Kimia pada Industri Gula

Gula adalah suatu karbohidrat sederhana yang menjadi sumber energi dan komoditi perdagangan utama. Gula paling banyak diperdagangkan dalam bentuk kristal  sukrosa  padat. Gula digunakan untuk mengubah  rasa menjadi manis  dan keadaan makanan atau  minuman. Gula sederhana, seperti glukosa  (yang diproduksi dari sukrosa dengan enzim atau hidrolisis asam), menyimpan  energi yang akan digunakan oleh sel. 

Gula sebagai sukrosa diperoleh dari nira tebu, bit gula, dan aren. Meskipun demikian, terdapat sumber-sumber gula minor lainnya, seperti kelapa.  Sumber-sumber pemanis lain, seperti umbi dahlia, anggir, atau jagung, juga menghasilkan semacam gula/pemanis namun bukan tersusun dari sukrosa. Proses untuk menghasilkan gula mencakup tahap ekstrasi (pemerasan) diikuti dengan pemurnian melalui distilasi (penyulingan). Beberapa gula misalnya glukosa, fruktosa, maltosa, sukrosa,dan laktosa mempunyai sifat fisik dan kimia yang berbeda-beda misalnya dalam hal rasa manisnya, kelarutan didalam air, daya pembentukan karamel jika dipanaskan dan pembentukan kristalnya. 

Fungsi Gula

Fungsi-fungsi gula dalam produk antara lain: sebagai bahan penambah rasa dan sebagai bahan perubah warna kulit produk. 

Ada tidaknya sifat pereduksi dari suatu molekul gula ditentukan oleh ada tidaknya gugus hidroksil (OH)  bebas yang reaktif. Gugus hidroksil yang reaktif pada glukosa (aldosa) biasanya terletak pada karbon nomor satu (anomerik), sedangkan pada fruktosa (ketosa) hidroksil reaktifnya terletak pada karbon nomor dua. 

Sukrosa tidak mempunyai gugus OH bebas yang reaktif karena keduanya sudah saling terikat, sedangkan laktosa mempunyai OH bebas pada atom C no. 1 pada gugus glukosanya. Karena itu, laktosa bersifat pereduksi sedangkan sukrosa bersifat nonpereduksi. 

Sukrosa adalah oligosakarida yang mempunyai peran penting dalam pengolahan  makanan dan banyak terdapat pada tebu, bit, siwalan, dan kelapa kopyor. Untuk industri-industri makanan biasa digunakan sukrosa dalam bentuk kristal halus atau kasar dan dalam jumlah yang banyak dipergunakan dalam bentuk cairan sukrosa (sirup). Pada pembuatan sirup, gula  pasir (sukrosa) dilarutkan dalam air dan dipanaskan, sebagian sukrosa akan terurai menjadi glukosa dan fruktosa, yang disebut gula invert . Inversi sukrosa  terjadi dalam suasana asam. Gula invert ini tidak dapat berbentuk kristal karena kelarutan fruktosa dan glukosa sangat besar . 

Pabrik Gula (PG) mempunyai fungsi utama untuk memisahkan gula, dalam hal ini sukrosa, dan bukan gula yang ada di batang tebu kemudian mengkristalkan sukrosa tersebut sehingga dihasilkan produk gula pasir atau gula SHS. Pada proses pengolahan gula di Pabrik Gula, nira tebu diberi treatment fisis dan khemis secara bergantian atau terkadang bersama dengan mempertimbangkan sifat sukrosa dan fungsi setiap perlakuan. Salah satu treatment khemis adalah penggunaan bahan kimia pembantu proses di beberapa stasiun di Pabrik Gula.

Dampak Gula Terhadap Kesehatan 

Kelebihan gula dapat mengakibatkan sejumlah konsekuensi kesehatan yang antara lain: 

1. Gula dapat menurunkan sistem kekebalan tubuh Anda dan merusak pertahanan Anda melawan penyakit karena infeksi. 
2. Gula dapat meningkatkan level glukosa darah puasa dan dapat menyebabkan hipoglikemia reaktif. 
3. Gula dapat menyebabkan peningkatan cukup berarti pada kolesterol total, trigliserida dan kolesterol jahat, serta penurunan dalam kolesterol baik. 
4. Gula dapat menyebabkan penuaan dini. 
5. Gula dapat menyebabkan obesitas. 
6. Gula dapat menyebabkan air liur Anda menjadi lebih asam, menyebabkan kerusakan gigi. 
7. Gula dapat menyebabkan penyakit gusi. 
8. Gula menyebabkan tekanan darah tinggi pada orang-orang gemuk. 
9. Gula meningkatkan resiko polio. 
10. Pengurangan konsumsi gula dapat meningkatkan stabilitas emosional. 
11. Gula dapat menyebabkan pusing. 
12. Gula dapat meningkatkan resiko asam urat. 
13. Gula dapat membuat urat daging Anda (tendon) jadi lebih rapuh. 
14. Gula dapat menyebabkan batu empedu. 
15. Gula dapat menyebabkan osteoporosis.

