Blog Edukasi & Informasi | Gula Kristal Rafinasi | Episode #2 Proses Produksi Gula Kristal Rafinasi

Episode #2  |  Proses Produksi Gula Kristal Rafinasi

Proses produksi gula kristal rafinasi tentunya telah melewati beberapa proses tahapan dari awal persiapan bahan baku hingga sampai dengan proses pengemasan. Berikut ini adalah tahapan proses produksi gula kristal rafinasi.

Tahap Penyaringan (Screening)

Persiapan bahan baku merupakan tahap awal yang akan dilakukan sebelum dilakukan proses produksi. Bahan baku yang digunakan adalah gula mentah atau raw sugar. Raw sugar  yang disimpan dalam gudang selanjutnya dimasukan ke dalam hopper untuk diangkut menggunakan conveyor loading menuju ke raw sugar bin yang terletak di bagian proses. Sebelum dimasukan ke raw sugar bin, raw sugar yang diangkut menggunakan conveyor loading  akan dilakukan tahap penyaringan (screening).

Tahap Pelarutan kembali (Remelt)

Setelah tahap awal penyaringan (screening) dilakukan dan raw sugar dimasukan ke dalam  raw sugar bin yang berkapasitas ± 750 ton untuk kemudian dilakukan penimbangan untuk mengetahui berat bahan baku yang akan diproses untuk menghindari kelebihan kapasitas mesin yang dapat menghambat proses produksi dan memperlambat kerja mesin.  Raw sugar  yang telah melalui proses penimbangan kemudian masuk ke mingler untuk dilakukan pelarutan kembali (remelt). Mingler ini sendiri adalah merupakan saluran kanal atau saluran berbentuk U yang ada pengaduk jenis paddle atau ribbon.  

Tahap permulaan pengolahan raw sugar adalah proses afinasi yaitu penghilangan lapisan molasses yang melapisi kristal gula. Raw sugar dicampurkan dengan sirup bersuhu 70 °C dengan kemurnian sedikit lebih tinggi sehingga tidak melarutkan kristal. Proses afinasi bertujuan untuk memisahkan lapisan tetes (molasses) yang terdapat di permukaan kristal gula (raw sugar). Molase adalah cairan kental seperti sirup dan berwarna cokelat gelap atau cokelat kemerahan, bersifat asam, mempunyai pH 5,5-6,5 yang disebabkan oleh adanya asam-asam organik bebas. Lapisan tetes ini merupakan media pertumbuhan mikroba, yang akan menyebabkan kerusakan sukrosa dan selanjutnya berhubungan langsung dengan kehilangan/penurunan pol selama penyimpanan.

Proses afinasi dilakukan di palung pencampur yang disebut magma mingler yang dilengkapi dengan pengaduk (agigator). Hasil campuran antara raw sugar dengan sirup afinasi disebut dengan magma afinasi (afinated magma) yang kekentalannya pada brix 90-92%, bahan yang keluar dari mingler terdiri dari kristal gula dan larutan. Afinated magma kemudian menuju alat pemutar sentrifugal untuk disentrifugasi. Tujuannya adalah memisahkan lapisan molase dengan kristal gula. Alat pemutar sentrifugal dilengkapi dengan saringan dengan posisi miring sehingga gaya sentrifugal yang bekerja pada dinding menyebabkan kristal terdorong dan tertinggal dalam saringan sedangkan gaya tegak lurus pada saringan menyebabkan molase terdorong keluar menembus saringan.

Hasil dari proses sentrifugasi merupakan gula afinasi (afinated sugar) yang akan masuk ke screw conveyor untuk dialirkan ke melter, molase hasil sentrifugasi ditampung di tangki afinated syrup dan digunakan kembali untuk proses mingler. Di dalam melter terjadi proses peleburan afinated sugar dengan sweet water dalam tangki berpengaduk dan dipanaskan sekitar 82°C. Larutan gula yang keluar disebut dengan melt liquor diatur pada brix 65-67%. Kemudian raw liquor yang keluar dari melter turun dan masuk ke tangki raw liquor dan selanjutnya menuju proses karbonatasi.

Tahap Karbonasi

Proses karbonasi adalah salah satu metode pemurnian yang dapat memisahkan kotoran berupa koloida yang terdapat pada leburan gula. Proses tersebut juga dapat menyerap atau menghilangkan warna yang mempunyai berat molekul yang tinggi yang berasal dari raw sugar. Dengan pencampuran susu kapur dan gas karbondioksida yang ditambahkan pada raw liquor sehingga terbentuk gumpalan yang mengikat sebagian bukan gula.

