Proses Ekstraksi Biji Kemiri dengan Penekanan Mekanis

Studi Kasus di UKM Pondok Ibu

Jl. Lempongsari 155A, Ngaglik, Sleman, Yogyakarta

Aldicky Faizal Amry (9786), Fahrian Sani Putra (9775), Fajar Kurniawan (9704),

Susilo Hary Yunanto (9864), Wayah Arna Andika (9760)

Jurusan Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Gadjah Mada

Jalan Sosio Justisia, Bulaksumur, Jogjakarta 55281

Telepon: (0274) 901320, 589797, 551220. Fax.: (0274) 589797

Email : fahries_email@yahoo.com

Abstrak

Kemiri berasal dari Maluku dan tersebar ke Polynesia, India, Filipina, Jawa, Australia dan

kepulauan Pasifik, India Barat, Brazil dan Florida. Di Indonesia, kemiri dapat tumbuh

dengan baik dan dapat dijadikan salah satu komoditi yang dimanfaatkan dan bahkan sudah

diekspor sampai ke luar negeri. Kemiri mempunyai kadar minyak yang cukup tinggi,

mencapai 50-60% dari keseluruhan massanya. Dalam skala kecil, kemiri sering

dimanfaatkan sebagai penyubur rambut, bahan dasar cat dan pernis. Dalam penelitian ini

bertujuan untuk mengetahui proses ekstraksi yang dilakukan pada biji kemiri dengan metode

penekanan mekanis untuk menghasilkan minyak kemiri di UKM Pondok Ibu Jl. Lempongsari

155A, Ngaglik, Sleman, Yogyakarta. Metode yang digunakan untuk penelitian ini terdiri dari

tiga tahapan, yaitu perlakuan awal, eksperimen pendahuluan dan eksperimen utama.

Manfaat dari penelitian ini yaitu untuk memperoleh suatu informasi terkait dengan

penerapan operasi pengecilan ukuran yang sesuai dengan kajian ilmu satuan operasi.

Kata kunci : kemiri; ekstraksi; penekanan mekanis.

I. PENDAHULUAN

Tanaman kemiri (Aleurites moluccana) adalah suatu tanaman yang berasal dari famili

Euphorbiceae. Kemiri pada mulanya berasal dari Maluku kemudian tersebar sampai ke

Polynesia Barat lalu ke Indonesia dan Malaysia. Di Indonesia sendiri, kemiri tersebar ke

berbagai provinsi dan dapat tumbuh dengan baik. Kemudahan kemiri untuk tumbuh di

berbagai tempat membuat produksi kemiri meningkat dari tahun ke tahun sehingga kemiri

menjadi komoditas dalam negeri dan ekspor di Indonesia. Umumnya kemiri diekspor ke

Singapura, Hongkong dan Eropa.

Tanaman kemiri (Alteurites mollucana) berpohon besar dengan tinggi 25 - 40

meter, beranting banyak, mempunyai tunas muda yang tertutup rapat oleh bulu yang

berwarna putih keabu-abuan atau coklat. Daun muda, berlekuk tiga atau lima, sedang daun

tua, berbentuk bulat dengan ujung meruncing. Daun tersebut mempunyai kelenjar

berwarna hijau kekuningan.

Bunga kemiri merupakan bunga majemuk yang berumah satu, berwarna putih dan

bertangkai pendek. Buah kemiri berkulit keras berdiameter 5 cm, di dalamnya terdapat satu

atau dua biji yang diselubungi kulit biji yang keras dengan permukaan kasar dan beralur.

Kemiri memiliki kesamaan dalam rasa dan tekstur dengan macadamia yang juga

memiliki kandungan minyak yang hampir sama. Kemiri sangat beracun ketika mentah. Biji

kemiri mengandung bahan beracun dengan kekuatan ringan. Karena itu sangat tidak

dianjurkan mengkonsumsi kemiri secara mentah.

Ekstrak minyak yang terkandung dalam tanaman adalah salah satu sumberdaya

tanaman daerah tropis. Ekstrak minyak tersebut mengandung benih dan buah-buahan, yang

dapat diaplikasikan secara luas, termasuk sebagai makanan, bahan bakar, pengemasan,

industri farmasi dan kosmetika. Ekstrak minyak yang mengandung spesies tanaman banyak

dijumpai pada familia tanaman Palmae, Sapotaceae, Euphorbiaceae, dan Leguminosae,

dimana 70% diantaranya berasal dari daerah tropis.

