GULA SEMUT MINAHASA SELATAN

Gula aren dengan teknologi masakan hampa terpasang di Minahasa Selatan menghasilkan gula organik kristal (gula semut) untuk meningkatkan kesejahteraan penderes nipah.


Barometric condenser untuk penghampaan.


Penguap dan consentrator.

PENGUAPAN DAN MASAKAN PABRIK GULA MINI

Penguapan pada pabrik gula mini dilakukan dalam pesawat penguap hampa dengan sistem operasi single effect dan atau double/triple effect
Pemilihan sistem operasi lebih menitik beratkan ke kwalitas produk penguapan, karena dengan single produk dari nira jernih sampai menjadi syrup tidak menerima panas berlebihan sehingga dihasilkan syrup siap konsumsi dengan warna straw yellow atau kuning muda cerah. atau double/triple effect untuk syrup yang akan dilanjut ke proses gula Kristal.
Di bagian bawah pesawat penguap dihubungkan tangki penampung syrup hampa yang terhubung dengan balancing pipe untuk memudahkan pengeluaran syrup

Standart/procedure operasi.
1.Persiapan.
Persiapan meliputi persiapan alat utama dan alat bantu, utamanya kondisi kevacuuman harus sudah dicapai untuk operasi Diatas 40 cm kolam air raksa (untuk operasi double effect badan 1 dengan vacuum 20 cm kolom air raksa badan 2 dengan vacuum 50-55 cm kolom air raksa), periksa tekanan ketel apa sudah siap, alat bantu meliputi boume hydrometer atau refractometer dll.
2.Memasukan nira dan uap.
Buka katup nira masuk dan katup uap untuk memulai proses penguapan, ikuti kondisi kevacuuman, biasanya awalnya selalu diikuti dengan turunnya vacuum .
3.Operasi single effect.
Dengan asumsi jumlah air yang diuapkan 2/3 bagian maka dapat diperkirakan apakah tujuan penguapan sudah dicapai, apabila brix sudah dicapai tutup kran uap, buka kran keseimbangan vacuum dan selanjutnya buka kran pengeluaran syrup, semua tahapan operasi penguapan dicatat dalam buku penguapan meliputi start penguapan, waktu penguapan, kevacuuman dan hasil penguapan, sedangkan untuk operasi multiple effect proses penguapan dapat berlangsung kontinu.
4.Memindahkan syrup dari tangki vacuum.
Buka kran udara agar tekanan sama dengan tekanan udara luar kemudian jalankan pompa syrup.
5.Pembersihan.
Setiap selesai operasi pesawat penguap harus dibersihkan dengan mengisi air kedalamnya dan dipanasi dengan sisa uap yang ada kemudian keluarkan.


Pemasakan gula pada pabrik gula mini agak menyimpang dari proses pemasakan gula pada pabrik gula besar, beberapa perbedaan praktis antara lain, dapat memasak gula hanya dengan menggunakan satu unit pan masakan tanpa harus melakukan cut over/ potong/pindah sebagian ke pan lainnya, tidak menggunakan bibit fondan (gula yang sangat halus dilarutkan dalam alcohol) dan dapat di operasikan untuk pemasakan gula cetak/ non centrifugal, tetapan tetapan tersebut dengan berbagai pertimbangan
1.Single pan dengan cut over.
Pendekatannya adalah agar biaya investasi rendah, untuk kapasitas tertentu hanya cukup dibuatkan satu unit pan masakan saja, sudah dapat dioperasikan untuk memproduksi gula, cut over dilakukan dengan menurunkan 50% massecuite dalam pan masakan ke palung kristaliser, sisanya dlam pan divacuum kembali dan disi lagi dengan syrup untuk pembesaran.
2.Magma seeding.
Bibit yang digunakan adalah gula tanpa dihaluskan yang dilarutkan dengan syrup yang lazim disebut magma, tetapan ini berdasar pemikiran agar waktu proses pemasakan lebih cepat karena tidak menunggu pertumbuhan kristal dari kondisi yang sangat halus, ibarat memelihara sapi tidak membeli sapi yang sangat kecil tetapi sapi yang sudah agak besar tinggal menggemukkan, sehingga waktunya lebih singkat dan tidak perlu banyak kandang untuk pembesaran disamping juga karena pemberian bibit dalam kisaran 5% dari taksiran hasil masakan maka walaupun sedikit ada kenaikan kemurnian dari massecuite, pertimbangan lainnya yalah dengan membuat magma sebagai bibit maka tidak memerlukan skill operator yang sudah berpengalaman karena kemungkinan larutnya bibit akibat kesalahan waktu memasukkan hampir hampir tidak pernah terjadi, kekurangan dari methode ini memang seolah boros dengan gula yang dijadikan bibit, tetapi seperti diketahui gula bibit yang dimasukkan tidak hilang dan akan keluar lagi bersama dengan massecuite hasil masakan.
3.Skema dua atau tiga masakan dimana masakan terakhir adalah gula merah.
Skema masakan sangat flexible tergantung dari kemurnian syrup yang didapat (awalnya tergantung dari kondidi tebu yang digiling), dapat dilakukan pertama masak syrup menjadi gula putih dan kedua masak syrup A/tetes A/ stroop A menjadi gula merah atau pertama masak syrup menjadi gula putih dan kedua masak syrup A/tetes A/ stroop A menjadi gula putih dan ketiga masak syrup D/ tetes D/ Stroop D menjadi gula cetak atau stroop D di keluarkan sebagai tetes akhir/ final molasse.

