Narasi Produksi Gula [PDF]

Citation preview

1. Buat narasi dari flowsheet produksi gula (sheet ppt.no14) Proses Pembuatan Gula Dari waktu ke waktu permintaan masyarakat akan gula terus meningkat. Hal ini disebabkan perkembangan penduduk dan semakin maraknya industri yang menggunakan bahan baku gula. Meningkatnya konsumsi masyarakat akan gula hendaknya disertai dengan meningkatnya produksi gula. Barbagai upaya telah dilakukan untuk meningkatkan produksi gula. Salah satu caranya adalah dengan menggunakan mesin-mesin dalam proses pembuatan gula. Dengan adanya mesinmesin ini pembuatan gula tidak lagi dilakukan secara tradisional. Seiring dengan semakin berkembangnya mesin-mesin pembuat gula, maka produksi gula pun semakin meningkat. Produksi gula dewasa ini jauh lebih baik dilihat dari segi kualitas maupun kuantitas bila dibandingkan dengan produksi gula pada waktu sebelum adanya mekanisasi. Proses pembuatan gula yang dilakukan secara tradisional tidak efektif dan efisien. Pabrik – pabrik gula tradisional hanya mampu memproduksi gula dalam skala kecil. Selain itu gula yang dihasilkan berkualitas rendah, karena gula yang dibuat secara tradisional berwarna merah kecoklatan atau kuning. Hal ini menyebabkan masyarakat enggan mengkonsumsi gula tersebut, sehingga distribusi gula jenis ini terbatas pada masyarakat pedesaan sekitar pabrik gula tradisional. Apa yang dialami pabrik gula tradisional tentunya tidak dialami oleh pabrik-pabrik gula modern yang telah menggunakan mesin-mesin dalam proses pembuatan gula mampu memperoleh gula dalam skala besar, selain itu mutu gula yang dihasilkan lebih baik. Proses pembuatan gula dari tebu memerlukan beberapa tahapan dan proses kimia serta mekanis. Tebu dipanen setelah cukup masak, dalam arti kadar gula (sakarosa) maksimal dan kadar gula pecahan (monosakarida) minimal. Untuk itu dilakukan analisa pendahuluan untuk mengetahui faktor pemasakan, koefisien daya tahan, dll. Ini dilakukan kira-kira 1,5 bulan sebelum penggilingan. Setelah tebu dipanen dan diangkat ke pabrik selanjutnya dilakukan pengolahan gula putih. Pengolahan tebu menjadi gula putih dilakukan di pabrik dengan menggunakan peralatan yang sebagain besar bekerja secara otomatis. 1. Tahap-tahap dalam Pembuatan Gula Pembuatan gula putih di pabrik gula mengalami beberapa tahapan pengolahan, yaitu pemerahan, pemurian, penguapan, kristalisasi, pemisahan kristal, dan pengeringan. 1. Pemerahan Nira (Ekstrasi) Tebu setelah ditebang,dicuci , dikirim ke stasiun gilingan untuk dipisahkan antara bagian padat (ampas) dengan cairannya yang mengandung gula (nira mentah). Alat penggiling tebu yang digunakan di pabrik gula berupa suatu rangkaian alat yang terdiri dari alat pengerja pendahuluan (Voorbewer keras) yang dirangkaikan dengan alat giling dari logam. Alat pengerja pendahuluan terdiri dari Unigator Mark IV dan Cane knife yang berfungsi sebagai pemotong dan pencacah tebu. Pengendapan kotoran dengan kapur (Liming)



Pabrik dapat membersihkan jus dengan mudah dengan menggunakan semacam kapur (slaked lime) yang akan mengendapkan sebanyak mungkin kotoran untuk kemudian kotoran ini dapat dikirim kembali ke lahan. Proses ini dinamakan liming. Jus hasil ekstraksi dipanaskan sebelum dilakukan liming untuk mengoptimalkan proses penjernihan. Kapur berupa kalsium hidroksida atau Ca(OH) 2 dicampurkan ke dalam jus dengan perbandingan yang diinginkan dan jus yang sudah diberi kapur ini kemudian dimasukkan ke dalam tangki pengendap gravitasi: sebuah tangki penjernih (clarifier). Jus mengalir melalui clarifier dengan kelajuan yang rendah sehingga padatan dapat mengendap dan jus yang keluar merupakan jus yang jernih. Kotoran berupa lumpur dari clarifier masih mengandung sejumlah gula sehingga biasanya dilakukan penyaringan dalam penyaring vakum putar (rotasi) dimana jus residu diekstraksi dan lumpur tersebut dapat dibersihkan sebelum dikeluarkan, dan hasilnya berupa cairan yang manis. Jus dan cairan manis ini kemudian dikembalikan ke proses. 