BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kelapa sawit Salah satu dari tanaman golongan palm yang dapat menghasilkan minyak adalah kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq). Kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq) adalah tanaman berkeping satu yang termasuk dalam family Palmae, namun genus Elaeis berasal dari bahasa yunani yang berarti Elaion atau minyak, sedangkan nama Guiena yaitu tempat dimana seorang ahli bernama Jacquin yang menemukan tanaman kelapa sawit pertama kali di pantai Guinea. Kelapa sawit dapat tumbuh dengan baik pada daerah beriklim tropis dengan curah hujan 2000 mm/tahun dan kisaran suhu 22-23 C. Pada saat ini dikenal beberapa varietas tanaman kelapa sawit yang debedakan berdasarkan warna kulit buah dan bentuk. Output proses produksi pada pabrik pengolahan kelapa sawit adalah produk minyak sawit dan inti sawit yang diharapkan mempunyai kualitas dan kuantitas sebaik mungkin. (Pahan. I. 2006) Selain menghasilkan minyak, hasil lain dari proses buah kelapa sawit adalah sebagai berikut : 1. Tandan buah kosong dapat diabukan dan digunakan sebagai pupuk kalium.
2. Cangkang atau tempurung (endocarp) dapat diolah menjadi arang atau bahan pengeras jalan di kebun. 3. Ampas dari kelapa sawit dapat digunakan sebagai bahan bakar boiler. Dewasa ini minyak kelapa sawit digunakan untuk berbagai macam keperluan. Penggunaannya secara umum adalah untuk : 1. Bahan bakar pertekstilan, farmasi, kosmetika, bahan mentega dan minyak goreng. 2. Stearat, glisin dan sebagainya. 3. Bahan pembuat sabun, deterjen dan berbagai produk lainnya. (Tim Penulis PS.1997) 2.2 Varietas Ada beberapa varietas tanaman sawit yang telah dikenal. Varietas-varietas itu dapat dibedakan berdasarkan tebal tempurung dan daging buah, atau berdasarkan warna kulit buahnya. 2.2.1 Pembagian varietas berdasarkan ketebalan tempurung dan daging buah. Berdasarkan ketebalan tempurung dan daging buah, dikenal 5 varietas kelapa sawit, yaitu : 1. Dura Tempurung cukup tebal antara 2-8 mm dan tidak terdapat lingkaran sabut pada bagian luar tempurung. Daging buah relatif tipis dengan persentase daging buah terhadap buah bervariasi antara 35 50%. Kernel (daging biji) biasanya besar dengan kandungan minyak yang rendah.
2. Pisifera Ketebalan tempurung sangat tipis, bahkan hampir tidak ada, tetapi daging buahnya tebal. Persentase buah terhadap buah cukup tinggi, sedangkan daging biji sangat tipis. Jenis pisifera tidak dapat diperbanyak tanpa menyilangkan dengan jenis yang lain. Varietas ini dikenal sebagai tanaman betina yang steril sebab bunga betina gugur pada fase ini. Oleh sebab itu, dalam persilangan dipakai sebagai pohon induk jantan. Penyerbukan silang antara Pisifera dengan Dura akan menghasilkan Tenera. 3. Tenera Varietas ini mempunyai sifat-sifat yang berasal dari kedua induknya, yaitu Dura dan Pisifera. Varietas inilah yang banyak ditanam diperkebun-perkebunan pada saat ini. Tempurung sudah menipis, ketebalannya berkisar antara 0,5 4 mm, dan terdapat lingkaran serabut di sekelilingnya. Persentase buah terhadap buah tinggi, antara 60 96%. Tandan buah yang dihasilkan oleh Tenera lebih banyak daripada Dura, tetapi ukuran tandannya relatif lebih kecil. 4. Macro carya Tempurung sangat tebal, sekitar 5 mm, sedangkan daging buahnya tipis sekali. 5. Diwikka-wakka Varietas ini mempunyai ciri khas dengan adanya dua lapisan daging buah. Diwikkawakka dapat dibedakan menjadi diwikka-wakkadura, diwikka-wakkapisifera dan diwikka-wakkatenera.
