TPK10TEKNOLOGI GULA Sejarah Industri Gula Indonesia Industri gula di Indonesia dimulai pada jaman penjajahan Belanda Tahun 1927 Indonesia sebagai penghasil gula terbesar dunia Salah satu varietas unggul adalah POJ Proost on Java ditemukan di Pasuruan ID: 807955
Download The PPT/PDF document "4/25/2013 TPK/GULA/2013 1" is the property of its rightful owner. Permission is granted to download and print the materials on this web site for personal, non-commercial use only, and to display it on your personal computer provided you do not modify the materials and that you retain all copyright notices contained in the materials. By downloading content from our website, you accept the terms of this agreement.
Slide1
4/25/2013
TPK/GULA/2013
1
TPK10.TEKNOLOGI
GULA
Slide2Sejarah Industri Gula Indonesia
Industri gula di Indonesia dimulai pada jaman penjajahan Belanda.
Tahun 1927 Indonesia sebagai penghasil gula terbesar dunia.
Salah satu varietas unggul adalah POJ (Proost on Java) ditemukan di Pasuruan.Metode pemurnian Karbonatasi ditemukan oleh De Han di Indonesia dengan menggunakan bahan pemurni CO2, menghasilkan gula kristal dengan kualitas terbaik dunia.
4/25/2013
2
TPK/GULA/2013
Slide3Jenis-jenis Gula Industri
Gula
D
ekstrosa:
gula yang terdapat pada berbagai tanaman, atau hasil hidrolisis senyawa pati. Kurang manis dibandingkan sakarosa., banyak digunakan untuk salut permen.
Gula Sirup
: gula yang berbentuk sirup, dapat diolah dari tebu, palma melalui ekstraksi dan pemekatan,serta pati (jagung, singkong) melalui proses hidrolisis dan isomerisasi menjadi senyawa fruktosa.
Gula Pasir (sukrosa)
:
merupakan senyawa karbohidrat, banyak terdapat pada batang tebu dan nira tanaman palma (kelapa, aren, siwalan dan nipah).
4/25/2013
3
TPK/GULA/2013
Slide4Gula Merah (tanjung)
: diolah dari nira tebu tanpa proses pemurnian, banyak digunakan untuk produksi kecap.
Gula Palma : dihasilkan dari nira tanaamn palma (kelapa, aren, siwalan, nipah), berbentuk padat (gula cetak/bathok) maupun kristal (gula semut).
Gula Non-kalor : gula tanpa kalori dengan tingkat kemanisan tinggi (ratusan-ribuan) sukrosa, dihasilkan dari tanaman Stevia, Licorice dan Thaumatin, banyak digunakan untuk industri obat-obatan.
Gula Sintetis
: dibuat secara sintetis (kimia), tingkat kemanisan tinggi (ratusa-ribuan), dilarang sejak 1973 karena menyebabkan kanker.
4/25/2013
4
TPK/GULA/2013
Slide5Grafik Produksi dan Konsumsi Gula Pasir
4/25/2013
5
TPK/GULA/2013
Slide6Bahan baku
Tanaman tebu (Indonesia) atau beet (Eropah dan Amerika)
Tanaman Palma (kelapa, siwalan, aren dan nipah)
Sistem Produksi : awalnya PG memiliki lahan HGU, sekarang mengandalkan TRI (tebu rakyat intensifikasi) dan TRB (tebu rakyat bebas) dan sewa lahan petani.
Perubahan pengelolaan bahan baku menyebabkan rendemen tebu semakin rendah akibat teknik budidaya yang kurang optimal.
Luasan lahan tebu di Jawa semakin menurun akibat persaingan dengan industri lain, konversi ke perumahan serta petani urbanisasi (kelompok usia muda).
