Pengolahan kelapa sawit merupakan salah satu faktor yang menentukan keberhasilan usaha perkebunan kelapa sawit. Hasil utama yang dapat diperoleh berupa minyak sawit, inti sawit, sabut, cangkang dan tandan kosong. Pabrik kelapa sawit dipahami sebagai unit ekstraksi crude palm oil (CPO) dan inti sawit dari tandan buah segar (TBS) kelapa sawit.
Stasiun Utama
Stasiun proses pengolahan TBS menjadi CPO dan PKO umumnya terdiri dari stasiun utama dan stasiun pendukung. Stasiun utama berfungsi sebagai berikut :
Penerimaan buah ( fruit reception )
Rebusan ( sterilizer )
Pemipilan ( Threser )
Pencacahan ( digester ) dan pengempaan ( presser )
Pemurnian ( clarifier )
Pemisahan biji dan kernel(Kernel Plant)
Sementara stasiun pendukung berfungsi sebagai berikut :
Pembangkit tenaga ( power )
Laboratorium ( laboratory )
Pengolahan air ( water treatment )
Penimbunan produk ( storage )
Bengkel ( workshop )
Stasiun Penerimaan Buah
Sebelum diolah, tandan buah segar ( TBS ) yang berasal dari kebun pertama kali diterima di stasiun penerimaan buah untuk ditimbang di jembatan timbang ( weight bridge ) dan ditampung sementara di penampungan buah ( Loading ramp ).
Jembatan timbang
Secara umum jembatan timbang berfungsi untuk mengontrol proses, menghitung rendemen, sebagai dasar perhitungan pembayaran premi pemanen dan buah pihak ketiga, dan sebagai pencatatan produksi TBS kebun pensuplai.
Penimbangan dilakukan dua kali untuk setiap angkutan TBS yang masuk ke pabrik, yaitu pada saat masuk ( berat truk dan TBS ) serta pada saat keluar ( berat truk ). Sehingga dari selisih penimbangan tersebut didapatkan berat bersih TBS yang masuk ke pabrik. Kapasitas jembatan timbang berkisar antara 30 – 40 ton. Jembatan timbang tersebut dioperasikan secara mekanis maupun elektronis. Truk yang keluar masuk jembatan timbang harus berjalan perlahan karena perangkat elektronik dari jembatan timbang sangat sensitif terhadap beban kejut. Pada saat penimbangan, posisi truk harus berada di tengah agar beban yang dipikul merata.
Loading ramp
TBS yang telah ditimbang di jembatan timbang selanjutnya dibongkar di Loading ramp dengan menuang langsung dari truk. Loading ramp ini berupa bangunan dengan lantai berupa kisi – kisi plat besi berjarak 10 cm dengan kemiringan 45°. Jadi berfungsi sebagai tempat penerimaan tandan dan sekaligus sebagai tempat mencurahkan tandan ke dalam lori rebusan. Sedangkan kisi berfungsi untuk memisahkan kotoran, baik berupa pasir, kerikil dan sampah yang terikut. Kotoran yang jatuh melelui kisi akan ditampung oleh dirt conveyor sehingga memudahkan dalam pembuangannya. Loading ramp dilengkapi pintu keluaran yang digerakkan secara hidrolik sehingga memudahkan dalam pengisian TBS ke dalam lori untuk proses selanjutnya. Kapasitas lori kecil berkisar antar 2,5 – 2,75 ton TBS, sedangkan untuk lori besar berkisar 4,5 ton TBS. Prinsip kerjanya first in first out terhadap buah yang masuk, yakni :
Segala sesuatu yang diterima paling awal maka harus dikeluarkan paling awal juga
Mendahulukan pengangkutan dan penerimaan TBS yang dipanen lebih awal
Menyegerakan pelaksanaan proses terhadap yang paling awal diterima
Di loading ramp dilakukan sortasi panen untuk memastikan bahwa buah masuk berada dalam kondisi optimal ( kandungan minyak buah maksimal dan ALB rendah ) untuk diekstrak minyaknya.
Sortasi sebaiknya dilakukan terhadap setiap truk, namun pengujian seperti ini sangat tidak ekonomis. Sehingga dilakukan secara acak pada 10% truk yang masuk, dan apabila masih dianggap terlalu besar, maka dapat diatasi dengan pengambilan 50% isi truk.
