30
4.2. ANALISIS TEKNIS DAN TEKNOLOGIS
4.2.1. Bahan Baku
4.2.1.1. Spesifikasi Bahan Baku
Bahan baku merupakan salah satu unsur penting dalam proses produksi. Dengan tersedianya bahan baku dalam jumlah dan waktu yang tepat akan memperlancar proses produksi dalam
perusahaan, sehingga diharapkan dengan lancarnya proses produksi tersebut dapat menghasilkan produk yang sesuai dengan keinginan konsumen baik jumlah maupun waktunya. Bahan baku yang
digunakan pada industri minyak sawit merah ini adalah buah sawit. Bahan baku diperoleh dari PTPN XIII yang berfokus pada bidang agroindustri dengan salah satu komoditas andalannya yaitu kelapa
sawit. Bahan baku yang digunakan untuk proses produksi minyak sawit merah adalah varietas baru yang ditanam oleh PTPN XIII dengan kadar karoten yang lebih tinggi dari kadar karoten buah sawit
biasa.
4.2.1.2. Ketersediaan Bahan Baku
PT Perkebunan Nusantara XIII merupakan perseroan terbatas BUMN Perkebunan yang berfokus diwilayah Kalimantan. Pada akhir tahun 2009, areal tanaman kelapa sawit milik PTPN XIII
telah mencapai seluas 109,388 ha. Bahan baku yang digunakan untuk pembuatan minyak sawit ini merupakan varietas tanaman
sawit dengan kadar karoten tinggi yaitu berkisar antara 2000-4000 ppm dengan luas areal tanaman yang baru tersedia hanya sekitar 2 ha dengan jumlah pohon sekitar 200 pohon.
4.2.2. Perancangan Kapasitas Produksi
Kapasitas produksi adalah jumlah produk yang seharusnya diproduksi untuk mencapai keuntungan yang optimal. Kapasitas produksi dapat dilihat dari segi ekonomis dan segi teknis. Dari
segi ekonomis yang dilihat adalah jumlah produk yang dihasilkan dalam waktu tertentu dengan biaya yang paling efisien. Sedangkan dari segi teknisnya yang dilihat adalah jumlah produk yang dihasilkan
atas dasar kemampuan mesin dan peralatan serta persyaratan teknis. Secara umum luas produksi ekonomis ditentukan anatara lain oleh: kecenderungan permintaan yang akan datang; kemungkinan
pengadaan bahan baku, bahan pembantu, tenaga kerja; tersedianya teknologi, mesin dan peralatan di pasar; daur hidup produk, dan produk subtitusi dari produk tersebut Kasmir dan Jakfar, 2003.
Penentuan kapasitas produksi industri minyak sawit merah dapat dilihat dari berbagai aspek diantaranya adalah lahan kelapa sawit berkadar karoten tinggi yang sedang dikembangakn PTPN XIII
baru mencapai 2 hektar. Berdasarkan data dari PTPN 7 2012 produktivitas kelapa sawit 23,3
tonhatahun. Poeloengan 1999 menyebutkan secara teknis pembangunan proses pada PKS skala kecil
2,5-10 ton TBS jam dapat dilakukan karena teknologi prosesnya tidak jauh berbeda dengan industri skala besar.
Kapasitas industri minyak sawit merah adalah 5 tonjam.Penentuan kapasitas produksi berdasarkan ketersediaan bahan baku, dengan asumsi bahwa lahan yang dimiliki oleh PTPN XIII akan
dikembangkan, kapasitas mesin proses yang digunakan serta mengacu pada hasil penelitian Kurniawan 2000.
31
4.2.3. Teknologi Proses Produksi
4.2.3.1. Proses Produksi
Proses awal pembuatan minyak sawit merah adalah proses pengolahan buah kelapa sawit menjadi CPO Crude Palm Oil. Beberapa tahapan pengolahannya antara lain adalah sebagai berikut:
4.2.3.1.1. Unit Penerimaan TBS
Setelah melewati proses penimbangan, tandan buah segar ditimbun dalam loading ramp. Loading ramp berperan dalam penyimpanan sementara sebelum tandan buah segar diproses. Selain
itu, dalam loading ramp tandan buah segar dapat dibersihkan dari pasir dan kotoran.
