1

PENGARUH TEKANAN PADA PEMBUATAN VCO DENGAN PROSES SIRKULASI PEMOMPAAN

Joko Mulyono (L2C607029) dan Muhamad Maulana A.N (L2C607036) Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro

Jln. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, 50239, Telp/Fax: (024)7460058Pembimbing: Ir. Danny Soetrisnanto, M.Eng

Abstrak

Proses sirkulasi pemompaan adalah salah satu alternatif dalam pembuatan VCO. Waktu operasi relatif singkat. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variabel tekanan dan waktu sirkulasi pemompaan terhadap yield yang dihasilkan dan analisis hasil menurut SNI. Pembuatan VCO dimulai dengan membuat santan, kemudian santan dioperasikan dengan cara dipompakan melalui pipa dan nozzle sesuai variabel tekanan dan variabel waktu sirkulasi. Hasil operasi didekantasi selama lima jam agar minyak dan air terpisah. Minyak yang sudah terpisah diambil dengan dekanter. Kemudian minyak dianalisis yield, kadar air, kadar FFA, dan peroksida. Sedangkan blondo dianalisis kandungan minyak sisa. Dari hasil analisis dapat diambil kesimpulan bahwa variabel tekanan dan waktu sirkulasi berpengaruh terhadap yield VCO yang dihasilkan. Variabel operasi tekanan 2 atm dan waktu sirkulasi 20 menit menghasilkan VCO dengan % yield yang lebih banyak dibandingkan dengan variable yang lain yaitu 97%. Perlakuan ini juga mempengaruhi kualitas VCO yang dihasilkan, dimana kadar air minimum yang diperoleh sebesar 0.1%, kadar minyak sisa pada blondo sebesar 4%, asam lemak bebas sebesar 0.18%, dan angka peroksida sebesar 2.7%.

Kata Kunci: sirkulasi pemompaan, VCO, tekanan.

Abstract

Pumping and circualting process is one of the variations to produce VCO. The process needs less time to operate.. This research purposes to discover correlation between pressure and time of circulation against yield and to find out product analysis represented by SNI (national Indonesian standard). Producing VCO begins from the coconut milk, then the milk are pumped through the pipe and nozzle with variated pressure and variated time of circulation. The results are decanted for five hours so the oils and waters will be separated. The separated oil is taken by decanter. Then the lats step is analyse the oils and oil cake (blondo). The conclusions are pressure and time of circulating variables give impact to yields. Pressure 2 atm and time of circulating 20 minutes give better results with 97% yield. This operating variables also affecting oil quality, the minimum water content is 0.1%, oil content in cake is 0.4%, free fatty acid is 0.18% and peroxide value is 2.7%.

Key Words : circullating and pumping, VCO, pressure

1. Pendahuluan Saat ini areal kelapa mencapai 3,8 juta ha dengan produksi 3,2 juta ton setara kopra, dimana lebih dari 90%

merupakan perkebunan rakyat. Wilayah perkebunan kelapa tersebar di seluruh kepulauan nusantara. Areal tanaman kelapa di pulau Sumatra mencapai 33,63%, di Jawa 22,75%, Sulawesi 19,40%, Bali, NTB, dan NTT sebesar 7,70%, Maluku dan Papua 8,89% serta Kalimantan 7,26%. (Allorerung, et, all, 2008)

Dari kajian data yang ada, banyaknya produksi kelapa di Indonesia memang sangat menguntungkan bagi para petani kelapa. Akan tetapi bahan baku berupa kelapa ini harus ditunjang lebih baik lagi untuk meningkatkan nilai ekonomis suatu kelapa. Sehingga kelapa tidak hanya dijual dalam bentuk bahan mentah atau kopra. Indonesia hanya bisa memproduksi turunan kelapa sebanyak 10 jenis. Sementara Filipina sudah menghasilkan 200 jenis turunan kelapa. Salah

2

satu produk yang bernilai tinggi yang bisa dihasilkan dari kelapa adalah VCO (Virgin Coconut Oil) atau minyak kelapa murni. (Allorerung, et all. 2008)

VCO atau virgin coconut oil adalah minyak dan lemak makan yang dihasilkan tanpa mengubah minyak, hanya diperoleh dengan perlakuan mekanis dan pemakaian panas minimal. VCO diperoleh dari daging buah kelapa yang sudah tua tetapi masih segar yang diproses tanpa pemanasan, tanpa penambahan bahan kimia apapun, diproses dengan cara sederhana sehingga diperoleh minyak kelapa murni yang berkualitas tinggi. Keunggulan dari VCO ini adalah jernih, tidak berwarna, tidak mudah tengik dan tahan hingga dua tahun (Andi, 2005).

