KENDALI PROSES DEODORISASI DALAM PERMURNIAN MINYAK SAWIT MERAH SKALA PILOT PLANT AZIS HERDIYANTO RIYADI SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Kendali Proses Deodorisasi dalam Pemurnian Minyak Sawit Merah Skala Pilot Plant adalah karya saya dengan arahan dan bimbingan dari komisi pembimbing serta belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini. Bogor, Agustus 2009 Azis Herdiyanto Riyadi F251060231
ABSTRACT AZIS HERDIYANTO RIYADI. Control of Deodorization Process in Purification of Red Palm Oil for Pilot Plant Scale. Under direction of TIEN R. MUCHTADI, NURI ANDARWULAN, and TRI HARYATI Red palm oil is the richest natural source of valuable minor components such as carotene. Although a highly valued product, carotene unfortunately is destroyed in refining process. Deodorization is one of the refining steps which will thermally destroy all carotenes. This paper describes method of preserving the carotenes in neutralized red palm oil (NRPO) by the use of moderate temperatures of deodorization after chemical refining process for pilot plant scale (100 liter). Deodorization was conducted at 130, 140, and 150 o C under 20 mmhg (-74±2 cmhg vacuum). Flow rate of 20 liter per hour nitrogen was used to deodorize neutral oil. After 1 and 2 hours, NDRPO (Neutralized Deodorized Red Palm Oil) was then analyzed for some quality parameters, including moisture content, free fatty acid (FFA), total carotenes, peroxide value (PV), color, and odor. All treatments had good performance to reduce moisture content and PV. Considering oil quality parameters, deodorization at 140 o C for 1 hour was recommended to produce NDRPO with high carotene retention. It could preserve carotene almost 70%. All treatments could not reduce FFA and all volatile components of odor although NRPO was deodorized for 2 hours at 150 o C. Keywords : deodorization, NRPO, NDRPO, pilot
RINGKASAN AZIS HERDIYANTO RIYADI. Kendali Proses Deodorisasi dalam Pemurnian Minyak Sawit Merah Skala Pilot Plant. Dibimbing oleh TIEN R. MUCHTADI, NURI ANDARWULAN, dan TRI HARYATI. Minyak sawit memiliki keunggulan terutama kandungan mikronutriennya yang tinggi sehingga memiliki potensi untuk dikembangkan menjadi healthy oil. Healthy oil merupakan minyak yang diproses dan dimodifikasi sedemikian rupa sehingga kandungan nutrisi yang ada di dalamnya dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan kesehatan. -karoten telah lama diketahui sebagai provitamin A. Kandungan -dan -karoten dalam minyak sawit kasar (Crude Palm Oil, CPO) sebesar 500-700 ppm adalah yang tertinggi dibandingkan sumber lainnya. Dan sawit juga merupakan sumber yang kaya akan tokoferol dan tokotrienol (600-1000 ppm). Selain komponen mikronutrien, sesuai dengan namanya, CPO juga masih mengandung beberapa komponen non gliserida seperti asam lemak bebas, air, beberapa unsur logam yang dapat mempengaruhi stabilitas minyak sehingga diperlukan proses pemurnian. Proses pemurnian minyak merah secara kimia melibatkan beberapa tahap proses seperti degumming, deasidifikasi, deodorisasi, dan fraksinasi. Deodorisasi dilakukan terutama untuk menghilangkan komponenkomponen volatil yang mengakibatkan bau yang tidak dikehendaki (off flavor). Komponen-komponen ini adalah senyawa keton, aldehid, alkohol, asam lemak bebas, dsb. Penurunan tingkat warna juga terjadi secara signifikan pada tahap ini lewat