Sterilization

Pendahuluan

Tahapan pertama proses mekanikal pengolahan pabrik kelapa sawit adalah buah dimasukkan perebusan. Artikal ini dimulai dari penjelasan tujuan perebusan, persyaratan proses perebusan dan termasuk dibahas limit waktu/temperatur pada proses perebusan..
Juga akan dibahas sekilas tentang aspek teknik cultivation (penanaman), karena sistem pemanen dijalankan di areal kebun sangat berpengaruh terhadap hasil perebusan.

Tujuan
1.01. Ketidak-aktifan dari enzim oil splitting (pemecahan ikatan)
Situasi pada dunia market dimana kualitas minyak kelapa sawit diukur dari kandungan FFA, sehingga penting untuk menghindari semaksimal mungkin pembentukan FFA sebelum proses pengolahan serta kenaikan tingkat keasaman selama dan atau setelah proses pengolahan.
Sejumlah artikel sebelumnya, telah menjelaskan bahwa enzim oil splitting dapat dihancurkan dengan perlakuan pemanasan. Artikel ini selanjutnya, menunjukkan bahwa enzim oil splitting dapat kembali menjadi aktif (iireversibly inactive) bila temperatur rendah dan periode pemanasan yang terlalu singkat.

1.02. Koagulasi dari zat albuminous (Zat putih telur)
Kebanyakan dari zat albuminous yang menjadi perhatian dalam pembahasan ini, adalah type “globulin” (berbentuk bola). Zat ini akan dikoagulasi (dibekukan atau dikentalkan) oleh pemanasan di sterilizer, sehingga tidak bertindak sebagai emulsifiers (bahan yang menjadi emulsi) pada langkah pengolahan selanjutnya, karena gel (zat yang membeku) tidak dapat kembali kebentuk semula. Bagaimanapun, tidak semua dari koloid (butir-butir zat albuminous) yang terdapat di berondolan merupakan zat irreversible (tidak kembali ke bentuk semula) atau zat tidak larut (irresoluble), sehingga jika zat yang reversible (kembali kebentuk semula) terdapat pada crude oil (extrated liquid), maka zat ini dapat berubah menjadi bentuk koloid (butiran-butiran kecil) akibat penguraian saat pengeceran (penambahan air panas sebagai water dilution pada undiluted crude oil). Inilah sebabnya koloid terbawa bersama berondolan ke digester dan press (atau ke centrifugal) dalam bentuk gel, seharusnya tertahan semaksimal mungkin pada press cake (pressed residu), sehingga gel ini tidak terbawa bersama crude oil (extracted liquid) ke klarifikasi sehingga menimbulkan masalah.

Efektifitas proses koagulasi (pembekuan, pengentalan) dari albuminious dibutuhkan temperatur minimum 100oC pada proses perebusan

1.03. Hydraulis dari bahan mucilagonous (getah)
Getah (mucilage) berbentuk koloid dalam sel protoplasma, tidak dapat lepas dari dinding cel pada tekanan atmosfir. Saat ini, proses hydraulisis dari bahan getah (mucilagonous matter) merupakan bagian penting dalam perombakan carbonhydrat dengan air atau steam, proses hydraulisis ini terjadi saat perebusan.
Karena perlakuan panas dan pengeringan, maka bahan getah (mucilage) terhydraulisis sebagian dan sebagian terkoagulasi.Keseimbangan penyebaran (dipersion) akan terganggu dan molekul carbonhydrat pecah menjadi molekul glukosa yang larut, kondisi ini diterjadi oleh gaya osmotic dimana gaya osmotic dihasilkan dari perbedaan tekanan yang dicapai dengan tekanan atmosfir, sehingga dinding sel pecah. Dibutuhkan temperatur sterilisasi lebih dari 100oC, bila tidak maka priode reaksi menjadi sangat lama.

1.04. Pelepasan berondolan dari janjangan
Didalam proses perebusan dimana buah yang telah direbus dipersiapkan untuk dibanting.

