Pengolahan Air pada Minuman Non Karbonas
Pengolahan Air pada Minuman Non-Karbonasi : Teh Botol
P1
Nama Anggota Kelompok :
- Mardia Mardiatia R (F24140007)
- Vionabela Bunga
(F24140015)
- Rahma Fadilla
( F24140025)
- Taufik Risalah
(F24140116)
- Ilham Billy Nugraha (F24149002)
Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
2016
DAFTAR ISI
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG MASALAH
Air sangat dibutuhkan oleh industri pangan. Sekitar 20% sumber air bersih digunakan
sebagai kebutuhan industri termasuk industri pangan. Berkurangnya sumber air di dunia
mengakibatkan pemerintah diberbagai negara membuat kebijakan untuk mengutamakan
kebutuhanair domestik di atas kebutuhan air lainnya. Akibatnya industri harus mampu
mencari jalan lain untuk mengatasi keterbatasan sumber air tersebut. Di samping itu, semakin
meningkatnya populasi manusia di dunia, kebutuhan pangan pun akan meningkat. Hal ini
menjadi tantangan tersendiri bagi industripangan. Menurut UK Food and Drinks
Manufacturers, industri pangan harus mencari cara lain untuk mengurangi sekitar 20%
penggunaan air pada tahun 2020. Kebutuhan akan pentingnya air tidak diimbangi dengan
kesadaran untuk melestarikan air, sehingga banyak sumber air yang tercemar oleh perbuatan
manusia itu sendiri. Ketidakbertanggung jawaban mereka membuat air menjadi kotor, seperti
membuang sampah ke tepian sungai sehingga aliran sungai menjadi mampet dan akhirnya
timbul banjir jika hujan turun, membuang limbah pabrik ke sungai yang mengkibatkan air itu
menjadi tercemar oleh bahan- bahan berbahaya, dan lain sebagainya ( Rahmani 2016)
Pengolahan air secara terpadu sangat penting untuk menghindari biaya yang tinggi,
baik biaya yang ditanggung perusahaan maupun yang diupayakan oleh PDAM (Perusahaan
Daerah Air Minum) yang berorientasi bisnis dan sosial. Pemilihan sumber air dan teknologi
pengolahan yang dilakukan harus tepat, ekonomis, dan dapat memenuhi mutu. Di perusahaan
dan PDAM biaya yang terkait dengan pengolahan air antara lain biaya pembelian air sebagai
bahan baku, proses pengolahan air bersih dan pengolahan air limbah, serta distribusinya.
Selain itu, juga diperlukan biaya untuk bahan kimia, perawatan berkala, dan kebutuhan
energi. Oleh karena itu, diperlukan pemahaman mengenai pemilihan metode pengolahan dan
optimalisasi pengolahan agar biaya yang ditimbulkan efektif dan efisien. (Widayat 2007)
Teh merupakan salah satu minuman yang sangat populer di dunia. Tehdibuat dari
pucuk daun muda tanaman teh. Berdasarkan prosespengolahannya, secara tradisional produk
teh dibagi menjadi 3 jenis, yaitu tehhijau, teh oolong, teh hitam. Minuman Teh Botol
merupakan minuman yang bahan baku utamanya adalah air. Air yang digunakan adalah air
yang berasal dari dua buah sumur dengan kedalaman 80 – 150 m yang terletak di sekitar
lokasi pabrik. Air tersebut akan mengalami perlakuan – perlakuan terlebih dahulu untuk
mendapatkan air yang berkualitas baik dari segi alkalinitas, kesadahan, kandungan besi, pH
dan penampakan. Selain itu bahan baku yang lain adalah gula dimana gula harus memiliki
standarspesifikasi gula seperti kemurnianya dan kadar airnya.
1.2 RUMUSAN MASALAH
- Standar air minum yang digunakan dalam proses pengolahan produk di industri
minuman non-karbonasi terutama untuk produk teh botol
- Standar air bersih yang digunakan untuk proses sanitasi mesin pengolahan di
industri
- Unit pengolahan air yang dibutuhkan agar memenuhi standar air minum sebagai
bahan baku utama produk yang dihasilkan
- Proses dan peralatan yang digunakan untuk mencapai standar air minum sebagai
bahan baku utama produk teh botol
1.3 TUJUAN
- Mengetahui standar air minum yang digunakan sebagai bahan baku utama
pembuatan produk teh botol
- Mengetahui standar air bersih yang biasa digunakan dalam proses sanitasi mesin
pengolahan dan peralatan di industri pengolahan produk teh botol
- Mengetahui unit pengolahan air yang dilakukan untuk mencapai standar air minum
yang dapat digunakan sebagai bahan baku produk yang dihasilkan
- Mengetahui proses dan peralatan yang digunakan dalam pengolahan air sebagai
bahan baku pembuatan produk teh botol
Bab 2. TINJAUAN PUSTAKA
Minuman ringan adalah minuman yang tidak mengandung alkohol, merupakan
minuman olahan dalam bentuk bubuk atau cair yang mengandung bahan makanan atau bahan
tambahan lainnya baik alami maupun sintetik yang dikemas dalam kemasan siap untuk
dikonsumsi (Cahyadi, 2005). Minuman ringan terdiri dari dua jenis, yaitu:
1. Minuman ringan dengan karbonasi
2. Minuman ringan tanpa karbonasi ( non karbonasi)
Minuman ringan dengan karbonasi adalah minuman yang dibuat dengan
menambahkan CO2 dalam air minum sedangkan minuman ringan tanpa karbonasi adalah
minuman selain minuman ringan dengan karbonasi. Fungsi minuman ringan itu tidak berbeda
jauh dengan minuman ringan lainnya yaitu sebagai minuman untuk melepaskan dahaga
sedangkan dari segi harga, ternyata minuman ringan karbonasi relatif lebih mahal dibanding
minuman non karbonasi. Hal ini disebabkan teknologi proses yang digunakan dan kemasan
yang khas, yaitu dalam kemasan kaleng atau botol.
