Pengendalian suhu yang ketat—dan memangkas waktu tinggal di suhu tinggi—menjadi pembeda mutu dalam klarifikasi dan pemurnian minyak sawit: dari peroksida hingga karoten, datanya konsisten dan tegas.
Kualitas minyak sawit sangat sensitif terhadap riwayat pemanasan (thermal history). Suhu tinggi mempercepat reaksi hidrolisis dan oksidasi (meningkatkan asam lemak bebas/FFA dan nilai peroksida/PV), sekaligus merusak pigmen dan nutrien seperti β‑karoten dan tokoferol. Contohnya, minyak sawit mentah yang dipanaskan pada 120 °C bisa kehilangan hampir seluruh karotenoid dalam beberapa jam—β‑karoten turun dari 2,34 menjadi 0,33 mg/g setelah 7,5 jam pada 120 °C (link.springer.com).
Bahkan pemanasan moderat (80–120 °C) aman hanya dalam periode singkat: satu studi menunjukkan palm olein stabil sekitar ≈2 jam pada 80–120 °C, tetapi lewat 2 jam produk oksidasi dan FFA mulai meningkat nyata (jopr.mpob.gov.my). Di praktik, meminimalkan waktu kumulatif di atas 100 °C menjadi krusial untuk menjaga mutu.
Laju reaksi secara kasar berlipat dua tiap kenaikan +10 °C. Pemanasan berkepanjangan mendorong kenaikan linear pada PV (peroxide value, indikator oksidasi) dan FFA (free fatty acids/asam lemak bebas). Dalam satu percobaan, minyak sawit yang dipanaskan pada 80 °C atau 120 °C menunjukkan FFA terus naik (meski masih “within acceptance” untuk <10 jam) dan kenaikan titik awan (cloud point), dengan minyak mulai “deteriorating” setelah ~2 jam (jopr.mpob.gov.my).
Dari sisi warna dan nutrien, panas tinggi menggerus karotenoid. Uji terbaru menunjukkan kadar karoten turun stabil seiring suhu dan waktu; sebanyak 516 ppm masih bertahan setelah 1,5 jam pada 55–60 °C, tetapi jauh lebih rendah pada setelan yang lebih tinggi (researchgate.net) (researchgate.net). Model empiris untuk red palm oil menunjukkan retensi karoten ≈ –7,8·ln(time)+91,0 dan –764·ln(T)+4693, sehingga menggandakan waktu dari 1 ke 2 jam pada ~140 °C memangkas retensi ≈6% (www.online-journal.unja.ac.id).
Klarifikasi pada suhu terkendali
Klarifikasi (pemisahan minyak dari air, lumpur, padatan) lazim dilakukan pada suhu tinggi untuk menurunkan viskositas—tradisinya 80–90 °C. Namun, menaikkan suhu pada tahap ini mempercepat oksidasi. Uji di Indonesia menemukan bahwa menaikkan suhu dan durasi klarifikasi tajam meningkatkan PV dan menurunkan karoten (researchgate.net).
Contohnya, operasi moderat 55–60 °C selama 1,5 jam (dibanding >70 °C) menghasilkan CPO dengan PV 3,15 meq/kg dan 516 ppm karoten (researchgate.net). Sebaliknya, suhu lebih tinggi atau retensi lebih lama menaikkan PV dan menggerus karoten. Ringkasnya: ↑T atau ↑waktu ⇒ ↑PV, ↓karotene, ↓dirt content (researchgate.net) (researchgate.net).
Untuk lini yang masih mengandalkan tangki sedimentasi atau clarifier, opsi mekanis kini kian menentukan. Sistem two‑phase decanter modern bekerja dengan injeksi air minimal atau tanpa air (menghemat hingga 90% air pengenceran, gea.com), sehingga minyak tidak perlu di‑overheat untuk memisah. Minyak keluar hampir pada suhu ekstraksinya, membatasi waktu pemanasan, dan—karena kontak air minimal—“ensure the best possible oil quality” dengan mempertahankan konstituen alami (analog dengan polifenol pada minyak zaitun) yang tidak terhidrolisis (gea.com).
Di praktik, pabrik dapat mengadopsi decanter kontinu dengan umpan minyak dipanaskan dan waktu tinggal singkat (1–2 jam) untuk mencapai >2,1% solids oxide levels (per [9]) tanpa pemanasan berkepanjangan. Studi juga melaporkan hingga 83% reduksi efluen ketika mengganti tangki konvensional dengan decanter+evaporasi . Pengaturan yang tepat memungkinkan decanting pada ~60–70 °C tuntas dalam <1 jam, dibanding beberapa jam di tangki. Meminimalkan pengenceran air (atau menggunakan air pendingin berlawanan arus/counterflow) ikut memangkas waktu pengendapan.