Selesai perebusan dimana hydrolisis berjalan dan berondolan menjadi matang. Kejadian ini dapat digrambarkan dengan hydraulisis dari polycassharides (starch- cellulose) dan mengkonversikan ke mono-saccharides. Tempat pertemuan antara berondolan dengan tangkai dihydrolisis dengan steam dan penurunan kandung polycassharides menjadi zat mudah larut yang terdapat di tangkai. Seperti pelepasan berondolan di janjangan (secara alami) dimana berondolan mudah lepas.
Untuk memungkinkan proses hydraulisis berlangsung, berondolan harus kontak dengan steam. Temperatur tinggi dan periode perebusan yang lama, selanjutnya mempermudah berondolan lepas dari tangkai..
Gambar 1 menjelaskan bahwa hubungan antara kandungan berondolan di janjangan kosong dengan waktu perebusan dan temperatur. Kesimpulan diambil dari test skala pabrik yang terlaksana dalam kurun waktu satu periode. Skala y-ordinat tidak ditetapkan, sehingga kehilangan tidak dinyatakan secara angka namun grafik ini dibuat untuk memberikan gambaran umum adanya perbedaan hasil. Sebagai contoh, percobaan perebusan pada temperatur 120oC selama 80 menit, akan menghasilkan proporsi berondolan yang melekat di janjang kosong yang sama dengan perebusan 115oC selama 100 menit.

Sekarang dibahas tentang pertanyaan proses pelepasan berondolan di buah.

Catatan pertama bahwa buah yang dibanting mempunyai jumlah sampah bervariasi dimana buah mengandung calyx fragment yang keluar dengan berondolan.

Point yang lain, adalah berondolan tidak lepas dari janjangan secara keseluruhan. Pratikal membuktikan bahwa beberapa janjangan akan selalu memiliki berondolan sulit lepas. Secara pratikal bahwa satu atau dua berondolan terikut di janjangan dapat dikatakan bahwa janjangan sudah kosong atau kehilangan minyak yang terkandung tidak melebihi 0,04-0,05% di pabrik dinilai sudah baik. Mungkin juga janjangan, mengandung cukup besar berondolan tidak lepas dan bukan saja hanya beberapa berondolan. Janjangan seperti ini, dianggap mempunyai ketidaknormalan di dalam proses (kegagalan mesin thresher, ketidaksempurnaan perebusan), maupun juga kondisi janjangan itu sendiri.

A. Kegagalan perlakuan bantingan
Kemungkinan disebabkan ketidaksempurnaan design bantingan atau ketidakbenaran operasional (overloading). Berondolan mudah lepas, yang tertinggal di janjangan kosong, akan mudah lepas bila janjangan dijatuhkan secara tiba-tiba atau digonjang.

B. Janjangan Abnormal
Janjangan abnormal sulit dihadapi karena tidak dapat diolah secara sempurna dengan proses mekanikal. Berondolan dijanjangan agak lembut tetapi masih tersisa bagian berondolan pada tangkai. Pada bantingan, janjangan ini didapati berbulu atau berupa fiborius. Walaupun setelah dilakukan perebusan ulang, berondolan tidak dapat dilepaskan di bantingan dan berondolan itu hanya dapat dipotong dengan pisau itupun bila ada minyak yang diambil dari berondolan itu.
Walaupun pembahasan ini diluar artikel ini, namun tetap dijelaskan secara singkat tentang penomena ini.
Barang kali, hard bunch (knot –head bunch) memiliki sifat aneh, juga kelompok berondolan yang tidak matang akibat penyakit atau hambatan di dalam pertumbuhan saat proses pematangan buah. Perkiraan berdasarkan observasi berikut ini:
1. Sejumlah buah kurang matang selalu mempunyai cukup banyak knot-head (ujung bersimpul) jika dibandingkan buah normal
2. Percobaan dengan microkopik tidak menunjukkan perbedaan beberapa anatomi pada jaringan berondolan dari knot-head bunch dengan berondolan dari buah normal.
3. Setiap buah mempunyai derajat kematangan berondolan mentah sampai berondolan matang. Pada bagian ujung buah mempunyai proporsi berondolan matang dan berondolan matang ini mulai lepas. Seperti satu pendekatan, tangki berondolan dengan tingkat kematangan rendah, di bagian dasar buah (dekat tangkai buah) memiliki berondolan muda dan atau berondolan yang tidak sempurna. Itu sesuai dengan teori bahwa pada bagian dasar buah (bagian dekat tangkai buah) memiliki beberapa janjangan dengan berondolan sulit dilepaskan secara sempurna dan mungkin juga jenis buah knot-head (hard bunch) yang tidak mempunyai atau mempunyai beberapa berondolan keras pada bagian atas dan menyeluru dari buah. Teori ini diambil dari pratikal. Hanya jika buah dengan kematangan tidak sempurna akan menjadi buah jenis knot-head, tetapi tentu saja ini jarang terjadi pada estate dijalankan secara baik.

