Aplikasi pemisahan kimia dalam pembuatan gula pasir

24
APLIKASI PEMISAHAN KIMIA DALAM PROSES PEMBUATAN GULA TEBU (KRISTALISASI) PENDAHULUAN Tebu merupakan tanaman perdagangan yang menghasilkan produk gula. Mekanisme pengolahan tebu yang baik akan menghasilkan gula yang berkualitas. Gula tebu memegang peranan penting dalam sistem ekonomi pangan di Indonesia, karena gula termasuk sembilan bahan pokok yang dibutuhkan oleh masyarakat dan industri. Pada tahun 1928, Jawa merupakan pengekspor gula terbesar kedua di dunia setelah Kuba. Saat ini penurunan produktivitas tanah menyebabkan produksi gula menurun. Lahan-lahan untuk penanaman tebu semakin sempit, karena banyak yang digunakan sebagai lahan pemukiman penduduk. Penurunan produksi gula mengakibatkan pemenuhan kebutuhan gula dalam negeri kurang optimal, sehingga pemerintah menerapkan kebijakan impor untuk memenuhi kebutuhan yang semakin meningkat. Dampak penerapan kebijakan gula impor semakin lama akan dapat mematikan industri gula dalam negeri , sebab masuknya gula impor tersebut tanpa dikenakan pajak. Penerapan kebijakan tersebut tidak menyelesaikan masalah, bahkan menyebabkan banyak pabrik gula dalam negeri yang terpaksa ditutup. Penerapan mekanisme produksi gula yang berkualitas adalah salah

Transcript of Aplikasi pemisahan kimia dalam pembuatan gula pasir

Page 1: Aplikasi pemisahan kimia dalam pembuatan gula pasir

APLIKASI PEMISAHAN KIMIA DALAM PROSES

PEMBUATAN GULA TEBU (KRISTALISASI)

PENDAHULUAN

Tebu merupakan tanaman perdagangan yang menghasilkan produk gula.

Mekanisme pengolahan tebu yang baik akan menghasilkan gula yang berkualitas.

Gula tebu memegang peranan penting dalam sistem ekonomi pangan di Indonesia,

karena gula termasuk sembilan bahan pokok yang dibutuhkan oleh masyarakat

dan industri.

Pada tahun 1928, Jawa merupakan pengekspor gula terbesar kedua di

dunia setelah Kuba. Saat ini penurunan produktivitas tanah menyebabkan

produksi gula menurun. Lahan-lahan untuk penanaman tebu semakin sempit,

karena banyak yang digunakan sebagai lahan pemukiman penduduk. Penurunan

produksi gula mengakibatkan pemenuhan kebutuhan gula dalam negeri kurang

optimal, sehingga pemerintah menerapkan kebijakan impor untuk memenuhi

kebutuhan yang semakin meningkat. Dampak penerapan kebijakan gula impor

semakin lama akan dapat mematikan industri gula dalam negeri , sebab masuknya

gula impor tersebut tanpa dikenakan pajak. Penerapan kebijakan tersebut tidak

menyelesaikan masalah, bahkan menyebabkan banyak pabrik gula dalam negeri

yang terpaksa ditutup. Penerapan mekanisme produksi gula yang berkualitas

adalah salah satu cara untuk meningkatkan produksi gula dalam negeri.

TINJAUAN PUSTAKA

Tebu

Tebu (Sacharum offinarium) merupakan tanaman perkebunan yang

memiliki umur tanam kurang lebih 12 bulan. Pada saat tebu telah cukup umur

untuk ditebang, maka tebu dibawa ke unit pengolahan. Tebu diolah dalam bentuk

gula pasir atau gula merah. Tanaman tebu dapat dikembangbiakkan secara

vegetatif yaitu dengan cara stek bagal, stek pucuk, lonjoran dan rayungan (Dirjen

Perkebunan 1950).