Perbedaan ketebalan daging buah kelapa sawit menyebabkan perbedaan persentase atau rendeman minyak yang dikandungnya. Rendeman minyak tertinggi terdapat pada varietas Tenera yaitu sekitar 22 24%, sedangkan pada varietas Dura antara 16 18%. Jenis kelapa sawit yang diusahakan tentu saja yang mengandung rendeman minyak yang tinggi sebab minyak sawit merupakan hasil olahan yang utama. Sehingga tidak mengherankan jika lebih banyak perkebunan yang menanam kelapa sawit dari varietas Tenera. 2.2.2 Pembagian varietas berdasarkan warna kulit buah Ada 3 varietas kelapa sawit yang terkenal berdasarkan perbedaan warna kulitnya. Varietas-varietas tersebut adalah : 1. Nigrescens Buah berwarna ungu sampai hitam pada waktu muda dan berubah warna menjadi jingga kehitam-hitaman pada waktu masak. Varietas ini banyak ditanam diperkebunan. 2. Virescens Pada waktu muda buahnya berwarna hijau dan ketika masak warna berubah menjadi jingga kemerahan, tetapi ujungnya tetap kehijauan. Varietas ini jarang ditemukan dilapangan. 3. Albescens Pada waktu muda buah berwarna keputih-putihan, sedangkan setelah masak menjadi kekuning-kuningan dan ujungnya berwarna ungu kehitaman. Varietas ini juga jarang dijumpai. (Tim Penulis PS.1997)
2.3 Minyak Sawit Sebagai minyak atau lemak, minyak sawit adalah suatu trigliserida, yaitu senyawa gliserol dengan asam lemak. Sesuai dengan bentuk bangun rantai asam lemaknya, minyak sawit termasuk golongan minyak asam oleat-linoleat. Minyak sawit berwarna merah jingga karena kandungan karotenoida (terutama β-karoten), berkonsistensi setengah padat pada suhu kamar (konsistensi dan titik lebur banyak ditentukan oleh kadar ALB-nya), dan dalam keadaan segar dan kadar asam lemak bebas yang rendah, bau dan rasanya cukup enak. Minyak sawit terdiri atas berbagai trigliserida dengan rantai asam lemak yang berbeda-beda. Panjang rantai adalah antara 14-20 atom karbon. Dengan demikian sifat minyak sawit ditentukan oleh perbandingan dan komposisi trigliserida tersebut. Jumlah asam lemak jenuh dan asam tak jenuh dalam minyak sawit hampir sama. Komponen utama adalah asam palmitat dan oleat. Selain mengandung karotenoida 500-700 ppm (di antaranya β-karoten 54,4%) juga mengandung sterol ± 300 ppm (di antaranya kolesterol 4%, β-sitosterol 63%), tokoferol 500-800 ppm, dan fosfatida 500-1000 ppm. Kesemua zat tersebut tersabunkan hanya 0,3% dari minyak sawit. Kadar tokoferol tersebut tergantung pada kehati-hatian perlakuan dalam pengolahan; minyak yang berkadar ALB tinggi biasanya kadar tokoferolnya lebih rendah. Trigliserida minyak sawit hanya mengandung sedikit ikatan asam lemak tak jenuh majemuk (poly-unsturated), juga minyak sawit mengandung tokoferol, sehingga agak tahan terhadap oksidasi. (Soepadiyo Mangoensoekarjo, 2003)