Berikut adalah bahan kimia pembantu proses yang biasa digunakan di Pabrik Gula penghasil gula SHS:

1.Kapur.
Biasanya digunakan dalam bentuk susu kapur (CaO) untuk proses pemurnian nira mentah, yaitu pada proses defekasi. Kapur juga kadang digunakan untuk preliming di stasiun gilingan

1.Kapur.
Biasanya digunakan dalam bentuk susu kapur (CaO) untuk proses pemurnian nira mentah, yaitu pada proses defekasi. Kapur juga kadang digunakan untuk preliming di stasiun gilingan

2.Belerang
Digunakan dalam bentuk SO2 untuk proses pemurnian nira mentah, yaitu pada proses sulfitasi. Selain itu belerang juga digunakan untuk proses bleaching nira kental.
3.Fosfat
Fosfat soluble digunakan untuk membantu proses pemurnian nira mentah. Fosfat akan berikatan dengan kalsium dari susu kapur membentuk kalsium fosfat dan menjadi inti endapan dalam proses defekasi.

4.Flokulan
Merupakan jenis polimer sintetis yang digunakan untuk mengoptimalkan flokulasi di clarifier.

5.Soda
Jenis soda yang digunakan di PG ada 2, yaitu soda abu dan soda kaustik. Soda abu umum digunakan untuk water treatment air ketel (menaikkan pH), sedangkan soda kaustik digunakan untuk chemical cleaning evaporator.

6.Surfaktan
Umumnya digunakan di stasiun masakan untuk membantu memproses bahan masakan low grade (kualitas rendah).

7.Fondant atau slurry
Digunakan untuk bibit masakan D.

8.Enzim dektranase dan enzim amylase
Enzim dektranase digunakan untuk mengatasi keberadaan dektran di nira, sedangkan enzim amylase digunakan untuk mengatasi keberadaan amilum/pati di nira. Seperti diketahui bersama bahwa adanya dektran dan amilum yang cukup tinggi di dalam nira dapat menyebabkan kesulitan dalam proses pengolahan nira dan dapat menimbulkan bias analisa.

9.Biosida
Biosida, terutama bakterisida dan bakteriostatis, kadang digunakan untuk memaksimalkan proses sanitasi di stasiun gilingan.

Proses Pembuatan Gula Secara Umum (Pabrik Gula)

Uraian Proses 

Tujuan dari proses pengolahan di pabrik adalah untuk mendapatkan produksi gula setinggi mungkin dan mengurangi kehilangan nira sekecil mungkin selama dalam proses. Untuk mendapatkan atau memproduksi gula jadi (siap dipasarkan) dilakukan beberapa tahap pengolahan antara lain :

      1)      Proses Penimbangan dan Pengerjaan Pendahuluan

      2)      Penggilingan tebu (Stasiun Gilingan)

      3)      Pemurnian nira (Stasiun Pemurnian)

      4)      Penguapan nira (Stasiun Penguapan)

      5)      Kristalisasi (Stasiun Masakan)

      6)      Pemisahan (Stasiun Putaran)

      7)      Pengeringan dan pendinginan

      8)      Pengemasan

1. Proses pengolahan Awal (Penimbangan dan Pengerjaan Pendahuluan )

Pada tahap ini, tebu (cane) yang akan di giling dipersiapkan, baik itu kualitas maupun kuantitasnya. Kualitas meliputi kondisi fisik tebu, tingkat kebersihan dan potensi kandungan gula (rendemen) di dalamnya. Sedang dari segi kuantitas, di lihat jumlahnya dengan ditimbang yang akhirnya menentukan jumlah gula yang akan dihasilkan.

Dari segi kualitas, tebu (cane) yang baik adalah secara umum memenuhi 3 persyaratan, antara lain :

1.      Masak, berarti tebu yang akan di giling harus memiliki kandungan gula (rendemen) yang mencukupi. Besarnya kandungan gula dipengaruhi oleh varietas, sistem tanam, iklim dan tingkat kemasakan pada saat tebang.

2.      Bersih, berarti tebu yang akan di giling harus bersih dari kotoran, baik itu kotoran berupa tanah, daun atau akar yang terikut pada saat tebang.

3.      Segar, berarti waktu yang diperlukan dari mulai tebu ditebang, masuk pabrik hingga di giling harus secepat mungkin. Karena semakin lama waktunya, kandungan gula dalam tebu juga semakin menurun.

Setelah tebu ditebang di kebun, kemudian tebu diantar kepabrik secepat mungkin dengan tenggang waktu 24 jam dengan tujuan untuk menjaga kualitas tebu. Karena bila lewat 24 jam kualitas tebu akan berkurang dikarenakan penguraian sukrosa yang terdapat dalam tebu oleh mikroorganisme sehingga kadar gula dalam tebu akan menurun dan tebu akan terasa asam.

Setelah truk pengangkut tebu memasuki areal pabrik, truk beserta tebu yang ada didalamnya ditimbang, dan sebelum truk kosong keluar dari halaman pabrik setelah tebu dibongkar, hal ini dilakukan untuk mengetahui berat netto dari tebu yang dibongkar tadi. Tebu dari truk pengangkutan dijungkitkan dengan menggunakan tenaga pompa hidrolik, sehingga tebu jatuh ke dalam cane carrier, sebagian lain tebu yang diangkut dengan truk dibongkar di lantai dengan menggunakan cane striker tebu yang disorong ke cane carrier. Tebu sebagian lain dibongkar dengan cane lifter hilo. Dimana kabel hilo dihubungkan dengan salah satu sisi truk sehingga tebu tumpah ke cane feeding table lalu pemasukan tebu ke cane carrier diatur sedemikian rupa sehingga memenuhi kapasitas gilingan yang direncanakan.

