43 Lokasi yang direncanakan akan didirikannya industri ini adalah daerah
sekitar Pesantren Raudlatul Ulum yang terletak di Desa Guyangan, Kecamatan Trangkil, Kabupaten Pati, Jawa Tengah. Pemilihan lokasi ini didasarkan pada
beberapa pertimbangan berikut. 1.
Lokasi ini dekat dengan lokasi sentra produksi tapioka di Kecamatan Margoyoso dan Kecamatan Trangkil.
2. Lokasi ini dekat dengan pasar sasaran.
3. Tenaga listrik dan air terpenuhi dengan baik di lokasi ini.
4. Suplai tenaga kerja masih banyak di lokasi ini.
5. Fasilitas transportasi di lokasi ini baik.
6. Kedekatan dengan pesantren memberi nilai tambah tersendiri bagi citra
perusahaan di kalangan masyarakat.
Kedekatan lokasi industri dengan lokasi bahan baku dan pasar akan menghemat biaya transportasi pengangkutan bahan baku dan penyaluran produk.
Dengan demikian efisiensi biaya transportasi bisa dilakukan. Efisiensi ini tentu saja akan berpengaruh pada biaya produksi yang lebih rendah.
Tenaga listrik PLN sudah tersalurkan dengan baik di lokasi ini. Suplai air tanah di lokasi ini juga masih baik. Kualitas air tanah masih terjaga dengan baik
dan tidak tercemar. Air PDAM juga sudah tersedia di lokasi ini, sehingga kebutuhan akan air bersih dapat terpenuhi dengan baik.
Suplai tenaga kerja tentu saja masih tersedia dalam jumlah besar. Dengan adanya industri ini, tenaga kerja yang ada di daerah ini bisa terserap dan dapat
mengurangi pengangguran. Jalan di lokasi ini sudah cukup baik dan letaknya dekat dengan jalur
pantura. Dengan jalan yang baik ini, transportasi bahan baku dan produk dapat dilakukan dengan lancar.
C. Teknologi Proses Produksi
Teknologi proses produksi sirup glukosa, secara garis besar, ada dua macam, yaitu dengan teknologi hidrolisis asam dan teknologi enzimatis.
Perbedaan utama antara proses hidrolisis asam dan proses enzimatis terletak pada
44 zat yang digunakan untuk memecah pati. Pada proses hidrolisis asam, pemecahan
pati dilakukan dengan asam. Pada proses enzimatis, pemecahan pati dilakukan dengan enzim.
Teknologi proses yang digunakan pada penelitian ini adalah proses enzimatis. Teknologi proses enzimatis dipilih karena memiliki beberapa
keuntungan dibanding teknologi proses hidrolisis asam. Menurut Norman 1981, hidrolisis secara enzimatis memiliki perbedaan mendasar dibandingkan hidrolisis
secara kimiawi dan fisik dalam hal spesifitas pemutusan rantai polimer pati. Hidrolisis secara kimiawi dan fisik akan memutus rantai polimer secara acak,
sedangkan hidrolisis enzimatis akan memutus rantai polimer secara spesifik pada percabangan tertentu. Hidrolisis enzimatis memiliki beberapa keuntungan, yaitu
prosesnya lebih spesifik dan produk yang dihasilkan sesuai dengan yang diinginkan. Kondisi proses yang dapat dikontrol, biaya pemurnian yang lebih
murah, produk samping dan abu yang dihasilkan lebih sedikit, dan kerusakan warna yang dapat diminimalkan merupakan keunggulan proses enzimatis ini.
Pembuatan sirup glukosa dengan hidrolisis enzim terdiri atas tiga tahapan dalam mengonversi pati, yaitu gelatinisasi, likuifikasi, dan sakarifikasi.
Gelatinisasi merupakan pembentukan suspensi kental dari granula pati. Likuifikasi merupakan proses hidrolisis pati parsial yang ditandai dengan menurunnya
viskositas Chaplin dan Buckle, 1990. Likuifikasi menghasilkan oligosakarida. Sakarifikasi merupakan proses dimana oligosakarida sebagai hasil dari tahap
likuifikasi dihidrolisis lebih lanjut oleh enzim tunggal atau enzim campuran menjadi glukosa.
Proses produksi sirup glukosa yang digunakan dalam penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 7.1. Proses produksi sirup glukosa ini disusun berdasarkan
kajian yang dilakukan oleh Fridayani 2006, Richana 2006, Irawadi dan Fauzi 1990, Said 1987, Olsen 1995, dan Jati 2007. Asumsi-asumsi yang
digunakan dalam penyusunan teknologi proses produksi ini adalah sebagai berikut.