2.3.1 Komposisi Kimia Minyak Kelapa Sawit Kelapa sawit mengandung lebih kurang 80 persen perikarp dan 20 persen buah yang dilapisi kulit yang tipis; kadar minyak dalam perikarp sekitar 34-40 persen. Minyak kelapa sawit adalah lemak semi padat yang mempunyai komposisi yang tetap. Rata-rata komposisi minyak kelapa sawit dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Tabel 1 : Komposisi Asam Lemak Minyak Kelapa Sawit dan Minyak Inti Kelapa Sawit Asam Lemak Minyak Kelapa Sawit (%) Minyak Inti Sawit (%) Asam kaprilat Asam kaproat Asam laurat Asam miristat Asam palmitat Asam stearat Asam oleat Asam linoleat - - - 1,1-2,5 40 46 3,6 4,7 39 45 7 11 3-4 3-7 46 52 14 17 6,5 9 1 2,5 13-19 0,5-2 Sumber : Eckey, S.W. (1995) Kandungan karotene dapat mencapai 1000 ppm atau lebih, tetapi dalam minyak dari jenis tenera lebih kurang 500 700 ppm; kandungan tokoferol bervariasi dan dipengaruhi oleh penanganan selama produksi. (Ketaren, S. 2008)
2.4 Standar Mutu Didalam perdagangan kelapa sawit, istilah mutu sebenarnya dapat dibedakan menjadi dua arti. Yang pertama adalah mutu minyak sawit dalam arti benar-benar murni dan tidak bercampur dengan minyak nabati lain. Mutu minyak sawit dalam arti yang pertama dapat ditentukan dengan menilai sifat-sifat fisiknya, antara lain titik lebur angka penyabunan, dan bilangan yodium. Sedangkan yang kedua, yaitu mutu minyak sawit yang dilihat dalam arti penilaian menurut ukuran. Dalam hal ini syarat mutunya diukur berdasarkan spesifikasi standar mutu internasional yang meliputi kadar asam lemak bebas (ALB), air, kotoran, logam, besi, logam tembaga, peroksida dan ukuran pemucatan. Dalam dunia perdagangan, mutu minyak sawit dalam arti yang kedua lebih penting. (Tim Penulis PS.1997) 2.4.1 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Mutu Minyak Sawit Berikut ini akan dikemukakan beberapa hal yang secara langsung berkaitan dengan penurunan mutu minyak sawit dan sekaligus cara pencegahannya. 1. Asam lemak bebas (free fat acid) Tingginya asam lemak bebas ini mengakibatkan rendeman minyak turun. Untuk itulah perlu dilakukan usaha pencegahan terbentuknya asam lemak bebas dalam kelapa sawit. Kenaikkan kadar ALB ditentukan mulai dari saat tandan dipanen sampai tandan diolah di pabrik. Kenaikkan ALB ini disebabkan adanya reaksi hidrolisa pada minyak. Hasil reaksi hidrolisa minyak sawit adalah gliserol dan ALB. Reaksi ini akan dipercepat dengan adanya faktor-faktor panas, air, keasaman dan katalis (enzim).