Kontrol utama pemasakan hanya pada temperature dan tingkat kevacuuman, dengan limitasi vacuum min 60 cm kolom air raksa proses pemasakan dapat dilakukan,

Pan masakan pabrik gula mini Kediri




Standart/procedure operasi.
Proses masakan merupakan bagian dari proses yang relative sulit dan tidak ada batasan yang pasti, misalnya kapan bibit gula harus dimasukkan, bagaimana methode pemasukannya, kapan dilakukan manipulasi air dll, sehingga masakan adalah seni membuat gula.
1.Persiapan.
Kondisi vacuum minimal 64 cm kolom air raksa harus sudah dicapai, tekanan uap ketel memenuhi minimal 0,8 kg/cm2.
2.Start
Buka katup syrup masukkan syrup kedalam pesawat masakan diikuti dengan pembukaan katup uap.
3Chek kepekatan untuk pembibitan.
Karena tidak dilengkapi dengan peralatan modern maka pengujian kepekatan dilakukan dengan test benangan, ambil setetes mssecuite dari pan masakan melalui stick prof, kemudian pegang dengan ibu jari dan jari telunjuk , apabila terjadi benangan 2 sd 2,5 cm maka bibit siap dimasukkan, kondisi ini kira kira pada brix 84.
4.Memasukkan bibit.
Masukkan bibit gula yang telah disiapkan , pada saat pembibitan kecilkan bukaan katup uap.
5.Pembesaran kristal.
Selalu amati perkembangan pertumbuhan kristal melalui stick prof, apabila telah rapat tarik syru tambahan kedalam pesawat masakan, penarikan bias dilakukan kontinu, sedikit demi sedikit atau dalam jumlah yang besar tiap kali tarikan tergantung dari kondisi uap, kondisi syrup dan hasil yang diinginkan.
6.Bilasan/ manipulasi air.
Melalui stick prof dapat dirasakan kondisi stroop sekitar kristal apakah sudah ringan atau masih pekat, kalau masih pekat berarti kandungan gula masih tinggi tetapi karena kondisinya sudah pekat maka gerakan kristal dalam massecuite menjadi kurang bebas dan pertumbuhan kristal menjadi lambat, masukkan air hangat untuk mengencerkan agar pergerakan kristal lebih baik untuk menormalkan keccepatan pertumbuhan kristal dan menghabiskan kadar gula dalam strop agar menempel ke kristal yang telah terbentuk.
7.Kondisi tidak normal.
Akibat kwalitas tebu dan perlakuan sebelumnya sangat mungkin pada masakan terjadi dextranage ditandai dengan kepekatan massecuite yang seperti jelly tidak bisa PERO , masukkan surfactant dengan dosis yang sesuai dan lakukan bilasan air beberapa kali.
8.Menurunkan hasil maskan.
Siapkan kristaliser penampung hasil masakan yang disebut massecuite, hidupkan pengaduk lambat kristaliser tutup saluran outlet ke kristaliser pembagi, buka kran bawah agar gula yang membeku dan menyumbat dibawah terangkat (dijegluk), buang vacuum dengan membuka katup bukaan vacuum kecilkan sedikit kran uap kemudian buka katup pengeluaran yang terletak dibawah pan masakan, juga buka semua katup yang ada diatas dari katup pemasukan nira, katup pemasukan bibit dan katup pemasukan air agar tidak terjadi pembekuan sisa massecuite didalamnya, cut over dilakukan dengan menurunkan separo isi cooking pan dan dengan sisa separo dilakukan penghampaan kembali dan dilakukan pembesaran kristal dengan penambahan syrup.
9.Pembersihan.
Setelah semua massecuite diturunkan ke kristaliser lakukan pembersihan pan masakan, kecuali akan dipakai lagi.