Mula-mula minyak kemiri dipakai sebagai pengganti linseed oil, yaitu minyak yang

dapat digunakan sebagai cat dan pernis, karena mempunyai sifat yang lebih baik dari linseed

oil. Minyak kemiri mempunyai sifat lebih mudah menguap dibanding dengan linseed oil,

sehingga minyak kemiri termasuk golongan minyak yang mudah menguap.

Dalam dunia perdagangan, minyak kemiri banyak digunakan sebagai minyak

pengering. Berdasarkan pengelompokannya, menurut Ketaren (1986) minyak kemiri

termasuk dalam kelompok minyak lemak. Industri yang menggunakan minyak pengering

diantaranya adalah industri cat, sabun dan kosmetik. Perdagangan kemiri di Indonesia

umumnya masih dalam bentuk biji kemiri dan daging kemiri baik untuk kebutuhan domestik

maupun ekspor.

Kualitas minyak kemiri akan dipengaruhi oleh proses pembuatannya yaitu pada tahap

pemecahan biji kemiri, pembuatan minyak kemiri dan pemurnian minyak kemiri. Perlakuan

yang biasa diterapkan pada tahap pemecahan biji kemiri adalah pemanasan biji kemiri

sebelum dipecahkan yaitu perebusan, penyangraian dan penjemuran. Begitu juga pada tahap

pembuatan minyaknya, cara atau tipe yang digunakan akan menentukan kualitas minyak yang

dihasilkan. Tahapan terakhir adalah berupa pemurnian minyak kemiri, pada umumnya berupa

pengurangan kadar air, penyaringan dan pemucatan.

Minyak kemiri diperoleh dari daging kemiri yang telah mengalami ekstraksi.

Ekstraksi dapat dilakukan secara mekanis dan pelarutan. Cara mekanis lebih sederhana dan

dapat dilakukan dengan pengempaan hidraulik atau pengempaan berulir. Pada pengempaan

mekanis diperlukan perlakuan pendahuluan sebelum minyak/lemak dipisahkan untuk

menghasilkan kualitas minyak lebih baik.

Kandungan minyak dalam biji kemiri tergolong tinggi, yaitu 55 – 66% dari berat

bijinya. Komponen utama penyusun minyak kemiri adalah asam lemak tak jenuh, namun

mengandung juga asam lemak jenuh dengan persentase yang relatif kecil. Minyak kemiri

yang terkandung dalam bijinya juga memiliki banyak manfaat, antara lain bahan pembuat cat,

pernis, sabun, obat, kosmetik, dan bahan bakar.

Metode penekanan mekanis merupakan metode pengambilan minyak yang paling tua.

Metode ini juga disebut dengan full pressing. Pada proses ini, minyak diambil dengan cara

diperas dari padatan yang biasa disebut cake. Proses ini biasanya dilakukan setelah bahan

diberi perlakuan awal dengan pemasakan atau pengeringan dengan tujuan untuk

meningkatkan perolehan minyak.

Pada umumnya, biji yang mengandung lebih dari 30% minyak memerlukan

penekanan untuk pengambilan minyaknya, baik penekanan saja maupun penekanan sebelum

dilakukan proses ekstraksi. Jika yang dilakukan hanya penekanan saja tanpa ekstraksi, maka

proses penekanan dilakukan sehingga semua minyak terambil secara maksimal. Namun

penekanan yang dilakukan sebelum proses ekstraksi bertujuan untuk mengambil sebagian

saja minyak yang mudah terambil pada proses penekanan, baru kemudian sisa minyaknya

diambil dengan cara ekstraksi menggunakan pelarut.

Penekanan mekanis dapat dilaksanakan pada temperatur tinggi atau temperatur

rendah. Penekanan pada suhu tinggi memiliki efisiensi yang lebih tinggi namun akan

menghasilkan minyak dengan kualitas yang kurang baik karena ada kemungkinan minyak

terdegradasi atau rusak. Sedangkan penekanan pada suhu rendah memiliki efisiensi yang

lebih rendah pula namun dapat menghasilkan minyak dengan kualitas yang lebih baik karena

resiko degradasi minyak lebih kecil pada suhu rendah.