C. Inadequate steriliser
Temperatur sterilization yang terlalu rendah dapat menyebabkan pelepasan yang tidak sempurna.. Telah dijelaskan faktor-faktor penentuan pada point-point sebelumnya.

1.05. Persiapan berondolan untuk proses selanjutnya di dalam proses ekstraksi.
Di dalam digester, pericarp harus lepas secara sempurna dari nut. Selesai sterilisasi dimana struktur dari daging berondolan menjadi lemah sehingga efek proses pelumatan akan pemisahan pericarp dan nut.
Tidak terlalu diketahui waktu dan temperatur yang dibutuhkan agar berondolan yang dilumatkan dengan hasil baik. Indikasi bahwa daging kehilangan ketahanan setelah direbus dalam beberapa menit.
L Keher telah menjelaskan sejumlah test yang dilakukan untuk mengukur daya yang dibutuhkan untuk memasukkan jarum(diameter tertentu) ke dalam janjangan. Semua tekanan yang dibutuhkan, dicatat dimana pericrap tidak kuat menahan penetrasi jarum. Hasil percobaan dicapai seperti gambar No.2

Umumnya diketahui bahwa buah akan menyusut ketika buah direbus, sehingga buah akan menyusut menjadi 2/3 dari ukuran semula. Dari gambar 2 mengindikasikan bahwa penyusutan akan berjalan baik setelah 10 menit perebusan. .

1.06. Perlakuan awal pada nut
Jika nut ingin dipecahkan secara sempurna, maka buah harus direbus pada temperatur tertentu selama beberapa waktu. Akibat pengeringan, kernel akan lepas dari permukaan cangkang. Proses perebusan meliputi penguapan air di dalam inti kernel, hal ini membuktikan bahwa periode perebusan harus diperhitungkan. Direkomendasikan digunakan temperatur secukupnya, bila tidak, akan beresiko warna kernel akan berubah

Kebutuhan
2.01. Perebusan dan qualitas Minyak Sawit
Selanjutnya untuk FFA rendah, bleachability yang baik merupakan grade kualitas minyak kelapa sawit yang tinggi. Kata lain, bleachability minyak tidak rusak oleh proses perebusan. Dicatat bahwa kematangan buah sampai ke pabrik menjadi penentu faktor bleachability minyak kelapa sawit. Telah ditemukan bahwa minyak yang diperoleh dari buah terlalu matang, merupakan minyak yang sulit ”bleach” dan berondolan dari buah terlalu matang, akan menyebabkan kerugian di akhir produksi. (ini juga termasuk pada jenis buah rotten walaupun susah untuk diteliti). Ini sebabnya berondolan dicegah ditumpuk selama kira-kira satu hari ataupun setengah hari baik di platfom stesiliser atau loading ramp.
Kemudian untuk mendapatkan bleachability yang baik, mengharuskan udara dikeluarkan secara sempurna di steriliser dan temperatur serendah mungkin.
Jadi kebutuhan telah disinggung pada pembahasan 1.01 sampai 1.06., ditemukan bahwa banyak dari situasi berkontraksi dan secara tidak langsung dikatakan bahwa kompromi harus diambil di dalam pratikal.

Limit Waktu dan Temperatur dalam Proses Perebusan.
3.01. Limit Minimum
Jalan terbaik, kriteria untuk memastikan bahwa steriliser telah dijalankan secara benar adalah dari proporsi janjangan yang tidak sempurna direbus. Jika temperatur sangat rendah atau jika waktu terlalu singkat, maka proporsi janjangan yang tidak sempurna direbus akan meningkat. Faktor yang berpasangan untuk menemukan waktu yang minimum dan limit temperatur perebusan:
1. Ukuran janjangan
2. Tingkat kematangan

3.01.1. Ukuran janjangan
Janjangan yang lebih kecil akan lebih cepat direbus, areal kontak dengan steam yang lebih besar dan steam masuk ke dalam janjangan dengan jarak yang rendah. Pedoman ini telah diuji dari berbagai tingkat umur. Seperti data berikut ini:

Tabel ini digambarkan seperti data yang tertera ditabel. Buah dari beberapa estate terdiri dari berbagai tahun tanam, waktu perebusan selalu didasarkan dari buah yang umur paling tua.