4/25/2013
6
TPK/GULA/2013
Slide7Sistem Industri Gula Pasir dan kelembagaan terkait di Indonesia
4/25/2013
7
TPK/GULA/2013
Asosiasi Petani Tebu Rakyat Indonesia (APTRI)
Gabungan Pengusaha Makanan dan Minuman Indonesia (GAPMMI)
Pusat Penelitian dan Pengembangan Gula Indonesia (P3GI)
Slide8A
. Gula Tebu
4/25/2013
8
TPK/GULA/2013
Gula pasir
Tetes (molase)
Blotong
Ampas (bagase)
Slide9Outline Produksi Gula dan Sirup dari Tebu
4/25/2013
9
TPK/GULA/2013
PASAR
Ekstraksi
Pemekatan
Kristalisasi
Pelarutan
Pemurnian
Slide10Tahapan Proses Produksi Gula
Penebangan dan pengangkutan (hulu)
Preparasi (persiapan)
EKSTRAKSI (Pengambilan Nira Tebu)
PEMURNIAN NIRA (Penghilangan kotoran nira)
PEMEKATAN NIRA
KRISTALISASI
Sentrifugasi
Pengeringan
Pengepakan
4/25/2013
10
TPK/GULA/2013
Slide11Diagram Alir Alat Proses Pengolahan
4/25/2013
11
TPK/GULA/2013
Stasiun Preparasi
Stasiun Ekstraksi
Stasiun Pemurnian
Stasiun Evaporasi
Stasiun Kristalisasi
Stasiun Finishing
Slide124/25/2013
TPK/GULA/2013
12
Diagram Alir Bahan Selama Proses Pengolahan
Slide131. Stasiun preparasi
Tujuan Proses Operasi
: mempersiapkan tebu untuk digiling lebih efisien
Prinsip kerja
: pengecilan ukuran menggunakan gaya mekanis
Alat dan Mesin
:
1. Cane Table
: untuk menghamparkan batang tebu dari
lori/truck sehingga mempermudah masuk ke chain
conveyor menuju cane cutter.
2. Cane Cutter
: berfungsi untuk memotong batangan
tebu menjadi lebih pendek.
4/25/2013
13
TPK/GULA/2013
Slide144/25/2013
TPK/GULA/2013
14
3. Cane Shreder
: berfungsi untuk menyayat potongan
tebu menjadi serpihan tebu, sehingga meningkatkan efisiensi pemerasan (penggilingan)
Stasiun Preparasi (
Cane Table dan Chain Conveyor
)
Slide152. Stasiun Ekstraksi
Tujuan operasi
: untuk mendapatkan sari tebu (nira tebu) sebanyak mungkin
Prinsip kerja : serpihan batang tebu dijepit pada gilingan berkali-kali dengan memanfaatkan air imbibisi
Alat dan Mesin :
1. Unit Gilingan
: yang terdiri dari 4 baterai (@ 3 roll)
2. Chain Conveyor
: memindah ampas tebu dari gilingan
baterai ke 1 menuju 2;3;4.
3. Sprayer Imbibisi
: untuk menyemprot ampas tebu
dengan menggunakan air hangat, guna meningkatkan
efisiensi pelarutan sukrosa pada ampas tebu
4/25/2013
15
TPK/GULA/2013
Slide164/25/2013
TPK/GULA/2013
16
Susunan Unit Gilingan Tebu
Tujuan pemberian air imbibisi (hangat) adalah pelarutan sukrosa pada ampas sehingga residu minimal dan air imbibisi seminim mungkin
Slide17Rendemen Tebu
Definisi rendemen
:
adalah kadar kandungan gula didalam batang tebu yang dinyatakandengan persen. Bila dikatakan rendemen tebu 10 %, artinya ialah bahwadari 100 kg tebu yang digilingkan di Pabrik Gula akan diperoleh gula sebanyak 10 kg.
Rendemen Contoh
:
digunakan untuk mengetahui gambaran suatu kebun tebu berapa tingkatrendemen yang sudah ada sehingga dapat diketahui kapan kapan saat tebangyang tepat dan kapan tanaman tebu mencapai tingkat rendemen yang memadai.
Rendemen (%) = Nilai nira (Brix) x Faktor Rendemen
4/25/2013
17
TPK/GULA/2013
Slide18B. Rendemen Sementara
:
untuk menentukan bagi hasil gula, namun sifatnya masih sementara.
Untuk memenuhi ketentuan yang menginstruk sikan agar penentuan bagi hasil gula dilakukan secepatnya setelah tebu petani digiling sehingga petani tidak menunggu terlalu lama sampai selesai giling namun diberitahu lewat perhitungan rendemen sementara.