2. Pemurnian Nira Ada tiga cara yang dapat dilakukan untuk proses pemurnian gula yaitu cara defekasi, sulfitasi dan karbonatasi. Pada umumnya pabrik gula di indonesia memakai cara sulfitasi. Cara sulfitasi menghemat biaya produksi, bahkan pemurnian mudah di dapat dan gula yang dihasilkan adalah gula putih atau SHS (Superieure Hoofd Sumber). Proses ini menggunakan tabung defekator, alat pengendap dan saringan Rotary Vacuum Filter dan bahan pemurniannya adalah kapur tohor dan gas sulfit dari hasil pembakaran. Mula-mula nira mentah ditimbang, dipanaskan, direaksikan dengan susu kapur dalam defekator, kemudian diberi gas SO2 dalam peti sulfitasi, dipanaskan dan diendapkan dalam alat pengendap. Nira kotor yang diendapkan kemudian disaring menggunakan Rotery Vaccum Filter. Dari proses ini dihasilkan nira jernih dan endapan padat berupa blotong. Nira jernih yang dihasilkan kemudian dikirim kestasiun penguapan. 3.Penguapan (Evaporasi) Hasil dari proses pemurnian adalah “nira jernih” (clear juice). Langkah selanjutnya dalam proses pengolahan gula adalah proses penguapan. Penguapan dilakukan dalam bejana evaporator. Tujuan dari penguapan nira jernih adalah untuk menaikkan konsentrasi dari nira mendekati konsentrasi jenuhnya. Pada proses penguapan menggunakan multiple effect evaporator dengan kondisi vakum. Penggunaan multiple effect evaporator dengan pertimbangan untuk menghemat penggunaan uap. Sistem multiple effect evaporator terdiri dari 3 buah evaporator atau lebih yang dipasang secara seri. Di pabrik gula biasanya menggunakan 4(quadrupple) atau 5 (quintuple) buah evaporator. Pada proses penguapan air yang terkandung dalam nira akan diuapkan. Uap baru digunakan pada evaporator badan I sedangkan untuk penguapan pada evaporator badan selanjutnya menggunakan uap yang dihasilkan evaporator badan I. Penguapan dilakukan pada kondisi vakum dengan pertimbangan untuk menurunkan titik didih dari nira. Karena nira pada suhu tertentu ( > 1250 C) akan mengalamai karamelisasi atau kerusakan. Dengan kondisi vakum maka



titik didih nira akan terjadi pada suhu 70 0 C. Produk yang dihasilkan dalam proses penguapan adalah ”nira kental” . 4.Pendidihan/ Kristalisasi Pada tahap akhir pengolahan, sirup ditempatkan ke dalam panci yang sangat besar untuk dididihkan. Di dalam panci ini sejumlah air diuapkan sehingga kondisi untuk pertumbuhan kristal gula tercapai. Pembentukan kristal diawali dengan mencampurkan sejumlah kristal ke dalam sirup. Sekali kristal terbentuk, kristal campur yang dihasilkan dan larutan induk (mother liquor) diputar di dalam alat sentrifugasi untuk memisahkan keduanya, bisa diumpamakan seperti pada proses mencuci dengan menggunakan pengering berputar. Kristal-kristal tersebut kemudian dikeringkan dengan udara panas sebelum disimpan. Sentifugasi gula Larutan induk hasil pemisahan dengan sentrifugasi masih mengandung sejumlah gula sehingga biasanya kristalisasi diulang beberapa kali. Sayangnya, materi-materi non gula yang ada di dalamnya dapat menghambat kristalisasi. Hal ini terutama terjadi karena keberadaan gula-gula lain