3.01.2. Tingkat Kematangan
Jika buah yang dipanen sudah matang dan banyak berondolan lepas, maka waktu perebusan akan lebih pendek. Jika rata-rata tingkat kematangan rendah dan buah sangat compact(rapat, bantet), maka waktu perebusan diperpanjang sedikit.
Dari catatan sebelumnya, diulangi kembali bahwa kematangan seperti mentah, terlalu matang, tidak dipisahkan dan selanjutnya buah tersebut direbus.
Sewaktu buah dipanen selalu terdapat kompromi antara finansial dengan ekonomis yaitu yield per hektar dari satu sisi dan sisi lainnya adalah biaya panen.
Walaupun ini tidak bermaksud menceritakan tentang teknik panen, terpikir juga bahwa penting disimpulkan secara sederhana cara kontrol standar panen.

a) Dalam penjelasan awal dijelaskan tentang buah jenis knot-head atau hard bunch (1.04.b) dimana dicatat bahwa berondolan dijanjang tidak matang secara merata. Diingatkan bahwa berondolan matang mulai jatuh namun terdapat juga sejumlah berondolan yang tidak matang dan berondolan tidak berkembang (pathenocarpic) pada permukaan buah.

b) Berondolan yang memiliki maksimum kandungan minyak, saatnya akan lepas dari janjangan. Dari”pelepasan ini” di mengerti bahwa kondisi berondolan yang berada dipermukaan luar janjangan mudah sekali lepas dan dengan tekanan dari jari. Jika janjangan mengandung berondolan yang matang sewaktu dipanen, dan janjangan jatuh ke tanah akan melepaskan banyak berondolan. Beberapa hari sebelum kejadian ini terjadi, akan ditemukan beberapa berondolan yang telah lepas dari janjangan dengan sedikit usaha, tetapi dalam makalah ini, tentu saja tidak ditanya tentang pelepasan berondolan.

Beberapa peneleti (HM Blommendaal, L Kehren, A Dessasis) telah mempublikasikan gambaran hubungan kandungan minyak dengan berat pericarp selama proses kematangan berondolan. Percobaan mereka dilakukan pada berbagai material (jenis buah) dan kondisi cuaca yang berbeda, kesimpulan percobaan sulit dindentifikasi secara aktual, tetapi dibuat kelongkaran terhadap variasi perbedaan minor, dari gambaran percobaan ini, disimpulkan secara umum bahwa rata-rata kandungan minyak terhadap berat pericarp yang segar adalah 50%. 5 hari sebelumnya, kandungan ini mencapai 43% dan 10 hari sebelumnya, kira-kira 34%.

c) Aturan umum dimana kenaikan persentase berondolan lepas akan diikuti kenaikan kandungan FFA.

d) Persentase berondolan lepas yang meningkatkan, mungkin akan merusak bleaching dari Minyak Kelapa Sawit.

e) Minyak yang dari berondolan buah mentah mempunyai titik leleh lebih tinggi dari minyak dari berondolan segar dari buah matang dan kadang-kadang memberikan keuntungan untuk pembuatan margarin.

f) Berondolan yang telah jatuh ditanah dan dibawa ke pabrik bersama dengan buah yang dipanen, sejauh berondolan itu dapat ditemukan dibawah pohon dan sejauh itu pemanen dapat mengumpulkannya. Pasti terdapat sedikit kehilangan berondolan dimana berondolan tidak terlihat di dedaunan yang menutup tanah atau berondolan dimakan hewan.

g) Untuk alasan ekonomi, pemanen tidak dapat kembali setiap hari ke pohon untuk melihat kondisi kematangan buah. Mungkin secara berkala, pemanen menemukan buah kurang matang tetapi bila buah tersebut ditinggalkan, mungkin akan menjadi buah terlalu matang pada pusingan berikutnya.

