Deodorisasi Kel 3

Deodorisasi 2012

Proses Deodorisasi dalam Industri Oleokimia

A. Pemurnian (Refinery) Minyak

Proses pemurnian merupakan langkah yang perlu dilakukan dalam produksi edible oil

dan produk berbasis lemak. Tujuan dari proses ini adalah untuk mengilangkan pengotor, rasa,

bau yang tidak enak, warna yang tidak menarik, memperpanjang masa simpan minyak

sebelum digunakan sebagai bahan mentah dalam industry dan komponen lain yang akan

mempengaruhi kualitas dari produk akhir/jadi. Kualitas produk akhir yang perlu diawasi

adalah bau, stabilitas daya simpan, dan warna produk.

Dalam sudut pandang industri, tujuan utama dari pemurnian adalah untuk merubah

minyak kasar/mentah menjadi edible oil yang berkualitas dengan cara menghilangkan

pengotor yang tidak diinginkan sampai level yang diinginkan dengan cara yang paling

efisien. Bahan yang tidak diinginkan atau pengotor dalam minyak mungkin biogenic

misalnya disintesis oleh tanaman itu sendiri tapi bahan tersebut bisa jadi pengotor yang

diambil oleh tanaman dari lingkungannya. Pengotor tersebut mungkin diperoleh selama

proses hulu, yaitu ekstraksi, penyimpanan atau transportasi dari minyak kasar/mentah dari

lapang ke pabrik.

Pada umumnya minyak untuk bahan pangan dimurnikan melalui 4 tahap

yaitu perlakuan pendahuluan, netralisasi, pemucatan (bleaching), dan penghilangan bau

(deodorisasi). Disamping itu, kadang-kadang ditambah aroma dan zat warna tertentu

sehingga diperoleh minyak dengan rasa dan bau yang enak, dengan warna yang menarik.

Kotoran atau bahan asing dalam minyak terdiri dari:

1. Kotoran yang tidak larut dalam minyak dan terdispersi dalam minyak. Kotoran ini

terdiri dari partikel-partikel, jaringan, lendir dan getah, serat-seratan yang berasal dari kulit,

abu atau mineral yang terdiri dari Fe, Cu, Mg, dan Ca serta air. Kotoran ini dapat dipisahkan

dengan beberapa cara yaitu pengendapan, penyaringan dan pemusingan.

2. Kotoran yang berbentuk suspensi dalam minyak. Kotoran ini terdiri dari fosfolipid,

karbohidrat, senyawa yang mengandung nitrogen dan senyawa kompleks lainnya. Kotoran ini

dapat dihilangkan dengan uap panas, hidrolisa, disusul dengan proses

pengendapan, pemusingan atau penyaringan dengan menggunakan absorben.

1

Deodorisasi 2012

3. Kotoran yang larut dalam minyak. Kotoran ini terdiri dari asam lemak bebas, sterol,

hidrokarbon turunan dari mono dan digliserida yang dihasilkan dari trigliserida, zat warna

yang terdiri dari karotenoid, klorofil dan zat warna lainya yang yang dihasilkan dari oksidasi

dan dekomposisi minyak, terdiri dari keton dan aldehida, dan resin, serta zat lainnya

yang belum teridentifikasi. Selain senyawa tersebut beberapa minyak mengandung

senyawa beracun, misalnya gossypol pada minyak biji kapas, dan ester dari asam isothiosunat

dan etil alkohol pada mustard oil.

Perlakuan pendahuluan bertujuan untuk :

1. Menghilangkan kotoran dan stabilitas minyak dengan mengurangi ion logam terutama

Fe dan Cu.

2. Proses pemisahan gum dilakukan terhadap minyak untuk tujuan tertentu, misalnya

untuk  pembuatan lak dari linseed oil.

3. Memudahkan proses pemurnian selanjutnya, dan mengurangi minyak yang hilang

selama pemurnian, terutama pada proses netralisasi dengan kaustik soda.

Proses pemurnian yang tepat sangat penting dilakukan dalam rangka untuk

memproduksi produk akhir yang berkualitas tinggi dalam rentang spesifikasi yang telah

ditentukan dan sesuai keinginan pelanggan. Ada 2 tipe dasar teknologi pembersihan yang

tersedia untuk minyak:

(i) Pembersihan secara kimia (alkali) atau Chemical refinery

(ii) Pembersihan secara fisik atau Physical refinery

Perbedaan diantara kedua tipe tersebut didasarkan pada jenis bahan kimia yang

digunakan dan cara penghilangan FFA. Dalam kimia proses yang digunakan yaitu netralisasi

dengan menambahkan zat kimia (larutan kaustik), kemudian terjadinya reaksi kimia antara

FFA dan larutan kaustik menjadi sabun. Sedangkan, dalam fisika proses yang berlangsung

dengan pemanasan dan kondisi vakum agar minyak tidak rusak pada suhu tinggi.

