat disebabkan oleh proses oksidasi, mikroba dan ion logam yang merupakan katalisator dalan proses oksidasi minyak (Ketaren, S. 1986) Sifat Fisiko Kimia Kelapa Sawit Sifat fisiko kimia minyak kelapa sawit meliputi bau dan flavor, kelarutan, titik cair dan polymorphism, titik didih (boiling poin), titik pelunakan, slipping point, shot melting point; bobot jenis, Indeks bias, titik kekeruhan (turbidity point), titik asap, titik nyala dan titik api (Ketaren, 1986). Tabel Nilai Sifat Fisiko Kimia Minyak Kelapa Sawit dan Minyak Inti Sawit Sifat Minyak Sawit Minyak Inti Sawit Bobot jenis pada suhu kamar 0,900 0,900 0,913 Indeks Bias D 40 1,4565 1,4585 1,495 1,415 Bilangan Iod Bilangan Penyabunan Kandungan Asam Lemak Minyak Sawit Seperti jenis minyak yang lain, minyak sawit tersusun dari unsur-unsur C, H, dan O. Minyak sawit ini terdiri dari fraksi padat dan fraksi cair dengan perbandingan yang seimbang. Penyusun fraksi padat terdiri dari asam lemak jenuh, antara lain asam miristat (1%), asam palmitat (45%), dan asam stearat.

9 12 Sedangkan fraksi cair tersusun dari asam lemak tidak jenuh yang terdiri dari asam oleat (39%), dan asam linoleat (11%). (Tim Penulis, 1997). Tabel Komposisi Asam Lemak Minyak Sawit Asam lemak Minyak kelapa sawit Minyak inti kelapa sawit (persen) (persen) Asam Kaprilat Asam Kaproat Asam Laurat Asam Miristat 1,1 2, Asam Palmitat ,5 9 Asam Stearate 3,6 4,7 1 2,5 Asam Oleat Asam Linoleat ,5 2 Sumber : Ketaren, Analisa Lemak dan Minyak Lemak merupakan suatu senyawa ester tang terbentuk dari gliserol asam lemak (asam karboksilat). Secara umum lemak (fat) dan minyak (oil) merupakan golongan lipida yaitu senyawa organik yang terdapat dalam alam serta tak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik non polar seperti suatu hidrokarbon atau dietileter. Lemak dan minyak merupakan salah satu kelompok yang termasuk golongan lipid. Satu sifat yang khas mencirikan golongan lipid (termasuk minyak dan lemak) adalah daya larutnya dalam pelarut organik (misalnya ester, benzen, kloroform) atau sebaliknya ketidak larutannya dalam pelarut air (Harper,1980).

10 13 Analisis lemak dan minyak yang umum dilakukan, dapat digolongkan dalam tiga kelompok berdasarkan tujuan analisa, yaitu : Penentuan kuantitatif atau penentuan kadar lemak yang terdapat dalam bahan makanan atau pertanian. Penentuan kualitas minyak (murni) sebagai bahan makanan, yang berkaitan dengan proses ekstraksinya, atau adanya pemurnian lanjutan, misalnya penjernihan, penghilangan bau, penghilangan warna. Penentuan tingkat kemurnian minyak ini sangat erat kaitannya dengan daya tahannya selama penyimpanan, sifat gorengnya, baunya, maupun rasanya. Tolak ukur kualitas ini adalah angka asam lemak bebasnya, angka peroksidanya, tingkat ketengikan dan kadar air. Penentuan sifat fisika maupun kimia yang khas ataupun mencirikan sifat minyak tertentu, data ini dapat diperoleh dari angka iodinenya, angka Reichert Meissel, angka Polenseke angka krischner, angka penyabunan, indeks refraksi titik cair, angka kekentalan, titik percik, komposisi asam-asam lemak, dan sebagainya (Herlina dan Ginting, 2002) Palm Fatty Acid Distillate (PFAD) Proses Pengolahan Minyak kelapa sawit diekstraksi dari tandan buah segar yang mengandung sejumlah kecil komponen pengotor. Termasuk serabut buah air, asam lemak