Karbonasi merupakan reaksi yang terjadi akibat interaksi susu kapur Ca(OH)2 dan gas CO2 membentuk endapan senyawa kalsium karbonat CaCO3. Karbonasi bertujuan mengendapkan kotoran yang terlarut yang terdapat pada raw liquor. Bahan-bahan yang digunakan dalam proses karbonasi ini adalah raw liquor, susu kapur 25° brix, gas CO 2 dari cerobong boiler (kurang lebih 10%) dilewatkan pencuci gas untuk memisahkan abu dan jelaga serta uap pemanas bertekanan rendah sebagai pemanas. Proses karbonatasi dilaksanakan dalam tangki karbonasi yang di operasikan secara seri.

Proses karbonasi dilakukan dengan kondisi pH dan suhu yang terkendali, sehingga mempermudah proses pengendapan CaCO 3 . Endapan tersebut akan menyerap zat-zat bukan gula yang terdapat pada raw liquor. Proses karbonasi berlangsung di 2 tempat yaitu :

1. Tangki reaksi (reaction tank)

Di dalam reaction tank terjadi pencampuran antara raw liquor dengan susu kapur dengan perbandingan 10 : 1. Selama proses berlangsung bahan tersebut terus diaduk dan menghasilkan kondisi akhir larutan dengan pH 0-11 dan suhu 80-82°C yang akan dialirkan ke tangki karbonator.

     2. Tangki Karbonator (carbonator tank)

Hasil dari reaction tank dipisah di carbonator tank yang disusun secara seri yaitu tangki 1, 2, 3 dan dilakukan penambahan CO 2 yang berasal dari 19 pembakaran batubara dalam boiler. Penambahan CO 2 bertujuan untuk menurunkan pH.

Selanjutnya dilakukan proses penapisan. Ini dilakukan untuk memisahkan clear liquor (filtrat) dari endapan kalsium karbonat digunakan alat penapis berputar yang bertekanan yaitu rotary leaf filter. Tujuan proses penapisan yaitu menghasilkan clear liquor yang mengalami penurunan warna hingga 45-55% , penurunan kadar abu 20% (dari raw liquor), menghasilkan warna 600-800 IU dengan brix maksimal 67.5 dan suhu 80°C serta kemurnian filter cake rendah. Keuntungan dari alat penapis ini adalah karena bingkai-bingkai penapis ikut berputar sehingga filter cake yang terbentuk mempunyai ketebalan yang sama atau seragam. Endapan dengan ketebalan yang seragam akan mengurangi penggunaan air mengurangi kehilangan gula di dalam filter cake (blotong).

Dekolorisasi merupakan tahap akhir untuk menghilangkan komponen bukan gula. Dengan dekolorisasi maka kristal gula yang dihasilkan akan lebih putih (Nawansih, 2002). Tujuan dari proses ini adalah menghilangkan warna dan abu dari clear liquor dengan brix 60-65, suhu 80-85°C dan warna 800-1500 IU. Hasil yang diharapkan yaitu efisiensi penghilangan warna 70-90%, kadar abu 0.1 -0.15% bahan kering dan warna 100-150 IU.

Tahap Ion Exchanger

Pada tahapan penghilangan warna merupakan tahapan pemisahan terakhir sebelum di kristalkan. Dekolorisasi terjadi dalam tangki IER (ion exchange resin) menggunakan resin yang mempunyai sifat menyerap zat warna dengan prinsip pertukaran ion dikarenakan salah satu sifat dalam larutan gula yaitu bersifat anionik.

Setelah keluar dari kolom resin, fine liquor dialirkan melalui saringan yang kemudian masuk dalam tangki dan dipompa masuk ke dalam evaporator untuk proses evaporasi. Proses ion exchange resin yang terjadi dalam tangki IER dilengkapi dengan saringan (screening 200 mesh)

Tahap Penguapan atau Evaporasi

Evaporasi adalah proses pemisahan sebagian besar air dalam nira jernih hasil tahap proses pemurnian. Tahap penguapan sebagian air yang masih tersisa akan dilanjutkan pada tahap proses selanjutnya yaitu kristalisasi. Penguapan berarti mengubah fase cair menjadi fase uap. Proses penguapan ini bertujuan untuk proses kristalisasi dalam vacum pan.

Penguapan kadar air dengan mengalirkan panas pada bahan yang dilakukan secara vacum bertujuan agar suhu yang digunakan pada proses evaporasi tidak terlalu tinggi yaitu 60-65°C. Jika suhu yang digunakan terlalu tinggi maka kandungan sukrosa akan rusak. Setelah proses evaporasi selesai thick liquor turun ke dalam vacum pan yang kemudian masuk ke dalam proses kristalisasi, adapun proses evaporasi terjadi di evaporator.