4.2.3.1.2. Unit perebusan
Buah setelah dipanen harus secepat mungkin disterilisasi dengan sterilizer. Pada proses perebusan ditambahkan uap dengan suhu 140° C sebanyak 10-12 dari berat TBS yang direbus.
Proses berlangsung selama 55-60 menit. Adapun tujuan perebusan adalah sebagai berikut: 1. Menghentikan aktifitas enzim lipase dan oksidase yang dapat menyebabkan peningkatan
kadar asam lemak bebas dalam TBS. 2. Untuk mempercepat proses ekstraksi pengutipan minyak dan inti sawit.
3. Pemecahan emulsi, hal ini akan membantu proses pemisahan minyak dari air dan padatan lainnya pada stasiun klarifikasi.
4. Melepaskan serat dan biji serta membantu proses pelepasan inti dari cangkang.
4.2.3.1.3. Unit Perontokan Buah
Perontokan buah sawit dilakukan dengan perontok thresher. Di dalam rotary thresher akan terjadi proses perontokan sehingga buah akan terpisahkan dari tandan. Tujuan dari proses ini adalah
memisahkan buah dari tandannya.
4.2.3.1.4. Unit Ekstraksi Minyak
Buah yang keluar dari thresher dimasukkan ke dalam digester. Digester dilengkapi dengan pengadukperajang untuk memudahkan proses ekstraksi minyak dari daging buah. Di dalam digester,
buah dilumatkan dan dilakukan secara kontinyu. Selama proses pelumatan, buah diaduk dan terajang sehingga terjadi pelepasan perikarp dari biji serta pemecahan kantong-kantong minyak. Tujuan utama
proses digesting yaitu mempersiapkan daging buah untuk pengempaan pressing sehingga minyak dapat dipisahkan dari daging buah.
Campuran buah yang keluar dari digester terdiri dari minyak, air dan padatan, dilanjutkan pengolahannya di screw press. Buah dimasukkan ke dalam screw press. Dalam screw press selain
diputar juga ditekan sehingga cake akan bebas dari minyak. Air panas sebagai pengencer dimasukkan ke dalam screw press melalui bagian pemasukan umpan antara digester dan screw press. Terdapat dua
produk yang dihasilkan yaitu campuran minyak, air dan sludge serta press cake yang terdiri dari serat dan biji. Minyak hasil pengempaan selanjutnya disalurkan ke dalam sand trap tank untuk proses
klarifikasi. Biji dan serabut disalurkan menuju unit pengolahan biji.
4.2.3.1.5. Unit Klarifikasi Minyak
Minyak yang keluar dari screw press terdiri atas minyak, air, padatan selain minyak non oil solids
. Minyak tersebut kemudian diklarifikasi dengan beberapa tahapan proses yaitu pemisahan kotoran berupa serabut dan lumpur, pemisahan minyak dengan air, pengambilan minyak yang terdapat
pada sludge serta pembersihan. Minyak hasil pengempaan ditampung pada sand trap tank, tangki tersebut digunakan untuk
memisahkan pasir dari minyak akibat adanya perbedaan berat jenis. Minyak kasar yang diperoleh
32 selanjutnya dialirkan menuju saringan getar vibrating screen untuk disaring dari kotoran berupa
serabut, selanjutnya minyak dialirkan ke tangki penampungan minyak kasar crude oil tank. Minyak kasar yang terkumpul di crude oil tank dipanaskan hinga mencapai 95-100° C dan selanjutnya dikirim
ke tangki klarifikasi. Dalam tangki klarifikasi, minyak kasar terpisah menjadi minyak dan sludge karena proses pengendapan. Minyak dari tangki klarifikasi selanjutnya di dikirim ke oil tank,
sedangkan sludge dikirim ke sludge tank .
Pengolahan sludge menggunakan sludge separator. Minyak dari oil tank selanjutnya dialirkan menuju oil purifier untuk membersihkan kotoran-kotoran yang
masih terkandung dalam minyak.