Semakin lama reaksi ini berlangsung, maka semakin banyak kadar ALB yang terbentuk. Beberapa faktor yang menyebabkan peningkatan kadar ALB yang relatif tinggi dalam minyak sawit antara lain : 1. Pemanenan buah sawit yang tidak tepat waktu, 2. Peterlambatan dalam pengumpulan dan pengangkutan buah, 3. Penumpukkan buah yang terlalu lama, dan 4. Proses hidrolisa selama pemrosesan di pabrik. 2. Kadar zat menguap dan kotoran Pada umumnya, penyaringan hasil minyak sawit dilakukan dalam rangkaian proses pengendapan, yaitu minyak sawit jernih dimurnikan dengan sentrifugasi. Dengan proses tersebut, kotoran-kotoran yang berukuran besar memang bisa disaring. Akan tetapi, kotoran-kotoran atau serabut yang berukuran kecil tidak bisa disaring, hanya melayang-layang di dalam minyak sawit sebab berat jenisnya sama dengan minyak sawit. Meskipun kadar ALB dalam minyak sawit kecil, tetapi hal itu belum menjamin mutu minyak sawit. Kemantapan minyak sawit harus dijaga dengan cara membuang kotoran dan zat menguap. Hal ini dilakukan dengan peralatan pemurnian modern. Dari hasil pengempaan, minyak sawit kasar dipompakan dan dialirkan ke dalam tangki pemisah melalui pipa. Kurang lebih 30 menit kemudian, minyak sawit kasar telah dapat dijernihkan dan menghasilkan sekitar 80% minyak jernih. Hasil endapan berupa minyak kasar kotor yang dikeluarkan dari tangki pemisah bersama air panas yang bersuhu 95 C dengan perbandingan 1:1, diolah pada sludge centrifuge. Sedangkan minyak yang jernih diolah pada purifier centrifuge. Dari hasil pengolahan
didapat minyak sawit bersih dengan kadar zat menguap sebesar 0,3% dan kadar kotoran hanya sebersar 0.0005%. 3. Kadar logam Beberapa jenis bahan logam yang dapat terikut dalam minyak sawit antara lain besi, tembaga dan kuningan. Logam-logam tersebut biasanya berasal dari alat-alat pengolahan yang digunakan. Tindakan preventif pertama yang harus dilakukan untuk menghindari terikutnya kotoran yang berasal dari pengelupasan alat-alat dan pipa adalah mengusahakan alat-alat dari stainless steell. Mutu dan kualitas minyak sawit yang mengandung logam-logam tersebut akan turun. Sebab dalam kondisi tertentu, logam-logam itu dapat menjadi katalisator yang menstimulir reaksi oksidasi minyak sawit. Sebagai standar mutu internasional ditetapkan untuk kadar logam besi maksimal 10 ppm dan logam tembaga maksimal 5 ppm. 4. Angka oksidasi Proses oksidasi yang distimulir oleh logam jika berlangsung dengan intensif akan mengakibatkan ketengikan dan perubahan warna (menjadi semakin gelap). Keadaan ini jelas sangat merugikan sebab mutu minyak sawit menjadi menurun. (Tim Penulis PS, 1997) 2.5 Klarifikasi Minyak Cairan yang keluar dari alat kempa terdiri dari campuran minyak, air dan padatan bukan minyak (NOS). Untuk memisahkan minyak dari fase lainnya perlu dilakukan dengan proses pemurnian yang disebut dengan klarifikasi. Minyak tersebut
perlu segera dimurnikan dengan maksud agar tidak terjadi penurunan mutu akibat adanya reaksi hidrolisis dan oksidasi. Hidrolisis terjadi karena cairan bersuhu panas dan cukup banyak air, demikian juga oksidasi akan terjadi dengan adanya NOS yang berupa bahan organik dan anorganik seperti Fe dan Cu berperan sebagai katalisator yang mempercepat terjadinya reaksi. Dalam cairan terdapat beberapa fase yang sulit dipisahkan dengan satu cara, maka dilakukan pemisahan fase minyak, fase NOS dan fase air dengan beberapa tahapan. Pemisahan minyak dari fraksi cairan lainnya dilakukan dengan berdasarkan prinsip filtrasi, pengendapan, penguapan, sentrifugasi dan sebagainya. 2.5.1 Sand trap tank Cairan yang keluar dari pressan dan digester ditampung dalam oil gutter dan dialirkan kedalam sand trap tank. Alat ini berfungsi untuk mengurangi jumlah pasir dalam minyak yang akan di alirkan keayakan, dengan maksud agar ayakan terhindar dari gesekan pasir kasar yang dapat menyebabkan keausan ayakan. Alat ini berkerja berdasarkan gravitasi yaitu mengendapkan padatan. 2.5.2 Ayakan getar Pemakaian ayakan getar bertujuan untuk memisahkan non oil solid yang berukuran besar, sehingga pada proses selanjutnya didapatkan minyak yang memenuhi standar. Ayakan getar dikenal dengan tipe rectangulair dan vibro yang keduanya mempunyai mekanisme pemisahan yang berbeda. Tipe rectangulair bekerja dengan
getar atas bawah, muka belakang dan kiri kanan, yang terdiri dari dua tingkat ayakan dengan ukuran 30 dan 40 mesh. Sedangkan ayakan vibro bekerja dengan cara getaran melingkar dan atas bawah, yang terdiri dari dua tingkat ayakan dengan ukuran 30 dan 40 mesh, yang sering disebut dengan double deck. Pada alat ayakan getar ditambahkan air panas dengan tujuan agar partikelpartikel pasir dapat memisah dengan baik. Suhu air pencuci diusahakan agar tetap panas (80-90 C). 2.5.3 Crude oil tank Crude oil tank (COT) berfungsi untuk mengendapkan partikel-partikel yang tidak larut dan lolos dari ayakan getar. Ini lebih berfungsi untuk mengendapkan pasir atau lumpur partikel besar, sedangkan untuk memisahkan partikel halus kurang berhasil. Pemisahan minyak lebih sempurna jika panas minyak dipertahankan 80 C, oleh sebab itu COT dipasang alat pipa coil pamanas. 2.5.4 Oil settling tank Minyak yang berada di lapisan atas crude oil tank dipompakan ke oil settling tank untuk diendapkan. Fungsi dari settling tank ialah mengendapkan kotoran-kotoran (NOS) yang terdapat dalam minyak. Proses pengendapan ini dapat berlangsung sempurna apabila suhu minyak dapat dipertahankan pada suhu 80 C. Pada suhu ini kekentalan minyak lebih rendah sehingga fraksi-fraksi yang berat jenis lebih besar atau sama dengan 1 akan berada di bagian bawah tangki dan mengendap.
Campuran minyak yang terdapat dalam oil settling tank terdiri dari tiga lapisan; lapisan minyak, lapisan sludge dan lapisan lumpur. Semakin lama cairan minyak berada dalam oil settling tank maka pemisahan akan semakin sempurna dan lumpur pun akan mengendap ke bagian bawah tangki. 2.5.5 Sand cyclone Alat ini ditempatkan pada pipa aliran antara settling tank dengan sludge separator yang berperan untuk mengurangi jumlah pasir dan padatan kasar. Alat ini terbuat dari logam atau porselin yang dapat memisahkan lumpur/pasir secara gravitasi dengan bantuan pompa. 2.5.6 Sludge tank Sludge yang berada dalam sludge tank mendapat pemanasan dengan menggunakan pipa uap tertutup agar minyak tidak goncang, karena pemanasan yang tinggi akan dapat memisahkan minyak yang terikat dengan lumpur, oleh sebab itu suhu dalam sludge tank dipertahankan 90-100 C. lumpur yang terdapat dibawah tangki harus dibuang setiap selang waktu tertentu, dengan tujuan agar pasir tersebut tidak terikut kedalam sludge separator. (M Naibaho.P, 1998) 2.5.7 Sludge separator Cairan sludge yang telah melalui pre cleaner, dimasukkan kedalam sludge separator untuk dikutip minyaknya. Dengan gaya sentrifugal minyak yang berat jenisnya lebih kecil bergerak menuju ke poros dan terdorong keluar ditampung
