NAMA : SAUKI CAHYO HANDARU
NPM : 12130056
PRODI : TEHNIK INDUSTRI
SEMESTER : 6
DOSEN : SRI HANDAYANI., S.T.P.
SEKOLAH TINGGI TEHNOLOGI NUSANTARA LAMPUNG
TUGAS KULIAH TENTANG TEBU
Tebu (bahasa Inggris: sugar cane) adalah tanaman yang
ditanam untuk bahan baku gula dan vetsin.
Tanaman ini hanya dapat tumbuh di daerah beriklim tropis. Tanaman ini termasuk
jenis rumput-rumputan. Umur tanaman sejak ditanam sampai bisa dipanen mencapai
kurang lebih 1 tahun. Di Indonesia tebu banyak dibudidayakan di pulau Jawa dan Sumatra.
Untuk pembuatan gula, batang
tebu yang sudah dipanen diperas dengan mesin pemeras (mesin press) di pabrik gula. Sesudah
itu, nira atau air perasan tebu tersebut
disaring, dimasak, dan diputihkan sehingga menjadi gula pasir yang kita kenal.
Dari proses pembuatan tebu tersebut akan dihasilkan gula 5%, ampas tebu 90% dan
sisanya berupa tetes (molasse) dan air.
Daun tebu yang kering (dalam bahasa Jawa, dadhok)
adalah biomassa yang mempunyai nilai kalori cukup tinggi. Ibu-ibu di pedesaan
sering memakaidadhok itu
sebagai bahan bakar untuk memasak; selain menghemat minyak tanah yang makin
mahal, bahan bakar ini juga cepat panas.
Dalam konversi energi pabrik
gula, daun tebu dan juga ampas batang tebu digunakan untuk bahan bakar boiler, yang uapnya digunakan
untuk proses produksi dan pembangkit listrik.
Di beberapa daerah air perasan
tebu sering dijadikan minuman segar pelepas lelah, air perasan tebu cukup baik
bagi kesehatan tubuh karena dapat menambah glukosa. salah satu tempat yang
menjual es tebu yatu di seputaranJember.
1.
Pendahuluan
Tanaman tebu dapat tumbuh hingga 3 meter di kawasan yang mendukung
dan ketika dewasa hampir seluruh daun-daunnya mengering, namun masih mempunyai
beberapa daun hijau. Sebelum panen, jika memungkinkan, seluruh tanaman tebu
dibakar untuk menghilangkan daun-daun yang telah kering dan lapisan lilin. Api
membakar pada suhu yang cukup tinggi dan berlangsung sangat cepat sehingga tebu
dan kandungan gulanya tidak ikut rusak.
Di beberapa wilayah, pembakaran areal tanaman tebu tidak diijinkan
karena asap dan senyawa-senyawa karbon yang dilepaskan dapat membahayakan
penduduk setempat. Meskipun demikian, tidak ada dampak lingkungan, karena CO2 yang
dilepaskan sebenarnya memiliki proporsi yang sangat kecil dibandingkan dengan
CO2 yang terikat melalui fotosintesis selama pertumbuhan.
Besarnya areal tanam dan jumlah tanaman tebu dapat dikurangi jika ekstraksi
gula dapat dilakukan semakin baik sehingga dapat memenuhi kebutuhan gula dunia.
Kondisi pergulaan Indonesia sempat terpuruk pada kurun waktu
1994-1998 sehingga produksi gula turun sekitar 40%, dari sekitar 2.454 juta ton
menjadi hanya sekitar 1.392 juta ton. Sementara itu dalam kurun waktu yang sama
kebutuhan gula dalam negeri meningkat sekitar 6%, dari sekitar 2.94 juta ton
menjadi sekitar 3.13 juta ton. Akibatnya untu memenuhi kebutuhan gula yang
terus meningkat dan tidak diimbangi oleh peningatan produksi, Indonesia
meningkatkan impor gula secara sangat mencolok, dari sekitar 130 ribu ton
menjadi sekitar 1.8 juta ton.
Perubahan kebijakan dalam penanganan gula nasional seiring dengan
penerapan perdagangan bebas, mengakibatkan hal-hal berikut:
� Mengancam kelangsungan industri gula nasional
� Menimbulkan
kerugian besar bagi konsumen gula dalam negari
� Stabilisasi pasar
gula domestik sukar dilakukan & menjadi sangat mahal
2.
Pemanenan
Pemanenan dapat dilakukan baik secara manual dengan tangan ataupun
dengan mesin. Pemotongan tebu secara manual dengan tangan merupakan pekerjaan
kasar yang sangat berat tetapi dapat mempekerjakan banyak orang di area di mana
banyak terjadi pengangguran.Tebu dipotong di bagian atas permukaan tanah,
dedauan hijau di bagian atas dihilangkan dan batang-batang tersebut diikat
menjadi satu. Potongan-potongan batang tebu yang telah diikat tersebut kemudian
dibawa dari areal perkebunan dengan menggunakan pengangkut-pengangkut kecil dan
kemudian dapat diangkut lebih lanjut dengan kendaraan yang lebih besar ataupun
lori tebu menuju ke penggilingan.