Cara mendapatkan rendemen sementara ini adalah dengan mengambil nira perahan pertama tebu yang digiling untuk dianalisis di laboratorium untuk meng-etahui berapa besar rendemen sementara tersebut.
Rendemen = Faktor Rendemen x Nilai Nira.
Sementara
4/25/2013
18
TPK/GULA/2013
Slide19C. Rendemen Efektif
:
disebut juga rendemen nyata atau terkoreksi, merupakan rendemen hasil perhitungan setelah tebu digiling habis dalam jangka waktu tertentu.
Perhitungan rendemen efektif dilaksanakan dalam jangka waktu 15 hari atau disebut 1 periode giling sehingga apabila pabrik gula mempunyai hari giling 170 hari,maka jumlah periode giling adalah 170/15 = 12 periode.Hal ini berarti terdapat 12 kali rendemen nyata/efektif yang bisa diperhitungkan dan diberitahukan kepada petani tebu.
Tebu yang digiling di suatu pabrik gula jelashanya sebagian kecil saja yang akan menjadi gula. Kalau 1 kuintal tebu mempunyai rendemen 10 % maka hanya 10 kg gula yang didapat dari 1kuintal tebu tersebut. Hal tersebut dapat dijelaskan sbb :
4/25/2013
19
TPK/GULA/2013
Slide204/25/2013
TPK/GULA/2013
20
Tebu
100 kg
Sabut
12,5 kg
Nira
87,5 kg
Air
75-80 kg
Padatan
20-25 kg
Padatan larut
18-20 kg
Padatan tak larut
2-5 kg
Diagram Kesetimbangan Massa pada Batang Tebu
Slide21Faktor Berpengaruh Rendemen gula
Rendemen batang tebu
: umur semakin tua semakin tinggi).
Masa panen
: kemarau semakin bagus (rendemen tinggi) biasanya Mei-September.
Efisiensi gilingan
: preparasi bahan, jumlah unit gilingan dan air imbibisi yang digunakan.
Efisiensi pemurnian
: metode pemurnian (defekasi, sulfitasi, karbonatasi) serta bahan penggumpal tambahan yang digunakan (floculan).
Setiap PG mempunyai nilai Faktor Rendemen
yang ditentukan oleh P3GI, ditentukan
oleh umur dan efisiensi masing-masing
4/25/2013
21
TPK/GULA/2013
Slide223. Stasiun Pemurnian
Tujuan Operasi
:
memurnikan nira tebu dari kotoran (bagian tanaman dan mineral)
Prinsip Kerja
:
memisahkan kotoran dengan penyaring-an (mekanis), dan mereaksikan bahan kimia (khemis) serta penggumpalan (fisis)
Alat dan Mesin :
1. DSM Screen
: menyaring ampas tebu yang terikut , dengan melewatkan saringan miring.
2. Limemilk Tank
: melarutkan kapur tohor (CaO) menjadi susu kapur (Ca(OH)2) untuk bereaksi dengan kotoran berupa anion
pH nira naik
4/25/2013
22
TPK/GULA/2013
Slide233.
Tungku Belerang
: berfungsi membakar belerang padat (S2) menjadi gas SO2 untuk bereaksidengan kation
pH diturunkan mendekati netral (7)
4/25/2013
23
TPK/GULA/2013
Slide243. Clarifier
(sedimentastion tank) : berfungsi untuk memisahkan kotor-an yang terbentuk dari reaksi susu kapur dan belerang.
4. Rotary Drum Filter
: berfungsi untuk memisahkan kotoran hasil reaksi penjernihan (blotong/lumpur)
4/25/2013
24
TPK/GULA/2013
Slide25Metode Pemurnian Gula
A. Defikasi
:
pemurnian dengan hanya menggunakan kapur tohor (CaO) dalam bentuk larutan Ca(OH)2
B. Sulfitasi
:
Pemurnian dengan menggunakan CaO dan belerang (S) dan bentuk Ca(OH)2 dan SO2 (gas)
- S2 (p) + O2
SO2 (g) direaksikan dengan nira kotor
C
. Karbonatasi
: pemurnian menggunakan kapur dan gas CO2. CaO dan gas CO2 dihasilkan dari proses pembakaran batu kapur :
- CaCO3
CaO + CO2 (g) - CaO + H2O Ca(OH)2 + CO2 (g)
- Ca(OH)2 dan CO2 direaksikan dengan nira kotor
4/25/2013
25
TPK/GULA/2013
Slide26A. Pemurnian Metode Defekasi
Merupakan proses yang paling sederhana yang pada intinya adalah memberikan susu kapur pada nira, sehingga terjadi pengendapan, kemudian dapat dipisahkan antara nira kotor dan nira jernih.