Page 2: Aplikasi pemisahan kimia dalam pembuatan gula pasir

Kandungan nira dalam tebu dipengaruhi oleh jenis tanah. Tanaman tebu

dapat diusahakan pada berbagai jenis tanah dengan tekstur ringan sampai berat

seperti regosol, podsolik, latosol, mediteran, hidromorp, gtei humus, grumosol,

dan alluvial. Teknik budidaya tanaman tebu dipengaruhi pula oleh keadaan aerasi,

drainase, pH, kesuburan kimiawi, jenis tebu, waktu tanam, penyebaran, dan

jumlah curah hujan. Komposisi bahan yang terkandung dalam tebu dapat dilihat

pada tabel 1.

Tabel 1 Komposisi bahan yang terkandung dalam tebu

Bahan Komposisi (%)Sukrosa 8-16Gula Reduksi 0.5-2Serabut (Serat) 8-16Abu 0.3-0.8Bahan Organik Lain 0.5-1Gula 0.2-0.5Air 69-75

Komposisi nira mentah yang diperoleh dari tebu sangat bergantung pada

perlakuan mekanis, yaitu cara panen (penebangan), pengangkutan dan

penggilingan. Penebangan tebu yang dilakukan secara manual (dengan

menggunakan tangan) hasilnya lebih baik dibandingkan dengan menggunakan

mesin. Tebu yang ditebang dengan tangan umumnya lebih bersih dan seluruh

batang tebu termasuk bagian bawah turut terbawa, sedangkan bagian pucuknya

dibuang (Neulicht R & Shular J 1997).

Sifat Fisik dan Kimia Sukrosa

Gula (sukrosa) yang biasa disebut dengan gula tebu adalah disakarida

dengan rumus molekul C12H22O11, struktur kimianya dapat dilihat pada Gambar 1.

Kata sugar dan Sukrosa berasal dari kata Sansekerta sarkara.

Gambar 1 Struktur kimia sukrosa.

Page 3: Aplikasi pemisahan kimia dalam pembuatan gula pasir

Komposisi kimia dari gula baik yang beasal dari tebu maupun bit adalah

sama, yaitu satu satuan fruktosa yang digabung dengan satu satuan glukosa.

Ikatan glikosida menghubungkan karbon ketal dan asetal dan bersifat β dari

fruktosa dan α dari glukosa. Dalam sukrosa, kedua atom karbon anomerik (tidak

sekedar satu) digunakan untuk ikatan glikosida. Baik fruktosa maupun glukosa

tidak memiliki gugus hemiasetal, oleh karena itu sukrosa di dalam air tidak berada

dalam kesetimbangan dengan suatu bentuk aldehida atau keto. Sukrosa tidak

menunjukkan mutarotasi dan bukanlah gula pereduksi (Fessenden&Fessesnden

1986).

Sukrosa merupakan hasil sintesis biokimia antara dua monosakarida, yaitu

D-fruktosa dan D-glukosa. Monosakarida pembentuk sukrosa tersebut dihasilkan

oleh fotosintesis antar gas CO2 dan air dengan bantuan sinar matahari. Proses

fotosintesis tersebut tejadi dalam zat hijau daun (klorofil).

Sukrosa dapat terhidrolisis dengan adanya ion hidrogen menjadi gula

invert (gula inversi), yaitu campuran antara fruktosa dan glukosa.

C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6

Sukrosa D-glukosa D-fruktosa

Polarisasi +66,6o +52,8o -92,8o

Gula inversi diturunkan dari inversi (pembalikan) tanda rotasi jenis bila skrosa

dihidrolisis. Polarisasi sukrosa murni sebesar +66,6o, setelah mengalami hidrolisis

diperoleh gula inversi yang merupakan campuran dengan polarisasi -20,0o (Austin

G T 1984). Hidrolisis sukrosa menjadi gula invert dapat pula terjadi akibat

aktivitas mikroorganisme yang dapat melepaskan enzim invertase. Enzim ni

bersifat spesifik untuk ikatan β-D-fruktofuranosida dan terdapat dalam ragi dan

lebah (madu terutama terdiri dari gula inversi). Enzim tersebut akan menyebabkan

nira tebu menjadi lebih asam karena gula inversi hasil hidrolisis akan pecah lebih

lanjut menjadi asam organik, yang akan menambah hasil bukan gula (gula palsu).