Minyak kemiri juga dapat diperoleh dengan cara ekstraksi dengan menggunakan alat

pengepresan. Biasanya alat pengepres yang digunakan adalah jenis press hidrolik. Kandungan

kimia yang terdapat dalam kemiri adalah gliserida, asam linoleat, palmitat, stearat, miristat,

asam minyak, protein, vitamin B1, dan zat lemak. Bagian yang bisa dimanfaatkan sebagai

obat adalah biji, kulit, dan daun. Khasiat yang cukup dikenal masyarakat dari buah kemiri

adalah memperkuat dan menyuburkan rambut.

Sayangnya, pemanfaatan kemiri di Indonesia masih terbatas pada penggunaan

tradisional seperti bumbu masak dan obat tradisional. Pemanfaatannya pun masih dilakukan

sebatas jika diperlukan saja dan jarang diproduksi secara komersial. Penelitian ini berisi

tentang cara memperoleh minyak kemiri dengan maksimal namun dengan kualitas yang baik

menggunakan metode penekanan mekanis.

II. METODE PENELITIAN

Daging kemiri diperoleh setelah melepaskan biji dari kulit biji yang keras. Kulit biji

dapat dilepaskan dengan memanaskan buah langsung di atas api kemudian segera direndam

dalam air dingin atau buah dibanting sehingga pecah, atau dapat juga dengan merebus selama

5 - 6 jam, kemudian ditumbuk. Cara tradisional lainnya ialah dengan penjemuran lalu

ditumbuk dan menghasilkan minyak yang berwarna pucat. Cara yang lebih mudah yaitu

pemanasan dengan oven, kemudian direndam selama satu malam dalam air dingin, dan

keesokan harinya biji akan pecah dengan sendirinya. Cara yang paling baik adalah dengan

pemanasan 100°C, selanjutnya direndam dalam air dingin. Daging kemiri yang telah

dipanaskan dimasukkan dalam kain saring dan kemudian dipres dengan menggunakan alat

pres sistem kempa hidraulik pada suhu 600C.

Di beberapa daerah, biji diletakkan di dalam lubang yang dangkal ditutupi jerami,

kemudian dibakar. Biji yang telah dipanaskan tersebut dimasukkan dalam air sehingga kulit

biji akan pecah. Dengan cara perebusan akan diperoleh biji yang berwarna putih kecoklat-

coklatan, sehingga minyak yang dihasilkan berwarna gelap.

Cara ekstraksi minyak yang biasa dilakukan adalah dengan menjemur biji kemudian

dipecah dengan tangan dan daging dikeluarkan dengan alat yang runcing. Dengan

pengepresan dingin (cold press) dihasilkan minyak berwarna kuning, sedang pengepresan

panas akan menghasilkan minyak yang berwarna kuning sampai coklat.

Bahan yang mengandung lemak atau minyak mengalami perlakuan pendahuluan,

misalnya dipotong-potong atau dihancurkan. Kemudian ditekan dengan tekanan tinggi

menggunakan tekanan hidrolik atau screwpress. Dengan cara ini, minyak tidak dapat

seluruhnya diekstraksi. Kadang-kadang potongan-potongan tersebut ditekan lagi dengan

menggunakan filterpress.

Penekanan biji kemiri dilakukan secara mekanis, yaitu dengan menggunakan

tekanan tetap yang telah ditentukan pada piston (100 kg/cm2). Biji kemiri yang telah diparut

dimasukkan kedalam alat press, dan minyak kemiri yang keluar ditampung pada bagian

bawah alat. Setelah penekanan berhasil dilakukan, minyak yang telah didapatkan masih

terdapat sisa-sisa biji kemiri dan juga mengandung pengotor. Maka, dilakukan pemisahan

agar minyak kemiri yang didapatkan bersih dari sisa biji kemiri dan pengotor. Pemisahan

minyak kemiri dilakukan dengan sentrifugasi.

a. Bahan penelitian

Bahan yang diperlukan dalam penelitian ini meliputi biji kemiri yang telah dipilih

dan dikeringkan.