seperti glukosa dan fruktosa yang merupakan hasil pecahan sukrosa. Olah karena itu, tahapantahapan berikutnya menjadi semakin sulit, sampai kemudian sampai pada suatu tahap di mana kristalisasi tidak mungkin lagi dilanjutkan. Dalam sebuah pabrik pengolahan gula kasar (raw sugar) umumnya dilakukan tiga proses pendidihan. Pertama atau pendidihan “A” akan menghasilkan gula terbaik yang siap disimpan. Pendidihan “B” membutuhkan waktu yang lebih lama dan waktu tinggal di dalam panci pengkristal juga lebih lama hingga ukuran kristal yang dinginkan terbentuk. Beberapa pabrik melakukan pencairan ulang untuk gula B yang selanjutnya digunakan sebagai umpan untuk pendidihan A, pabrik yang lain menggunakan kristal sebagai umpan untuk pendidihan A dan pabrik yang lainnya menggunakan cara mencampur gula A dan B untuk dijual. Pendidihan “C” membutuhkan waktu secara proporsional lebih lama daripada pendidihan B dan juga membutuhkan waktu yang lebih lama untuk terbentuk kristal. Gula yang dihasilkan biasanya digunakan sebagai umpan untuk pendidhan B dan sisanya dicairkan lagi. Sebagai tambahan, karena gula dalam jus tidak dapat diekstrak semuanya, maka terbuatlah produk samping (byproduct) yang manis: molasses. Produk ini biasanya diolah lebih lanjut menjadi pakan ternak atau ke industri penyulingan untuk dibuat alkohol. Inilah yang menyebabkan lokasi pabrik rum di Karibia selalu dekat dengan pabrik gula tebu. Penyimpanan Gula kasar yang dihasilkan akan membentuk gunungan coklat lengket selama penyimpanan dan terlihat lebih menyerupai gula coklat lunak yang sering dijumpai di dapur-dapur rumah tangga. Gula ini sebenarnya sudah dapat digunakan, tetapi karena kotor dalam penyimpanan dan memiliki rasa yang berbeda maka gula ini biasanya tidak diinginkan orang. Oleh karena itu gula kasar biasanya dimurnikan lebih lanjut ketika sampai di negara pengguna. Afinasi (Affination)



Tahap pertama pemurnian gula yang masih kasar adalah pelunakan dan pembersihan lapisan cairan induk yang melapisi permukaan kristal dengan proses yang dinamakan dengan “afinasi”. Gula kasar dicampur dengan sirup kental (konsentrat) hangat dengan kemurnian sedikit lebih tinggi dibandingkan lapisan sirup sehingga tidak akan melarutkan kristal, tetapi hanya sekeliling cairan (coklat). Campuran hasil (‘magma') di-sentrifugasi untuk memisahkan kristal dari sirup sehingga pengotor dapat dipisahkan dari gula dan dihasilkan kristal yang siap untuk dilarutkan sebelum perlakuan berikutnya (karbonatasi). Cairan yang dihasilkan dari pelarutan kristal yang telah dicuci mengandung berbagai zat warna, partikel-partikel halus, gum dan resin dan substansi bukan gula lainnya. Bahan-bahan ini semua dikeluarkan dari proses. Karbonatasi Tahap pertama pengolahan cairan (liquor) gula berikutnya bertujuan untuk membersihkan cairan dari berbagai padatan yang menyebabkan cairan gula keruh. Pada tahap ini beberapa komponen warna juga akan ikut hilang. Salah satu dari dua teknik pengolahan umum dinamakan dengan karbonatasi. Karbonatasi dapat diperoleh dengan menambahkan kapur/ lime [kalsium hidroksida, Ca(OH)2] ke dalam cairan dan mengalirkan gelembung gas karbondioksida ke dalam campuran tersebut. Gas karbondioksida ini akan bereaksi dengan lime membentuk partikel-partikel kristal halus berupa kalsium karbonat yang menggabungkan berbagai padatan supaya mudah untuk dipisahkan. Supaya gabungan-gabungan padatan tersebut stabil, perlu dilakukan pengawasan yang ketat terhadap kondisi-kondisi reaksi. Gumpalan-gumpalan yang terbentuk tersebut