Proses Pembuatan Gula Rafinasi

(1)

Proses rafinasi yang digunakan dalam pabrik gula rafinasi bervariasi tergantung pada bahan yang diolah produk yang dikehendaki dan pertimbangan lain sesuai kondisi lokal. Namun demikian secara garis besar dapat diuraikan menjadi stasiun sebagai berikut . Tahap pertama pemurnian gula yang masih kasar adalah pelunakan dan pembersihan lapisan cairan induk yang melapisi permukaan kristal dengan proses yang dinamakan dengan afinasi. Tujuan afinasi adalah mencuci kristal GKM (raw sugar) agar lapisan molases yang melapisi kristal berkurang sehingga warnanya semakin ringan atau warna ICUMSA lebih kecil. Pencucian dilakukan dalam mesin sentrifuga yaitu setelah GKM dicampur dengan sirup menjadi magma. Penurunan warna yang dicapai pada stasiun ini berkisar 30-50 %. Kristal yang telah dicuci dilebur dengan mencampur dengan air atau sweet water

menghasilkan leburan(liquor) dengan brix sekitar 65.

Gula kasar dicampur dengan sirup kental(konsentrat) hangat dengan kemurnian sedikit lebih tinggi dibandingkan lapisan sirup sehingga tidak akan melarutkan kristal, tetapi hanya sekeliling

cairan(coklat). Campuran hasil(magma) di-sentrifugasi untuk memisahkan kristal dari sirup sehingga kotoran dapat dipisahkan dari gula dan dihasilkan kristal yang siap untuk dilarutkan sebelum proses karbonatasi.

Cairan yang dihasilkan dari pelarutan kristal yang telah dicuci mengandung berbagai zat warna, partikel-partikel halus, gum dan resin dan substansi bukan gula lainnya. Bahan-bahan ini semua dikeluarkan dari proses.

Gambar: Proses afinasi gula rafinasi

Sumber: slide kuliah kimia & masyarakat, Arimulyo Nugroho(2009)

Tahap selanjutnya adalah proses klarifikasi. Pengoperasian unit ini bertujuan untuk membuang semaksimal mungkin pengotor non sugar yang ada dalam leburan(melt liquor). Ada dua pilihan teknologi yaitu fosflotasi dan karbonatasi, keduanya banyak dipakai, fosflotasi pada umumnya dan beberapa di Asia sedangkan selebihnya menggunakan teknologi karbonatasi, termasuk pabrik rafinasi di Indonesia.

Pada proses ini digunakan asam fosfat dan kalsium hidroksida yang akan membentuk gumpalan (primer) kalsium fosfat, reaksi ini berlangsung di reaktor. Penambahan flokulan(anion) sebelum tangki aerator dilakukan untuk membantu pembentukan gumpalan sekunder yang terbentuk dari

(2)

gumpalan-gumpalan primer yang terikat oleh rantai molekul flokulan. Pembentukan gumpalan sekunder dapat menjerap berbagai pengotor : zat warna, zat anorganik, partikel yang melayang dan lain-lain. Untuk memisahkan gumpalan tersebut oleh karena dalam media liquor yang kental(brix: 65-70) maka gumpalan tidak diendapkan melainkan diambangkan. Proses pengambangan

berlangsung dengan bantuan partikel udara yang dibangkitkan dalam aerator, proses pengambangan terjadi pada clarifier. Pada clarifier ini juga pemisahan gumpalan yang

mengambang(scum) terjadi, yaitu dengan sekrap yang berputar pada permukaan clarifier dan menyingkirkan scum ke kanal yang dipasang pada sekeliling clarifier.Tahap pertama pengolahan cairan(liquor) gula berikutnya bertujuan untuk membersihkan cairan dari berbagai padatan yang menyebabkan cairan gula keruh. Pada tahap ini beberapa komponen warna juga akan ikut hilang.

Karbonatasi dapat diperoleh dengan menambahkan kapur/lime ke dalam cairan dan mengalirkan gelembung gas karbondioksida ke dalam campuran tersebut. Gas karbondioksida ini akan bereaksi dengan kapur membentuk partikel-partikel kristal halus berupa kalsium karbonat yang

menggabungkan berbagai padatan supaya mudah untuk dipisahkan. Supaya gabungan-gabungan padatan tersebut stabil, perlu dilakukan pengawasan yang ketat terhadap kondisi-kondisi reaksi. Gumpalan yang terbentuk tersebut akan mengumpulkan sebanyak mungkin materi-materi non gula, sehingga dengan menyaring kapur keluar maka substansi-substansi non gula ini dapat juga ikut dikeluarkan. Setelah proses ini dilakukan, cairan gula siap untuk proses selanjutnya berupa penghilangan warna.

Selain karbonatasi, teknik yang lain berupa fosfatasi. Secara kimiawi teknik ini sama dengan karbonatasi tetapi yang terjadi adalah pembentukan fosfat dan bukan karbonat. Fosfatasi merupakan proses yang sedikit lebih kompleks, dan dapat dicapai dengan menambahkan asam fosfat ke cairan setelah liming seperti yang sudah dijelaskan di atas.