4.2.3.1.6. Unit Pengeringan Minyak
Minyak yang keluar dari oil purifier masih mengandung air. Kadar air dalam minyak ini harus dikurangi sehingga produk minyak dapat memenuhi standar yang ditetapkan menggunakan
vacuum drier. Suhu pengeringan diusahakan rendah agar tidak terjadi kerusakan pada minyak. Minyak yang telah dikeringkan di vacuum drier dikirim ke tangki timbun.Tangki timbun dilengkapi dengan
pemanas.
4.2.3.1.7. Unit Pemurnian CPO menjadi MSM
Secara umum, minyak sawit merah dibuat dengan proses yang hampir sama dengan proses pembuatan minyak goreng yaitu melalui tahap degumming, neutralizing, bleaching, dan deodorizing.
Pada proses pemurnian CPO, terkadang satu atau lebih dari tahapan tersebut tidak dilakukan tergantung tujuan dan jenis minyak yang diinginkan. Untuk mendapatkan minyak sawit merah, proses
bleaching tidak dilakukan dengan dengan maksud untuk mempertahankan kadar karoten dalam minyak.
Berdasarkan penelitian yang sudah dilakukan oleh Widarta 2008, proses degumming dilakukan dengan memanaskan CPO hingga suhu 80° C, kemudian ditambahkan larutan asam fosfat
85 sebanyak 0,15 dari berat CPO sambil diaduk perlahan 56 rpm selama 15 menit. Setelah itu dilakukan proses deasidifikasi pada suhu 61± 2°C selama 26 menit dengan penambahan larutan NaOH
konsentrasi 16° Be hingga didapatkan NRPO Neutralized Red Palm Oil. Selanjutnya dilakukan proses deodorisasi. Proses deodorisasi ini disesuaikan dengan
penelitian yang dilakukan oleh Riyadi 2009 yaitu dengan menghomogenisasi NRPO dalam tangki deodorizer selama 10 menit pada suhu 46±2°C kemudian dipanaskan dalam kondisi vakum hingga
suhu 140°C selama 1 jam dan laju alir N
2
dijaga konstan pada 20 Ljam. Setelah itu dilakukan proses pendinginan sampai suhu 60°C pada kondisi vakum, sehingga dihasilkan NDRPO Neutralized and
Deodorized Red Palm Oil. NDRPO yang dihasilkan masih mengandung fraksi olein dan stearin. Oleh karena itu perlu
dilakukan proses fraksinasi. Proses fraksinasi meliputi dua proses yaitu kristalisasi dan filtrasi. Prinsip kerja yang digunakan dalam kristalisasi adalah pembentukan kristal melalui pendinginan dan
pengadukan sehingga fase stearin dan fase olein dapat terpisah. NDRPO yang ada pada tangki diaduk dengan menggunakan agitator yang mempunyai kecepatan 14 rpm. Fungsinya agar pendinginan di
dalam tangki lebih homogen sehingga pemisahan olein dan stearin lebih mudah. Pada proses filtrasi NDRPO Kristal yang sudah terbentuk ditransfer ke filter press untuk pemisahan olein dan stearin.
Setelah melewati filter ini stearin akan terperangkap dalam kantong filter karena bentuknya yang padat sedangkan olein menembus kantong filter.
33
4.2.4. Mesin dan Perlatan
Dalam produksi minyak sawit merah diperukan mesin dan peralatan yang mendukung proses tersebut. alat-alat yang digunakan antara lain sterilizer, threser, screw press, digester, oil purifier,
vacuum dryer, vibrating screen, sludge separator, oil tank, boiler, deodorizer, filter press dan
sebagainya. a.
Sterilizer Sterilizer
digunakan pada proses perebusan atau sterilisasi. Proses ini dilakukan dengan menggunakan uap air jenuh. Alat ini terbuat dari stainless steelI yang memiliki tekanan kerja sebesar
2,8-3,0 kgcm
2
dan suhu rebusan 140°C-145°C. Sterilizer disajikan pada Gambar 10.