Gula produksi 2007.

PEMURNIAN PADA PABRIK GULA MINI

Berangkat dari pemurnian pengrajin tradisional dan merefer pada pemurnian pabrik gula besar serta pemurnian pabrik gula rafinasi maka pemurnian pada pabrik gula mini dipilih yang paling sederhana dan menguntungkan yaitu phospho defikasi dan defikasi phospho defikasi, sistem pemurnian yang sangat flexible.


1. Phospho Defikasi (Single purification) tahun 2006.
Tahap pemurnian yang diterapkan berurutan mulai dari pemanasan juice heater s/d temperature sedikit diatas 75 celsius dengan tujuan utama inactivasi jasad renik perusak gula, untuk nira yang berasal dari tebu normal (kemasakan optimal, tidak terlambat pengiriman) yang di indikasikan oelh pH nira terukur mendekati 6 dilakukan penambahan larutan asam phosphat dalam kisaran 200 ppm bersamaan dengan penambahan susu kapur sampai pH sekitar neutral, disertai pengadukan dengan marine blade dan dikuti dengan pemberian larutan polymer dengan dosis 5 – 20 ppm untuk percepatan pengendapan selanjutnya di diamkan untuk proses pengendapan dalam settling tank dalam waktu tidak lebih dari 60 menit. Nira jernih dialirkan melalui bagian atas sedangkan nira kotor dialirkan kedalam tangki nira kotor untuk dilakukan filtrasi dengan clotch filter press yang menghasilkan filtrat yang dimasukkan ke dalam tangki nira jernih dan blotongnya dikumpulkan dalam tempat penampungan blotong.



Pemurnian tahun 2006


Nira setelah dimurnikan



Pemurnian thn 2007 .

Alur pemurnian 2006 – 2007.




Cloth filter

2. Defikasi phospho defikasi ( double purification) rencana operasi tahun 2008.
Tahap pemurnian yang diterapkan berurutan mulai dari pemanasan juice heater s/d temperature sedikit diatas 75 celsius dengan tujuan utama inactivasi jasad renik perusak gula, langsung dilakukan netralisasi dengan larutan susu kapur dalam tangki reaksi defikasi dengan pengadukan marine blade sampai pH diatas netral ( 7.5 – 8) dan dikuti dengan pemberian larutan polymer dengan dosis 3 – 20 ppm untuk percepatan pengendapan selanjutnya di diamkan untuk proses pengendapan dalam settling tank dalam waktu tidak lebih dari 60 menit, dalam tangki pengendapan bagian jernih dialirkan kedalam tangki nira jernih pertama untuk dilakukan proses ulangan dengan pemanasan ulang melalui juice heater kedua s/d temperature sedikit diatas 75 celsius dengan tujuan agar didapatkan hasil pemurnian yang lebih baik kemudian dilakukan penambahan larutan asam phosphat disertai pengadukan dengan marine blade s/d pH 5.4 dalam waktu yang singkat, dan untuk menghindari terjadinya kerusakan sucose akibat inversi langsung dilakukan netralisasi dengan larutan susu kapur dalam tangki reaksi defikasi dengan pengadukan marine blade sampai pH netral dan dikuti dengan pemberian larutan polymer anionic dan kationic untuk percepatan pengendapan selanjutnya di diamkan untuk proses pengendapan dalam settling tank dalam waktu tidak lebih dari 60 menit. Nira jernih dialirkan melalui bagian atas sedangkan nira kotor dialirkan kedalam tangki nira kotor untuk dilakukan filtrasi dengan clotch filter press yang


menghasilkan filtrat yang dimasukkan ke dalam tangki nira jernih dan blotongnya dikumpulkan dalam tempat penampungan blotong.




