BAB III PROSES PRODUKSI
III.1 Diagram Alir Proses Diagram alir proses produksi Crude Palm Oil (CPO) dapat dilihat pada Gambar III.1
13
14
III.2 Neraca Massa Proses Produksi Dalam setiap proses produksi, massa yang masuk dan diolah dalam proses akan selalu sama jumlahnya dengan massa yang keluar setelah proses. Hukum ini disebut dengan neraca massa atau mass balance. Berikut adalah mass balance pada pabrik pengolahan kelapa sawit:
Air 22,5%
TBS 100%
Proses pengolahan
CPO 23,50% Kernel 5%
Air 12% Janjang kosong 22% Fiber 12% Cangkang 7% Sludge 41% Gambar III.2 Mass balance pada proses pengolahan sawit.
III.3 Proses Produksi Produksi Tandan Buah Segar (TBS) yang direncanakan untuk mengisi kebutuhan bahan baku pabrik kelapa sawit (PKS) PT. BHL berasal dari real inti/milik perusahaan seluas 12.058 Ha. Penerimaan bahan baku dari kebun inti rata-rata 700-900 ton TBS/hari sedangkan plasma sebesar 20-30 ton TBS/hari. Pabrik ini juga menerima bahan baku buah sawit dari kebun luar yaitu dari PT. Harapan Sawit Lestari (HSL) dan PT. Nabatindo Karya Utama (NKU) dengan total sebesar 150-200 ton TBS/ hari. CPO diolah dari daging buah kelapa sawit dengan produk samping berupa inti (kernel). PT. BHL dapat melakukan pengolahan dengan kapasitas 60 ton TBS/jam. Menurut Munte 15
(2007) Adapun tahapan dalam pengolahan kelapa sawit adalah sebagai berikut: III.3.1 Stasiun Penerimaan Buah. a. Jembatan Timbangan (weight bridge ) Proses awal yang dilakukan dalam pengolahan sawit adalah proses penimbangan. Penimbangan dilakukan untuk mengetahui berat Tandan Buah Segar (TBS) yang diterima, serta menimbang CPO dan kernel yang akan dikirim/dijual. Cara kerja timbangan ini adalah sebelum melaksanakan timbangan angka pada display menunjukkan angka 0 (nol). Setiap truk pengangkut TBS yang tiba di pabrik ditimbang terlebih dahulu untuk mengetahui berat bruto, dan sesudah dibongkar ditimbang kembali (berat tara). Selisih antara berat bruto dan berat tara adalah jumlah TBS yang diterima di PKS (netto). Begitu pula untuk penimbangan CPO yang akan dikirim yaitu truk tangki yang masih kosong ditimbang terlebih dahulu kemudian setelah truk tangki diisi oleh CPO, ditimbang kembali dan selisih antara berat truk kosong dengan truk yang telah diisi merupakan berat CPO yang akan dikirim ke bulking . Umumnya, jembatan timbang yang digunakan berkapasitas 30-40 ton. b. Loading ramp Merupakan suatu tempat penungguan bahan baku TBS untuk mengisi kereta lori yang akan membawa TBS ke proses perebusan. Loading ramp merupakan suatu bangunan dengan lantai berupa kisi-kisi plat berjarak 10 cm dengan kemiringan 300C. Kisi-kisi ini berfungsi untuk memisahkan kotoran yang terangkut dalam TBS. TBS yang masuk akan ditampung di hopper yang memiliki kapasitas 200 ton. Pabrik kelapa sawit di PT. BHL mempunyai dua line untuk loading ramp dengan total jumlah pintu bays sebanyak 24 pintu. Pintupintu tersebut akan terbuka dengan sistem hidrolik agar TBS bisa dipindahkan ke dalam lori. Kapasitas isi lori sebanyak 12500 kg TBS/lori. Tandan yang telah tiba di pabrik perlu diketahui mutunya dengan cara visual, yang dapat dilakukan di tempat 16
