PROSES PEMBUATAN GULA DARI TEBU

Kelompok

Tebu adalah tanaman yang ditanam untuk bahan baku gula. Tebu ini termasuk jenis rumput-rumputan. Tanaman tebu dapat tumbuh hingga 3 meter di kawasan yang mendukung. Umur tanaman sejak ditanam sampai bisa dipanen mencapai kurang lebih 1 tahun.

Tebu dapat dipanen dengan cara manual atau menggunakan mesin-mesin pemotong tebu. Daun kemudian dipisahkan dari batang tebu, kemudian baru dibawa ke pabrik untuk diproses menjadi gula.

Tahapan-tahapan dalam proses pembuatan gula dimulai dari penanaman tebu, penimbangan tebu, proses ekstraksi, pembersihan kotoran, penguapan, kritalisasi, afinasi, defekasi, sulfitasi, karbonatasi, penghilangan warna, dan sampai proses pengepakan sehingga sampai ke tangan konsumen.

 Persiapan bahan baku pembuatan gula tebu

EKSTRAKSI

LIMING

EVAPORASI

KRISTALISASI

PENYIMPANAN

AFINASI

KARBONASI

PENGHILANGAN WARNA

Proses Pembuatan Gula

Thankyou

Nira (ekstrak tebu) dibersihkan dengan menggunakan semacam kapur (slaked lime) yang akan mengendapkan sebanyak mungkin kotoran, kemudian kotoran ini dapat di kirim kembali ke lahan. Proses ini dinamakan liming. Nira hasil ekstraksi dipanaskan sebelum dilakukan liming untuk mengoptimalkan proses penjernihan. Kapur berupa kalsium hidroksida atau Ca(OH)2 dicampurkan ke dalam dengan perbandingan yang diinginkan dan sari tebu yang sudah diberi kapur ini kemudian dimasukkan ke dalam tangki pengendap gravitasi sebuah tangki penjernih (clarifier). 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 , sedangkan fosfat berfungsi sebagai floculatingagent. 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 .

Kotoran berupa lumpur dari clarifier masih mengandung sejumlah gula sehingga biasanya dilakukan penyaringan dalam penyaring vakum putar (rotasi) dimana nira residu di ekstraksi dan lumpur tersebut dapat dibersihkan sebelum dikeluarkan, dan hasilnya berupa cairan yang manis.

Pengendapan Kotoran dengan Kapur (Liming)

Setelah proses liming, 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 yaitu:

1. Pemekatan nira dalam evaporator.2. Pengupan dalam vacuum panas 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. Nira kental dengan kandungan berupa 65% padatan dan 35% air dihasilkan dari proses penguapan tahap pertama.

EVAPORASI ( PENGUAPAN )

Pada tahap akhir pengolahan, sirup ditempatkan ke dalam wadah yang sangat besar untuk di didihkan. Di dalam wadah ini, air di uapkan sehingga kondisi untuk pertumbuhan kristal gula tercapai. Pembentukan kristal diawali dengan mencampurkan sejumlah kristal ke dalam sirup. 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.

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. Oleh karena itu, tahapan-tahapan berikutnya menjadi semakin sulit, sampai kemudian sampai pada suatu tahap di mana kristalisasi tidak mungkin lagi dilanjutkan.Sebagai tambahan, karena gula dalam jus tidak dapat diekstrak semuanya, maka terbuatlah produk sampingan yang manis, seperti molasses. Produk ini biasanya diolah lebih lanjut menjadi pakan ternak atau ke industri penyulingan untuk dibuat alkohol (etanol). Belakangan ini molases dari tebu diolah menjadi bahan energi alternatif dengan meningkatkan kandungan etanol sampai 99,5%.

Pendidihan atau Kristalisasi

Tahap pertama pembuatan gula tebu adalah ekstraksi sari tebu. Caranya dengan menghancurkan tebu dengan mesin penggiling untuk memisahkan ampas tebu dengan cairannya. Cairan tebu kemudian dipanaskan dengan boiler. Sari tebu yang dihasilkan masih berupa cairan yang kotor (sisa-sisa tanah dari lahan, serat-serat berukuran kecil dan ekstrak dari daun dan kulit tanaman), semuanya bercampur di dalam gula. 

Jus dari hasil ekstraksi mengandung sekitar 50 % air, 15% gula dan serat residu, dinamakan bagasse, yang mengandung 1 hingga 2% gula. Dan juga kotoran seperti pasir dan batu-batu kecil dari lahan.

EKSTRAKSI

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, maka gula ini harus di murnikan terlebih dahulu.

PENYIMPANAN

Tahap pertama dari proses pemurnian yaitu penggilingan raw sugar (gula mentah) 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 (molasse). 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 3 cara pemurnian, yaitu defekasi, sulfitasi, karbonatasi.

Afinasi (Pemurnian)

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. Pertama yaitu, “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 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.

Defekasi 

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 (sulfur) 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. 

Endapan CaSO3 yang terbentuk dapat mengabsorbsi partikel-partikel koloid yang berada disekitarnya, sehingga kotoran yang terbawa oleh endapan 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 Reaksi sulfitasi : SO2 + H2O  H2SO3

H2SO3 2H+ + SO32-

Ca(OH)2 Ca2+ + 2OH-

Ca2+ + SO32- CaSO3

Sulfitasi

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. 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 mesin press 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 mesin press II untuk memisahkan blotong (partikel yang tidak larut), dan nira jernih dikeluarkan dari alat penapis. Selanjutnya diberi gas SO2 di peti sulfitasi sampai pH 7.0 - 7.2. Blotong/mud di mesin press I dibuang, blotong dalam mesin press II dicampurkan dengan nira karbonatasi I.

Karbonatasi

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 di olah di panci kristalisasi.

PENGHILANGAN WARNA

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.

PENDIDIH

Finish