TBS yang memenuhi syarat akan diterima pabrik, sedangkan TBS yang tidak memenuhi syarat akan dikembalikan. Yang menjadi indikator keberhasilan pada proses sortir meliputi :
Semua lori kosong telah standby sebelum pengisian Sterilizer
Volume pengisian lori sesuai dengan kapasitas lori
Tidak ada brondolan yang tertinggal di lantai atau di loading ramp
Tidak terjadi antrian panjang terhadap truk yang akan membongkar TBS
Jam mulai pengolahan pabrik selalu memperhatikan kapasitas buah masuk dan buah sisa.
Stasiun Perebusan ( Sterilizer )
Rebusan merupakan suatu bejana besar terbuat dari besi yang memiliki pintu masuk lori. Rebusan ini panjangnya 24 meter dan diameter 2 meter. Dibagian atas terdapat pipa keluar uap untuk merebus tandan. Dibagian bawah terdapat pipa pembuang air kondensat dan dibagian belakang terdapat pipa pembuangan udara. Lori rebusan memiliki dinding dan lantai yang berlubang – lubang agar uap dapat masuk ke dalam ( bagian tengah ) dan air dapat turun ke bawah. Lori rebusan dimasukkan dengan memakai kapstandard dan kabel drad yang digerakkan dengan motor listrik demikian pula dikeluarkan dari rebusan dengan menariknya.
II.1. Tujuan Perebusan
Sebelum proses ekstraksi minyak dilakukan, pertama - tama buah direbus dalam ketel rebusan dengan tujuan :
Menghentikan aktifitas enzim
Dalam buah yang dipanen terdapat enzim lipase dan oksidase. Enzim lipase bertindak sebagai katalisator dalam pembentukan trigliserida dan kemudian memecahkannya kembali menjadi sam lemak bebas (ALB).
Aktifitas enzim semakin tinggi apabila buah mengalami memar. Untuk mengurangi aktifitas enzim sampai di PKS diusahakan agar kememaran buah dalam presentase yang relatif kecil. Enzim pada umumnya tidak aktif lagi pada suhu 50 °C. Oleh sebab itu, perebusan pada suhu 120 °C akan menghentikan kegiatan enzim.
Memudahkan pemipilan
Minyak dan inti sawit terdapat dalam buah, maka untuk mempermudah proses ekstraksi pengutipan minyak dan inti sawit, buah perlu dilepaskan tandannya.
Buah dapat terlepas dari tandan melalui cara Hidrolisa hemiselulosa dan pektin yang terdapat di pangkal buah. Hidrolisa ( dengan reaksi biokimia ) dapat terjadi pada proses pemasakan buah yang ditandai dengan buah yang memberondol. Sedangkan reaksi hidrolisis hemiselulosa dan pektin dapat terjadi dalam ketel rebusan yang dipercepat oleh pemanasan. Pemanasan tersebut diperlukan berupa uap jenuh bertekanan agar diperoleh temperatur yang semestinya di bagian dalam tandan buah (meresap).
Hidrolisis pektin dalam tangkai tidak seluruhnya menyebabkan pelepasan buah, oleh karena itu, masih perlu dilanjutkan dengan proses pemipilan pada Thresing machine.
Menurunkan kadar air
Perebusan dapat menyebabkan penurunan kadar air, yaitu dengan cara penguapan baik pada saat perebusan maupun saat sebelum pemipilan.
Efek penurunan kadar air meliputi :
Penurunan kandungan air dapat menyebabkan penyusutan buah sehingga terbentuk rongga – rongga kosong pada perikarp yang mempermudah proses pengempaan.
Interaksi penurunan kadar air dan panas dalam buah akan menyebabkan minyak sawit antar sel dapat bersatu dan mempunyai viskositas yang rendah sehingga mudah keluar dari dalam sel sewaktu proses pengempaan berlangsung.
Perikarp yang mendapat perlakuan panas dan tekanan akan menunjukkan sifat serat mudah lepas antara serat yang satu dengan yang lain. Hal ini akan meningkatkan efisiensi Digester dan Depericarper. Air yang terkandung dalam inti akan menguap melalui mata biji sehingga kernel susut dan proses pemecahan biji akan lebih mudah.
Akibat penguapan sebagian air dari daging buah, maka kemungkinan kehilangan minyak dalm serabut maupun dalam lumpur buangan (sludge) pada proses pemurnian dapat ditekan.
