PEMURNIAN MINYAK

III. PEMBERSIHAN MINYAK

1. Pengendapan

2. Penyaringan

3. Netralisasi

4. Pemucatan (Dekolorisasi)

5. Penghilangan Bau (Deodorisasi)

MINYAK MURNI

(siap konsumsi)

MESIN PENGOLAHAN KELAPA

RefiningPemurnian (refining) minyak meliputi tahapan: netralisasi,

pemucatan (bleaching) dan penghilangan bau (deodorisasi).

Netralisasi dilakukan untuk mengurangi FFA; untukmeningkatkan rasa dan penampakan minyak. Asam lemakbebas merupakan pengotor dalam minyak yang harusdihilangkan karena mempunyai stabilitas terhadap oksidasiyang lebih rendah dibandingkan trigliserida sehinggakeberadaannya meningkatkan kerentanan minyak terhadapoksidasi ( mudah teroksidasi ).

Netralisasi dilakukan dengan mereaksikan NaOH dengan FFAsehingga membentuk endapan minyak tak larut yang dikenalsabun (soapstock). Jumlah NaOHyang ditambahkan berkisar0,1% atau sekitar 1,5 kg NaOH per ton minyak per 1% FFA.

Pada netralisasi : jumlah dan konsentrasi alkali yang digunakan harustepat. Jika jumlahnya berlebihan, kelebihan alkali akanmenyebabkan reaksi hidrolisis trigliserida dan membentuk sabunyang berlebihan (over saponifikasi) sehingga dapat menurunkanjumlah atau rendemen minyak hasil pemurnian. Sebaliknya jikajumlah dan konsentrasi alkali kurang, reaksi penyabunan tidaksempurna dan masih banyak asam lemak bebas yang tertinggal

Tahap netralisasi minyak meliputi tahap pencampuran minyakdengan larutan alkali, hidrasi, dan pemisahan. Pada tahappencampuran, minyak dengan larutan alkali dicampur dan diaduk

Setelah alkali dan asam lemak bebas bereaksi dilakukan hidrasi untukmemudahkan pemisahan fraksi tersabunkan dan fraksi tidaktersabunkan, kemudian kedua fraksi tersebut dipisahkan.

Teknik pemisahan yang dapat dilakukan adalah dengan caradekantasi (pengendapan) atau sentrifugasi.

• Netralisasi juga menghasilkan penghilangan fosfat, gum danwarna dengan cara membentuk emulsi dari sabun yangterbentuk.

• Reaksi antara asam lemak bebas dengan NaOH adalahsebagai berikut :

R-COOH + NaOH → RCOONa + H2O

• Sabun atau emulsi yang terbentuk dapat dipisahkan dariminyak dengan cara sentrifugasi.

• Komponen minor dalam minyak berupa sterol, klorofil,vitamin E dan karotenoid hanya sebagian kecil dapatdikurangi dalam proses netralisasi.

• Netralisasi juga akan menyabunkan sejumlah kecil minyaknetral

NetralizerCara netralisasi :

1. Minyak (20-30°C) + Na OH melalui pipa bag. atas2. Selama pemberian Na OH dilakukan pengadukan3. Suhu dinaikkan sampai 60°C dan diusahakan

secepat mungkin ( uap panas melalui pipa spiral dalam tangki)

4. Mulai terbentuk globula sabun (pengadukan makin pelan)

5. Globula sabun akan mengendap, pemanasan & pengadukan dihentikan (suhu 80-85°C)

6. Didiamkan sampai SS mengendap, dilakukan pendinginan SS menjadi lebih lunak dan terpisah dari minyak (tidak terbentuk emulsi)

7. SS dikeluarkan

Netralizer dan Bleacher

• Jumlah larutan soda kaustik yang ditambahkan pada minyak pada proses pemurnian biasa dinyatakan sebagai treat.