Gambar: Proses karbonatasi gula rafinasi

Tahap selanjutnya adalah penghilangan warna. Untuk menghilangkan zat warna dapat dilakukan dengan beberapa cara diantaranya dengan granula karbon aktif. Kandungan karbon aktif sekitar 60% dan dicampur dengan 5% MgO untuk mencegah turunnya pH. Karbon aktif ini dapat digunakan selama 3-6 minggu tergantung dari kualitas dan jumlah bahan yang masuk.

(3)

Kemampuan karbon aktif dalam mereduksi zat warna sangat tinggi, namun bahan ini tidak mampu menghilangkan zat anorganik yang terlarut. Selain itu digunakan juga bone char. Bahan ini terdiri dari campuran 90 % kalsium fosfat dan 10 % karbon yang dibuat dari tulang-tulang binatang ternak dipanaskan pada suhu 700 oC. Bone char dapat digunakan selama 4-5 hari kemudian di regenerasi kembali. Meskipun kemampuan mereduksi zat warna tidak sebaik karbon aktif namun mampu mereduksi kotoran zat anorganik.

Bisa juga untuk menghilangkan warna ini digunakan resin penukar ion(ion- exchange resin). Bahan ini mudah diregenerasi dan dalam penggunaannya mempunyai kapasitas lebih besar dibandingakan dengan karbon aktif maupun bone char. Selain itu penggunaan air juga lebih efisien.

Ada dua jenis resin yang digunakan dalam rafinasi yaitu resin anion yang berfungsi mereduksi warna dan resin kation untuk menghilangkan senyawaan anorganik. Penggunaan resin senyawa akrilik lebih tahan dari resin stiren, namun resin akrilik kurang efektif dibanding resin stiren. Oleh sebab itu dalam proses dekolorisasi dianjurkan untuk menggunakan gabungan dua jenis resin ini secara seri, pertama sirup dilewatkan resin akrilik terlebih dahulu kemudian baru dilewatkan resin stiren. Pada umumnya stasiun dekolorisasi menghasilkan liquor dengan warna di bawah 300 IU sehingga dengan bahan tersebut dapat diproduksi gula rafinasi lebih rendah dari 45 IU.

Gambar: Proses penghilangan warna gula rafinasi

Dalam proses rafinasi terdapat beberapa macam zat warna yang terbawa atau terbentuk yaitu senyawaan fenolik. Senyawaan ini terdapat dalam tebu yang terbentuk dari hasil reaksi enzimatik flavonoid dan asam sinamat. Selain itu juga dihasilkan senyawa Melanoidins. Warna senyawa ini umumnya hitam, terbentuk dari reaksi antara gula reduksi dengan asam amino(Reaksi Maillard), terbentuk dalam proses. Senyawa karamel terbentuk dalam proses bila sukrosa mengalami pemanasan berlebihan sehingga terbentuk senyawaan yang berwarna. Warna yang dihasilkan bisa kuning, coklat atau hitam tergantung dari tingkatan reaksi selama pemanasan. Terakhir yang dihasilkan pada proses rafinasi adalah produk degdradasi gula invert. Meskipun kandungan glukosa dan fruktosa dalam proses rafinasi sangat kecil, namun senyawa ini mudah rusak oleh pemanasan terutama pada pH tinggi akan membentuk senyawaan polimer berwarna coklat yaitu

5-(hydroksimetil)-2-furaldehid.

Bahan utama kristalisasi adalah liquor yang sudah melewati tahap dekolorisasi. Liquor tersebut kemurniannya tinggi sehingga teknik kristalisasi berbeda dengan kristalisasi yang lainnya. Kristalisasi

(4)

(evapocrystalisation) dilakukan di bejana vakum(65 cm Hg) dengan penguapan liquor pada suhu sekitar 70-80 0C sampai mencapai supersaturasi tertentu. Pada kondisi tersebut dimasukkan bibit kristal secara hati-hati sehingga inti kristal akan tumbuh mencapai ukuran yang dikehendaki tanpa menumbuhkan kristal baru. Campuran kristal sukrosa dengan liquor disebut masakan. Pemisahan kristal dilakukan dengan cara memutar masakan dalam mesin sentrifugal menghasilkan kristal (gula A) dan sirup A. Selanjutnya sirup A dimasak seperti yang dilakukan sebelumnya menghasilkan gula B dan sirup B. Demikian seterusnya sehingga secara berjenjang menghasilkan gula A, B dan C yang masuk dalam katagori gula rafinasi.

Proses terakhir adalah proses pengeringan gula produk. 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.

Untuk gula produk dibuat dua jalur dengan tujuan agar dapat diproduksi dua macam produk misal GKR dan GKP pada waktu yang bersamaan. Pembuatan dua jalur dimulai dari stasiun sentrifugal, pengering gula penimbangan dan pengemasan.

Gambar: Proses pengeringan warna gula rafinasi

Produk dikemas dalam kantong polipropilen dengan linier, dengan berat gula 50 kg setiap kantong. Gula ditampung dalam sugar bin kapasitas 150 ton.

Sebagai standarisasi proses pembuatan gula rafinasi maka lembaga Standar Nasional Indonesia(SNI) mengeluarkan standar tertentu agar dipenuhi oleh setiap industri pembuatan gula rafinasi. Berikut adalah persyaratan dari SNI.

(5)