Pemurnian Nira TINJAUAN PUSTAKA

Yusmiyati Fidia Fitri : Pengaruh Penambahan Susu Kapur Caoh 2 Dan Gas So 2 Terhadap Ph Nira Mentah Dalam Pemurnian Nira Di Pabrik Gula Kwala Madu PTP Nusantara II Langkat, 2008. USU Repository © 2009 Apabila gula berada di dalam larutan dengan pH lebih dari 7,00 maka bila dibiarkan saja gulanya akan mengalami perusakan. Cara untuk dapat menghilangkan sifat asam larutan adalah dengan menambahkan bahan yang bersifat basa. Tetapi bila basanya terlalu banyak akan menyebabkan nira bersifat basa, hal ini juga tidak baik karena akan mempengaruhi berubahnya suatu komponen nira yang dapat menimbulkan bahan berwarna sehingga kristal yang akan diperoleh dapat menjadi tidak putih. Disamping kotoran yang bersifat asam tersebut masih banyak lagi komponen- komponen kotoran lain yang menghendaki kondisi tertentu untuk dapat dihilangkan. Misalnya kotoran jenis putih telur. Kotoran ini akan dapat dihilangkan dengan pengaruh suhu, sehingga untuk dapat menghilangkannya maka nira harus dipanaskan.

2.3. Pemurnian Nira

Hal yang paling utama didalam pemurnian adalah menjaga agar jangan sampai gula yang ada hilang atau rusak, sebab gula yang sudah rusak tidak mungkin lagi dapat diperbaiki, sebab yang membuat gula hanyalah tanaman. Apabila ada gula yang rusak maka akan diderita dua kerugian yaitu : 1. Rusaknya gula berarti kehilangan langsung dari gula yang seharusnya dapat dijadikan kristal. 2. Rusaknya gula akan berarti menambah kotoran dalam nira yang akan menyebabkan bertambahnya kesulitan proses dan jumlah molase bertambah, selanjutnya juga kehilangan gula akan menjadi semakin besar. Yusmiyati Fidia Fitri : Pengaruh Penambahan Susu Kapur Caoh 2 Dan Gas So 2 Terhadap Ph Nira Mentah Dalam Pemurnian Nira Di Pabrik Gula Kwala Madu PTP Nusantara II Langkat, 2008. USU Repository © 2009 Cara pemurnian nira yang banyak dilakukan di Indonesia ada 3 macam, yaitu : 1. Cara Defekasi ; cara ini adalah yang paling sederhana tetapi hasil pemurniannya juga belum sempurna, terlihat dari hasil gulanya yang masih berupa kristal yang berwarna merah atau coklat. Pada pemurnian ini hanya dipakai kapur sebagai pembantu pemurnian. 2. Cara Sulfitasi ; cara ini adalah lebih baik dari defekasi, karena sudah dapat dihasilkan gula yang berwarna putih. Pada pemurnian cara ini dipakai kapur dan gas hasil pembakaran belerang sebagai pembantu pemurnian. 3. Cara Karbonatasi ; cara ini adalah yang terbaik hasilnya dibanding dengan dua cara diatas. Tetapi biayanya yang paling mahal. Pada pemurnian ini dipakai sebagai bahan pembantu adalah kapur, gas asam arang CO 2 dan gas hasil pembakaran belerang. Dalam proses pemurnian, sebanyak mungkin zat bukan gula dikeluarkan dengan cara yang dikenal sebagai proses diatas. Kondisi lingkungan nira mentah harus diatur agar sukrosa dan zat gula yang mereduksi tidak rusak dan dapat dipertahankan, sehingga sebanyak mungkin zat bukan gula dapat dikeluarkan. Pertimbangan ekonomi akan menentukan sistem pemurnian mana yang akan diterapkan. Dalam industri gula di Indonesia banyak digunakan kapur tohor CaO sebagai zat pemurni dan penjernih nira mentah, yang dapat mengendapkan sebagian besar zat bukan gula. Sebagai kriteria utama dipakai peningkatan HK sebagai akibat pengeluaran zat bukan gula dari larutan. air panas kondensat CaO Yusmiyati Fidia Fitri : Pengaruh Penambahan Susu Kapur Caoh 2 Dan Gas So 2 Terhadap Ph Nira Mentah Dalam Pemurnian Nira Di Pabrik Gula Kwala Madu PTP Nusantara II Langkat, 2008. USU Repository © 2009 Fabrikat Talang goyang Leding Sirkulasi kotoran kapur pompa Gambar 1.3. Tromol Air Kapur Agar dapat menciptakan efek pemurnian yang lebih baik, kapur tohor CaO harus dilarutkan terlebih dahulu dalam air dengan alat tromol air kapur diatas. Pengalaman di industri gula di Indonesia membuktikan bahwa pengeluaran zat bukan gula secara optimal