Jika Anda pernah melihat minyak yang keluar dari mesin press ulir - berwarna gelap, keruh, dan sangat berbau seperti biji asal minyak tersebut - Anda tidak akan pernah mengira bahwa minyak tersebut adalah zat yang sama dengan yang dihasilkan dari botol yang rasanya bening dan netral-di rak supermarket. Transformasi tersebut adalah pekerjaan penyulingan minyak, sebuah proses-bertahap yang menghilangkan pengotor yang secara alami ada dalam minyak nabati mentah sekaligus menjaga trigliserida yang menjadikan minyak berharga. Ini bukan hanya tentang membuat minyak terlihat bersih - setiap langkah menargetkan senyawa tertentu yang memengaruhi rasa, stabilitas, umur simpan, dan bahkan keamanan.
Apa Sebenarnya Kandungan Minyak Mentah
Minyak mentah - minyak langsung dari pengepresan atau ekstraksi pelarut, sebelum penyulingan apa pun - sebagian besar terdiri dari trigliserida (minyak netral yang kita inginkan), namun juga membawa campuran senyawa yang tidak diinginkan. Fosfolipid (gusi) membuat minyak menjadi keruh dan menimbulkan busa saat dipanaskan. Asam lemak bebas (FFA) memberikan rasa tajam dan tengik pada minyak serta mengurangi titik asapnya. Pigmen seperti klorofil dan karotenoid memberi warna gelap pada minyak dan dapat meningkatkan oksidasi. Logam sisa, pestisida, dan kontaminan lingkungan juga mungkin ada, tergantung pada kualitas benih dan metode ekstraksi. Dan senyawa yang mudah menguap - aldehida, keton, dan produk oksidasi - merupakan penyebab minyak mentah memiliki bau yang kuat dan seringkali tidak sedap.
Tujuan dari pemurnian adalah untuk menghilangkan kotoran-kotoran ini dengan kehilangan minyak netral sesedikit mungkin. Kilang-yang dikelola dengan baik mungkin kehilangan 3–8% berat minyak mentah sebagai produk sampingan dan kerugian proses, bergantung pada kualitas minyak dan metode penyulingan. Operasional yang dijalankan dengan buruk dapat menyebabkan kerugian yang jauh lebih besar, yang secara langsung berdampak pada profitabilitas.
Langkah Satu: Degumming
Degumming adalah langkah pemurnian pertama, dan tugasnya adalah menghilangkan fosfolipid - senyawa bergetah yang membuat minyak mentah menjadi keruh dan tidak stabil. Fosfolipid memang berharga (merupakan sumber lesitin komersial), namun jika dibiarkan di dalam minyak, fosfolipid menimbulkan masalah: berbusa saat menggoreng, terurai pada suhu tinggi, dan mengganggu langkah-langkah pemurnian di hilir.
Metode yang paling umum adalah degumming air: air panas (sekitar 80–85 derajat ) dicampur dengan minyak mentah, menyebabkan fosfolipid terhidrasi - mereka menyerap air, membengkak, dan menjadi tidak larut dalam minyak. Gusi yang terhidrasi membentuk fase berat terpisah yang dihilangkan dengan sentrifugasi. Getah yang dipisahkan dapat dikeringkan dan dijual sebagai lesitin mentah, digunakan dalam pakan ternak, atau diproses lebih lanjut menjadi lesitin-makanan.
Untuk minyak dengan tingkat fosfolipid non-terhidrasi yang tinggi (yang tidak bereaksi terhadap air saja), digunakan penghilangan getah dengan asam. Sejumlah kecil asam fosfat atau asam sitrat ditambahkan sebelum air, mengubah fosfolipid yang tidak dapat terhidrasi menjadi bentuk yang dapat terhidrasi yang kemudian dapat dihilangkan dengan air dan sentrifugasi. Degumming enzimatik, metode yang lebih baru, menggunakan enzim fosfolipase untuk memecah struktur fosfolipid, sehingga mencapai tingkat sisa fosfor yang lebih rendah dengan kehilangan minyak yang lebih sedikit. Sistem degumming modern yang berkelanjutan dapat menghilangkan lebih dari 95% fosfolipid, memastikan minyak tetap jernih bahkan dalam lemari es.
