Dalam produksi minyak kedelai, sekitar 80% produsen minyak kedelai di China memanfaatkan ekstraksi pelarut, sedangkan angka tersebut mencapai 90% di negara-negara maju di Eropa dan Amerika. Ekstraksi pelarut kedelai adalah metode utama produksi minyak kedelai karena rendemen minyaknya yang tinggi (16%-17%, lebih tinggi dibandingkan rendemen pengepresan yang 12%-13%) dan biaya rendah.
Gambar 1 Pabrik Pengupasan
Proses ekstraksi pelarut kedelai pertama-tama melibatkan penghancuran kedelai menjadi potongan-potongan kecil, kemudian digunakanpabrik pengelupasan(Gambar 1)menekannya menjadi serpihan atau menggembungkannya. Serpihan tersebut kemudian dikontakkan dengan pelarut organik (biasanya n-heksana) dalam aekstraktor pelarut. Minyak diekstraksi dengan memanfaatkan kelarutan timbal balik antara minyak dan pelarut organik. Pelarut kemudian dihilangkan melalui pemanasan dan pengupasan untuk mendapatkan minyak kedelai. Dalam produksi minyak kedelai dan produk sampingannya, ekstraksi pelarut merupakan langkah yang paling penting. Kualitas ekstraksi secara langsung mempengaruhi kualitas proses secara keseluruhan dan keberhasilan produksi. Oleh karena itu, pengendalian faktor-faktor kunci yang mempengaruhi efisiensi ekstraksi pelarut kedelai sangatlah penting.
Faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi ekstraksi minyak kedelai meliputi proses pretreatment (kadar air biji minyak kedelai, rolling, puffing) dan proses ekstraksi (waktu ekstraksi, suhu ekstraksi, rasio-bahan terhadap-cairan, dan tinggi bahan).
Gambar 2 Ekstraktor pelarut
1 Faktor yang mempengaruhi proses pretreatment
1.1 Kadar air biji minyak kedelai
Kadar air embrio kedelai sebelum pelindian mempunyai pengaruh yang besar terhadap proses pelindian dan pada akhirnya akan mempengaruhi efek pelindian. Bila kadar air minyak sayur rendah maka akan mempengaruhi pembasahan embrio oleh pelarut, memperlambat difusi minyak dari dalam embrio ke lapisan antarmuka, menyebabkan embrio menggumpal, merusak kontinuitas saluran antar embrio, dan menyulitkan penetrasi pelarut. Ketika kadar air terlalu tinggi, fosfolipid, pati, protein dan zat lain dalam embrio kedelai akan membengkak dan saling menempel setelah menyerap air, membungkus tetesan minyak, mengakibatkan sebagian besar minyak tersisa di dalam embrio, meningkatkan beban proses desolventisasi selanjutnya, menyebabkan konsumsi energi dan waktu kerja berlipat ganda. Pada saat yang sama, embrio dengan kadar air yang tinggi cenderung mengalami "jembatan" selama pembongkaran. Kelembapan yang tepat dapat meningkatkan plastisitas embrio dan mengurangi sifat tepung. Menurut ringkasan percobaan dan pengalaman produksi aktual, kadar air embrio kedelai harus dikontrol pada 7% hingga 9%.
1.2 Ketebalan Embrio Kedelai
Dalam pretreatment kedelai, proses penggulungan merupakan proses yang krusial. Proses penggulungan mengacu pada proses penggunaan aksi mekanis untuk menekan kedelai biji minyak dari butiran menjadi serpihan. Setelah proses penggulungan, embrio kedelai menjadi lembaran embrio. Jika lembaran embrio terlalu tipis, maka akan terdapat terlalu banyak bubuk di dalam embrio, dan penetrasi pelarut akan buruk selama proses pencucian, sehingga tidak kondusif untuk pencucian minyak. Jika lembaran embrio terlalu tebal maka struktur sel kedelai tidak akan cukup rusak, proses ekstraksi minyak akan lama, sehingga tidak kondusif untuk pelindian, penurunan hasil minyak, dan juga meningkatkan kesulitan desolventisasi dan penyesuaian kelembaban pada proses selanjutnya, sehingga mempengaruhi efek pelindian. Sebelum perlakuan awal kedelai, diperlukan penggulungan. Setelah ketebalan embrio pada proses pretreatment mencapai standar, maka dapat memasuki tahap selanjutnya yaitu proses pelindian minyak kedelai. memperoleh pengaruh ketebalan embrio terhadap laju minyak sisa dalam embrio kedelai dalam proses pelindian berdasarkan eksperimen dan pengalaman produksi aktual. Ketebalan embrio harus dikontrol antara 0,25 dan 0,35 mm.