Penelitian sebelumnya telah dilakukan pembuatan VCO dengan cara memecah emulsi proses sirkulasi pemompaan (Hanik dan Sheisarani, 2003). Kelebihan metode tersebut adalah selain biaya investasi yang murah, juga tidak membutuhkan waktu lama. Pada penelitian tersebut telah dipelajari pengaruh variabel lama waktu sirkulasi pemompaan, dan lama waktu dekantasi terhadap produk VCO.

Salah satu kendala dalam penggunaan metode sirkulasi pemompaan adalah masih tingginya nilai asam bebas yang belum sesuai dengan standar SNI. Untuk itu perlu diselidiki dan dikembangkan variabel variabel lain yang berkaitan dengan metode sirkulasi pemompaan ini.

Salah satu variabel yang berkaitan dengan sistem pemecahan emulsi adalah tekanan pada saat sirkulasi (Jung-Hyun Rhim dan Soo-Young No,2001). Penelitian lain tentang pemecahan emulsi dengan steam jet pump untuk minyak bumi telah dilakukan dan didapatkan hasil yang cukup memusakan (Isamu Fujita , et al). Metode pemecahan emulsi dengan cara menekan cairan emulsi yang dilewatkan ke nozzle juga diterapkan dalam industri pengolahan minyak (Anonim, 2010), tetapi metode ini belum pernah diterapkan dalam pembuatan VCO yang metode dasarnya adalah memecah emulsi minyak dan air yang ada dalam santan.

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh variabel tekanan dan waktu sirkulasi terhadap yield VCO yang dihasilkan, dan menganalisis kandungan minyak dalam blondo, nilai asam lemak bebas, kandungan air, serta angka peroksida pada minyak. 2. Bahan dan Metode PenelitianBahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain kelapa parut, dan aquadest, Selain itu dalam penelitian ini juga mengunakan NaOH 0,1N, Na2S2O3 0,02N, Indikator PP 0.5%, alkohol 95%, hexanol 95%, kloroform PA, asam asetat glasial PA, kalium iodida kristal PA, ethanol 95%, dan amilum, sebagai bahan dalam analisa produk minyak yang dihasilkan.Penetapan Variabel

Penelitian ini ditetapkan variable berubah, yakni tekanan dan waktu sirkulasi. Perubahan waktu sirkulasi pemompaan yakni: 5 menit, 10 menit, 15 menit, dan 20 menit. Variabel tekanan yang berubah yakni: 1 atm, 1,5 atm, 2 atm, 2,5 atm, dan 3 atm. Selain itu dipergunakan variable tetap yaitu: volume krim santan 1 liter, suhu proses 30 0C (suhu kamar), dan waktu dekantasi 5 jam.Prosedur Percobaan

Percobaan dilakukan dengan memasukkan sampel krim ke dalam bak penampung sebanyak 1 liter. Krim santan dioperasikan dengan dipompakan masuk ke dalam pipa dan keluar menuju nozzle, dengan diatur kecepatan aliran pada valve sesuai variabel tekanan yang telah ditentukan. Lama waktu operasi juga disesuaikan dengan variabel yang telah ditentukan. Setelah tercapai variabel yang diinginkan, cairan di dalam bak dipindah ke dekanter untuk dipisahkan larutan antara minyak, air, dan blodonya. Waktu dekantasi berlangsung selama 5 jam. Minyak dipisahkan dari air dan blondo, kemudian diukur berapa % yield VCO yang telah diperoleh.

Analisa hasil percobaan meliputi 4 parameter, yaitu bilangan asam bebas, kadar air pada minyak, angka peroksida, dan kandungan minyak dalam blondo.

