1. SIMULASI PERFORMANCE PROSES GULA TEBUPada kilang gula rakyat close pan technology (Kapasitas 50 ton tebu/hari)Page 1 of 23

2. Ringkasan.Simulasi performance proses gula tebu sebagaibagian dari kegiatan yang mendasaripengembangan rancang bangun dan sebagai tolok ukur kinerja yang diinginkan, simulasi proses menitik beratkan kepada performance equipment pada masing masing tahap proses , sehingga nilai nilai parameter proses dapat diidentifikasi untuk dasar optimalisasi, sedangkan performance equipment dari masing masing proses meliputi strenght kalkulasi , pemilihan system, material dll dalam simulasi dan perhitungan tersendiri.Dari simulasi peformance proses akan didapat gambaran yang lebih jelas atas tiap tahap proses sehingga dapat pula digunakan untuk melacak penyimpangan yang mungkin terjadi, melacak kehilangan gula selama proses pada masing masing tahapproses,melacak terjadinya penyimpangan kwalitas dll.Simulasi performance proses dimulai dari simulasi ektraksi untuk mengetahui tingkat ektraksi pada sistem ektraksi yang direncanakan, purifikasi dengan perhitungan effisiensi sistem , penguapan dan masakan untuk mengetahui neraca masa dan neraca uap ,serta proses separasi dll.Neraca masa hasil simulasi dengan satuan berat dan volume digunakan sebagai acuan perhitungan kapasitas equipment, sehingga akan didapat suatu rangkaian equipment proses yang harmoni.Banyaknya variable dalam proses produksi gula mulai keheteroginan bahan olah (kemasakan, kandungan sabut dll), setting equipment dll membuat simulasi sebenarnya menhasilkan nilai dalam sebaran batas bawah dan batas atas, namun untuk kemudahan simulasi beberapa parameter diambil sebagai angka asumsi yang memang lazim digunakan.Pada akhirnya simulasi akan memberikan prediksi berapa tingkat gula yang dapat direcovery dari tebu, suatu pertanyaan yang selama ini agak sulit untuk dijelaskan. Page 2 of 23 3. I.SIMULASI GILINGAN Untuk simulasi unjuk kerja dari proses ektraksi tebu harus diketahui dan ditetapkan beberapa variable awal antara lain : Parameter yang dapat diketahui melalui pengukuran dan penentuan adalah:Kadar sabut dalam batang tebu/ fibre content dlm %Berat jenis fibre (Mc = 0%)Berat jenis tebuBrix rata rata dari tebu (bawah - tengah - atas)Kandungan gula dalam batang tebu (Pol)Lebar bukaan gilingan atau work openingPutaran dari mollen rollDimensi dari mollen roll (panjang dan diameter)Imbibisi level % thd berat ampas/fibre Parameter yang merupakan angka tebaan atau dugaan/ coba coba adalahCompaction faktor (Co)Filling Ratio (Cf)Brix distribution Coeffisien (Ic)Reabsorbsion faktor (k) A. BAHAN BAKU (TEBU) 1.Fibre content thd tebu Kandungan sabut dalam batang tebu bervariasi tergantung dari varitas tebu dll, sabut dalam tebu dalam kisaran 10-17% dalam simulasi diambil kadar sabu f=15% f 0.15Page 3 of 23 4. 2. Berat jenis sabut (fibre density) Berat jenis sabut dapat diukur dan ditentukan melalui lab analisis , dalam simulasi diambil df= 95.5 lb/cuft (1.52 gr/ml).df 95.53. Berat jenis tebu (cane density) Berat jenis tebu (no void density of cane) dapat diukur dan ditentukan melalui lab analisis , dalam simulasi diambil do = 70.5 lb/cuft (1.13 gr/ml)do 70.5 4.Brix tebu (Bxc) Brix tebu dapat diukur dengan menggunakan brix weigher atau refractometer dari batang bawah - tengah dan atas.Tinggi rendahnya Brix ada korelasi dengan kemasakan tebu dan kwalitas tebu, ideal Brix > 18%Bxc 0.175.Kandungan gula dlm tebu (Pol) Pol tebu dapat diukur dengan menggunakan Polarimeter Tinggi rendahnya Pol ada korelasi dengan kemasakan tebu dan kwalitas tebu,dan akan menentukan tingkat rendemen gula yang dikutip . PolB. DIMENSI GILINGAN. 1. Panjang roll gilingan Panjang roll gilingan dalam simulasi dinyatakan dalam feet (panjang roll 400 mm) didapat L = panjang roll (feet) Page 4 of 23 5. 400 L25.4. 12 L = 1.3122. Diameter roll gilingan Diameter roll gilingan dalam simulasi dinyatakan dalam feet (diameter roll 300 mm) didapat D = diameter roll (feet)300 D25.4. 12D = 0.984C. KONDISI OPERASI. 1.Work Opening (Wo) Work opening atau lebar bukaan roll dinyatakan dalam feet Wom = lebar bukaan dalam quot;mmquot; yang ditentukan dikonversi menjadi Wo = Lebar bukaan dalam quot;feetquot; Wom 2.5WomWo 25.4. 12 Wo = 8.202 10 32 .Putaran Roll Gilingan (n) Putaran Roll Gilingan dinyatakan dalam Rpm, dinotasikan sebagai nn 12Page 5 of 23 6. 3. Kecepatan Linear Roll (S) Kecepatan linear dari roll adalah perkalian dari keliling roll dengan Putaran Roll S = feet/minute3.14. D . nS S = 37.0874. Imbibisi level (IL). Ratio dari berat air imbibisi diberikan thd berat sabut tiap satuan waktu . Il1.55. Density Air Imbibisi (di). Berat jenis air imbibisi dinyatakan dalam lb/cuft, untuk imbibisi air berarti brix = 0 (air tidak mengandung padatan terlarut) di 636. Kapasitas giling. Kapasitas Giling ditentukan untuk disimulasikan performance nya (ton/jam), dinotasikan WcjWcj2.5D. PARAMETER DUGAAN . 1.Brix distribibution coeffisienIc1 1.05 Page 6 of 23 7. 2.Reabsorbsion faktork1 1.25PERFORMANCE GILINGAN. Performance gilingan meliputi kapasitas giling persatuan waktu (ton tebu/jam) dan tingkat ektraksi dari brix yang didapatkan, kapasitas sangat mungkin ditingkatkan dengan mem - perbesar bukaan roll tetapi akan menurunkan tingkat ektraksi, begitu pula untuk menda- patkan ekstraksi tinggi dengan memperkecil lebar bukaan tetapi berakibat turunnya kapa sitas giling dan naiknya daya yang diperlukan, simulasi diharapkan mendapatkan kondisi pendekatan ideal antara kapasitas giling dan tingkat ekstraksi yang dihasilkan . E. GILINGAN 1. Kapasitas Giling Lb/menit (Wc). Kapasitas giling untuk simulasi dalam satuan Lb/menit , dari ton/jam dikalikan 2240 (1 ton = 2240 lb) dan dibagi dengan 60 menit.Wcj . 2240 Wc 60 Wc = 93.3332. Compaction faktor Dihitung dengan rumus dibawah . WcCo. L . Wo . doS Co = 3.316Page 7 of 23 8. 3. Filling ratio (Cf) f . WcCf . Wo . L . Sdf Cf = 0.3674. Extraksi brix gilingan no 1 - E1bx. k1 . . do f 1 Cf dfE1bx dof. 1 df E1bx = 0.701 5. Extraksi brix gil no 1x Brix Dist CoeffE1bx. Ic1EbxEbx = 0.7366. Brix dalam batang tebu ton/jam (Bx) Jumlah/ berat padatan total dalam tebu adalah derajat brix tebu (Bxc) dikalikan berat tebu digiling perjamBxc . Wcj BxBx = 0.425Page 8 of 23 9. 7. Brix dalam ampas gilingan no 1 -ton/jam (Bxb) Adalah 100 % berat padatan dalam tebu dikurangi dengan persen padatan yang terektraksi . Ebx ) . Bx Bxb(1Bxb = 0.1128. Brix dlm Juice - ton/jam (BxJ) Adalah total padatan (gula dan non gula) didalam juice, brix total tebu dikurangi dengan Brix dalam ampas gilingan 1 Bxj Bx BxbBxj = 0.313F.Perhitungan Juice Ektraksi. 1. Compaction faktor Co = 3.3162. Juice Extration k1 1 CoEj . do f 1dfEj = 0.7013.Berat juice terektraksi (ton/jam)Ej . ( 1f ) . Wcj WjeWje = 1.489 Page 9 of 23 10. 4. Berat ampas gilingan 1 (ton/jam) WbWcj Wje Wb = 1.0115. Brix extraktion gilingan no 1 (Ebx1) Ic1. EjEbx1 Ebx1 = 0.7366. Brix dalam ampas gil no 1 (ton/jam) Ebx1 ) . Bx Bxb1(1 Bxb1 = 0.1127. Brix dalam juice (ton/jam) BxjBx Bxb1 Bxj = 0.3138. Brix Extraxtion %Bxj .Brix100Bx Brix = 73.57Page 10 of 23 11. 9. Derajad Brix Juice Gilingan 1Bxj .Bxo1 100WjeBxo1 = 2110.Sabut % ampas gilingan 1f . Wcj .fb100Wbfb = 37.08911. Derajad Brix Ampas gilingan 1 Bxb1 .Bxob 100Wb Bxob = 11.1112.Moisture % ampas gil 1Mcb fbBxob 100 Mcb = 51.801 G. Gilingan nomor 2 1. Berat tebu (lb/jam) Wc . 60Wcjlb Wcjlb = 5.6 103 Page 11 of 23 12. 2. Berat Sabut (lb/jam) f . Wcjlb Wf Wf = 8403. Filling Ratio Gilingan 2 Lebar bukaan gilingan nomor 2 ditetapkan 3 mm (Wo_2m). Wo_2 adalah lebar bukaan dalam feet f = 0.15Wc = 93.333Wo_2m3 Wo_2m Wo_225.4. 12Wo_2 = 9.843 10 3Wcf. Cf2 df . Wo_2 . L . SCf2 = 0.3064. Reabsorbsion Faktork21.253 Page 12 of 23 13. 5. Brix Distribution Coefisien Ic21.16. Volume Ampas gil 1 (cuft/jam) k2 . Wf Vb Cf2 dfVb = 36.0147. Density ampas gil 1 (lb/cuft)Wb . 1000. 2.24db_1 Vb db_1 = 62.8878. Berat air imbibisi (lb/jam) Il . Wf WiWi = 1.26 1039. Extraksi Gilingan no 2. k21 E2bx 1 1df . 100Il . df Cf21 fb . db_1 di E2bx = 0.424Page 13 of 23 14. 10. Extraksi Gilingan no 2 dikalikan Brix Distribution CoeffisienIc2. E2bx E2Bxi E2Bxi = 0.46611. Brix dalam ampas gilingan no 2 (ton/jam)E2Bxi ) . Bxb1 Bxb2(1 Bxb2 = 0.0612. Densitas juice dlm ampas 2(lb/cuft) d2jb64.41013.Derajad Brix ampas 2Bxb2Bxjb2k2d2jb . 1.WfCf2 dfBxjb2 = 3.422 10 514. Berat ampas gil 2 (ton/jam)k1d2jb 1. 1 . f . Wcj Wb2Cf df Wb2 = 0.983 Page 14 of 23 15. 15. Persen ampas gil 2 thd tebu Wb2 . Wb2_p 100WcjWb2_p = 39.31916. Berat Juice extraksi gil 2 (ton/jam)Wi Wj2WbWb2 2.24. 1000Wj2 = 0.59117. Berat Brix terektraksi (ton/jam)dari gil no 2 Bxj2BxbBxb2 Bxj2 = 0.05218. Derajad Brix Juice Gilingan 2Bxj2 Bxj2_oWj2 Bxj2_o = 0.08919. Berat Mixed Juice (ton/jam)Wj WjeWj2 Wj = 2.08 Page 15 of 23 16. 20. Persen mixed juice thd tebuWj . Wj_p100Wcj Wj_p = 83.18121.Total Brix Mix Juice (ton/jam) Tbx BxjBxj2 Tbx = 0.36522. Derajad brix nira campur Tbx . Bx_mix100 WjBx_mix = 17.553 23. Over all brix extraksiTbxTotal_ext Wcj . BxcTotal_ext = 0.859 Page 16 of 23 17. 24. Fibre content % Ampas gil 2 Wf . 100 f2 . 1000. 2.24 Wb2f2 = 38.14925.Derajad Brix Ampas gil 2 Bxb2 .Bxa2100 Wb2 Bxa2 = 6.10326. Moist Content Ampas Gil 2 (%)Mca2 Bxa2f2 100Mca2 = 55.748F.Checking Extraction. 1.Reabsorbsion faktor 0.0052. Sk 1.06 k = 1.2532.Extraction Juice k 1CoEj_c f . do 1 dfEj_c = 0.7 Page 17 of 23 18. 3.Extraction Juice kali Brix Distribution CoeffEj_c. Ic1Ej_i Ej_i = 0.735G. HASIL SIMULASI EKTRAKSI 1.Tingkat ektraksi (%)Total_ext = 0.8592.Berat mixed juice (ton/jam) Wj = 2.083.Berat Brix terektraksi (ton/jam)Tbx = 0.3654.Derajat brix raw juiceBx_mix = 17.5535.Berat ampas akhir (ton/jam)Wb2 = 0.9836.Kadar air ampas akhir (%) Mca2 = 55.748Page 18 of 23 19. II.SIMULASI PURIFIKASI 1. Clear Juice persen thd raw juice Cj_p.902. Berat clear juice (kg/jam) Wj . 1000. Cj_p W_clearW_clear = 1.872 103III. SIMULASI EVAPORASI 1. Derajat brix syrup ditentukan Bx_syrup602. Berat syrup (kg/jam)Bx_mix .W_syrupW_clear Bx_syrup W_syrup = 547.5133. Berat air diuapkan di evaporator (ton/jam) Wa_evap W_clearW_syrupWa_evap = 1.324 103 Page 19 of 23 20. 4. Laju penguapan single effect kg/m2hsL_1e 305. Kebutuhan luas panas (m2) Luas panas evaporator untuk menguapkan clear juice menjadi syrup Wa_evapHS_eL_1e HS_e = 44.1356. Densitas syrup (tabel Baikov)d_syrup1.288737.Volume syrup (l/jam) W_syrup V_syrup d_syrup V_syrup = 424.847IV. SIMULASI PAN MASAKAN 1. 1. Laju penguapan pan masakan (kg/m2.jam) L_p1 82. Derajat brix masecuite A(tabel Baikov) Bx_mas1 93.26 Page 20 of 23 21. 3. Berat massecuite A Hasil penguapan syrup dalam pan no 1 Bx_syrup .W_mas1W_syrup Bx_mas1W_mas1 = 352.2494. Berat air diuapkan di pan 1(kg/jam) Wa_pan1 W_syrupW_mas1 Wa_pan1 = 195.2635. Luas panas pan masakan 1 (m2) Luas panas yang dibutuhkan untuk menguapkan syrup menjadi massecuiteWa_pan1HS_pan1 L_p1HS_pan1 = 24.4086. Densitas massecuite A(tabel Baikov)d_mas11.505247. Volume massecuite A (liter/jam) Berat massecuite A dibagi densitasnyaW_mas1 V_mas1d_mas1V_mas1 = 234.015 Page 21 of 23 22. V. SIMULASI SEPARASI 1. Sugar Recovery Persen bagian gula dalam Massecuite ASr1.452. Berat Gula Putih Bagian padat hasil pemisahan massecuite A dgn centrifugal separator adalah GULAPUTIHW_mas1 . Sr1W_gulaW_gula = 158.5123. Rendemen Gula Putih Berat gula putih yang dihasilkan persen terhadap berat tebuW_gulaRendemen1Wcj . 10Rendemen1 = 6.344. Berat Tetes A (Molasse A) Bagian cairan hasil pemisahan massecuite A dengan centrifugal separator W_tts W_mas1 W_gula W_tts = 193.737Page 22 of 23 23. VI. SIMULASI PAN MASAKAN 2 1. Berat produk gula merah Sisa padatan dalam tetes A diuapkan sampai fraksi air app 11%, untuk kemudian diturunkan kedalam mixer dan dicetak sbg GULAMERAHW_glmerahW_ttsW_glmerah = 193.7372. Rendemen gula merah Berat gula merah persen terhadap berat tebuW_glmerah Rendemen2 Wcj . 10Rendemen2 = 7.749VII. TOTAL RENDEMEN. Adalah jumlah rendemen gula putih dan rendemen gula merah dalam %T_rend Rendemen1Rendemen2T_rend = 14.09 Page 23 of 23