Pemecahan Emulsi
Minyak dalam perikarp masih berbentuk emulsi, sehingga agar lebih mudah keluar harus dirubah fasenya terlebih dahulu dari emulsi ke bentuk minyak. Perubahan ini terjadi dengan bantuan pemanasan, sehingga terjadi penggabungan fraksi yang memiliki polaritas yang sama dan berdekatan, sehingga minyak dan air masing – masing terpisah. Peristiwa ini akan mempermudah minyak keluar dari perikarp. Penetrasi uap yang sempurna pada perikarp terutama pada buah yang paling dalam akan mempertinggi efisien ekstraksi minyak. Pemecahan emulsi yang telah dimulai dari perebusan akan membantu proses pemisahan minyak dari air dan padatan lainnya pada stasiun klarifikasi.
Melepaskan serat dan biji
Perebusan buah yang tidak sempurna dapat menimbulkan kesulitan pelepasan serat dan biji dalam polishing drum, yang menyebabkan pemecahan biji lebih sulit dalam alat pemecah biji. Penetrasi uap yang cukup baik akan membantu proses pemisahan serat perikarp dan biji, yang dipercepat oleh proses Hidrolisis. Apabila serat tidak lepas, maka lignin yang terdapat di antara serat akan menahan minyak. Jika biji dipukul dalam alat pemecah biji, maka terjadi sifat kenyal yang membuat biji tidak pecah, dan jika pecah maka yang terjadi adalah pecahan yang melekat pada inti.
Membantu proses pelepasan inti dari cangkang
Perebusan yang sempurna akan menurunkan kadar air biji hingga 15%. Kadar air biji yang turun hingga 15% akan menyebabkan inti susut sedangkan tempurung biji tetap, maka terjadi inti yang lekang dari cangkang. Hal ini akan membantu proses fermentasi di dalam Nut Silo, sehingga pemecahan biji dapat berlangsung dengan baik, demikian pula pemisahan inti dan cangkang dalam proses pemisahan kering atau basah dapat menghasilkan inti yang mengandung kotoran lebih kecil.
II.2. Sistem Perebusan
Sterilizer
Sterilizer tipe tegak (vertikal), mempunyai kelemahan :
Kapasitas rebusan kecil, rata – rata 5 ton TBS
Bejana diisikan buah menggunakan bunch elevator, sehingga buah mengalami tingkat kelukaan tinggi selama proses transportasi. Sehingga merupakan salah satu penyebab kenaikan ALB yang tinggi.
Teknik pengoperasian lebih sulit
Bila dilakukan secara manual, akan membutuhkan tenaga yang lebih banyak teruatama pada saat menutup dan membuka serta mengeluarkan buah.
Sterilizer tipe horisontal, mempunyai keuntungan :
Kapasitas rebusan antara 15 – 30 ton TBS
Pengoperasian lebih mudah dan praktis
Buah tidak bersinggungan langsung dengan dinding, sehingga bahan olah tidak mungkin menyebabkan bejana menjadi korosi. Buah diisi dalam lori - lori.
Pengisian uap masuk dan pembuangan uap keluar serta pembuangan air kondensat lebih mudah dilakukan.
Sistem perebusan yang dipilih harus sesuai dengan kemampuan boiler dalam memproduksi uap. Mekanisme perebusan yang lazim dikenal, meliputi :
Sistem perebusan Single peak
Sistem perebusan Doble peak ( dua puncak ), terdiri dari :
Pembuangan uap awal : 2,5 menit
Pemasukan uap dan pembuangan puncak I dan II : 20 menit
Masa penahanan tekanan 2,8 – 3,0 kg/cm2 : 60 menit
Pembuangan uap terakhir : 7,5 menit
Total waktu perebusan : 90 menit
Sistem perebusan Triple peak ( tiga puncak ), terdiri dari :
Pembuangan uap awal : 2 menit
Pemasukan uap puncak I (0 – 2.3 kg/cm2) : 11 menit
Pembuangan uap I : 2 menit
Pemasukan uap puncak II (0 – 2.5 kg/cm2) : 12 menit
Pembuangan uap II : 2 menit
Pemasukan uap puncak III (0 – 2.8 kg/cm2) : 13 menit
Masa penahanan tekanan 2,8 kg/cm2 : 43 menit
Pembuangan uap terakhir : 5 menit
Total waktu perebusan : 90 menit
Stasiun Penebahan ( Threser )
TBS berikut lori yang telah direbus dikirim ke bagian pemipilan dan dituangkan ke alat pemipil ( Threser ) dengan bantuan hoisting crane atau transfer carriage. Alat pemipil berperan untuk memisahkan buah dari tandan yang telah direbus. Keberhasilan perebusan jika tidak didukung dengan pemipilan yang baik, maka kehilangan minyak akan tinggi. Dan keberhasilan pemipilan juga bergantung pada proses perebusan.