Berdasarkan Peraturan Kepala BPOM tentang Penetapan Batas Maksimum Cemaran
Mikroba dan Kimia dalam Makanan, diketahui bahwa cemaran adalah bahan yang tidak
dikehendaki ada dalam makanan yang mungkin berasal dari lingkungan atau sebagai akibat
proses produksi makanan dapat berupa cemaran biologis, kimia, dan benda asing yang dapat
menggangu, merugikan, dan membahayakan kesehatan manusia. Makanan yang diproduksi,
diimpor, dan diedarkan di wilayah Indonesia harus memenuhi persyaratan keamanan, mutu,
dan gizi pangan. Minuman teh dalam kemasan harus memenuhi standar ALT (30° C, 72 jam)
sebanyak 1x102 koloni/ml, jumlah APM Koliform kurang dari 2 dalam 100 ml, APM
Esterichia coli dan Salmonella sp. negatif dalam 100ml. Untuk memenuhi standar tersebut,
industri pangan perlu melakukan langkah untuk menjaga kualitas air beserta produk akhirnya.
Namun kualitas air yang baik ini tidak selamanya tersedia di alam sehingga diperlukan upaya
perbaikan, baik itu secara sederhana maupun modern. Jika air yang digunakan belum
memenuhi standar kualitas air minum, akibatnya akan menimbulkan masalah lain yang dapat
menimbulkan kerugian bagi perusahaan sebagai produsen dan masyarakat sebagai konsumen.
Jenis pencemar air yang utama biasanya berasal dari sumber domestik seperti limbah rumah
tangga dan sumber non domestik seperti limbah industri. Aplikasi teknologi yang tepat guna
mampu digunakan untuk menghasilkan air dengan kuaitas baik, menguntungkan dan mudah
digunakan. Teknologi yang digunakan meliputi pengolahan air secara fisik, kimia dan
biologis. Pada pengolahan secara fisika, biasanya dilakukan secara mekanis, tanpa adanya
penambahan bahan kimia. Contohnya adalah pengendapan, filtrasi, adsorpsi, dan lain-lain.
Pada pengolahan air bersih secara kimiawi, terdapat penambahan bahan kimia, seperti klor,
tawas, dan lain-lain, biasanya bahan ini digunakan untuk menyisihkan logam-logam berat
yang terkandung dalam air. Sedangkan pada pengolahan secara biologis, biasanya
memanfaatkan mikroorganisme sebagai media pengolahnya.
BAB 3. PEMBAHASAN
3.1.SUMBER AIR DAN STANDAR PERSYARATAN
Tidak setiap jenis air dapat digunakan, mengingat dalam pembuatan TBS air
adalahkomponen utama penentu kualitas produk akhir. PT Sinar Sosro mendapatkan air dari
duabuah sumur dengan kedalaman 80 – 150 m, yang terletak disekitar lokasi pabrik.
Standaryang dipersyaratkan yaitu meliputi :
a. Alkalinitas
Secara umum alkalinitas air harus rendah, jika lebih dari 200 ppm akan menimbulkan
masalah dalam pembilasan, sehingga diperlukan pembilasan menggunakan asam. Ketika
standar alkalinitas di lebih tinggi dari angka tersebut, maka untuk sanitasi
digunakan HNO3 sebagai sanitizer.
b. Kesadahan
Kesadahan air harus rendah karena air sadah dapat menyebabkan timbulnya kerak
baikpada pipa - pipa, tangki maupun pada botol. Adanya kerak mengakibatkan efisiensi
penghantaran panas rendah sehingga biaya produksi meningkat.
·c. Kadar Klorida
Kadar klorida yang tinggi dapat memacu terjadinya korosi pada alat dan mesin.
Ketika kadar klorida di industri lebih tinggi dari angka tersebut maka dibutuhkan
demineralisasi. Kadar klorida cukup untuk berperan sebagai disinfektan guna
membunuh bakteri patogen dalam air
·d. Besi (Fe)
Kadar besi yang tinggi dapat menyebabkan timbulnya warna yang tidak diinginkan.
Dalam mengatasi masalah besi, maka dapat dilakukan dengan tahap flokulasi yaitu dengan
menambahkan PAC dalam air agar ion Fe2+ berubah menjadi Fe3+ yang bersifat lebih
mudah mengendap. Untuk mengatasi sulfat dan sulfida, dapat dilakukan dengan proses
filtrasi
f. pH dan Ketampakan
pH air disyaratkan netral (pH = 7), sebab pH < 7 dapat memacu korosi pada alat.
Syarat untuk kenampakan air adalah jernih, tidak ada endapan dan tidak berwarna,
ketiga hal tersebut sudah dapat dipenuhi dengan melakukan filtrasi.
3.2 PENGGUNAAN AIR
Jumlah air yang digunakan untik proses produksi teh botol sangat fluktuatif setiap
harinya tergantung pada kebutuhan. Kebutuhan air untuk 4 hari produksi sebesar1577 m3.