Gambar 1. Biji Kemiri

b. Alat penelitian

Alat yang digunakan dalam penelitian ini meliputi mesin penekan (hydraulic press)

dan wadah biji kemiri.

A B

Gambar 2. a.Mesin Penekan (Hydraulic Press) ; b.Wadah Biji Kemiri

III. HASIL

a. Biji Kemiri

Setiap 100 gram daging biji kemiri mengandung 636 kalori. 19 gram protein, 63

gram lemak, 8 gram karbohidrat, 80 mg gram kalsium. 200 mgram fosfor, 2 mgram besi,

0,06 mgram vitamin B, 7 gram air.

b. Minyak Kemiri

Bagian buah (biji) mengandung minyak sebesar 55-65 persen, dan kadar minyak

dalam tempurung sebesar 60 persen.

Gambar 3. Minyak Kemiri

Komposisi Kimia Minyak Kemiri

Asam lemak Jumlah (%)

Asam lemak jenuh

          Asam palmitat

          Asam stearat

Asam lemak tak jenuh

         Asam oleat

         Asam linoleat

         Asam linolenat

 

55

6,7

10,5

48,5

28,5

SIFAT FISIK DAN KIMIA

Sifat fisik dan kimia minyak kemiri adalah sebagai berikut :

Tabel Karakteristik Minyak Kemiri

Karakteristik Nilai

Bilangan penyabunan

Bilangan asam

Bilangan Iod

Bilangan thiocynogen

Bilangan hidroksil

Bilangan Reichert Meissl

Bilangan Polenske

Indeks bias pada 250C

Komponen tidak tersabunkan

Bobot jenis pada 15°C

188 – 202

6,3 – 8

136 – 167

97 – 107

Tidak ada

0,1 – 0,8

Tidak ada

1,473 – 1,479

0,3 – 1 persen

0,924, 0,929

Sumber: Bailey, A.E. (1950).

IV. PEMBAHASAN

Ekstraksi merupakan salah satu cara pemisahan satu atau lebih komponen dari suatu

bahan yang merupakan sumber dari komponen tersebut. Pemisahan atau pengambilan

komponen dari bahan sumbernya pada dasarnya dapat dilakukan dengan penekanan atau

pengempaan, pemanasan, dan menggunakan pelarut. Biasanya ekstraksi dengan pengempaan

dikenal dengan cara mekanis. Ekstraksi dapat diartikan sebagai suatu cara untuk

mendapatkan minyak atau lemak dari bahan yang diduga mengaandung minyak atau lemak.

Pada ekstraksi dengan pengempaan, tekanan yang diberikan selama pengempaan akan

mendorong cairan terpisah dan keluar dari sistem campuran padat-cair. Dengan kata lain

tekanan yang diberikan terhadap campuran padat-cair akan menimbulkan beda tekanan antara

cairan dalam bahan dalam suatu wadah dengan tekanan diluar campuran atau diluar wadah.

Beda tekanan tekanan tersebut yang mengakibatkan cairan yang terekstrak. Apabila tidak ada

beda tekanan, cairan tidak akan dapat mengalir keluar atau berpindah tempat. Ekstraksi

dengan pemanasan pada umumnya hanya dilakukan untuk ekstraksi minyak dari bahan

hewani, yang kita kenal dengan rendering. Pemanasan bahan hewani menyebabkan protein

dalam jaringan tersebut menggumpal, sehingga jaringan akan mengkerut. Pengkerutan

tersebut mengakibatkan tekanan dalam jaringan lebih besar daripada tekanan diluar jaringan

sehingga akhirnya minyak terperas keluar. Ekstraksi cara mekanis di atas hanya dapat

dilakukan untuk memisahkan komponen dalam sistem padat-cair.

Sebagai produk utama dari ekstraksi pada umumnya adalah ekstraknya, yaitu

campuran pelarut dengan komponen yang larut pada ekstraksi menggunakan pelarut. Apabila

ekstraksi dengan pengempaan maka sebagai produk utama adalah cairan yang terekstraksi.