Suatu gula inversi sintetik yang disebut Isomerose dibuat dengan isomerisasi

enzimatik dari glukosa dalam sirup jagung (corn syrup). Penggunaan

komersialnya adalah untuk pembuata es krim, minuman ringan, dan permen

(Fessenden&Fessesnden 1986).

Page 4: Aplikasi pemisahan kimia dalam pembuatan gula pasir

Sukrosa larut dalam air dan kelarutannya bertambah dengan meningkatnya

temperatur. Beberapa sifat fisik sukrosa ditunjukkan dalam Tabel 2.

Tabel 2 Sifat fisik sukrosa

Parameter Karakteristik Bentuk Kristal MonoklinBerat Molekul 342.30Spesifik Gravity 1.588 (15 °C)Titik Lebur 170 °CEntalpi Pembentukan 228.3 Kj/mol

Baggase dan Molasse

Baggase dan molasse dihasilkan sebagai produk samping dari proses

pembuatan gula. Baggase merupakan ampas yang dihasilkan dari bagian dalam

tebu setelah diekstrak. Biasanya baggase dapat digunakan sebagai bahan bakar,

bahan baku kertas, dan makanan ternak. Molasse atau sirup hitam digunakan

sebagai makanan sapi, pembutan rum, dan sumber karbon bagi industri fermentasi

(Austin G T 1984).

Blotong/MUD

Blotong/MUD adalah limbah padat yang dihasilkan dari proses klarifikasi.

Limbah ini termasuk partikel yang tidak larut dan dari komposisinya baik untuk

dijadikan bahan pupuk organik dan sebagai bahan untuk memperbaiki komposisi

tanah. Komposisi Bloong/MUD (%) dapat dilihat pada tabel 3.

Tabel 3 Komposisi Blotong

Komposisi Junlah (%)

CaO 1-4

MgO 0,5-1,5

Total Abu 0-20

Gula 5-15

(Sumber: Paturau 1982)

Page 5: Aplikasi pemisahan kimia dalam pembuatan gula pasir

PEMBAHASAN

Proses Panen

Untuk memperoleh gula tebu dengan kualitas yang baik, proses panen tebu

perlu diperhatikan. Penebangan secara manual (dengan tangan) hasilnya lebih

baik dibandingkan dengan menggunakan mesin tebu. Penebangan meliputi

seluruh bagian tebu, termasuk bagian pucuk dan daun (Notojoewono 1964).

Bagian pucuk dan daun tebu dibuang karena hanya mengandung sedikit sukrosa

tetapi banyak mengandung pati dan gula reduksi. Tebu yang telah dipanen harus

segera diproses karena dapat rusak akibat pengaruh proses enzimatis, reaksi

kimia, maupun mikroba.

Proses Pembuatan Gula

Proses pembuatan gula dari tebu terdiri dari beberapa tahap, yaitu tahap

penggilingan tebu (pemerahan nira), pemurnian, penguapan, kristalisaasi,

pemutaran, dan penyelesaian.

Penggilingan Tebu

Tebu hasil panen, sebelum masuk ke penggilingan dibersihkan dengan air

yang bertekanan tinggi. Proses penggilingan tebu melibatkan 2 tahap, yaitu

pemotongan (breaking) dan pencacahan/penggilingan (grinding) tebu.

Pemotongan (breaking)

Proses ini bertujuan untuk membuka sel-sel tebu, sehingga tahap

penggilingan selanjutnya akan lebih mudah. Pada proses ini biasanya

digunakan knives, shredders, crusher atau kombinasi ketiga alat tersebut.