Penggunaan air secara garis besar dapat dikelompokkan menjadi 3 bagian:
a) Produksi
Produk akhir teh botol mengandung lebih dari 90% bagian air. Sebagian air, yaitu
sekitar 8000 L diperlukan untuk satu kali pemasakan teh. Untuk keperluan ini digunakan
air buffer. Sedangkan untuk pembuatan sirup gula digunakan air softener sejumlah
sekitar 1500 L.
b) Sanitasi
Air untuk sanitasi meliputi air untuk pembersihan alat baik sebelum produksi,
setelah produksi maupun untuk ganti produk. Selain itu air juga diperlukan untuk
sanitasi ruangan produksi, lantai dan drainase. Untuk keperluan ini digunakan air dari
softener cleaner. Kebutuhan air selama 1 minggu untuk sanitasi sekitar 36m3.
c) Cuci manual
Cuci manual diperlukan untuk menangani botol kosong dan krat yang tidak dapat
dibersihkan secara mekanis atau yang tidak lolos penyeleksiaan. Jumlah air yang
digunakan untuk cuci manual terganting kondisi PB yang ada. Umumnya dalam satu hari
selalu dilakukan pencucian manual. Jumlah air yang digunakan untuk cuci manual
dalam satu minggu kurang lebih 35 m3. Air untuk pencucian manual berasal dari bak
reservoir.
Untuk mendapatkan kadar air standar sesuai yang diharapkan air sumur tersebut
diolah terlebih dahulu dalam unit pengolahan air (water treatment).
3.3 UNIT PENGOLAHAN AIR
Air merupakan bahan baku terbesar di dapal pembuatan teh botol dan merupakan
faktor yang sangat berpengaruh terhadap mutu air produk seperti rasa, bau, warna,maupun
sifat kimia dan mikrobiologinya. Oleh karena itu, air yang mengandung berbagai komponen
seperti garam-garam mineral, ion-ion logam, kotoran tersuspensi, mikroorganisme, dan
sebagainya harus dihilangkan terlebih dahulu, karena dapat mempengaruhi mutu produk yang
akan dihasilkan. (Susitrianni 2009)
Pengolahan air bertujuan untuk memperoleh air dengan sifat-sifat yang memenuh
syarat untuk digunakan sebagai penyeduh teh. Syarat yang diperlukan tersbut meliputi pH,
kesadahan, kadar logam atau mineral, alkalinitas, mutu mikrobiologis dan mutu organoleptik.
Air yang digunakan untuk keperluan produksi berasal dari sumber mata air. Air yang
digunakan harus mengalami proses pengolahan terlebih dahulu sebelum digunakan untuk
proses produksi. Tahapan pengolahan air yang dilakukan adalah sebagai berikut.
Sumber Air
Reservoir
Klorinasi
Degasfier
Kation
exchanger
Sand Filter
Softener Tank
Anion
exchanger
Mixing Zone
Treated Water
Tank
Carbon Purifier
1. Reservoir
Air yang berasal dari sumber air dialirkan ke bak penampungan dengan cara disedot
menggunakan pompa otomatis. Bak penampungan ( reservoir) untuk mengendapkan kotoran
yang berbentuk partikel berukuran besar. Reservoir ini mempunyai diameter 600 cm dengan
tinggi 180 cm dan berkapasitas kurang lebih 50 m 3. Untuk membentuk pengendapan, bak
penampung dibagi menjadi dua bagian oleh sebuah sekat. Dengan adanya sekat ini, air akan
tertahan sementara waktu pada ruang satu sehingga terjadi pengendapan. Air yang terdapat di
bagian atas akan mengalir ke ruang dua dan diharapkan air ini telah bebas dari kotoran
partikel - partikel besar dan akan dialirkan ke tangki - tangki untuk mengalami pengolahan.
Ruang 1
Ruang 2
Gambar 1. Penampang bak penampung
2. Klorinasi
Sumber air yang ditampung dalam reservoir, sebelum dialirkan ke tangki - tangki
pengolahan, terlebih dahulu mengalami proses klorinasi. Ke dalam reservoir, ditambahkan
klorin cair yang bertujuan untuk mengoksidasi mineral – mineral atau garam – garam yang
terlarut dalam air. Penambahan klorin dalam reservoir dikhususkan untuk mengoksidasi ion
Fe dan Mn, serta untuk membunuh mikroorganisme yang terdapat dalam air. Batas maksimal
penambahan klorin ditentukan oleh residu klorin, yaitu penambahan klorin akan dihentikan
jika residunya mencapai 0,1 ppm.
3. Sand Filter
Air yang telah mengalami proses klorinasi kemudian disarng dalam tangki penyaring
pasir. Penyaring pasir ini berfungsi untuk menyaring kotoran - kotoran yang tersuspensi serta
endapan karbonat dalam air. Kotoran2 tersuspensi yang tidak terendapkan dalam bak
penampung diharapkan akan tersaring oleh alat ini. Tangki penyaring berisi pasir kuarsa yang
dapat menyaring flok - flok atau endapan yang terbentuk selama proses klorinasi di reservoir.
Bahan penyaring pada tangki ini adalah pasir silika dengan tiga lapisan dan ukuran
yang berbeda. Pada lapisan atas berukuran 1-2 mm sebanyak 1500kg, lapisan tengahnya
berukuran 2-3mm sebanyak 600 kg dan lapisan paling bawah berukuran 3-5 mm sebanyak
400 kg. Bagian bawah tangki disangga oleh saringan yang terbuat dari plat.
