Pengeringan Siklodektrin
A. Pernyataan Masalah
3. Alternatif Proses Akhir
a. Proses Akhir Tanpa Pemurnian
Campuran Siklodekstrin yang dihasilkan dari proses siklisasi, langsung dikeringkan, sehingga menghasilkan tepung siklodekstrin yang masih tercampur dengan bahan lain seperti: sisa substrat, dekstrin, gula sederhana maupun enzimnya.
Pengeringan siklodekstrin dapat dilakukan dengan beberapa cara, diantaranya yaitu : dengan oven pengering dan pengering vakum. Siklodekstrin yang masih basah dengan kadar air lebih dari 18 % mengakibatkan siklodekstrin tidak tahan lama karena kerusakan akibat mikroorganisme. Neraca massa proses pengeringan dapat dilihat pada Gambar 7.
Siklodekstrin kasar cair (crude Cyclodextrin)
1167 kg
INPUT PROSES OUTPUT
Pengeringan
Siklodekstrin kering kasar (crude Cyclodextrin) dengan
Kadar air 15 % Kadar siklodekstrin 51 %
205.4 kg Air (yang harus dihilangkan dari
campuran) 961.6 kg
Gambar 7. Neraca Massa Proses Pengeringan Siklodekstrin.
Bahan yang masuk ke dalam proses pengeringan sebesar 1164 kg dengan kadar air sebesar 85 %. Pengeringan harus dapat menghilangkan air sebesar 961,6 kg sehingga akan mendapatkan produk dengan kadar air 15 %. Produk yang didapatkan adalah sebesar 205,4 kg dengan kadar siklodekstrin sekitar 51 %.
b. Proses Akhir dengan Pemurnian
Pemurnian dapat dilakukan dengan ultrafiltrasi dua tahap. Tahap pertama dilakukan dengan membran yang berukuran lebih kecil dari siklodekstrin yaitu 800 Da, hal ini untuk menyaring molekul yang lebih besar seperti gula sederhana. Pada tahap kedua dilakukan dengan ukuran pori 1500 Da untuk menghilangkan molekul yang lebih besar daripada siklodekstrin, seperti sisa pati dan enzim. Setelah dimurnikan, siklodekstrin tersebut dikeringkan seperti pada proses tanpa pemurnian.
Bahan yang masuk kedalam proses adalah campuran yang terdiri dari 18.22 % siklodekstrin, bahan lain yang terdapat dalam campuran tersebut adalah sisa substrat, air, gula sederhana, dan enzim. Hasil dari proses pemurnian adalah campuran siklodekstrin yang masih mengandung -Siklodekstrin -siklodekstrin dan -siklodekstrin.
Bahan yang masuk adalah sebesar. Perkiraan neraca massa proses pemurnian dan pengeringannya digambarkan dalam Gambar 8. Neraca massa in masih dalam perkiraan sehingga memerlukan penelitian yang lebih mendalam sehingga validitas datanya dapat dipertanggungjawabkan.
Siklodekstrin kasar cair (crude Cyclodextrin)
1167 kg
INPUT PROSES OUTPUT
Pengeringan
Siklodekstrin murni dengan Kadar air 15 %
123.25 kg
Air (yang harus dihilangkan dari campuran) 576.75 kg Ultrafiltrasi tahap 2 Ukuran Pori 1400 Da Ultrafiltrasi tahap 1 Ukuran pori 800 Da Filtrat 187 kg 15 % gula sederhana Retentat 280 kg 15 % dekstrin dan padatan
lain
Gambar 8. Neraca Massa Proses Pemurnian dan Pengeringan Siklodekstrin
C. Desain Peralatan Produksi 1. Peralatan Pembuatan Pati
Seperti pada desain yang disebutkan pada sub B di atas, proses pembuatan pati melewati 5 proses, yaitu penumpukan, pencucian, pemarutan, ekstraksi dan pemurnian. Resume peralatan yang diperlukan disebutkan pada Tabel 3.