Penggilingan (Grinding)

Proses ini bertujuan untuk menghancurkan bagian dalam tebu dan

mengekstraknya dengan penambahan air imbibisi. Proses ini secra umum

menggunakan 5-6 rol gilingan dalam 1 unit gilingan. Ekstraksi tebu dilakukan

dengan memerah cacahan tebu menggunakan tekanan akan menghasilkan

ampas tebu yang masih banyak mengandung gula, sehingga untuk menekan

kadar gula dalam ampas tebu seminimal mungkin perlu ditambahkan air

imbibisi yang berguna untuk mengekstrak gula yang masih tertinggal dalam

Page 6: Aplikasi pemisahan kimia dalam pembuatan gula pasir

ampas. Ekstrak tebu (nira) dan bagasse akan dihasilkan dari proses ini

(Neulicht R & Shular J 1997).

Klarifikasi

Nira yang diperoleh masuk ke clarifier. Pada proses klarifikasi biasanya

ada penambahan lime dan sejumlah fosfat yang dapat larut. Penambahan lime

untuk netralisasi asam-asam organik pada saat temperatur nira mencapai 95oC

(200oF), sedangkan fosfat berfungsi sebagai floculating agent.

Pada proses ini akan diperoleh partikel-partikel yang tidak larut yang

disebut mud atau blotong. Mud ini kemudian ditambah air dan dilanjutkan dengan

proses filtrasi sehingga akan diperoleh air pencucian mud dan ampas. Nira dari

clarifier bergabung menuju evaporator (Neulicht R & Shular J 1997).

Penguapan

Proses penguapan bertujuan untuk memekatkan nira dengan cara

menguapkan kandungan airnya sebanyak mungkin. Penguapan air diusahakan

mendekati keadaan jenuh sehingga mengurangi beban penguapan pada tahap

kristalisasi. Proses penguapan ini terdiri dari 2 tahap (Neulicht R & Shular J

1997), yaitu:

1. Pemekatan nira dalam evaporator.

2. Pengupan dalam vacuum pans untuk kristalisasi.

Proses penguapan nira tidak dilakukan pada suhu tinggi untuk mencegah

kerusakan gula. Gula yang dipanaskan pada suhu tinggi akan membentuk karamel

yang berwarna cokelat tua, sehingga mempengaruhi warna kristal gula yang

dihasilkan. Upaya yang dilakukan dalam mengurangi terjadinya karamel selama

proses penguapan adalah dengan menjalankan proses penguapan pada tekanan

yang rendah (vacuum). Nira kental yang dihasilkan dari proses penguapan

kemudian diberi gas SO2 untuk memucatkan warna, sehingga diharapkan dapat

menghasilkan kristal gula yang lebih putih.

Badan penguapan (evaporator) yang digunakan pabrik gula umumnya

terdiri dari beberapa badan penguapan yang disusun secara seri (multiple effect

evaporator). Evaporator yang disusun secara seri mempunyai kelebihan dalam

Page 7: Aplikasi pemisahan kimia dalam pembuatan gula pasir

penghematan penggunaan steam dibandingkan dengan menggunakan evaporator

tunggal. Evaporator yang biasanya digunakan terdiri dari 5 seri evaporator dan 1

tangki uap (boilers). Sistem kerja kelima evaporator yaitu sumber panas diperoleh

dari tangki uap digunakan evaporator I, sedangkan evaporator II memperoleh

panas dari evaporatoer I begitu seterusnya sampai ke evaporator V yang

menggunakan panas dari evaporator IV. Akibat transfer panas ini maka akan ada

kehilangan panas sehingga temperatur akan semakin menurun, begitu pula dengan

tekanan. Uap dari boilers hanya digunakan untuk memanaskan evaporator

pertama, sedangkan evaporator selanjutnya dipanaskan oleh uap yang dihasilkan

oleh evaporator sebelumnya. Agar uap yang dihasilkan evaporator pertama dapat

digunakan untuk memanaskan nira dalam evaporator yang kedua, maka tekanan

dalam evaporator kedua harus lebih rendah dibandingkan dengan evaporator

pertama. Nira kental dengan kandungan berupa 65% padatan dan 35% air

dihasilkan dari proses penguapan tahap pertama.