penerimaan buah. Pengujian/sortasi seharusnya dilakukan sebanyak 10% dari estimasi TBS yang tiba di pabrik. Data tersebut sudah dianggap telah mewakili mutu panen TBS yang akan masuk di pabrik. Sortasi dilakukan untuk mengetahui fraksi-fraksi TBS yang diterima yang bertujuan untuk mengamati mutu TBS. Hal ini berkaitan dengan tingkat kemasakan tandan. Tandan buah segar (TBS) yang berkualitas baik adalah TBS fraksi 2. Buah busuk akan menurunkan kualitas produk akhir yaitu mempertinggi tingkat keasaman CPO yang dihasilkan. Berikut merupakan kriteria matang panen yang menjadi parameter proses sortasi. Tabel III.1 Kriteria mutu panen TBS Fraksi
Jumlah brondol yang lepas
00 0 1 2 3 4
Tidak ada brondol warna hitam Tidak membrondol warna merah Membrondol 1-5 butir Membrondol 5-50 butir Membrondol 50-75 buah luar Membrondol 75-100 buah luar
Derajat kematangan Sangat mentah Mentah Kurang matang Matang Lewat matang Janjang kosong
III.3.2 Proses Pengolahan. a. Stasiun Rebusan Menurut Pahan (2008) Tujuan perebusan adalah sebagai berikut : 1. Memudahkan pelepasan brondolan dari janjang (pemipipilan), melunakan buah, mengurangi kadar air dalam buah karena proses penguapan. 2. Mematikan mikroorganisme dan enzim yang dapat menguraikan minyak menjadi asam lemak bebas dan gliserol, serta zat globulin yang dapat menimbulkan emulsi pada daging buah terkoagulasi sehingga minyak lebih mudah dipisahkan saat proses pemurnian. 3. Agar terjadi perubahan fisik-kimia awal daging buah, sehingga memudahkan ektraksi minyak. 17
4. Mengurangi kadar air dalam biji, sehingga inti lebih mudah untuk lepas dari cangkangnya. Pada PT. BHL mempunyai tiga unit sterilizer yang masing-masing memiliki kapasitas empat lori. Adapun syarat yang harus dipenuhi pada saat penggunaan alat sterilizer , diantaranya batas waktu perebusan selama 80-90 menit/siklus, tekanan uap di dalam sebesar 2,8-3,0 kg/cm2, temperaturnya sebesar 130-1350C dan volumenya sebesar 50 ton TBS/unit. Temperatur yang terlalu tinggi dapat merusak kualitas minyak dan inti sawit. Sistem perebusan yang digunakan memakai sistem perebusan tiga puncak (Triple Peak ). Dengan menggunakan kontrol panel yang mengatur pembuangan uap dengan waktu yang sudah ditentukan untuk mencapai tekanan yang dibutuhkan, yaitu: a. Puncak I : 1,5 Kg/cm 2 b. Puncak II : 2,5 Kg/cm2 c. Puncak III : 3,0 Kg/cm2
Gambar III.3 Grafik perebusan tiga puncak
Pada puncak pertama terjadi pengeluaran udara dalam sterilizer agar udara bisa digantikan oleh uap air sebagai media perebusan. Kemudian dilakukan proses pengeluaran kedua dengan memberikan tekanan sebesar 2,5 kg/cm2 yang berfunggsi untuk mengeluarkan udara yang masih terdapat disela-sela buah dan juga untuk mengeluarkan air dari hasil penurunan tekanan pada puncak pertama. Pengeluaran udara 18