akan mengumpulkan sebanyak mungkin materi-materi non gula, sehingga dengan menyaring kapur keluar maka substansi-substansi non gula ini dapat juga ikut dikeluarkan. Setelah proses ini dilakukan, cairan gula siap untuk proses selanjutnya berupa penghilangan warna. Selain karbonatasi, t eknik yang lain berupa fosfatasi. Secara kimiawi teknik ini sama dengan karbonatasi tetapi yang terjadi adalah pembentukan fosfat dan bukan karbonat. Fosfatasi merupakan proses yang sedikit lebih kompleks, dan dapat dicapai dengan menambahkan asam fosfat ke cairan setelah liming seperti yang sudah dijelaskan di atas. Penghilangan warna Ada dua metoda umum untuk menghilangkan warna dari sirup gula, keduanya mengandalkan pada teknik penyerapan melalui pemompaan cairan melalui kolom-kolom medium. Salah satunya dengan menggunakan karbon teraktivasi granular [granular activated carbon, GAC] yang mampu menghilangkan hampir seluruh zat warna. GAC merupakan cara modern setingkat “bone char”, sebuah granula karbon yang terbuat dari tulang-tulang hewan. Karbon pada saat ini terbuat dari pengolahan karbon mineral yang diolah secara khusus untuk menghasilkan granula yang tidak hanya sangat aktif tetapi juga sangat kuat. Karbon dibuat dalam sebuah oven panas dimana warna akan terbakar keluar dari karbon. Cara yang lain adalah dengan menggunakan resin penukar ion yang menghilangkan lebih sedikit warna daripada GAC tetapi juga menghilangkan beberapa garam yang ada. Resin dibuat secara kimiawi yang meningkatkan jumlah cairan yang tidak diharapkan. Cairan jernih dan hampir tak berwarna ini selanjutnya siap untuk dikristalisasi kecuali jika jumlahnya sangat sedikit dibandingkan dengan konsumsi energi optimum di dalam pemurnian. Oleh karenanya cairan tersebut diuapkan sebelum diolah di panci kristalisasi.



Pendidihan Sejumlah air diuapkan di dalam panci sampai pada keadaan yang tepat untuk tumbuhnya kristal gula. Sejumlah bubuk gula ditambahkan ke dalam cairan untuk mengawali/memicu pembentukan kristal. Ketika kristal sudah tumbuh campuran dari kristal-kristal dan cairan induk yang dihasilkan diputar dalam sentrifugasi untuk memisahkan keduanya. Proses ini dapat diumpamakan dengan tahap pengeringan pakaian dalam mesin cuci yang berputar. Kristal-kristal tersebut kemudian dikeringkan dengan udara panas sebelum dikemas dan/ atau disimpan siap untuk didistribusikan. Pengolahan sisa (Recovery) Cairan sisa baik dari tahap penyiapan gula putih maupun dari pembersihan pada tahap afinasi masih mengandung sejumlah gula yang dapat diolah ulang. Cairan-cairan ini diolah di ruang pengolahan ulang (recovery) yang beroperasi seperti pengolahan gula kasar, bertujuan untuk membuat gula dengan mutu yang setara dengan gula kasar hasil pembersihan setelah afinasi. Seperti pada pengolahan gula lainnya, gula yang ada tidak dapat seluruhnya diekstrak dari cairan sehingga diolah menjadi produk samping: molase murni. Produk ini biasanya diolah lebih lanjut menjadi pakan ternak atau dikirim ke pabrik fermentasi seperti misalnya pabrik penyulingan alkohol. 