3. Rencana pengembangan pemurnian.
Peluang pengembangan akan dilakukan dengan treatment penukar ion single bed atau double bed dengan tujuan agar didapat harkat kemurnian yang lebih baik dan sudah mengarah kepada produk gula cair (liquid sugar).




Menyiapkan bahan pembantu pemurnian.
Dari terapan diatas disebutkan adanya larutan asam phosphat, larutan susu kapur dan larutan polymer , yang semuanya harus disiapkan sesuai standart operating prosedure mulai dari pemilhan sampai dengan persiapannya.

Larutan asam phosphat.
Pada abad 20 Mc Alllep dan Bromonti di Hawai meneliti bahwa nira tebu dengan kandungan P2O5 kurang dari 300 ppm agak susah dimurnikan jadi untuk mendapatkan nira jernih perlu penambahan phosphat, pemberian asam phosphat direkomendasikan sebelum penambahan susu kapur. Sebenarnya apabila pada tanaman diberikan pupuk berimbang termasuk hara phosphat tentu kandungan nira juga sudah ada phosphatnya tetapi karena hampir semua petani tebu hanya memupuk dengan hara nitrogen dapat dipastikan bahwa kandungan phosphat dalam nira relatif kecil.
Asam phosphat yang digunakan adalah food grade dengan kandungan P2O5 - 85% , untuk kemudahan pemberian dan kontrol diencerkan dengan perbandingan volume 1 liter asam phophat diencerkan dengan 14 liter air bersih.



Susu kapur.
Kapur yang baik dalam beberapa menit akan manjadi sangat panas akibat penambahan air dan akam membentuk cream apabila diberikan air 3 sampai 4 kali berat kapurnya,
Kapur yang baik dicirikan dengan kandungan CaO lebih dari 95% dan terkandung imputrities tidak larut tidak lebih dari 2%.
Ambang batas maximun impurities sbb:
Magnesium Oxide (MgO) 1 %.
Iron Oxide dan Alumina 2 %
Silica 1.5 %
Sulphates ( sulphuric acid) 0.5 %
Kelembaban 2 %
Asam carbonic 2 %

Pengaruh dari impurities dapat dijelaskan sbb:
1. Persentase silica yang terlalu tinggi akan menghambat pengendapan kotoran dan akan memberikan effeck pengerakan pada pipa juice heater maupun pipa pesawat penguap.
2. Persentase iron (besi) akan menimbulkan warna gelap pada nira dan bersama dengan garam aluminium juga mempunyai effect mempercepat pengerakan.
3. Kandungan magnesium yang terlalu tinggi akan menyulitkan proses filtrasi.

Pemberian susu kapur dilaksanakan secara continu dengan dosing pump yang di kontrol dengan pH ajuster sehingga dari saat kesaat didapatkan pencampuran yang homogen sesuai dengan setting pH yang ditetapkan, untuk mencegah kebuntuan pada dosing pump maka susu kapur harus selalu teraduk sehingga tidak mengendap dan di encerkan pada 5 beaume (kira kira satu bagian berat kapur ditambahkan 21.5 bagian berat air).

Reaksi susu kapur dalam nira.

1.Pertama menetralkan nira dari asam organik membentuk garam calsium organik.
2.Selanjutnya susu kapur akan bereaksi dengan adanya asam phosphat yuang ada dalam nira membentuk asam kalsium phosphat (Ca3 (PO4)2)
3.Susu kapur akan mengikat nitrogenous impurities (albuminoid dan gummy) dan mengendapkan sebagian.
4.Susu kapur juga mengendapkan zat warna seperti Chlorophyl dan Antocyanin.
5.Karena proses pemurnian berlangsung pada suhu diatas 55 celsius perlu dihindari pemberian susu kapur berlebihan karena akan merusak gula reduksi membentuk glucosates menyebabkan kenaikan intensitas warna.