Akan tetapi kadang-kadang justru ampas atau residu adalah sebagai produk utama. Dalam hal

ini walaupun prosesnya ekstraksi, tetapi lebih sesuai disebut pencucian, yaitu penghilangan

komponen yang larut dalam pelarut. berdasarkan pada kelarutan komponen-komponen

terhadap pelarut dalam suatu campuran

Untuk mendapatkan ekstrak biji kemiri, cara yang digunakan adalah penekanan

mekanis, yaitu dengan menggunakan penekan hidrolik untuk memisahkan komponen padat

cair. Dengan memberi tekanan pada komponen padat cair sehingga menghasilkan perbedaan

tekanan yang terdapat di dalam bahan dengan tekanan yang ada di luar bahan. Pada bahan

dari tanaman ataupun jaringan hewan yang mengandung lemak dan minyak untuk

mendapatkan minyak dengan cara ekstraksi dapat dilakukan dengan tiga cara yaitu rendering

(ekstraksi minyak hewan dengan pemanasan), pengepresan (pressing) atau dengan pelarut

(ekstraksi bahan yang mengandung minyak dalam kadar rendah). Namun ekstraksi dengan

menggunakan pelarut kurang ekonomis karena harga pelarut mahal dan proses lanjutannya

sulit yaitu dengan penguapan.

Prinsip dasar pada ekstraksi mekanis dengan pengempaan, tekanan yang diberikan

selama penegempaan akan mendorong cairan terpisah dan keluar dari sistem campuran padat-

cair. Dengan kata lain tekanan yang diberikan terhadap campuran padat-cair akan

menimbulkan beda tekanan yang diberikan terhadap campuran dalam suatu wadah dengan

tekanan di luar campuran atau di luar wadah. Beda tekanan cairan tersebut yang

mengakibatkan cairan terekstrak. Apabila tidak ada beda tekanan, cairan tidak akan dapat

mengalir keluar atau tidak dapat berpindah tempat.

Pengepresan minyak secara mekanis merupakan suatu cara ekstraksi minyak yang

berasal dari biji-bijian. Cara ini dilakukan untuk memisahkan minyak dari bahan yang

berkadar minyak tinggi (30-70%). Dua cara yang umum dalam pengepresan mekanis yaitu

pengepresan hidrolik dan pengepresan berulir.

Secara umum jumlah ekstrak yang diperoleh dari suatu proses ekstraksi dapat

dipandang sebagai jumlah fluida yang mengalir dan dinyatakan dengan persamaan sebagai

berikut :

Fluida yang mengalir =

Jumlah ekstrak yang terpisah, mengalir keluar dari suatu campuran berbanding lurus

dengan beda potensial dan berbanding terbalik dengan dengan tahanan yang dialami oleh

fluida tersebut untuk mengalir. Dengan demikian jumlah ekstrak yang diperoleh dapat

dimanipulasi dengan mengatur beda potensial dan tahanan. Apabila beda potensial makin

besar pada tahanan yang relatif tetap, maka jumlah ekstrak yang dihasilkan juga makin besar.

Sebaliknya, demikian juga dengan memperkecil tahanan dapat dihasilkan ekstrak lebih

banyak.

Pengertian beda potensial tergantung dari sistem ekstraksi. Apabila ekstraksi

menggunakan tekanan, maka yang dimaksud beda potensial adalah beda tekanan cairan di

dalam dan diluar bahan. Tahanan yang dialami oleh ekstrak yang mengalir pada ekstraksi

dengan penekanan meliputi kekentalan ekstrak, dan sifat bahan yang dilalui ekstrak, meliputi

porositas, jarak yang ditempuh ekstrak dan interaksinya dengan fluida yang mengalir.

Faktor-faktor yang mempengaruhi proses ekstraksi secara mekanis, atau dengan

menggunakan penekan hidrolik adalah :

1. Tekanan (P)

Secara umum, pemberian tekanan pada suatu bahan akan menyebabkan deformasi dan

aliran pada bahan. Semakin tinggi tekanan, akan semakin besar deformasi dan aliran

yang terjadi. Deformasi yang berlebihan akan menyebabkan rusaknya sel, sehingga isi

sel dapat keluar dari dalam sel secara lebih mudah.