Gambar 10. Sterilizer www.alibaba.comproduct-gs6028542152012_hot_sell_palm_sterilization_tank.html
b. Threser
Threser digunakan untuk membrondolkan buah dari tandannya. Threser yang dipakai
merupakan sebuah tabung dengan panjang 3 m dan diameter 1,8 m. Kecepatan putarannya 24 putaranmenit dengan daya motorRpm adalah 15 HP1500 rpm. Type dari threser ini adalah LS 160
M. Threser disajikan dalam Gambar 11.
Gambar Threser Gambar 11. Threser
www.taoengineering.indonetwork.co.id300665thresher-drum.htm c.
Digester Merupakan tabung silinder vertical yang didalamnya dipasang pisau-pisau pengaduk. Dalam
digester terdapat beberapa tingkat pisau yang terikat pada poros dan digerakan oleh motor listrik.
Pisau bagian atas berfungsi untuk mencacahmelumatkan brondolan, sedangkan pisau bagian bawah digunakan untuk mendorong massa menuju screw press. Untuk mempermudah pelumatan diperlukan
panas 90°C-95°C. Digester memiliki tekanan uap 2,5-2,8 kgcm
2
dengan daya motor 30 kw dan putaran 30 rpm. Digester dapat dilihat pada gambar 12.
34 Gambar 12. Digester
www.erdnastrife.blogspot.com2011_02_01_archive.html d.
Screw Press Screw press
adalah alat yang digunakan untuk memisahkan minyak kasar dari daging buah dan biji. Untuk mempermudah pemisahan dan pemerasan minyak dilakukan penambahan air panas
pada temperature 90-95°C dengan dayamotoran : 30HP-1470 rpm. Screw press dapat dilihat pada Gambar 13.
Gambar 13. Screw press www.alibaba.comproduct-gs6646790472012_palm_screw_oil_press_for.html
e. Vibrating Screen
Saringan bergetar digunakan untuk memisahkan benda-benda padat yang terdapat pada minyak kasar. Benda-benda yang berupa ampas disaring pada saringan ini. Vibrating screen terbuat
dari stainless steel atau carbon steel, dengan dayarpm : 2 HP-1500 rpm, dan mess 600. Vibrating screen
dapat dilihat pada Gambar 14.
35 Gambar 14. Vibrating Screen
www.alibaba.comproduct-XZS Series Stainless steel.html f.
Vacuum dryer Vacuum dryer
adalah alat yang berfungsi untuk memisahkan air dari minyak dengan cara penguapan dalam kondisi hampa udara. Vacuum dryer terbuat dari bahan stainless steel dengan type
2129, power pompa 400 watt. Vacuum dryer dapat dilihat pada Gambar 15.
Gambar 15.Vacuum Dryer www.erdnastrife.blogspot.com2011_02_01_archive.html
g. Oil Purifier
Merupakan alat yang digunakan untuk mengurangi kadar air dan kadar kotoran pada minyak dengan mekanisme gaya sentrifugal. Prinsip kerjanya adalah gerakan putar dengan kecepatan antara
5000-6000 rpm dan suhu minyak diusahakan 90°C-95°C. Merk : Westfalia D. 4740 Dedle West Germani, Type OSA 20-02-066, motoran : 2413,8 A 380V 1445 rpm. Oil purifier dapat dilihat pada
Gambar 16.
36 Gambar 16. Oil Purifier
www.erdnastrife.blogspot.com2011_02_01_archive.html
h. Oil tank
Oil tank digunakan untuk menampung minyak untuk dipanasi kembali sebelum diolah di oil
purifier sekaligus mengendapkan kotoran yang masih terikut pada minyak. Ukuran diameter tangki
sekitar 2,3 m dengan daya motoran ; 5,5 HP-1450 rpm. Oil tank dapat dilihat pada Gambar 17.
Gambar 17. Oil tank www. erdnastrife.blogspot.com2011_02_01_archive.html
i. Sludge separator
Berfungsi untuk mengutip minyak yang masih terkandung dalam sludge. Type mesin adalah Sludge Sentrifuge, model CNCI, power ; 15 KW, dengan putaran 1400 rpm. Sludge separator dapat
dilihat pada Gambar 18.