Pemanen sangat susah dimastikan kematangan buah dari bawah, terutama ketika pohon kelapa sawit tua dan sangat tinggi, dan ini sunguh dimengerti pada suatu masa, pemanen memanjat pohon, tidak mengijinkan adanya janjangan tertinggal, secara umum, ini tidak cocok dengan pemanen dimana pemanen turun kembali dengan tangan kosong. Kelihayan pemanen diukur dengan sangsi buah, dengan penjelasan bahwa gaji bergantung kepada kualitas buah yang dipanen.
Satu persatu penjelasan menunjukkan, bahwa terdapat pertimbangan untuk menyeimbangkan berbagai konflik agar diambil kompromi yang didasarkan dari hasil investigasi atau percobaan secara statistik dalam menetapkan instruksi panen dan aturan interval panen.
Jelaslah bahwa buah diterima oleh pabrik dengan berbagai tingkat kematangan dari overipe sampai buah mentah. Sekarang, pabrik yang berjalan baik, melakukan pengukuran dengan pemisahan buah dan buah dianalisa, disorter pada kelas yang berbeda.

Analisa yang dilihat seperti berikut:
klas 00 =- tidak ada berondolan dilepaskan = a%
Klas 0 = dari 0 s/d 10% berondolan lepas = b%
Klas 1 = dari 10% s/d 25% berondolan lepas = c%
Klas 2 = dari 25% s/d 50% berondolan lepas = d%
Klas 3 = dari 50% s/d 75% berondolan lepas = e%
Klas 4 = dari 75% s/d 100% berondolan lepas = f%
Klas 5 = bagian dalam berondolan juga lepas = g%
Berondolan lepas = g%
Total 100%

Jenis buah yang terbanyak, masuk ke pabrik, menjadi keputusan untuk memanage pabrik dalam mengambil tindakan kompromi.
Buah dimanen pada posisi mentah, mempunyai kandungan minyak di pericarp rendah. FFA rendah, bleachability bagus dan titik lebur tinggi, kebalikan dengan buah terlalu matang.
Buah yang dipanen dari berbagai tahun tanam, kebanyakan buah dipanen klass 2 (matang) dan juga ada klass 4 (janjangan kosong), buah dapat direbus dengan sedikit atau tidak beresiko terhadap ketidaksempurnaan perebusan , jika cycle proses dilakukan seperti:
o Dearation : 5 menit
o Manikkan tekanan sampai penuh : 20 menit
o Perebusan : 50-60 menit.

3.02. Limit Maksimum

Limit Maksimum dikontrol dari perubahan warna kernel, dari hasil over steriliser. Diagram dibawah diperoleh dari investigasi skala besar pada satu pabrik di sumatera, terhadap perkiraan hubungan antara temperatur, waktu dan perubahan warna kernel:

Penjelasan dari simbol adalah:
A --> Tidak ada perubahan
B --> Sedikit perubahan warna
C --> Terdapat tanda perubahan warna
D --> Kernel berubah menjadi warna coklat
E --> Kernel berubah menjadi warna coklat tua
F --> Kernel berubah menjadi warna hitam

Tabel ini menunjukkan kernel diperbolehkan direbus sampai temperatur 130oC dalam waktu 1.30 menit, dan tidak menunjukkan perubahan warna kernel. Masih dari percobaan ini, menjelaskan keadaan kernel cenderung mulai berubah warna dinyatakan seperti berikut:
Awal perebusan (heat trearment), pasti perubahan mulai terjadi di kernel dimana akhir setelah 2 jam direbus, kernel akan mengalami perubahan warna. Mungkin terjadi dimana pada jam pertama perebusan, kernel berubah warna dan tidak pernah tiba-tiba kernel berubah menjadi coklat setelah 2 jam direbus..
Situasi ril, walaupun sudah dipanas 1,5 jam pada 130oC, kernel masih berwarna putih, namun kernel mulai mengalami perubahan warna. Tambahan pemanasan pada proses berikutnya seperti pemanasan di digester mungkin membuat kernel mencapai limit perubahan warna, temperatur 130oC yang telah diberikan, membuat batas perubahan warna semakin kecil seperti yang gambaran tabel diatas.
Pada temperatur 120oC, resiko perubahan warna lebih rendah pada tingkat pengolahan, sehingga kernel tetap bertahan pada warna yang original. Hasil observasi dari tabel diatas menunjukkan laju perubahan warna meningkat tajam pada temperatur di atas 130oC.
Untuk penjelasan lebih detail, disinggung juga, dilakukan pemeriksaan apakah ada satu atau lebih kernel telah merubah warna pada kondisi akhir, seperti saat kernel dikeringkan dan kernel dijual.. Tidak ada tanda perubahan warna yang akan ditunjutkan dari bagian luar.
Untuk menyempurnakan gambaran, diberikan daftar ringkas dari type minyak kernel yang diperoleh dari berbagai kernel :
1. Kernel dari berondolan yang telah direbus pada periode yang singkat dan temperatur normal akan mengeluarkan minyak berwarna kuning, walaupun kernel itu sendiri berwarna putih
2. Minyak kernel dari kernel yang normal, mempunyai warna kuning mudah dan sangat mudah di bleaching
3. Minyak dari kernel dimana tidak dikering dengan cukup waktu, berwarna greyish –yellow dan sulit di bleaching
4. Minyak dari kernel berwarna coklat muda dan minyak berwarna kuning muda dan secara umum dapat di bleaching tanpa masalah.
5. Minyak dari kernel dimana kernel disimpan kondisi basah dan minyak berwarna merah tua dan sulit di bleaching
6. Minyak dari kernel berwarna coklat tua dan minyak berwarna coklat tua dan sulit dibleaching.