Kristalisasi

Kristalisasi bertujuan untuk mengubah semua gula yang terdapat dalam

nira kental menjadi bentuk kristal yang mempunyai ukuran dan kemurnian yang

diinginkan. Kristalisasi dilakukan dengan menguapkan nira dalam sebuah pan

masak yang memiliki tekanan vakum untuk mencegah kerusakan gula. Jarak

antara molekul-molekul sukrosa akan semakin dekat dengan menguapkan air

pelarutnya.

Apabila jarak molekul-molekul sukrosa cukup dekat, maka akan saling

mempengaruhi dan saling tarik-menarik. Bila di sekitarnya terdapat kristal

sukrosa, maka akan ada keseimbangan antara molekul sukrosa yang melarut dan

molekul sukrosa yang menempel/mengkristal. Keadaan ini dapat disebut sebagai

larutan jenuh. Derajat kejenuhan dapat dinyatakan dengan perbandingan antara

kandungan sukrosa di dalam larutan jenuh pada suhu yang sama. Harga

perbandingan ini dikenal sebagai koefisien kejenuhan (KK) atau OVC (Over

Verzading Coefficient)

Page 8: Aplikasi pemisahan kimia dalam pembuatan gula pasir

Berdasarkan koefisien kejenuhan, daerah kejenuhan dapat dibagi menjadi lima,

yaitu:

a. Larutan Encer

Larutan yang mempunyai kejenuhan di bawah satu. Pada daerah ini

larutan masih dapat melarutkan kristal.

b. Larutan Jenuh

Larutan yang mempunyai koefisien kejenuhan sama dengan satu. Larutan

ini sudah tidak dapat melarutkan kristal sukrosa lagi, tetapi terjadi kesetimbangan

antara jumlah sukrosa yang melarut dan yang mengkristal.

c. Daerah Menstabil

Larutan yang mempunyai koefisien kejenuhan lebih besar dari satu.

Molekul sukrosa yang terdapat di daerah ini hanya dapat menempelkan diri pada

kristal yang telah ada. Daerah ini disebut juga dengan daerah pembesaran kristal.

d. Daerah Intermediet

Larutan yang mempunyai koefisien kejenuhan lebih besar dari satu.

Molekul sukrosa pada daerah ini telah mampu membentuk inti kristal. Apabila

terdapat kristal sukrosa dalam larutan, timbul kristal palsu.

e. Daerah Labil

Larutan yang mempunyai koefisien kejenuhan lebih besar dari satu.

Molekul pada daerah ini telah mampu membentuk inti kristal dengan serentak

tanpa hadirnya kristal yang lain (Ginting B F 2002).

Pemurnian Raw Sugar

Tahap pemurnian merupakan tahap yang menentukan kualitas gula yang

akan dihasilkan dalam suatu proses pembuatan gula. Pemurnian bertujuan untuk

menghilangkan kotoran-kotoran (bukan gula) yang terbawa dalam nira. Hal yang

perlu diperhatikan dalam tahap pemurnian adalah menjaga agar gula tidak rusak

yang dapat diakibatkan oleh suasana asam dan temperatur yang tinggi, semakin

banyak gula yang dihilangkan akan semakin tinggi kemurnian, dan semakin putih

kristal gula yang didapatkan.

Page 9: Aplikasi pemisahan kimia dalam pembuatan gula pasir

Tahap pertama dari proses pemurnian yaitu penggilingan Raw Sugar dan

penambahan sirup, kemudian sirup dan kristal gula yang telah halus dicampur.

Campuran tersebut kemudian disentrifugasi dengan adanya penambahan air.

Proses tersebut disebut afinasi dan akan dihasilkan kristal gula dan sirup afinasi.