Gambar 1. Rangkaian Alat Utama: (1) pompa centrifugal, (2) rangkaian pipa, (3) barometer, (4) valve, (5) nozzle, dan (6) Tabung penampung

12

34

5

6

3

3. Hasil dan Pembahasan

Hasil Percobaan1. Pengaruh Tekanan terhadap Yield pada berbagai Rentang Waktu Sirkulasi Pemompaan

Grafik 1. Grafik Pengaruh Tekanan terhadap Yield yang dihasilkan pada berbagai Rentang Waktu Sirkulasi Pemompaan

2. Pengaruh Tekanan terhadap Kadar Minyak Sisa dalam Blondo pada berbagai Rentang Waktu

Grafik 2. Hubungan antara Tekanan terhadap Kadar Minyak Sisa dam Blondo pada berbagai Rentang Waktu Sirkulasi Pemompaan

3. Pengaruh Tekanan terhadap Kadar Air dalam VCO pada berbagai Rentang Waktu Sirkulasi Pemompaan

Grafik 3. Hubungan antara Tekanan terhadap Kadar Air dalam VCO pada berbagai Rentang Waktu Sirkulasi Pemompaan

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.50

50100150200250300350400

5 menit10 menit15 menit20 menit

Tekanan (atm)

Yiel

d (m

l)

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.505

101520253035404550

5 menit10 menit15 menit20 menit

Tekanan (atm)

Kada

r min

yak

sisa

(%)

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.50

0.5

1

1.5

2

2.5

3

5 menit10 menit15 menit20 menit

Tekanan (atm)

% k

adar

air

4

4. Pengaruh Tekanan terhadap Angka Lemak Bebas pada berbagai Rentang Waktu Sirkulasi Pemompaan

Grafik 4. Hubungan antara Tekanan terhadap Angka Lemak Bebas dalam VCO pada berbagai Rentang Waktu Sirkulasi Pemompaan

5. Pengaruh Tekanan terhadap AngkaPeroksida pada berbagai Rentang Waktu Sirkulasi Pemompaan

Grafik 5. Hubungan antara Tekanan terhadap Angka Peroksida dalam VCO pada berbagai Rentang Waktu Sirkulasi Pemompaan

Pembahasan1. Pengaruh Tekanan terhadap Yield pada berbagai Rentang Waktu Sirkulasi Pemompaan

Pada penelitian dengan variabel waktu sirkulasi pemompaan dilakukan pada rentang waktu 5, 10, 15, 20 menit dan tekanan 1; 1,5; 2; 2.5; 3 atm. Penelitian dihentikan pada titik tekanan 3 atm dan waktu 20 menit karena kenaikan %yield minyak sudah tidak signifikan lagi dengan ditandai bentuk kurva yang mulai mendatar. Hal ini disebabkan karena kandungan minyak yang ada dalam santan sudah tidak bisa dipisahkan lagi. Tumbukan antar butiran dalam emulsi sudah tidak terjadi lagi karena sebagian besar butiran telah membentuk butiran yang lebih besar, sehingga kemungkinan butiran kecil yang berjauhan dengan butiran kecil lain di dalam emulsi akan cenderung memiliki kesempatan bertumbukan lebih kecil. Pada percobaan ini didapatkan variabel optimum yaitu tekanan 2 atm, dan waktu 20 menit dengan % yield yang diperoleh sebesar 97%.

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.50

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

5 menit10 menit15 menit20 menit

Tekanan (atm)

ALB

(%)

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.50

0.51

1.52

2.53

3.54

4.5

5 menit10 menit15 menit20 menit

Tekanan (atm)

Angk

a pe

roks

ida

(mg/

Kg)

5

2. Pengaruh Tekanan terhadap Kadar Minyak Sisa dalam Blondo pada berbagai Rentang Waktu Sirkulasi Pemompaan

Analisis kadar minyak sisa digunakan untuk mengetahui sejauh mana pengaruh tekanan terhadap pemecahan emulsi dalam santan. Dari percobaan didapatkan hasil bahwa untuk waktu dekantasi yang sama, kadar minyak sisa dalam blondo semakin menurun seiring naiknya tekanan operasi.