• Nilai treat didasarkan pada jumlah NaOH dengan konsentrasi tertentu yang dibutuhkan untuk menetralkan asam lemak termasuk kelebihan ( excess ) yang diperlukan. Treat biasanya dinyatakan sebagai persen dengan perhitungan sebagai berikut :

Keterangan :

Treat = Persentase (b/b) larutan NaOH yang dibutuhkan untuk pemurnian minyak dengan bobot tertentu

0,142 = bobot molekul NaOH dan asam oleat

ALB = kadar asam lemak bebas dinyatakan dalam persen

Kelebihan = kelebihan larutan NaOH

NetralisasiNetralisasi dengan cara lain :

1. Netralisasi dengan Natrium Karbonat (Na2CO3)

Keuntungan menggunakan persenyawaan karbonat adalah karena

trigliserida tidak ikut tersabunkan→ nilai refining factor ˂

• Netralisasi menggunakan natrium karbonat biasanya disusul dengan pencucian menggunakan kaustik soda encer, sehingga

memperbaiki mutu, terutama warna minyak → mengurangi jumlah

absorben

Kelemahan dari pemakaian senyawa ini adalah karena sabun yang

terbentuk sukar dipisahkan. Hal ini disebabkan karena gas CO2yang dibebaskan dari karbonat akan menimbulkan busa dalam

minyak.

• Namun, kelemahan ini dapat diatasi karena gas CO2 yang dihasilkan dapat dihilangkan dengan cara mengalirkan uap panas

atau dengan menurunkan tekanan udara di atas permukaan

minyak dengan menggunakan pompa vakum.

Pada umumnya netralisasi minyak menggunakan natrium karbonat dilakukan di bawah suhu 50oC, sehingga seluruh asam lemak bebas yang bereaksi dengan natrium karbonat akan membentuk sabun dan asam karbonat

R-COOH + Na2CO3 → R-COONa + NaHCO3

Cara netralisasi :

• minyak dinetralkan, dipanaskan pada suhu 35-40oC dengan tekanan lebih rendah dari 1 atmosfir

• ditambahkan larutan natrium karbonat, kemudian diaduk selama 10-15 menit dengan kecepatan pengadukan 65-75 rpm.

• Kemudian kecepatan pengadukan dikurangi 15-20 rpm dan tekanan vakum diperkecil selama 20-30 menit.

Dengan cara tersebut, gas CO2 yang terbentuk akan menguap dan asam lemak bebas yang tertinggal dalam minyak kurang lebih sebesar 0,05%.

Sabun yang terbentuk dapat diendapkan dengan menambahkan garam, misalnya natrium sulfat atau natrium silikat, atau mencucinya dengan air panas.

2. Netralisasi minyak dalam bentuk “miscella”

• Cara ini digunakan pada minyak yang diekstrak dengan menggunakan pelarutmenguap ( solvent extraction ).

• Hasil yang diperoleh merupakan campuran antara pelarut dan minyak yangdisebut dengan miscella. Asam lemak bebas dalam micelle dapat dinetralkandengan menggunakan kaustik soda atau natrium karbonat. Sedangkan sabunyang terbentuk dapat dipisahkan dengan cara menambahkan garam, minyaknetral dipisahkan dari pelarut dengan cara penguapan.

3. Netralisasi dengan Etanol Amin dan Amonia

• Pada proses ini, asam lemak bebas dapat dinetralkan tanpa menyabunkantrigliserida.

• Ammonia yang digunakan dapat diperoleh kembali dengan cara penyulingandalam ruangan vakum

4. Cara Penyulingan

• Cara penyulingan adalah proses penguapan asam lemak bebas, langsung dariminyak tanpa mereaksikannya dengan larutan basa, sehingga asam lemak yangterpisah tetap utuh. Minyak kasar yang akan disuling terlebih dahulu dipanaskandalam heat exchanger

• Untuk menghindari kerusakan minyak selama proses penyulingan karena suhuyang terlalu tinggi, maka asam lemak bebas yang tertinggal dalam minyak dengankadar lebih rendah dari 1% harus dinetralkan dengan menggunakan persenyawaanbasa (kombinasi )

• Pada umumnya, kadar asam lemak bebas dalam minyak setelah penyulingansekitar 0,1-0,2% , sedangkan hasil kondensasi masih mengandung sekitar 5%trigliserida.