1.3 Ekspansi
Proses ekspansi mengacu pada proses di mana embrio kedelai mengalami pencampuran intensif, pemanasan, ekstrusi, gelatinisasi, dan gelatinisasi dalam ruang terbatas ruang mesin di bawah suhu tinggi dan uap bertekanan tinggi, yang mengakibatkan perubahan pada struktur jaringannya. Selama proses ini, kepadatan partikel yang mengembang meningkat, struktur sel embrio hancur total, menghasilkan lebih banyak porositas internal dan lebih banyak minyak bebas di permukaan. Ukuran partikel dan kekuatan mekanik juga meningkat, secara signifikan meningkatkan permeabilitas pelarut ke lapisan material selama pelindian, meningkatkan laju pelindian, dan memperpendek waktu pelindian. Oleh karena itu, output dari unit pelindian dapat ditingkatkan lebih dari 20%. Oleh karena itu, proses ekspansi menjadi sangat penting. Jika proses pemuaian tidak dilakukan dengan baik akibat kondisi pemuaian yang tidak sesuai maka akan mempengaruhi keadaan embrio yang masuk ke unit pelindian sehingga mempengaruhi efek pelindian akhir kedelai. Sebaliknya, jika proses ekspansi berjalan lancar, efek pelindian dapat ditingkatkan secara signifikan.
2. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Proses Pencucian
2.1 Waktu Pencucian
Waktu pelindian (leaching time) merupakan waktu yang diperlukan mulai dari pencucian awal benih kedelai hingga ekstraksi akhir bungkil. Oleh karena itu, waktu pelindian merupakan salah satu faktor penting yang mempengaruhi efek pelindian kedelai. Jika waktu pelindian terlalu singkat, waktu kontak antara bibit kedelai dan pelarut organik (n-heksana) akan terlalu singkat, dan waktu ekstraksi juga akan terlalu singkat, sehingga menghasilkan laju ekstraksi minyak yang rendah sehingga tidak memenuhi persyaratan keselamatan produksi yang sebenarnya. Jika waktu pelindian terlalu lama, meskipun dapat menjamin waktu kontak antara bibit kedelai dengan ekstraktan dan waktu ekstraksi, sehingga meningkatkan laju ekstraksi minyak, namun waktu yang berlebihan akan mempengaruhi biaya waktu aktual dan efisiensi produksi. Selain itu, penelitian menemukan bahwa kandungan minyak pada bibit kedelai cenderung stabil seiring dengan bertambahnya waktu pelindian. Tidak ada persyaratan tetap yang seragam untuk waktu pelindian berdasarkan standar produk dan kondisi aktual di berbagai area produksi. Umumnya ditentukan berdasarkan standar produk dan kondisi produksi sebenarnya. Dalam kaitannya dengan efek pelindian kedelai yang sebenarnya, waktu pelindian yang sesuai adalah 60–90 menit.
2.2 Suhu Pencucian
Suhu pelindian mengacu pada suhu di mana kedelai dilindih. Suhu pelindian merupakan indikator penting proses pelindian dan salah satu faktor penting yang mempengaruhi efek pelindian kedelai. Jika suhu pelindian rendah, energi proses pelindian akan rendah, aktivitas molekul minyak akan berkurang, sehingga mengurangi laju ekstraksi minyak dan pada akhirnya menyebabkan efek pelindian kedelai yang buruk; semakin tinggi suhu pelindian maka semakin baik dalam menurunkan viskositas minyak, meningkatkan kecepatan difusi molekul dan difusi konveksi, serta meningkatkan laju ekstraksi minyak [4], sehingga meningkatkan efek pelindian kedelai. Namun, dalam pengoperasian sebenarnya, semakin dekat suhu proses pelindian dengan titik didih pelarut (n-heksana), semakin kuat penguapan fraksi pelarut. Demi penguapan fraksi pelarut dan pertimbangan keamanan, suhu proses pelindian harus sedikit lebih rendah dari titik didih awal komposisi fraksi pelarut baru, dan dikontrol pada 50-60 derajat.