Pembersihan secara fisik tampaknya pada prakteknya menggantikan penggunakan teknik

pembersihan menggunakan bahan kimia (alkali) karena tingginya asam lemak bebas (FFA)

pada minyak yang dibersihkan dengan cara kimia. Proses deasidifikasi (deodorisasi) pada

proses pembersihan secara fisik mampu mengatasi masalah tersebut. Terpisah dari hal

tersebut, menurut literatur, metode ini disarankan karena diketahui cocok untuk minyak

2

Deodorisasi 2012

tumbuhan dengan kadar fosfat yang rendah seperti minyak sawit. Dengan demikian,

pembersihan secara fisik terbukti memiliki efisiensi yang lebih tinggi, kehilangan yang lebih

sedikit (Nilai Pemurnian < 1,3), biaya operasi yang lebih rendah, modal yang lebih rendah

dan lebih sedikit bahan untuk ditangani.

Nilai Pemurnian (NP) adalah parameter yang digunakan untuk memperkirakan

berbagai tahap pada proses pemurnian. Faktor ini tergantung pada hasil produk dan kualitas

dari input dan dihitung yaitu :

NP biasanya dikuantifikasi untuk berbagai tahap dalam proses pemurnian secara

sendiri-sendiri dan pengawasan NP dalam pemurnian biasanya berdasarkan berat yang

dihitung dari pengukuran volumetrik yang disesuaikan dengan suhu atau menggunakan

accurate cross-checked flow meters.

Berikut adalah flowchart proses pemurnian Crude Palm Oil (CPO) :

3

Deodorisasi 2012

Gambar 1.1 Flowchart Proses Pemurnian Crude Palm Oil (CPO)

A.1 Pemurnian (Refining) Kimia

Pemurnian secara kimia atau pemurnian basa adalah metode konvensional yang

digunakan untuk memurnikan CPO. Ada tiga tahap pada proses refining secara kimia, yaitu :

1) Degumming dan Netralisasi

Pada tahap ini, bagian fosfatida dari minyak dihilangkan dengan menambahkan

additive di bawah kondisi reaksi yang spesifik. Additive yang paling umum digunakan adalah

asam fosfat dan asam sitrat. Setelah itu, dilakukan proses netralisasi dengan menggunakan

basa untuk menghilangkan asam lemak bebas. Larutan kemudian dimasukkan kedalam labu

pemisah sehingga akan terpisah antara bagian minyak dengan sabun hasil reaksi antara basa

dengan asam lemak bebas. Untuk menghilangkan kelebihan basa, minyak tersebut dicuci

dengan air panas. Reaksi kimia yang terjadi pada tahap ini adalah sebagai berikut:

4

Deodorisasi 2012

R – COOH + NaOH RCOONa + H2O

2) Penjernihan dan Filtrasi

Minyak yang telah dicuci kemudian dilakukan tahap kedua, yaitu penjernihan. Pada

tahap ini, minyak dimasukkan ke dalam bejana silindris dengan pengaduk yang dinamakan

bleacher. Minyak tersebut kemudian dipanaskan pada suhu 90 ºC di bawah kondisi vakum.

Minyak tersebut dievaporasi hingga kering. Minyak yang kering kemudian ditambahkan

karbon aktif sehingga karbon aktif tersebut akan mengadsorpsi warna dari minyak. Campuran

minyak dan agen pemutih di lakukan tahap filtrasi untuk memisahkan adsorben dari minyak.

Minyak yang diperoleh lebih jernih dari awal.

3) Penghilangan Bau

Minyak setelah dilakukan tahap penjernihan masih mengandung beberapa bahan yang

menyebabkan bau, sehingga perlu dilakukan tahap deodorisasi. Minyak yang jernih

dimasukkan ke dalam bejana silindris yang dinamakan deodorizer. Deodorizer dijaga pada

kondisi vakum yang tinggi kemudian dipanaskan pada suhu 200 ºC dengan tekanan yang

tinggi. Senyawa yang volatil akan menguap dengan beberapa pembawa. Minyak ini

kemudian didinginkan dan dijernihkan melewati mesin penyaring untuk mendapatkan

minyak yang bening.

A.2 Pemurnian (Refining) Fisika

Pemurnian secara fisika adalah metode alternatif dimana cara penghilangan asam

lemak bebas dilakukan dengan destilasi pada temperatur yang tinggi dan vakum yang rendah.

Cara ini menggantikan penambahan basa pada metode pemurnian kimia. Penjernihan secara

fisika juga dapat dikatakan sebagai deasidifikasi dengan destilasi uap dimana asam lemak

bebas dan senyawa volatil lainnya di pisahkan dari minyak menggunakan agen stripping yang

efektif. Pada tahap pemurnian fisika, FFA di hilangkan pada tahap akhir. Kelebihan

pemurnian fisika dibanding kimia adalah :

5

Deodorisasi 2012

a. Physical refining sesuai untuk minyak dengan FFA tinggi atau minyak kelapa sawit

dan minyak sekam padi.

b. Looses pada chemical refining sangat tinggi, terutama minyak dengan FFA tinggi

diproses secara fisika (tanpa proses kaustik). Proses-proses yang dilakukan yaitu

degumming, bleaching, dan deodorisasi, dengan kondisi operasi pada umumnya 0,5

torr vakum, dapat mengurangi FFA hingga dibawah 0,1 % dan jernih tanpa bau.

c. Tidak menghasilkan sabun (seperti dalam proses kimia) yang membutuhkan proses

lebih lanjut. Namun langsung menghasilkan produk sampingan DFA (Distilled Fatty

Acid) yang dapat langsung digunakan oleh pabrik sabun. Dan juga tidak memerlukan

air pencucian yang sangat baik untuk plant water treatment, sehingga bebas polusi.