terjadi bila pH nira mentah antara 7,3 – 7,8 dan pH nira encer dipertahankan antara 7,0 – 7,4. Jika pH lebih tinggi dari 7,4 maka pemisahan zat bukan gula akan menjadi lebih baik. Akan tetapi, keuntungan demikian mempunyai dampak yang lebih negatif, yaitu kemungkinan perpecahan zat gula yang mereduksi menjadi lebih besar, mengakibatkan nira encer berubah warnanya menjadi hitam reaksi browning. Selain itu, timbul asam organik yang mengikat kapur, menyebabkan kandungan kapur meningkat. Kandungan kapur yang tinggi dalam nira encer cenderung mengakibatkan inkrustasi dalam pan penguap dan pemasakan, yang menghambat perpindahan panas sehingga konsumsi uap meningkat. Disamping itu, kandungan kapur yang tinggi mempersukar kristalisasi, mempersukar proses masakan, serta meningkatkan pembentukan molase, yang berarti mempertinggi kehilangan sukrosa dalam moslase. Bahan Pembantu Pemurnian Yusmiyati Fidia Fitri : Pengaruh Penambahan Susu Kapur Caoh 2 Dan Gas So 2 Terhadap Ph Nira Mentah Dalam Pemurnian Nira Di Pabrik Gula Kwala Madu PTP Nusantara II Langkat, 2008. USU Repository © 2009 Untuk dapat melaksanakan proses pemurnian dengan baik dibutuhkan bahan-bahan pembantu. Bahan pembantu yang umum digunakan adalah kapur tohor dan gas sulfur dioksida. Kapur Tohor Sifat asam dari nira harus dapat segera dinetralkan, untuk itu dibutuhkan basa. Diantara basa-basa yang dapat dipilih haruslah memenuhi persyaratan : 1. Basa harus mempunyai pengaruh pembersihan terhadap nira 2. Basa harus mudah didapat dan murah harganya Dengan memperhatikan persyaratan tersebut maka dipilihlah basa kapur. Basa kapur ialah suatu basa yang dibuat dengan memberi air kepada kapur tohor kapur yang diperoleh dari hasil pembakaran batu gamping . Kapur tohor yang telah diberi air dan dihilangkan bagian-bagian yang kasar di lingkungan pabrik gula disebut sebagai susu kapur. Bila susu kapur diberikan kedalam nira maka akan terjadi : 1. Penetralan nira : nira yang semula memiliki pH sekitar 5,5 akan menaik pH nya sampai pH = 7 menjadi netral . 2. Sebagai akibat penetralan akan terbentuk ikatan-ikatan yang mengendap, hingga dapat pula menarik partikel-partikel kecil yang berada di dalam nira dan turut mengendap. Pembuatan susu kapur dilaksanakan pada suatu alat pemadam kapur, kapur tohor diberi air panas, yang selanjutnya disaring untuk memisahkan batu-batu serta kotoran-kotoran lain yang besar-besar, kemudian diikuti dengan pengendapan untuk menghilangkan pasir serta partikel kasar lain yang masih terbawa. Emulsi kapur kental Yusmiyati Fidia Fitri : Pengaruh Penambahan Susu Kapur Caoh 2 Dan Gas So 2 Terhadap Ph Nira Mentah Dalam Pemurnian Nira Di Pabrik Gula Kwala Madu PTP Nusantara II Langkat, 2008. USU Repository © 2009 dimasukkan di dalam bak berpengaduk yang diencerkan dengan air dingin sampai suatu kekentalan tertentu. Dari bak inilah susu kapur dialirkan terus-menerus, tempat yang dibutuhkan di stasiun pemurnian. Densitas susu kapur harus selalu diamati didalam proses pabrikasi, tinggi rendahnya densitas akan berpengaruh terhadap banyak sedikitnya air yang digunakan serta mempengaruhi daya reaktivitas susu kapur. Reaktivitas susu kapur akan menggambarkan kecepatan bereaksi dari susu kapur sedang susu kapur aktif akan menggambarkan kandungan kapur yang siap untuk bereaksi. Gas Sulfur Dioksida Gas sulfur dioksida adalah suatu gas yang diperoleh dari hasil pembakaran belerang dengan oksigen, merupakan gas yang tidak berwarna dan berbau rangsang. Di dalam pabrik sulfitasi, gas sulfur dioksida digunakan sebagai pembentuk endapan, ialah dengan cara memberikan kapur berlebihan dibandingkan dengan kebutuhan untuk penetralan, kelebihan susu kapur akan dinetralkan kembali dengan asam yang terbentuk bila gas sulfur dioksida bertemu dengan air. Sebagai hasil dari proses reaksi penetralan akan terbentuklah suatu endapan yang