Efek Temperatur steriliser dengan proses oil recovery (ekstrasi minyak)
Secara umum diketahui, temperatur yang tinggi pada proses perebusan akan meningkatkan hasil ekstraksi minyak, seperti kehilangan minyak di fiber akan rendah. Ini jelas bahwa tendency untuk meningkatkan temperatur perebusan. Limit temperatur dengan berbagai kondisi, telah dijelaskan sebelumnya.

Pengurangan Kandungan Air pada berondolan yang lewat proses perebusan.
Saat berondolan direbus pada temperatur yang tinggi, sebagian moisture akan menguapkan secara spontan setelah tekanan dilepaskan. Kehilangan moisture berkisar 10% dari berat berondolan, membantu secara material, yang dinyatakan minyak di press system.
Percobaan, baik di skala pabrik maupun laboratorium, telah didemonstrasikan bahwa peningkatan oil recovery (minyak ekstraksi) dihubungkan dengan kandungan air di pericarp setelah proses perebusan. Optimum kandungan air kira-kira 12% +/- 2%. Jika kandungan air dibawah 10% atau lebih dari 14%, hasil oil recovery (oil ekstraksi) akan turun.
Phenomena ini jelaskan terhadap struktur dari cellular membrane. Dinding sel, yang terbuat dari 2 bagian- seperti contoh dinding cellulosa dimana cellulosa selalu bergabung dengan substansi lainnya (pektin, hemicellulosa) sama seperti dinding terbuat dari lipoid membran, yang mengikat phoplasma. Di dalam pembagian struktur, air dapat terikat pada berbagai jalan dan kadang-kadang dalam jumlah yang besar. Reaksi kimia berlangsung pada proses perebusan (refer 1.02 dan 1.03) dan pelepasan air dari dinding sel memperlemah sel seperti sel membesar sehingga sel minyak sangat mudah dipisahkan dari cellulosa.
Kandungan air dari buah yang masuk ke pabrik, tergantung pada tingkat kematangan buah ketika buah dipanen, waktu delay antara buah dipanen dengan dikirimkan ke pabrik dan kondisi cuaca.
Ketika dibuatkan kelonggaran untuk pembatasan yang sama bahwa dapat dipakai kandungan minyak di pericarp seperti pembahasan 3.01.02-b, kita mungkin menyebutkan pericrap dari berondolan segar dan matang mempunyai kandungan air berkisar 33%, persentase 44% untuk 10 hari sebelumnya dan 38% untuk 5 hari sebelumnya. Ini dapat menjadi penuntun sebagai aturan umum bahwa normal crop dimana tidak terlalu lama dikirim ke pabrik bahwa berondolan akan dapat dibuatkan dengan kandungan air yang optimum dengan perebusan yang normal pada steam saturasi.

Kesimpulan.
Dibeberapa point yang menjadi perhatian dicatat bahwa faktor yang terpenting di dalam mekanikal perebusan dari buah sawit adalah efek kualitas dan kuantitas minyak yang dihasilkan.