• Pemisahan asam lemak bebas dengan cara penyulingan digunakan untukmenetralkan minyak kasar yang mengandung kadar asam lemak bebas relatiftinggi, sedangkan minyak kasar yang mengandung asam lemak bebas lebih kecildari 8% lebih baik dinetralkan dengan penggunaan senyawa basa.

5. Pemisahan asam dengan menggunakan Pelarut Organik

• Perbedaan kelarutan antara asam lemak bebas dan trigliserida dalampelarut organik digunakan sebagai dasar pemisahan asam lemak bebasdari minyak.

• Pyridine merupakan pelarut minyak dan jika ditambahkan air dalamjumlah kecil, maka trigliserida akan terpisah. Trigliserida tidak larutdalam pyridine, sedangkan asam lemak bebas tetap larut sempurna.

• Minyak dapat dipisahkan dari pelarut dengan cara dekantasisedangkan pelarut dipisahkan dari asam lemak bebas dengan carapenyulingan.

Kelemahan dengan menggunakan alkohol sebagai pelarut, kelarutantrigliserida dalam alkohol akan bertambah besar seiring denganbertambahnya kadar asam lemak bebas, sehingga pemisahan antaraasam lemak bebas dari trigliserida lebih sukar dilakukan.

Efisiensi netralisasi

• Efisiensi netralisasi dinyatakan dalam refining factor, yaitu perbandingan antara kehilangan total karena netralisasi dan jumlah asam lemak bebas dalam lemak kasar.

• Refining Factor : ALB : 3%Hasil : 94%

Kehilangan = 6 = 2

ALB 3

• Makin kecil nilai refining factor, maka semakin tinggi pula nilai efisiensi netralisasinya.

NETRALISASI MINYAK

❑Netralisasi ialah suatu proses untuk memisahkan asam lemak bebas dari minyak atau lemak, dengan cara mereaksikan asam lemak bebas dengan basa atau pereaksi lainnya sehingga membentuk sabun (soap stock).

❑Pemisahan asam lemak bebas dapat juga dilakukan dengan cara penyulingan yang dikenal dengan istilah de-asidifikasi.

❑Tujuan proses netralisasi adalah untuk menghilangkan asam lemak bebas (FFA) yang dapat menyebabkan bau tengik.

Reaksi Penyabunan

Beberapa hal yang perlu dipertimbangkan dalam memilih konsentrasi

larutan alkali yang digunakan dalam netralisasi adalah sbb.:

1. Keasaman dari Minyak Kasar

❑Konsentrasi dari alkali yang digunakan tergantung dari jumlah asam lemakbebas atau derajat keasaman minyak. Makin besar jumlah asam lemakbebas, makin besar pula konsentrasi alkali yang digunakan.

❑Secara teoritis, untuk menetralkan 1 kg asam lemak bebas dalam minyak(sebagai asam oleat), dibutuhkan sebanyak 0,142 kg kaustik soda Kristal,atau untuk menetralkan 1 ton minyak yang mengandung 1% asam lemakbebas (10 kg asam lemak bebas) dibutuhkan sebanyak 1,42 kg kaustik sodaKristal.

❑Pada proses netralisasi perlu ditambahkan kaustik soda berlebih yangdisebut excess dari jumlahnya tergantung dari sifat-sifat khas minyak;misalnya untuk minyak kelapa sebanyak 0,1 – 0,2% kaustik soda didasarkanpada berat minyak.

2. Jumlah Minyak Netral (Trigliserida) yang Tersabunkan Diusahakan Serendah Mungkin

❑Makin besar konsentrasi larutan alkali yang digunakan, maka kemungkinan jumlah trigliserida yang tersabunkan semakin besar pula sehingga angka refining factor bertambah besar.