37 Gambar 18. Sludge separator
www. erdnastrife.blogspot.com2011_02_01_archive.html
j. Boiler
Boiler merupakan alat yang digunakan untuk menghasilkan steam.
Boiler dapat dilihat pada Gambar 19.
Gambar 19. Boiler www.alibaba.comproduct-tp112112128Palm_Oil_Fired_Boiler.html
k. Refined and Deodorizer palm oil machine
Merupakan mesin yang digunakan untuk proses netralisasi dan deodorisasi. Kedua proses tersebut dilakukan dalam keadaan vakum dengan menambahkan uap panas. Refined and deodorizer
palm oil machine dapat dilihat pada Gambar 20.
38 Gambar 20. Refined and deodorized machine
www.alibaba.comproduct-gs518747439refined_ and_deodorized_palm_oilshowimage.html
l. Filter press
Filtrer press digunakan pada proses fraksinasi yaitu proses pemisahan antara olein dan
stearin. Kerangka filter press terbuat dari Q235 baja berkekuatan tinggi, material plat filternya adalah polypropylene. Filter press dapat dilihat pada gambar 21.
Gambar 21. Filter press http:indonetwork.co.idalloffers15filter-press.html
39
4.2.5.
Neraca Massa Produksi dan Diagram Alir Proses Produksi
4.2.5.1. Neraca Massa Produksi
Gambar 22. Neraca Massa Produksi Diolah berdasarkan hasil pengkajian BBPT 1999
5000 kg
Uap 600 kg
Tandan kosong kelapa sawit 1200 kg
Cake 1397 kg
Biji kering Nuts 567 kg
Minyak kutipan 320 kg
Pemisahan sludge separator T : 90-
95◦C
Sludge 1262 kg
Sludge 1582 kg Minyak 1248 kg
1106 kg Air 5
NOS 142 kg
Uap 4 kg 1248 kg
1102 kg Pengendapan minyak
T: 90- 95◦C, t: 1 jam
Pemurnian T: 90- 95◦C
Pengeringan vakum T: 90-
95◦C, P;- Crude Palm Oil
CPO Klarifikasi T: 90-
95◦C, t:4-5 jam 2510 kg
penyaringan Air pengencer 210 kg
Pemisahan serabut dan biji
Minyak 2550 kg 3300 kg
Air panas 397 kg
Ekstraksi T: 90- 95◦C, t:
15mnt, V: 1800 rpm 3947 kg
Pelumatan T: 90-
95 ◦C, t: γ0 mnt Penebahan V; 24 rpm
4500 kg
Perebusan T: 140 ◦C, t: 55-60 mnt
P: 2,8-3,0 kgcm
2
kondensat 600 kg Uap 500 kg
5000 kg Tandan Buah Segar
Penimbangan
40
4.2.5.2. Neraca Massa proses pemurnian
Gambar 23. Neraca massa proses pemurnian CPO menjadi Minyak Sawit Merah Frkasinasi
4,5 bar CPO
1102kg
Degumming 80°C, 15 menit
Deasidifikasi 61±2°C, 26 menit
Deodorisasi 3-6 mmHg, 140°C, 1,5
Kotoran + Gum NaOH
16 °Be
Kristalisasi 70°C dan 37°C secara
H
3
PO
4
85, 55,1 kg
Olein 797,848 kg
Stearin 254,562kg
Palm Fatty Acid Destillation
PFAD 49,59 kg
41
4.2.5.3. Diagram Alir Proses Produksi
Gambar 24. Diagram Alir Proses Produksi Diolah berdasarkan hasil pengkajian BBPT 1999
Keterangan: V = Kecepatan rpm
T = Suhu °C T = waktu menit atau jam
P = Tekanan kgcm
2
atau mmHg Uap 3,90
Minyakkutipan 6,40
Pengeringan vakum T: 90-
95◦C, P;-76mmHg Pengendapan minyak
T: 90- 95◦C, t: 1 jam
Pemurnian T: 90- 95◦C
Crude Palm Oil CPO Air 5
NOS 2,84
Uap 0,08
24,96
22,1
22,04 Minyak 24,96
Klarifikasi T: 90- 95◦C, t:4-5 jam
Pemisahan sludge separator T : 90-
95◦C
Sludge 25,24
Sludge 31, 64 66,00
penyaringan Air pengencer 4,20