Tipe alat pemipil
Beater Drum Stripper
Terdiri dari tangkai pemukul tandan yang ditempatkan pada as dan berjarak tertentu.
Bekerja memukul buah sambil menggeser buah bergerak ke arah ujung alat.
Pemukul tersebut juga mengangkat tandan dan berguling sehingga buah lepas dari tandan
Kapasitas kecil, biasanya merupakan alat pembantu untuk memipil kembali tandan yang tidak terpipil dan dipasang di ujung rotary drum
Kehilangan minyak lebih tinggi, karena permukaan buah terpipil masih sering bergabung dengan tandan kosong yang belum dipisahkan oleh kisi
Rotary Drum Stripper
Tandan bergerak ke atas dengan gaya sentrifugal searah dengan putaran tromol, kemudian tandan jatuh dan terbanting, buah lepas dari tandan.
Kecepatan putaran tromol mempengaruhi efisiensi pemipilan. Putaran yang terlalu cepat menyebabkan tandan seolah lengket di dinding drum. Putaran yang baik adalah apabila tandan jatuh di sumbu dan jatuh lagi pada dasar drum
Drum memilik as yang berfungsi sebagai bantingan buah sehingga buah lepas dari tandan
Kapasitas besar, biasa digunakan pada pabrik berkapasitas diatas 10 ton TBS/jam. Panjang 4 – 6 m dan berdiameter 2m dengan kisi berjarak 40 mm
Tromol biasanya dilengkapi denagn talang pengumpan ( auto feeder ) yang mengumpankan buah secara teratur. Jika diumpankan terlalu banyak maka efek bantingan dalam tromol akan berkurang, sehingga penebahan menjadi tidak sempurna.
Kecepatan Putar
Kecepatan putar harus sedemikian rupa sehingga semua tandan berulang kali terangkat setinggi mungkin pada dinding silinder untuk kemudian jatuh, sehingga akan diperoleh efek pemipilan yang dikehendaki
Jumlah putaran :
n = 40 x √(( D – d ) /2)/(( D - d ))
dimana n : jumlah putaran per menit, rpm
40 : konstanta
D : diameter dalam silinder, m
D : diameter terkecil tandan diukur pada bagian yang paling tebal, m
Pengisian umpan
Kontinuitas pengisian umpan pada hopper akan mempengaruhi daya pipil. Apabila kapasitas alat 30 ton TBS, dan kapasitas lori 2,5 ton TBS, maka pengisian Thresing dilakukan dengan interval waktu 5 menit. Interval waktu ini harus diimbangi dengan kecepatan plat hopper.
(2,5 ton TBS)/(30 ton TBS) x 60 menit = 5 menit/lori
Stasiun Pencacahan ( Digester )
Buah yang telah dipipil dari tandan rebus terdiri atas perikarp, cangkang dan inti. Buah tersebut akan terangkat oleh fruit elevator menuju Digester, hal ini yang dinamakan material passing to Digester ( MPD ).
Pada perikarp ditemukan bahwa pada minyak sawitnya didominasi oleh palmitat, sedangkan pada inti sawit didominasi oleh laurat. Oleh karena itu, pada proses pengolahannya kedua jenis sumber ini dipisahkan, yakni pertama memisahkan perikarp yang mengandung minyak. Perikarp ini memiliki tebal 2 – 8 mm mengandung sejumlah besar kantong minyak yang antara satu dan lainnya akan terikat dan membuat satu rangkaian serat yang keras dan kuat yang didukung oleh pektin.
Digester merupakan bejana yang dilengkapi dengan alat perajang dan pemanas untuk mempersiapkan bahan agar lebih mudah dikempa dalam screw press. Bejana dilengkapi dengan beberapa pasang lengan atau pisau pengaduk sehingga buah yang diaduk di dalamnya menjadi hancur karena diremas akibat gesekan yang timbul antara sesama buah dan diantara massa remasan dengan pengaduk serta dinding ketel. Tujuan peremasan adalah meremas buah sehingga daging buah lepas dari biji dan menghancurkan sel – sel yang mengandung minyak, agar minyak dapat diperas sebanyak – banyaknya pada pengempaan berikutnya. Volume Digester berpengaruh terhadap kehilangan minyak. Digester yang penuh akan memperlama proses pengadukan dengan tekanan lawan yang kuat sehingga perajangan sempurna. Ketinggian buah dalam Digester akan menimbulkan tekanan di dasar Digester semakin tinggi dan tahanan lawan terhadap pisau semakin tinggi dan pemecahan kantong minyak serta pemisahan serat dengan serat lainnya akan semakin sempurna.