Adanya pasir yang disusun berlapis ini diharapkan kandungan ion Fe dan Mn yang
keluar dari sand filter kurang dari 0,3 ppm dengan tingkat kekeruhan kurang dari 4 NTU .
Kotoran - kotoran yang tersaring dalam tangki lama-lama membentuk padatan yang
menyebabkan efisiensi penyaringan akan menurun dan jenuh. Kejenuhan ini ditandai oleh
perbedaan tekanan air masuk dan keluar, dimana tekanan input lebih besar dari tekanan
output. Untuk membersihkan saringan dari kotoran – kotoran yang terakumuasi, dilakukan
pembersihan dengan cara pencucian balik ( back washing ) secara periodik. Back washing
adalah pencucian dengan arah terbalik dimana air yang bertekanan tinggi disemprotkan dari
outlet dan keluar melalui inlet. Selanjutnya, dlakukan pembilasan menggunakan air saja
selama 15-20 menit atau sampai air yang keluar dari outet tidak kotor. Pembilasan dengan
menggunakan air dinamakan rinsing
4. Kation Exchanger
Pada alat penukar kation, air mengalami perlakuan kimia berupa proses
deminelarisasi, yaitu proses menghilangkan atau pengurangan mineral-mineral yang
bermuatan positif seperti Ca2+, Mg2+, Na+ dan K+. Garam - garam kalsium dan magnesium
merupakan penyebab terjadinya kesadahan air. Karena itu, proses demineralisasi oleh
penukaran kation ini merupakan proses pelunakan air, baik dari kesadahan sementara yang
disebabkan oleh bikarbonat dari ion - ion Ca dan Mg ataupun dari kesadahan tetap yang
disebabkan oleh sulfat dan klorida dari ion - ion Ca dan Mg.
Pelunakan air perlu dilakukan karena air yang memiliki kesadahan bila dipanaskan
akan membentuk kerak - kerak pada pipa dan peralatan. Kerak – kerak ini dapat menjadi
tempat pertumbuhan bakteri, menyumbat sistem air, dan mengurangi laju serta efisiensi
pindah panas. Proses penghilangan kation – kation dalam penukar kation terjadi melalui
mekanisme pertukaran antara kation dalam air dengan kation yang terdapat pada suatu
medium tidak larut air secara reversibel. Medium yang digunakan berupa resin kation kuat
yang bila berdisosiasi akan menghasilkan ion H +. Mekanisme tersebut terjadi melalui reaksi
sebagai berikut :
MgCl2+ RH2
MgR + 2HCL . . . . . . . . . . . . . (1)
Mg (HCO3)2+ RH2
MgR + 2Co2 + 2H2O . . . . . . (2)
Reaksi 1 adalah reaksi yang menyebabkan kesadahan tetap sedangkan reaksi 2 yang
menyebabkan kesadahan sementara. Karena pada hasil reaksi jenis pertama terbentuk asam
kuat yaitu HCL, maka air yang keluar dari penukar kation akan bersifat asam dengan pH
sekitar 3,5 – 5
Proses pertukaran ion mengakibatkan jenuhnya resin oleh kation - kation dari air
sehingga tidak dapat digunakan kembali, tetapi karena proses pertukaran ion yang terjadi
bersifat reversibel makan resin tersebut dapat dipakai kembali setelah diregenerasi dengan
HCLl 33%. Hal ini mengakibatkan terjadinya reaksi sebagai berikut :
MgR + 2HCL
RH2 + MgCl2. . . . . . . . . . (3)
Dari persamaan reaksi 3, terlihat baha resin pada hasil reaksi dalam keadaan siap digunakan
kembali yaitu dalam bentuk RH2. Untuk mengetahui resin yang digunakan sudah jenuh atau
belu, dilakukan pemeriksaan kesadahan dan “ m alkalinitas” setiap kali penukar kation
digunakan. Jika hasil pemeriksaan tidak sesuai dengan standar maka dilakukan regenerasi
kembali. Bila setelah diregenerasi, masih tidak memenuhi standar, berarti resin telah rusak
dan harus diganti dengan yang baru
5. Degasfier
Pada alat degasfier, air diberi perlakuan dekarbonasi dengan cara pemberian tiupan
angin ( aerasi) menggunakan blower yang dipasang pada bagian atas tangki. Perlakuan ini
dimaksudkan untuk menguraikan H2CO3 yan terdapat dalam air sebagai hasil samping proses
pertukaran kation pada garam - garam karbonat menjadi H2O dan CO2. Co2 yang terdapat
dalam bentuk gas, akan terbuang ke atmosfer. Degasfier berfungsi juga sebagai alat untuk
menghilangkan atau mengurangi kadar besi. Besi dalam bentuk ferro yang larut dalam air
dikonversi ke dalam bentuk ferri yang mudah mengendap melalui mekanisme berikut :
Fe(HCO3)2
FeCO3 + CO2 + H2O . . . . . . . . . . (4)
FeCO3 + H2O
Fe(OH)2 +
1/2
O2 + H2O
Fe(OH)2 + CO2 . . . . . . . . . . . . . . (5)
Fe2O3 + 3H2O . . . . . . . . . . . (6)
Air yang keluar dari degasfier sudah memenuhi syarat yang ditentukan dalam hal
kandungan kation dan kesadahannya. Agar kandungan ion - ion negatif memenuhi standar
prosduksi, air tersebut harus diolah dengan alat anion exchanger. Namun, karena air untuk
keperluan lainnya tidak diharuskan bebas dari anion, maka tidak semua air dari degasfier
dialirkan ke anion exchanger.