Ekstraksi T: 90- 95◦C, t:
15mnt, V: 1800 rpm Minyak 51,00
78,94 Penebahan V; 24 rpm
Pelumatan T: 90-
95 ◦C, t: γ0 mnt Tandan buah sawit kosong 24,00
Air panas T:90-95 °C P: 3kgcm
2
7,94 100
,00 100
,00
90 ,00
Uap 12,00 kondensat 12,00
Uap 10,00 Tandan Buah Segar
Penimbangan
Perebusan T: 140 ◦C, t: 55-60
mnt
2
Biji kering Nuts 11,34
Pemisahan serabut dan biji
Serabut 12,22
Cake 27,94
42
4.2.5.4. Diagram proses pemurnian Crude Palm Oil CPO menjadi Minyak Sawit Merah
Gambar 25. Proses pemurnian crude palm oil menjadi minyak sawit merah Perbedaan proses pembuatan minyak sawit merah dengan minyak goreng biasa yaitu pada proses
pemucatan bleaching. Proses pemucatan pada pembuatan minyak sawit merah dihilangkan karena proses tersebut dapat menghilangkan zat warna pada minyak sawit yaitu karoten. Proses ini
berpengaruh negatif karena merusak antioksidan alami dan komponen sinergisnya seperti tokoferol, karotenoid, dan fasfolipida.
4.2.6. Penentuan Lokasi Industri
Penggunaan Penentuan lokasi industri merupakan suatu hal yang penting. Pemilihan lokasi yang tepat akan berpengaruh terhadap kelangsungan dan efisiensi perusahaan. Beberapa hal yang
harus dipertimbangkan dalam pemilihan lokasi industri adalah ketersediaan bahan mentah, letak pasar yang dituju, tenaga listrik dan air, suplai tenaga kerja, dan fasilitas transportasi
Husnan dan Muhammad, 2000. Lokasi yang direncanakan akan didirikannya industri minyak sawit merah adalah
di Kabupaten Sanggau yang merupakan wilayah PTPN XIII Kalimantan Barat. Pemilihan lokasi ini didasarkan pada beberapa pertimbangan berikut.
1. Lokasi ini dekat dengan lokasi bahan baku yaitu buah kelapa sawit di perkebunan sawit milik PTPN XIII
Frkasinasi 4,5 bar
CPO
Degumming 80°C, 15 menit
Deasidifikasi 61±2°C, 26 menit
Deodorisasi 3-6 mmHg, 140°C, 1,5
Kotoran + Gum NaOH
16 °Be
Kristalisasi 70°C dan 37°C secara
H
3
PO
4
85, 0,05
Olein 72,4
Stearin 23,1
Palm Fatty Acid Destillation PFAD 4,5
43 2. Tenaga listrik dan air terpenuhi dengan baik dilokasi ini
3. Fasilitas transportasi dilokasi ini baik 4. Pemberdayaan masyarakat sekitar
5. Adanya industri ini diharapkan dapat membantu pengembangan daerah Tandan buah segar kelapa sawit harus segera diproses agar tidak terjadi kerusakan akibat
peningkatan asam lemak bebas. Karena itu industri pengolahan industri pengolahan harus dekat dengan sumber bahan baku. Kedekatan lokasi industri dengan bahan lokasi bahan baku juga akan
menghemat biaya transportasi pengangkutan bahan baku menuju industri, sehingga efisiensi biaya transportasi dapat dilakukan. Efisiensi ini tentunya akan berpengaruh pada biaya produksi yang lebih
rendah. Tenaga listrik sudah tersalurkan dengan baik, begitu juga dengan suplai air yang nantinya digunakan dalam proses produksi. Dengan adanya industri ini diharapkan dapat menyerap tenaga
kerja sehingga dapat mengurangi penggangguran.
4.2.7. Perancangan Tata Letak