berwarna putih dan dapat dihilangkan kotoran-kotoran lembut yang terdapat di dalam nira. Di pabrik gula, gas sulfur dioksida dibuat dalam suatu alat yang disebut dapur belerang atau tobong belerang. Tobong belerang merupakan suatu bejana tertutup dimana kita dapat memasukkan belerang yang mula-mula sengaja dinyalakan, kemudian bejana ditutup dan kedalamnya secara terus menerus dialirkan udara kering, dengan demikian pembakaran belerang dapat berlangsung terus. Adapun peristiwa Yusmiyati Fidia Fitri : Pengaruh Penambahan Susu Kapur Caoh 2 Dan Gas So 2 Terhadap Ph Nira Mentah Dalam Pemurnian Nira Di Pabrik Gula Kwala Madu PTP Nusantara II Langkat, 2008. USU Repository © 2009 yang terjadi didalam pembakaran belerang dapat dijelaskan dengan reaksi sebagai berikut : S + O 2 SO 2 + Panas Panas yang keluar pada pembakaran belerang sebesar 3990 B.Th.Ulb = 2217 kealkg. Panas yang keluar ini digunakan untuk melelehkan belerang padat hingga mencair untuk selanjutnya diubah menjadi gas uap baru dapat terbakar. Pemurnian Nira Cara Sulfitasi Proses sulfitasi meliputi manipulasi nira mentah, kapur atau gas SO 2 , suhu dan waktu. Masing-masing faktor bervariasi sampai pada batas tertentu, maka dapat disusun banyak kombinasi yang berbeda. Sulfitasi ditulis untuk pertama kalinya sebagai proses pemurnian dari artikel Prinsen Gaerligs yang terbit pada tahun 1905. Dalam artikel itu dia menarik perhatian pada pemakaian gas sulfur dioksida yang diberikan kepada nira gilingan sampai nira kental. Dengan pertumbuhan dan usaha serta pengetahuan yang lebih baik tentang nira tebu dan pengetahuan tentang reaksi kapur, gas SO 2 , pemanasan dan waktu terhadap nira lahirlah proses sulfitasi. Salah satu tingkat dalam pertumbuhan itu adalah perubahan dari proses sulfitasi dingin menjadi proses sulfitasi panas terjadi sekitar tahun 1912. Yusmiyati Fidia Fitri : Pengaruh Penambahan Susu Kapur Caoh 2 Dan Gas So 2 Terhadap Ph Nira Mentah Dalam Pemurnian Nira Di Pabrik Gula Kwala Madu PTP Nusantara II Langkat, 2008. USU Repository © 2009 Dasar utama yang digunakan adalah bahwa dengan semakin banyaknya endapan kapur yang terbentuk akan semakin baik hasil pemurniaannya sehubungan dengan adanya penyerapan kotoran oleh endapan. Adapun cara sulfitasi panas adalah mula-mula nira dipanasi terlebih dahulu, hal ini dimaksudkan agar reaksi penggaraman dari kapur dengan gas sulfur dioksida dapat berjalan sempurna. Apabila panasnya kurang maka masih banyak garam yang belum mengendap. Sedang endapan garam yang ada kurang kasar hingga masih sukar ditapis dan pembersihannya juga kurang baik. Bila panasnya terlalu tinggi maka akan terjadi kerusakan dari gula karena gas sulfur dioksida dalam nira akan menyebabkan asam. Suhu yang paling baik untuk menjalankan proses sulfitasi adalah 70 o C. Gas sulfur dioksida berfungsi untuk membentuk endapan dan menetralkan pH nira pada proses pemurnian dan pemucatan nira agar diperoleh gula yang lebih putih. Proses sulfitasi pada prinsipnya ialah dengan sengaja memberikan kapur yang berlebih untuk dinetralkan dengan asam sedemikian sehingga terbentuklah endapan tambahan. Didalam penetralan, asam yang digunakan adalah asam sulfit, yaitu asam yang diperoleh bila gas hasil pembakaran belerang dimasukkan kedalam air. Cara pelaksanaan proses sulfitasi adalah sebagai berikut : Nira hasil gilingan sesudah ditimbang kemudian dipanaskan sampai suhu sekitar 75 o C, suhu ini merupakan suhu yang optimal bagi proses sulfitasi, bila suhu kurang dari 75 o C maka akan menyebabkan banyak bahan yang mengendap bukan di peti sulfitasi tetapi mengendap di alat-alat pemanas atau menguap selanjutnya, sehingga amat mengganggu jalanya proses. Yusmiyati Fidia Fitri : Pengaruh Penambahan Susu Kapur Caoh 2 Dan Gas So 2 Terhadap Ph Nira Mentah Dalam Pemurnian Nira Di Pabrik Gula Kwala Madu PTP Nusantara II Langkat, 2008.