ini dilakukan sebanyak dua kali agar udara didalam sterilizer benar-benar tidak ada dan digantikan oleh uap air sebagai media perebusan. Setelah pengeluaran udara kedua selesai, uap dimasukkan hingga mencapai tekanan maksimal 3,0 kg/cm2 dan dipertahankan selama waktu yang dibutuhkan. b. Thresser Proses ini berfungsi sebagai tempat memisahkan brondolan dengan janjang setelah direbus. Alat ini mempunyai kapasitas masing-masing sekitar 30 ton/jam dengan jumlah alat sebanyak dua unit di PT. BHL. Cara kerja alat thresser adalah membanting TBS dengan memutar drum sebesar 2123 rpm pada sumbu as pemutar yang mengakibatkan brondolan terpisah dari tandannya. Brondolan keluar melalui celah drum yang masuk ke conveyor dan diteruskan ke bagian digester . Sementara janjang akan keluar ke conveyor yang akan dikirim ke thresser kedua untuk memaksimalkan pemisahan brondolan dan janjang. Kemudian janjang yang telah kosong dilewatkan melalui conveyor dan dikirim menuju empty bunch hopper . c. Digester Merupakan alat yang digunakan untuk proses pelumatan buah/brondolan setelah dipisahkan dari janjangnya untuk mempermudah proses selanjutnya. Digester ini berupa tangki vertikal yang dilengkapi dengan lengan-lengan pencacah (pisau) di bagian dalamnya. Cara kerja digester adalah mengiisi digester dengan brondolan sebanyak ¾ bagian tabung, kemudian pisau-pisau pencacah akan berputar dengan putaran sekitar 23-25 rpm dan diberi steam dengan temperatur 95-970C lalu dialirkan ke screw press setelah 15 menit. Selanjutnya proses masuk ke screw press . Kapasitas dari digester yang dimiliki PT. BHL adalah 3,5 ton/jam sebanyak lima unit. d. Screw Press Pada tahapan ini prinsipnya adalah mengempa buah yang telah diaduk di digester untuk memisahkan minyak dari 19
serabut dan nut dengan tekanan 50 bar. Cara kerjanya adalah buah yang telah diaduk secara bertahap dengan dibantu pisau-pisau pencacah di digester , masuk melalui chute ke dalam mesin kempa (screw press ) kemudian terperas dengan tekanan 50 bar dan putaran screw sebesar 12-13 rpm. Minyak keluar menuju sand trap tank (untuk pengendapan), sedangkan ampas yang berupa serat dan nut masuk ke Cake Breaker Conveyor (CBC). Kapasitas screw press untuk mengolah adalah sebesar 15 ton/jam. Sebelum minyak masuk ke dalam sand trap tank , perlu ditambahkan air dengan metode theory stock , yaitu pemberian air sebanyak 1:1 antara air yang ditambahkan dengan rendemen minyak yang dihasilkan dengan temperatur air sekitar 900C. e. Stasiun Klarifikasi Minyak yang berasal dari pengempaan masih banyak mengandung air dan kotoran, baik yang larut dalam minyak maupun mengendap. Klarifikasi merupakan proses pembersihan minyak dari bahan bukan minyak sawit, agar menghasilkan minyak CPO yang bersih dan stabil. Proses klarifikasi dilakukan pada suhu sekitar 90-950C dengan beberapa tahapan sebagai berikut: 1. Perlakuan fisik berupa pengenceran minyak dengan air panas untuk lebih memudahkan proses pemisahan minyak dari kotoran. Dari pengenceran tersebut, butirbutir minyak akan mengapung di bagian atas. 2. Minyak yang telah diencerkan kemudian disaring menggunakan vibrating screen . Serat yang tidak lolos saringan, di kirim kembali pada unit pengempaan, sedangkan minyak yang mengandung kotoran dibersihkan lebih lanjut pada unit low speed. 3. Pada unit decanter , bahan padat (lumpur cair) dipisahkan dari komponen minyak. Namun, karena minyak yang dihasilkan pada tahap ini masih banyak tercampur lumpur (sludge ), selanjutnya dilakukan klarifikasi pada unit clarifier tank .
