- Back to Home »
- Teknik Kimia »
- Proses Pembuatan Gula
Posted by : Gilang Faisal Gunawan
5 Nov 2011
Persiapan bahan baku pembuatan gula tebu
Tebu
adalah tanaman yang ditanam untuk bahan baku gula. Tebu ini termasuk
jenis rumput-rumputan. Tanaman tebu dapat tumbuh hingga 3 meter di
kawasan yang mendukung. Umur tanaman sejak ditanam sampai bisa dipanen
mencapai kurang lebih 1 tahun.
Tebu dapat dipanen dengan cara manual atau menggunakan mesin-mesin pemotong tebu. Daun kemudian dipisahkan dari batang tebu, kemudian baru dibawa kepabrik untuk diproses menjadi gula.
Tahapan-tahapan dalam proses pembuatan gula dimulai dari penanaman tebu, proses ektrasi, pembersihan kotoran, penguapan, kritalisasi, afinasi, karbonasi, penghilangan warna, dan sampai proses pengepakan sehingga sampai ketangan konsumen.
Ekstraksi
Tebu dapat dipanen dengan cara manual atau menggunakan mesin-mesin pemotong tebu. Daun kemudian dipisahkan dari batang tebu, kemudian baru dibawa kepabrik untuk diproses menjadi gula.
Tahapan-tahapan dalam proses pembuatan gula dimulai dari penanaman tebu, proses ektrasi, pembersihan kotoran, penguapan, kritalisasi, afinasi, karbonasi, penghilangan warna, dan sampai proses pengepakan sehingga sampai ketangan konsumen.
Ekstraksi
Tahap pertama pembuatan gula tebu adalah ekstraksi jus atau sari tebu. Caranya dengan menghancurkan tebu dengan mesin penggiling untuk memisahkan ampas tebu dengan cairannya. Cairan tebu kemudian dipanaskan dengan boiler. Jus yang dihasilkan masih berupa cairan yang kotor: sisa-sisa tanah dari lahan, serat-serat berukuran kecil dan ekstrak dari daun dan kulit tanaman, semuanya bercampur di dalam gula.
Jus
dari hasil ekstraksi mengandung sekitar 50 % air, 15% gula dan serat
residu, dinamakan bagasse, yang mengandung 1 hingga 2% gula. Dan juga
kotoran seperti pasir dan batu-batu kecil dari lahan yang disebut
sebagai “abu”.
Pengendapan kotoran dengan kapur (Liming)
Jus tebu dibersihkan dengan menggunakan semacam kapur (slaked lime) yang akan mengendapkan sebanyak mungkin kotoran , kemudian kotoran ini dapat dikirim kembali ke lahan. Proses ini dinamakan liming.
Jus hasil ekstraksi dipanaskan sebelum dilakukan liming untuk mengoptimalkan proses penjernihan. Kapur berupa kalsium hidroksida atau Ca(OH)2 dicampurkan ke dalam jus dengan perbandingan yang diinginkan dan jus yang sudah diberi kapur ini kemudian dimasukkan ke dalam tangki pengendap gravitasi: sebuah tangki penjernih (clarifier). Jus mengalir melalui clarifier dengan kelajuan yang rendah sehingga padatan dapat mengendap dan jus yang keluar merupakan jus yang jernih.
Kotoran
berupa lumpur dari clarifier masih mengandung sejumlah gula sehingga
biasanya dilakukan penyaringan dalam penyaring vakum putar (rotasi)
dimana jus residu diekstraksi dan lumpur tersebut dapat dibersihkan
sebelum dikeluarkan, dan hasilnya berupa cairan yang manis. Jus dan
cairan manis ini kemudian dikembalikan ke proses.
Setelah mengalami proses liming, proses evaporasi dilakukan untuk mengentalkan jus menjadi sirup dengan cara menguapkan air menggunakan uap panas (steam). Terkadang sirup dibersihkan lagi tetapi lebih sering langsung menuju ke tahap pembuatan kristal tanpa adanya pembersihan lagi.
Jus
yang sudah jernih mungkin hanya mengandung 15% gula tetapi cairan
(liquor) gula jenuh (yaitu cairan yang diperlukan dalam proses
kristalisasi) memiliki kandungan gula hingga 80%. Evaporasi dalam
‘evaporator majemuk' (multiple effect evaporator) yang dipanaskan dengan
steam merupakan cara yang terbaik untuk bisa mendapatkan kondisi
mendekati kejenuhan (saturasi).
