PENDAHULUAN Hubungan Peningkatan Laju Alir Cairan dan Gas Terhadap Ukuran Gelembung Pada Karbonatasi Raw Sugar Dengan Menggunakan Reaktor Venturi Bersirkulasi

I. PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG Gula dalam kebutuhannya sebagai pemanis untuk kebutuhan industri adalah gula berkualitas tinggi atau gula rafinasi. Hal ini dikarenakan dapat menghasilkan produk yang bermutu baik. Gula rafinasi adalah gula kasar raw sugar yang telah mengalami proses pemurnian lebih lanjut. Raw sugar masih mengandung berbagai pengotor, sehingga penggunaannya untuk dikonsumsi manusia telah dilarang oleh FDA Food and Drug Administration. Oleh karena itu, raw sugar tersebut harus melalui tahapan pemurnian agar dapat menghasilkan gula berkualitas tinggi untuk industri, khususnya industri minuman ringan. Proses pemurnian merupakan salah satu faktor yang penting untuk menentukan tingkat efisiensi proses penghilangan bahan pengotor pada raw sugar sehingga menghasilkan gula rafinasi dengan mutu baik. Proses pemurnian raw sugar dapat dilakukan dengan beberapa cara, diantaranya defekasi, sulfitasi dan karbonatasi. Dalam proses karbonatasi, terjadi reaksi antara nira yang mengandung susu kapur CaOH 2 dengan gas karbondioksida CO 2 membentuk senyawa kalsium karbonat CaCO 3 . Senyawa kalsium karbonat inilah yang akan menjerat bahan-bahan pengotor dalam nira Mathur, 1978. Efisiensi pencampuran susu kapur CaOH 2 dan gas karbondioksida CO 2 pada pemurnian gula cara karbonatasi merupakan kebutuhan yang penting Mathur, 1978. Selama ini gas CO 2 diabsorpsikan dalam bentuk gelembung dan ada pula yang menggunakan pengaduk. Hal tersebut bertujuan untuk meningkatkan fraksi gas CO 2 di dalam cairan nira Shirsat et al., 2003 sehingga gas CO 2 lebih banyak berada dalam nira dan kontak antara gas CO 2 dengan nira yang mengandung susu kapur akan semakin meningkat. Namun saat ini, tangki karbonatasi yang ada masih kurang efisien karena masih banyak gas CO 2 yang tidak terabsorb ke dalam nira dan terbuang sehingga proses pencampuran kurang baik serta tidak hemat energi, terutama untuk menggerakkan pengaduk dan mengalirkan gas CO 2 . 17 Reaktor Venturi Bersirkulasi RVB adalah sistem reaktor yang sederhana yang menggunakan ejektor venturi sebagai alat pendistribusi fase gas ke dalam fase cairan. Keunggulan RVB antara lain memiliki kecepatan perpindahan massa yang tinggi dan menghasilkan gelembung-gelembung yang kecil baik secara aksial maupun radial serta memberikan kondisi kontak antara cairan dan gas pada kondisi optimal karena adanya proses pemanfaatan kembali gas yang tidak bereaksi Duveen, 1998; Leuritz et al., 1976; Cramers et al. , 1992; Mandal et al., 2005. Oleh karena itu, penggunaan Reaktor Venturi Bersirkulasi RVB diharapkan dapat menjadi solusi untuk meningkatkan efisiensi pencampuran gas CO 2 dan susu kapur dalam nira dan menghemat energi karena tidak memerlukan pengaduk dan blower. Perubahan laju alir cairan dan gas pada sistem RVB berpengaruh terhadap fenomena hidrodinamika yang terjadi di dalam RVB Cramers et al., 1992. Fenomena hidrodinamika yang terjadi pada RVB diantaranya ukuran gelembung dan distribusi ukuran gelembung yang dihasilkan. Dengan mengetahui ukuran gelembung dan distribusi ukuran gelembung pada RVB, karakteristik populasi gelembung dalam cairan dapat diketahui serta dapat mengevaluasi performa RVB. Salah satu teknik yang digunakan untuk mengukur secara statistik ukuran gelembung yaitu teknik fotografi.

B. TUJUAN PENELITIAN

Penelitian ini bertujuan untuk : 1. Menentukan hubungan peningkatan laju alir cairan dan gas terhadap ukuran gelembung nilai rata-rata dan ragam ukuran gelembung menggunakan teknik fotografi. 2. Menentukan hubungan peningkatan laju alir cairan dan gas terhadap ukuran gelembung nilai rata-rata dan ragam ukuran gelembung pada karbonatasi raw sugar. 18

C. RUANG LINGKUP

Ruang lingkup penelitian ini antara lain bahan baku yang digunakan untuk proses pemurnian yaitu raw sugar yang diimpor dari Australia, kemudian melakukan karakterisasi raw sugar yaitu meliputi kadar air, kadar abu, tingkat kemurnian polarisasi, warna dan gula pereduksi. Selanjutnya melakukan pengukuran ukuran gelembung yang dihasilkan RVB untuk mendapatkan nilai rata-rata dan ragam ukuran gelembung. Lalu melakukan proses karbonatasi raw sugar dengan menggunakan RVB pada laju alir cairan 120 ljam dan laju alir gas 90 ljam serta pada laju alir cairan 590 ljam dan laju alir gas 750 ljam untuk mendapatkan hubungan peningkatan laju alir cairan dan gas nilai rata-rata dan ragam ukuran gelembung pada karbonatasi raw sugar warna nira. 19

II. TINJAUAN PUSTAKA