BAB IV PEMBUATAN MINYAK ATSIRI

1. A.    MANFAAT DAN FUNGSI MINYAK ATSIRI

Minyak atsiri (minyak eteris/minyak terbang) merupakan minyak yang dihasilkan oleh tanaman. Memiliki sifat mudah menguap pada suhu kamar tanpa mengalami dekomposisi, memiliki rasa getir, berbau wangi sesuai dengan tanaman penghasilnya, Umumnya larut dalam pelarut organik dan tidak larut dalam air dan biasanya diperoleh dari akar, batang, daun, bunga tanaman dengan cara mengekstraksi.

Berikut merupakan fungsi dari minyak atsiri :

—  Membantu proses penyerbukan

—  Mencegah kerusakan tanaman oleh serangga atau hewan

—  Sebagai cadangan makanan dalam tanaman

—  Minyak atsiri merupakan salah satu hasil sisa dari proses metabolisme dalam tanaman yang terbentuk karena reaksi antara berbagai persenyawaan kimia dengan adanya air.

—  Minyak atsiri disintesa dalam sel glanular pada jaringan tanaman dan ada juga yang terbentuk dalam pembuluh resin (resin duct), misalnya minyak terpentin dari pohon pinus.

 

Beberapa manfaat minyak atsiri adalah :

—  Sebagai flavoring agent dalam bahan pangan atau minuman

—  Antiseptik obat-obatan

—  Pembuatan kosmetik, parfum

—  Sebagai pencampur rokok kretek.

—  Sebagai aroma terapi

—  Obat gosok

—  dll

 

1. B.    SUMBER MINYAK ATSIRI

Tanaman penghasil minyak atsiri diperkirakan berjumlah 150 – 200 spesies tanaman yang termasuk famili Pinaceae, Labiateae, Compositae, Lauraceae, Myrtaceae, dan Umbelliferaceae. Minyak  atsiri dapat bersumber pada setiap bagian tanaman yaitu dari daun, bunga, buah, biji, batang atau kulit dan akar atau rhizome.

Berikut merupakan minyak atsiri yang berasal dari daun tanaman

Nama Minyak	Tanaman Penghasil	Negara Asal
Citronela (Sereh)	Cymboopogo Nardus R	Ceylon
Patchouly (Nilam)	Pogostemon cablin benth	Malaysia
Cajuput (kayu putih)	Melaleuca Leudendron L	Indonesia
Bay	Pimenta Ocris	Dominika
Cassia	Cinnampmum Cassia L.	China
Cedar Leaf	Thuya accidentalis	Vermont
Eucalyptus	Eucalyptus sp.	Australia, Uruguay
Lemon grass	Cymbopogan Citratus	Madagaskar, Guatemala
Cherry laurel	Prunus laurocerasus L.	Prancis

 

 

 

Berikut merupakan minyak atsiri yang berasal dari bunga tanaman

Nama Minyak	Tanaman Penghasil	Negara Asal
Cananga (kenanga)	Canana odorata Hook	Indonesia
Champaka (cempaka)	Michelia campaca L.	Madagaskar, Filipina
Clove (Cengkeh)	Caryophillus aromaticus L.	Zanzibar, Madagaskar, Indonesia
Basil	Ocimum basilieum	Madagaskar
Chamoomile	Matricaria chamomile L.	Jerman, Hongaria
Lavandin	Lavandula vera D.C	Perancis
Lavender	Lavandula Officinalis Chaix	Perancis, Rusia
Marjoram	Origanum majorana L.	Perancis, Afrika
Rose (Mawar)	Rose alba L.	Bulgaria, Turki
Rosemary	Rosmarinus Officinalis L.	Tunisia
Sage	Salvia Scalera L.	Rusia, Perancis

 

Berikut merupakan minyak atsiri yang berasal dari biji tanaman

Nama Minyak	Tanaman Penghasil	Negara Asal
Caraway	Carum Carvi	Belanda, Rusia
Cardamom	Elettaria Cardamomum	India
Carrot Seed (Wortel)	Daucus Carota L.	Amerika, Eropa
Celery seed (Seledri)	Apium Graveolen L.	Inggris, India
Croton	Croton Triglium L.	India, Ceylon
Cumin	Cuminum Cyminum L.	Maroko, India
Drill	Antherium Graveolans	Eropa Tengah

 

Berikut merupakan minyak atsiri yang berasal dari kulit buah atau buah tanaman

Nama Minyak	Tanaman Penghasil	Negara Asal
Juniper	Juniperus communis	Hongaria, California
Lemon (Sitrun)	Citrus medica L.	California
Pepper (Lada)	Piper nigrum L.	Ceylon, Cina, Madagaskar
Pimenta	Pimenta officinalic Lindley	Jamaika, Inggris
Vanilla (vanili)	Vanila Planifolia	–
Coriander (ketumbar)	Carandum Sativum L.	Eropa Tengah
Anise (Adas)	Pimpinella anisum L.	Rusia, Eropa
Grape fruit	Citrus decumana L.	Florida, Texas
Fennel	Foeniculum Vulgare Mill	Eropa Tengah, Rusia

 

 

 

1. C.    METODE PEMBUATAN MINYAK ATSIRI

Ada 4 macam metode pembuatan minyak atsiri yaitu :

1. 1.    Penyulingan (Destilasi)

Proses pemisahan komponen yang berupa cairan atau padatan dari 2 macam campuran atau lebih berdasarkan perbedaan titik uapnya, dan proses ini dilakukan terhadap minyak atsiri yang tidak larut dalam air.

Dalam perkembangan pengolahan minyak atsiri telah dikenal 3 macam sistim penyulingan

1. Penyulingan dengan Air (Water distillation)

Metode penyulingan dengan air merupakan metode paling sederhana jika dibandingkan dua metode penyulingan yang lain. Pada metode ini, bahan yang akan disuling dimasukkan dalam ketel suling yang telah diisi air. Dengan begitu, bahan bercampur langsung dengan air. Pada metode ini, perbandingan jumlah air perebus dan bahan baku dibuat berimbang, sesuai dengan kapasitas ketel. Bahan yang telah mengalami proses pendahuluan seperti perajangan dan pelayuan dimasukkan dan dipadatkan. Selanjutnya, ketel ditutup rapat agar tidak terdapat celah yang mengakibatkan uap keluar.

Uap yang dihasilkan dari perebusan air dan bahan dialirkan melalui pipa pendingin sehingga terjadi pengembunan (kondensasi). Selanjutnya air dan minyak ditampung dalam tangki pemisah. Pemisahan air dan minyak dilakukan berdasarkan perbedaan berat jenis.

 

1. Penyulingan dengan Air  dan Uap (Water and Steam Distillation)

Metode ini disebut juga dengan system kukus. Pada metode pengukusan ini, bahan diletakkan di atas piringan atau plat besi berlubang seperti ayakan (sarangan yang terletak beberapa sentimeter di atas permukaan air. Saat air direbus dan mendidih, uap yang terbentuk akan melalui sarangan lewat lubang-lubang kecil dan melewati celah-celah bahan. Minyak atsiri dalam bahan pun akan ikut bersama uap panas tersebut melalui pipa menuju ketel kondensator (pendingin).

Selanjutnya, uap air dan minyak akan mengembun dan ditampung dalam tangki pemisah. Pemisahan air dan minyak atsiri dilakukan berdasarkan berat jenis.

Keuntungan dari metode ini yaitu penetrasi uap terjadi secara merata ke dalam jaringan bahan dan suhu dapat dipertahankan sampai 100⁰C. Lama penyulingan relative lebih singkat, rendemen minyak lebih besar dan mutunya lebih baik jika dibandingkan dengan minyak hasil dari system penyulingan dengan air.

 

1. Penyulingan dengan Uap

Pada system ini, air sebagai sumber uap panas terdapat dalam “boiler” yang letaknya terpisah dari ketel penyulingan. Uap yang dihasilkan mempunyai tekanan lebih tinggi dari tekanan udara luar. Proses penyulingan dengan uap ini baik jika digunakan untuk menyuling bahan baku minyak atsiri berupa kayu, kulit batang, maupun biji-bijan yang relative keras.

 

1. 2.    Ekstraksi dengan Pelarut Mudah Menguap

Prinsip dari ekstraksi ini adalah melarutkan minyak atsiri dalam bahan dengan pelarut organik yang mudah menguap. Pelarut organik akan berpenetrasi ke dalam jaringan dan akan melarutkan minyak serta bahan “non volatile” yang berupa resin, lilin dan beberapa macam zat warna. Proses ekstraksi biasanya dilakukan dalam suatu wadah (ketel) disebut “extractor”. Berbagai pelarut yang biasa digunakan adalah petroleum ether, carbon tetra chlorida, chloroform, dan pelarut lainnya yang bertitik didih rendah.

Ekstraksi dengan pelarut organik umumnya digunakan untuk mengekstraksi minyak atsiri yang mudah rusak oleh pemanasan uap dan air, seperti untuk mengekstraksi minyak dari bunga-bungaan misalnya bunga cempaka, melati, mawar, ”hyacinth”, ”tuberose”, ”narcissus”, ”gardenis”, ”lavender”, ”lily”, ”minose”, ”labdanum”, ”violet lower” dan ”geranium”.

Pembuatan minyak atsiri dengan pelarut menguap dilakukan dengan menggunakan ekstraktor. Ekstraktor yang digunakan untuk mengekstrak minyak atsiri dari bunga terdiri dari tabung ekstraktor berputar dan tabung evaporator (penguap).

Secara umum, proses pembuatan minyak dilakukan melalui beberapa tahapan :

1. Masukkan bahan baku yang masih segar dan pelarut mudah menguap ke dalam ekstraktor
2. Putar ekstraktor selama 20 – 60 menit, pelarut akan berpenetrasi ke dalam jaringan bahan baku dan melarutkan minyak serta bahan ”nonvolatile” berupa resin, lilin dan beberapa macam zat warna.
3. Selanjutnya pisahkan larutan hasil ekstraksi dari ampas
4. Larutan hasil ekstraksi kemudian didistilasi dalam evaporator vakum pada suhu rendah, yaitu 45⁰C.
5. Pelarut akan menguap dan meninggalkan larutan semipadat berwarna merah kecoklatan yang disebut concrete (merupakan campuran dari minyak atsiri, lilin dan resin).
6. Concrete diaduk dan dilarutkan dalam alkohol panas. Larutan alkohol ini mampu mengikat minyak atsiri dengan sempurna.
7. Selanjutnya, larutan concrete didinginkan pada suhu -5⁰C hingga mengendap dan berbentuk lilin.
8. Endapan lilin selanjutnya diperas dan disaring hingga keluar larutan jernih
9. Larutan jernih hasil pemerasan selanjutnya didistilasi ulang untuk memisahkan minyak dengan alkohol yang mengikatnya.
10. Distilasi dilakukan dalam kondisi vakum dan pada suhu rendah (45⁰C) hingga diperoleh larutan kental yang disebut dengan absolute (larutan minyak atsiri yang dijual dengan harga tinggi).

Berikut merupakan ilustrasi proses pembuatan minyak atsiri dengan pelarut mudah menguap :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. 3.    Ekstraksi dengan Lemak Dingin (Enfleurasi)

Proses ekstraksi ini digunakan khusus untuk mengekstraksi minyak bunga-bungaan, dalam rangka mendapatkan mutu dan rendemen minyak yang tinggi. Pada umumnya bunga setelah dipetik akan tetap hidup secara fisiologis. Daun bunga terus menjalankan proses hidupnya dan tetap memproduksi minyak atsiri dan minyak yang terbentuk dalam bunga akan menguap dalam waktu singkat. Kegiatan bunga dalam memproduksi minyak akan terhenti dan mati jika kena panas, kontak atau terendam dalam pelarut organik, sedangkan minyak atsiri yang terbentuk sebelumnya sebagian besar telah menguap. Untuk itu ekstraksi dengan pelarut mudah menguap menghasilkan rendemen minyak yang rendah.

Untuk mendapatkan rendemen minyak yang lebih tinggi dan bermutu baik, proses fisiologi dalam bunga selama proses ekstraksi berlangsung perlu dijaga agar tetap berlangsung dalam waktu selama mungkin sehingga bunga tetap dapat memproduksi minyak atsiri. Hal ini dapat dilakukan dengan cara menggunakan lemak hewani atau nabati.

Sama halnya dengan ekstraksi menggunakan pelarut menguap, ekstraksi minyak atsiri dengan metode lemak dingin memerlukan evaporator untuk memisahkan minyak atsiri dari lilin dan alkohol pelarutnya. Selain itu, dibutuhkan lempeng kaca dan rak tertutup pada proses absorbsi minyak atsiri dari bunga. Sedang bahan penunjang yang digunakan yaitu lemak dan alkohol. Lemak berfungsi sebagai adsorben atau penyerap minyak atsiri dari bunga. Sementara alkohol digunakan untuk memisahkan minyak atsiri dari lemak.

Metode enfleurasi dilakukan dengan beberapa tahapan :

1. Pilih bunga yang masih kuncup dengan tingkat ketuaan optimum, lalu tangkai bunga dihilangkan
2. Selanjutnya, oleskan lemak yang akan digunakan sebagai adsorben pada lempeng kaca setebal 1–2cm. Agar diperoleh luas bidang permukaan yang lebih besar untuk penyerapan, lapisan lemak hendaknya diberi beberapa goresan.
3. Bunga yang telah dihilangkan tangkainya kemudian ditebarkan di atas lapisan lemak secara merata. Semakin lebar bidang bunga yang kontak langsung dengan lemak akan semakin baik.
4. Selanjutnya, simpan lempengan kaca beserta lemak dan bunga dalam lemari atau rak tertutup.
5. Setelah 24 jam, bunga lama dapat diganti dengan bunga baru. Penggantian bunga perlu dilakukan secara hati-hati agar lemak yang terbawa sedikit mungkin. Penggantian bunga perlu dilakukan berulang-ulang sampai diperoleh minyak berkomponen kimia tinggi, yang dicirikan dengan terciumnya aroma yang kuat. Lemak yang mengandung minyak disebut pomade.
6. Pomade yang telah mengandung minyak bunga selanjutnya diangkat dari lapisan kaca dan ditampung dalam wadah, dan dicampur dengan alkohol panas sampai larut dan diaduk agar homogen.
7. Selanjutnya, simpan larutan pada suhu dingin agar lemak membeku dan mudah dipisahkan.
8. Pemisahan lemak dilakukan dengan pemerasan dan penyaringan sampai larutan bebas lemak.
9. Selanjutnya, larutan yang mengandung minyak dievaporasi pada suhu rendah sampai diperoleh absolute.