2.3 Rasio-terhadap-cairan
Rasio bahan-terhadap-cairan adalah rasio berat embrio yang terlindih terhadap pelarut yang digunakan per satuan waktu, yang merupakan faktor lain yang mempengaruhi konsentrasi minyak campuran [5]. Pelarut yang tidak mencukupi akan mengakibatkan pencucian dan penghilangan lemak yang tidak sempurna, sehingga menyebabkan tingginya sisa minyak dalam bungkil kedelai, yang akan mempengaruhi laju ekstraksi minyak dan menyebabkan indikator produk terkait tidak memenuhi standar. Meskipun volume pelarut yang lebih besar bermanfaat untuk pelindian bungkil kedelai dan memastikan efek pelindian yang baik, rasio pelarut yang tinggi dalam minyak campuran akan meningkatkan beban kerja proses selanjutnya dan meningkatkan konsumsi energi. Semakin besar jumlah pelarut yang disuplai per satuan waktu, maka semakin nyata perbedaan konsentrasi minyak yang dicampur. Ketika pelarut meningkat hingga batas tertentu, urutan perendaman dan pengeringan menjadi tidak jelas, kompartemen bahan saling menempel, gradien konsentrasi antar kompartemen minyak tidak dapat dijamin, dan konsentrasi minyak campuran akhir secara bertahap menurun. Oleh karena itu, rasio-terhadap-cair tidak boleh terlalu rendah atau terlalu tinggi; rasionya harus moderat. Berdasarkan literatur yang relevan dan pengalaman produksi aktual, rasio bahan-terhadap-cair yang optimal dikontrol pada 1:0,8–1,4 (W:W).
2.4 Tinggi Bahan Baku
Dalam kondisi output yang sama, ketinggian bahan baku yang lebih tinggi dalam hopper ekstraktor memungkinkan waktu ekstraksi lebih lama, sehingga bermanfaat untuk mengurangi sisa minyak dalam bungkil kedelai dan meningkatkan hasil minyak. Namun, hopper yang lebih tinggi tidak selalu lebih baik. Jika hopper terlalu tinggi, bahan mentah di bagian bawah akan mengalami tekanan dan kerusakan yang berlebihan, sehingga meningkatkan sifat tepung. Selain itu, jika hopper terlalu penuh, bahan mentah dapat terbuang oleh pelarut atau minyak campuran dari pipa penyemprot, sehingga meluap dari kedua sisi hopper ke dalam hopper pengumpul minyak. Pengoperasian yang tidak tepat dapat menyumbat pompa oli dan pipa semprotan. Ketinggian bahan baku harus dipilih berdasarkan kebutuhan produksi dan pilihan ekstraktor. Persyaratan ketinggian spesifik harus dihitung berdasarkan kondisi aktual dan persyaratan pabrikan.
3 Kesimpulan
Berdasarkan analisis di atas, faktor-faktor yang mempengaruhi efek ekstraksi kedelai antara lain kadar air biji minyak kedelai, penggulungan, penggembungan, waktu ekstraksi, suhu ekstraksi, rasio-terhadap-cair, dan tinggi bahan baku. Masing-masing faktor mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap efek pelindian. Dalam mempertimbangkan faktor-faktor tersebut, perlu mengikuti teori sekaligus menyesuaikan dengan keadaan sebenarnya. Dalam penerapan teknologi pelindian kedelai di industri, penting untuk menggabungkan teori dengan praktik dan mengendalikan setiap faktor yang dapat mempengaruhi efek pelindian untuk menerapkan proses pelindian secara efektif dan memastikan efek pelindian terjamin.
Teknisi VIC Machinery kami secara komprehensif mempertimbangkan-faktor-faktor yang mempengaruhi di atas dan mengoptimalkan desain saat membuat lini produksi dan peralatan pelindian, sehingga memaksimalkan ekstraksi minyak kedelai bagi pelanggan kami. Hubungi kami sekarang untuk membeli!