6. Softener Tank
Air yang telah mengalami pelunakan dan dekarbonasi ditampung dalam softener tank
untuk di distribusikan ke tempat-tempat yang membutuhkan. Softener tank air dibagi menjadi
dua aliran utama. Satu aliran didistribusikan untuk keperluan pencucian botol, pencucian
kerak, pengisian boiler serta sanitasi alat dan bangunan pabrik, sedangkan aliran lain menuju
anion exchanger untuk selanjutnya diolah menjadi produk teh botol.
7. Anion Exchanger
Proses yang terjadi di dalam penukar anion sama dengan proses yang terjadi di
penukar kation, perbedaannya terletak pada jenis ion yang dipertukarkan serta jenis resin
yang digunakan. Didalam tangki anion exchanger, anion - anion yang terdapat dalam air
seperti Cl-, SO42-, HCO3- dan CO32- dipertukarkan dengan gugus hidroksil ( OH-) yang
terdapat dalam resin anion melalui mekanisme reaksi sebagai berikut.
HCL + R(OH)2
RCL + 2H2O . . . . . . . . . . . . . . (7)
Resin anion dapat mengalami kejenuhan sehingga harus diregenerasi. Regenerasi
dilakukan dengan menggunakan basa kuat yaitu NaOH 50% berlebih sehingga anion - anion
yang terdapat dalam resin digantikan oleh gugus oh- dari NaOH melalui reaksi sebagai
berikut.
NaOH + RCL2
R(OH)2 + NaCl . . . . . . . . . . . . . (8)
Parameter yang digunakan untuk menentukan jenuh tidaknya resin adalah pH air. Jika
air yang keliar dari penukar anion berada pada kisaran pH normal yaitu antara 6,8-7,6 berarti
resin yang digunakan masih efektif. Sebaliknya, bila pH air dibawah pH normal berarti resin
yang digunakan sudah saatnya diregenerasi.
Air yang dialirkan dari penukar anion merupakan air yang bebas mineral atau disebut
juga air demineral karena telah mengalami proses pertukaran kation dan anion. Persyaratan
bebas mineral tersebut diperlukan dalam produksi teh botol untuk mendapatkan mutu
produksi yang tinggi. Karena adanya mineral menyebabkan mutu produk yang dihasilkan
tidak sesuai dengan harapan.
8. Mixing Zone
Air yang berasal dari penukaran anion dialirkan ke dalam mixing zone, yaitu tempat
penambahan desinfektan. Desinfektan yang digunakan adalah jenis klorin, tepatnya sodium
hyploklorite dalam bentuk cair siap pakai atau kalsium hyploklorite dalam bentuk yang harus
dilarutkan dahulu. Proses klorinasi dilakukan tanpa menggunakan pengadukan, tetapi dengan
mekanisme seperti berikut
Air dan klorin dialirkan ke dalam tangki dengan kecepatan tertentu sehingga
diperoleh kadar residu klorin antara 5-6ppm dengan waktu kontak sekitar 20 detik.
Mekanisme seperti ini akan menghemat waktu jika dibandingkan dengan metode pengadukan
biasa.Proses klorinasi dimaksudkan untuk membunuh mikroorganisme patogen yang terdapat
dalam air sehingga akan diperoleh air yang steril untuk produksi. Reaksi yang terjadi dalam
proses klorinasi seperti persamaan berikut.
NaOCl + H2O
HOCL
HOCl + NaOH . . . . . . . . . . . . (9)
H+ + OCl- . . . . . . . . . . . . . . . . (10)
Reaksi 9 terjadi pada pH rendah sedangkan pada reaksi 10 terjadi pada pH tinggi
9. Carbon Purifier
Dari mixing zone, air dipompa masuk ke dalam karbon purifier/karbon filter.
Penyaringan dengan karbon aktif ini bertujuan untuk menghilangkan rasa, bau, warna, dan
residu klorin dalam air. Menghilangkan residu klorin dalam air disebut proses deklorinasi dan
dimaksudkan untuk alasan - alasan kesehatan. Untuk meregenerasi karbon aktif yang
aktifitasnya telah jauh berkurang, dilakukan penyemprotan balik (Counter Flushing) dengan
air panas dan uap
Langkah - langkah yang dilakukan sejak air dipompa dari sumber air sampai keluar
dari penyaringan karbon merupakan serangkaian proses pengolahan air ( Water Treatment).
Meskipun membutuhkan waktu yang cukup lama dan biaya yang cukup tinggi, proses ini
harus dilakukan agar diperoleh produk yang sesuai standar mutu produksi. Air yang telah
mengalami perlakuan lengkap ini kemudian ditampung dalam dua tangki yang berbeda, yaitu
treated water tank dan simple syrup tank.
3.2. STANDAR KUALITAS AIR SEBAGAI BAHAN BAKU
Berdasarkan Permenkes No 492/ Menkes/ Per/ IV/ 2010 Tentang Persyaratan Kualitas
Air Minum dapat dilihat dari tabel dibawah ini.