Persyaratan lemak yang dipakai agar absolute yang dihasilkan optimal, diantaranya adalah :

1. Tidak berbau dan tidak berwarna, bau dan warna pada lemak akan mempengaruhi mutu absolute.
2. Mempunyai konsistensi tertentu, lemak yang terlalu keras mempunyai daya adsorbsi yang rendah.
3. Titik cair optimal lemak adalah 36 – 37⁰C, jika suhu terlalu rendah, daya adsorbsi lemak semakin tinggi namun, proses deflourasi (pengambilan bunga layu) menjadi sulit karena banyak lemak yang menempel pada bunga. Sementara jika titik cair di atas 37⁰C, proses deflourasi semakin mudah, tetapi daya adsorpsi lemak menurun.

 

Berikut merupakan ilustrasi proses pembuatan minyak atsiri dengan proses enfluerasi :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. 4.    Ekstraksi dengan Lemak Panas (Maserasi)

Metode pembuatan minyak dengan lemak panas tidak berbeda jauh dengan metode lemak dingin. Bahan dan peralatan yang digunakan pun tidak jauh berbeda. Perbedaannya hanya terletak pada bagian awal proses, yaitu menggunakan lemak panas. Sedang alat yang digunakan yaitu evaporator vakum. Selain itu, dibutuhkan wadah berupa bak atau baskom untuk merendam bunga dalam lemak panas. Bahan yang diperlukan dalam metode maserasi yaitu lemak dan alcohol. Lemak digunakan sebagai adsorben, sedangkan alcohol digunakan untuk melarutkan lemak.

Metode maserasi dilakukan dengan beberapa tahapan :

1. Mula-mula pilih bunga yang bagus dengan tingkat ketuaan optimum (belum mekar penuh).
2. Selanjutnya, rendam bunga dalam lemak yang telah dipanasi sampai suhunya mencapai 80⁰C (kondisi cair) dan biarkan selama satu malam.
3. Keesokan harinya tambahkan alkohol panas dalam lemak, lalu aduk dan saring untuk memisahkan bunganya.
4. Selanjutya, simpan campuran lemak dan alkohol dalam pendingin agar membeku sehingga mudah dipisahkan.
5. Pemisahan dilakukan dengan penyaringan sampai larutan benar-benar bebas dari lemak.
6. Larutan yang bebas lemak tersebut selanjutnya dievaporasi pada kondisi vakum sampai diperoleh absolute.

 

 

 

 

Berikut merupakan ilustrasi proses pembuatan minyak atsiri dengan proses maserasi :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. 5.    Pengepresan (Pressing)

Adalah Ekstraksi minyak atsiri dengan cara pengepresan umumnya dilakukan terhadap bahan berupa biji, buah atau kulit luar yang dihasilkan dari tanaman yang termasuk famili citrus. Hal ini disebabkan minyak dari famili tanaman tersebut akan mengalami kerusakan jika diekstraksi dengan cara penyulingan. Dengan pengepresan maka sel-sel yang mengandung minyak akan pecah dan minyak akan mengalir ke permukaan bahan. Beberapa jenis minyak yang dapat diekstrasi dengan cara pengepresan adalah minyak “almon”, “apricot”, “lemon”, minyak kulit jeruk, “mandarin”, “grape fruit”, dan beberapa jenis minyak lainnya.

Pada metode pegepresan, alat yang digunakan berupa mesin pengepres. Alat ini bekerja dengan cara menekan bahan baku hingga sel penghasil minyak akan pecah dan minyak akan keluar.

 

1. D.    BEBERAPA CONTOH MINYAK ATSIRI
2.  CENGKEH (Eugenia aromatica )

• Tanaman cengkeh merupakan salah satu penghasil minyak atsiri yang dapat diperoleh dari seluruh bagian tanamannya
• Dari daun segar, daun gugur dan bunga.
• Kadar minyak dari daun gugur berkisar antara 1%, sedangkan dalam bunga 15-16%.
• Selain bunga kering sebagai hasil utama, maka daun gugur dapat dimanfaatkan untuk dijadikan minyak dengan cara penyulingan.

 

1. AKAR WANGI ((Vetivera zizonioides)

• Tanaman akar wangi merupakan tanaman penghasil minyak akar wangi (vitiver oil )yang mempunyai nilai ekonomi tinggi.
• Tanaman ini dapat tumbuh dengan baik pada tanah dengan ketingginan antara 1000 – 2000 meter dari permukaan laut dengan produksi 15 – 30 ton per tahun.
• Kadar minyak dalam akar wangi berkisar 1 – 1,5 % sehingga jumlah prduksi minyak akar wangi 150kg – 300 kg per hektar per tahun.
• Perlu diketahui bahwa jika ditinjau dari segi agronomi, sosial ekonomi dan teknis, maka pertanaman akar wangi mudah diusahakan oleh masyarakat sekitar, dengan umur panen 9 – 12 bulan.

 

1. Nilam (Pogostemon cablin)

• Tanaman nilam merupakan tanaman penghasil minyak nilam yang mempunyai nilai ekonomi tinggi.
• Tanaman ini tumbuh dengan baik pada ketinggian tanah antara 0 – 1000 m dengan produksi 10 – 20 ton daun layu per hektar per tahun dengan periode 3 – 4 persen per tahun.
• Tanaman ini perlu diperbaharui setiap 5 – 7 tahun sekali.
• Minyak yang dihasilkan berkisar antara 100 – 200 kg minyak per hektar per tahun

 

1. Pala ( Myristica fragans )

• Dari seluruh bagian tanaman pala yang mempunyai nilai ekonomis adalah buahnya.
• Buah pala terdiri dari 4 bagian yaitu daging, fuli, tempurung dan biji.
• Biji pala dapat dimanfaatkan secara langsung sebagai rempah-rempah dan minyaknya diperoleh melalui penyulingan dan dapat dimanfaatkan untuk pengobatan dan kosmetika.
• Biji pala dapat menghasilkan rata-rata 12% minyak atsiri dan dari fuliberkisar antara 7-18%.

 

1. Jahe (Zingiber Officinale)

• Oleoresin merupakan campuran resin dan minyak atsiri yang diperoleh dari ekstraksi dengan menggunakan pelarut organic.
• Jahe mengandung resin yang cukup tinggi sehingga bisa dibuat sebagai oleoresin.
• Keuntungan dari oleoresin adalah lebih higienis, dan mempunyai kekuatan lebih bila dibandingkan dengan bahan asalnya.
• Penggunaan oleoresin dalam industri lebih disukai, karena aromanya lebih tajam dan dapat menghemat biaya pengolahan.

 

1. E.    UJI DAN STANDARD MUTU MINYAK ATSIRI

Persyaratan standar mutu minyak atsiri menggunakan batasan atau kriteria-kriteria tertentu. Biasanya  dalam karakteristik mutu dicantumkan sifat khas, sifat fisik dan sifat kimia minyak atsiri sesuai dengan bahan asalnya dan mencantumkan komponen utama minyak atsiri sehingga menunjukkan keaslian serta untuk menghindari pemalsuan dari minyak atsiri tersebut. Adanya bahan-bahan asing yang tercampur akan merusak mutu minyak tersebut. Standard mutu minyak atsiri diantaranya dapat ditentukan dari berat jenis, indeks bias, putaran optic, bilangan asam dan kelarutan dalam alcohol.

1. Berat Jenis (densitas)

Berat jenis atau densitas merupakan perbandingan antara berat minyak dengan berat air pada volume air yang sama dengan volume minyak. Berat jenis sering dihubungkan dengan berat komponen yang terkandung di dalamnya. Semakin besar fraksi berat yang terkandung dalam minyak, semakin besar pula nilai densitasnya.

1. Indeks Bias

Indeks bias merupakan perbandingan antara kecepatan cahaya di dalam udara dengan kecepatan cahaya di dalam zat tersebut pada suhu tertentu. Indeks bias minyak atsiri berhubungan erat dengan komponen-komponen yang tersusun dalam minyak atsiri yang dihasilkan. Sama halnya dengan berat jenis di mana komponen penyusun minyak atsiri dapat mempengaruhi indeks biasnya. Semakin banyak komponen berantai panjang seperti sesqueterpen atau komponen bergugus oksigen ikut tersuling maka kerapatan medium minyak atsiri akan bertambah sehingga cahaya yang datang akan lebih sukar untuk dibiaskan. Hal ini menyebabkan indeks bias minyak lebih besar. Menurut Guenther, nilai indeks bias juga dipengaruhi salah satunya dengan adanya air dalam kandungan minyak tersebut. Semakin banyak kandungan airnya, semakin kecil nilai indeks biasnya. Hal ini karena sifat air yang mudah membiaskan cahaya yang datang. Jadi, minyak atsiri dengan nilai indeks bias besar lebih bagus dibandingkan minyak atsiri dengan nilai indeks bias yang kecil.

1. Putaran Optik

Sifat optic minyak atsiri ditentukan dengan menggunakan alat polarimeter. Nilainya dinyatakan dengan derajat rotasi. Sebagian besar minyak atsiri memiliki sifat memutar bidang polarisasi ke arah kanan (dextrorotary) atau kea rah kiri (levorotary) jika ditempatkan dalam cahaya yang dipolarisasikan. Pengukuran parameter ini sangat menentukan criteria kemurnian suatu minyak atsiri.

1. Bilangan Asam

Bilangan asam menunjukkan kadar asam bebas dalam minyak atsiri. Bilangan asam yang semakin besar dapat mempengaruhi kualitas, diantaranya mengubah bau khas minyak atsiri.

Adanya sebagian komposisi minyak atsiri yang kontak dengan udara atau berada pada kondisi lembab mengakibatkan munculnya reaksi oksidasi dengan udara (oksigen) yang dikatalisasi oleh cahaya. Akibatnya, terbentuklah senyawa asam. Semakin banyak bidang kontak minyak atsiri dengan udara, semakin banyak pula senyawa asam yang terbentuk. Oksidasi komponen-komponen minyak atsiri, terutama golongan aldehid, dapat membentuk gugus asam karboksilat sehingga menambah nilai bilangan asam minyak atsiri. Selain kontak langsung dengan udara, proses oksidasi juga dapat disebabkan oleh tekanan dan temperature yang tinggi saat proses menghasilkan minyak.

1. Kelarutan Dalam Alkohol

Telah diketahui bahwa alcohol merupakan gugus OH^–. Karena alcohol dapat larut dengan minyak atsiri maka pada komposisi minyak atsiri yang dihasilkan tersebut terdapat komponen-komponen terpen teroksigenasi. Hal ini sesuai dengan pernyataan Guenther yang menyatakan bahwa kelarutan minyakk dalam alcohol ditentukan oleh jenis komponen kimia yang terkandung di dalamnya. Pada umumnya, minyak atsiri yang mengandung persenyawaan terpen teroksigenasi lebih mudah larut dibandingkan minyak atsiri yan mengandung terpen. Semakin tinggi kandungan terpen, semakin rendah pula daya larutnya atau semakin sukar larut. Hal tersebut disebabkan senyawa terpen tak teroksigenasi merupakan senyawa nonpolar yang tidak mempunyai gugus fungsional. Oleh sebab itu dapat disimpulkan bahwa semakin kecil kelarutan minyak atsiri dalam alcohol (biasanya alcohol 90%) maka kualitas minyak atsirinya semakin baik.

 

1. F.    OLEORESIN

Oleoresin merupakan campuran resin dan minyak atsiri yang diperoleh dari ekstraksi dengan menggunakan pelarut organic. Jahe mengandung resin yang cukup tinggi sehingga bias dibuat sebagai oleoresin. Keuntungan dari oleoresin adalah lebih higienis dan mempunyai kekuatan lebih bila dibandingkan dengan bahan asalnya. Penggunaan oleoresin dalam industry lebih disukai karena aromanya lebih tajam dan dapat menghemat biaya pengolahan.

Oleoresin dapat diperoleh dari kulit kayu manis segar atau dari kulit kayu manis sisa penyulingan dengan metode ekstraksi. Alat yang digunakan terdiri dari sebuah ekstraktor yang dilengkapi dengna sebuah pengaduk dank oil pemanas. Sumber panas berasal dari sebuah ketel uap yang juga digunakan pada ketel suling. Ekstraktor ini juga berfungsi sebagai alat pemisah yang memisahkan oleoresin dan pelarut.

 

 

 

 

 

Adapun proses mendapatkan oleoresin dapat dilihat pada diagram alir berikut.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BAB III PEMBUATAN VCO

1. A.     VCO

Virgin Coconut Oil (VCO) adalah minyak kelapa murni yang diperoleh dari kelapa yang sudah tua tanpa pemanasan, tanpa bahan kimia apapun, diproses dengan cara sederhana sehingga diperoleh minyak kelapa murni yang berkualitas tinggi. Keunggulan dari minyak ini adalah jernih, tidak berwarna, tidak mudah tengik, dan tahan hingga dua tahun. Komponennya masih utuh artinya tidak ada senyawa yang hilang dalam minyak ini. Kandungan nutrisi dalam minyak ini sama dengan yang terdapat dalam Air Susu Ibu (ASI) (Susilaningsih, 2005).

Virgin Coconut Oil (VCO) mengandung 92% lemak jenuh, 6% lemak mono tidak jenuh, dan 2% lemak poli tidak jenuh. Lemak jenuh dalam Virgin Coconut Oil (VCO) berupa asam lemak jenuh. Tingginya kandungan asam lemak jenuh menjadikan Virgin Coconut Oil (VCO) sebagai sumber saturated fat. Asam lemak jenuhnya didominasi oleh Medium Chain Fatty Acid (MCFA). Persentase MCFA pada Virgin Coconut Oil (VCO) adalah 48% asam laurat, 8% asam kaprilat, 7% asam kaprat, dan 0,5% asam kaproat (Price, 2004). Sedangkan menurut standart APCC komposisi asam lemak Virgin Coconut Oil (VCO) terdapat dalam table berikut :

Asam Lemak	Rumus Kimia	Jumlah (%)
Asam lemak jenuh Asam kaproat Asam kaprilat Asam kaprat Asam laurat Asam miristat Asam palmitat Asam stearat	(C5H11COOH) (C7H15COOH) (C9 H19COOH) (C11H23COOH) (C13H27COOH) (C15H31COOH) (C17H35COOH)	0,4 – 0,6 5,0 – 10,0 4,5 – 8,0 43,0 – 53,0 16,0 – 21,0 7,5 – 10,0 2,0 – 4,0
Asam lemak tak jenuh Asam oleat Asam linoleat	CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH CH2(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7	5,0 – 10,0 1,0 – 2,5

 

1. B.    Manfaat VCO

VCO (Virgin Coconut Oil) adalah minyak yang dihasilkan dari buah kelapa segar. Berbeda dengan minyak kelapa biasa, VCO dihasilkan tidak melalui penambahan bahan kimia atau pun proses yang melibatkan panas yang tinggi. Selain warna dan rasa yang berbeda, VCO mempunyai asam lemak yang tidak terhidrogenasi seperti pada minyak kelapa biasa. VCO menjadi populer karena manfaatnya untuk kesehatan tubuh. Hal ini disebabkan VCO mengandung banyak asam lemak rantai menengah (Medium Chain Fatty Acid/MCFA). Sifat MCFA yang mudah diserap sampai ke mitokondria akan meningkatkan metabolisme yang mudah diserap sampai ke mitokondria akan meningkatkan metabolisme tubuh. Penambahan energy yang dihasilkan oleh metabolisme itu menghasilkan efek stimulasi dalam seluruh tubuh manusia sehingga meningkatkan tingkat energy yang dihasilkan. MCFA yang paling banyak terkandung dalam VCO adalah asam laurat (lauric acid).