Langkah Kedua: Deasidifikasi (Netralisasi)
Deasidifikasi menghilangkan asam lemak bebas, yang merupakan penyebab utama rasa tengik dan berkurangnya umur simpan. Ada dua pendekatan yang berbeda secara mendasar: pemurnian kimia dan pemurnian fisik.
Pemurnian kimia (juga disebut pemurnian alkali atau netralisasi) adalah metode tradisional. Larutan encer natrium hidroksida (soda kaustik) dicampur dengan minyak yang telah dihilangkan getahnya. NaOH bereaksi dengan asam lemak bebas membentuk sabun (garam natrium dari asam lemak), yang tidak larut dalam minyak dan terpisah sebagai fase berat yang disebut sabun. Stok sabun dihilangkan dengan sentrifugasi, dan minyak kemudian dicuci dengan air panas untuk menghilangkan sisa sabun, kemudian dikeringkan dalam vakum. Pemurnian kimia efektif untuk tingkat FFA apa pun dan menghasilkan minyak yang sangat bersih, namun memiliki kelemahan: stok sabun membawa 1–3% minyak netral (kerugian ekonomis), dan proses tersebut menghasilkan air limbah yang memerlukan pengolahan.
Pemurnian fisik (juga disebut penyulingan uap atau deasidifikasi distilasi) adalah pendekatan yang lebih modern dan telah menjadi metode dominan bagi sebagian besar minyak nabati. Alih-alih mereaksikan FFA secara kimia, pemurnian fisik menghilangkannya melalui distilasi: minyak dipanaskan hingga 240–260 derajat di bawah vakum dalam (biasanya di bawah 3 mbar, atau 600 Pa), dan uap hidup dialirkan melaluinya. Asam lemak bebas memiliki titik didih yang jauh lebih rendah dibandingkan trigliserida, sehingga menguap dan terbawa oleh uap, kemudian dikondensasi dan dikumpulkan sebagai produk sampingan yang disebut distilat asam lemak (yang dapat dijual untuk digunakan dalam pembuatan sabun, pakan ternak, atau biodiesel). Pemurnian fisik menggabungkan deasidifikasi dengan deodorisasi dalam satu langkah, tidak menggunakan bahan kimia, tidak menghasilkan stok sabun atau air limbah, dan kehilangan lebih sedikit minyak netral. Keterbatasan utamanya adalah cara ini bekerja paling baik pada minyak dengan kandungan FFA rendah hingga sedang (di bawah 3–5%) dan memerlukan degumming yang sangat efektif terlebih dahulu, karena sisa fosfolipid akan menurunkan dan menggelapkan minyak pada suhu tinggi yang digunakan.
Pilihan antara penyulingan kimia dan fisik bergantung pada jenis minyak, kadar FFA, dan produk yang diinginkan. Minyak sawit, minyak inti sawit, minyak kelapa, dan sebagian besar minyak-FFA tinggi biasanya disuling secara fisik. Minyak kedelai, minyak lobak, dan minyak bunga matahari dapat digunakan dalam kedua pilihan tersebut, meskipun penyulingan fisik semakin disukai. Minyak biji kapas dan beberapa minyak khusus mungkin masih menggunakan penyulingan kimia karena profil pengotor tertentu.
Langkah Tiga: Pemutihan
Pemutihan menghilangkan pigmen - terutama klorofil (hijau) dan karotenoid (kuning, oranye, merah) - bersama dengan sisa sabun, fosfolipid, produk oksidasi, dan sisa kontaminan. Terlepas dari namanya, ini bukanlah proses pemutihan kimia; ini adalah proses adsorpsi menggunakan bleaching earth (tanah liat aktif) dan terkadang karbon aktif.