11 14 bebas, fosfolipid, logam berat, produk oksidasi dan senyawa-senyawa yang berbau. Ada dua metode yang digunakan pada proses pemurnian yaitu secara fisika dan kimia. Pada dasarnya ini dilakukan untuk menghilangkan asam lemak bebas. Pemurnian secara fisika merupakan proses yang melibatkan beberapa pengujian yang sederhana, sehingga dalam proses ini menghasilkan penghilangan warna maupun bau pada minyak. Proses awal dilakukan dengan menghilangkan lemak pada minyak kelapa sawit, proses awal ini digunakan untuk mencampurkan minyak kelapa sawit dengan asam posfat pekat dan melakukan pembersihan secara adsorpsi dengan menggunakan adsorben. Minyak kelapa sawit dicampur dengan asam posfat (konsentrasinya ,2% dari minyak), setelah itu dipanaskan pada suhu C lalu didinginkan selama menit sebelum dialirkan kedalam alat untuk proses pemucatan, tanah bertindak sebagai adsorben (Shahidi,F.,2005). Adsorben yang sering digunakan adalah tanah pemucatan dan karbon aktif. Pencampuran tanah pemucatan dan karbon aktif dengan perbandingan 1 : 25 ternyata menaikkan kemampuan daya pemucatan dibandingkan bila tanah pemucatan dan karbon aktif digunakan secara sendiri-sendiri (Pasaribu,2004). Tanah yang digunakan pada proses ini dibutuhkan 0,8%. Proses pemucatan dilakukan dalam vacum pada tekanan mmhg dengan suhu dari C dengan waktu retensi dari menit. Adsorben yang digunakan pada proses ini, disaring terlebih dahulu untuk memisahkan lemak.

12 15 Kemudian minyak hasil dari proses awal tersebut dilanjutkan pada tahap penghilangan bau yang dilakukan dengan penghilangan asam lemak bebas, lalu minyak hasil dari proses pemucatan dipanaskan pada suhu C dengan menggunakan pengganti panas sebelum dipompakan pada alat penghilang bau, setelah itu diperhatikan suasana vakum pada tekanan antara 2 5 mmhg. Pada kondisi ini asam lemak bebas yang ada dalam minyak hasil dari pemucatan (BPO) didestilasi bersama dengan senyawa-senyawa yang mudah menguap dan menghasilkan hasil ekstraksi seperti aldehil dan keton, dan hasilnya adalah Refined Bleaching Deodorized Palm Oil (RBDPO). Dimana hasil destilat dari RBDPO tersebut adalah Palm Fatty Acid Distillate (PFAD) (Shahidi,F.,2005). Berikut adalah tabel komposisi asam lemak pada PFAD. Tabel Komposisi Asam Lemak Pada PFAD Asam Berat Jumlah Lemak Molekul (%) Kaprilat Dekanoat 172 0,05 Laurat 200 0,546 Miristat 228 1,536 Palmitat ,276 Palmitoleat 254 0,204 Stearat 284 3,724 Oleat ,335 Linolenat 280 8,382 Linoleat 278 0,249 Arkidonat 312 0,186 Lignocerat 368 1,32 Sumber : (Christina,2002) 2.4. Palm Kernel Fatty Acid Distillate (PKFAD) Proses Pengolahan

13 16 Ada dua cara yang bisa dilakukan untuk mengolah minyak mentah menjadi minyak murni yaitu pemurnian secara kimia/pemurnian dengan alkali dan pemurnian secara fisik. Pemurnian minyak mentah secara fisik adalah proses yang paling umum digunakan karena prosesnya lebih sederhana, lebih efisien, kerugian yang lebih rendah, biaya operasi yang lebih sedikit, modal yang dikeluarkan lebih sedikit, dan limbah buangannya lebih mudah ditangani. Proses awal pengolahan persis seperti pengolahan PFAD, digunakan asam posfat untuk menghilangkan lemak pada minyak kelapa sawit dan melakukan pembersihan secara adsorpsi dengan menggunakan adsorben. Proses pemucatan melibatkan penambahan tanah liat yang diaktifkan (bleaching earth) untuk menghilangkan kotoran yang tidak diinginkan. Pemucatan dilakukan menggunakan suhu C dan reaksi berlangsung selama setengah jam. Banyaknya tanah yang dibutuhkan biasanya berada pada kisaran 0,5% -1,0%. Kemudian minyak hasil proses awal tersebut diolah kembali memasuki tahap penghilangan bau, kandungan asam lemak yang jauh tinggi telah dinetralkan. Lalu minyak hasil dari proses pemucatan dipanaskan pada suhu C, vakum pada tekanan 2-5Mbar. Asam lemak bebas yang ada dalam minyak hasil pemucatan distilasi dan dikumpulkan (Bright, 2012). Dimana produk samping yang diperoleh selama proses refining, bleaching, dan deodorization dari biji kelapa sawit adalah Palm Kernel Fatty Acid Distillate ( Palm Kernel Fatty Acid Distillate digunakan untuk membuat sabun, produk mandi, dan produk pembersih rumah tangga dan sebagai surfaktan, agen