pemucatan oleh panas (thermal bleaching) dari pigmen seperti karotenoid dan klorofil. Prinsip utama deodorisasi minyak sawit merah adalah proses distilasi dengan suhu tinggi dan kondisi vakum. Pada suhu tinggi, komponen-komponen yang menimbulkan bau dari minyak mudah diuapkan, kemudian melalui aliran gas pelucut komponen tersebut dikeluarkan dari minyak. Tingginya suhu dan waktu kontak yang lama menyebabkan dekomposisi sebagian besar karoten yang terkandung dalam minyak merah. Oleh karena itu tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan teknologi proses deodorisasi dalam pemurnian minyak sawit kaya karoten pada skala pilot plant (kapasitas 100 liter) dan mendapatkan produk minyak sawit merah dalam bentuk NDRPO (Neutralized Deodorized Red Palm Oil). Penelitian ini dilakukan dalam dua tahap, yaitu (1) uji kinerja alat deodorisasi skala 100 liter yang digunakan dan (2) melakukan proses deodorisasi pada berbagai kondisi perlakuan untuk mendapatkan kondisi deodorisasi dengan kualitas produk terbaik. Uji kinerja deodorizer dikhususkan untuk mengukur kemampuan alat dan memilih parameter perlakuan yang sesuai dengan kemampuan alat. Kemampuan alat deodorisasi diuji dengan mengumpankan sekitar 100 kg NRPO pada suhu 140 o C selama 2 jam. Deodorisasi dilakukan dengan menghomogenkan bahan baku berupa NRPO di dalam tangki deodorizer selama 10 menit pada suhu 46 ± 2 o C, dengan cara mensirkulasi bahan baku oleh pompa produk. Setelah homogen, dilakukan pengambilan sampel untuk uji fisiko kimia NRPO. Kemudian dilakukan pemanasan dalam kondisi vakum sampai suhu deodorisasi yang ditentukan. Laju alir gas pelucut (N 2 ) dijaga konstan pada 20
liter per jam (laju alir disain) selama proses deodorisasi. Variabel proses yang diduga berpengaruh terhadap kualitas produk minyak merah yang dihasilkan adalah suhu dan lama proses deodorisasi. Proses deodorisasi dicobakan pada tiga taraf suhu yaitu pada suhu 130, 140, dan 150 o C dan dua taraf waktu deodorisasi yaitu 1 dan 2 jam. Ulangan proses dilakukan sebanyak dua kali. Rancangan percobaan yang digunakan untuk melihat pengaruh perlakuan suhu dan lama proses deodorisasi adalah dengan menggunakan rancangan acak lengkap (RAL). Produk hasil deodorisasi kemudian dianalisis secara fisiko kimia meliputi kadar air, asam lemak bebas (ALB), kadar karoten, warna, bilangan peroksida (peroxide value, PV), dan odor. Beberapa parameter hasil uji fisiko kimia sebelum dan setelah proses deodorisasi kemudian ditransformasi ke bentuk prosentase reduksi kadar air, retensi karoten, perubahan ALB, dan reduksi PV sebagai ukuran kinerja proses deodorisasi, sedangkan parameter odor dinyatakan sebagai tingkat intensitas odor secara overall. Retensi karoten dihitung berdasarkan kesetimbangan massa karoten yang tersisa setelah deodorisasi terhadap jumlah karoten awal. Proses deodorisasi minyak sawit merah yang dilakukan dengan kondisi proses pada suhu moderat (130, 140, dan 150 o C), laju alir N 2 20 liter per jam, dan tekanan 20 mmhg (-74 cmhg vakum) ternyata mampu memberikan kinerja yang baik dalam mereduksi kadar air dan bilangan peroksida (PV), namun tidak mampu mereduksi asam lemak bebas. Perlakuan pada suhu 140 o C selama 1 jam direkomendasikan sebagai kondisi deodorisasi terbaik karena mampu mempertahankan karoten hampir 70% (375.33 mg/kg) serta sekaligus mampu mereduksi odor sampai tingkat intensitas 3.3 (dari nilai intensitas odor 10 untuk NRPO) atau reduksi intensitas odor sebesar 67%. Kata kunci : deodorisasi, NRPO, NDRPO, sawit, pilot