Oleh cane carrier tebu dibawa masuk kedalam cane leveller untuk pengaturan masuk tebu kedalam cane cutter I. Pada cane cutter I tebu dipotong potong secara horizontal, kemudian selanjutnya cane carrier membawa tebu ke cane cutter II untuk dicacah lebih halus lagi. 

2  Proses Penggilingan

Pada stasiun gilingan ini dilakukan pemerasan tebu dengan tujuan untuk mendapatkan nira sebanyak-banyaknya. Pemerasan dilakukan dengan 5 set three roll mill yaitu unit gilingan I sampai V dimana setiap unit gilingan terdapat 3 roll yang diatur sedemikian rupa membentuk sudut 120°, dan pada masing-masing gilingan terjadi 2 kali pemerasan.

Pemerahan nira tebu atau mengambil nira tebu dari tebu merupakan langkah awal dalam memproses pembuatan gula dari tebu. Tebu yang layak digiling bila telah mencapai fase kemasakan, dimana rendemen batang tebu bagian pucuk mendekati rendemen bagian batang bawah, kemudian kebersihan tebu > 95%.

Tebu yang sudah masak selnya mudah pecah sehingga ekstraksi (pemerahan) dapat optimal dibandingkan dengan tebu yang belum masak. Umur tebu di atas 9 bulan (sudah mencapai rendemen pada 3 titik  batang atas, tengah, bawah mecapai ≥ 7,0) dengan arti kata tebu yang masuk ke pabrik tebu yang tua, segar, manis dan bersih.

Sebagai tolak ukur bagi tebu yang layak di giling di Pabrik Gula Sei Semayang kriteria sebagai berikut:

a. pol tebu                    : 9 – 11%

b. HK nira mentah      : 74 – 84%

c. Kotoran tebu            : max 5%

d. kadar sabut              : 13 – 16%

Setelah tebu tercecah maka tebu tersebut berjalan ke stasiun gilingan dengan menggunakan cane elevator, sebelum tebu tersebut masuk ke gilingan I, maka tebu harus melewati alat penangkap besi (magnetic trump ion separator) yang berfungsi untuk menangkap besi–besi dari patahan mata pisau yang mungkin terikut dalam serpihan tebu.

Penggilingan di lakukan sebanyak 10 kali dengan menggunakan 5 unit gilingan (5 set  three roll mill). Alat ini terdiri dari 3 buah rol yang terbuat dari besi (1 set) yang mempunyai permukaan beralur berbentuk V dengan sudut 30⁰ yang gunanya untuk memperlancar aliran nira  dan mengurangi terjadinya slip dan di susun secara seri dengan memakai tekanan hidrolic yang berbeda-beda yaitu :

a.Tekanan pada gilingan I dan II yaitu 170 kg/cm²

b.Tekanan pada gilngan III, IV dan V yaitu 175 kg/cm²

Besarnya daya yang digunakan untuk menggerakkan alat penggilingan adalah sebesar 150-200 kg/cm² dengan putaran yang berbeda antara satu dengan gilingan yang lainya. Pada gilingan I besar putaranya adalah sekitar 5,3 rpm, gilingan II adalah 5,0 rpm, gilingan III adalah 5,0 rpm, gilingan IV adalah 5,2 rpm, gilingan V adalah 3,8 rpm.

1. Mekanisme kerja dari roll mill :

1.       Tebu yang sudah di cacah halus di bawa ke elevator dan menuju ke penggilingan pertama air pertama (nira) dari gilingan pertama di tampung pada bak penampung I. Ampas dari gilingan I dibawa oleh intermediate I ke gilingan II kemudian di giling (diperah) lagi ampas tersebut. Air perasan masuk dalam bak penampung. nira yang diperoleh dari bak penampung I primany juice.

2.      Nira dari gilingan I dan gilingan II masih ada ampas halus yang terikut nira tersebut kemudian nira dari kedua bak tersebut di saring pada juice stainer kemudian ampasnya di masukkan pada gilingan II  dan nira yang disaring di tampung dalam satu tangki dan siap untuk di pompakan ke stasiun pemurnian.

3.      Ampas dari gilingan II dibawa oleh intermediate II dan digiling ke gilinngan III untuk diperah lagi. Nira dari gilingan II di tampung pda bak penampung II.

4.      Ampas dari gilingan III dibawa oleh intermediate III untuk digiling pada gilingan IV, nira yang diperoleh dari gilingan III ditampung pada bak III dan nira tersebut digunakan untuk menyiram ampas yang keluar dari gilingan I yang akan digiling pada gilingan II. 

 5. Ampas dari gilingan IV dibawa oleh intermediate IV untuk digiling lagi pada gilingan V. Nira     dari gilingan IV ditampung pada bak IV dan digunakan untuk menyiram ampas yang keluar dari Iidan akan digiling pada gilingan III.