Gambar 1.2 Kelebihan Physical Refining

B. Sifat – Sifat Minyak dan Lemak

B.1 Sifat Fisika

1. Warna

Warna pada minyak dan lemak disebabkan oleh adanya pigmen karena asam

lemak dan trigliserida sendiri tidak memiliki warna. Warna kuning disebabkan adanya

pigmen karoten yang larut dalam minyak atau lemak. Karoten merupakan

hidrokarbon yang polyunsaturated (sangat tidak jenuh). Karoten tidak stabil pada

6

Deodorisasi 2012

suhu tinggi dan minyak diolah dengan menggunakan uap panas, maka karoten akan

kehilangan warnanya. Karoten tidak terpisahkan dengan proses oksidasi, akan tetapi

karoten dapat diserap oleh beberapa absorben seperti bleaching earth sehingga

minyak atau lemak tersebut tidak berwarna kuning lagi. Warna gelap yang terdapat

pada beberapa minyak yang telah mengalami kerusakan oksidatif, disebabkan karena

terjadinya proses oksidasi tokopherol yang terdapat pada minyak atau lemak.

2. Kelarutan

Minyak dan lemak tidak dapat larut dalam air, kecuali minyak jarak (castor

oil). Minyak dan lemak hanya sedikit yang larut dalam alkohol, tetapi akan melarut

sempurna dengan etil eter, karbon disulfida dan pelarut halogen lainnya. Pelarut ini

memiliki sifat nonpolar sebagaimana halnya minyak dan lemak. Kelarutan dari

minyak dan lemak ini dipergunakan sebagai dasar untuk mengekstraksi minyak dan

lemak dari bahan yang mengandung minyak atau lemak. Asam-asam lemak yang

berantai pendek dapat larut dalam air, semakin panjang rantai asam lemak, maka

kelarutan dalam air semakin berkurang.

3. Titik cair dan polimerisasi

Asam lemak tidak memperlihatkan kenaikan titik cair yang linear dengan

bertambah panjangnya rantai karbon. Asam lemak dengan ikatan trans mempunyai

titik cair yang lebih tinggi dari pada isomer asam lemak yang berikatan cis.

Polimorphism pada minyak dan lemak adalah suatu keadaan dimana terdapat lebih

dari satu kristal. Polimorphism sering dijumpai pada beberapa komponen yang

mempunyai rantai karbon panjang dan pemisahan kristal-kristal tersebut sangat sukar

namun demikian untuk beberapa komponen, bentuk dari kristal sudah dapat diketahui.

Polimorphism sangat penting untuk mempelajari titik cair minyak atau lemak dan

asam-asam lemak beserta ester. Untuk selanjutnya polimorphism mempunyai peranan

penting dalam berbagai proses untuk mendapatkan minyak atau lemak.

4. Titik didih

Titik didih dari asam-asam lemak akan bertambah besar dengan bertambahnya

rantai karbon dari beberapa asam lemak tersebut.

5. Berat jenis

7

Deodorisasi 2012

Berat jenis dari minyak dan lemak biasanya ditentukan pada temperatur 25 0C

akan tetapi dalam hal ini dianggap penting juga untuk diukur pada temperatur 40 atau

60 0C untuk lemak yang titik cairnya tinggi. Pada penentuan berat jenis, temperatur

dikontrol dengan hati-hati dalam kisaran temperatur yang pendek.

6. Indeks bias

Indeks bias adalah derajat penyimpanan dari cahaya yang dilewatkan pada

suatu medium yang cerah. Indeks bias tersebut pada minyak dan lemak dipakai untuk

pengenalan unsur kimia dan pengujian kemurnian minyak atau lemak. Abbe

refractometer mempergunakan alat temperatur yang dipertahankan pada 25 0C. Untuk

pengukuran indeks bias lemak yang bertitik cair tinggi, dilakukan pada temperatur 40

atau 60 0C, selama pengukuran temperatur harus dikontrol dan dicatat. Indeks bias ini

akan meningkat pada minyak atau lemak dengan rantai karbon yang panjang dan juga

dengan terdapatnya jumlah ikatan rangkap. Nilai indeks bias dari asam lemak juga

akan bertambah dengan meningkatnya berat molekul, selain dengan naiknya

ketidakjenuhan dari asam-asam lemak tersebut.

7. Aroma dan rasa

Aroma dan rasa pada minyak atau lemak selain terdapat secara alami juga

terjadi karena terdapatnya asam-asam yang berantai sangat pendek sekali sebagai

hasil penguraian yang menyebabkan kerusakan pada minyak atau lemak.

8. Titik lebur (Melting point)

Titik lebur pada minyak atau lemak akan semakin tinggi dengan semakin

panjangnya rantai atom C.

9. Odor dan flavor

Odor dan flavor pada minyak atau lemak selain terdapat secara alamiah, juga

terjadi karena pembentukan asam-asam berantai pendek sebagai hasil dari penguraian

pada kerusakan minyak atau lemak. Akan tetapi pada umumnya odor dan flavor ini

disebabkan oleh komponen bukan minyak.