Kristal gula hasil sentrifugasi kemudian masuk ke premelter sebagai awal dari

proses pelelehan sebelum masuk ke melter. Sirup afinasi hasil sentrifugasi

dipanaskan dan akan dihasilkan kristal gula dan sirup hitam (molase). Kristal gula

masuk ke melter mengalami pelelehan dan bergabung dengan kristal gula hasil

afinasi, kemudian mengalami tahap pemurnian (refined)

Sukrosa tahan terhadap suasana basa, tetapi tidak terhadap asam.

Sebaliknya, gula reduksi dalam suasana basa akan terurai menjadi asam organik

dan senyawa yang berwarna gelap sehingga kualitas dan kuantitas gula akan

menurun. Ada tiga cara pemurnian, yaitu defekasi, sulfitasi, dan karbonatasi.

a. Pemurnian Cara Defekasi

Pemurnian dengan cara defekasi merupakan cara yang paling sederhana,

karena hanya menggunakan kapur sebagai bahan pembantu. Gula yang

dihasilkan dengan cara ini adalah gula kristal yang masih berwarna merah.

Ada tiga cara pemurian secara defekasi:

i. Defekasi Dingin

Proses dengan cara ini dilakukan dengan menggunakan susu kapur

pada nira mentah, pada temperatur rendah atau suhu kamar. Penambahan

kapur tersebut bertujuan untuk menetralkan asam-asam yang terdapat di

dalam nira, dan membentuk garam-garam (gumpalan) yang mengendap.

Penambahan kapur dilakukan hingga pH larutan menjadi 7.2-8.3, nira

dipanaskan sampai pada titik didihnya (+105 °C), dengan tujuan:

Garam-garam kapur dalam nira dapat terbentuk dengan cepat dan

menghasilkan gumpalan yang besar sehingga mudah diendapkan.

Mengendapkan kotoran yang hanya mengendap pada temperatur

yang tinggi, seperti protein.

Mematikan mikroorganisme.

Nira yang telah mengalami pemanasan sampai pada titik didihnya,

lalu dimasukkan ke dalam bejana pengambangan (expander) untuk

Page 10: Aplikasi pemisahan kimia dalam pembuatan gula pasir

mengeluarkan udara-udara yang terdapat dalam nira. Gas-gas dan udara

yang terdapat dalam nira harus dikeluarkan karena dapat mengganggu

dalam proses pengendapan. Selanjutnya nira dimasukkan ke dalam alat

pengendap untuk memisahkan endapan yang terjadi dengan nira yang

jernih.

ii. Defekasi Panas

Proses pemurnian dengan cara ini dilakukan dengan menambahkan

air kapur pada nira yang telah dipanaskan terlebih dahulu pada suhu 70-90

°C. Pemanasan ini bertujuan untuk mendapatkan proses pemurnian yang

berlangsung dengan baik dan cepat. Setelah penambahan air kapur, nira

dimasukkan ke dalam alat pengendap.

iii. Defekasi Sacharat

Proses pemurnian dengan cara ini dilakukan dengan membagi nira

mentah menjadi dua bagian. Bagian pertama ditambah air kapur hingga

pH nya menjadi 10-11, dalam kondisi ini kapur bereaksi dengan sukrosa

membentuk kalsium sakharat. Nira kedua dipanaskan sampai suhu 70 °C.

Kedua nira tersebut dicampurkan hingga menghasilkan endapan yang

lebih besar, sehingga mudah untuk diendapkan dan dihasilkan larutan nira

yang lebih jernih.

b. Pemurnian Cara Sulfitasi

Pemurnian cara sulfitasi hasilnya lebih baik dibandingkan dengan cara

defekasi, karena telah dapat dihasilkan gula yang berwarna putih. Cara

pemurnian ini menggunakan kapur dan SO2 sebagai bahan pembantu

pemurnian. Pemberian kapur pada cara ini dilakukan secara berlebih,

kemudian kelebihan kapur ini akan dinetralkan oleh gas SO2, sehingga

terbentuk ikatan garam kapur yang dapat mengendap. Reaksi yang terjadi

dalam proses ini adalah:

SO2 + H2O H2SO3

Ca(OH)2 + H2SO4 CaSO3 + 2H2O

Ca(OH)2 + SO2 CaSO3 + H2O

Endapan CaSO3 yang terbentuk dapat mengabsorbsi partikel-partikel

koloid yang berada di sekitarnya, sehingga kotoran yang terbawa oleh endapan

Page 11: Aplikasi pemisahan kimia dalam pembuatan gula pasir

semakin banyak. Gas SO2 juga mempunyai sifat dapat memucatkan warna,

sehingga diharapkan dapat dihasilkan kristal dengan warna yang lebih terang,

khususnya pada nira kental penguapan. Ada tiga cara sulfitasi, yaitu:

i. Sulfitasi dingin

Proses pemurnian dengan cara ini dilakukan dengan menambahkan

kapur dan gas SO2 ke dalam nira mentah pada temperatur ruangan sampai

titik didihnya (+105 °C). Selanjutnya nira dimasukkan ke dalam alat

pengendap untuk memisahkan endapan yang terbentuk.

ii. Sulfitasi Panas

Proses dengan cara ini dilakukan dengan memanaskan nira hingga

temperatur 70 °C. kemudian nira diberi susu kapur dan gas SO2 hingga

pH-nya menjadi 7-7.4 dan terbentuk endapan. Proses ini dilanjutkan

dengan pemanasan sampai titik didihnya 100 °C dan dilakukan

pengendapan untuk memisahkan endapan dengan nira yang jernih.

iii. Sulfitasi Sacharat

Proses ini dilakukan dengan membagi nira mentah menjadi dua

bagian. Bagian pertama dipanaskan sampai suhu + 80 °C. Bagian kedua

ditambahkan susu kapur hingga pH 10.5. Kedua bagian nira tersebut

kemudian dicampur sambil dialirkan gas SO2 sampai pH + 7. Proses ini

dilanjutkan dengan pemanasan hingga titik didihnya dan dilakukan

pengendapan. Pemurnian dengan cara ini mempunyai keuntungan

dibandingkan dengan cara defekasi, yaitu kotoran mengendap lebih mudah

dan lebih cepat serta lebih banyak. Proses kristalisasi lebih baik dan warna

gula yang dihasilkan lebih putih. Sedangkan kekurangannya adalah defisit

nira dalam pemanas lebih banyak, serta biaya investasi dan perawatan

lebih besar.

c. Pemurnian Cara Karbonatasi

Proses ini dilakukan dengan menggunakan susu kapur dan gas CO2

sebagai bahan pembantu. Susu kapur yang ditambahkan pada cara ini lebih

banyak dibandingkan cara sulfitasi, sehingga menghasilkan endapan yang

lebih banyak. Kelebihan susu kapur yang terdapat pada nira dinetralkan

dengan menggunakan gas CO2. Reaksi yang terjadi adalah:

Page 12: Aplikasi pemisahan kimia dalam pembuatan gula pasir

Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O

Kotoran dalam nira akan terabsorbsi dalam endapan CaCO3 dan kemudian

akan diendapkan. Pemurnian cara karbonatasi akan menghasilkan gula relatif

lebih putih dibandingkan dengan cara sulfitasi.

Cara karbonatasi yang dilakukan di Indonesia adalah karbonatasi rangkap,

yaitu pemberian gas CO2 dilanjutkan dalam dua tingkat. Nira yang telah

ditimbang dipanaskan terlebih dahulu sampai suhu 55 °C. Pemanasan tidak

boleh melebihi dari suhu tersebut, karena akan menguraikan gula reduksi

menjadi bahan yang berwarna gelap (terbentuk karamel) sehingga kualitas

gula menjadi turun. Kemudian nira dimasukkan ke dalam peti karbonatasi I,

ditambahkan susu kapur dan gas CO2 sampai pH + 10.5, kemudian nira ditapis

di pressan I untuk memisahkan kotoran dengan filtratnya atau nira tapis I.