Pada proses defekasi ini nira dari gilingan dipanaskan pada temperatur 70o C kemudian dilakukan penambah-an susu kapur sehingga pH 7,8 – 8 dalam peti defekator. Kemudian dipanaskan lagi hingga titik didihnya mencapai sekitar 100 – 105o C.
Gula ini banyak dilakukan di luar negeri, karena tahap selanjutnya ada PG yang khusus mengolah menjadi gula jernih (Rafinasi)
4/25/2013
26
TPK/GULA/2013
Slide27Reaksi penjernihan yang terjadi adalah :
P2O5 + 3 H2O
2 H3(PO4)
3 Ca(OH)2 + 2 H3PO4
Ca5(PO4)2(p) + 6 H2O
P2O5 yang berada dalam tebu bereaksi dengan air dari nira mentah membentuk asam phospat.
Penambahan susu kapur akan mengendapkan asam phospat dalam bentuk kalsium phospat.
Dalam bentuk prakteknya proses defekasi tidak lagi digunakan karena menghasilkan gula coklat.
Biasanya kristal gula defekasi dilakukan proses pemurnian lanjutan (refinasi), banyak dilakukan di luar negeri.
4/25/2013
27
TPK/GULA/2013
Slide28B. Pemurnian metode sulfitasi
Pemurnian dengan sulfitasi lebih baik dan banyak digunakan jika dibandingkan cara defekasi, kristal gula lebih putih
Pemurnian sulfitasi dilakukan dengan menggunakan bahan Ca(OH)2 dan gas SO2.
Penambahan Ca(OH)2 pada nira mentah dilakukan secara berlebih untuk mendapatkan suasana basa pada nira, karena pada suasana ini pengendapan kotoran yang dibawa nira akan lebih banyak.
Kelebihan Ca(OH)2 akan dinetralkan kembali oleh gas SO2 yang didapatkan dari pembakaran belerang padat.
S2(p) + O2
SO2 (g)
SO2 (gas) +
Ca(OH)2
Ca2(SO3) (p)
4/25/2013
28
TPK/GULA/2013
Slide29Macam-macam Sulfitasi
1) Sulfitasi Asam
Nira mentah disulfitasi pendahuluan dengan gas sulfat pH rendah (6,5) dengan diikuti netralisasi yaitu penambahan susu kapur hingga mencapai pH 7 – 7,2.
2) Sulfitasi Netral
Nira mentah ditambah susu kapur hingga pH 8 – 8,5, kemudian dialiri gas sulfit hingga pH 7 7,2.
3) Sulfitasi Basa
Nira mentah diberi susu kapur sampai pH mencapai 10,5 kemudian kelebihan susu kapur ini dinetralkan dengan gas sulfit (SO2) hingga pH 7 – 7,2.
4/25/2013
29
TPK/GULA/2013
Slide30C. Pemurnian metode Karbonatasi
Gula yang dihasilkan dari pemurnian cara karbonatasi lebih baik daripada proses sulfitasi karena lebih putih.
Pada prinsipnya proses ini dilakukan dengan jalan pemberian susu kapur dan selanjutnya kelebihannya dinetralkan dengan gas CO2. Reaksi adalah sebagai berikut:
CaCO3 + O2
CaO(p) + CO2(g)
CO2(g) + H2O
H2CO3
Ca(OH)2
+ H2CO3
CaCO3
(p) + 2 H2O
4/25/2013
30
TPK/GULA/2013
Slide31Komposisi blotong
4/25/2013
31
TPK/GULA/2013
Slide324. Stasiun Evaporasi
Tujuan Operasi
: untuk menguapkan air nira tebu sehingga diperoleh nira pekat (sirup kental) siap dikristalkan
Prinsip Kerja : nira murni hasil pemurnian dipekatkan dididihkan dalam evaporator vakum.