6.      Ampas yang keluar dari gilingan IV diberi air imbibisi sebelum di masukkan ke gilingan V , air imbibisi berasal dari kondensat evaporator badan IV dan V. Temperatur dari air imbibisi tersebut adalah sekitar 60-70 ⁰c dengan perbandingan 20 – 25 % dari berat kapasitas tebu per hari. Pemberian air imbibisi tersebut mempunyai fungsi untuk melarutkan nira yang masih tertinggal pada ampas tersebut.

7.      Nira dari gilingan III, IV ,V masih mengandung ampas halus, nira dan ampas yang halus tersebut diangkut dengan conveyer melalui suatu plat saringan, niranya masuk ke tabung setiap gilingan sedangkan ampas naik ke gilingan II.

Ampas tebu (bagasse) dari gilingan V selanjutnya di angkut oleh bagas elevator melalui dari suatu plat gilingan. Semakin banyak pengulangan gilingan ampas tebu,maka semakin sedikit kadar nira yang dikandungnya. Nira yang telah bebas ampas dari stasiun gilingan I dan II dipompakan ke stasiun pemurnian.

Sumber : Pabrik Gula Sei Semayang

3.  Proses Pemurnian

Proses ini bertujuan untuk menghilangkan kandungan kotoran dan bahan non sugar (yang tidak termasuk gula) dalam nira mentah dengan catatan gula reduksi maupun saccarosa jangan sampai rusak selama perlakuan. Bahan non sugar yang dimaksud adalah :

1.      Ion – ion organik yang nantinya menghambat pengkristalan dari saccarosa (gula).

2.      Koloid yang menyebabkan sukarnya pengendapan serta penyaringan.

3.      Zat warna yang mungkin terkandung dalam zat lain yang mungkin juga terikut seperti tanah   dan sisa daun.

Macam – macam proses pemurnian yang dilakukan pabrik gula di Indonesia antara lain:

1.        Proses Defekasi

Tujuan proses defikasi adalah  untuk membersihkan komponen-komponen bukan gula dan meningkatkan harkat kemurnian (HK).

2.      Proses Sulfitasi

Nira yang telah tercampur masuk kedalam tangki sulfitasi dalam proses ini terjadi penurunan pH nira menjadi 7.0 – 7.2. Sulfitasi ini dilakukan pada suhu 70 - 75°C. Penambahan SO₂ tidak boleh berlebihan karena akan menyebabkan penurunan pH menjadi terlalu rendah dan terbentuknya senyawa Calsium Hidrosulfit (CaHSO₃) yang larut dalam nira.

Tujuan yang dilakukan di stasiun pemurnian yaitu untuk menghilangkan kotoran (unsur bukan gula) dalam nira tanpa merusak kadar gulanya.

A.    Ada beberapa proses yang dilakukan dalam proses pemurnian yaitu;

1)      Secara kimia yaitu dengan memberikan bahan kimia yang kemudian bereaksi dengan kotoran membentuk endapan.

2)      Secara fisika dengan menggunakan pemanasan, pengendapan, pengapungan dan penyaringan.

3)      Secara kimia fisika yaitu dengan mengubah sifat fisis suatu komponen sehingga mudah dipisahkan.

Pelaksanaan proses pemurnian harus dilakukan tanpa mengabaikan waktu, suhu, dan pH. Pada proses pemurnian diperlukan 4 bahan penolong yaitu: susu kapur, gas sulfit, phospat dan talosep (A6XL) dengan tahapan sebagai berikut :

a)      Susu Kapur (Ca(OH)₂)

Susu kapur dibuat dari kapur tohor, baru kemudian disiram dengan air dingin, sehingga menghasilkan susu kapur. Pemberian susu kapur bertujuan untuk pemurnian air nira. Air dingin ini berasal dari  proses kondensasi uap evaporator, yang di dinginkan yang berfungsi sebagai:

1)      Pelarut kapur yang mempercepat terjadinya larutan (Ca(OH)₂).

2)      Air imbibisi pada stasiun gilingan untuk meningkatkan nira yang dihasilkan, dimana volume air yang dipakai adalah 20% dari kapasitas produksi.

3)      Siraman pada saringan hampa udara.

b)      Gas Sulfit (SO₂)

Gas sulfit diperoleh dari pembakaran belerang di dalam tabung belerang, dimana awalnya memasukkan belerang yang sengaja dinyalakan, kemudian selanjutnya secara terus-menerus dialirkan ke udara kering.

Tujuan pemberian gas sulfit ini adalah:

1)      Menetralkan kelebihan air kapur pada nira yang terkapur, sehingga pH mencapai 7,2 – 7,4 dan untuk membantu terbentuknya endapan Calsium sulfit (Ca(SO₃)₂).

2)      Untuk memucatkan warna larutan nira kental yang akan berpengaruh pada warna Kristal dari gula.

c)      Phospat (P₂O₅)

Pemberian phospat bertujuan untuk meningkatkan kadar phospat yang terdapat pada nira jika kadar phospat dalam nira mentah lebih kecil dari 300 ppm, akan tetapi jika kadar phospat lebih dari 300 ppm maka tidak perlu lagi ditambahkan phospat.

d)     Flokulat (talosep (A6XL))

Penambahan flokulat adalah dengan membentuk flok dari partikel kotoran terlarut yang terdapat pada nira sehingga lebih mudah disaring.