Selanjutnya nira tapis I dimasukkan ke dalam peti karbonatasi kedua untuk

diberi gas CO2 dan dipanaskan sampai suhu 70 °C, kemudian ditapis di

pressan II untuk memisahkan blotong, dan nira jernih dikeluarkan dari alat

penapis. Selanjutnya diberi gas SO2 di peti sulfitasi sampai pH 7.0-7.2.

Blotong di pressan I dibuang, blotong dalam pressan II dicampurkan dengan

nira karbonatasi I.

Dekolorisasi

Setelah melewati clarifier, kemudian difiltrasi untuk menghilangkan

padatan tersuspensi. Dekolorisasi bertujuan untuk menghilangkan pengotor

dengan cara adsorpsi. Jenis adsorben yang digunakan yaitu karbon aktif, resin dan

tepung tulang, namun resin jarang sekali digunakan. Karbon aktif dan tepung

tulang digunakan dalam sistem fixed bed atau moving bed. Dengan fixed bed

cairan gula mengalami beberapa sirkulasi sampai diperoleh warna cairan yang

mendekati warna yang akan ditentukan. Moving bed sistem beroperasi secara

kontinyu, jadi cairan gula akan melewati adsorben.

Adsorben yang digunakan pada proses dekolorisasi akan mengalami

regenerasi. Cairan gula yang telah didekolorisasi akan masuk ke heaters sebelum

masuk ke evaporator. Proses penguapan yang terjadi sama dengan pembuatan gula

sebelumnya. Cairan yang telah dipekatkan akan masuk ke vacuum pans dengan

Page 13: Aplikasi pemisahan kimia dalam pembuatan gula pasir

adanya penambahan seed solution kemudian dicampur dan dipisahkan dengan

sentrifugasi. Dari proses tersebut akan dihasilkan sirup yang akan masuk ke

vacuum pans. Gula putih dicuci dengan air sekali menggunakan sentrifugasi dan

cairan pencuci kembali lagi ke vacuum pans. Gula putih yang terbentuk masuk ke

granulator yang terdiri dari drum pengering dan drum pendingin. Dalam drum

pengering digunakan temperatur 11 oC (230oF), setelah dari granulator masuk ke

drum pendingin. Setelah semua proses selesai akan diperoleh raw sugar yang

telah dimurnikan biasanya dikemas dan disimpan dlam gudang penyimpanan.

Gula yang berwarna coklat diperoleh dari sirup dengan kemurnian yang rendah,

proses pembuatannya sama dengan pembuatan gula putih.

Air imbibisi Penggilingan

FiltercakeFiltrasiKlarifikasiKristalisasiAsam fosfatlimeBibit kristal gula

Tebu

Page 14: Aplikasi pemisahan kimia dalam pembuatan gula pasir

Gambar 2 Diagram Proses Pembuatan Gula

Penguapan

Bagasse

MUD/Blotong

Air

Raw Sugar Gudang penyimpanan

Page 15: Aplikasi pemisahan kimia dalam pembuatan gula pasir

Gambar 3 Diagram Proses Pemurnian Gula Kasar (Raw Sugar Refined)

SIMPULAN

Filtrasi

Kristal gula

Kristal

Air

Gudang kristal gula

Sirup

Adsorben

Gas CO2

Molasse

Filtercake

Sirup afinasi

Sentrifugasi

Penguapan

Kristalisasi

Granulator

Dekolorisasi

Melting

Klarifikasi

Sentrifugasi

Mixing

Melting

Kemasan Filling

Labeling

Gudang barang

jadiGula siap jual

Refine Sugar

Page 16: Aplikasi pemisahan kimia dalam pembuatan gula pasir

Berdasarkan Diagarm proses yang telah dipaparkan, proses utama dari

pembuatan gula tebu adalah pemanenan tebu, penggilingan tebu, klarifikasi, ,

penguapan, dan kristalisasi. Dari proses tersebut dapat dihasilkan raw sugar yang

kemudian mengalami pemurnian (refined) menjadi gula putih (white sugar),

limbah padat yaitu Baggase dan blotong, serta limbah cair yaitu Molasse.