Hal ini dapat dijelaskan dengan teori tumbukan antar butiran sejenis atau coalesnce. Pada variabel tekanan saat operasi, semakin naiknya tekanan di dalam pipa dan nozzle, gesekan antar butiran semakin naik, maka memungkinkan tumbukan dan gesekan antara butiran sejenis membentuk butiran baru memiliki peluang lebih tinggi. Begitu juga dengan variabel waktu. Semakin lama waktu operasi, kadar minyak sisa yang ditemukan dalam blondo semakin kecil. Hal ini disebabkan karena peluang butiran sejenis bertumbukan membentuk butiran baru yang lebih besar semakin bertambah. Hal ini mengakibatkan emulsi cenderung lebih mudah membentuk dua lapisan yang tidak saling melarutkan. Sehingga saat didekantasi, didapatkan kadar minyak dalam blondo lebih sedikit. Pada percobaan ini didapatkan variabel optimum yakni berada pada tekanan 2 atm, dan waktu 20 menit.

3. Pengaruh Tekanan terhadap Kadar Air dalam VCO pada berbagai Rentang Waktu Sirkulasi PemompaanDari percobaan didapatkan hasil bahwa untuk waktu dekantasi yang sama, semakin tinggi tekanan operasi,

maka semakin berkurang kadar air dalam VCO. Menurut SNI, nilai kadar air dalam VCO yang diijinkan maksimal adalah 0.2%. Sedangkan pada penelitian ini didapatkan kadar air pada variabel optimum adalah 0.1%. Hal ini menunjukkan bahwa kadar air pada penelitian VCO ini telah lolos uji SNI. Pada penelitian ini, agar didapatkan kandungan air minimal berada pada variabel optimum 2 atm dan waktu sirkulasi 20 menit.

4. Pengaruh Tekanan terhadap Angka Lemak Bebas pada berbagai Rentang Waktu Sirkulasi PemompaanAsam lemak bebas digunakan untuk mengetahui rancidity yang terjadi dalam minyak. Pada penelitian ini

didapatkan hasil bahwa semakin tinggi tekanan operasi, angka asam lemak bebas yang terkandung dalam minyak semakin sedikit. Begitu juga dengan variabel waktu, semakin lama waktu operasi, angka asam lemak bebas yang didapatkan dalam minyak semakin berkurang. Menurut SNI, kadar asam lemak bebas yang diijinkan yakni maksimum 0.2 %. Sedangkan pada penelitian ini, kadar asam lemak bebas terendah didapatkan 0.18 %. Hal ini menunjukkan bahwa VCO yang diproduksi pada operasi optimum telah lolos uji SNI. Untuk mendapatkan nilai asam lemak bebas di bawah 0.2%, variabel optimum tekanan berada pada level 2 atm dan waktu sirkulasi 20 menit.

5. Pengaruh Tekanan terhadap AngkaPeroksida pada berbagai Rentang Waktu Sirkulasi PemompaanAngka peroksida digunakan untuk mengetahui kualitas minyak dan mengetahui shelf life (waktu kadaluarsa)

dari minyak tersebut. Angka peroksida erat kaitannya dengan fenomena auto oksidasi yang terdapat di dalam minyak. Auto oksidasi dapat dipengaruhi oleh beberapa hal seperti komposisi minyak, pengolahan minyak, pemanasan, konsentrasi dan tipe oksigen, dan kandungan asam lemak bebas ( Choe, E dan Min B, 2006).

Pada variabel operasi waktu sirkulasi pemompaan, kandungan asam lemak bebas semakin menurun seiring semakin lamanya waktu operasi. Begitu pula dengan angka peroksida yang terkandung, juga ikut menurun. Pada variabel tekanan yang semakin tinggi, kandungan air yang ada di dalam emulsi semakin berkurang karena kemungkinan terjadinya coalescense menurun. Kandungan air ini mempengaruhi reaksi pecahnya trigliserida menjadi asam lemak bebas dan gliserol.Sehingga semakin berkurangnya kandungan air, kandungan asam lemak bebas yang terbentuk akibat hidrolisis menjadi berkurang pula. Asam lemak bebas yang berkurang ini tidak banyak mempengaruhi difusifitas oksigen ke dalam minyak, sehingga saat dilakukan analisis, angka perkosida yang didapatkan cenderung kecil.