10. Titip asap, titik nyala, dan titik api

Titik asap adalah temperatur pada saat minyak atau lemak menghasilkan asap

tipis yang kebiru-biruan pada pemanasan. Titik nyala adalah temperatur pada saat

8

Deodorisasi 2012

campuran uap dan minyak dengan udara mula terbakar. Sedangkan titik api adalah

temperatur pada saat dihasilkan pembakaran yang terus menerus sampai habisnya

contoh uji.

11. Shot melting point

Shot melting point adalah temperatur pada saat terjadi tetesan pertama dari

minyak atau lemak. Pada umumnya minyak atau lemak mengandung komponen yang

berpengaruh terhadap titik cairnya.

B.2 Sifat Kimia

1. Hidrolisa

Dalam proses hidrolisa minyak atau lemak akan diubah menjadi asam-asam

lemak bebas. Proses hidrolisa yang dapat mengakibatkan kerusakan pada minyak atau

lemak karena terdapatnya sejumlah air pada minyak atau lemak tersebut. Proses ini

dapat mengakibatkan terjadinya hydrolitic rancidity yang menghasilkan aroma dan

rasa tengik pada minyak atau lemak. Untuk menentukan tingkat ketengikan minyak

atau lemak dapat ditentukan dengan menghitung jumlah peroksida di dalam minyak

atau lemak. Semakin tinggi bilangan peroksida maka semakin tinggi pula tingkat

ketengikan suatu minyak.

Penentuan bilangan peroksida dilakukan dengan cara titrasi yang

menggunakan larutan tiosulfat sebagai pentiter.

(Wildan, 2002)

2. Oksidasi

Reaksi ini menyebabkan ketengikan pada minyak atau lemak. Terdapatnya

sejumlah oksigen dan logam-logam seperti tembaga (Cu), seng (Zn) serta logam

lainnya yang bersifat sebagai katalisator oksidasi minyak atau lemak. Proses oksidasi

9

Deodorisasi 2012

ini akan bersifat sebagai penyebab terbentuknya aldehid dan keton serta asam-asam

lemak bebas yang akan menimbulkan bau yang tidak disenangi. Proses ini juga

menyebabkan terbentuknya peroksida. Untuk mengetahui tingkat ketengikan minyak

atau lemak dapat ditentukan dengan menentukan jumlah peroksida yang terbentuk

pada minyak atau lemak. Penentuan bilangan peroksida dilakukan dengan cara titrasi

yang menggunakan larutan tiosulfat sebagai pentiter.

(Wildan, 2002)

3. Hidrogenasi

Tujuan dari proses ini adalah untuk menjernihkan ikatan rangkap dari rantai

karbon atom C asam lemak pada minyak atau lemak. Reaksi ini berlangsung dengan

menggunakan hidrogen murni ditambah dengan serbuk nikel sebagai katalisator yang

mengakibatkan kenaikan titik cair dari asam lemak dan juga menjadikan minyak atau

lemak tahan terhadap oksidasi akibat hilangnya ikatan rangkap.

4. Esterifikasi

Reaksi esterifikasi bertujuan untuk mengubah asam-asam lemak trigliserida

kedalam bentuk ester. Minyak dan lemak juga mengandung komponen non-

trigliserida dalam jumlah kecil. Komponen non-trigliserida akan menyebabkan aroma,

warna dan rasa yang kurang disenangi konsumen. Komponen-komponen non-

trigliserida ini adalah :

Komponen yang larut dalam lemak, merupakan sapmatter atau senyawa-

senyawa yang dapat mengalami saponifikasi.

Misalnya : asam-asam lemak bebas, pigmen, gliserol, pospatida, dan lendir.

Komponen yang tersuspensi merupakan unsapmatter atau senyawa-senyawa

yang tidak dapat mengalami saponifikasi.

10

Deodorisasi 2012

Misalnya : karbohidrat serta senyawa-senyawa yang mengandung nitrogen.

C. Deodorisasi

Deodorisasi merupakan proses untuk memisahkan aroma dan bau dari minyak.

Prinsip dari proses deodorisasi yaitu distilasi minyak oleh uap dalam keadaan hampa udara.

Pada suhu tinggi, komponen-komponen yang menimbulkan bau mudah diuapkan, kemudian

melalui aliran uap komponen-komponen tersebut dipisahkan dari minyak. Komponen-

komponen yang dapat menimbulkan rasa dan bau dari minyak antara lain aldehida, keton,

alkohol, asam lemak berberat molekul ringan, hidrokarbon, bahan lain hasil dekomposisi

peroksida, pigmen dan minyak esensial yang jumlahnya sekitar 0,1 persen dari berat minyak.

Distilasi vakum biasanya digunakan jika senyawa yang ingin didistilasi tidak stabil,

dengan pengertian dapat terdekomposisi sebelum atau mendekati titik didihnya atau

campuran yang memiliki titik didih di atas 150 °C. Metode distilasi ini tidak dapat digunakan

pada pelarut dengan titik didih yang rendah jika kondensornya menggunakan air dingin,

karena komponen yang menguap tidak dapat dikondensasi oleh air. Untuk mengurangi

tekanan digunakan pompa vakum atau aspirator. Aspirator berfungsi sebagai penurun tekanan

pada sistem distilasi ini.