Tabel 3. Peralatan untuk Proses Pembuatan Pati
No Nama Alat Kapasitas Jumlah Alat Referensi
1 Timbangan - 1
-2 Bak Pencucian 166.65 kg 1
-3 Jahn-Type Rasper 2500 kg/jam 1 AP4 Fateta-IPB 4 Vibrating Screen
Tangki susu pati
-175 kg 1 1 AP4 Fateta-IPB AP4 Fateta-IPB 5 Auto brush strainer
Nozzle seprator Tangki susu pati Rotary screen -1 1 1 1 AP4 Fateta-IPB AP4 Fateta-IPB AP4 Fateta-IPB AP4 Fateta-IPB
a. Penumpukan
Proses penumpukan memerlukan sebuah tempat yaitu gudang untuk menyimpan. Selain itu, timbangan juga diperlukan untuk menimbang umbi yang akan diproses, sehingga kebutuhan bahan pembantu dan utilitas untuk proses selanjutnya dapat diperhitungkan dengan tepat.
b. Pencucian
Alat yang dipergunakan untuk proses pencucian alat pencuci dan pompa air. Mesin pencuci berupa drum berlubang yang dicelupkan ke dalam bak air. Umbi yang dimasukkan secara manual didorong ke depan dengan pembersih spiral, yang dipasang pada pusat tangkai berputar.
Air secara terus-menerus dialirkan melalui bak sehingga kotoran dapat dihilangkan. Setelah dicuci, umbi yang sudah bersih dibawa ke mesin pemarut secara manual. Proses pencucian dengan alat ini dapat dilakukan dengan kecepatan 2000 kg/jam. Waktu tinggal umbi pada bak pencucian minimal 5 menit sehingga diperlukan bak yang dapat menampung minimal 166.65 kg umbi dan 1000 kg air. Dengan asumsi kemampuan pompa adalah 100 kg/menit jumlah maka diperlukan 2 buah.
c. Pemarutan
Jahn type rasper merupakan alat pemarut yang sering digunakan pada industri pati. Alat ini berupa drum berputar yang mempunyai diameter sekitar 40-50 cm dan panjang 30-50 cm dengan mata pisau yang disusun berjajar secara logitudinal pada setiap lekukannya. Mata pisau tersebut mempunyai 8-10 jajar per cm dan berjarak 6-10 mm antar pisau. Kecepatan optimumnya 1000 rpm. Umbi yang dihancurkan masih berupa serat kasar sehingga dihancurkan lagi dengan pisau yang berjumlah lebih banyak (10-12 pisau per cm). Mesin pemarut ini digerakkan dengan motor berkapasitas 0,75 KW. Serat yang dihasilkan ditampung dalam tangki dan ditambah dengan air untuk mempermudah transfer dengan pompa dengan perbandingan 2 bagian air :1 bagian serat. Alat ini mempunyai kapasitas pemarutan 2500 kg/jam.
d. Ekstraksi
Peralatan ekstraksi yang diperlukan adalah vibrating screen dan tangki susu pati mentah. Proses pemisahan pada alat ini dibantu dengan aliran air. Pada umumnya ayakan di dalam vibrating screen disusun secara bertingkat, yaitu 3-6 tahap dalam satu seri. Ukuran slot pada ayakan rata-rata 0.75 µm. Ayakan tersebut terbuat dari bahan stainless steel.
e. Pemurnian
Cara lain pemisahan yang hanya memerlukan waktu yang relatif singkat adalah dengan alat-alat seperti berikut : autobrush strainer, nozzle separator, sedangkan penyaringan dilakukan dengan rotary fine screen separator. Auto brush strainer berfungsi untuk menghindari terjadinya blocking pada nozzle separator. Nozzle separator berfungsi untuk memekatkan dan mencuci susu pati. Prinsip kerja alat ini adalah gaya sentrifugasi dan gravitasi sedimentasi. Material yang keluar dari nozzle separator ditampung di dalam concentrated starch milk tank untuk dipekatkan. Setelah konsentrasi lebih dari 21 oBe , kemudian slurry ini disaring dengan rotary fine screen. Ukuran saringan pada fine screen adalah 160-180 mesh. Jumlah pompa yang diperlukan adalah 8 buah.