PENENTUAN TAHAP FRAKSINASI MINYAK SAWIT KASAR

24

B. PENENTUAN TAHAP FRAKSINASI MINYAK SAWIT KASAR

Proses fraksinasi minyak sawit kasar menghasilkan dua produk utama, yaitu olein dan stearin yang bisa digunakan untuk berbagai aplikasi, seperti minyak goreng, minyak salad, margarin, dan shortening. Kondisi proses fraksinasi melibatkan pengaturan suhu, agitasi, kontrol waktu kristalisasi, dan metode separasi yang digunakan. Keberhasilan proses fraksinasi sangat ditentukan oleh parameter tersebut. Keterbatasan peralatan dilaboratorium mengakibatkan kesulitan selama penelitian untuk melakukan kontrol terhadap parameter tersebut secara keseluruhan. Pada penelitian ini, ada tiga proses yang dilakukan untuk memperoleh proses fraksinasi yang menghasilkan olein dan stearin dengan mutu yang diharapkan. Proses tersebut adalah Proses I, II, dan III. Langkah-langkah yang dilakukan dan kondisi tiap proses dijelaskan dibawah ini.

a. Proses I

Pada proses I tahap kristalisasi dilakukan dengan mula-mula sampel CPO dipanaskan dalam wadah logam berukuran 2 liter sampai suhu CPO 70 °C sambil diaduk menggunakan agitator dengan kecepatan tertentu. Setelah suhu mencapai 70°C pemanasan dihentikan. Wadah logam yang berisi CPO tersebut dimasukkan ke dalam wadah yang berukuran lebih besar semacam baskom yang telah berisi air dan ditambahkan es agar suhu air konstan pada suhu 5 °C sambil dilakukan pengadukan terhadap CPO dengan agitator. Kondisi ini dipertahankan sampai suhu CPO mencapai 15 °C. Setelah suhu CPO mencapai 15 °C dilakukan separasi menggunakan kain saring. Proses I tidak menghasilkan olein maupun stearin. Produk yang dihasilkan masih berupa CPO namun memiliki viskositas yang tinggi. Kegagalan mungkin disebabkan karena waktu fraksinasi yang tidak mencukupi. Menurut Timms 1997 waktu kristalisasi pada proses fraksinasi pada umumnya dilakukan selama 10-30 jam. Sedangkan waktu kristalisasi Proses I tidak mencapai 10 jam. Salah satu kesulitan pada tahap ini yaitu diperlukannya banyak es untuk menurunkan suhu CPO. Disamping itu saat proses kristalisasi dilakukan, tidak semua bagian CPO yang mendapatkan suhu rendah hal ini disebabkan wadah kristalisasi yang cukup tebal dan kemungkinan suhu rendah hanya pada CPO yang paling dekat dengan dinding wadah. Karena proses I ini tidak menghasilkan olein seperti yang diharapkan maka proses I tidak dipilih sebagai proses fraksinasi yang akan digunakan untuk menghasilkan olein dan stearin.

b. Proses II

Karena proses I tidak menghasilkan olein dan stearin maka dilakukan uji coba proses fraksinasi selanjutnya. Proses fraksinasi yang dicobakan tetap berdasarkan prinsip dalam proses fraksinasi yaitu kristalisasi dan separasi. Pada proses II ini tahap kristalisasi dilakukan dengan memanaskan CPO pada erlenmeyer sampai suhu 50 °C. Setelah suhu mencapai 50 °C erlenmeyer yang berisi CPO dimasukkan ke dalam pendingin yang bersuhu 20 °C selama 6 jam. Setelah 6 jam dalam pendingin, sampel CPO yang membeku kemudian dibiarkan semalaman dalam suhu ruang sehingga terlihat fraksi olein terpisah dengan fraksi stearin dalam erlenmeyer. Kemudian dilakukan tahap separasi dengan kertas Whatman dengan bantuan penyaring vakum. Hasil yang diperoleh setelah dilakukan penyaringan pada proses II ini yaitu olein berwarna merah dan stearin berwarna kuning. Namun mutu olein yang dihasilkan tidak stabil. Olein yang disimpan semalaman akan berubah membentuk dua fase dalam wadah 25 penyimpanan. Fase yang mengendap diperkirakan stearin yang masih terdapat dalam olein. Hal ini tidak inginkan karena mengindikasikan olein masih tercampur dengan stearin dan memberikan kenampakan visual yang kurang baik. Kegagalan dalam proses II ini dapat disebabkan karena laju pendinginan yang terlalu cepat. CPO yang bersuhu 50 °C dan langsung dimasukkan ke dalam pendingin bersuhu 20 °C mengakibatkan laju pendinginan yang cepat. Laju pendinginan yang cepat akan menghasilkan kristal yang berukuran kecil dan seragam. Kristal seperti ini mengakibatkan kesulitan dalam tahap separasi sehingga olein yang dihasilkan tidak memiliki mutu yang baik Che Swe 1995. Selain itu proses penyimpanan CPO selama semalaman pada suhu ruang setelah proses kristalisasi mengakibatkan kristal yang terbentuk menjadi rusak, sehingga sulit untuk melakukan separasi. Secara umum proses II yang dicobakan belum memberikan hasil yang baik sehingga proses II ini tidak dipilih sebagai proses fraksinasi yang digunakan untuk menghasilkan olein dan stearin.