4.   Proses penguapan (Evaporation)

            Tujuan dari penguapan ini adalah untuk mengurangi kadar air yang terdapat pada nira encer agar diperoleh nira yang lebih kental, dengan kentalan 60 – 65 % brik. Penguapan ini dilakukan pada temperatur 65 – 110 ⁰C . Setiap evaporator dilengkapi dengan separator atau penyangga (sap vanger) yang berguna untuk menangkap percikan nira yang terbawa oleh uap.

Komponen nira encer sebagai hasil kerja proses pemurniaan masih membawa cukup banyak penyusun termasuk air, untuk menguapkan air dalam nira harus diusahakan cara sedemikian rupa sehingga :

1. Kecepatan penguapan tinggi (waktunya pendek).
2. Tidak terjadinya perusakan gula.
3. Tidak akan timbul kerusakan baru untuk proses selanjutnya.
4. Cost (harga) yang murah.

Proses evaporasi merupakan proses yang melibatkan perpindahan panas dan perpidahan massa secara simultan. Dalam proses ini sebagian air atau solvent akan diuapkan sehingga akan diperoleh suatu produk yang kental (konsentrat). Penguapan terjadi karena cairan akan mendidih dan berlangsung perubahan fasa dari cair manjadi uap. Aplikasi utama dari proses evaporasi dalam industri pangan yaitu :

1.      Pra – konsentrasi sebelum bahan diolah lebih lanjut misalnya sebelum spray drying, drum drying, kristalisasi.

2.      Mengurangi volume cairan agar biaya penyimpan, trasportasi, dan pengemasan berkurang.

3.      Meningkatkan konsentrasi solit terlarut dalam bahan makanan sebagai usaha untuk membantu pengawetan, misalnya dalam pembuatan susu kental manis dan pembuatan gula kristal.

Proses penguapan (evaporasi) dilakukan dalam kondisi vakum. Tujuan penguapan dalam keadaan vakum adalah menghindari kerusakan sukrosa akibat suhu yang tinggi, menghemat penggunaan uap bahan bakar karena memasukkan satu satuan uap dapat menguapkan air sebanyak 5 kali, menurunkan titik didih nira sehingga tidak terbentuk karamel hal ini dilakukan agar sukrosa yang terkandung dalam nira tidak rusak. Proses evaporasi dilakukan beberapa kali dengan menggunakan perbedaan suhu dan tekanan. Pada evaporasi tahap awal menggunakan suhu tinggi dengan tekanan rendah. Memasuki tahap evaporasi selanjutnya, suhu bertahap diturunkan dan tekanan bertahap dinaikkan.

Selama proses berlangsung temperatur dari masing – masing evaporator berbeda –beda. Untuk menghemat panas yang diperlukan maka media panas untuk evaporator  I digunakan uap bekas yang berasal dari pressure vessel, sedangkan media pemanas evaporator yang lain memamfaatkan kembali uap yang terbentuk dari evaporator sebelumnya, hal ini disebut vapour temperature pada evaporator I sebesar 110 C dan berangsur – angsur turun sampai temperatur 50 – 55 ⁰C pada evaporator IV. Hal ini dapat dilakukan dengan jalan menurunkan tekanan yang berbeda - beda dari evaporator I sampai dengan evaporator IV.

Uap yang mengalir dari evaporator I ke evaporator II disebabkan pada evaporator I setelah masuk kedalam bagian shell pada evaporator II akan melepaskan panas sehingga mengembun. Terkondensasinya uap menyebabkan terjadinya penurunan tekanan dalam shell sehingga uap air nira evaporator I dapat mengalir ke evaporator II dan seterusnya. Uap nira evaporator IV masuk kedalam kondesor untuk diembunkan (dikondensasikan) dan dijatuhkan bersama air injeksi, sedangkan uap – uap yang tidak terkondesasikan dibiarkan keluar ke udara. Peristiwa mengalirnya nira dari evaporator I ke evaporator II dan seterusnya disebabkan oleh adanya perbedaan tekanan vakum pada masing – masing evaporator. Nira encer yang masuk pada setiap evaporator akan bersikulasi sampai mencapai titik tertentu dan secara otomatis valve akan terbuka sehingga nira mengalir menuju evaporator selanjutnya, begitu seterusnya hingga evaporator IV.

Perbedaan tekanan pada masing – masing evaporator akan mengakibatkan nira mengalir secara otomatis dari badan I ke badan berikutnya. Nira yang masuk pada tiap – tiap badan evaporator akan bersikulasi hingga mencapai kepekatan tertentu. Kemudian secara otomatis kutup (valve) akan terbuka dan nira mengalir kebadan berikutnya. Demikian seterusnya sampai pada badan evaporator terakhir dengan kepekatan 65 %. Nira kental yang telah melewati proses penguapan (evaporating) ini kemudian di alirkan ke stasiun masakan untuk proses kristalisasi. Sedangkan kondesasi yang berasal dari badan evaporator I dan II ditampung untuk digunakan sebagai air pengisi ketel kondensat da yang berasal dari badan II dan IV di tarik dengan pompa kondensat ke tangki kondensat. Penguapan air sampai brik 65 dipilih agar dicapai konsentrasi yang mendekati jenuh sehingga dalam proses kristslisasi tinggal melaksanakan pengkristalan saja. Sedangkan dalam proses penguapan tidak hanya terjadi penguapan air saja tetapi juga berbagai reaksi bahan – bahan penyusan nira (reaksi pembentukan zat warna) yakni warna yang agak gelap dari nira kental. Nira kental hasil penguapan akan dialirkan kebejana sulfitrasi dimana akan diberi gas SO2, gas ini dapat bertindak sebagai reduktor sehingga ikatan – ikatan yang berwarna gelap dapat direduksi menjadi ikatan – ikatan yang tidak berwarna atau berwarna ringan (pH nira kental 5,2 – 5,4).