Alat dan Mesin :
1.
Multiple effect evaporator
: berfungsi untuk menguap-kan air nira jernih sehingga mencapai konsentrasi lewat jenuh.
4/25/2013
32
TPK/GULA/2013
Slide334/25/2013
TPK/GULA/2013
33
Skema Kondisi Operasi Penguapan Nira di Pabrik Gula
(Quadrople Effect Evaporator)
Slide344/25/2013
TPK/GULA/2013
34
Pan Evaporator Pabrik Gula
Slide355. Stasiun Kristalisasi
Tujuan Operasi
: mengkristalan larutan gula pekat menjadi kristal sukrosa
Prindsip Kerja : sirup gula dipekatkan hingga konsentrasi padatan mencapai lewat jenuh
Alat dan Mesin :
1.Pan Evaporator
: meningkatkan konsentrasi sukrosa
hingga lewat jenuh, dan memperbesarinti kristal
sukrosa yang terbentuk.
2. Palung Pendingin
: mempercepat proses pembesaran
kristal dengan menurunkan suhu nira pekat (masse-
cuite)
4/25/2013
35
TPK/GULA/2013
Slide364/25/2013
TPK/GULA/2013
36
Skema Proses Kristalisasi (Pembesaran Inti Kristal)
Di Pabtik Gula
Penambahan inti
kristal (fondan)
Slide37Proses kristalisasi
:
berubahnya molekul-molekul sukrosa dari bentuk cair ke bentuk padat pada pan kristalisasi dengan cara menguapkan airnya secara terkendali.
Terbentuknya kristal dari nira dipengaruhi oleh sifat komponen nira, khususnya sifat kelarutan bahan. Karena yang akan dibuat adalah kristal sukrosa, maka yang utama berpengaruh adalah sifat sukrosa untuk digunakan sebagai pengendali didalam proses kristalisasi.
Proses kristalisasi melewati 3 phase :
1. Phase pembentukan inti kristal.
2. Phase pembesaran kristal sampai didapat ukuran yang
dikehendaki.
3. Phase merapatkan kristal/mengakhiri konsentrasi dari
masakan (memasak tua) untuk mendapatkan hasil yang
tertinggi.
4/25/2013
37
TPK/GULA/2013
Slide384/25/2013
38
TPK/GULA/2013
Water Cooling Crystallizer
Air Cooling Crystallizer
Evaporator
Slide396. Stasiun Finishing
Tujuan Operasi
: mengambil kristal sukrosa munri dalam bentuk granular dan kering, siap dikemas dalam karung.
Prinsip Kerja : memisahkan sukrosa dengan larutan tetes dan mengeringkan kristal
Alat dan Mesin :
1.
Sentrifugal Separator
: memisahkan kristal sukrosa
dengan tetes.
2.
Drum Dryer
: mengeringkan kristal sukrosa.
3.
Packe
r : mengemas kristal sukrosa kering ke dalam
kemasan karung
4/25/2013
39
TPK/GULA/2013
Slide404/25/2013
TPK/GULA/2013
40
Centrifugal Separator
Slide41Tetes (molasse)
4/25/2013
TPK/GULA/2013
41
Merupakan produk hasil samping pemisahan kristal sukrosa dari massecuite
Proses pemisahan menggunakan sentrifugal separator dan pencucian dengan steam
Hasil yang dominan oleh gula glukosa dan fruktosa
Sulit dikristalkan karena banyak kotoran
Tetes tebu
Slide424/25/2013
TPK/GULA/2013
42
Mesin Pengering Tipe Drum
(Drum Dryer) untuk Mengeringkan Kristal Gula Sukrosa
Slide43Standar Kualitas Gula Pasir
4/25/2013
TPK/GULA/2013
43
Menggunakan acuan ICUMSA (
International Commission For Uniform Methods of Sugar Analysis),
beranggotaan 30 negara.