c. Proses III

Proses III ini didisain dengan memodifikasi proses fraksinasi yang dilakukan Zaliha et al. 2004. Suhu kristalisasi yang dipilih yaitu 12 °C dengan mempertimbangkan suhu terendah yang dapat dicapai oleh alat pendingin yang terdapat di laboratorium. Proses III ini juga dilakukan dengan memvariasikan waktu kristalisasi yaitu selama 16, 24, dan 48 jam dan kemudian dipilih waktu kristalisasi yang memberikan karakteristik olein terbaik. Sampel CPO dalam erlemeyer 250 ml mula-mula dipanaskan hingga suhu 50 °C dengan menggunakan hotplate. Setelah suhu 50 °C tercapai, dilakukan penurunan suhu CPO dengan laju 5 °C30 menit sampai suhu CPO mencapai 15 °C. Penurunan suhu ini dilakukan dalam waterbath. Setelah selesai proses penurunan suhu sampel CPO kemudian dimasukkan dalam refrigerator yang bersuhu 12 °C, tahapan ini disebut kristalisasi. Waktu kristalisasi dilakukan pada 3 waktu berbeda, yaitu 16, 24, 48 jam. Setelah selesai tahap kristalisasi maka dilanjutkan ke tahap separasi menggunakan kertas saring Whatman dengan bantuan penyaring vakum. Setelah diperoleh fraksi olein, dilakukan analisis terhadap olein untuk menentukan metode dengan waktu yang tepat untuk menghasilkan olein dengan karakter terbaik. Proses III secara keseluruhan menghasilkan olein dan stearin dengan mutu yang baik secara visual serta stabil dalam penyimpanan suhu ruang. Untuk memperoleh kondisi proses terbaik maka dilakukan analisis terhadap olein yang dihasilkan dari masing-masing waktu kristalisasi. Analisis yang dilakukan meliputi analisis bilangan iod dan kandungan karoten. Proses fraksinasi yang menghasilkan olein dengan bilangan iod dan kandungan karoten tertinggi dipilih sebagai proses fraksinasi yang digunakan untuk fraksinasi selanjutnya. Hasil analisis bilangan iod dan kandungan karoten olein yang dihasilkan pada proses III dapat dilihat pada Tabel 5 berikut. Tabel 5. Hasil analisis olein Proses III Waktu kristalisasi jam Bilangan iod g iod100 g Kadar karoten ppm 16 59.66 536.24 24 59.65 473.46 48 58.82 460.16 26 Berdasarkan Tabel 5. dapat dilihat bahwa proses fraksinasi yang menghasilkan olein dengan karakter terbaik yaitu waktu fraksinasi proses III dengan lama waktu kristalisasi 16 jam. Proses fraksinasi tersebut menghasilkan olein dengan rata-rata bilangan iod sebesar 59.66 g iod100 g sampel dan kadar karoten oleinnya rata-rata 536.24 ppm. Dari data tersebut akhirnya dipilih metode fraksinasi proses III dengan waktu kristalisasi 16 jam. Diagram alir proses fraksinasi terpilih tersebut dapat dilihat pada Gambar 12 berikut. Gambar 12. Diagram alir proses fraksinasi CPO terpilih Proses fraksinasi terpilih tersebut dilakukan secara manual dengan memanfaatkan peralatan yang ada di laboratorium. Skala kerja fraksinasi metode terpilih tersebut hanya dalam skala kecil dengan volume sampel CPO 250 ml, dimana penurunan suhu dilakukan pada waterbath berukuran kecil. Pada Gambar 13 terlihat kondisi CPO setelah pemanasan, dimana pemanasan dilakukan di atas hotplate dan sampel ditempatkan dalam erlenmeyer 250 ml. Gambar 13. CPO setelah pemanasan 50 °C CPO Pemanasan sampai suhu 50 C Pendinginan sampai 15 C