Manfaat lain dari VCO diantaranya adalah peningkatan daya tahan terhadap penyakit serta mempercepat proses penyembuhan. Manfaat tersebut ditimbulkan dari peningkatan metabolisme dari penambahan energi yang dihasilkan sehingga mengakibatkan sel-sel dalam tubuh bekerja lebih efisien. Mereka membentuk sel-sel baru serta mengganti sel-sel yang rusak dengan lebih cepat. VCO didalam tubuh menghasilkan energy saja tidak seperti minyak sayur yang berakhir di dalam tubuh sebagai energy,kolesterol dan lemak.

Berikut manfaaat VCO yang lain :

1. Mampu mengatasi penyakit degeneratif seperti diabetes militus, jantung, kegemukan (obesitas), osteoporosis, dan kolesterol
2. Membasmi penyakit yang disebabkan oleh mikroba dan jamur seperti keputihan, influenza, herpes, cacar, dan HIV/AIDS karena bersifat antimikroba
3. Menghalau penyakit akibat radikal bebas
4. Untuk anti kerut dan penuaan dini yang dioleskan pada kulit
5. Untuk pertumbuhan anak seperti menunjang pertumbuhan dan perkembangan anak, meningkatkan kecerdasan, menambah daya tahan, dan stamina tubuh
6. Untuk farmasi, digunakan untuk membuat obat-obatan dan kosmetika (Sutarmi dan Hartin Rozaline, 2005).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. C.    PROSES PEMBUATAN VCO

VCO dibuat dari daging kelapa tua yang dihancurkan kemudian diambil santannya. Santan merupakan suatu emulsi minyak dalam air dan protein (berupa lipoprotein) yang terdapat di dalam santan berfungsi sebagai pengemulsi. Salah satu penyebab hilangnya stabilitas protein adalah adanya pengadukan, pemanasan atau aktivitas mikroba. Hal ini berarti bahwa protein mengalami denaturasi sehingga kelarutannya berkurang. Lapisan molekul protein bagian dalam yang bersifat hidrofob berbalik ke luar, sedangkan bagian luar yang bersifat hidrofil terlipat ke dalam. Hal ini menyebabkan protein mengalami koagulasi dan akhirnya akan mengalami pengendapan, sehingga lapisan minyak dan air dapat terpisah.

Berbagai metode pembuatan VCO telah dikembangkan diantaranya adalah :

1. Fermentasi

Buah kelapa yang telah diparut diberi air, kemudian parutan daging diperas. Santan yang dihasilkan disaring dan ditampung dalam wadah transparan lalu ditutup dan didiamkan. Satu jam berselang krim yang terbentuk dipisahkan dari air. Setelah ditambahkan mikroba dan diaduk, krim didiamkan selama 10 jam hingga menghasilkan minyak. Mikroba membantu penggumpalan protein agar terpisah dengan minyak.

 

 

 

 

 

 

 

1. Sentrifugasi

Pengolahan awalnya sama dengan cara fermentasi, hanya berbeda pada teknik pengambilan minyaknya. Buah kelapa yang telah diparut diberi air kemudian parutan dagingnya diperas. Setelah dihasilkan santan, kemudian disaring dan ditampung dalam wadah. Proses selanjutnya, santan disentrifugasi sehingga menghasilkan tiga lapisan, yaitu lapisan protein, air serta minyak. Terbentuknya ketiga lapisan tersebut merupakan pemanfaatan beda berat jenis komponen dalam santan. Lapisan atas yang berupa minyak merupakan produk hasil yang diinginkan yaitu VCO.

 

1. Pemanasan pada Suhu Rendah
2. Teknologi Membran

 

1. D.    POTENSI PENGEMBANGAN / APLIKASI VCO DI INDONESIA

Sebagai Negara kepulauan terbesar, Indonesia memiliki kebun kelapa (Cocos Nucifera) terluas didunia, seluas 3.745.000 hektar, yang hampir seluruhnya adalah perkebunan rakyat dan merupakan sumber penghasilan sekitar dua setengah juta keluarga petani. Namun, nilai ekspor minyak kelapa Indonesia (32,2 persen) masih di bawah Filipina (45,6 persen dari total ekspor dunia). Selain itu ekspor Indonesia masih dalam bentuk minyak kelapa biasa, sedangkan Filipina sudah mulai menjangkau dunia dengan VCO-nya dengan harga yang tiga atau empat kali dari minyak kelapa biasa.

Kebutuhan VCO untuk Indonesia dan dunia belum terpetakan dengan baik ini belum mampu menutupi kebutuhan pasar yang sangat besar Berdasarkan hasil pemantauan berbagai media, kebutuhan akan VCO sangatlah besar. Contohnya data dari majalah Trubus yang melaporkan bahwa Singapura memerlukan pasokan sebesar 243.000 liter sedangkan Amerika meminta 200 ton VCO untuk periode Juli – Agustus, belum lagi ditambah kebutuhan domestik. Semua permintaan tersebut belum terpenuhi oleh produksi VCO di dalam negeri Salah satu penyebabnya adalah proses pembuatan VCO yang digunakan sekarang ini belum mampu memenuhi kebutuhan pasar.

 

1. E.     KUALITAS MINYAK KELAPA MURNI
2. Kadar Air

Kadar air adalah jumlah (dalam %) bahan yang menguap pada pemanasan dengan suhu dan waktu tertentu. Jika dalam minyak terdapat air maka akan mengakibatkan reaksi hidrolisis yang dapat menyebabkan kerusakan minyak. Reaksi hidrolisis akan menyebabkan ketengikan hidrolisis yang menghasilkan rasa dan bau tengik pada minyak. Asam lemak bebas yang mudah menguap dengan jumlah C4, C6, C8 , dan C10, menghasilkan bau tengik karena dapat berubah menjadi senyawa keton. Reaksi hidrolisis minyak yaitu:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Berat Jenis

Berat jenis adalah perbandingan berat dari volume minyak atau lemak pada suhu 25^oC dengan berat air pada volume dan suhu yang sama. Cara ini dapat digunakan untuk semua minyak dan lemak yang dicairkan. Alat yang digunakan untuk penentuan ini adalah piknometer.

Berat Jenis =

1. Indeks Bias

Indeks bias dari suatu zat adalah perbandingan dari sinus sudut sinar jatuh dan sudut sinar pantul dari cahaya yang melalui suatu zat. Refraksi atau pembiasan ini disebabkan adanya interaksi antara gaya elektrostatik dan gaya elektromagnetik dari atom-atom di dalam molekul cairan. Pengujian indeks bias dapat digunakan untuk menentukan kemurnian minyak dan dapat menentukan dengan cepat terjadinya hidrogenasi katalisis. Semakin panjang rantai C dan semakin banyak ikatan rangkap, maka indeks bias semakin besar. Indeks bias juga dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti kadar asam lemak bebas, proses oksidasi, dan suhu. Alat yang digunakan adalah refraktometer abbe yang dilengkapi dengan pengatur suhu. Indeks bias pada suhu tertentu dapat diperoleh dengan perhitungan:

R = R’ + K(T’−T)

Keterangan  :        R   =   pembacaan skala pada suhu T oC

R’ =   pembacaan skala pada suhu T’ oC

T’ =   suhu dimana R’ yang akan dicari (oC)

K   =   faktor koreksi (0,000365 untuk lemak dan 0,000385 untuk minyak) (Ketaren, 1986)

1. Angka Asam

Angka asam dinyatakan sebagai jumlah milligram KOH yang diperlukan untuk menetralkan asam lemak bebas yang terdapat dalam satu gram minyak atau lemak (Ketaren, 1986). Angka asam yang besar menunjukkan asam lemak bebas yang berasal dari hidrolisa minyak ataupun karena proses pengolahan yang kurang baik. Makin tinggi angka asam maka semakin rendah kualitas dari minyak (Sudarmadji dkk, 1997).

Angka Asam =

Selain itu sering dinyatakan sebagai kadar asam lemak bebas (% FFA).

% FFA =

% FFA  =

Reaksi yang terjadi dalam penentuan angka asam adalah

 

	O   R – C – OH
			O   R – C – OK

+ KOH                                               +   H₂O

asam lemak

(Badan Standarisasi Nasional, 1998)

 

1. Angka Penyabunan

Angka penyabunan dapat dipergunakan untuk menentukan berat molekul minyak dan lemak secara kasar. Minyak yang disusun oleh asam lemak berantai C pendek berarti mempunyai berat molekul relatif kecil mempunyai angka penyabunan yang besar dan sebaliknya minyak dengan berat molekul relatif besar akan mempunyai angka penyabunan relatif kecil.

Angka penyabunan atau bilangan penyabunan dinyatakan sebagai banyaknya (mg) KOH yang dibutuhkan untuk menyabunkan satu gram lemak atau minyak. Reaksi penyabunan:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Angka Peroksida

Angka peroksida adalah nilai terpenting untuk menentukan derajat kerusakan pada minyak atau lemak. Asam lemak tidak jenuh dapat mengikat oksigen pada ikatan rangkapnya sehingga membentuk peroksida. Peroksida ini dapat ditentukan dengan metode iodometri.

Cara yang sering digunakan untuk menentukan bilangan peroksida, berdasarkan pada reaksi antara alkali iodida dalam larutan asam dengan ikatan peroksida. Iod yang dibebaskan pada reaksi ini kemudian dititrasi dengan natrium thiosulfat. Penentuan peroksida ini kurang baik dengan cara iodometri biasa meskipun peroksida bereaksi sempurna dengan alkali iod. Hal ini disebabkan karena peroksida jenis lainnya hanya bereaksi sebagian. Di samping itu dapat terjadi kesalahan oleh reaksi antara alkali iodida dengan oksigen dari udara (Ketaren, 1996).

Reaksi yang terjadi dalam penentuan angka peroksida adalah :

 

 

 

 

 

I₂ + 2 Na₂S₂O₃               2NaI + Na₂S₄O₆        (Nielsen, 1998)

 

1. Angka Iod

Angka iod mencerminkan ketidakjenuhan asam lemak penyusun minyak dan lemak. Asam lemak tak jenuh mampu mengikat iod dan membentuk senyawaan yang jenuh. Banyaknya iod yang diikat menunjukkan banyaknya ikatan rangkap.

Angka iod dinyatakan sebagai banyaknya gram iod yang diikat oleh 100 gram minyak atau lemak. Penentuan angka iod dapat dilakukan dengan cara Hanus atau cara Kaufmaun dan cara Von Hubl atau cara Wijs (Sudarmadji dkk, 1997). Pada cara Hanus, larutan iod standarnya dibuat dalam asam asetat pekat (glasial) yang berisi bukan saja iod tetapi juga iodium bromida. Adanya iodium bromida dapat mempercepat reaksi. Sedang cara Wijs menggunakan larutan iod dalam asam asetat pekat, tetapi mengandung iodium klorida sebagai pemicu reaksi (Winarno, 1997).

Reaksi yang terjadi yaitu :

 

 

                                  +  ICl excess  →                                                       + ICl sisa

 

IClsisa + KI   →    I₂ + KCl

I₂ + 2 Na₂S₂O₃  →    2 NaI + Na₂S₄O₆  (Nielsen, 1998)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TEKNIK PENGOLAHAN VCO MENGGUNAKAN FERMENTASI

 

Ragi tape yang biasanya digunakan dalam pembuatan tape, bisa digunakan dalam pengolahan VCO karena ragi tape mengandung mikroflora seperti khamir yang dapat menghasilkan lipase untuk memecah emulsi santan. Dengan demikian, selama proses fermentasi akan terjadi pemutusan ikatan kimia. Percobaan ini bertujuan untuk mempelajari teknik pembuatan VCO dengan menggunakan ragi tape.

BAHAN DAN ALAT YANG DIGUNAKAN

 

• Bahan :

1. Kelapa Parut 500 gram umur 11-12 bulan,
2. Ragi tape padat (ragi komersial),
3. Ragi tempe
4. Timbangan teknis

• Alat :

1. Baskom
2. Pengepres santan (Kalo),
3. Corong Pisah
4. Beaker Glass
5. wadah plastik transparan (toples plastic bekas/gelas plastic bekas)
6. wadah pengemas,

TAHAPAN PENGOLAHAN VCO

1. 1.      Penyiapan Bahan Baku

Buah kelapa yang akan diolah menjadi VCO adalah buah yang tua, yakni berumur 11-12 bulan, yang ditandai dengan kulit sabut berwarna coklat. Buah kelapa tua akan menghasilkan rendemen minyak yang tinggi.

1. 2.      Pembuatan Santan

Buah kelapa tua dikupas kemudian dibelah dan dagingnya dikeluarkan dari tempurung. Daging buah kelapa lalu diparut secara manual atau digiling menggunakan mesin. Hancuran daging buah lalu ditambah air dengan perbandingan 1:2. Selanjutnya, ekstrak dipres dengan mesin pengepres atau secara manual kemudian disaring sehingga diperoleh santan. Dari 30 butir kelapa (rata-rata bobot daging buah 400 g/butir) diperoleh 30 liter santan.

1. 3.      Pemisahan Krim

Santan yang diperoleh dituang pada ember plastik transparan, kemudian didiamkan 2 jam. Selama pendiaman, santan akan terbagi menjadi tiga lapisan, yaitu lapisan atas berupa krim (kaya minyak), lapisan tengah berbentuk skim (kaya protein), dan lapisan bawah berupa endapan. Krim dipisahkan dan digunakan sebagai bahan baku VCO.

1. 4.      Pembuatan Starter Ragi Tape

Pengolahan VCO menggunakan ragi tape diawali dengan membuat cairan starter ragi tape. Caranya, skim kelapa 450 ml dicampur dengan air kelapa 50 ml, kemudian ditambahkan ragi tape 2 g, diaduk sampai homogen, lalu didiamkan (difermentasi) pada suhu ruang selama 12 jam. Penambahan air kelapa bertujuan untuk memperkaya nilai gizi media untuk proses perbanyakan ragi tape.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. 5.      Pencampuran Krim dengan Starter Ragi Tape

Krim yang diperoleh, dibagi tiga bagian, kemudian dicampur dengan starter ragi tape masing-masing 10%, 20%, dan 30%. Sebagai contoh, jika menggunakan starter tape 10% maka untuk krim 4 liter ditambahkan starter ragi tape 400 ml. Campuran diaduk homogen kemudian dituang pada wadah transparan dan didiamkan 8-10 jam. Selama proses pendiaman, campuran akan terpisah menjadi tiga lapisan, yaitu minyak (lapisan atas), blondo berwarna putih (lapisan tengah), dan air (lapisan bawah). Selanjutnya, minyak dipisahkan dari blondo dan air.