• Kadar air bahan baku tapioka yang digunakan adalah 13 persen.
• Jumlah enzim α-amilase yang digunakan adalah 1 persen dari bobot bahan
baku tapioka.
45 •
Jumlah enzim glukoamilase yang digunakan adalah 0.75 persen dari bobot bahan baku tapioka.
• Jumlah arang aktif yang digunakan adalah 0.8 persen dari bobot bahan baku
tapioka. •
Kadar padatan pada produk akhir sirup glukosa adalah 70 persen.
Gambar 7.1. Teknologi proses produksi sirup glukosa Sirup Glukosa
Penguapan Filtrasi
Pemurnian dengan arang aktif 80
o
C, 1 jam Netralisasi
Sakarifikasi 60
o
C, pH 4.7, 72 jam Likuifikasi
95
o
C, 180 menit Pengaturan pH hingga 5.2
Pencampuran dan Gelatinisasi 105
o
C Tapioka
Air
α -amilase
Larutan HCl 30 Glukoamilase
Arang aktif
Arang aktif dan kotoran
Uap Air Larutan HCl 30
Larutan NaOH 30
46 1.
Pencampuran dan Gelatinisasi Proses awal yang dilakukan pada produksi sirup glukosa adalah proses
pencampuran. Bahan-bahan yang dicampur pada proses ini adalah tapioka dan air dengan perbandingan tapioka dan air dalam larutan adalah 30 : 70 bb. Proses
pencampuran dilakukan di dalam slurry tank. Pengadukan dilakukan sejak awal pencampuran agar tapioka tidak mengendap. Jika terjadi pengendapan, hal ini
akan mempersulit proses selanjutnya. Setelah air dan tapioka tercampur, kemudian dilakukan proses gelatinisasi dengan memanaskan larutan tapioka dan
air tersebut. Gelatinisasi merupakan pembentukan suspensi kental dari granula pati. Proses gelatinisasi ini dilakukan di dalam jet cooker. Di dalam jet cooker,
campuran tapioka dan air akan dipanaskan sampai terjadi gelatinisasi. Energi panas yang digunakan berasal dari uap panas yang dihasilkan oleh boiler.
2. Likuifikasi
Proses likuifikasi merupakan proses hidrolisis pati parsial dan menghasilkan oligosakarida. Proses likuifikasi ini menggunakan enzim alfa-
amilase untuk memecah pati. Proses likuifikasi dilakukan pada suhu 95
o
C dan pH 5.2 selama 180 menit. Sebelum dilakukan proses likuifikasi, dilakukan pengaturan
pH sampai pH larutan menjadi 5.2 dengan penambahan HCl 30. Alfa-amilase dari Bachillus licheniformis optimum pada suhu tinggi,
bahkan dapat melebihi 90
o
C Fullbrook, 1984. Alfa-amilase ini memiliki kisaran pH optimum pada 5 - 7 dan suhu optimum antara 90 – 105
o
C Naz, 2002. Penelitian Wibisono 2004 menyatakan bahwa pH optimum alfa-amilase adalah
5.2 dan suhu optimum 95
o
C. Proses likuifikasi ini dilakukan di dalam tangki likuifikasi. Energi panas
untuk menjaga suhu pada 95
o
C diperoleh dari boiler. Uap panas dari boiler dialirkan melalui mantel pemanas yang terdapat pada tangki likuifikasi. Setelah
proses likuifikasi selesai, bahan dialirkan ke tangki sakarifikasi melewati heat exchanger
untuk menurunkan suhunya.
47 3.
Sakarifikasi Sakarifikasi merupakan proses dimana oligosakarida sebagai hasil dari
tahap likuifikasi dihidrolisis lebih lanjut oleh enzim tunggal atau enzim campuran menjadi glukosa. Proses sakarifikasi ini menggunakan enzim glukoamilase dan
dilakukan pada suhu 60
o
C selama lebih kurang 72 jam. Sebelum proses sakarifikasi dilakukan, pH bahan diatur terlebih dahulu menjadi sekitar 4.7 dengan
menambahkan larutan HCl 30. Glukoamilase dikenal juga dengan amiloglukosidase AMG atau α-1,4-D-
glukan glukohidrolase yang bersifat eksoamilase, yaitu dapat memutus rantai pati menjadi molekul-molekul glukosa pada bagian tak tereduksi baik pada ikatan α-
1,4 maupun α-1,6. Glukoamilase terutama memutuskan rantai molekul maltosa menjadi molekul-molekul glukosa bebas Tjokroadikoesomo, 1986.