3. Jumlah Minyak Netral yang Terdapat dalam Soap StockMakin encer larutan kaustik soda, maka makin besar tendensi larutan sabun untuk membentuk emulsi dengan trigliserida. Umumnya minyak yang mengandung kadar asam lemak bebas yang rendah lebih baik dinetralkan dengan alkali encer (konsentrasi lebih kecil dari 0,15 N atau 5oBe), sedangkan asam lemak bebas dengan kadar tinggi, dinetralkan dengan larutan alkali 10-24oBe.

❑Dengan menggunakan larutan alkali encer, kemungkinan terjadinya penyabunan trigliserida dapat diperkecil, akan tetapi kehilangan minyak bertambah besar karena sabun dalam minyak akan membentuk emulsi.

4. Suhu Netralisasi

Suhu netralisasi dipilih sedemikian rupa sehingga sabun (soap stock) yang terbentuk dalam minyak mengendap dengan kompak dan cepat.

Pengendapan yang lambat akan memperbesar kehilangan minyak karena sebagian minyak akan diserap oleh sabun.

5. Warna Minyak Netral

Makin encer larutan alkali yang digunakan, makin besar jumlah larutan yang dibutuhkan untuk netralisasi dan minyak netral yang dihasilkan berwarna lebih pucat.

6. Pengadukan beresiko menempelkan sabun pada tangki ataupembentukan emulsi (pengadukan sentrifugal)

• Minyak dalam sabun yang telah mengendap dapat dipisahkan dengan cara menyaring menggunakan filter press. Asam lemak bebas yang telah membentuk sabun (soap stock) dapat diperoleh kembali jika sabun tersebut direaksikan dengan asam mineral.

• Keuntungan netralisasi menggunakan natrium karbonat adalah sabun yang terbentuk bersifat pekat dan mudah dipisahkan, serta dapat dipakai langsung untuk pembuatan sabun bermutu baik. Minyak yang dihasilkan lebih baik, terutama setelah mengalami proses deodorisasi. Di samping itu trigliserida tidak ikut tersabunkan sehingga rendemen minyak netral yang dihasilkan lebih besar.

• Kelemahannya adalah karena cara tersebut sukar dilaksanakan dalam praktek, dan di samping itu untuk minyak semi drying oil seperti minyak kedelai, sabun yang terbentuk sukar disaring karena adanya busa yang disebabkan oleh gas CO2.

Netralisasi Minyak dalam Bentuk “miscella“

• Cara netralisasi ini digunakan pada minyak yang diekstrak dengan menggunakan pelarut menguap (solvent extraction). Hasil ekstraksi merupakan campuran antara pelarut dan minyak disebut miscella.

• Asam lemak bebas dalam miscella dapat dinetralkan dengan menggunakan kaustik soda atau natrium karbonat. Penambahan bahan kimia tersebut ke dalam miscella yang mengalir dalam ketel ekstraksi, dilakukan pada suhu yang sesuai dengan titik didih pelarut. Sabun yang terbenuk dapat dipisahkan dengan cara menambahkan garam, sedangkan minyak netral dapat dipisahkan dari pelarut dengan cara penguapan.

Netralisasi dengan Etanol Amin dan Amonia

• Etanol amin dan ammonia dapat digunakan untuk netralisasi asam lemak bebas. Pada proses ini asam lemak bebas dapat dinetralkan tanpa menyabunkan trigliserida, sedangkan ammonia yang digunakan dapat diperoleh kembali dari soap stock dengan cara penyulingan dalam ruang vakum.

Pemisahan Asam (de-acidification) dengan Cara Penyulingan

• Proses pemisahan asam dengan cara penyulingan adalah proses penguapan asam lemak bebas, langsung dari minyak tanpa mereaksikannya dengan larutan biasa, sehingga asam lemak yang terpisah tetap utuh.

• Minyak kasar yang akan disuling terlebih dahulu dipanaskan dalam alat penukar kalor (heat exchanger). Selanjutnya minyak tersebut dialirkan secara kontinu ke dalam alat penyuling, dengan letak horizontal.