Berdasarkan tingkat keputihannya kualitas gula kristal dibedakan menjadi :
a. GKM (Gula Kristal Merah)
proses Defekasi
b. GKR (Gula Kristal Rafinasi)
proses Karbonatasi
c. GKP (Gula Kristal Putih) proses Sulfitasi
Slide444/25/2013
TPK/GULA/2013
44
Tabel 5.1. SNI 01-3140-2001 untuk Gula Kristal Putih
Slide45Standar Mutu Gula Ra
finasi
4/25/2013
45
TPK/GULA/2013
Slide46B. Gula Palma
4/25/2013
46
TPK/GULA/2013
Slide47Bahan Baku
Kelapa (
Cocos nucifera
)Aren (Arenga pinata)Siwalan (
Borasus flaberifer
)
Nipah (
Nipa fructican)
4/25/2013
47
TPK/GULA/2013
Slide48Tahapan Proses Pengolahan
Penyadapan
Penyaringan
PemekatanKritalisasi atauPencetakan
4/25/2013
48
TPK/GULA/2013
Slide494/25/2013
TPK/GULA/2013
49
Flowchart Proses Pengolahan Gula Palma
Slide50Penyadapan Nira
Dilakukan secara manual dengan memotong ujung bunga yang masih muda, setiap pagi atau sore hari.
Cairan gula yang keluar ditampung pada bumbung (bambu) maupun botol plastik.
Kualitas nira dipengaruhi oleh jenis dan varietas tanaman, serta musim (kemarau-penghujan)
Untuk menekan kontaminasi ditambah kapur, asap atau sultif pada wadah penampung sebelum penyadapan.
Keterbatasan teknik penyadapan (harus memanjat) merupakan penghambat kemajuan industrialisasi gula palma.
4/25/2013
50
TPK/GULA/2013
Slide51Kualitas Nira
Sangat dipengaruhi oleh kandungan sukrosa, semakin rusak semakin menurun sukrosa dan gula reduksi (glukosa dan fruktosa) semakin tinggi.
Kerusakan selama penyadapam disebabkan oleh prosesfermentasi oleh yeast, sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa.
4/25/2013
51
TPK/GULA/2013
Pada
tahap selanjutnya glukosa akan mengalami proses
fermentasi
oleh yeast menjadi
etanol
Glukosa
(C2H5OH
) + CO2
Slide52Etanol
oleh bakteri asam cuka akan diubah menjadi asam cuka (CH3COOH).
Adanya produk asam cuka pada nira akan menyebabkan pH nira menurun, dan selama proses pemasakan memacu reaksi hidrolisis sukrosa menjadi gula invert (glukosa dan fruktosa) serta terntuknya wrna coklat (Maillard), gula palma berwarna gelap.
Tingginya gula invert menyebabkan sirup pekat sulit dikristalkan menjadi gula semut, hanya dapat diolah menjadi gula
cetak.
Disisi lain tingginya asam cuka juga menyebabkan kualitas sirup palma yang dihasilkan kurang bagus (terasa agak masam).
4/25/2013
52
TPK/GULA/2013
Slide534/25/2013
TPK/GULA/2013
53
Sistem Produksi Gula Semut dan Gula Cetak Terpadu
(Dilakukan oleh UKM Inti)
Slide54Karakteristik Sirup Gula kelapa yang diolah dari gula cetak (Reprosesing)
4/25/2013
54
TPK/GULA/2013
No
Parameter
Sirup
Gula Kelapa
SII
01
TPT (%)
74,5*
67,6-75%
02
Total Gula (%)
62,75*
55-65%
03
Rasa
3.9
Normal
04
Aroma
3.85
Normal
05
Warna
5
Normal
Slide55Standar Mutu Gula Semut
4/25/2013
55
TPK/GULA/2013
Slide56Standar Mutu Gula Si
rup
4/25/2013
56
TPK/GULA/2013
No.
Uraian
Persyaratan
1.
Kadar gula minuman (sukrosa)
Mutu I 65 %; Mutu II 55 %
2.
Zat warna
Yang diperbolehkan untuk makanan
3.
Pemanis buatan
Negatif
4.
Bahan pengawet
Maksimum 250 mg/kg
5.
Asam salisilat
Negatif
6.
Logam berbahaya
Negatif
7.
Zat pengontrol
Yang diperbolehkan untuk minuman
8.
Jamur ragi
Negatif
9.
Bakteri bentuk coli
Negatif