Glukoamilase yang umum digunakan pada tahap sakarifikasi berasal dari Aspergillus niger
. Menurut Reilly 1985, glukoamilase yang berasal dari Aspergillus niger
dapat menghidrolisis dekstrin DE 10-15 dengan konsentrasi substrat 30 – 40 persen bb pada kondisi standar pH 4 – 4.5 dan suhu 60
o
C diinkubasi selama 48 – 72 jam dapat menghasilkan sirup glukosa dengan DE 96
90 persen glukosa basis kering, 3 persen disakarida, dan 3 persen maltulosa dan oligosakarida. Menurut Kulp 1975, pada umumnya, aktivitas glukoamilase
optimum pada pH 4.0 – 5.0 dan suhu 50 – 60
o
C. Proses sakarifikasi ini dilakukan di dalam tangki sakarifikasi. Energi panas
untuk menjaga suhu pada 60
o
C diperoleh dari boiler. Uap panas dari boiler dialirkan melalui mantel pemanas yang terdapat pada tangki sakarifikasi.
4. Netralisasi
Proses konversi pati menjadi glukosa berlangsung pada kondisi asam. Proses netralisasi dilakukan untuk menaikkan pH produk sehingga mendekati pH
netral. Pada proses netralisasi ini, digunakan larutan NaOH 30 . Larutan ini ditambahkan pada produk sampai pH produk mendekati netral. Proses netralisasi
ini dilakukan pada tangki sakarifikasi setelah proses sakarifikasi selesai.
48 5.
Pemurnian dengan Arang Aktif dan Filtrasi Proses netralisasi kemudian dilanjutkan dengan proses pemurnian.
Pemurnian dilakukan dengan mencampurkan arang aktif pada hasil sakarifikasi. Jumlah arang aktif yang dicampurkan sebesar 0.8 persen dari bobot tapioka yang
digunakan. Pencampuran dengan arang aktif dilakukan di dalam tangki sakarifikasi setelah proses sakarifikasi selesai. Arang aktif akan menyerap
kotoran-kotoran dan warna yang timbul dari sirup glukosa, sehingga akan dihasilkan sirup glukosa yang murni dan berwarna baik. Pemurnian dengan arang
aktif ini dilakukan pada suhu 80
o
C selama 1 jam. Proses selanjutnya setelah proses pemurnian dengan arang aktif adalah
proses filtrasi. Sirup glukosa yang telah dicampur dengan arang aktif dialirkan ke dalam filter untuk disaring dan dipisahkan antara sirup glukosa dan kotoran-
kotoran yang timbul serta arang aktif. Arang aktif dan kotoran dibuang, sedangkan sirup glukosa dialirkan ke tangki penampungan.
6. Penguapan
Penguapan evaporasi dilakukan untuk memekatkan sirup glukosa dan mengurangi kadar air. Proses evaporasi dilakukan di dalam tangki evaporator.
Sirup glukosa hasil filtrasi dalam tangki penampungan dialirkan ke tangki evaporator. Proses evaporasi ini dilakukan sampai kadar padatan sirup glukosa
mencapai kurang lebih 70 persen. Energi panas yang digunakan dalam proses evaporasi diperoleh dari boiler. Uap panas dari boiler dialirkan menuju tangki
evaporator.
49 Gambar 7.2. Neraca massa produksi sirup glukosa
Sirup Glukosa 2480 kg
Penguapan 2480 kg
Filtrasi 5789.5 kg
Pemurnian dengan arang aktif 80
o
C, 1 jam 5825.5 kg
Netralisasi 5809.5 kg
Sakarifikasi 60
o
C, pH 4.7, 72 jam 5806.5 kg
Likuifikasi 95
o
C, 180 menit 5804 kg
Pengaturan pH hingga 5.2 5802 kg
Pencampuran dan Gelatinisasi 105
o
C 5800 kg
Tapioka 2000 kg Pati = 1740 kg
Air = 260 kg
Air 3800 kg
α -amilase
2 kg Larutan HCl 30 1 kg
Glukoamilase 1.5 kg
Arang aktif 16 kg
Arang aktif, kotoran dan loss
36 kg Uap Air
3309.5 kg Larutan HCl 30
2 kg
Larutan NaOH 30 3 kg
50 Gambar 7.3. Neraca energi produksi sirup glukosa
51
D. Desain Tata Letak dan Kebutuhan Ruang Pabrik