Pemotongan
dengan mesin umumnya mampu memotong tebu menjadi potongan pendek-pendek.
Mesin-mesin hanya dapat digunakan ketika kondisi lahan memungkinkan dengan
topografi yang relatif datar. Sebagai tambahan, solusi ini tidak tepat untuk
kebanyakan pabrik gula karena modal yang dikeluarkan untuk pengadaan mesin dan
hilangnya banyak tenaga kerja kerja.
3. Ekstraksi
Tahap pertama
pengolahan adalah ekstraksi jus atau sari tebu. Di kebanyakan pabrik, tebu
dihancurkan dalam sebuah serial penggiling putar yang berukuran besar. Cairan tebu manis dikeluarkan dan serat tebu
dipisahkan, untuk selanjutnya digunakan di mesin pemanas (boiler). Di
lain pabrik, sebuah diffuser digunakan seperti yang
digambarkan pada pengolahan gula bit. 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.
Gambar 1. Ekstraksi nira tebu melalui
penggilingan
Jus dari hasil
ekstraksi mengandung sekitar 15% gula dan serat residu, dinamakan bagasse,
yang mengandung 1 hingga 2% gula, sekitar 50% air serta pasir dan batu-batu
kecil dari lahan yang terhitung sebagai �abu�. Sebuah tebu bisa mengandung 12 hingga 14%
serat dimana untuk setiap 50% air mengandung sekitar 25 hingga 30 ton bagasse untuk tiap 100 ton
tebu atau 10 ton gula.
4. Pengendapan kotoran dengan kapur (Liming)
Pabrik dapat
membersihkan jus dengan mudah dengan menggunakan semacam kapur (slaked lime)
yang akan mengendapkan sebanyak mungkin kotoran untuk 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.
5. Evaporasi
Setelah
mengalami proses liming, jus dikentalkan menjadi sirup dengan cara
menguapkan air menggunakan uap panas dalam suatu proses yang dinamakan
evaporasi. 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).
6. Kristalisasi
Pada tahap
akhir pengolahan, sirup ditempatkan ke dalam panci yang sangat besar untuk
dididihkan. Di dalam panci ini sejumlah 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.
Gambar 2. Mesin sentrifugasi
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.
Dalam sebuah
pabrik pengolahan gula kasar (raw sugar) umumnya dilakukan tiga proses
pendidihan. Pertama atau pendidihan �A� akan menghasilkan gula terbaik yang siap disimpan. Pendidihan �B�
membutuhkan waktu yang lebih lama dan waktu tinggal di dalam panci pengkristal
juga lebih lama hingga ukuran kristal yang dinginkan terbentuk. Beberapa pabrik
melakukan pencairan ulang untuk gula B yang selanjutnya digunakan sebagai umpan untuk pendidihan A, pabrik
yang lain menggunakan kristal sebagai umpan untuk pendidihan A dan pabrik yang
lainnya menggunakan cara mencampur gula A dan B untuk dijual. Pendidihan �C�
membutuhkan waktu secara proporsional lebih lama daripada pendidihan B dan juga membutuhkan waktu yang lebih lama untuk terbentuk
kristal. Gula yang dihasilkan biasanya digunakan sebagai umpan untuk pendidhan
B dan sisanya dicairkan lagi.
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. Inilah yang menyebabkan lokasi pabrik rum di
Karibia selalu dekat dengan pabrik gula tebu.
7. Penyimpanan
Gula 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.
8. 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 pengotor dapat dipisahkan dari gula dan dihasilkan kristal yang siap untuk dilarutkan sebelum
perlakuan berikutnya (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.
9. 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 denganlime 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, 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.
10. 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.
11. 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.
12. Pengolahan sisa (Recovery)
Cairan sisa
baik dari tahap penyiapan gula putih maupun dari pembersihan pada tahap afinasi
masih mengandung sejumlah gula yang dapat diolah ulang. Cairan-cairan ini
diolah di ruang pengolahan ulang (recovery) yang beroperasi seperti
pengolahan gula kasar, bertujuan untuk membuat gula dengan mutu yang setara
dengan gula kasar hasil pembersihan setelah afinasi. Seperti pada pengolahan
gula lainnya, gula yang ada tidak dapat seluruhnya diekstrak dari cairan
sehingga diolah menjadi produk samping: molase murni. Produk ini
biasanya diolah lebih lanjut menjadi pakan ternak atau dikirim ke pabrik
fermentasi seperti misalnya pabrik penyulingan alkohol.
|
Tidak ada komentar:
Posting Komentar