BAB 4
PENUTUP
4.1 SIMPULAN
Air yang digunakan untuk konsumsi sehari–hari harus memenuhi standar kualitas air
minum. Kualitas air minum dapat ditinjau dari segi fisik, kimia, mikrobiologi, radioaktif dan
mineral serta kandungan logam. Namun kualitas air yang baik ini tidak selamanya tersedia di
alam sehingga diperlukan upaya perbaikan, baik itu secara sederhana maupun
modern.Teknologi yang digunakan meliputi pengolahan air secara fisik, kimia dan
biologis.Pada pengolahan secara fisika, biasanya dilakukan secara mekanis, tanpa adanya
penambahan bahan kimia. secara kimiawi, terdapat penambahan bahan kimia, seperti klor,
tawas, dan lain-lain, pada pengolahan secara biologis, biasanya memanfaatkan
mikroorganisme sebagai media pengolahnya.
Pengolahan air bertujuan untuk memperoleh air dengan sifat-sifat yang memenuh
syarat untuk digunakan sebagai penyeduh teh. Syarat yang diperlukan tersbut meliputi pH,
kesadahan, kadar logam atau mineral, alkalinitas, mutu mikrobiologis dan mutu organoleptik.
Tahapan pengolahan air di industri the botol, diantaranya Reservoir, untuk mengendapkan
kotoran yang berbentuk partikel berukuran besar.Klorinasi, klorin cair yang bertujuan untuk
mengoksidasi mineral – mineral atau garam – garam yang terlarut dalam air.Sand Filter,
Penyaring pasir ini berfungsi untuk menyaring kotoran - kotoran yang tersuspensi serta
endapan karbonat dalam air.Kation Exchanger, yaitu proses menghilangkan atau
pengurangan mineral-mineral yang bermuatan positif. Degasfier, untuk menguraikan H2CO3
yan terdapat dalam air sebagai hasil samping proses pertukaran kation pada garam - garam
karbonat menjadi H2O dan CO2. Softener Tank, berfungsi untuk menampung air yang telah
mengalami pelunakan.Anion Exchanger, yaitu proses menghilangkan atau pengurangan
mineral-mineral yang bermuatan negatif. Mixing Zone, Air yang berasal dari penukaran
anion dialirkan ke dalam mixing zone, yaitu tempat penambahan desinfektan.Carbon
Purifier, Penyaringan dengan karbon aktif ini bertujuan untuk menghilangkan rasa, bau,
warna, dan residu klorin dalam air. Menghilangkan residu klorin dalam air disebut proses
deklorinasi dan dimaksudkan untuk alasan - alasan kesehatan.
Tahap pengolahan air salah satunya di industri minuman non karbonasi yatu khusus
teh dilakukan untuk meminimalkan kandungan mikroba didalamnya sehingga, layak untuk
dikonsumsi sesuai dengan standar SNI dan juga BPOM mengenai air minum, tidak hanya
cemaran mikrobiologi saja tetapi juga untuk menghindarkan cemaran fisik, kimia yang
berbahaya bagi kesehatan manusia, serta unit pengolahan air di industri teh tidak hanya untuk
menghasilkan air yang layak diminum tapi juga cocok untuk melarutkan the dan komponen
lainnya sehingga diperoleh minuman teh yang layak dan bermutu.
DAFTAR PUSTAKA
Anggarningrum, W.H. 2009. Pengendalian Mutu Teh Botol di PT. Sinar
Sosro Ungaran, Kabupaten Semarang, Jawa Tengah. Semarang(ID) :
Laporan Magang UNS
Peraturan Mentri Kesehatan Republik Indonesia Nomor
492/MENKES/PER/IV/2010
Tentang Persyaratan Kualitas Air Minum
Rahmani, A. 2016. Pengolahan Air Dalam Industri Pangan. Bandung(ID) :
Teknik Kimia ITB
Susitrianni, 2009. Proses Produksi Teh Botol Sosro. Surakarta(ID) : Laporan
Magang
Universitas Sebelas Maret
Widayat, W. 2007. Teknologi pengolahan air minum dari air baku yang
mengandung
kesadahan tinggi. Jurnal Air Indonesia. Vol 4(1) : 13-21
P1
Nama Anggota Kelompok :
- Mardia Mardiatia R (F24140007)
- Vionabela Bunga
(F24140015)
- Rahma Fadilla
( F24140025)
- Taufik Risalah
(F24140116)
- Ilham Billy Nugraha (F24149002)
Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
2016
DAFTAR ISI
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG MASALAH
Air sangat dibutuhkan oleh industri pangan. Sekitar 20% sumber air bersih digunakan
sebagai kebutuhan industri termasuk industri pangan. Berkurangnya sumber air di dunia
mengakibatkan pemerintah diberbagai negara membuat kebijakan untuk mengutamakan
kebutuhanair domestik di atas kebutuhan air lainnya. Akibatnya industri harus mampu
mencari jalan lain untuk mengatasi keterbatasan sumber air tersebut. Di samping itu, semakin
meningkatnya populasi manusia di dunia, kebutuhan pangan pun akan meningkat. Hal ini
menjadi tantangan tersendiri bagi industripangan. Menurut UK Food and Drinks
Manufacturers, industri pangan harus mencari cara lain untuk mengurangi sekitar 20%
penggunaan air pada tahun 2020. Kebutuhan akan pentingnya air tidak diimbangi dengan
kesadaran untuk melestarikan air, sehingga banyak sumber air yang tercemar oleh perbuatan
manusia itu sendiri. Ketidakbertanggung jawaban mereka membuat air menjadi kotor, seperti
membuang sampah ke tepian sungai sehingga aliran sungai menjadi mampet dan akhirnya
timbul banjir jika hujan turun, membuang limbah pabrik ke sungai yang mengkibatkan air itu
menjadi tercemar oleh bahan- bahan berbahaya, dan lain sebagainya ( Rahmani 2016)
Pengolahan air secara terpadu sangat penting untuk menghindari biaya yang tinggi,
baik biaya yang ditanggung perusahaan maupun yang diupayakan oleh PDAM (Perusahaan
Daerah Air Minum) yang berorientasi bisnis dan sosial. Pemilihan sumber air dan teknologi
pengolahan yang dilakukan harus tepat, ekonomis, dan dapat memenuhi mutu. Di perusahaan
dan PDAM biaya yang terkait dengan pengolahan air antara lain biaya pembelian air sebagai
bahan baku, proses pengolahan air bersih dan pengolahan air limbah, serta distribusinya.