Nira kental dari hasil proses penguapan berwarna coklat tua atau gelap. Warna gelap ini akan berpengaruh terhadap kualitas gula yang akan diperoleh. Untuk hal tersebut maka pada sulfitasi nira kental di alirkan gas SO2 dari pembakaran belerang. Hal ini ditunjukkan untuk :

1.        Untuk memucatkan warna gelap pada nira kental.

2.        Menurunkan viscositas nira hingga proses kristalisasi menjadi mudah.

5.  Proses Masakan (Kristalisasi)

Nira kental dari stasiun penguapan yang sudah dipucatkan (dibleaching) masih mengandung air ± 35% - 40% lagi. Apabila kadar air lebih besar dari yang semestinya,maka pembentukan kristal akan lebih lama. Dimana kelebihan kandungan ini akan diuapkan pada stasiun kristalisasi (dalam pan kristalisasi).

Pada stasiun masakan dilakukan proses kristalisasi dengan tujuan agar kristal gula mudah dipisahkan dengan kotorannya dalam pemutaran sehingga didapatkan hasil yang memiliki kemurnian tinggi, membentuk kristal gula yang sesuai dengan standar kualitas yang ditentukan dan perlu untuk mengubah saccarosa dalam larutan menjadi kristal agar pembentukan gula setinggi-tingginya dan hasil akhir dari proses produksi berupa tetes yang masih sedikit mengandung gula, bahkan diharapkan tidak mengandung gula lagi.

Proses kristalisasi dibagi dalam beberapa tingkat masakan, yaitu :

1. Sistem masak 4 tingkat : masakan A,B,C,D
2. Sistem masak 3 tingkat : masakan A,B,D atau ACD
3. Sistem masak 2 tingkat : masakan A,D

Dalam proses kristalisasi di PTP Nusantara II Sei Semayang, di ambil sistem masak 3 tingkat yaitu : A, B dan D

5.1  Proses Kristalisasi sistem tiga tingkat

1)      Masakan A, yaitu proses masakan yang menghasilkan kristal (gula) A dan Stroop A, stroop A ini masih mengandung sukrosa digunakan untuk bahan masakan B. Pada masakan A terdapat 2 buah pan masakan yang dapat mengkristalkan ± 68% dari nira kental masuk.

2)      Masakan B yaitu proses masakan yang menghasilkan kristal (gula) B dan Stroop B. Pada masakan B terdapat 1 buah pan masakan yang dapat mengkristalkan ± 62% dari nira kental masuk.

3)      Masakan D, yaitu proses masakan yang menghasilkan kristal (gula) D dan Klare D, dengan menggunakan bahan dasar stroop A, stroop B dan Klare D. Pada masakan D terdapat 2 buah pan masakan yang dapat mengkristalkan ± 58% dari nira kental masuk.

5.2  Langkah-langkah proses pengkristalan

1)      Menarik Hampa

Tangki masakan terlebih dahulu di buat hampa udara dengan tekanan vakum sebesar 40 cmHg kemudian saluran penghubung dengan tangki penguapan dibuka perlahan-lahan sampai terbuka penuh sehingga mencapai keadaan maksimum dengan tekanan 66 cmHg.

Langkah pertama dari proses pangkristalan adalah menarik masakan (nira pekat) untuk diuapkan airnya sehingga mendekati kondisi jenuhnya. Dengan pemekatan secara terus-menerus koefisien kejenuhannya akan meningkat. Pada keadaan lewat jenuh maka akan terbentuk suatu pola kristal sukrosa.

2)      Pembuatan Bibit

Langkah selanjutnya ialah membuat bibit, yaitu dengan memasukkan gula (fondant) ke dalam pan masakan kemudia melakukan proses pembesaran kristal. Fondant merupakan inti kristal gula yang sudah ditumbuk menjadi halus dan sengaja diberikan agar kristal gula yang terbentuk memiliki ukuran yang sama. Inti ini dapat dibuat dengan menggiling kristal yang kasar sehingga menjadi kristal yang halus. Bibit fondant tersebut dapat dibuat di luar pan masakan. Untuk mengetahui besar kecil ukuran kristal dapat dilakukan dengan cara meletakkan kristal gula pada kaca transparan yang diamati pada sinar lampu.

3)      Memperbesar Kristal

Dalam proses memperbesar ukuran kristal dilakukan dengan penambahan bibit yang baik sampai diharapkan ukuran kristal 0,8-1 mm.

4)      Menurunkan Masakan (masakankan tua)

Kristal gula yang sudah terbentuk sesuia dengan ukuran ketentuan yang diharapkan dinamakan dengan masakan tua. Tujuan dari masakan tua adalah melanjutkan  penguapan masakan dalam pan kristalisasi tanpa penambahan larutan baru untuk menghindari terjadinya pembentukan kristal palsu. Apabila  ketentuan di atas telah terpenuhi, maka terbentuklah kristal yang cukup rapat dan hal ini menunjukkan proses pengkristalan telah selesai.