Degumming dan netralisasi terkendali
Pada pemurnian (“purification”), degumming (mengubah getah/fosfolipid menjadi bentuk terhidrasi, umumnya dengan asam fosfat) dan netralisasi (menghilangkan FFA dengan soda kaustik) biasanya berlangsung pada ~70–90 °C. Dalam chemical refining, CPO terlebih dahulu diberi asam fosfat lalu dinetralkan dengan soda kaustik sekitar 80–85 °C (mdpi.com) (mdpi.com). Kontrol suhu ketat di sini memengaruhi pembentukan kontaminan; panas atau waktu berlebih meningkatkan hidrolisis dan membentuk gum gelap.
Studi optimasi terbaru menemukan kondisi optimal acid‑degumming pada 90 °C selama ~30 menit (0,06% H₃PO₄), efektif menurunkan fosfor dan hidroperoksida sekaligus meminimalkan kontaminan proses berbahaya (glyceryl dan 3‑MCP ester) (mdpi.com) (mdpi.com). Dengan kondisi tersebut, RBD oil akhir hanya ~0,61 mg/kg glycidyl esters dan ~0,59 mg/kg 3‑MCPD esters—mendekati atau di bawah batas industri (mdpi.com). Intinya, “effective degumming at ∼90 °C, 30 min minimizes GE and 3‑MCPDE formation by removing their precursors” (mdpi.com) (mdpi.com).
Setelah degumming, netralisasi kaustik terjadi sekitar 80–85 °C dan harus dibatasi menit‑menit saja untuk menghindari saponifikasi berlebih atau regenerasi FFA; soapstock (palm acid oil) dibuang cepat. Menjaga total degumming/netralisasi singkat (<1 jam total) dan ≤90 °C mencegah degradasi minyak yang tidak perlu; pemantauan fosfor sisa dan FFA memastikan reaksi tuntas tanpa overexposure. Akurasi dosis asam/kaustik menjadi kunci—penerapan dosing pump membantu konsistensi kontrol proses.
Bleaching di bawah vakum
Bleaching (pencampuran minyak dengan tanah pemucat/adsorben di bawah vakum untuk mengangkat pigmen dan jejak logam) lazimnya pada 90–130 °C selama 15–40 menit di vakum 50–125 mmHg. Vakum menurunkan kebutuhan suhu dan mencegah oksidasi. Meminimalkan waktu kontak—misalnya memakai earth yang lebih aktif atau dosis lebih tinggi—memperpendek hold time; praktik umum di pabrik adalah ~105–110 °C selama 20–30 menit di bawah vakum (cnhuataigroup.com).
Waktu bleaching berlebihan memang memperluas penghilangan warna, tetapi berisiko menggelapkan minyak jika adsorben jenuh atau memicu oksidasi parsial. Targetnya adalah spesifikasi warna/oksidasi (mis. Lovibond) dengan beban termal serendah mungkin.
Deodorisasi suhu tinggi, waktu minimal
Deodorisasi adalah tahap terpanas (200–260 °C di vakum dalam) dan berdampak terbesar pada mutu. Tujuannya menguapkan FFA dan volatil via distilasi uap. Standar industri: ~230–250 °C pada 2–6 mbar selama ~30–90 menit (seringnya sekitar 1 jam). Kondisi ini harus menurunkan >99,9% FFA (menjadi ~0,1%) serta menghancurkan peroksida dan odor. Namun, karotenoid hampir seluruhnya hilang dan kontaminan (3‑MCPD, glycidyl esters) bisa terbentuk jika klorida atau DAG hadir.
Penyeimbangnya: vakum sangat efisien (beberapa mbar) untuk menurunkan titik didih efektif sehingga stripping lebih cepat; uap bertekanan rendah berkecepatan tinggi meningkatkan volatilitas tanpa overheating bulk oil; dan desain deodorizer modern (short‑path distillation) yang memendekkan hold time. Data menunjukkan trade‑off: pada ~141 °C (jauh lebih rendah dari konvensional), sekitar 2,35 jam uap vakum menghasilkan red palm oil (RPO) dengan FFA 0,11% dan karoten 444 ppm (www.online-journal.unja.ac.id). Sebaliknya, deodorization suhu tinggi tipikal (~240 °C) pada dasarnya menghabiskan semua karoten. Dalam praktik, ketika spesifikasi residu (FFA, warna Lovibond) sudah tercapai, proses sebaiknya dihentikan.