Deodorisasi sebagai tahap terakhir dalam pemurnian minyak, merupakan proses

pelucutan oleh uap air (steam). Uap panas yang digunakan merupakan uap kualitas baik (1-

3% dari minyak), yang dibangkitkan dari air umpan yang telah dideaerasi dan mengalami

perlakuan tertentu, yang kemudian diinjeksikan ke dalam minyak pada suhu tinggi (252-

266oC) dan kevakuman tinggi (<6 mmHg). Manfaat pemberian uap langsung menjamin

pembuangan sisa-sisa asam lemak bebas, aldehida dan keton. Pada kondisi ini peroksida

terdekomposisi dan asam-asam lemak bebas serta senyawa-senyawa odor akan teruapkan.

Pemucatan minyak oleh panas dilakukan dengan menjaga minyak selama 15-60 menit pada

suhu tinggi untuk memastikan terjadinya dekomposisi pigmen karotenoid. Selama proses

deodorisasi, mungkin terjadi beberapa reaksi yang dikehendaki, tetapi terdapat pula reaksi

yang tidak diinginkan seperti hidrolisis lemak, polimerisasi dan isomerisasi. Oleh karena itu,

suhu deodorisasi harus secara hati-hati dikendalikan untuk mencapai kualitas akhir minyak

yang diinginkan.

11

Deodorisasi 2012

Gambar 1.3 Deodorizer

Gambar 1.4 Deodorizer Stripping Column

12

Deodorisasi 2012

Gambar 1.5 Tray Deodorizer

D. Mekanisme Proses Deodorisasi

Minyak diberi perlakuan vakum dan diagitasi. Deodorisasi dilakukan dalam alat yang

bernama deodorizer. Pada alat ini minyak diberi perlakuan vakum dan suhu

ditingkatkan disertai pengadukan dan pengaliran gas. Gas yang digunakan adalah uap

air panas. Kondisi vakum menyebabkan komponen volatil menguap dan mengurangi

gas yang dibutuhkan. Kondisi vakum juga berperan mengurangi oksidasi minyak dan

hidrolisis trigliserida jika gas yang digunakan adalah uap air panas. Setelah minyak

dideodorisasi, karena dalam proses deodorisasi ini dilakukan pemanasan, proses

pendinginan minyak harus segera dilakukan. Proses deodorisasi dinyatakan mulai

berlangsung jika jumlah tekanan uap dan jumlah tekanan zat menguap telah sama

dengan permukaan minyak dan lemak. Makin rendah tekanan, makin rendah pula

suhu deodorisasi sehingga dengan demikian vakum yang baik sangat berpengaruh

dalam proses.

Tabel 1.1 Suhu Deodorisasi Campuran Asam Lemak pada Tekanan Berbeda-beda

Asam Lemak Pada : P= 5 mm Hg – 8 mm Hg (ºC) P= 20 mm Hg (ºC)

Minyak Kacang Tanah 210 – 220 230 – 240

Minyak Kedelai 210 – 220 230 – 245

Minyak Biji Kapas 215- 225 235 – 250

Minyak Zaitun 210 – 220 230 – 240

Minyak Kelapa Sawit 210 – 215 225 – 235

Minyak Kelapa 200 -210 215 – 230

13

Deodorisasi 2012

Minyak diberi aliran gas biasanya uap air : uap panas dimasukkan ke dalam tangki

(stripping). Pemasukan uap tersebut dimaksudkan untuk mempengaruhi

penguapan senyawa-senyawa volatil agar dapat menguap pada suhu yang lebih

rendah. Gelembung-gelembung uap akan naik melalui minyak dan keluar dari

lingkungan minyak membawa serta komponen-komponen yang konsentrasinya

tergantung pada tekanan parsial masing-masing komponen.

Gambar 1.6 Continuous Evaporator/Stripper

Alat ini dirancang untuk pemisahan zat volatil dan non-volatil dengan tekanan yang

vakum. Alat tersebut dapat digunakan untuk:

Memisahkan pelarut dari polimer, surfaktan, coating industri, lemak, lilin, dan

minyak sayuran

Dehidrasi peroksida organik atau bahan organik lain yang mudah terbakar

Pemurnian aromatik, tokoferol, alkil fenol, ester, dan oleokimia

Daur ulang pelarut, alkohol, dan keton

Deodorisasi polimer, aditif, agrokimia, minyak ikan, dan minyak sayur14

Deodorisasi 2012

Prinsipnya adalah volatilitas, minyak yang akan dimurnikan dipanaskan dengan uap,

sehingga bau tak sedap yang volatil akan dengan mudah menguap terlebih dahulu kemudian

dikondensasikan untuk dibuang.