14 17 pembersih, pengemulsi dan pembuat busa. Kandungan asam laurat yang tinggi, membuat sabun mandi yang dihasilkan berkualitas yang sangat baik. ( adalah tabel komposisi asam lemak pada PKFAD. Tabel Komposisi Asam Lemak pada PKFAD Asam Lemak Jumlah (%) Kaprilat Dekanoat Laurat Miristat Palmitat Stearat Oleat Linoleat Sumber : Bilangan Penyabunan Bilangan penyabunan adalah jumlah miligram KOH yang diperlukan untuk menyabunkan satu gram lemak atau minyak. Apabila sejumlah sampel minyak atau lemak disabunkan dengan larutan KOH berlebih dalam alkohol, maka KOH akan bereaksi dengan satu molekul minyak atau lemak. Larutan alkali yang tertinggal ditentukan dengan titrasi menggunakan HCl sehingga KOH yang bereaksi dapat diketahui (Winarno, 1997).

15 18 Apabila rantai karbon itu pendek, maka jumlah mol asam lemak besar, sebaliknya apabila rantai karbonnya panjang maka jumlah mol asam lemak kecil. Jadi besar atau kecilnya bilangan penyabunan ini tergantung pada panjang atau pendeknya rantai karbon asam lemak atau dapat dikatakan juga bahwa besarnya bilangan penyabunan tergantung pada berat molekul lemak tersebut. Makin kecil berat molekul lemak, makin besar bilangan penyabunannya. (Poedjiadi, 1994). Angka Penyabunan = ( ) ( ) Sumber : Sudarmadji,1989. Menurut (Ketaren,1986), reaksi hidrolisis trigliserida yang terjadi : Gambar 1 : Reaksi hidrolisis trigliserida Prinsip kerja bilangan penyabunan adalah sejumlah sampel minyak/lemak direaksikan dengan basa alkali berlebih yang telah diketahui konsentrasinya menghasilkan gliserol dan sabun. Sisa dari KOH dititrasi dengan menggunakan HCl yang telah diketahui konsentrasinya juga sehingga dapat diketahui berapa banyak KOH yang bereaksi yang setara dengan asam lemak dan asam lemak bebas dalam sampel ( Praktikum Penentuan Bilangan Asam Dan Bilangan Penyabunan Sampel Minyak Lemak).

16 19 Phenolpthalein Tidak berwarna Merah Lembayung Gambar 2. Mekanisme Reaksi Phenolpthalein dengan KOH 2.6. Standar Mutu Standar mutu adalah merupakan hal yang penting untuk menentukan kualitas minyak atau lemak. Ada beberapa standar mutu yang digunakan untuk menenutukan kualitas dari minyak sawit dan inti sawit. Perbedaan standar mutu ini didasarkan pada kebutuhan dan konsumennya (Ketaren,S.,1986). Di dalam perdagangan kelapa sawit, istilah mutu sebenarnya dapat dibedakan menjadi dua arti. Yang pertama adalah mutu minyak sawit dalam arti benar-benar murni dan tidak tercampur dengan minyak nabati lain. Mutu minyak sawit dalam arti yang pertama dapat ditentukan dengan menilai sifatsifat fisiknya, antara lain titik lebur, angka penyabunan, dan bilangan yodium. Sedangkan yang kedua, yaitu mutu minyak sawit dilihat dalam arti penilaian menurut ukuran (Tim Penulis, 1997). Spesifikasi standar mutu Palm Fatty Acid Distillate (PFAD) dapat dilihat pada tabel dan spesifikasi standar mutu Palm Kernel Fatty Acid Distillate (PKFAD) pada tabel

17 20 Tabel Spesifikasi Standar Mutu Palm Fatty Acid Distillate (PFAD) Parameter Rata-rata Asam lemak bebas (sebagai C16:0 % berat) 83,3 Kadar Air 0,08 Bahan Tidak Tersabunkan (%) 2,5 Bilangan Penyabunan 198 (Sumber : Jatmiko,2014) Tabel Spesifikasi Standar Mutu Palm Kernel Fatty Acid Distillate (PKFAD) Parameter Spesifikasi Metode Uji Bilangan AOCS Te 1a Asam 64 Bilangan AOCS Tl 1a Penyabunan 64 Bilangan Iodin AOCS Tg 1a- 64 Titer, ºC AOCS Tr 1a- 64 Warna, AOCS Cc Lovibond 5Y / 0.7R 13b Warna, APHA 125 max AOCS Td 1b-64 Kadar Asam Lemak % Sumber :