Fungsi alat pengaduk :
Mencegah terjadinya penumpukan dalam Digester, sehingga lebih mudah bergerak terutama ke dalam alat kempa
Memindahkan panas dari mantel, yakni mengatur agar adonan bergantian dalam proses mengabsorbsi panas
Melumatkan buah sehingga lebih mudah dikempa dan kehilangan minyak yang terjadi akan kecil
Mengeluarkan minyak pada permukaan sel yang pecah
Putaran yang tinggi menyebabkan genagan minyak dalam alat yang akan mempersulit pengadukan. Kisaran putaran antara 20 – 30 rpm.
Kapasitas Digester
Penggunaan Digester harus disesuaikan dengan kapasitas screw press agar tidak terjadi perubahan massa aduk yang dapat berakibat pada penurunan efisiensi ekstraksi. Untuk memperlama proses pelumatan maka dianjurkan agar volume Digester penuh. Apabila tidak terisi penuh maka buah tidak terajang dengan sempurna dan dapat menyebabkan kehilangan minyak dalam ampas akan tinggi. Pengisian yang tidak sempurna sering terjadi pada saat awal pengoperasian pabrik, hal ini dipaksakan akibat kekurangan persediaan bahan bakar.
Pemanasan
Pemanasan dimaksudkan supaya minyak tidak menjadi kental. Suhu yang dikehendaki adalah 90 °C dengan alasan bahwa pada suhu tersebut minyak sudah mencair dan mudah keluar dari kantong – kantong minyak, sedangkan yang masih berbentuk emulsi akan pecah menjadi minyak dan cairan lainnya. Semakin tinggi suhu Digester maka perajangan akan semakin baik, memperingan kerja screw press dan mengurangi biji yang pecah.
Umumnya panas yang dimasukkan dalam Digester berupa uap bertekanan 3 kg/cm2 yang diinjeksikan secara langsung ataupun melalui jacket pemanas. Pemakaian jacket pemanas dapat menyebabkan pemanasan yang berlebihan terhadap buah yang berkontak dengan dinding bejana, oleh karena itu biasanya tekanan mantel diturunkan menjadi 2 kg/cm2 (setara dengan suhu 132,9 °C).
Sedangkan uap yang diinjeksikan langsung dalam bejana mempunyai efek negatif, yakni :
Menambah jumlah air yang terkandung dalam adonan, sehingga menurunkan daya gesekan antara pisau dengan adonan
Menurunkan tekanan uap Boiler, sehingga menurunkan kebutuhan uap pada Turbin uap
Kerusakan mutu minyak akibat pemanasan yang berlebihan, karena merangsang terjadinya proses oksidasi
Inti menjadi gosong, sehingga sulit dalam proses pemecahan dalam Ripple mill.
Oleh karena itu, dihindarkan penggunaan uap langsung dalam bejana Digester. Lama pemanasan yang baik adalah 30 menit.
Pengeluaran Minyak
Minyak yang terdapat dalam adonan akan menurunkan efisiensi pengadukan, karena minyak akan berfungsi sebagai pelumas pisau sehingga mengurangi efek pelumatan pisau Digester, maka minyak tersebut perlu dipisahkan. Jika minyak tersebut tidak dipisahkan maka akan masuk ke dalam screw press dan akan menurunkan kapasitas olah Presser. Pemisahan minyak dilakukan dengan membuat lubang di dasar bejana yang dihubungkan dengan pipa. Dengan pemisahan minyak tersebut akan menurunkan losses dalam serat atau biji. Dengan pemisahan minyak tersebut dapat menurunkan jumlah biji yang pecah di dalam screw press dan efisiensi penekanan dalam screw press dapat meningkat yaitu bertambah besarnya nilai perbandingan biji terhadap adonan. Karena semakin tinggi ratio biji terhadap adonan, maka daya ekstraksi minyak akan lebih baik.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar