TEKNOLOGI GULA RAFINASI
A. Rangkaian Proses Pengolahan Gula Rafinasi
1. Affination Unit / Preparation
a. Penimbangan Raw Sugar
Raw sugar yang akan masuk pabrik untuk di olah menjadi gula produk sebelumnya di timbang tujuannya untuk mengetahui berapa banyak bahan baku yang terolah ( dasar perhitungan pabrikasi ).
b. Pembuatan hot magma mingler
Raw sugar yang tertimbang untuk selanjutnya di campur dengan green mollases ( syrup affination ), pencampuran terjadi dalam kondisi suhu tinggi tujuannya agar terjadi beda viskositas sehingga dapat melunakan lapisan tetes yang menempel pada gula.
c. Mixer
Pengadukan magma dengan menggunakan kecepatan yang konstan agar kondisi magma tetap terjaga sehingga mudah untuk di pisahkan.
d. Sentrifugal Affinasi
Pemutaran magma dengan cara di putar dengan kecepatan tertentu untuk memishakan gula ( gula afinasi ) dan molasesnya ( green mollases ).
e. Remelt Gula afinasi
Gula afinasi yang telah terpisah dari molasesnya untuk selanjutnya di remelt menggunakan sweet water/hot water sehingga di hasilkan larutan (liquor ) yang di sebut raw liquor.
2. Purifikasi / pemurnian
a. Proses karbonatasi
Adalah proses pemurnian raw liquor menggunakan susu kapur ( 7 – 8o Be) untuk menurunkan pH liquor menjadi 10 – 11,5 kemudian di murnikan dengan menggunakan gas Co2 sehingga pH liquor 9 – 9,5 selanjutnya di beri kembali hingga pH 8 – 8,5. Tujuan proses ini adalah untuk membentuk endapan CaCo3 sehingga dapat menghilangkan kotoran non sukrosa.
b. Proses Filtrasi
Endapan yang telah terbentuk dari proses karbonatasi selanjutnya di pisahkan untuk di dapat liquor yang bebas dari kotoran non sukrosa. Proses pemisahan di lakukan dengan cara filtrasi bertekanan menggunakan Rotary Leaf Filter sehingga terpisahkan kotoran ( mud ) dari liquor jernih ( clear liquor ).
Mud ( endapan lumpur ) selanjutnya difiltrasi kembali sehingga di pisahkan antara filter cake dan sweet water, tujuan dari filtrasi mud adalah untuk menekan kehilangan gula pada filter cake.
3. Proses Dekolorisasi
Adalah proses pertukaran ion ( ion exchange ) dengan tujuan untuk menurunkan kadar warna dalam clear liquor. Bahan penyerap proses dekolorisasi yang sejak semula dipergunakan adalah karbon, tetapi sekarang pemakaian penukar ion semakin popular.
Karbon aktif dalam bentuk granul yang dapat diregenerasi kini mulai menggantikan bone char. Bone char dibuat dari karbonatasi tulang binatang, mengandung 10% karbon dan 90% kalsium fosfat. Karena komposisinya itu bone char disamping menyerap zat warna juga menyerap senyawa ionic pada permukaan kalsium fosfat. Sebagai zat penyerap, karena sifatnya tersebut bone char lebih unggul dari karbon yang lain. Namun demikian karena investasi untuk stasiun dekolorisasinya tinggi serta ketersediaan bahan baku di masa datang dipertanyakan, maka pabrik rafinasi baru tidak menggunakan system tersebut (Clarke, 1995). Liquor yang keluar dari ion exchange di sebut fine liquor.
4. Proses Evaporasi
Adalah proses penguapan fine liquor untuk menghilangkan air yang terkandung hingga larutan mengental ( jenuh ). Alat yang biasa di gunakan adalah falling film evaporator dan plate evaporator.
5. Proses Kristalisasi
6. Proses Pemisahan ( Curing )
7. Proses Drayer dan cooler
8. Proses packing dan baging.
B. Proses Penanganan Raw Sugar
Pada umumnya gula mentah di import dalam bentuk bulk (curah), menggunakan kapal laut. Melalui dermaga tujuan, gula mentah dipindahkan kepabrik gula rafinasi menggunakan truk.
Interval waktu dari produksi di pabrik gula mentah hingga waktu pengolahan di pabrik rafinasi berkisar antara 1-2 tahun. Oleh karena itu, untuk mencegah penurunan/kerusakan mutu gula mentah, sangat penting untuk menghindari kondisi yang tidak diinginkan selama penyimpanan dan pengkapalan. Karena penyimpanan mempengaruhi mutu gula mentah maka pengetahuan tentang dampak kondisi penyimpanan gula mentah sangat diperlukan untuk meminimalkan penurunan mutu/kerusakan selama penyimpanan.
Masalah- masalah dalam penanganan gula mentah akan terjadi jika ada gumpalan/ lump rusak. Gumpalan seperti ini biasanya terlewati ketika disampling, sehingga akan memberikan mutu gula yang palsu.
Gumpalan biasanya dilakukan oleh operasi sentrifugal yang rendah, air dalam gula, dan kondisi suhu dan kelembaban gudang yang tidak stabil.
a) Kandungan air (moisture), angka keamanan (safety factor), dan indicator pengenceran (dilution indicator)
Level kandungan air di lingkungan sekitar kita langsung berpengaruh terhadap mutu gula mentah dalam gudang. Level moisture di udara sekitar kristal akan mengubah moisture content dalam gula mentah dengan cepat. Safety factor dan Dilution indicator, dimana berhubungan dengan moisture content gula mentah, menunjukan kriteria mutu gudang gula mentah.
Colonial sugar company, Australia, menyarankan safety factor tidak lebih dari 0,333%. Sehingga untuk mencegah kerusakan sukrosa, moisture content tidak boleh lebih dari 33% dari total bahan bukan gula yang terdapat dalam gula mentah.
Dilution indicator, merupakan cara lain untuk menyatakan hubungan antara moisture dan bahan non polarisasi (bahan bukan gula)
DI berhubungan dengan SF, DI=33 maka SF= 0,25
DI= 50 maka SF= 33
Sebagai acuan: ketika SF< 0,25, kerusakan gula mentah karena pertumbuhan mikrobia dapat dihentikan.
b) Kesetimbangan kelembaban relative (Equilibrium relative humidity, ERH). Moisture dalam gula akan segera mencapai kesetimbangan dengan moisture yang terkandung dalam udara sekitar kristal. Moisture akan berpindah masuk atau keluar gula menurut kesetimbangan kelembaban relative udara sekitar gula.
ERH gula mentah, didefinisikan sebagi titik dimana gula berada dalam kesetimbangan dengan kelembaban relative atmosphere dan tidak mengambil atau mengeluarkan moisture ke udara sekitar pada suhu tersebut.
Kelembaban relative yang cocok untuk penyimpanan gula adalah 65- 70 %. Jika kelembaban udara lebih besar dari ini maka gula akan menyerap moisture dan angka aman (safety factor) akan berada di luar daerah aman. Ini akan memberi kesempatan serangan mikrobia yang akan memberikan kerusakan gula yang cepat.
Jika kelembaban relative kurang dari ini, maka akan menyebabkan moisture dalam gula menguap dan lapisan sirup/ tetes akan mencapai titik supersaturation, menyebabkan pembentukan kristal dalam lapisan sirup. Karena kristal gula tumbuh, maka kristal gula ini cenderung untuk berikatan/ bertautan satu sama lain bersama- sama, menghasilkan gumpalan/ “prongkolan gula” (caking/hardening)
Sehingga sangat penting, untuk menjaga RH didekat kondisi titik kesetimbangan sehingga gula tidak akan menyerap atau mengeluarkan moisture selama penyimpanan.
Kondisi penyimpanan dalam gudang sangat menentukan mutu gula mentah, terutama jika penyimpanan dilakukan dalam jangka panjang. Untuk mencegah gula dari kerusakan, gudang harus tertutup rapat untuk mencegah kebocoran udara dan unruk menjamin sekecil moisture datang kontak dengan gula.
c) Suhu
Pengaruh yang nyata dari suhu terhadap mutu gula adalah pembentukan warna gula mentah yang tersimpan. Gula mentah harus didinginkan secukupnya untuk mencegah terjadinya drop polarisasi dan peningkatan warna. Penurunan pol, drop pH dan peningkatan warna terjadi pada suhu yang tinggi. Dari hasil penelitian, diketahui terjadi peningkatan warna di bagian dalam tumpukan gula dua kali lebih besar dibanding di permukaan. Suhu di dalam tumpukan gula mencapai dua kali suhu rata- rata. Efek dari suhu yang tinggi akan menyebabkan terbentuknya warna karena destruksi sukrosa, sehingga disarankan agar suhu penyimpanan serendah mungkin selama penyimpanan.
d) Gula mentah curah
Sudut tidur ideal tumpukan/ timbunan gula mentah adalah 400, sudut luncur sekitar 350 dan sudut longsor 550 .
C. Karakteristik gula mentah
a. Lapisan tetes (molasses film)
Gula mentah yang ada di pabrik rafinasi merupakan campuran dari bermacam- macam ukuran kristal gula yang dikelilingi/dilapisi oleh tetes yang berasal dari kristalisasi/ masakan terakhir di pabrik gula mentah.
Beberapa karakteristik gula mentah yang dipengaruhi oleh adanya tetes juga dugunakan untuk menunjukan perubahan mutu selama penyimpanan seperti warna dan moisture (kadar air)
b. Karakteristik yang diinginkan
Beberapa pertimbangan yang terkait dengan gula mentah, untuk meminimalkan kehilangan dalam penyimpanan, adalah sebagai berikut:
i. Bebas dari bahan tidak terlarut, misalnya bagasillo dan tanah
ii. Ukuran kristal seragam dan bebas dari konglomerat
iii. Terlapisi oleh lapisan tetes asal (belum dicuci)
iv. Angka keamanan < 0,25 untuk menghindari kerusakan gula
v. Diproduksi dalam kondisi tersanitasi untuk meminimalkan kantaminasi mikrobia
c. Pengaruh proses sentrifugasi ( purging ) gula mentah
Purging efficiency (PE) adalah merupakan indikasi jumlah tetes yang terpisahkan selama proses purging.
EP = Purging efficiency
Ini merupakan angka pengawasan yang penting untuk menentukan efisiensi operasi bagian low grade dari pabrik gula mentah.
Penentuan PE adalah merupakan suatu cara untuk mencapai pemisahan maksimal dari impurities (pengotor) bersamaan dengan minimalisasi terikutnya gula dalam tetes selama proses purging.
d. Pengaruh sifat massecuite dan perlakuan
Koefisien variasi yang tinggi akan mempengaruhi pembilasan/dissolution selama proses purging. Keberadaan dextran, juga akan meningkatkan viskositas masakan dan menyebabkan pemisahan lapisan tetes menjadi sulit.
.Dalam centrifugal batch, penyebab utama situasi ini adalah penutupan saluran pengeluaran akibat kristal lembut dalam masakan.