2. Search tentang gula rafinasi dan isu gula rafinasi di Indonesia Gula rafinasi atau “refined sugar” adalah gula mentah yang sudah mengalami proses pemurnian sehingga berkwalitas tinggi karena kadar abu dan kadar belerang (SO2) yang mendekati nol. Gula rafinasi sangat memenuhi ketentuan keamanan pangan sehingga sangat sesuai bagi industri pangan dan farmasi. Perbedaan gula rafinasi dengan gula pasir biasa adalah dengan melihat warnanya. Gula rafinasi memiliki warna yang lebih putih dibandingkan gula lainnya, hal tersebut disebabkan gula rafinasi kehilangan molases pada saat proses pemurnian. Molases adalah suatu zat didalam tebu yang berwarna gelap, jadi ketika bit atau tebu diproses dan diolah menjadi gula rafinasi melalui proses pemurnian yang tinggi, maka molases akan menghilang dan menyebabkan warna gula rafinasi menjadi putih seperti kristal. Pada awalnya gula rafinasi belum dapat diproduksi di dalam negeri sehingga kebutuhan industri dipenuhi melalui impor. Sampai tahun 1996 seluruh kebutuhan industri dalam negeri masih dipenuhi melalui impor gula rafinasi. Gula putih produksi dalam negeri belum mencukupi kebutuhan gula di dalam negeri karena seluruhnya sudah terserap habis oleh konsumsi dalam negeri yang selalu meningkat dari tahun ke tahun. Tidak semua orang mengerti tentang gula rafinasi. Konsumen Indonesia lebih mengenal gula kristal sebagai gula pasir, tak peduli apakah dari jenis gula kristal rafinasi (baca: gula rafinasi) maupun gula kristal putih. Apalagi bicara kualitas. Yang muncul justru anggapan keliru sebagian masyarakat bahwa semakin keruh warna gula kristal semakin manis rasanya. Gula rafinasi merupakan salah satu jenis gula sukrosa yang diproduksi melalui tahapan awal gula kristal mentah (raw sugar), meliputi proses pelarutan kembali (remelting), klarifikasi, dekolorisasi, kristalisasi, fugalisasi, pengeringan, dan pengemasan.



Rafinasi diambil dari kata refinery yang bermakna menyuling, menyaring, membersihkan. Karena melalui tahapan proses ketat, tak aneh bila gula rafinasi memiliki tingkat kemurnian tinggi.Karena melalui proses pemurnian bertahap, gula rafinasi memiliki kadar keputihan (ICUMSA) 45. Jauh di atas gula ekstra spesial atau kelompok gula untuk makanan (food grade) dengan kadar ICUMSA 100 - 150. Selain itu, kualitasnya juga jauh di atas gula kristal putih (GKP) dengan kadar ICUMSA 200-300. Karena melalui proses pemurnian lebih ketat, warna gula putih bersih dan lebih cerah. Butiran kristalnya lebih halus dan lembut. Tak heran bila industri makanan, minuman, dan farmasi lebih menyukai gula rafinasi meskipun diolah dari bahan baku raw sugar impor. Tahap pertama proses pengolahan gula rafinasi adalah menghilangkan lapisan molases pada kristal gula mentah. Pencucian dilakukan dalam mesin sentrifugal. Lalu masuk tahap klarifikasi yang bertujuan membuang semua kotoran. Untuk Indonesia, pembuangan kotoran menggunakan teknologi karbonatasi. Tahapan selanjutnya meliputi fosflatasi, karbonatasi, filtrasi, dekolorisasi, evaporasi, kristalisasi, sentrifugasi, pengeringan dan pendinginan, serta pengemasan. Gula rafinasi dinilai gula yang tak layak konsumsi oleh kalangan rumah tangga. Harga gula rafinasi yang lebih murah dibandingkan gula yang diproduksi dalam negeri berbahan baku tebu ini telah merambah pasar tradisional. Gula rafinasi itu sebenarnya gula yang hanya dikonsumsi untuk kalangan industri. Jangan berikan keluarga anda gula rafinasi, karena itu berbahaya karena gula itu untuk industri makanan minuman, jadi perlu ada pengolahan lagi kalau mau dikonsumsi,Tidak hanya itu gula rafinasi memiliki kandungan diabetes yang sangat tinggi jika dibandingkan gula hasil produksi dari tumbuhan tebu. Yang menjadi daya tarik masyarakat untuk mengkonsumsi gula rafinasi selain harganya yang murah juga memiliki warna yang putih bersih. Dengan semakin maraknya peredaran gula rafinasi di pasar ritel tersebut mengakibatkan harga gula yang berbahan baku dari tebu turut jatuh padahal gula itu yang lebih layak konsumsi.