Tabel 1.2 Titik didih asam lemak pada rasio uap air dan asam lemak yang berbeda

Rasio uap air : asam lemak 2,5 : 1 1 : 1

Asam laurat 191 ºC 215 ºC

Asam myristat 211 235

Asam palmitat 224 248

Asam stearat 243 263

Asam oleat 239 262

E. Proses Deodorisasi

15

Deodorisasi 2012

Gambar 1.7 Flowchart Proses Deodorisasi

Adapun proses deodorisasi adalah pertama-tama, minyak yang telah dikelantang

(dibleaching) memasuki deaerator yang mana beroperasi pada tekanan absolut 50 mmHg atau

kurang. Oksigen dan kelembaban dari minyak dihilangkan sebelum dipanaskan pada suhu

deodorisasi. Deaerator ini biasanya dilengkapi dengan demister untuk menghilangkan sisa-

sisa minyak dengan sistem vakum. Setelah dari deaerator, minyak melewati economizer dan

final oil heater (pemanas minyak akhir). Final oil heater ini biasanya dirancang untuk

memanaskan suhu minyak masuk hingga suhu akhir menggunakan steam bertekanan tinggi

atau fluida panas. Minyak kemudian memasuki deodorizer yang terdiri dari satu unit-shell

vertical (bejana horizontal) dirancang untuk operasi 3 torr atau kurang di keluaran (outlet)

uap. Bejana mempunyai beberapa kompartemen deodorisasi dilengkapi dengan perangkat

distribusi steam khusus untuk menunjukkan hubungan kontak antara minyak dan uap (steam).

Perangkat ini dapat berupa gas-lift pumps (pompa raksasa) atau sparge rings. Waktu

penyimpanan di setiap kompartemen bervariasi antara 10 dan 30 menit, tergantung kepada

design.

Ketika minyak melewati rangkaian baffle (sekat) dipasang pada tray, minyak meluap

melalui pipa overflow atau bendungan untuk tray lebih rendah berikutnya. Setelah mengalami

periode proses deodorisasi yang cukup, minyak siap untuk pendinginan. Untuk mencapai

pemulihan energi panas yang tinggi pada deodorisasi kontinu, minyak sering dibawa keluar

bejana dan didinginkan dalam economizer oil-to-oil. Untuk memberikan pendinginan

16

Deodorisasi 2012

tambahan atau untuk mengkompensasi kurangnya media pendingin ketika mengubah bahan

baku, alat pendingin perantara juga sering disediakan.

Jika pendinginan dilakukan sepenuhnya di bawah kondisi vakum, zat-zat volatil

dihilangkan hampir secepat mereka terbentuk. Untuk menghilangkan zat-zat volatil yang

terbentuk di bawah kondisi tekanan ketika minyak sedang didinginkan, minyak ini sering ke

kondisi tekanan rendah di flash vessel atau bagian bawah deodorizer setelah external heat

exchanger. Akhirnya, minyak dilewatkan melalui tabung atau sistem filtrasi poliester untuk

menghilangkan zat yang terdapat di dalamnya.

17

Deodorisasi 2012

18

Deodorisasi 2012

Minyak yang telah dibleaching (dikelantang) dipompa terus-menerus dari tangki umpan

oleh deaerator feed pump. Minyak dipanaskan dahulu dalam deaerating economizer oleh

minyak dideodorisasi keluar diikuti dengan deaerating heater sebelum memasuki deaerator.

Bejana berada di kondisi vakum penuh, sehingga udara sisa dikurangi menjadi absolut

minimum. Deaerator discharge pump mengirimkan minyak menuju ke heat economizer dimana

suhu ditingkatkan oleh minyak deodorisasi yang panas. Minyak dipanaskan sampai suhu proses

maksimum di dalam vacuum heater oleh cairan panas dari thermal oil heater. Sebagian dari

asam lemak bebas dalam minyak akan menyala dengan meningkatnya suhu.

Adapun proses-proses dalam deodorisasi adalah :

1. Stripping (Pelucutan)

Minyak panas memasuki packed column (kolom packing) yang diisi dengan struktur

packing khusus sehingga minyak dapat didistribusikan menjadi film tipis dan diaduk

oleh stripping steam yang mengalir berlawanan arah dari bawah kolom. Akibatnya,

asam lemak bebas dan zat-zat volatil impuritis lainnya tersisa dalam minyak menguap

dan menghilang bersama-sama dengan steam. Waktu tinggal dalam kolom hanya

beberapa menit. Sebagian besar asam lemak bebas bersama dengan aldehida, keton, dan

lain-lain dalam minyak harus cepat dihilangkan sebelum terjadi kerusakan permanen

akibat panas.

2. Deodorizing (Penghilangan Bau)

Minyak yang telah dilucuti (distripping) dari kolom mengalir ke deodorizer dimana

mengalir melalui serangkaian saluran-saluran kompartemen (tray) ditumpuk secara

vertikal selama diaduk dengan stripping steam. Aksi pemanasan berkelanjutan merusak

karoten dan pigmen warna lainnya, sehingga warna menjadi lebih ringan. Selain itu,

jumlah dari sisa asam lemak bebas dalam minyak berkurang ke dalam absolut minimum.

Stripping steam melewati packed column dan tidak ada uap yang dipisah diperlukan

dalam stripping column. Waktu penyimpanan maksimum di dalam deodorizer adalah 70

menit.

3. Cooling (Pendinginan)

19

Deodorisasi 2012

Minyak yang telah dideodorisasi dialirkan ke deodorizing economizer dan

didinginkan oleh minyak yang masuk. Minyak tersebut kemudian dimasukkan oleh

product pump dan didinginkan sampai suhu penyimpanan dalam deaerating economizer

dan product cooler. Antioksidan dicampur dengan minyak dalam deodorizing

economizer. Minyak yang telah selesai (finished oil) akhirnya dikirim ke penyimpanan

melalui product filters.