@ Hak Cipta milik IPB, tahun 2009 Hak Cipta dilindungi Undang-Undang 1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB
KENDALI PROSES DEODORISASI DALAM PERMURNIAN MINYAK SAWIT MERAH SKALA PILOT PLANT AZIS HERDIYANTO RIYADI Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Ilmu Pangan SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Dr. Ir. Dede Robiatul Adawiyah, MS
Judul Tesis Nama NRP : Kendali Proses Deodorisasi dalam Pemurnian Minyak Sawit Merah Skala Pilot Plant : Azis Herdiyanto Riyadi : F251060231 Disetujui Komisi Pembimbing Prof. Dr. Ir. Tien R. Muchtadi, MS. Ketua Dr. Ir. Nuri Andarwulan, MS. Anggota Dr. Tri Haryati, MS. Anggota Diketahui Ketua Program Studi Ilmu Pangan Dekan Sekolah Pascasarjana Dr. Ir. Ratih Dewanti-Hariyadi, MSc. Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, MS. Tanggal Ujian : 25 Agustus 2009 Tanggal Lulus:
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala karunia-nya sehingga penelitian dan penulisan tesis ini dapat diselesaikan. Tesis ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Pasca Sarjana di Institut Pertanian Bogor. Penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan setinggi-tingginya kepada: 1. Ibu Prof. Dr. Ir. Tien R. Muchtadi, MS selaku ketua komisi pembimbing, Dr. Ir. Nuri Andarwulan, MS dan Dr. Tri Haryati, MS selaku anggota komisi pembimbing yang telah banyak memberikan dukungan, bimbingan, saran dan arahan selama penelitian dan penulisan tesis ini. 2. Ibu Dr. Ir. Dede Robiatul Adawiyah, MS selaku dosen penguji diluar komisi pembimbing yang telah memberikan masukan dan saran yang sangat berharga untuk menyempurnakan tesis ini. 3. Kementrian Negara Riset dan Teknologi Republik Indonesia atas pendanaan penelitian ini melalui program Riset Unggulan Strategis Nasional (RUSNAS) Industri Hilir Kelapa Sawit. 4. Staf laboratorium Southeast Asia Food and Agricultural Science and Technology Center (SEAFAST Center) IPB : Pak Sukarna, Pak Deni, Arief, Ria, dan Sofah atas bantuan dan kerjasamanya selama penelitian. 5. Staf SEAFAST Center IPB : Sumarto, Pak Zul, Mbak Virna, Mbak Ani, Bu Elly, Pak Nana, Mbak Eva, Pak Udin, dan seluruh keluarga besar SEAFAST Center IPB yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas kerjasama dan rasa kekeluargaannya. 6. Seluruh panelis organoleptik yang telah bersedia berpartisipasi dalam penelitian ini. 7. Staf Masyarakat Perkelapasawitan Indonesia (MAKSI) : Pak Ade dan Mbak Yuli atas kerjasamanya. 8. Rekan-rekan di SEAFAST Center IPB : Pak Soenar dan Ayusta atas kebersamaan dan kerjasamanya. 9. Penghargaan dan terima kasih yang tak terhingga penulis ucapkan kepada ayah, ibu, dan adik-adik serta keluarga besar Silvester Sujarna atas dorongan moril, kasih sayang, perhatian, kesabaran, serta doa-doa yang tulus. Kasih sayang dan doa-doamu adalah sumber kekuatan bagi penulis. 10. Rektor dan Dekan Sekolah Pascasarjana IPB, Ketua, Pengajar, dan Pegawai Administrasi Program Studi Ilmu Pangan IPB, yang telah memberi perhatian, mengajar, dan memberikan pelayanan administrasi dan akademik kepada penulis selama kuliah di IPB. 11. Teman-teman saya pada Program Studi Ilmu Pangan 12. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas dukungan dan doanya selama ini.