Tahap Kristalisasi

Proses kristalisasi juga sering disebut pemasakan gula (sugar boiling) yang biasanya dilakukan di dalam evaporator vakum efek tunggal yang khusus dirancang untuk dapat menangani bahan dengan viskositas tinggi. Tujuan utama kristalisasi adalah mengeluarkan gula sebanyak mungkin dari nira kental dengan cara yang cepat dan ekonomis dengan kualitas yang memenuhi keinginan industri pengguna gula kristal rafinasi.

Proses kristalisasi adalah proses pembentukan gula kristal dengan penambahan bibit gula atau fondant. Tujuan dari proses kristalisasi adalah merubah sakarosa yang terlarut dalam thick liquor menjadi kristal gula yang kemurnian, warna, dan besar butirnya memenuhi persyaratan gula rafinasi. Kelarutan gula sangat berpengaruh terhadap proses kristalisasi gula, semakin murni kelarutan gula maka semakin mudah mengkristal.

Kristalisasi terjadi pada vacum pan yaitu penguapan lebih lanjut dengan memberi panas pada bahan sehingga gula mengalami kondisi sangat jenuh. Saat kondisi lewat jenuh diberikan bibit kristal (fondant) untuk membantu mempercepat proses pengkristalan. Jumlah bibit yang digunakan tergantung pada banyaknya larutan yang dimasak dan juga mutu larutan. Semakin rendah mutu maka fondant semakin banyak. Kecepatan masak dipengaruhi oleh kepekatan (brix) larutan thick liquor, semakin pekat maka pemasakan semakin cepat. Thick liquor yang sudah mengalami proses kristalisasi disebut dengan masakan (mascuite) yang menjadi sasaran dalam proses kristalisasi adalah warna gula produk masuk dalam kualitas R1 dan R2.

Masakan dan gula yang dihasilkan dari proses recovery adalah crop atau sering disebut dengan masakan C1, C2, C3, C4. Proses memasak perlu dilakukan secara efektif dan efisien, untuk mencapai sasaran tersebut diperlukan alat pengaduk guna memperoleh keadaan yang homogen sehingga proses memasak dapat dilakukan dengan tepat dan cepat. Sistem memasak pada umumnya menggunakan straight boiling system.

Tahap Sortasi

Kristal gula yang diturunkan dari mesin sentrifugasi masih mengandung air sekitar 2%. Agar gula aman untuk disimpan, maka perlu dikeringkan dahulu sampai kadar air 0,2-0,3% agar tidak ditumbuhi mikroorganisme atau mengalami hidrolisis selama penyimpanan. Pengeringan gula biasanya dilakukan dalam talang goyang. Talang goyang ini sekaligus juga berfungsi sebagai sortasi ukuran gula.

Sortasi merupakan kegiatan yang dilakukan dengan tujuan memisahkan produk yang baik dengan yang buruk atau kegiatan yang memisahkan produk berdasarkan tingkat keutuhan atau kerusakan produk, karena cacat mekanis atau alami. Jadi sortasi merupakan proses pengklasifikasian bahan berdasarkan sifat fisik. Pada kegiatan sortasi, penentuan mutu biasanya didasarkan pada kebersihan produk, ukuran, bobot, warna, bentuk, kesegaran dll.

Prinsip sortasi menggunakan mesin, tentu mengacu pada sifat-sifat fisik, ini merupakan dasar sortasi secara mekanis. Sifat-sifat itu meliputi: berat, ukuran, bentuk, karakteristik.

Tahap Pengemasan

Pengepakan dimulai dengan menurunkan gula produk dari tangki penampung, gula produk masuk ke dalam timbangan gula otomatis dengan berat gula 50 kg setiap kali penimbangan. Gula yang sudah ditimbang dimasukkan ke dalam karung plastik dan menggunakan conveyor yang telah berisi gula diturunkan dan dibawa ketimbangan pengontrol berat untuk dikontrol beratnya dan selanjutnya karung berisi gula dibawa ke alat jahit karung.

Pekerjaan menimbang gula hingga ketimbangan dilakukan secara otomatis dengan bantuan instrument. Karung gula yang sudah dijahit dikirimkan ke gudang gula produk menggunakan ban berjalan yang kemudian untuk ditimbun dalam gudang penyimpanan gula produk sebelum dikirim ke industri pengguna gula kristal rafinasi.

Agri 2021