Masakan tua yang ukurannya telah mencapai 0,8-1 mm dikeluarkan dari tangki masakan dan dimasukkan ke dalam palung pendingin yang terdapat di bawah tangki masakan. Penurunan masakan dimulai dengan menutup uap panas, kemudian menghilangkan tekanan hampa. Penghilangan tekanan hampa dilakukan dengan membuat hubungan pan masakan, maka tekanan udara di dalam pan naik dan tekanan vakum hilang. Setelah seluruh masakan diturunkan,pan masakan dicuci dengan steam (uap panas) untuk membersihkan sisa-sisa kristal gula dan larutan-larutan yang tertinggal, agar pada masakan selanjutnya tidak mengganggu proses pangkristalan dan kualitas kristal gula yang terbentuk. Larutan pada pan masakan  hasil pencucian dengan air dan steam dialirkan ke peleburan untuk di daur ulang kembali.

5)      Palung Pendingin ( D-Cristalizer)

Pendinginan masakan digunakan untuk menentukan kejenuhan agar proses kristalisasi lanjut terjadi, sehingga ukuran kristal membesar. Palung Pendingin ( D-Cristalizer) dilengkapi dengan pengaduk agar tidak terjadi pengumpalan dan hanya digunakan untuk masakan D yang bertujuan untuk menekan nilai Harkat Kemurnian (HK).

6)      Proses Pemisahan Masakan

1. Pemisahan masakan Adan B

Hasil pemisahan masakan A, akan menghasilkan gula A dan stroop A, dimana stroop A merupakan bahan dasar untuk masakan B. Hasil pemisahan masakan B akan menghasilkan gula B dan stroop B, dimana stroop B merupakan bahan dasar untuk masakan D. Gula A dan B yang diperoleh dari  hasil pemisahan dikirim ke alat feed mixer SHS (Super High Sugar). Kemudian gula A dicampur menjadi gula BA menggunakan alat pemutar sentrifugal sehingga diperoleh gula dengan pemurnian yang lebih tinggi sebagai gula produk SHS (Super High Sugar).

2. Pemisahan Masakan D

Hasil dari pemisahan masakan D,menghasilkan gula D dan tetes kemudian diputar di putaran D2 sehingga menghasilkan gula D2, sehingga diperoleh klare D2, klare D2 tersebut selanjutnya dibawa lagi ke masakan D untuk di olah kembali, karena masih mengandung gula. 

Pada proses masak inilah kondisi kristal harus dijaga jangan sampai larut kembali ataupun terbentuk kristal gula yang tidak beraturan. Kondisi nira kental pada pan masakan adalah 80-85 %, persen brix kental 60-65 % dan kadar air 35-40 %.

            Untuk mencapai kualitas gula dalam nira kental tidak cukup dikristal  dalam satu kali proses kristalisasi. Pada stasiun masakan ini dilakukan pemasakan nira sampai lewat jenuh sampai terbentuk kristal gula dengan temperatur masakan berkisar antara 50-65 ⁰C selama ± 4 jam.

6  Prosess Putaran

Tujuan pemutaran pada stasiun ini adalah untuk memisahkan kristal gula dengan larutan (stroop) yang masih menempel pada kristal gula. Putaran bekerja dengan gaya centrifugal yang menyebabkan masakan terlempar jauh dari titik (sumbu) putaran, dan menempel pada dinding  putaran yang telah dilengkapi dengan sarungan yang menyebabkan kristal gula tertahan pada dinding putaran dan larutan (stroop) nya keluar dari putaran dengan menembus lubang-lubang saringan, sehingga terpisah larutan (stroop) tersebut dari  gulanya.

Proses pemutaran di pabrik Gula sei semayang terdiri dari 2 bagian yaitu

1.      High Grade Centrifugal 1600 rpm terdiri dari 9 unit putaran yaitu 5 berfungsi untuk memutar masakan gula A dan B sedangkan yang 4 untuk memutar gula produk.

2.      Low  Grade Centrifugal terdiri dari 12 putaran yaitu 9 untuk memutar masakan D (gula D1) dan 3 untuk memutar gula D2. Putaran bekerja berdasarkan gaya sentrifugal yang menggunakan full automatic discontinu. Gaya sentrifugal akan menyebabkan masakan terlempar menjahui titik putaran, dimana sistem putaran dilengkapi dengan media saringan, saringan ini akan menahan kristal dan larutan akan terpisah dari kristalnya.

A.    Pada stasiun ini terdapat beberapa putaran yaitu :

1)      putaran D1 dan D2

Putaran ini digunakan untuk memutar mascuit dari palung pendingin yang berasal dari palung masakan  D yang telah melewati mascuit reheter pada temperatur 55⁰C. Mascuit adalah kristal gula yang masih tercampur dengan stroop. Kandungan larutan masuk ke feed mixer D1. Gula dari D1  dibawa menuju magma  mingler dengan sistem conveyor,  untuk memompa diberi sedikit air. Kandungan gula D1 dipompakan ke feed mixer D2. Putaran D1 menghasilkan tetes, tetes juga dipasarkan sebagai bahan pembuat alkohol, spiritus dan penyedap makanan. Gula D1 yang dipompakan ke feed mixer D2 selanjutnya diberi sedikit air dan dipompakan ke tangki magma dan digunakan untuk bibit masakan A, putaran D2 menghasilkan D2.