1. 6.      Penyaringan Minyak

Minyak yang diperoleh disaring menggunakan kertas saring dan disempurnakan dengan zeolit, yaitu sejenis batuan yang di samping berfungsi menyaring juga menyerap bau yang kurang enak dan menurunkan kadar air. Produk yang diperoleh dari penyaringan adalah VCO. Selanjutnya VCO dikemas dan ditutup rapat serta disegel.

1. 7.      Pengamatan Rendemen dan Mutu VCO

Mutu VCO yang berkaitan dengan proses pengolahan adalah kadar air, asam lemak bebas, bau, dan warna. Sifat-sifat lain seperti komposisi asam lemak, bilangan penyabunan, dan bilangan iodium cenderung dipengaruhi oleh jenis atau varietas kelapa dan lingkungan tempat tumbuh tanaman. Pengamatan mutu VCO meliputi kadar air, asam lemak bebas, uji organoleptik (bau dan warna), dan rendemen hasil.

1. 8.      Kadar Air

Kadar air ditentukan secara langsung dengan metode oven pada suhu 105°C. Cawan kosong dikeringkan dalam oven selama 10 menit kemudian didinginkan dalam desikator. Selanjutnya ditimbang sampel VCO dalam cawan porselin sebanyak 2-5 g, lalu dikeringkan dalam oven selama 6 jam. Cawan dan isinya lalu dipindahkan ke dalam desikator, didinginkan, dan ditimbang kembali. Sampel dikeringkan kembali dalam desikator sampai diperoleh bobot tetap.

Kadar air (%) = (a – b) : c x 100

di mana:

a = bobot cawan dan sampel awal (g)

b = bobot cawan dan sampel setelah dikeringkan (g)

c = bobot contoh awal (g)

1. 9.      Asam Lemak Bebas

Sampel (VCO) ditimbang 2 g dalam erlenmeyer 250 ml, kemudian ditambahkan 25 ml alkohol (93%) netral yang telah dipanaskan lalu dikocok. Selanjutnya ditambahkan larutan fenolptalin 3 tetes dan dititrasi dengan NaOH 0,1 N.

Kadar asam lemak bebas (%) = (ml NaOH x N NaOH x berat molekul lemak x 100) : bobot sampel (mg).

1. 10.   Uji Organoleptik

Uji organoleptik terhadap aroma dan warna VCO dilakukan berdasarkan indera penciuman (hidung) dan indera penglihatan (mata).

1. 11.   Rendemen Hasil

Rendemen VCO dihitung berdasarkan bobot VCO yang diperoleh dibandingkan dengan bobot bahan yang digunakan (parutan daging buah kelapa). Rendemen hasil (%) = (a : b) x 100.

di mana:

a = bobot bahan (VCO) yang diperoleh (g)

b = bobot bahan yang digunakan (parutan daging buah)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BAB I PROSES DAN PRODUK FERMENTASI PANGAN

1. A.  PENDAHULUAN

Proses fermentasi dalam pengolahan pangan adalah proses pengolahan pangan dengan menggunakan aktivitas mikroorganisme secara terkontrol untuk meningkatkan keawetan pangan dengan diproduksinya asam dan/atau alkohol, untuk menghasilkan produk dengan karakteristik flavor dan aroma yang khas, atau untuk menghasilkan pangan dengan mutu dan nilai yang lebih baik. Contoh-contoh produk pangan fermentasi ini bermacam-macam; mulai dari produk tradisional (misalnya tempe, tauco, tape, dll) sampai kepada produk yang modern (misalnya salami dan yoghurt).

Proses fermentasi dalam pengolahan pangan mempunyai beberapa keuntungan-keuntungan, antara lain :

–     Proses fermentasi dapat dilakukan pada kondisi pH dan suhu normal, sehingga tetap mempertahankan (atau sering bahkan meningkatkan) nilai gizi dan organoleptik produk pangan,

–     Karakteristik flavor dan aroma produk yang dihasilkan bersifat khas, tidak dapat diproduksi dengan teknik/metoda pengolahan lainnya.

–     Memerlukan konsumsi energi yang relatif rendah karena dilakukan pada kisaran suhu normal,

–     Modal dan biaya operasi untuk proses fermentasi umumnya rendah, dan

–     Teknologi fermentasi umumnya telah dikuasi secara turun temurun dengan baik.

1. B.  FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PROSES FERMENTASI

Industri fermentasi dalam pelaksanaan proses dipengaruhi oleh beberapa faktor:

1. 1.   mikrobia

Sebagaimana dikemukakan bahwa proses fermentasi adalah proses yang memanfaatkan jasa mikroorganisme, maka pengendalian proses fermentasi pada dasarnya adalah pengendalian pertumbuhan dan aktivitas mikroorganisme tersebut. Faktor utama yang mengendalikan pertumbuhan mikroorganisme pada bahan pangan adalah :

–       Ketersediaan sumber-sumber karbon dan nitrogen yang akan digunakan oleh mikroorganisme tersebut untuk tumbuh dan berkembang-biak,

–       Ketersediaan zat gizi khusus tertentu yang merupakan persyaratan karakteristik bagi mikroorganisme tertentu untuk tumbuh dengan baik,

–       Nilai pH produk pangan,

–       Suhu inkubasi,

–       Kadar air, dan

–       Ada/tidaknya kompetisi dengan mikroorganisme lainnya.

Dan mikrobia dalam industri fermentasi merupakan faktor utama, sehingga harus memenuhi syarat-syarat tertentu yaitu:

1. Murni

Dalam proses-proses tertentu harus menggunakan biakan murni (dari satu strain tertentu) yang telah diketahui sifat-sifatnya. Untuk menjaga agar biakan tetap murni dalam proses maka kondisi lingkungan harus dijaga tetap steril. Penggunaan kultur tunggal mempunyai resiko yang tinggi karena kondisi harus optimum. Untuk mengurangi kegagalan dapat digunakan biakan campuran. Keuntungan penggunaan biakan campuran adalah mengurangi resiko apabila mikrobia yang lain tidak aktif melakukan fermentasi. Dalam bidang pangan penggunaan biakan campuran dapat menghasilkan aroma yang spesifik.

Dalam proses-proses tertentu harus menggunakan biakan murni (dari satu strain tertentu) yang telah diketahui sifat-sifatnya. Untuk menjaga agar biakan tetap murni dalam proses maka kondisi lingkungan harus dijaga tetap steril. Penggunaan kultur tunggal mempunyai resiko yang tinggi karena kondisi harus optimum. Untuk mengurangi kegagalan dapat digunakan biakan campuran. Keuntungan penggunaan biakan campuran adalah mengurangi resiko apabila mikrobia yang lain tidak aktif melakukan fermentasi. Dalam bidang pangan penggunaan biakan campuran dapat menghasilkan aroma yang spesifik.

Pengembangan inokulum yang terdiri campuran biakan murni belum berkembang di Indonesia. Sebagai contoh, inokulum tempe yang dibuat LIPI masih merupakan inokulum kultur tunggal sehingga produsen tempe sering mencampur inokulum murni dengan inokulum tradisional dengan maksud memperoleh hasil yang baik.

Inokulum tape (ragi tape) juga belum berkembang. Di Malaysia, telah dikembangkan campuran kultur murni untuk membuat tape rendah alkohol. Ini merupakan upaya untuk memenuhi tuntutan masyarakat yang sebagian besar muslim. Isolatnya sendiri diperoleh dari ragi yang telah ada di pasaran. Penggunaan inokulum campuran harus memperhatikan kebutuhan nutrisi mikroorganismenya. Kultur campuran yang baik adalah model suksesi sehingga antar organisme tidak bersaing namun saling mendukung untuk pembentukan produk.

1. Unggul

Pada kondisi fermentasi yang diberikan, mikrobia harus mampu menghasilkan perubahan-perubahan yang dikehendaki secara cepat dan hasil yang besar. Sifat unggul yang ada harus dapat dipertahankan. Hal ini berkaitan dengan kondisi proses yang diharapkan. Proses rekayasa genetik dapat dilakukan untuk memperbaiki sifat jasad dengan maksud mempertinggi produk yang diharapkan dan mengurangi produk-produk ikutan.

1. Stabil

Pada kondisi yang diberikan, mikrobia harus mempunyai sifat-sifat yang tetap, tidak mengalami perubahan karena mutasi atau lingkungan.

1. Bukan pathogen

Mikrobia yang digunakan adalah bukan patogen bagi manusia maupun hewan, kecuali untuk produksi bahan kimia tertentu. Jika digunakan mikrobia patogen harus dijaga, agar tidak menimbulkan akibat samping pada lingkungan.

1. 2.   Bahan dasar

Bahan dasar untuk kepentingan fermentasi dapat berasal dari hasil-hasil pertanian, perkebunan maupun limbah industri. Bahan dasar yang umum digunakan di negara berkembang adalah:

1. molase, karena banyak tebu
2. jerami
3. dedak
4. kulit kopi, kulit coklat, sabut kelapa
5. ampas tebu, ampas biji-bijian yang telah diambil minyaknya
6. kotoran binatang
7. air limbah
8. sampah sebagai komponen pupuk
9. sisa pabrik kertas, pabrik susu dan sebagainya.

Bahan dasar harus mempunyai syarat-syarat:

1. mudah didapat
2. jumlah besar
3. murah harganya
4. bila diperlukan ada penggantinya.

1. 3.   Sifat-Sifat Proses

Sifat-sifat proses harus disesuaikan dengan kondisi yang dibutuhkan oleh mikrobia dalam melakukan metabolisme. Kondisi yang dibutuhkan dapat aerob ataupun anaerob, sedang bentuk medium dapat cair ataupun padat. Dalam proses produksi dapat digunakan proses tertutup ataupun kontinyu. Perbedaan kondisi yang dibutuhkan oleh mikrobia dalam proses industry juga akan menentukan :

1. tipe fermentor
2. optimasi lingkungan: pH, aerasi, suhu. kadar nutrien
3. Macam alat bantu: sumber air, listrik, kompresor dan sebagainya
4. cara pengunduhan hasil, sterilisasi.

4. Pilot-Plant

Pilot plant adalah semacam laboratorium tetapi di atas skala laboratorium dan di bawah skala perusahaan. Jika dalam pilot plant sudah menunjukkan hasil baik, dapat dibawa ke skala industri, karena dalam skala industri sudah terkait modal sehingga diperhitungkan kegagalan. Dengan pilot plant kegagalan dikurangi 75% daripada langsung dari laboratorium.

1. C.  MENGENAL PRODUK FERMENTASI KHAS INDONESIA

Jenis produk fermentasi sangat beragam. Jika dilihat dari mekanisme kerja mikrobanya, maka produk fermentasi khas Indonesia secara umum dapat dimasukkan dalam beberapa kelompok sebagai berikut :

• Fermentasi yang secara enzimatis menghidrolisis protein dari ikan, udang dan produk-produk laut lainnya pada lingkungan dengan konsentrasi garam yang relatif tinggi menghasilkan produk dengan tekstur seperti saos atau pasta dengan flavor seperti daging. Contoh produknya adalah terasi, yang digunakan sebagai bahan penyedap makanan. Terasi dibuat dari udang atau ikan berukuran kecil yang bernilai ekonomis rendah jika dijual dalam bentuk segarnya. Bagan Siapi Api merupakan daerah penghasil terasi yang terkenal, tetapi walau demikian produk ini juga banyak diproduksi di daerah sepanjang pesisir pulau Jawa.

• Fermentasi yang menghasilkan tekstur seperti pada substrat sereal, biji-bijian, ataupun kacang-kacangan, karena pembentukan miselium kapang yang berfungsi sebagai pengikat antar butir-butir serealia, biji-bijian ataupun kacang-kacangan. Contoh produknya tempe dan oncom. Tempe dibuat dari kedelai dengan bantuan kapang Rhizopus (ragi tempe), sementara oncom dibuat dari ampas tahu (oncom merah) dan bungkil kacang tanah (oncom hitam) menggunakan kapang Neurospora sitophila dan Rhizopus oligosporus. Perbedaan warna pada oncom merah dan hitam disebabkan oleh perbedaan pigmen yang dihasilkan oleh kapang yang digunakan dalam fermentasi. Tempe umum dijumpai di daerah Jawa bahkan juga diberbagai daerah di luar Jawa, sementara oncom populer terutama hanya di daerah Jawa Barat.

• Fermentasi yang melibatkan prinsip koji, dimana mikroba starter ditumbuhkan pada substrat (kacang-kacangan atau serealia) untuk menghasilkan koji atau konsentrat enzim yang bisa digunakan untuk menghidrolisis komponen tertentu dalam suatu proses fermentasi. Contoh produknya adalah kecap, tauco, tempe, oncom dan tape. Kecap merupakan produk seasoning dan kondimen serbaguna, dibuat dari kedelai terutama kedelai hitam. Penampakan kecap seperti pasta, dengan citarasa manis atau asin. Penambahan gula aren dalam produksi kecap manis menyebabkan teksturnya menjadi lebih kental dengan warna yang lebih gelap dibandingkan kecap asin. Tauco berbentuk pasta, berwarna kuning, citarasa asin dan konsistensi seperti bubur dengan flavor seperti daging; merupakan produk fermentasi kedelai oleh kapang, kamir dan bakteri. Kecap dan tauco terutama digemari oleh masyarakat Jawa.

• Fermentasi yang menghasilkan asam organik sebagai produk utamanya. Yang masuk dalam kelompok ini contohnya dadih, dangke, acar, tempoyak, urutan dan tape. Tempe juga dapat dimasukkan dalam kategori ini karena proses pengasaman terjadi pada saat perendaman kedelai di awal proses pengolahan. Dadih adalah susu kerbau fermentasi, dijumpai di daerah Sumatera Barat. Proses fermentasinya dilakukan secara spontan oleh bakteri asam laktat yang terdapat didalam tabung bambu yang digunakan sebagai wadah fermentasinya. Dadih memiliki tekstur seperti gel dengan citarasa yang asam. Dangke adalah sejenis keju lunak yang dibuat oleh masyarakat Enrekang, Sulawesi Selatan dengan menggunakan susu kerbau sebagai bahan bakunya. Acar atau produk fermentasi sayuran, umum dijumpai di berbagai daerah Indonesia. Tempoyak yang bercita rasa asam dengan sedikit rasa manis dan asin merupakan produk fermentasi daging durian yang sudah lewat matang (over ripe). Berkembang di Palembang (Sumatera Selatan) dan beberapa daerah di Kalimantan, produk ini biasa digunakan sebagai kondimen untuk beberapa produk olahan ikan dan sayur. Urutan merupakan produk sosis fermentasi lokal, yang berasal dari daerah Bali dan menggunakan daging babi sebagai bahan bakunya. Proses fermentasinya dilakukan bersama-sama dengan proses pengeringan.