20
4. Air yang terpisah dibuang sebagai limbah cair, dan bahan padatan (solid cake ) akan dibuang sebagai limbah padat. f.
Sand Trap Tank Untuk memisahkan pasir dan cairan minyak kasar serta kandungan air dari minyak yang berasal dari screw press berdasarkan berat jenisnya karena gaya gravitasi. Kapasitas alatnya adalah sebesar 5-6 ton/jam. Cara kerjanya adalah untuk memudahkan pengendapan pasir. Sand trap tank harus cukup panas (90-95 0C) yang diperoleh dengan menginjeksi uap. Pengendapan terjadi karena adanya gaya gravitasi dan perbedaan berat jenis antara minyak dan pasir (kotoran). Minyak dengan berat jenis yang lebih rendah akan mengapung, sedangkan kotoran dan pasir akan mengendap ke bawah. Kotoran, pasir, dan air dibuang, sedangkan minyak dialirkan ke vibrating screen untuk penyaringan lebih lanjut. g. Vibrating Screen Merupakan alat penyaringan dari minyak yang dialirkan dari sand trap tank untuk memisahkan crude oil dari serat dan cangkang halus dan partikel lainnya yang masih terangkut dengan menggunakan getaran (amplitudo) tertentu. Di dalam alat ini terdapat dua kali penyaringan. Pertama, minyak kasar tersebut disaring dengan menggunakan saringan ukuran 20 mesh . Kemudian dilanjutkan dengan menyaring dengan saringan dengan ukuran 40 mesh . Serat dan kotoran yang tidak ikut lolos di dalam saringan akan dikembalikan ke alat pengempa (screw press ), sedangkan minyak yang lolos dilanjutkan menuju tahapan selanjutnya. h. Crude Oil tank Merupakan tangki penampung minyak kasar dengan kapasitas sebesar 35 m3. Tangki berjumlah satu unit. Cara kerjanya adalah minyak yang berasal dari sand trap tank dialirkan ke vibrating screen (ukuran 20 mesh dan 40 mesh ) dibawa ke Crude Oil Tank (COT) untuk mempercepat pemisahan minyak, air dan kotoran dengan injeksi steam coil , 21
selanjutnya dikirim ke continous settling tank . Pada COT ini terdapat sekat ditengah bak penampungan dengan sedikit sela dibagian atas. Hal ini akan menyebabkan minyak yang terdapat dibagian atas bak akan mengalir dan dikirim menuju ke tangki selanjutnya. Pengaliran minyak didalam COT ini dinamakan over flow karena minyak yang dialirkan berada di bagian atas tank . Minyak kasar yang terkumpul di COT harus dipanaskan dengan suhu sekitar 90-950C. Hal ini penting untuk memperbesar perbedaan berat jenis antara minyak, air, dan sludge sehingga membantu dalam proses pengendapan. Selanjutnya minyak dari COT dialirkan dikirim ke tangki pengendap yaitu Continuous Settling Tank .
i.
Continous Settling Tank Merupakan tangki pemisah pertama antara minyak dengan sludge dengan kapasitas alat sebesar 120 m3 dan jumlah alat sebanyak satu unit. Cara kerja alatnya adalah minyak yang berada didalam Continuous Settling Tank (CST) dipisahkan dari sludge dengan cara gravitasi dalam tangki selinder vertikal yang dilengkapi dengan pengaduk berputar lambat (1-2 rpm) dan berlangsung secara continue . Kemudian lapisan atas minyak dikutip melalui skimmer yang telah di stel sesuai ketebalan lapisan minyak dan dialirkan ke oil tank . Sludge dari bagian bawah melimpah melalui corong pelimpah yang diletakkan pada ketinggian tertentu dan kemudian dialirkan ke sludge tank . temperatur di CST dijaga agar tetap stabil di suhu 90-950C agar proses pemisahan antara minyak dengan sludge dapat maksimal. j.