Prosesnya sangat mudah: minyak yang telah dihilangkan getahnya dan diasamkan dipanaskan hingga 90–110 derajat dalam kondisi vakum (biasanya sekitar 50 mbar), dan 0,5–2% bahan pemutih (bleaching earth) dicampurkan ke dalamnya. Tanah liat yang teraktivasi memiliki luas permukaan yang luas dan menyerap molekul pigmen, sisa sabun, dan pengotor polar lainnya ke permukaannya. Setelah waktu kontak 15–30 menit, campuran minyak-tanah disaring melalui filter daun bertekanan atau alat penyaring, menghilangkan sisa bahan pemutih dan meninggalkan minyak yang jernih dan berwarna-muda. Karbon aktif dapat ditambahkan sebesar 0,1–0,5% untuk minyak dengan pigmentasi berat atau untuk menghilangkan hidrokarbon aromatik polisiklik (PAH) dan zat kontaminan lainnya.
Ruang hampa ini penting karena mencegah oksidasi minyak pada suhu tinggi karena oksigen di udara akan bereaksi dengan minyak panas dan menghasilkan-rasa tidak enak serta produk oksidasi. Bleaching earth bekas, yang mengandung 20–40% minyak, merupakan produk sampingan yang terkadang digunakan dalam pakan ternak, pembuatan batu bata, atau timbunan tanah, meskipun kandungan minyaknya dapat menimbulkan bahaya kebakaran jika tidak ditangani dengan benar.
Langkah Empat: Deodorisasi
Penghilangan bau adalah langkah penyulingan besar terakhir, dan inilah yang memberikan rasa dan bau netral pada minyak olahan. Tujuannya adalah menghilangkan senyawa volatil - asam lemak bebas (dalam pemurnian fisik), aldehida, keton, alkohol, dan senyawa aktif lainnya yang berbau- dan beraroma-bersama dengan sisa pestisida dan hidrokarbon aromatik polisiklik ringan.
Deodorisasi pada dasarnya adalah proses penyulingan uap yang dilakukan pada suhu tinggi dan vakum dalam. Minyak dipanaskan hingga 180–220 derajat untuk penghilangan bau konvensional (setelah penyulingan kimia) atau 240–260 derajat untuk pemurnian fisik (di mana deasidifikasi dan deodorisasi terjadi bersamaan). Tekanan dipertahankan pada 2–6 mbar (sangat rendah, mendekati-vakum), dan uap panas dialirkan melalui minyak. Uap menghilangkan senyawa yang mudah menguap, yang kemudian dikondensasi dan dikumpulkan. Waktu tinggal biasanya 30–90 menit, tergantung pada jenis minyak dan tingkat penghilangan bau yang diinginkan.
Temperatur yang tinggi diperlukan karena senyawa yang mudah menguap mempunyai tekanan uap yang rendah dan memerlukan panas untuk menguap, namun suhu juga merupakan bagian proses yang paling rumit. Terlalu banyak panas atau terlalu lama waktu tinggal dapat menyebabkan degradasi termal pada pembentukan asam lemak trans minyak, perubahan warna, dan hilangnya antioksidan alami seperti tokoferol. Pewangi modern dirancang untuk meminimalkan paparan panas dengan menggunakan kemasan terstruktur (yang meningkatkan efisiensi kontak uap-minyak) dan waktu tinggal yang lebih singkat pada suhu tertinggi. Setelah penghilangan bau, minyak didinginkan dengan cepat dalam kondisi vakum, dan sejumlah kecil asam sitrat (50–200 ppm) sering ditambahkan sebagai zat pengkhelat untuk mengikat logam sisa dan meningkatkan stabilitas oksidatif.
Langkah Opsional: Dewaxing (Musim Dingin)
Beberapa minyak - minyak bunga matahari, minyak jagung, minyak dedak padi, dan beberapa minyak biji anggur dan biji kapas - mengandung ester lilin yang berbentuk padat pada suhu kamar. Jika dibiarkan di dalam minyak, lilin ini menyebabkan kekeruhan saat minyak didinginkan (misalnya di lemari es) dan dapat mengendap sebagai sedimen di dasar botol. Untuk minyak yang dijual sebagai produk bening-berkelas, diperlukan langkah dewaxing.