dengan laju 5 C30 menit Kristalisasi pada suhu 12 C selama 16 jam Separasipemisahan Olein Stearin CPO 27 Setelah dipanaskan CPO tersebut kemudian didinginkan dengan laju penurunan suhu 5 °C30 menit dalam waterbath Gambar 14. Asmaranala 2004 melakukan fraksinasi NDRPO skala pilot plan dengan laju penurunan suhu yang bervariasi. Penurunan suhu pertama dilakukan dengan laju 13.33 °Cjam. Penurunan suhu ini dilakukan selama 3 jam dari suhu 75 °C sampai menjadi 35 °C. Penurunan suhu kedua dilakukan dengan laju 6.67 °Cjam selama 3 jam dari suhu 35 °C sampai menjadi 15 °C. Sampel CPO yang telah mencapai suhu 15 °C kemudian dimasukkan ke dalam pendingin bersuhu 12 °C selama 16 jam dan dihasilkan CPO yang berbentuk kristal. Gambar 15 menunjukkan CPO setelah dikristalisasi. Gambar 14. Penurunan suhu CPO dalam waterbath Gambar 15. CPO setelah proses kristalisasi dan siap untuk diseparasi Hasil dari proses kristalisasi tersebut kemudian diseparasi menggunakan penyaring vakum seperti pada Gambar 16 berikut. Proses separasi ini membutuhkan waktu yang cukup lama. Untuk 250 ml sampel CPO yang sudah dikristalisasi dibutuhkan waktu minimal 4 jam untuk memisahkan olein dengan stearinnya. 28 Gambar 16. Proses separasi Asmaranala 2010 melakukan fraksinasi Neutralized Deodorized Red Palm Oil NDRPO dengan alat fraksinasi skala pilot plan. Alat tersebut dilengkapi dengan agitator yang bekerja selama proses kristalisasi. Kristal CPO yang dihasilkan tidak terlalu keras sehingga dapat dialirkan melalui pipa plastik dengan bantuan pompa sentrifugal ke dalam alat pemisah. Berbeda dengan proses fraksinasi terpilih pada penelitian ini, pada proses tersebut tidak dilengkapi agitator sehingga mengakibatkan kristal yang terbentuk sangat keras dan mengakibatkan sulitnya pemisahan olein dan stearin selama proses separasi. Dapat dikatakan bahwa proses agitasi mempengaruhi kristal yang dihasilkan dari proses kristalisasi. Proses fraksinasi yang dilakukan oleh Asmaranala 2010 dilakukan dengan memanaskan sampel NDRPO hingga suhu 75 °C dan diholding selama 15 menit. Jika dibandingkan dengan proses fraksinasi terpilih pada penelitian ini, dimana pemanasan dilakukan sampai suhu 50 °C tanpa holding, proses tersebut menggunakan suhu pemanasan awal yang lebih tinggi dalam jangka waktu yang lebih lama. Hal itu dapat berpengaruh terhadap kandungan karoten yang terdapat pada fraksi olein yang dihasilkan. Pemanasan pada suhu tinggi dalam jangka waktu yang lama dapat mendegradasi karoten yang terdapat pada sampel. Gross 1991 mengatakan bahwa laju oksidasi karotenoid dapat meningkat dengan peningkatan suhu. Kondisi fraksinasi NDRPO yang dilakukan oleh Asmaranala 2010 dapat dilihat pada Tabel 6. Tabel 6. Kodisi fraksinasi NDRPO skala pilot plan Kodisi Parameter kondisi Laju perubahan suhu Waktu Kecepatan agitasi Pemanasan hingga 75°C 1.50°Cmenit 30 menit 30 rpm Holding pada 75°C - 15 menit 30 rpm Pendinginan hingga 35°C -13.33°Cjam 3 jam 8 rpm Holding pada 35°C - 3 jam 8 rpm Pendinginan hingga 15°C -6.67°Cjam 3 jam 8 rpm Holding pada 15°C - 6 jam 8 rpm Separasi Manual Sumber: Asmaranala 2010 29

C. ANALISIS KARAKTERISTIK OLEIN DAN STEARIN