4. Distillate recovery (Pemulihan distilat)

Asam lemak bebas dan zat-zat lainnya, menguap dari minyak, dan dikondensasi oleh

kontak dengan distilat daur ulang (recycled distillate) dan didinginkan di vapor

scrubber. Distilat ini disirkulasikan oleh distillate pump menuju ke distillate cooler

dimana didinginkan oleh air pendingin. Distilat terakumulasi keluar dari scrubber untuk

penyimpanan.

5. Perlindungan terhadap Kontaminasi Udara

Untuk kualitas optimum, terutama dalam pemrosesan minyak tak jenuh, minyak

tersebut perlu dilindungi dari kontaminasi udara selama proses deodorisasi. Deaerator

packed column harus dapat menghilangkan udara terlarut secara maksimal sebelum

pemanasan dengan suhu tinggi. Hal ini membantu mengurangi polimerisasi minyak

dalam koil heat exchanger dari heat economizer.

6. Proses Kontrol

Pengendalian kontrol, operasi, dan pengawasan pabrik dapat diawasi oleh satu

operator setiap shift. Semua parameter proses, seperti level indikator laju alir,

temperatur, tinggi cairan, dan lain-lain diperlukan yang secara otomatis diatur oleh

control panel.

F. Parameter dan Kondisi Proses Deodorisasi

Deodorisasi pada prinsipnya merupakan proses pelucutan oleh gas pelucut dalam

kondisi vakum pada suhu tertentu. Dan selama proses tersebut asam-asam lemak bebas dan

komponen-komponen odor dihilangkan untuk mendapatkan minyak yang tidak berbau.

Meskipun proses ini secara umum dinamakan deodorisasi, tetapi sebenarnya merupakan

kombinasi dari tiga operasi yang berbeda :

20

Deodorisasi 2012

Distilasi, yaitu pelucutan komponen volatil (asam lemak bebas, tokoferol, tokotrienol,

sterol, dan kontaminan seperti pestisida atau hidrokarbon aromatik polisiklik ringan, dsb)

Deodorisasi sebenarnya, yaitu penghilangan komponen-komponen penyebab bau; dan

Thermal bleaching, seperti penghancuran pigmen (karotenoid) oleh panas sementara

menjaga efek samping reaksi seperti cis-trans isomerisasi, polimerisasi, dsb.

Parameter deodorisasi optimal (suhu, tekanan operasi, dan jumlah gas pelucut)

ditentukan oleh jenis minyak dan proses pemurnian yang dipilih (secara kimia atau secara

fisik), tetapi juga oleh rancangan deodorizer. Pemurnian secara fisik memerlukan kondisi

yang lebih ketat dibandingkan pemurnian secara kimia. Hal ini karena penghilangan asam

lemak bebas dilakukan dengan distilasi, dan dalam pemurnian secara fisik kadar asam lemak

bebas awal cukup tinggi.

Kondisi proses deodorisasi bergantung pada jenis minyak, kualitas minyak, dan

sistem pemurnian (refining) yang digunakan. Pergeseran teknologi pemurnian kini lebih

kearah pemurnian secara fisik dimana asam lemak bebas secara eksklusif dihilangkan melalui

distilasi uap dan membutuhkan kondisi yang lebih terkontrol dibandingkan minyak yang

dimurnikan secara kimiawi. Dengan pemurnian secara kimiawi, sebagian besar kadar asam

lemak bebas telah dinetralkan sebelum deodorisasi. Minyak yang mengalami pemurnian

secara fisik memiliki kadar asam lemak bebas berkisar 1 sampai 5% dibandingkan dengan

minyak yang dimurnikan secara kimiawi yaitu 0,05 – 0,1%. Kebutuhan distilasi uap baik

untuk minyak yang telah dimurnikan secara fisik maupun secara kimia dapat dicapai dengan

mengubah satu atau lebih variabel operasi.

Empat variabel operasi yang saling terkait yang mempengaruhi kualitas minyak yang

dideodorisasi adalah derajat vakum, suhu, laju alir gas pelucut, dan waktu tinggal pada suhu

deodorisasi.

1. Derajat Vakum

Jika asam lemak dan senyawa-senyawa odor didistilasi pada suhu lebih rendah,

distilasi harus dilakukan pada tekanan absolut yang rendah yang dipengaruhi oleh sistem

vakum. Titik didih dari asam-asam lemak dan tekanan uap dari senyawa-senyawa odor

berkurang dengan penurunan tekanan absolut. Tekanan absolut rendah yang biasanya

21

Deodorisasi 2012

digunakan adalah 2-4 mbar yang umumnya dihasilkan oleh sistem vakum yang terdiri dari

suatu kombinasi steam jet ejector, kondensor uap, dan pompa vakum mekanik.

2. Suhu

Suhu deodorisasi harus cukup tinggi untuk memastikan tekanan uap dari senyawa-

senyawa volatil dalam minyak cukup tinggi. Tekanan uap dari senyawa-senyawa odor

meningkat dengan cepat sesuai dengan kenaikan suhu minyak. Pengoperasian deodorizer

pada suhu tertentu dapat memicu dekomposisi termal dari beberapa senyawa yang secara

alami terdapat dalam minyak, seperti pigmen dan beberapa trace kompleks metal-prooksidan.