Selain itu, juga diperlukan biaya untuk bahan kimia, perawatan berkala, dan kebutuhan
energi. Oleh karena itu, diperlukan pemahaman mengenai pemilihan metode pengolahan dan
optimalisasi pengolahan agar biaya yang ditimbulkan efektif dan efisien. (Widayat 2007)
Teh merupakan salah satu minuman yang sangat populer di dunia. Tehdibuat dari
pucuk daun muda tanaman teh. Berdasarkan prosespengolahannya, secara tradisional produk
teh dibagi menjadi 3 jenis, yaitu tehhijau, teh oolong, teh hitam. Minuman Teh Botol
merupakan minuman yang bahan baku utamanya adalah air. Air yang digunakan adalah air
yang berasal dari dua buah sumur dengan kedalaman 80 – 150 m yang terletak di sekitar
lokasi pabrik. Air tersebut akan mengalami perlakuan – perlakuan terlebih dahulu untuk
mendapatkan air yang berkualitas baik dari segi alkalinitas, kesadahan, kandungan besi, pH
dan penampakan. Selain itu bahan baku yang lain adalah gula dimana gula harus memiliki
standarspesifikasi gula seperti kemurnianya dan kadar airnya.
1.2 RUMUSAN MASALAH
- Standar air minum yang digunakan dalam proses pengolahan produk di industri
minuman non-karbonasi terutama untuk produk teh botol
- Standar air bersih yang digunakan untuk proses sanitasi mesin pengolahan di
industri
- Unit pengolahan air yang dibutuhkan agar memenuhi standar air minum sebagai
bahan baku utama produk yang dihasilkan
- Proses dan peralatan yang digunakan untuk mencapai standar air minum sebagai
bahan baku utama produk teh botol
1.3 TUJUAN
- Mengetahui standar air minum yang digunakan sebagai bahan baku utama
pembuatan produk teh botol
- Mengetahui standar air bersih yang biasa digunakan dalam proses sanitasi mesin
pengolahan dan peralatan di industri pengolahan produk teh botol
- Mengetahui unit pengolahan air yang dilakukan untuk mencapai standar air minum
yang dapat digunakan sebagai bahan baku produk yang dihasilkan
- Mengetahui proses dan peralatan yang digunakan dalam pengolahan air sebagai
bahan baku pembuatan produk teh botol
Bab 2. TINJAUAN PUSTAKA
Minuman ringan adalah minuman yang tidak mengandung alkohol, merupakan
minuman olahan dalam bentuk bubuk atau cair yang mengandung bahan makanan atau bahan
tambahan lainnya baik alami maupun sintetik yang dikemas dalam kemasan siap untuk
dikonsumsi (Cahyadi, 2005). Minuman ringan terdiri dari dua jenis, yaitu:
1. Minuman ringan dengan karbonasi
2. Minuman ringan tanpa karbonasi ( non karbonasi)
Minuman ringan dengan karbonasi adalah minuman yang dibuat dengan
menambahkan CO2 dalam air minum sedangkan minuman ringan tanpa karbonasi adalah
minuman selain minuman ringan dengan karbonasi. Fungsi minuman ringan itu tidak berbeda
jauh dengan minuman ringan lainnya yaitu sebagai minuman untuk melepaskan dahaga
sedangkan dari segi harga, ternyata minuman ringan karbonasi relatif lebih mahal dibanding
minuman non karbonasi. Hal ini disebabkan teknologi proses yang digunakan dan kemasan
yang khas, yaitu dalam kemasan kaleng atau botol.
Berdasarkan Peraturan Kepala BPOM tentang Penetapan Batas Maksimum Cemaran
Mikroba dan Kimia dalam Makanan, diketahui bahwa cemaran adalah bahan yang tidak
dikehendaki ada dalam makanan yang mungkin berasal dari lingkungan atau sebagai akibat
proses produksi makanan dapat berupa cemaran biologis, kimia, dan benda asing yang dapat
menggangu, merugikan, dan membahayakan kesehatan manusia. Makanan yang diproduksi,
diimpor, dan diedarkan di wilayah Indonesia harus memenuhi persyaratan keamanan, mutu,
dan gizi pangan. Minuman teh dalam kemasan harus memenuhi standar ALT (30° C, 72 jam)
sebanyak 1x102 koloni/ml, jumlah APM Koliform kurang dari 2 dalam 100 ml, APM
Esterichia coli dan Salmonella sp. negatif dalam 100ml. Untuk memenuhi standar tersebut,
industri pangan perlu melakukan langkah untuk menjaga kualitas air beserta produk akhirnya.