• Fermentasi yang menghasilkan alkohol (etanol) sebagai produk utama. Contoh produknya adalah tape ketan dan brem. Tape ketan memiliki citarasa manis/asam. Kapang Amylomyces rouxii dan kamir Endomycopsis burtonii menghidrolisis nasi ketan menjadi maltosa dan glukosa lalu fermentasi lebih lanjutnya memecah gula menjadi etanol dan asam organik. Jus dari tape ketan bisa digunakan untuk memproduksi brem. Ada tiga tipe brem: brem Madiun berwarna putih kekuningan, dengan citararasa asam-manis dan berbentuk balok berukuran 0.5 x 5 – 7 cm; brem Wonogiri berwarna putih, rasa manis, sangat mudah larut dan dibuat dalam bentuk balok bundar tipis berdiameter sekitar 5 cm; dan brem Bali merupakan minuman keras terkenal di daerah Bali. Selain tape ketan, juga dikenal tape singkong. Tape singkong populer diberbagai daerah di Indonesia, teksturnya lunak dan berair. Pengecualian dijumpai pada tape singkong di daerah Jawa Barat: tape singkongnya walaupun lunak, tapi tidak berair dan dikenal dengan nama peuyem.

 

TUGAS DAN MATERI TEKNOLOGI INDUSTRI SEMESTER 2

Untuk semester 2 materi yang harus dipelajari adalah : download materi

1.  Memproduksi senyawa hasil fermentasi,

2.  Membuat sabun,

3.  Membuat VCO,

4.  Membuat minyak atsiri,

Selamat mempelajari materi TEKNOLOGI INDUSTRI kemudian jangan lupa untuk mengerjakan tugas-tugas nya, berikut tugas-tugas yang harus dikerjakan : download tugas UH

 

BAB V PROSES PEMISAHAN CAMPURAN

V.1.   Penyulingan (Distillation)

Distilasi (penyulingan) adalah proses pemisahan komponen dari suatu campuran yang berupa larutan cair-cair dimana karakteristik dari campuran tersebut adalah mampu-campur dan mudah menguap, selain itu komponen-komponen tersebut mempunyai perbedaan tekanan uap dan hasil dari pemisahannya menjadi komponen-komponennya atau kelompok-kelompok komponen. Karena adanya perbedaan tekanan uap, maka dapat dikatakan pula proses penyulingan merupakan proses pemisahan komponen-komponennya berdasarkan perbedaan titik didihnya.

Sebagai contoh, proses penyulingan dari larutan garam yang dilakukan di laboratorium, sebagaimana ditunjukkan pada gambar 5.1. Pada gambar tersebut, terlihat, larutan garam (NaCl) dimasukkan pada labu, dimana pada bagian atas dari labu tersebut dipasang alat pengukur suhu atau thermometer. Larutan garam di dalam labu dipanasi dengan menggunakan pembakar Bunsen. Setelah beberapa saat, larutan garam tersebut akan mendidih dan sebagian akan menguap. Uap tersebut dilewatkan kondensor, dan akan terkondensasi yang ditampung pada erlemeyer. Cairan pada erlemeyer merupakan destilat sebagai air murni.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

	Gambar 5.1. Penyulingan larutan garam skala laboratorium

 

 

 

 

Pada operasi distilasi, terjadinya pemisahan didasarkan pada gejala bahwa bila campuran cair ada dalam keadaan setimbang dengan uapnya, komposisi uap dan cairan berbeda. Uap akan mengandung lebih banyak komponen yang lebih mudah menguap, sedangkan cairan akan mengandung lebih sedikit komponen yang mudah menguap. Bila uap dipisahkan dari cairan, maka uap tersebut dikondensasikan, selanjutnya akan didapatkan cairan yang berbeda dari cairan yang pertama, dengan lebih banyak komponen yang mudah menguap dibandingkan dengan cairan yang tidak teruapkan. Bila kemudian cairan dari kondensasi uap tersebut diuapkan lagi sebagian, akan didapatkan uap dengan kadar komponen yang lebih mudah menguap lebih tinggi.

 

Tipe Distilasi

Karena karakter campuran yang berbeda maka distilasi dilakukan dengan cara berbeda pula. Oleh karena itu distilasi meliputi beberapa tipe yaitu: distilasi azeotropik, distilasi kering, distilasi ekstraktif, distilasi beku (freeze distillation), distilasi fraksinasi, distilasi uap (steam distillation) dan distilasi vakum. Berdasarkan prosesnya, distilasi juga dapat dibedakan menjadi distilasi batch (batch distillation) dan distilasi kontinyu (continuous distillation). Disebut distilasi batch jika dilakukan satu kali proses, yakni bahan dimasukkan dalam peralatan, diproses kemudian diambil hasilnya (distilat dan residu). Disebut distilasi kontinyu jika prosesnya berlangsung terusmenerus. Ada aliran bahan masuk sekaligus aliran bahan keluar. Rangkaian alat distilasi yang banyak digunakan di industri adalah jenis tray tower dan packed tower.

 

		Gambar 5.2. Rangkaian Alat Distilasi di Industri
						Gambar 5.3. Distilasi Tipe Tray (Tray Tower)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

	Gambar 5.4. Destilasi Tipe Isian (Packed Tower)
						Gambar 5.5. Foto rangkaian alat distilasi di sebuah pabrik

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V.2.   Penjerapan (Adsorpsi)

Adsorpsi atau penjerapan adalah proses pemisahan bahan dari campuran gas atau cair, bahan yang akan dipisahkan ditarik oleh permukaan zat padat yang menyerap (adsorben). Biasanya partikel-partikel kecil zat penyerap ditempatkan ke suatu hamparan tetap dan fluida kemudian dialirkan melalui hamparan tetap tersebut sampai zat padat itu mendekati jenuh dan pemisahan yang dikehendaki tidak dapat berlangsung lagi. Kebanyakan zat pengadsorpsi adalah adsorben. Bahan-bahan yang berpori, dan adsorpsi berlangsung terutama pada dinding-dinding pori. Pemisahan terjadi karena perbedaan bibit molekul atau karena perbedaan polaritas menyebabkan sebagian molekul melekat pada permukaan itu lebih berat daripada molekul-molekul lainnya. Misalnya, limbah industri pencucian kain batik diadsorpsi zat warnanya dengan menggunakan arang tempurung kelapa yang sudah diaktifkan. Limbah elektroplating yang mengandung nikel, logam berat nikel diadsorpsi dengan zeolit yang diaktifkan.

 

V.3.   Absorbsi

Absorpsi adalah proses pemisahan bahan dari suatu campuran gas dengan cara pengikatan bahan tersebut pada permukaan absorben cair yang diikuti dengan pelarutan. Kelarutan gas yang akan diserap dapat disebabkan hanya oleh gaya-gaya fisik (pada absorpsi fisik) atau selain gaya tersebut juga oleh ikatan kimia (pada absorpsi kimia). Komponen gas yang dapat mengadakan ikatan kimia akan dilarutkan lebih dahulu dan juga dengan kecepatan yang lebih tinggi. Karena itu absorpsi kimia mengungguli absorpsi fisik.

Fungsi Absorbsi dalam industri

Meningkatkan nilai guna dari suatu zat dengan cara merubah fasenya

Contoh :

• Formalin yang berfase cair berasal dari formaldehid yang berfase gas dapat dihasilkan melalui proses absorbsi.

Teknologi proses pembuatan formalin

Formaldehid sebagai gas input dimasukkan ke dalam reaktor. Output dari reaktor yang berupa gas yang mempunyai suhu 182⁰C didinginkan pada kondensor hingga suhu 55⁰C, dimasukkan ke dalam absorber. Keluaran dari absorber pada tingkat I mengandung larutan formalin dengan kadar formaldehid sekitar 37 – 40%. Bagian terbesar dari metanol, air dan formaldehid dikondensasi di bawah air pendingin bagian dari menara, dan hampir semua removal dari sisa metanol dan formaldehid dari gas terjadi dibagian atas absorber dengan counter current contact dengan air proses.

• Pembuatan asam nitrat (absorpsi NO dan NO₂).

Proses pembuatan asam nitrat

Tahap akhir dari proses pembuatan asam nitrat berlangsung dalam kolom absorpsi. Pada setiap tingkat kolom terjadi reaksi oksidasi NO menjadi NO₂ dan reaksi absorpsi NO₂ oleh air menjadi asam nitrat. Kolom absorpsi mempunyai empat fluks masuk dan dua fluks keluar. Empat fluks masuk yaitu air umpan absorber, udara pemutih, gas proses, dan asam lemah. Dua fluks keluar yaitu asam nitrat produk dan gas buang. Kolom absorpsi dirancang untuk menghasilkan asam nitrat dengan konsentrasi 60 % berat dan kandungan NOx gas buang tidak lebih dari 200 ppm.

 

					Gambar 5.6. Absorber

 

 

 

 

 

 

 

 

V.4.   Ekstraksi

Ekstraksi adalah pemisahan suatu zat dari campurannya dengan pembagian sebuah zat terlarut antara dua pelarut yang tidak dapat tercampur untuk mengambil zat terlarut tersebut dari satu pelarut ke pelarut yang lain. Seringkali campuran bahan padat dan cair (misalnya bahan alami) tidak dapat atau sukar sekali dipisahkan dengan metode pemisahan mekanis atau termis yang telah dibicarakan. Misalnya saja, karena komponennya saling bercampur secara sangat erat, peka terhadap panas, beda sifat-sifat fisiknya terlalu kecil, atau tersedia dalam konsentrasi yang terlalu rendah. Dalam hal semacam. itu, seringkali ekstraksi adalah satu-satunya proses yang dapat digunakan atau yang mungkin paling ekonomis. Sebagai contoh pembuatan ester (essence) untuk bau-bauan dalam pembuatan sirup atau minyak wangi, pengambilan kafein dari daun teh, biji kopi atau biji coklat dan yang dapat dilihat sehari-hari ialah pelarutan komponen-komponen kopi dengan menggunakan air panas dari biji kopi yang telah dibakar atau digiling.

 

		Gambar 5.7. Ekstraksi Skala Laboratorium

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V.5.   Filtrasi

Filtrasi adalah pembersihan partikel padat dari suatu fluida dengan melewatkannya pada medium penyaringan, atau septum, dimana zat padat itu tertahan. Pada industri, filtrasi ini meliputi ragam operasi mulai dari penyaringan sederhana hingga pemisahan yang kompleks. Fluida yang difiltrasi dapat berupa cairan atau gas; aliran yang lolos dari saringan mungkin saja cairan, padatan, atau keduanya. Suatu saat justru limbah padatnyalah yang harus dipisahkan dari limbah cair sebelum dibuang. Seringkali umpan dimodifikasi melalui beberapa pengolahan awal untuk meningkatkan laju filtrasi, misal dengan pemanasan, kristalisasi, atau memasang peralatan tambahan pada penyaring seperti selulosa atau tanah diatomae. Oleh karena varietas dari material yang harus disaring beragam dan kondisi proses yang berbeda, banyak jenis penyaring telah dikembangkan.

Filtrasi skala laboratorium

Filtrasi digunakan untuk memisahkan campuran heterogen zat padat yang tidak larut dalam cairan. Penyaringan menggunakan kertas saring, hasil saringan disebut filtrat

 

	Gambar 5.9. Filtrasi Skala Laboratorium

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V.6.   Sublimasi

Sublimasi adalah peristiwa penguapan secara langsung padatan kristalin ke dalam fasa uap. Contoh klasik sublimasi adalah penguapan kamfer (kapus barus). Sublimasi dapat digunakan sebagai metode pemurnian padatan kristalin. Beberapa senyawa kimia dapat menyublim pada temperatur dan tekanan kamar, namun banyak yang beru dapat menyublim apabila tekanan diturunkan. Untuk mendapatkan bahan murni, fasa uap bahan tersublim didinginkan secara perlahan-lahan sehingga terbentuk kristal.

Proses Sublimasi

Pada umumnya perubahan tingkat wujud berlangsung menurut pola padat – cair – gas – atau kebalikannya. Ada beberapa zat yang dapat berubah langsung dari keadaan uap ke keadaan padat yang disebut menyublim. Sifat demikian dimiliki oleh unsur yodium, kamfer, naftalen, belerang. Zat padat pada umumnya mempunyai bentuk kristal tertentu: Kubus, heksagonal, rombik, monoklin dan sebagainya. Unsur belerang dalam suhu biasa berwarna kuning dengan bentuk kristal rombik. Jika belerang rombik dipanaskan sampai 96° bentuk kristalnya berubah menjadi monoklin. Jika belerang cair didinginkan tiba-tiba pada 119° terjadi pula bentuk kristal monoklin (seperti bentuk jarum). Pada pendinginan lebih lanjut sampai 96° terjadi bentuk rombik. Suhu 96° adalah suhu peralihan. Peristiwa ini disebut alotropi ialah satu macam zat dalam keadaan berlainan mempunyai sifat fisik yang berbeda.

 

	Gambar 5.10. Sublimasi Skala Laboratorium

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V.7.   Evaporasi

Operasi evaporasi atau penguapan pada dasarnya merupakan operasi pendidihan khusus, dimana terjadi peristiwa perpindahan panas dalam cairan mendidih. Tujuan operasi evaporasi adalah untuk memperoleh larutan pekat dari larutan encer dengan jalan pendidihan dan penguapan. Yang dimaksud dengan larutan adalah terdiri dari zat terlarut yang tidak mudah menguap dan pelarut yang mudah menguap. Pelarutnya dalam kebanyakan hal adalah air, tetapi dapat juga cairan lain.

Evaporasi dilaksanakan dengan cara menguapkan sebagian dari pelarut pada titik didihnya, sehingga diperoleh larutan zat cair pekat yang konsentrasinya lebih tinggi. Uap yang terbentuk pada evaporasi biasanya hanya terdiri dari satu komponen, dan jika uapnya berupa campuran umumnya tidak diadakan usaha untuk memisahkan komponen-komponennya. Dalam evaporasi zat cair pekat merupakan produk yang dipentingkan, sedangkan uapnya biasanya dikondensasikan dan dibuang. Disinilah letak perbedaan antara evaporasi dan distilasi.

 

 

 

 

 

 

 

	Gambar 5.11. Evaporator Sederhana

 

 

BAB IV PROSES PENGECILAN DAN PENCAMPURAN

IV.1.    Proses Mengubah Ukuran Bahan Padat

Hampir kebanyakan bahan padat mempunyai ukuran yang masih cukup besar untuk dilakukan suatu proses baik fisik maupun kimia. Bahan padat dengan ukuran kecil akan lebih mudah untuk ditangani. Selain itu, pada proses yang bersifat heterogen (dua fase), misalkan padat-cair atau padat-gas tergantung dari kontak antara padatan tersebut dengan gas atau cairan. Dimana kontak tersebut akan tergantung oleh luas permukaan padatan. Oleh karenanya semakin besar luas permukaan dari padatan, maka proses baik fisis maupun kimia akan semakin baik. Untuk memperbesar luas permukaan dari padatan, maka bahan padat tersebut perlu diubah ukurannya menjadi lebih kecil (size reduction). Secara umum digunakan kata penghancuran (crushing) dan penggiling, penggerusan (grinding) untuk mengubah partikel padatan dari ukuran besar menjadi kecil.