Menurut SNI, kandungan asam lemak bebas maksimum yang diijinkan adalah 2%, sedangkan pada penelitian ini memiliki kandungan angka peroksida 2,7% pada operasi waktu sirkulasi di atas 15 menit. Angka ini masih belum sesuai dengan standar SNI. Diduga adanya kontaminan seperti jamur A. Niger yang terdapat di dalam minyak karena peralatan operasi atau tempat penyimpanan yang kurang steril mengakibatkan enzim lipase di dalam minyak semakin aktif bereaksi sehingga proses hidrolisis menjadi semakin cepat. (A.A.Onilude et al, 2010). Akibatnya didapatkan angka peroksida yang belum memenuhi kriteria SNI.

4. Kesimpulan

1. Tekanan operasi dan waktu sirkulasi pemompaan berpengaruh terhadap yield VCO yang dihasilkan. Semakin tinggi tekanan operasi dan waktu sirkulasi, yield VCO yang dihasilkan akan semakin meningkat. Variabel optimum yang

6

didapatkan yakni pada variabel tekanan 2 atm dan variabel waktu sirkulasi 20 menit. Yield optimum yang dihasilkan yakni 97%, dan kadar minyak sisa pada blondo sebesar 4%.

2. Semakin tinggi tekanan operasi dan waktu sirkulasi, kadar air dalam VCO semakin menurun. Kadar air minimal yang didapatkan dalam VCO sebesar 0.1%. Variabel operasi optimum yang diperoleh adalah 2 atm dan waktu 20 menit agar kadar air dalam VCO berada di bawah 0.2%

3. Semakin tinggi tekanan dan waktu sirkulasi pemompaan, angka asam lemak bebas yang terkandung dalam VCO semakin sedikit. Angka asam lemak bebas minimum yang diperoleh adalah 0.18%, dengan variabel optimum berada pada tekanan 2 atm dan waktu 20 menit.

4. Semakin tinggi tekanan dan waktu sirkulasi pemompaan, angka peroksida yang terkandung dalam VCO semakin sedikit. Angka peroksida minimum yang diperoleh adalah 2.75 mg/kg dengan variabel tekanan 2 atm dan waktu sirkulasi 20 menit. Angka peroksida yang didapatkan masih belum lolos SNI.

Ucapan Terima Kasih

1. Bapak Ir. Danny Soetrisnanto, M.Eng selaku dosen pembimbing penelitian atas segala bimbingannya.2. Bapak Untung, Bapak Narto, dan Bapak Untung selaku laboran di Laboratorium OTK, dan bengkel penelitian yang telah membantu terlaksananya penelitian.3. Orangtua, keluarga penyusun dan teman-teman TekKim yang telah memberikan doa, support, dan materi.

Daftar Pustaka

A. A. Onilude, R. O. Igbinadolor, and S. M. Wakil,.2010. “Effect of varying relative humidity on the rancidity of cashew (Anacardium occidentale L.) kernel oil by lipolytic organisms” African Journal of Biotechnology Vol. 9(31), pp. 4890-4896.

Allorerung, David; Zainal, Mahmud ; dan Prastowo, Bambang; 2008. “PELUANG KELAPA UNTUK PENGEMBANGAN PRODUK KESEHATAN” Pengembangan Inovasi Pertanian 1(4), 2008: 298-315

Andi, Nur Alamsyah. 2005. “Virgin Coconut Oil. Minyak Penakluk Penyakit,” PT AgroMedia.Anonim, 2010, “Ohsol Emulsion Breaking Process For Weathered Petroleum Lagoons” BriteWater Intl. 2600 South

Shore Blvd Suite 300 League City, Texas 77573.Choe, E and Min, David.B,.2006 “ Mechanisms and Factors for Edible Oil Oxidation.” Institute of Food Technologists,

vol 5.Hanik, Aji Nur., dan Sheisarani, Erika. 2003. “Pemecahan Emulsi pada pembuatan VCO dengan Proses Sirkulasi

Pemompaan”, Skripsi Sarjana S1, Teknik Kimia UNDIP, Semarang, Indonesia.Jung-Hyun Rhim, and Soo-Young No,.2001“Break Up length of conical emulsion sheet discharged by pressure-swirl

atomizer.” International Journal of Automotive Technology, Vol. 2, No. 3, pp. 103-107.Winarno, F.G. 1997. Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta:PT Gramedia.