2)      Putaran A dan B

 Pada putaran ini, masakan A dan B diputar bersama-sama, pada putaran A dan B  diberi air panas selama 5 detik  yang bertujuan untuk pencucian kristal gula yang tertinggal pada media saringan. Gula A’B dicampur pada magma mingler A’B, diberi sedikit air dan selanjutnya dipompakan ke feed mixer SHS (Super High Sugar)

3)      Putaran SHS (Super High Sugar)

Hasil putaran SHS (Super High Sugar) adalah gula SHS (Super High Sugar) atau untuk sekaran disebut dengan istilah GKP (Gula kristal putih) dan klare SHS (Super High Sugar). Gula produksi dibawa oleh grasshoper coveyor ke sugar elevator yang berfungsi menaikkan dan membawa gula ke cooler dan dryer sedangkan klare SHS (Super High Sugar) dipompakan ke peti klare SHS (Super High Sugar).

 7.   Proses  Pengeringan dan pendinginan

Pada stasiun penyelesaian ini dilakukan  proses pengeringan gula yang berasal dari stasiun putaran sehingga benar-benar kering. Pengeringan dilakukan dengan penyemprotan uap panas dengan suhu ± 70^OC, kemudian didinginkan kembali karena gula tidak tahan pada temperatur yang tinggi. Tujuan pengeringan adalah untuk menghindari kerusakan gula yang disebabkan  oleh microorganisme, agar gula tahan lama selama proses penyimpanan sebelum disalurkan kepada konsumen. Setelah kering gula diangkut dengan elevator dan disaring pada saringan vibrating screen. Gula dengan ukuran standar SHS (Super High Sugar) diangkut dengan sugar conveyor yang diatasnya dipasang magnetic saparator untuk menarik logam (besi) yang melekat pada kristal gula dengan menggunakan alat includit fan. Dari alat pengering ini, gula produksi diangkut dengan elevator menuju saringan vibrating screen, kadar moisture 0.05% dengan duhu 30-50⁰c. Kristal gula yang diturunkan dari putaran SHS (Super High Sugar) melalui grasshoper conveyor menuju jacob evaporator. Kemudian ditumpahkan ke sugar dryer dan cooler untuk dikeringkan karena gula hasil putaran hasil SHS (Super High Sugar) masih basah, selain itu menghindari kerusakan gula oleh jamur agar bisa disimpan lebih lama. Pengeringan dilakukan dengan cara penghembusan udara panas dengan temperatur 75^oC. Kemudian gula tersebut diangkat ke saringan gula yang mempunyai dua macam ukuran yang berbeda.

Gula halus dan kasar yang tidak memenuhi standar akan dilebur kembali. Gula yang memenuhi standar akan melewati saringan yang dilengkapi dengan magnet yang berguna untuk menangkap partikel-partikel logam yang mungkin terikat dalam gula. Kemudian gula ditumpahkanke belt konveyor menuju sugar bin yang dilengkapi suatu mesin pengisi dan penimbang serta alat penjahit karung. Dari sugar bin dikeluarkan gula yang beratnya 50kg perkantongan yang selanjutnya dengan belt konveyor disimpan kegudang penyimpanan gula.

Saringan ini mempunyai 3 plat saringan dengan ukuran mesh yang berbeda-beda, yaitu :

1. Saringan 1 (ukuran 8x8) adalah mesh yang memisahkan gula kasar, gula normal dan gula halus.
2. Saringan 2 (ukuran 23x2) adalah mesh yang memisahkan gula normal dan gula    halus.
3. Saringan 3 adalah mesh yang memisahkan gula halus dibawah standar. Gula halus dan gula kasar yang tidak memenuhi syarat, dilebur kembali kepeti peleburan dan dialirkan ke penampung di stasiun masakan untuk dimasak kembali.

 8   Proses Pengemasan

Gula yang telah bersih dari besi yang terikat didalamnya masuk kedalam sugar bin. Sugar bin menampung gula dan sugar weigher mengisi dan menimbang gula drngan berat 50kg kedalam karung secara otomatis. Kemudian karung gula dijahit dan diangkut dengan menggunakan conveyor untuk disimpan digudang penyimpanan dan siap untuk dipasarkan.

DAFTAR PUSTAKA :

Anonim. 2015. Pengertian Gula Jenis dan Dampak Gula. [Online]. Tersedia:  http://www.landasanteori.com/2015/09/pengertian-gula-jenis-dan-dampak-gula.htm [23 November 2016

Anonim. 2015. Bahan Pembantu Proses Pengolahan Gula di PG. [Online]. Tersedia:

https://belajargula.wordpress.com/2012/03/09/bahan-pembantu-proses-pengolahan-gula-di-pg/ [23 November 2016]

Cekhar. 2015. Proses Pembuatan Gula Secara Umum. [Online]. Tersedia:

http://duniagalery.blogspot.co.id/2015/06/proses-pembuatan-gula-secara-umum.html [23 November 2016]