Dewaxing (juga disebut musim dingin) adalah proses kristalisasi dan filtrasi sederhana. Minyak yang telah diputihkan atau dimurnikan sepenuhnya didinginkan secara perlahan hingga 5–15 derajat (tergantung pada jenis minyak) dan ditahan pada suhu tersebut selama beberapa jam, sehingga ester lilin dapat mengkristal menjadi partikel padat. Minyak kemudian disaring melalui filter press atau filter membran, menghilangkan kristal lilin dan meninggalkan minyak bening yang tetap transparan bahkan pada suhu pendinginan. Lilin yang disaring merupakan produk sampingan kecil, terkadang digunakan dalam aplikasi industri atau pakan ternak.
Produk Sampingan dan Hasil
Pemurnian bukan hanya tentang menghilangkan kotoran - namun juga menghasilkan produk sampingan berharga yang berkontribusi pada keekonomian proses tersebut. Dari degumming, getah yang dipisahkan dapat diolah menjadi lesitin, pengemulsi makanan yang banyak digunakan, atau dijual untuk pakan ternak. Dari penyulingan kimia, stok sabun dapat diasamkan untuk memperoleh kembali asam lemak bebas untuk digunakan dalam sabun, biodiesel, atau pakan ternak. Dari pemurnian fisik, distilat asam lemak adalah produk yang dapat dijual dan digunakan dalam aplikasi serupa. Dari pemutihan, limbah bumi memiliki nilai yang terbatas namun kadang-kadang dapat diproses untuk memperoleh kembali minyak yang terkandung di dalamnya.
Hasil penyulingan keseluruhan - persentase minyak mentah yang dijadikan minyak nabati olahan - biasanya berkisar antara 92% hingga 97%, bergantung pada kualitas minyak mentah (kandungan FFA, kadar fosfor, kandungan pengotor) dan metode penyulingan. Minyak mentah-berkualitas tinggi dengan FFA rendah dan degumming yang baik dapat menghasilkan lebih dari 97%; Minyak mentah-berkualitas buruk dengan FFA tinggi dan tingkat pengotor tinggi mungkin hanya menghasilkan 90%. Untuk kilang yang memproses ribuan ton per bulan, bahkan perbedaan hasil sebesar 1% saja sudah menghasilkan pendapatan yang signifikan, itulah sebabnya optimalisasi dan pengendalian proses dilakukan dengan sangat serius.
kesimpulan
Penyulingan minyak nabati mengubah minyak mentah, berwarna gelap, dan memiliki rasa yang kuat menjadi produk yang jernih, netral, dan stabil yang diharapkan konsumen, melalui serangkaian proses fisik dan kimia yang dikontrol dengan cermat. Degumming menghilangkan fosfolipid menggunakan air, asam, atau enzim. Deasidifikasi menghilangkan asam lemak bebas melalui reaksi kimia dengan soda kaustik (pemurnian kimia, menghasilkan stok sabun) atau dengan distilasi uap vakum suhu tinggi (pemurnian fisik, menghasilkan distilat asam lemak). Pemutihan menggunakan tanah liat aktif dan karbon untuk menyerap pigmen dan sisa kotoran. Deodorisasi menggunakan uap bersuhu tinggi di bawah vakum dalam untuk menghilangkan senyawa rasa dan bau yang mudah menguap, sehingga menghasilkan minyak akhir yang berasa netral. Dewaxing opsional menghilangkan ester lilin untuk minyak yang harus tetap jernih pada suhu rendah.
Tren dalam industri ini adalah ke arah penyulingan fisik - lebih sedikit bahan kimia, lebih sedikit limbah, hasil lebih tinggi, dan gabungan deasidifikasi-penghilang bau dalam satu langkah - namun penyulingan kimia masih berlaku untuk minyak tertentu dan minyak mentah-FFA tinggi. Yang tidak berubah adalah prinsip intinya: menghilangkan kotoran yang membuat minyak tidak stabil, tidak beraroma, atau tidak aman, sekaligus menjaga trigliserida netral yang menjadikan minyak sebagai bahan makanan yang berharga.