Oil tank Merupakan tangki untuk mengendapkan kotoran dan sebagai bak penampung sebelum minyak masuk ke oil purifier . Jumlah alatnya ada satu unit dengan kapasitas sebesar 45 ton/unit. Cara kerja alatnya adalah mengisi minyak dari CST ke dalam tangki minimal setengah dari tangki agar temperature pemanasan tetap stabil di kisaran 90-950C. Pemanasan dilakukan dengan steam coil , panas yang ada 22
menyebabkan air dan kotoran akan turun ke lapisan bawah dan ditampung di drain tank untuk diproses kembali. Minyak yang berasal dari oil tank yang masih mengandung kotoran dan air dialirkan ke oil purifier. k. Oil Purifier Alat ini dugunakan sebagai alat pembersih minyak lanjutan dengan kapasitas alat sebesar 11 ton/jam sebanyak tiga unit. Cara kerja alatnya adalah sistem pemisahan atas perbedaan berat jenis akibat gaya sentrifugal dengan putaran 6000 rpm maka kotoran dan air yang memiliki berat jenis lebih besar akan berada pada bagian luar. Minyak yang berada di bagian tengah dialirkan ke vacuum dryer , sedangkan kotoran dan air akan terlempar ke luar selanjutnya dibuang di parit untuk diteruskan ke Bak Pit. Temperatur minyak masuk ke dalam oil purifier adalah 90-950C agar pemisahan lebih sempurna. l.
Vacuum Dryer Proses ini berfungsi untuk mengurangi kadar air dari minyak yang keluar dari oil purifier . Jumlah alat satu unit dengan kapasitas 30 m3 /jam. Cara kerja alatnya adalah minyak dipompakan ke vacuum dryer yang kemudian akan diuapkan dengan sistem udara vakum. Ujung pipa yang masuk ke vacuum dryer dibuat seperti nozzle sehingga akibat kevakuman dalam tangki tersebut minyak tersedot dan mengabut di dalamnya. Temperatur minyak dibuat 90-950C agar air cepat menguap dan terhisap oleh vacuum pump kemudian minyak dikeluarkan. Minyak yang telah bersih meleleh ke bawah tabung dan dipompakan melalui dried oil pump ke stasiun tangki timbun (storage tank ). Hisapan vacuum dryer antara 600-760 mmHg. m. Sludge Tank Merupakan tangki untuk penampungan sementara sludge yang keluar dari CST. Jumlah alat sebanyak satu unit dengan kapasitas 45 ton. Cara kerja alatnya adalah sludge yang keluar dari CST yang masih mengandung minyak 23
dialirkan ke dalam sludge tank dan diolah lagi untuk mendapatkan minyak dengan cara mengendapkan sludge dengan minyak yang masih terangkut dengan gaya gravitasi. Minyak akan berada dibagian atas, dan sludge yang terendap akan dialirkan ke decanter . Temperatur sludge di tangki 90950C yang dipanaskan dengan steam . n. Decanter Sludge yang terendap dimungkinkan masih mengandung minyak. Oleh karena itu, diperlukan proses lanjutan untuk mendapatkan kembali minyak yang terkandung didalamnya. Proses yang dilakukan di PT. BHL yaitu dengan menggunakan alat decanter . Kapasitas alat decanter yang digunakan di PT. BHL yaitu sebesar 50-60 ton/jam. Cara kerja alat ini yaitu memisahkan minyak dengan kotoran yang lain dengan gaya sentrifugal menggunakan putaran 6000 rpm. Alat ini akan menghasilkan tiga fase, yaitu light phase, heavy phase , dan solid. Fase yang mengandung banyak minyak adalah light phase yang akan dialirkan kembali ke CST untuk dilakukan pengendapan kembali dan diambil minyak yang tersisa. Sedangkan untuk fase heavy phase yang merupakan fase cairan dengan sedikit kandungan minyak akan dikirim ke kolam Bak Pit. Buangan dari decanter yaitu berupa solid yang ditampung di hopper solid.
24