Pigmen karotenoid dapat terdekomposisi dan dihilangkan melalui deodorisasi dimulai pada

suhu 230 oC; Oleh karenanya, pengaturan waktu dan suhu harus ditentukan dalam proses

deodorisasi. Secara umum, suhu deodorisasi akan bervariasi sekitar 204 – 246 oC dan dalam

kasus-kasus tertentu dapat mencapai 274 oC.

3. Uap Panas (Stripping steam)

Jumlah uap panas yang diperlukan merupakan suatu fungsi dari tekanan operasi dan

efisiensi pencampuran. Pencampuran minyak diperlukan untuk mengenakan permukaan

minyak baru pada tekanan absolut rendah secara konstan, dilakukan oleh distribusi uap panas.

Oleh karena itu, kedalaman minyak merupakan suatu faktor utama untuk memastikan baik

kebutuhan uap panas dan waktu tinggalnya. Jumlah asam-asam lemak yang terdistilasi untuk

setiap kg uap panas berbanding lurus terhadap tekanan uap dari asam lemak. Uap panas

efektif bergantung pada volume, sebagai contoh operasi pada 1-mbar akan membutuhkan

persentase berat uap yang lebih rendah dibandingkan operasi pada 6-mbar. Perbedaan

diantara jenis minyak juga mempengaruhi kebutuhan uap; sebagai contoh, minyak kanola

membutuhkan uap lebih banyak dibandingkan minyak kedelai untuk menghilangkan bau.

Jumlah uap yang berlebihan mungkin dapat menyebabkan hidrolisis dan meningkatnya

kebutuhan energi untuk sistem vakum. Kondisi tipikal kebutuhan uap untuk proses

deodorisasi adalah 5 - 15% berat minyak untuk sistem batch dan 0,5-2% untuk sistem kontinu

dan semi kontinu.

4. Waktu tinggal (Stripping time)

Waktu tinggal proses deodorisasi adalah periode selama lemak atau minyak berada

pada suhu deodorisasi dan kontak dengan gas pelucut. Waktu pelucutan (stripping time)

22

Deodorisasi 2012

untuk deodorisasi yang efisien harus cukup lama untuk mereduksi komponen odor dari

minyak sampai tingkat yang dikehendaki. Waktu tinggal ini akan bervariasi sesuai rancangan

alat. Sebagai contoh, deodorizer tipe batch dengan kedalaman minyak 8-10 ft di atas

distributor sparging steam akan memerlukan waktu deodorisasi yang lebih lama

dibandingkan sistem kontinu atau semikontinu yang menggunakan kedalaman lapisan

minyak yang rendah. Biasanya, waktu tinggal pada suhu tertentu untuk sistem deodorizer

batch adalah 3-8 jam, sedangkan waktu tinggal untuk sistem kontinu dan semikontinu

bervariasi dari 15 sampai 120 menit.

DAFTAR PUSTAKA

Agro Industri Indonesia, 2010. Proses Pemurnian Minyak Sawit.

http://agroindustriindonesia.blogspot.com/2010/09/proses-pemurnian-minyak-

sawit.html. Diakses pada tanggal 12 Maret 2012.

Anonim, 2011. Proses Pemurnian Minyak Kelapa Sawit. http://bahan2%20oleo/PROSES-

PEMURNIAN-MINYAK-KELAPA-SAWIT.htm. Diakses pada tanggal 12 Maret

2012.

Gunstone, Frank D. 2004. The Chemistry of Oil and Fats. Blackwell : USA.

Ketaren, S. 1986. Pengantar Teknologi Minyak Dan Lemak Pangan. Universitas Indonesia : Jakarta.

Kumar, 2007. Deodorizer. http:// product_range_deodorizer_with_stripping_column.html.

Diakses pada tanggal 12 Maret 2012.

Lordbroken, 2010. Pengolahan Minyak : Penghilangan Bau.

http://lordbroken.wordpress.com/2010/11/04/pengolahan-minyak-penghilangan-bau/.

Diakses pada tanggal 12 Maret 2012.

Ren, 2010. Mesin Minyak Goreng. http://deodorisasi%20%28bahan%20baru%29.htm.

Diakses pada tanggal 12 Maret 2012.

Riyadi, Azis Herdiyanto. 2009. Kendali Proses Deodorisasi dalam Pemurnian Minyak Sawit

Merah Skala Pilot Plant. Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor, Hal 16-19.

Sekotheng, 2009. Pure Plant Oil, Pemurnian Secara Fisika dan Kimia.

http://sekotheng.wordpress.com/tag/kerjaanku/. Diakses pada tanggal 12 Maret 2012.

23

Deodorisasi 2012

Shadidi, Fereidoon. 2005. Bailey’s Industrial Oil and Fat Products. Sixth Edition. Volume 6.

John Wiley & Sons : USA.

Wildan, Farihah. 2002. Penentuan Bilangan Peroksida dalam Minyak Nabati dengan Cara

Titrasi. Balai Penelitian Ternak. Bogor.

24