Pendidihan/ Kristalisasi
Pada tahap akhir pengolahan, sirup ditempatkan ke dalam wadah yang sangat besar untuk dididihkan. Di dalam wadah ini air diuapkan sehingga kondisi untuk pertumbuhan kristal gula tercapai. Pembentukan kristal diawali dengan mencampurkan sejumlah kristal ke dalam sirup. Sekali kristal terbentuk, kristal campur yang dihasilkan dan larutan induk (mother liquor) diputar di dalam alat sentrifugasi untuk memisahkan keduanya, bisa diumpamakan seperti pada proses mencuci dengan menggunakan pengering berputar. Kristal-kristal tersebut kemudian dikeringkan dengan udara panas sebelum disimpan.
Larutan
induk hasil pemisahan dengan sentrifugasi masih mengandung sejumlah
gula sehingga biasanya kristalisasi diulang beberapa kali. Sayangnya,
materi-materi non gula yang ada di dalamnya dapat menghambat
kristalisasi. Hal ini terutama terjadi karena keberadaan gula-gula lain
seperti glukosa dan fruktosa yang merupakan hasil pecahan sukrosa. Olah
karena itu, tahapan-tahapan berikutnya menjadi semakin sulit, sampai
kemudian sampai pada suatu tahap di mana kristalisasi tidak mungkin lagi
dilanjutkan.
Sebagai tambahan, karena gula dalam jus tidak dapat diekstrak semuanya, maka terbuatlah produk samping (byproduct) yang manis: molasses. Produk ini biasanya diolah lebih lanjut menjadi pakan ternak atau ke industri penyulingan untuk dibuat alkohol (etanol) . Belakangan ini molases dari tebu di olah menjadi bahan energi alternatif dengan meningkatkan kandungan etanol sampai 99,5%.
PenyimpananGula
kasar yang dihasilkan akan membentuk gunungan coklat lengket selama
penyimpanan dan terlihat lebih menyerupai gula coklat lunak yang sering
dijumpai di dapur-dapur rumah tangga. Gula ini sebenarnya sudah dapat
digunakan, tetapi karena kotor dalam penyimpanan dan memiliki rasa yang
berbeda maka gula ini biasanya tidak diinginkan orang. Oleh karena itu
gula kasar biasanya dimurnikan lebih lanjut ketika sampai di negara
pengguna.
Afinasi (Affination)
Tahap pertama pemurnian gula yang masih kasar adalah pelunakan dan pembersihan lapisan cairan induk yang melapisi permukaan kristal dengan proses yang dinamakan dengan “afinasi”. 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.
Karbonatasi
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.
Salah
satu dari dua teknik pengolahan umum dinamakan dengan karbonatasi.
Karbonatasi dapat diperoleh dengan menambahkan kapur/ lime [kalsium
hidroksida, Ca(OH)2] ke dalam cairan dan mengalirkan gelembung gas
karbondioksida ke dalam campuran tersebut.
Gas
karbondioksida ini akan bereaksi dengan lime 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-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, t eknik 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.
Penghilangan warna
Ada dua metoda umum untuk menghilangkan warna dari sirup gula, keduanya mengandalkan pada teknik penyerapan melalui pemompaan cairan melalui kolom-kolom medium. Salah satunya dengan menggunakan karbon teraktivasi granular [granular activated carbon, GAC] yang mampu menghilangkan hampir seluruh zat warna. GAC merupakan cara modern setingkat “bone char”, sebuah granula karbon yang terbuat dari tulang-tulang hewan.
Karbon
pada saat ini terbuat dari pengolahan karbon mineral yang diolah secara
khusus untuk menghasilkan granula yang tidak hanya sangat aktif tetapi
juga sangat kuat. Karbon dibuat dalam sebuah oven panas dimana warna
akan terbakar keluar dari karbon.
Cara yang
lain adalah dengan menggunakan resin penukar ion yang menghilangkan
lebih sedikit warna daripada GAC tetapi juga menghilangkan beberapa
garam yang ada. Resin dibuat secara kimiawi yang meningkatkan jumlah
cairan yang tidak diharapkan.
Cairan
jernih dan hampir tak berwarna ini selanjutnya siap untuk dikristalisasi
kecuali jika jumlahnya sangat sedikit dibandingkan dengan konsumsi
energi optimum di dalam pemurnian. Oleh karenanya cairan tersebut
diuapkan sebelum diolah di panci kristalisasi.
Pendidihan
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.
Sumber : di translate dari http://www.sucrose.com/