Water Purifier untuk Industri Minyak Goreng Sawit
Mengapa Ultrapure Water diperlukan dalam analisis minyak goreng sawit (palm cooking oil)? Teknik analisis spektrofotometri digunakan secara luas dalam analisis minyak goreng sawit. Teknik analisis tersebut membutuhkan kualitas tertinggi dari air yang dimurnikan (ultrapure water) karena setiap kontaminan yang tertinggal dalam air murni yang digunakan dalam analisis akan berdampak langsung pada pemisahan atau deteksi yang mempengaruhi kualitas data yang dihasilkan dan turunnya kinerja instrumen. Oleh karena itu, penggunaan ultrapure water dianggap penting untuk menjaga kinerja dan mengoptimalkan pengoperasian dari instrumen serta dapat memperjelas peak (puncak) spektrum komponen yang dianalisa.
Minyak Goreng Sawit
Menurut Standar Nasional Indonesia (SNI) 7709: 2012, minyak goreng sawit adalah bahan pangan dengan komposisi utama trigliserida berasal dari minyak sawit, dengan atau tanpa perubahan kimia, termasuk hidrogenasi, pendinginan dan telah melalui proses pemurnian dengan penambahan vitamin A. Minyak sawit sendiri adalah minyak nabati yang didapatkan dari mesocarp (daging buah kelapa sawit) buah pohon kelapa sawit, umumnya dari spesies Elaeis guineensis, dan sedikit dari spesies Elaeis oleifera dan Attalea maripa. Minyak goreng sawit termasuk minyak yang memiliki kadar lemak jenuh yang tinggi. Minyak sawit secara alami berwarna merah karena kandungan alfa dan beta-karoten yang tinggi. Pada minyak kelapa sawit yang beredar di pasaran, minyak sawit umumnya berwarna kuning karena telah melalui proses penyaringan dan pemurnian. Minyak goreng sawit merupakan produk pangan yang banyak dikonsumsi masyarakat untuk memenuhi kehidupan sehari-hari sehingga jaminan keamanan pangan, mutu, dan gizinya harus dilakukan pengawasan sehingga diperoleh hasil yang maksimal baik mutu maupun kuantitasnya.
Analisis dalam Minyak Goreng Sawit
Salah satu cara untuk mengukur mutu produk ialah dengan penerapan quality control sehingga adanya pengendalian terhadap mutu dari input awal berupa penyelesaian bahan baku, proses produksi , sampai kepada proses output barang jadi (finished goods). Beberapa kriteria minyak goreng kelapa sawit terdapat dalam tabel 1.
Tabel 1. Syarat Mutu Minyak Goreng Sawit
| No. | Kriteria | Persyaratan |
|---|---|---|
| 1.Parameter Fisik | ||
| 1.1 | Keadaan |
Bau - Normal |
| 1.2 | Rasa | Normal |
| 1.3 | Warna | merah/kuning maks. 5,0/50 |
| 2 | Kadar Air dan bahan menguap (b/b) % |
maks. 0,1 |
| 3 | Asam Lemak bebas % |
maks. 0,3 |
| 4 | Bilangan Peroksida O2/kg | maks. 10 |
| 5 | Vitamin A IU/g min | 45 |
|
6 |
Minyak Pelikan | Negatif |
| 7. Cemaran Logam | ||
|
7.1 |
Kadmium (Cd) mg/kg |
maks. 0,2 |
|
7.2 |
Timbal (Pb) mg/kg | maks. 0,1 |
| 7.3 | Timah (Sn) mg/kg | maks. 40,0/250,0 |
|
7.4 |
Merkuri (Hg) mg/kg | maks. 0,05 |
| 8 | Cemaran Arsen (As) mg/kg | maks. 0,1 |
Ada beberapa metode dalam melakukan analisis pada minyak goreng sawit, seperti gravimetri, titimetri dan spektrofotometri. Analisis spektrofotometri pada minyak goreng sawit melibatkan penggunaan Spektrofotometri Serapan Atom/Atomic Absorption Spectroscopy (AAS). AAS adalah teknik analisis yang digunakan untuk menentukan konsentrasi atom/ion logam dalam sampel. Logam membentuk sekitar 75% dari unsur kimia bumi. Dalam beberapa kasus, kandungan logam dalam suatu bahan diinginkan, tetapi logam juga dapat menjadi kontaminan (racun). Oleh karena itu, mengukur kandungan logam sangat penting dalam berbagai aplikasi.
Prinsip-prinsip dasar AAS dapat diungkapkan sebagai berikut: pertama, semua atom atau ion dapat menyerap cahaya pada panjang gelombang yang spesifik dan unik. Ketika sampel yang mengandung tembaga (Cu) dan nikel (Ni), misalnya, terkena cahaya pada panjang gelombang spesifik tembaga (Cu), maka hanya atom atau ion Cu yang akan menyerap cahaya ini. Jumlah cahaya yang diserap pada panjang gelombang ini berbanding lurus dengan konsentrasi ion atau atom yang menyerap. Elektron dalam atom ada pada berbagai tingkat energi. Ketika atom terkena panjang gelombang uniknya sendiri, ia dapat menyerap energi (foton) dan elektron berpindah dari keadaan dasar ke keadaan tereksitasi. Energi radiasi yang diserap oleh elektron berhubungan langsung dengan transisi yang terjadi selama proses ini. Selanjutnya, karena struktur elektronik setiap elemen unik, radiasi yang diserap mewakili sifat unik setiap elemen individu dan dapat diukur.