 

IV.2.    Peralatan Pemecah dan penghalus

Peralatan penghancur zat padat dibagi atas mesin pemecah (crusher), mesin giling (grinder), dan mesin potong (cutting machine). Mesin pemecah bertugas melakukan kerja berat memecah bongkah-bongkah besar menjadi kepingan-kepingan kecil. Mesin giling bertugas memperkecil lagi umpan hasil pecahan menjadi serbuk. Mesin potong menghasilkan partikel yang ukuran dan bentuknya tertentu. Berikut beberapa macam mesin pengubah ukuran dari bahan padat yang banyak dijumpai di pasaran.

 

 

Gambar 4.1. Mesin Perajang

Gambar 4.4. Mesin Penepung

Gambar 4.3. Mesin Pemipih

Gambar 4.2. Mesin Pemarut

 

 

 

 

 

 

 

 

IV.3.  Proses Pencampuran Bahan

Pencampuran bahan merupakan salah satu proses penting dalam industri kimia. Pencampuran adalah peristiwa menyebarnya bahan-bahan secara acak, dimana bahan yang satu menyebar ke dalam bahan yang lain demikian pula sebaliknya, sedang bahan-bahan itu sebelumnya terpisah dalam keadaan dua fase atau lebih yang akhirnya membentuk hasil yang lebih seragam (homogen). Pada proses pencampuran diperlukan gaya mekanik untuk menggerakkan bahan-bahan sehingga didapat hasil yang homogen. Gaya mekanik diperoleh sebagai akibat adanya aliran bahan ataupun dihasilkan oleh alat pencampur. Beberapa peralatan yang biasa digunakan untuk mencampur zat cair dapat juga digunakan untuk mencampur zat padat atau pasta, dan demikian juga sebaliknya. Beberapa tujuan yang perlu diperhatikan pada proses pencampuran antara lain:

• Menghasilkan campuran bahan dengan komposisi tertentu dan homogen.
• Mempertahankan kondisi campuran selama proses kimia dan fisika agar tetap homogen
• Mempunyai luas permukaan kontak antar komponen yang besar
• Menghilangkan perbedaan konsentrasi dan perbedaan suhu, mempertukarkan panas
• Mengeluarkan secara merata gas-gas dan uap-uap yang timbul.
• Menghasilkan bahan setengah jadi agar mudah diolah pada proses selanjutnya, atau menghasilkan produk akhir (produk komersial) yang baik

 

Adapun Faktor-faktor yang Mempengaruhi proses pencampuran, waktu pencampuran dan energi yang diperlukan untuk pencampuran adalah :

1. Aliran

Aliran yang turbulen dan laju alir bahan yang tinggi biasanya menguntungkan proses pencampuran. Sebaliknya, aliran yang laminar dapat menggagalkan pencampuran.

1. Ukuran partikel/luas permukaan

Semakin luas permukaan kontak bahan-bahan yang harus dicampur, yang berarti semakin kecil partikel dan semakin mudah gerakannya di dalam campuran, maka proses pencampuran semakin baik.

1. Kelarutan

Semakin besar kelarutan bahan-bahan yang akan dicampur satu terhadap lainnya, semakin baik pencampurannya.

 

IV.4.  Pemilihan Alat Pencampur

Pemilihan alat pencampur dan juga metode pencampuran terutama didasarkan pada:

• Jenis-jenis bahan yang akan dicampur
• Jenis campuran yang akan dibuat
• Jumlah campuran yang akan dibuat
• Derajat pencampuran yang ingin dicapai
• Maksud pembuatan campuran
• Sistem operasi (kontinu, terputus-putus)

Selain hal-hal tersebut diatas, salah satu hal yang perlu diperhatikan dalam menentukan peralatan yang harus digunakan dalam pencampuran adalah fase dari bahan yang akan dicampur. Berikut akan dibahas pencampuran berdasarkan fase dari bahan yang dicampur.

A.    Pencampuran Bahan Cair-Cair

Pencampuran cairan dengan cairan digunakan untuk mempersiapkan atau melangsungkan proses-proses kimia dan fisika serta juga untuk membuat produk akhir yang komersial. Alat yang digunakan untuk pencampuran bahan cair-cair dapat berupa tangki atau bejana yang dilengkapi dengan pengaduk.

Tangki atau bejana biasanya berbentuk silinder dengan sumbu terpasang vertikal, bagian atas bejana itu bisa terbuka saja ke udara atau dapat pula tertutup. Ujung bawah tangki itu biasanya agak membulat, jadi tidak datar saja, maksudnya agar tidak terdapat terlalu banyak sudut-sudut tajam atau daerah yang sulit ditembus arus zat cair. Kedalaman zat cair biasanya hampir sama dengan diameter tangki.

Di dalam tangki itu dipasang pengaduk (impeller) pada ujung poros menggantung, artinya poros itu ditumpu dari atas. Poros itu digerakkan oleh motor, yang kadang-kadang dihubungkan langsung dengan poros itu, namun biasanya dihubungkan melalui peti roda gigi untuk menurunkan kecepatannya.

 

 

 

 

 

 

Gambar 4.5. Alat Pencampuran Cair-Cair

 

 

 

B.    Pencampuran Bahan Padat-Cair

Pada proses pembuatan produk industri kimia yang siap untuk diperdagangkan dan pada pengolahan produk setengah jadi, seringkali bahan-bahan padat harus dicampurkan dengan sejumlah kecil cairan. Di sini dapat terbentuk bahan padat yang lembab atau campuran yang sangat viskos seperti pasta atau adonan. Seringkali cairan harus juga ditambahkan ke dalam pasta, adonan atau massa yang plastis tersebut.

Contoh :

• Mencampur serbuk dengan cairan untuk membuat butiran-butiran (granulat)
• Mencampur pasta pada industri farmasi dan kosmetik dengan bahan-bahan aktif.
• Mencampur masa sintetik yang plastis dengan bahan-bahan penolong (misalnya bahan pelunak, stabilisator, bahan pewarna).

Alat yang digunakan dapat berupa tangki atau bejana vertikal yang berbentuk silinder, bahan digilas dan diuli oleh satu atau dua perkakas campur yang mirip pengaduk.

 

Gambar 4.6. Alat Pencampuran Padat-Cair

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C. Pencampuran Bahan Padat-Padat

Pencampuran dua atau lebih dari bahan padat banyak dijumpai yang akan menghasilkan produk komersial industri kimia.

Contoh :

• Pencampuran bahan pewarna dengan bahan pewarna lainnya atau dengan bahan penolong untuk menghasilkan nuansa warna tertentu atau warna yang cemerlang.

 

Alat yang digunakan untuk pencampuran bahan padat dengan padat dapat berupa bejana-bejana yang berputar, atau bejana-bejana berkedudukan tetap tapi mempunyai perlengkapan pencampur yang berputar, ataupun pneumatik.

 

D.    Pencampuran Bahan Cair-Gas

Untuk proses kimia dan fisika tertentu gas harus dimasukkan ke dalam cairan, artinya cairan dicampur secara sempurna dengan bahan-bahan berbentuk gas.

Contoh :

• Proses hidrogenasi, khorinasi dan fosfogensi
• Oksidasi cairan oleh udara (fermentasi, memasukkan udara kedalam lumpur dalam instalasi penjernih biologis)
• Meningkatkan kadar (melarutkan) gas dalam cairan (misalnya HCl dalam air, oksigen dalam cairan-cairan)
• Membangkitkan basa (misalnya busa pemadam api).

 

BAB III TEKNOLOGI PROSES DAN DIAGRAM ALIR

III.1. Definisi Teknologi Proses

Teknologi proses merupakan aplikasi dari ilmu pengetahuan untuk merubah bahan baku menjadi produk atau bahan yang mempunyai nilai lebih (added value), dimana perubahan dapat berupa perubahan yang bersifat fisik maupun perubahan yang bersifat kimia dalam skala besar atau disebut dengan skala industri. Perubahan yang bersifat fisik disebut dengan satuan operasi (unit operation), sedangkan yang bersifat perubahan kimia disebut dengan satuan proses (unit process). Dibagian ini akan dibahas mengenai bagaimana membaca suatu sistem proses yang merupakan gabungan dari elemen-elemen proses. Secara garis besar proses industri digambarkan dalam diagram berikut ini.

 

BAHAN BAKU

PRODUK

 

 

 

 

 

Gambar 3.1 Hubungan Antar Bahan Baku dan Produk

 

III.2. Diagram Alir Proses

Untuk menghindari kerumitan dalam permasalah, maka suatu sistem kadang kala dibuat sederhana (simple). Hal ini sering dilakukan dalam bidang keteknikan, salah satunya merubah diskripsi dalam bentuk gambar atau diagram. Selain lebih mudah untuk difahami, bentuk diagram atau dalam bentuk simbol akan mempercepat seseorang dalam melihat suatu proses. Salah satu bentuk diagram yang sederhana adalah bentuk diagram kotak (block diagram), dimana dibagian dalam dari kotak-kotak terdapat keterangan yang menerangkan fungsi, jenis peralatan, ataupun kondisi operasi. Sebagai contoh proses pembuatan gula dari tebu pada gambar 3.2.

Pada proses tersebut diawali dari bahan baku gula  berupa tebu mempunyai komposisi gula 16%, air 25% dan pulp (bubur) 59% berat. Kemudian bahan baku tebu tersebut dimasukkan kedalam alat penggilingan dimana akan terpisahkan baggas dengan gula beserta air dan sebagian pulp. Dimana baggas merupakan ampas dari tebu, yang sudah tidak mengandung gula, dan baggas  ini merupakan bahan baku untuk pabrik kertas atau dapat juga digunakan sebagai bahan bakar. Hasil keluaran dari mesin penggiling, berupa gula cair dan masih ada padatan pulpnya, dimasukkan kedalam alat penyaring, maka akan dipisahkan padatan pulp dengan campuran gula dan air yang disebut dengan sirup. Selanjutnya, sirup tersebut dikentalkan dengan menggunakan alat penguapan (evaporator) Dan keluaran dan mesin penguap, selanjutnya dimasukkan dalam alat pengkristal (kristaliser) dan akan didapat gula kristal.

Sebagaimana terlihat pada Gambar 3.2, setiap balok dapat mendeskripsikan proses (misalkan penguapan, penggilingan), ataupun dapat juga berupa alat (seperti pompa) dan juga material. Diagram balok lebih menonjolkan pada sekuense (urutan) dari proses. Selain bentuk diagram balok, yang lebih umum digunakan dalam pabrik disebut dengan diagram alir proses (process flow diagram, disingkat PFD). Pada diagram bentuk ini, menggambarkan sistem proses yang lebih detail dibandingkan bentuk diagram balok.

 

Tebu

Penyaringan

Pengkritalan (Penghabluran)

Penguapan

Penggilingan

Gula : 16 %, Air 25% Pul Kasar : 59 %

Padatan: berisi Pulp

Air

Gula Kristal

Bagas

Gula Pulp

Sirup (Gula+air)

Sirup  Kental

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 3.2 Diagram kotak proses pembuatan gula dari tebu

Pada Tabel 3.1 berikut merupakan simbol untuk identifikasi dari aliran pada diagram aliran proses. Identifikasi dimulai dari awal dari proses, yang dapat berupa masuknya bahan baku atau bahan antara, dimana bahan tersebut dapat berupa produk dari unit (bagian) lain dari pabrik tersebut. Kemudian identifikasi dari setiap aliran ditandai dengan nomor arus, dimana setiap arus memuat kondisi operasi (suhu dan tekanan) dan juga neraca massa dari tiap komponen yang biasanya ditampilkan dalam bentuk tabel seperti ditunjukkan pada Tabel 3.1.

Selain aliran beserta identitasnya, pada diagram alir proses terdapat peralatan yang berupa simbol-simbol. Dengan simbol tersebut, maka dapat diketahui jenis dari peralatan beserta fungsinya. Ulrich (1984), telah mengelompokkan peralatan tersebut dan pemberian kode sebagaimana ditunjukkan pada Tabel 3.2.

 

 

 

Gambar 3.3. Unit Udara (Air plant)

 

 

 

Gambar 3.4. Chimney or Stack

 

 

 

Gambar 3.5 Unit Pembangkit Tenaga Listrik

 

 

Gambar 3.6 Unit Pengolah Air Limbah

 

 

Gambar 3.7 Unit Pengolah Air Proses

 

 

Gambar 3.8 Insenerator

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 3.9 Menara Pendingin (Cooling Tower)

Kelompok B: Peralatan Gas – Padatan

Peralatan pada kolompok B, merupakan peralatan yang melakukan satuan operasi yang berhubungan dengan bahan padat dan gas, seperti pengeringan padatan biji-bijian dengan menggunakan media udara pemanas kering, sebagaimana ditunjukkan pada gambar-gambar berikut.

 

 

 

 

 

Gambar 3.10 Tunnel

 

Gambar 3.11 Rotary

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar  3.12 Menara vertikal (Vertical tower)

Kelompok C: Crusher, Mill, Grinder

Peralatan pada kelompok ini, pada dasarnya merupakan peralatan yang digunakan untuk memperkecil ukuran dari bahan fase padat.

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 3.13 Penggiling Bola (Ball Mill)

Proses memperkecil ukuran dari bahan padatan dengan menggunakan bola dan tangki dalam keadaan berputar

 

 

 

 

Gambar 3.14 Penghancur Gulung (Roll Crusher)

 

Bahan padatan yang akan dihancurkan, masuk diantara gulungan yang Berputar

 

 

 

 

 

 

Gambar 3.15 Palu Penghancur (Hammer Crusher)

Bahan dihancurkan dengan menggunakan palu (hammer) yang berputar

Kelompok D: Tangki Proses (Process Vessel)

Peralatan pada kelompok ini, merupakan peralatan untuk memisahkan atau proses pemurnian yang banyak digunakan dalam industri kimia.

 

 

 

 

 

Gambar 3.16 Menara Piringan (Tray Column)

 

 

 

 

 

 

Gambar 3.17 Menara Isian (Packed Tower)

 

Gambar 3.18 Menara Semprot (Spray Tower)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 3.19 Menara Gelembung (Bubble Tower)

           

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pada proses engineering dapat dibuat dengan menggunakan program Micosoft Office visio. Beberapa gambar yang menerangkan peralatan yang digunakan seperti : peralatan umum, pompa, HE   dan lain-lain.  Berikut ini adalah contoh-contoh gambar-gambar yang dimaksud.