Berapa waktu yang dibutuhkan untuk reaksi belum dapat dijelaskan dengan pasti

Larutan polymer.
Tahun 1950 poly electrolytes mulai diterapkan pada pemurnian industri gula dengan tujuan mempercepat pengendapan dan menurunkan volume nira kotor , penambahan umumnya 1 – 3 ppm ( 0.002 – 0.006 lb per ton tebu).
Jadi dapat kita bayangkan bahwa industri gula di Jawa yang beroperasi sejak abad 19 melakukan pemurnian dengan tanpa menggunakan poly electrolytes dengan mengendapkan nira pada tangki tangki pengendapan yang volumenya sangat besar dan berlangsung sampai 3 jam, namun tetap dapat menghasilkan gula putih pada rendemen yang cukup tinggi.
Pemberian larutan poly electrolytes dilakukan setelah proses netralisasi sebelum nira dialirkan ke tangki pengendapan.
Larutan polymer bisa disiapkan sebagai larutan induk (stock solution) – 0,25 sd 0,5 % dan bisa disimpan selama 5 hari, apabila diencerkan lagi menjadi larutan siap pakai (feed solution) dapat disimpan selama 3 hari – 0,01 sd 0,02%.

Standart/procedure operasi.
1.Persiapan peralatan dan bahan pembantu.
Periksa peralatan pemurnian dan siapkan bahan pembantu pengolahan,
Pengontrol automatic pH/ pH adjuster di set pada posisi netral pH 7,5 begitu pula semua dosing pump harus sudah di kalibrasi.
3.Menjalankan module pemurnian.
Apabila telah siap hidupkan pompa nira kasar dan panaskan nira kasar dalam juice heater sampai temperature yang di inginkan (95 celsius) , biarkan nira mengalir dari tangki pengaduk pertama sambil diinjeksi larutan asam phosphate dan susu kapur ,ambil contoh dari tangki pengaduk ketiga dan amati apakah sudah sesuai dengan keinginan.
4.Pengendapan.
Biarkan mengendap sampai bagian permukaan sudah jernih, kemudian buka katup nira jernih agar mengalir ke tangki nira jernih melalui saringan mesh no 200, tiap tiga jam bagian kotor di tap ke tangki nira Lumpur untuk di pompakan ke filter press.
Pada akhir proses secara manual sisa nira di masing masing peralatan dikeluarkan melalui katup bawah untuk proses manual/ tidak dibuang.
5.Filter press.
Secara kontinu filter pres di buka dan kainnya dilepas untuk dilakukan pencucian.
6.Kebersihan.
Kebersihan di module pemurnian harus selalu dijaga untuk mengurangi effect bakteriosis (kerusakan gula akibat activitas jasad renik).
7.Pencatatan.
Dari nira jernih yang dihasilkan dilakukan pencatatan tiap jam meliputi pH nira jernih, derajat brix nira jernih dan temperature nira jernih.
8.Selesai pemurnian.
Tiap selesai operasi dilakukan pembersihan peralatan module pemurnian, dan harus di ingat probe/sensor pH setelah dibersihkan harus terendam air (artinya tangki pengaduk no 2 setelah di bersihkan diisi air bersih sampai sensor pH tercelup air).

Pemisahan gula di Pabrik Gula Mini

Model horizontal separator.

Pemisahan gula dan stroop messecuite pada pabrik gula mini dilakukan sekali langsung dengan bilasan air, diperoleh gula komersial dan satu macam stroop dan hanya perlu satu tangki stroop untuk tiap jenis masakan.
Tahun 2006 dioperasikan vertical sentrifugal separator dengan design berdasar sentrifugal yang asih banyak digunakan di pabrik gula besar, ternyata type vertical sangat peka terhadap beban maupun perubahan putaran, sehingga terjadi vibrasi yang kadang menggoncangkan building structure. Tahun 2007 di buatkan model horizontal centrifugal separator dengan dua tingkat kecepatan, kecepatan awal untuk pengisian dan setelah terisi kecepatan dinaikkan untuk spinning dan washing apabila telah cukup kecepatan diturunkan kembali untuk unloading dan setelahnya proses loading dapat dimulai lagi tanpa harus menghentikan putaran electromotor.



Keberhasilan atau mudah sulitnya pemisahan gula sangat ditentukan kondisi massecuite hasil masakan, untuk gula A yang dihasilkan dari tebu s/d syrup normal pemisahan gula tidak ada masalah, kesulitan dialami apabila massecuite mengalami dextranase seolah mengandung jelli yang pekat sehingga menyulitkan terpisahnya larutan/cairan dengan kristalnya, perlu waktu lebih lama meskipun pada kristaliser atau bahkan pada saat masak sudah diberikan surfactant.