Gambar 1. Diagram skema spektrometer serapan atom yang khas
Dalam praktiknya, baik sampel cair atau padat akan diatomisasi dalam nyala api atau tungku grafit. Atom bebas kemudian terkena cahaya yang dihasilkan oleh lampu katoda berongga dan mengalami transisi elektronik dari keadaan dasar ke keadaan elektronik tereksitasi. Cahaya yang dihasilkan oleh lampu dipancarkan dari atom-atom tereksitasi dari unsur yang sama yang akan ditentukan, oleh karena itu energi radiasi berhubungan langsung dengan panjang gelombang yang diserap oleh sampel yang diatomisasi. Sebuah monokromator ditempatkan antara sampel dan detektor untuk mengurangi gangguan latar belakang. Dari sini, detektor mengukur intensitas berkas cahaya dan mengubahnya menjadi data penyerapan (absorbsi).
Pengaruh Air pada Instrumen AAS
Air memainkan peran penting dalam instrumen spektrometri, di mana air digunakan secara ekstensif dalam alur kerja. Kontaminan di dalam air dapat mempengaruhi kualitas data dan kinerja instrumen. Oleh karena itu, disarankan untuk hanya menggunakan air dengan kemurnian tertinggi.
Dalam SNI 7709: 2012 mengenai persyaratan minyak goreng sawit, terdapat uji kualitas cemaran logam yang meliputi timbal (Pb), kadmium (Cd), merkuri (Hg), arsen (A) dan selenium (Sn). Untuk melakukan analisis logam tersebut digunakan Atomic Absorption Spectrophotometry (AAS) dengan prinsip kerjanya yaitu mengukur sinar yang diserap oleh atom-atom dari unsur yang diukur pada panjang gelombang tertentu, dimana sebelumnya komponen organik dari contoh dihilangkan dengan pengabuan basah atau kering. Cemaran logam pada minyak goreng sawit dapat disebabkan oleh kualitas pengolahan dan faktor lingkungan terutama yang berasal dari udara dan air.
Analisis AAS memerlukan penggunaan air ultra murni Tipe I untuk persiapan semua reagen, standar, blanko dan sampel. Air ultra murni tipe I dengan konduktivitas, kadar TOC dan bakteri yang rendah inilah yang sangat disarankan. Berikut adalah faktor penyebab tidak akuratnya hasil analisis pada AAS:
-
Ion: Tingkat jejak ion logam adalah perhatian utama. Ion dapat menghasilkan konsentrasi tinggi yang artifisial dalam sampel, blanko, dan standar, yang menyebabkan kesalahan dan kuantifikasi yang buruk. Tingkat ion lain yang lebih tinggi dapat menyebabkan efek matriks seperti pergeseran sensitivitas yang secara serius memengaruhi akurasi.
-
Senyawa organik: Senyawa organik dapat menempel pada nebulizer, tubing, dan permukaan ruang semprot, yang mengakibatkan reproduktifitas yang buruk dan kebutuhan untuk meningkatkan frekuensi pembersihan. Selain itu, logam terkait dengan bagian organik dapat menyebabkan kontaminasi unsur.
-
Bakteri: Bakteri dapat melepaskan ion yang dapat mengganggu analisis, dan produk sampingan organik dapat menempel pada permukaan nebulizer. Bakteri juga dapat berperilaku sebagai partikulat yang menghalangi nebulizer dan mencegah pengenalan sampel yang efisien sehingga menyebabkan peningkatan noise sinyal dan penurunan sensitivitas.
-
Partikulat dan koloid: Partikulat dan koloid dapat menghalangi nebulizer dan tubing, mencegah pemasukan sampel yang efisien ke dalam sistem.
Dalam memproduksi air murni yang cocok untuk AAS, persyaratan utamanya adalah melewati membran osmosis balik dan resin penukar ion dengan kemurnian tertinggi. Radiasi ultraviolet (UV) juga akan mengurangi tingkat kontaminan organik dan bakteri.
Air dengan kemurnian tinggi merupakan persyaratan penting untuk AAS, dengan tujuan memastikan tidak ada komponen apa pun yang berpotensi mengganggu penentuan elemen yang sedang diselidiki. Untuk mencegah adanya ion kontaminan pada pengujian menggunakan AAS, penggunaan ultrapure water (Air Tipe I menurut ASTM) dapat dijadikan referensi. Hal ini karena ultrapure water diolah melalui Water Purification System yang dilengkapi dengan teknologi reverse osmosis (RO) dan polisher cartridge yang berfungsi untuk menyaring ion-ion logam dan kontaminan lainnya yang ada dalam air.
Gambar 2. Contoh alat water purification system
Referensi:
May, C.Y. 1994. Palm oil carotenoids. Sage Journals: Malaysia
Sundalian, M, dkk. 2022. Analysis of Carotenoid Composition in Oil Palm Fruits (Elaeis guineensis Jacq.) from several Varieties. Biointerface Research in Applied Chemistry Volume 12.
Visser, D. 2021. Atomic Absorption Spectroscopy, Principles and Applications. Technology Network.
Yulianto. 2019. Analisis Quality Control Mutu Minyak Kelapa Sawit di PT Perkebunan Bhakti Aceh Singkil. Universitas Islam Negeri Ar-Raniry: Fakultas Sains dan Teknologi.