A). Peralatan Umum

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 3.20  Gambar PFD Peralatan Umum

 

B). Heat Exchanger

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 3.21  Gambar PFD Heat exchanger

 

 

 

 

 

C). Pompa

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 3.22  Gambar PFD  Pompa

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 3.23  Gambar PFD  Vessel

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

III.3. Identifikasi Satuan Proses dan Operasi pada Operasi Kimia Industri

Satuan Proses dan Satuan Operasi merupakan inti dari Kimia Industri, karena satuan proses maupun operasi pada pengolahan ini sangat menentukan ekonomis atau tidaknya suatu proses. Sebagaimana telah dijelaskan di depan, Satuan Operasi merupakan dari bagian dari sistem proses, dimana pada bagian ini lebih menekankan pada perubahan yang lebih bersifat fisis, sedangkan Satuan Proses penekanannya pada perubahan yang bersifat kimiawi. Tentunya dari kedua satuan tersebut memerlukan alat (equipment) untuk melakukan perubahan. Peralatan untuk satuan operasi cukup banyak, dimana sebagian simbol dari peralatan tersebut telah dibahas pada sub-bab sebelumnya.

Salah satu yang perlu diperhatikan dalam sistem proses adalah proses kontinyu dan proses tidak kontinyu. Proses tidak kontinyu (batch) atau disebut dengan tumpak merupakan suatu sistem proses dimana selama proses berlangsung tidak ada masukkan (input) maupun keluaran (output). Sedangkan proses dengan sistem kontinyu atau sinambung merupakan suatu sistem proses dimana selama proses berlangsung terdapat masukkan dan keluaran. Apabila hanya ada masukkan saja atau hanya ada keluaran saja atau kadang-kadang ada yang dikeluarkan atau ditambahkan selama proses, maka proses disebut dengan semi tumpak (semi-batch).

Pada sistem kontinyu (sinambung) setelah beberapa saat akan terjadi keadaan tunak (steady state), hal ini disebabkan pada sistem tersebut tidak terjadi akumulasi atau akumulasi = 0, dimana secara umum rumus dalam suatu sistem dapat dinyatakan sebagai: [akumulasi = input – output]. Akumulasi merupakan perubahan dari variabel yang diamati pada sistem tersebut (misalkan konsentrasi, suhu) sebagai fungsi waktu.

Jadi pada sistem kontinyu pada suatu kondisi dimana input = output, akibatnya akumulasi = 0, atau dengan kata lain sistem dengan keadaan tunak merupakan suatu sistem dimana variabel yang diamati (misalkan konsentrasi atau kualitas dari produk) tidak berubah dengan waktu atau bukan fungsi waktu. Sebaliknya, pada sistem tumpak, variabel yang diamati akan berubah selama waktu pengamatan. Berdasarkan kondisi tersebut, maka suatu industri kimia dimana produk yang dihasilkan dalam jumlah yang besar, pada umumnya dilakukan dengan sistem kontinyu atau sinambung.

Hal ini dengan pertimbangan produk kualitas yand dihasilkan akan lebih seragam. Disisi lain untuk suatu industri apabila jumlah produksinya relatif sedikit (misalkan industri farmasi) maka industri tersebut menggunakan sistem batch atau tak kontinyu. Hal yang sama dilakukan untuk suatu industri, dimana produksi yang bersifat musiman atau tergantung dari permintaan konsumen (misalkan industri pakaian, tekstil, makanan), maka industri tersebut akan menggunakan sistem tumpak. Peralatan yang digunakan untuk sistem kontinyu pada umumnya lebih kecil dibanding sistem tumpak akan tetapi pada sistem kontinyu diperlukan alat pengendalian yang lebih ketat dibanding sistem tumpak.

 

 

BAB II SISTEM MANAJEMEN DALAM PERUSAHAAN

II.1.     Manajemen Berdasarkan Sumber Daya Manusia

Pengorganisasian dari suatu komunitas diperlukan sistem manajemen. Dimana sistem tersebut harus dapat menyatukan elemen-elemennya agar dapat berjalan dengan baik. Secara garis besar terdapat enam elemen sistem yang perlu diatur yaitu:

1. Manusia
2. Material
3. Metode
4. Mesin
5. Market
6. Lingkungan

Keenam elemen sistem tersebut (M5L) yang saling mendukung agar dapat tercapai tujuan dari organisasi tersebut, sebagaimana yang dapat digambar dalam bentuk diagram tulang ikan (fish-bone), gambar.2.1.

 

Tujuan

Mesin

Material

Manusia

Lingkungan

Metode

Market

Sistem manajemen yang baik sebagaimana yang digambarkan pada gambar 2.1, harus dapat menyatukan sekumpulan karyawan (manusia) yang bekerja secara kontinyu pada suatu industri, yang dapat mengubah material agar dapat mempunyai nilai lebih, dengan menggunakan peralatan (mesin) dengan metoda tertentu, dimana jumlah dari produksi material tersebut tergantung dari kebutuhan konsumen atau pasar (market) dan juga harus memperhatikan faktor lingkungan baik secara mikro maupun makro.

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 2.1.  Elemen Sistem Yang Perlu Diatur Dalam Suatu Industri

 

Diantara elemen-elemen dalam sistem tersebut, yang mempunyai peran yang cukup besar adalah manusianya, dimana dalam era sekarang ini, manusia merupakan salah satu bagian dari sumber daya, yang selanjutnya disebut dengan sumber daya manusia (sdm). Kolektivitas manusia dalam suatu organisasi mempunyai kemampuan (skill), pengetahuan (knowledge), pengalaman (experience) yang berbeda.

Organisasi dalam suatu industri (perusahaan) dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu: manajemen puncak, manajemen menengah dan manajemen pelaksana.

1. 1.    Manajemen puncak

Manajemen puncak merupakan manajemen tertinggi, dimana tugas dan tanggung jawab yang diemban adalah memutuskan hal-hal penting dan mengatur yang menyangkut kelangsungan hidup dan keberhasilan dari organisasi atau perusahaan tersebut. Yang duduk pada manajemen puncak ini biasanya disebut dengan direktur dan juga pemilik modal dalam perusahaan, atau yang tergabung dalam bentuk dewan (dewan direksi, dewan komisaris). Dewan Direksi dapat terdiri dari Direktur Utama, Direktur Keuangan dan Umum serta Direktur Produksi dan Teknik.

1. 2.    Manajemen menengah

Manajemen ini terdiri dari pimpinan-pimpinan pabrik (dalam suatu industri, misalnya industri petrokimia, industri pupuk dapat terdiri lebih dari satu pabrik), atau kepala-kepala divisi. Tugas dari bagian ini adalah mengembangkan dan menjalankan rencana-rencana yang telah ditetapkan oleh manajemen puncak.

1. 3.    Manajemen pelaksana

Tingkat ini, terdiri dari personil yang melaksanakan tugas yang telah dikembangkan oleh manajemen menengah dan bertanggung jawab kepadanya.

 

Berdasarkan keterangan tersebut, maka semakin tinggi tingkat manajemennya maka semakin sedikit jumlah personilnya, akan tetapi sebaliknya, tingkat manajemen pelaksana terdiri dari jumlah personil yang cukup banyak, hal ini digambarkan dalam bentuk piramida dengan kerucut diatas, sebagaimana gambar 2.2. Sebaliknya untuk tugas dan tanggung jawab, semakin tinggi tingkat manajemen, maka dia mempunyai tugas dan tanggung jawab yang lebih tinggi, hal ini digambarkan dalam bentuk piramida terbalik dengan kerucut dibawah.

 

Manajemen Puncak   Manajemen Menengah   Manajemen Pelaksana

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 2.2. Hubungan antara jumlah personil dan tugas-tanggung jawab

pada sistem manajemen

 

Organisasi dalam bentuk “Line and Staff system” merupakan bentuk yang sering digunakan sebagai organisasi dalam suatu manajemen. Ada dua kelompok orang – orang yang berpengaruh dalam menjalankan organisasi sistem line and staf ini , yaitu :

1. Sebagai garis atau line yaitu orang–orang yang melaksanakan tugas pokok organisasi dalam rangka mencapai tujuan .
2. Sebagai staff yaitu orang – orang yang melaksanakan tugasnya dengan keahlian yang dimilikinya, dalam hal ini berfungsi untuk memberikan saran – saran kepada unit operasional.

 

Secara umum, dalam suatu perusahaan atau industri, person (orang) yang bekerja didalamnya terdiri dari:

1. Pemegang saham sebagai pemilik perusahaan (untuk perusahaan berbentuk Badan Usaha Milik Swasta) dalam pelaksanaan tugas sehari-harinya dibantu oleh Dewan Komisaris, sedangkan tugas untuk menjalankan perusahaan dilaksanakan oleh Direktur Utama dibantu oleh Direktur Teknik dan Direktur Keuangan dan Umum.
2. Direktur Teknik membawahi bidang teknik dan produksi. Sedangkan Direktur Keuangan dan Umum membidangi kelancaran keuangan perusahaan.
3. Beberapa Kepala bagian yang berada dibawah direktur-direktur diatas akan bertanggung jawab membawahi bagian dalam perusahaan, sebagai pendelegasian wewenang dan tanggung jawab.
4. Masing-masing kepala bagian membawahi beberapa seksi dan masing-masing seksi akan membawahi beberapa karyawan perusahaan pada masing-masing bidangnya.
5. Karyawan perusahaan akan dibagi dalam beberapa kelompok regu yang setiap kepala regu akan bertanggung jawab kepada pengawas masing-masing seksi.

 

Pembagian tugas dan tanggung jawab personalia tersebut apabila dihubungkan dengan tingkat pendidikan minimal adalah sebagai berikut :

1. Direktur Utama                       : Sarjana semua jurusan
2. Direktur Teknik dan Produksi   : Sarjana Teknik Kimia / Mesin / Elektro
3. Direktur Keuangan dan Umum : Sarjana Ekonomi / ISIP / Hukum
4. Staff Ahli                                : Sarjana Teknik Kimia / Mesin/ Elektro
5. Kepala Bagian Litbang             : Sarjana Teknik Kimia / Kimia
6. Kepala Bagian Produksi           : Sarjana Teknik Kimia
7. Kepala Bagian Teknik              : Sarjana Teknik Mesin
8. Kepala Bagian Pemasaran       : Sarjana Ekonomi
9. Kepala Bagian Keuangan         : Sarjana Ekonomi
10. Kepala bagian Umum              : Sarjana Hukum / FISIP
11. Kepala Seksi                           : Sarjana Muda / DIII
12. Operator dan karyawan biasa  : SMK / SMU / sederajat/ D III
13. Sekretaris                              : Akademi Sekretaris
14. Medis                                     : Dokter
15. Perawat                                 : Akademi Keperawatan
16. Sopir dan Satpam                    : SMK / SMU
17. Pesuruh dan Cleaning Service  : SMP / sederajat

 

Selain pembagian diatas, ada juga pembagian pekerjaan berdasarkan jam kerja berada di perusahaan, khususnya untuk perusahaan yang beroperasi secara kontinyu dalam arti beroperasi selama 24 jam perhari, dan 330 hari dalam setahun. Dimana sisanya digunakan untuk perawatan dan perbaikan. Untuk itu dalam menentukan jam kerja, karyawan dibagi menjadi 2 kelompok, yaitu :

1. 1.   Karyawan non shift ( Daily )

Karyawan non shift adalah karyawan yang tidak menangani proses produksi secara langsung. Karyawan non shift terdiri dari Direktur, Kepala Bagian, Kepala Seksi dan karyawan bagian administrasi. Karyawan non shift dalam satu minggu akan bekerja selama 5 hari mulai jam 08.00 – 17.00 dengan masa istirahat selama 1 jam antara jam 12.00 –13.00.

1. 2.   Karyawan shift

Karyawan shift adalah karyawan yang langsung menangani proses produksi atau mengatur bagian-bagian tertentu dari pabrik yang mempunyai hubungan dengan keamanan dan kelancaran produksi. Karyawan shift terdiri dari kepala regu dan operator produksi, sebagian dari bagian teknik dan bagian keamanan. Para karyawan shift bekerja bergantian sehari semalam. Karyawan shift dibagi dalam 3 shift dengan pengaturan sebagai berikut :

• Shift pagi : pukul 08.00 – 16.00
• Shift sore : pukul 16.00 – 24.00
• Shift malam : pukul 24.00 – 08.00

Karyawan shift ini dibagi menjadi 4 regu, yaitu 3 regu bekerja dan 1 regu istirahat atau libur yang dilakukan secara bergantian. Setiap regu mendapat giliran 3 hari kerja dan 1 hari libur untuk setiap shift dan masuk lagi untuk shift berikutnya. Untuk hari libur nasional, regu yang bertugas tetap masuk diperhitungkan sebagai kerja lembur. Jadwal kerja dari karyawan sift, dengan bentuk 3 hari kerja dan 1 hari libur, dapat dilihat pada tabel 2.1

Regu

Keterangan : P:Shift Pagi S:Shift Sore M:Shift Malam L:Libur   Hari

Sen

Sel

Rab

Kam

Jum

Sab

Ming

Sen

Sel

Rab

Kam

Jum

Sab

Ming

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

A

P

P

P

L

M

M

M

L

S

S

S

L

P

P

B

S

S

L

P

P

P

L

M

M

M

L

S

S

S

C

M

L

S

S

S

L

P

P

P

L

M

M

M

L

D

L

M

M

M

L

S

S

S

L

P

P

P

L

M

 

     Bentuk lain dari jadwal kerja untuk karyawan sift dapat dilihat pada tabel 2.2. Dimana pada tabel tersebut terlihat karyawan bekerja selama 2 hari dan 1 hari libur dengan jumlah regu sama seperti pada tabel diatas, yaitu regu A, B, C dan D.

Tabel 2.2: Jadwal Kerja karyawan sift, bentuk 2 hari kerja, 1 hari libur.

Regu

Keterangan : P:Shift Pagi S:Shift Sore M:Shift Malam L:Libur   Hari

Sen

Sel

Rab

Kam

Jum

Sab

Ming

Sen

Sel

Rab

Kam

Jum

Sab

Ming

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

P

A

A

B

B

C

C

D

D

A

A

B

B

C

C

S

D

D

A

A

B

B

C

C

D

D

A

A

B

B

M

C

C

D

D

A

A

B

B

C

C

D

D

A

A

L

B

B

C

C

D

D

A

A

B

B

C

C

D

D

 

Pembagian jadwal kerja karyawan, khususnya karyawan sift pada bagian produksi cukup penting. Dimana kelancaran produksi dari suatu industri (pabrik) sangat dipengaruhi oleh kedisiplinan karyawannya, karena kelancaran produksi secara tidak langsung akan mempengaruhi jalannya perkembangan dan kemajuan perusahaan, untuk itu kepada seluruh karyawan perusahaan diberlakukan absensi. Disamping masalah absensi nantinya akan digunakan oleh pimpinan perusahaan sebagai dasar dalam pengembangan karier pada karyawan di dalam perusahaan.

 

II.2.     Manajemen Berdasarkan Proses

Salah satu bagian yang cukup penting pada manajemen berdasarkan proses ada empat elemen, yaitu: Perencanaan (Planning), Pengorganisasian (Organizing), Pelaksanaan (Actuating), Pengendalian (Controlling). Keempat elemen ini perlu berjalan secara simultan, sehingga akan didapatkan perusahaan yang sehat dan kuat.