Contoh Indonesia (RPO): percobaan memvariasikan T deodorisasi 135–145 °C dan waktu 1–4 jam pada 20 mmHg. Persamaan yang diperoleh menunjukkan retensi karoten turun ~7,8% per penggandaan waktu dan ≈ –764·ln(T)+4693; kondisi optimal (141,3 °C, 2,35 jam) menghasilkan FFA 0,11%, PV 0,12 meq/kg, dan karoten 444 ppm—memenuhi spesifikasi SNI (≥400 ppm karoten, FFA ~0,1%) (www.online-journal.unja.ac.id) (www.online-journal.unja.ac.id).
Optimasi proses untuk meminimalkan paparan termal
Penalaan kondisi klarifier: alih‑alih default 80–90 °C, gunakan suhu serendah mungkin yang masih memisahkan efektif. Uji lapangan menunjukkan 55–60 °C memberi mutu yang jauh lebih baik (researchgate.net). Untuk mengimbangi pengendapan yang lebih lambat, gunakan pemisahan mekanis (continuous decanter atau three‑phase centrifuge) agar minyak jernih tercapai cepat tanpa pemanasan berlebih. Meminimalkan pengenceran air (atau air pendingin counterflow) juga mempersingkat waktu pengendapan.
Peningkatan integrasi panas: panaskan minyak seperlunya dan secepatnya. Gunakan heat exchanger agar minyak cepat mencapai suhu proses, lalu segera dinginkan setelah tahap selesai. Contoh, pascaklarifikasi/sentrifugasi, segera lewatkan minyak ke pendingin atau kembali ke penyimpanan untuk menghindari hold di suhu tinggi.
Teknologi pemisahan lanjut: two‑phase decanter (air pengenceran sangat minim) secara drastis memangkas kebutuhan hot‑water settling (gea.com). Studi melaporkan hingga 83% reduksi efluen dengan decanter+evaporasi . Di praktik, decanting pada ~60–70 °C selesai dalam <1 jam bila disetel tepat, sementara tangki konvensional butuh beberapa jam.
Optimasi tahap hilir: degumming/netralisasi di 80–90 °C dan batasi ~30–45 menit total; gunakan mixer tinggi berarus berlawanan (countercurrent) agar reaksi dan pemisahan fase cepat; pantau FFA dan fosfor sisa untuk menghentikan proses segera setelah target tercapai. Bleaching: gunakan vakum dan earth berkualitas untuk membatasi dwell 15–30 menit di ~100–110 °C (cnhuataigroup.com), dan keluarkan spent earth segera agar tidak overheating. Deodorisasi: gunakan vakum tinggi dan injeksi uap untuk mencapai 0,1% FFA secepat mungkin; pertimbangkan tahap (staged) atau siklus lebih pendek bila sedikit FFA atau warna lebih tinggi masih dapat diterima (untuk fraksinasi, sebagian produsen olein membolehkan FFA ~0,15–0,2% demi memangkas waktu siklus).
Pemantauan mutu berkelanjutan: terapkan uji cepat seperti sensor inline PV dan FFA serta uji kolorimetri karoten di setiap tahap. Dengan data real‑time, pemanasan dihentikan segera ketika target tercapai; jika tren kehilangan karoten menanjak tajam, kurangi pemanasan lanjutan atau sesuaikan tahap berikutnya.
Kepatuhan standar: standar Indonesia (SNI) dan internasional menetapkan batas maksimum—misalnya CPO FFA <5%, RBD oil FFA ~0,1%, PV <10 meq/kg, karoten >0,05% untuk CPO. Proses sebaiknya disetel untuk memenuhi, tetapi tidak perlu melampaui jauh batas tersebut agar degradasi tidak bertambah. Sebagai contoh, jika desain pencampuran atau vakum memungkinkan FFA=0,1% tercapai 15% lebih cepat, gunakan itu.
Dampak mutu: angka yang berbicara
Hasil kuantitatif menunjukkan beberapa derajat atau menit ekstra sudah bisa menggerus mutu secara signifikan (misal nilai peroksida bisa berlipat dua ketika overheat). Kombinasi suhu klarifikasi yang lebih rendah, pemisahan cepat (sentrifus/decanter), dan pemurnian yang dioptimalkan (vakum, waktu lebih pendek) menjaga FFA dan antioksidan minyak sawit tetap terpelihara. Contoh, menerapkan klarifier 60 °C dan degum 90 °C (30 menit), alih‑alih 85 °C dan 120 °C, dapat menjaga PV rendah (≈3 meq/kg) dan karoten tinggi (≈500 ppm) (researchgate.net) (mdpi.com).
Sumber: studi industri dan akademik (2018–2023) (researchgate.net) (researchgate.net) (mdpi.com) (mdpi.com) (www.online-journal.unja.ac.id) (www.online-journal.unja.ac.id) (cnhuataigroup.com) (jopr.mpob.gov.my) (link.springer.com) (gea.com).