kembali ke settling tank. Cairan dan ampas yang mempunyai berat jenis lebih berat dari minyak, terdorong ke bagian dinding bowl, dan keluar melalui nozzle. (Tim Standarisasi, 1997) Sludge yang masuk kedalam sludge centrifuge terdiri dari bahan mudah menguap 80-85%, bahan padatan bukan minyak (NOS) 8-12% dan minyak 5-10%. Tujuan dari proses ini ialah memisahkan minyak dari air dan kotoran, dengan kata lain memisahkan minyak dari fraksi yang berat jenisnya lebih besar atau sama dengan 1. Air dan kotoran yang dipisahkan disebut dengan air drab dengan kadar minyak/zat kering 7-10%. Fraksi ringan dikembalikan ke oil settling tank. Suhu minyak di dalam sludge separator dipertahankan di atas 90 C, yang dapat dibantu dengan pemberian uap panas.(m Naibaho.P, 1998) Hal-hal yang perlu diperhatikan pada sludge separator ialah : 1. Suhu sludge dijaga 90-95 C. 2. penggunaan air untuk balancing harus dengan air panas (90-95 C). 3. Pembebanan, baru dapat dilaksanakan setelah mesin berputar normal dengan menghitung petunjuk putaran. 4. Pencucian bowl dilakukan secara periodic sesuai dengan kebutuhan. 5. Pembersihan dan pemeriksaan menyeluruh dilaksanakan setiap hari. (Tim Standarisasi, 1997) 2.5.8 Oil tank Cairan yang berada dipermukaan tangki CST atau CyST dialirkan kedalm oil tank. Minyak ini masih mengandung air dan kotoran-kotoran ringan. Alat ini
dilengkapi dengan pipa coil pemanas, yang digunakan untuk menaikkan suhu minyak hingga 90 C. Tujuan pemanasan minyak adalah untuk mempermudah pemisahan minyak dengan air dan kotoran ringan dengan cara pengendapan, yaitu zat yang memiliki berat jenis yang lebih berat dari minyak akan mengendap pada dasar tangki. Suhu minyak dalam oil tank sangat berpengaruh pada perlakuan selanjutnya, karena tidak terjadi lagi pemanasan, sehingga dianggap suhu pada oil tank adalah sumber panas pada pengolahan lanjutan seperti pada oil purifier dan vacum drier. (M Naibaho.P, 1998) 2.5.9 Oil purifier Untuk pemurnian minyak yang berasal dari oil tank yang mengandung air kurang lebih 0,5-0,7 % dipergunakan alat pemisah sentrifusi yang berputar antara 5000-6000 rpm. akibat gaya sentrifugal yang terjadi, maka minyak yang mempunyai berat jenis lebih kecil bergerak ke poros, dan terdorong keluar oleh sudu-sudu (paring disc), sedangkan kotoran dan air yang berat jenisnya lebih besar terdorong ke arah dinding bowl. (Darnoko. D,1995) Purifier yang banyak digunakan adalah buatan Westfalia dan alfa-laval. Kedua alat ini mempunyai prinsip kerja yang sama akan tetapi kedua alat ini memiliki perbedaan daya pisah fraksi ringan dan berat. Oil centrifuge Westfalia memisahkan fraksi yang BJ 1, artinya zat mudah menguap dan minyak berada dalam satu fraksi berat, sedangkan NOS dan kotoran tergolong dalam fraksi berat, sehingga yang dipisahkan ialah NOS, sedangkan alfa-laval memisahkan minyak dari NOS dan Air. Alfa-lafal dapat menurunkan kadar air minyak dari 0,6 0,1% menjadi 0,4 0,6%.
Alfa-lafal dapat diatur kapasitas olahnya, yang erat hubungannya dengan kualitas minyak produksi. Semakin besar dibuat ukuran kapasitas olah alat itu sendiri, maka semakin menurun kemampuan untuk memurnikan minyak. (M Naibaho.P, 1998) 2.5.10 Oil dryer Minyak dari oil purifier dengan suhu 90-95 C dipompa dan ditampung dalam float tank untuk seterusnya dihisap oleh vacuum dryer. Di bawah pelampung terpasang toper spindle untuk mengatur minyak yang disalurkan ke dalam bejana vacuum dryer tetap terkendali (< 50 torr). Selanjutnya, melalui nozzle minyak akan disemburkan ke dalam bejana sehingga penguapan air menjadi lebih sempurna. (Maruli.P, 2008)