2. Waktu (t)

Semakin lama penekanan, semakin banyak sel yang rusak, maka terjadinya aliran

semakin besar. Karena dengan lamanya waktu maka akan mempengaruhi juga terhadap

proses penekanan dimana bahan yang dipress akan terikut dengan mujdah dan bisa

merusak jaringan sel.

3. Perlakuan pendahuluan

Pengecilan ukuran akan meningkatkan luas permukaan bahan dan memperbesar

kerusakan struktur sel, sehingga hasil ekstraksi akan semakin banyak. Pada proses ini

ada beberapa perlakuan yaitu :

a) Penumbukan

Untuk memperluas bidang permukaan bahan.

b) Pemanasan

Untuk memperkecil viskositas minyak, sehingga hasil ekstraksi akan semakin besar.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

a. Kesimpulan :

1. Ekstraksi merupakan salah satu cara pemisahan satu atau lebih komponen dari suatu

bahan yang merupakan sumber komponen tersebut.

2. Ekstraksi cara mekanis hanya dapat dilakukan untuk pemisahan komponen dalam

sistem campuran padat-cair.

3. Prinsip dasar pada ekstrkasi mekanis dengan penekanan, tekanan yang diberikan

selama penekanan akan mendorong cairan terpisah dan keluar dari sistem campuran

padat-cair.

4. Faktor-faktor yang mempengaruhi proses ekstraksi secara mekanis, tekanan (P),

waktu (t), perlakuan pendahuluan.

b. Saran :

Sebaiknya pada saat melakukan ekstraksi, diperhatikan faktor-faktor yang

mempengaruhi proses ekstraksi agar jumlah ekstrak yang didapatkan bisa maksimal,

DAFTAR PUSTAKA

Arlene, Ariestya et all. 2010. Pengaruh Temperatur dan Ukuran Biji Terhadap Perolehan

Minyak Kemiri pada Ekstraksi Biji Kemiri dengan Penekanan Mekanis.

Yogyakarta : Seminar Nasional Teknik Kimia.

Bailey, J.E., D.F. Ollis, 1986, “Biochemical Engineering Fundamentals”, 2nd Edition,

McGraw-Hill Book Company, Rome.

Bernardini,E, 1982, “Oil and Fats”, Publishing House, Rome.

Brown, 1950, “Unit Operation”, Webster school and office supplier co., Manila.

Earle, R.L., 1983, “Unit Operation in Food Processing”, 2nd Ediion. Pergamon Press,

Oxford.

Geovani, M. 2000. “Pengaruh Ukuran Partikel Biji Kemiri dan Jenis Pelarut dalam

Ekstraksi Batch terhadap Pembuatan Minyak Kemiri”. Bandung : Aksa Media.

Hardjosuwito, B. 1982. “Ekstraksi Lemak Biji-Bijian”. Bogor : Menara Perkebunan

Ir.Sunanto, Hatta, Bsc, MS. 1994. “Budidaya Kemiri Komoditas Ekspor”. Yogyakarta :

Kanisius.

Ketaren, S. 1986. “Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan”. Jakarta : UL Press.

Perry, R.H., and D.Green, “Perry’s Chemical Engineers’ Handbook”, 6th Edition, McGraw-

Hill Book Company, Singapore

Wan, P.J, D.R. Pakarinen, R.J. Hron, Sr., O.L. Richard and E.J. Conkerton, (1995),

“Alternative Hydrocarbon Solvent for Extraction”, JAOCS. USA.

Wiley.1978.“Journal of Food Science”. John Wiley and Sons Inc. USA.

TUGAS AKHIR

SATUAN OPERASI

PROSES EKSTRAKSI BIJI KEMIRI DENGAN PENEKANAN MEKANIS

STUDI KASUS DI UKM PONDOK IBU

JL. LEMPONGSARI 155A, NGAGLIK, SLEMAN, YOGYAKARTA

DISUSUN OLEH

FAJAR KURNIAWAN (9704)

WAYAH ARNA ANDIKA (9760)

FAHRIAN SANI PUTRA (9775)

ALDICKY FAIZAL AMRY (9786)

SUSILO HARY YUNANTO (9864)

JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS GADJAH MADA

YOGYAKARTA

2012