1. 1.    Perencanaan (Planning)

Dalam perencanaan khususnya produksi perlu dipertimbangkan dua hal, yaitu faktor luar (eksternal) dan faktor internal.

Faktor eksternal merupakan faktor yang menyangkut jumlah produk yang perlu dihasilkan berdasarkan pada kemampuan pasar (market). Berdasarkan pada kemampuan pasar, maka dapat dibagi menjadi dua (2) kemungkinan yaitu :

Kemampuan pasar lebih besar dibandingkan kemampuan pabrik maka rencana produksi disusun maksimal.

Kemampuan pasar lebih kecil dibandingkan dengan kemampuan pabrik. Dalam hal ini, maka rencana produksi diambil berdasarkan tiga kemungkinan, yaitu:

• Rencana produksi sesuai dengan kemampuan pasar atau produksi diturunkan sesuai dengan kemampuan pasar dengan mempertimbangkan untung dan rugi.
• Rencana produksi tetap dengan mempertimbangkan bahwa kelebihan produksi disimpan dan dipasarkan di tahun berikutnya.
• Mencari daerah pemasaran yang lain dan menggunakan fasilitas-fasilitas pemasaran yang mudah diakses seperti menggunakan e-bussines

Sedangkan faktor internal merupakan faktor yang menyangkut jumlah produksi berdasarkan kemampuan dari pabrik tersebut. Dalam hal ini tergantung dari empat hal (selain faktor Manusia sebagai bagian dari Sumber Daya Manusianya dan Market sebagai bagian dari faktor eksternal), yaitu :

1. Mesin (peralatan)
2. Material
3. Metoda
4. Lingkungan

Isu lingkungan dalam industri kimia merupakan isu cukup penting untuk diperhatikan.

1. 2.    Pengorganisasian (Organizing)

Setelah tahap perencanaan telah dilakukan, sesuai dengan tujuan dari perusahaan, dilanjutkan pengorganisasian pada semua bagian dari elemen sistem (M5L). Mulai pengorganisasian Manusia dengan pembagian tugas dan tanggung jawabnya; Materialnya dengan menentukan spesifikasi baik bahan baku maupun produk yang akan dihasilkan, berdasarkan kemampuan pasar (market). Mesin dengan penentuan jadwal pengoperasian, perawatan, penggantian spare partnya; Metoda yang digunakan baik dalam sistem unit proses maupun unit operasinya; Lingkungan harus diperhatikan dengan baik, dalam artinya proses produksi yang bersifat ramah terhadap lingkungan.

1. 3.    Pelaksanaan (Actuating)

Pelaksanaan ini merupakan implementasi dari diskripsi tugas (job description) yang telah dibuat pada kedua tahap sebelumnya yaitu perencanaan dan pengorganisasian oleh manajemen menengah keatas.

1. 4.    Pengendalian (Controlling)

Kegiatan ini dilaksanakan dengan tujuan (sebagai subyek) agar dihasilkan produk yang mutunya (kualitas) sesuai dengan standar dan jumlah produksi (kuantitas) sesuai dengan rencana serta waktu yang tepat sesuai jadwal. Dalam hal ini, obyek yang dikendalikan merupakan elemen-elemen sistem seperti manusianya, material, mesin).

1. a.      Pengendalian Kualitas

Kualitas dari suatu produk mempunyai pengaruh yang cukup kuat untuk keberhasilan dari suatu perusahaan. Kualitas produk dapat tergantung dari permintaan konsumen (artinya produsen tergantung dari konsumen) atau tergantung dari internal perusahaan tersebut (konsumen tergantung dari produsen). Oleh karenanya pengendalian kualitas diperlukan karena mutu bahan baku yang akan diproses bersifat fluktuatif, selain itu ketidakmampuan dari mesin (alat) kadang-kadang tidak dapat diprediksi. Penyimpangan dapat diketahui dari hasil monitoring atau analisa pada bagian laboratorium pemeriksaan.

 

1. b.      Pengendalian Kuantitas

Penyimpangan kuantitas terjadi karena kesalahan dari operator, kerusakan mesin, keterlambatan pengadaan bahan baku, perbaikan alat terlalu lama dan lain-lain. Penyimpangan tersebut perlu diidentifikasi penyebabnya dan diadakan evaluasi.

 

1. c.      Pengendalian Waktu

Waktu mempunyai peran penting dalam proses produksi.

 

BAB I PENGENALAN KIMIA INDUSTRI

I.1.    Definisi Kimia Industri

Kimia-Industri berdasarkan asal katanya, yang dimulai dari kata “Industri” dan dilanjutkan dengan kata “Kimia”. Kata Industri merupakan suatu proses yang mengubah bahan-baku menjadi produk yang berguna atau mempunyai nilai-tambah. Sedangkan kata “kimia” dapat diartikan sebagai suatu proses dimana sebelum dan sesudah proses, terjadi perubahan “identitas kimia” yang ditandai dengan perubahan unsur-unsur penyusunnya dan atau perubahan massa molekulnya ataupun struktur molekulnya, dimana proses tersebut pada umumnya disebut dengan “reaksi-kimia”.

 Produk dalam Industri kimia dapat digunakan secara langsung oleh konsumen sebagai pengguna akhir yang disebut dengan “produk-akhir”, selain itu produk dari industri tersebut dapat juga digunakan sebagai bahan baku oleh industri lain, yang disebut juga sebagai “produk-antara”. Sedangkan bahan baku yang diproses dalam industri tersebut dapat diperoleh melalui proses penambangan, petrokimia, pertanian atau sumber-sumber lain. Hubungan antara bahan-baku dengan produk baik produk-akhir maupun produk-antara dapat dilihat pada gambar 1.1.

 

 

§ Tambang § Hutan § Pertanian § Laut § Minyak Bumi § Udara § dll

Kimia Industri

§ Makanan § Kesehatan § Pakaian § Perlindungan § Transportasi § Komunikasi § dll

Kebutuhan Dasar Manusia

Bahan Baku

Produk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 1.1 Ruang Lingkup Kimia Industri

 

Peristiwa perubahan identitas-kimia atau reaksi kimia dapat terjadi pada kondisi fisis tertentu, misalnya suhu, tekanan ataupun pada fasa tertentu. Sebagai contoh proses pembuatan asam nitrat secara komersial dilaksanakan dari Oksida Nitrik (NO), sebagai bahan-baku, bahan-baku tersebut diproduksi dari oksidasi amonia pada fase gas, dengan reaksi sebagai mana ditunjukkan pada persamaan [1.1].

4 NH₃ + 5 O₂ → 4 NO + 6 H₂O  [1.1]

Kondisi operasi reaktan masuk pada reaktor (alat yang merupakan tempat terjadi reaksi kimia) pada tekanan 8,2 atm dan suhu 227^oC dengan komposisi 15% mol amonia pada udara. Apabila kondisi operasi

tidak memenuhi, maka reaksi tidak akan terjadi. Sedangkan keadaan mula-mula dari udara sebagai bahan baku atau reaktan pada persamaan [1.1] berada pada kondisi tekanan 1 atm dan suhu kamar (sekitar 27^oC). Oleh karenanya, sebelum masuk (umpan) pada reaktor, maka udara harus diubah kondisi operasinya dulu dengan jalan menaikkan suhu dan tekanannya sehingga sesuai dengan kondisi operasi yang diperlukan untuk reaksi, yaitu 8,2 atm dan 227^oC. Perubahan kondisi operasi ini dikatagorikan dengan “perubahan kondisi-fisis”. Dimana perubahan kondisi fisis ini tidak terjadi perubahan identitas kimia. Untuk merubah kondisi-fisis dari suatu bahan (zat) diperlukan peralatan (equipment), seperti peralatan “penukar-kalor” (heat exchanger) yang digunakan untuk merubah suhu, “kompresor” alat untuk menaikkan tekanan material fase gas dan lain-lain yang dibahas lebih lanjut pada bab-bab berikutnya.

 

I.2.    Proses Yang Terjadi Dalam Kimia Industri

Kimia-Industri merupakan suatu proses yang merubah bahan baku menjadi suatu produk (kimia) yang mempunyai nilai tambah dimana dalam proses tersebut selain terjadi proses perubahan yang bersifat fisis (Satuan-Operasi) juga terjadi perubahan yang bersifat kimiawi (Satuan-Proses). Gabungan dari proses perlakuan fisik (physical treatment process) dan proses kimiawi (chemical treatment process) untuk mengubah bahan-baku menjadi produk, menjadi suatu kesatuan “sistem”, sebagaimana yang diperlihatkan pada gambar 1.2 dalam bentuk diagram-balok.

 

Bahan Baku

Perlakuan Fisika

Perlakuan Kimia

Perlakuan Fisika

Produk

 

 

 

 

Gambar 1.2 Diagram Balok Sistem Proses Kimia Industri

 

Pada gambar 1.2, dapat dijelaskan bahwa bahan baku yang diambil dari sumber alam, mempunyai spesifikasi yang tidak sesuai dengan spesifikasi yang diperlukan pada proses perlakuan kimia, oleh karena itu sebelum masuk pada proses perlakuan kimia pada umumnya bahan baku dilakukan perlakuan fisika.

Perlakuan fisika (sebagai bagian dari satuan operasi) yang dilakukan sebelum masuk pada perlakuan kimia antara lain:

1. 1.    Pengecilan ukuran (size reduction)

Proses ini dilakukan untuk bahan fase padat. Pada proses perlakuan kimia dengan sistem padat, umumnya sangat dipengaruhi oleh luas permukaan dari bahan padat tersebut. Semakin luas permukaannya, maka perlakuan kimia akan semakin baik. Dimana luas permukaan dari suatu bahan padat berhubungan erat dengan ukuran dari bahan tersebut, artinya semakin kecil ukuran dari bahan padat, maka permukaannya akan semakin luas. Selain berhubungan dengan perlakuan kimia, dengan ukuran bahan padat yang kecil, maka pengolahan akan lebih mudah, seperti pada proses pencampuran (mixing) dari beberapa bahan padat akan didapat hasil yang lebih homogen. Disamping itu, juga akan mempermudah proses pengangkutan.

1. 2.    Pengangkutan bahan (material transport)

Untuk pendistribusian bahan baku, peralatan proses sampai dengan tempat penyimpanan produk diperlukan alat pengangkutan bahan (transportasi bahan). Alat pengakutan bahan ini dibagi berdasarkan fase dari bahannya, yaitu fase padat, cair dan gas. Misalnya untuk pengangkutan bahan padat secara kontinyu digunakan konveyor (conveyor), bahan cair dengan pompa, sedangkan untuk bahan fase gas dapat digunakan kompresor yang dihubungkan melalui pipa-pipa.

1. 3.    Proses Pemisahan (Separation process)

Proses-pemisahan dalam perlakuan fisika terjadi baik sebelum maupun sesudah perlakuan kimia. Pentingnya proses ini disebabkan pada kenyataannya sangat jarang ada bahan yang mempunyai kemurnian tinggi, selalu mengandung ketidakmurnian (impuritas) atau “bahan-pengotor”. Ketidak-murnian dari bahan tersebut “mengganggu” perlakuan kimia, oleh karenanya diperlukan proses pemisahan. Kata mengganggu tersebut mempunyai arti yang bermacam-macam, ada kalanya adanya ketidak-murnian akan mengurangi “konversi” dari reaksi kimia, selain itu bahan-pengotor kadang-kadang akan menyebabkan racun (poisson) bagi “katalis” pada perlakuan kimia, atau ada kalanya ketidak-murnian akan menyebabkan terjadi “reaksi samping”.

Dengan munculnya reaksi samping, maka produk dari hasil perlakuan kimia (reaksi) akan mempengaruhi pada kemurnian dari hasil reaksi. Oleh karenanya keluar dari perlakuan kimia, masih dilanjutkan lagi dengan proses pemisahan, agar didapat produk dengan kemurnian yang tinggi (sesuai dengan spesifikasi yang diperlukan konsumen).

1. 4.    Perubahan fase (Change of phase)

Perlakuan kimia dilakukan pada fase tertentu, misalkan fase padat, cair atau gas. Dimana adakalanya fase dari bahan-baku atau reaktan tidak berada pada fase yang dispesifikasikan pada reaktor tersebut, oleh karenanya perlu dilakukan perubahan fase.

1. 5.    Pengubahan kondisi operasi

Selain diperlukan spesifikasi fase tertentu pada perlakuan kimia, juga diperlukan kondisi operasi tertentu, sebagaimana yang telah dijelaskan pada reaksi persamaan [1.1] yaitu pembuatan oksida nitrik (NO) dari amonia dan oksigen dapat berlangsung pada suhu 227^oC dengan tekanan 8,2 atm.

 

Dengan demikian, secara lebih luas ilmu dalam bidang Kimia Industri merupakan Ilmu yang mempelajari konsepsi, sintesis, perancangan, pengujian dan pembesaran skala (scale up), pengoperasian dan pengendalian suatu proses kimia berskala industri, yang mengubah: keadaan, kandungan energi, struktur mikro dan komposisi kimia suatu bahan, dengan cara perlakuan fisika dan kimia (katalitik/non katalitik termokimia, biokimia & elektrokimia).

Berikut merupakan garis besar yang terjadi di dalam suatu industri kimia.

 

 

Bahan Baku

Produk

Limbah

Keselamatan & Kesehatan Kerja

PROSES

UTILITAS

PENGENDALIAN SISTEM & PRODUK

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 1.3. Proses Kimia Industri

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MATERI PEMBELAJARAN TEKNOLOGI INDUSTRI

Adapun standar kompetensi yang harus dikuasai siswa untuk pembelajaran TEKNOLOGI INDUSTRI adalah :

Semester 1 :

SK 1 : Siswa mampu mendeskripsikan dasar-dasar teknologi industry yang meliputi Sistem manajemen perusahaan, proses-proses yang terjadi dalam industry baik proses-proses inti ataupun persiapan bahan dan pemurnian produk dan diagram alir proses.

Semester 2 :

SK 2 : Siswa mengaplikasikan sintesis senyawa-senyawa kimia skala laboratorium

Adapun materi yang ditampilkan di blog ini adalah materi dari semester I berikut materi yang akan dipelajari di semester I :

1. BAB I PENGENALAN KIMIA INDUSTRI download materi
2. BAB II SISTEM MANAJEMEN DALAM INDUSTRI download materi
3. BAB III TEKNOLOGI PROSES DAN DIAGRAM ALIRdownload materi
4. BAB IV PROSES PENGECILAN DAN PENCAMPURAN download materi
5. BAB V PRSES PEMISAHAN download materi

Selamat mempelajari materi TEKNOLOGI INDUSTRI kemudian jangan lupa untuk mengerjakan tugas-tugas nya, berikut tugas-tugas yang harus dikerjakan :

1. Download Tugas BAB I
2. Download Tugas BAB II
3. Download Tugas BAB III
4. Download Tugas BAB IV
5. Download Tugas BAB V
6. Download Tugas Portofolio