Namun kualitas air yang baik ini tidak selamanya tersedia di alam sehingga diperlukan upaya
perbaikan, baik itu secara sederhana maupun modern. Jika air yang digunakan belum
memenuhi standar kualitas air minum, akibatnya akan menimbulkan masalah lain yang dapat
menimbulkan kerugian bagi perusahaan sebagai produsen dan masyarakat sebagai konsumen.
Jenis pencemar air yang utama biasanya berasal dari sumber domestik seperti limbah rumah
tangga dan sumber non domestik seperti limbah industri. Aplikasi teknologi yang tepat guna
mampu digunakan untuk menghasilkan air dengan kuaitas baik, menguntungkan dan mudah
digunakan. Teknologi yang digunakan meliputi pengolahan air secara fisik, kimia dan
biologis. Pada pengolahan secara fisika, biasanya dilakukan secara mekanis, tanpa adanya
penambahan bahan kimia. Contohnya adalah pengendapan, filtrasi, adsorpsi, dan lain-lain.
Pada pengolahan air bersih secara kimiawi, terdapat penambahan bahan kimia, seperti klor,
tawas, dan lain-lain, biasanya bahan ini digunakan untuk menyisihkan logam-logam berat
yang terkandung dalam air. Sedangkan pada pengolahan secara biologis, biasanya
memanfaatkan mikroorganisme sebagai media pengolahnya.
BAB 3. PEMBAHASAN
3.1.SUMBER AIR DAN STANDAR PERSYARATAN
Tidak setiap jenis air dapat digunakan, mengingat dalam pembuatan TBS air
adalahkomponen utama penentu kualitas produk akhir. PT Sinar Sosro mendapatkan air dari
duabuah sumur dengan kedalaman 80 – 150 m, yang terletak disekitar lokasi pabrik.
Standaryang dipersyaratkan yaitu meliputi :
a. Alkalinitas
Secara umum alkalinitas air harus rendah, jika lebih dari 200 ppm akan menimbulkan
masalah dalam pembilasan, sehingga diperlukan pembilasan menggunakan asam. Ketika
standar alkalinitas di lebih tinggi dari angka tersebut, maka untuk sanitasi
digunakan HNO3 sebagai sanitizer.
b. Kesadahan
Kesadahan air harus rendah karena air sadah dapat menyebabkan timbulnya kerak
baikpada pipa - pipa, tangki maupun pada botol. Adanya kerak mengakibatkan efisiensi
penghantaran panas rendah sehingga biaya produksi meningkat.
·c. Kadar Klorida
Kadar klorida yang tinggi dapat memacu terjadinya korosi pada alat dan mesin.
Ketika kadar klorida di industri lebih tinggi dari angka tersebut maka dibutuhkan
demineralisasi. Kadar klorida cukup untuk berperan sebagai disinfektan guna
membunuh bakteri patogen dalam air
·d. Besi (Fe)
Kadar besi yang tinggi dapat menyebabkan timbulnya warna yang tidak diinginkan.
Dalam mengatasi masalah besi, maka dapat dilakukan dengan tahap flokulasi yaitu dengan
menambahkan PAC dalam air agar ion Fe2+ berubah menjadi Fe3+ yang bersifat lebih
mudah mengendap. Untuk mengatasi sulfat dan sulfida, dapat dilakukan dengan proses
filtrasi
f. pH dan Ketampakan
pH air disyaratkan netral (pH = 7), sebab pH < 7 dapat memacu korosi pada alat.
Syarat untuk kenampakan air adalah jernih, tidak ada endapan dan tidak berwarna,
ketiga hal tersebut sudah dapat dipenuhi dengan melakukan filtrasi.
3.2 PENGGUNAAN AIR
Jumlah air yang digunakan untik proses produksi teh botol sangat fluktuatif setiap
harinya tergantung pada kebutuhan. Kebutuhan air untuk 4 hari produksi sebesar1577 m3.
Penggunaan air secara garis besar dapat dikelompokkan menjadi 3 bagian:
a) Produksi
Produk akhir teh botol mengandung lebih dari 90% bagian air. Sebagian air, yaitu
sekitar 8000 L diperlukan untuk satu kali pemasakan teh. Untuk keperluan ini digunakan
air buffer. Sedangkan untuk pembuatan sirup gula digunakan air softener sejumlah
sekitar 1500 L.
b) Sanitasi
Air untuk sanitasi meliputi air untuk pembersihan alat baik sebelum produksi,
setelah produksi maupun untuk ganti produk. Selain itu air juga diperlukan untuk
sanitasi ruangan produksi, lantai dan drainase. Untuk keperluan ini digunakan air dari
softener cleaner. Kebutuhan air selama 1 minggu untuk sanitasi sekitar 36m3.
c) Cuci manual
Cuci manual diperlukan untuk menangani botol kosong dan krat yang tidak dapat
dibersihkan secara mekanis atau yang tidak lolos penyeleksiaan. Jumlah air yang
digunakan untuk cuci manual terganting kondisi PB yang ada. Umumnya dalam satu hari
selalu dilakukan pencucian manual. Jumlah air yang digunakan untuk cuci manual
dalam satu minggu kurang lebih 35 m3. Air untuk pencucian manual berasal dari bak
reservoir.
Untuk mendapatkan kadar air standar sesuai yang diharapkan air sumur tersebut
diolah terlebih dahulu dalam unit pengolahan air (water treatment).
3.3 UNIT PENGOLAHAN AIR
Air merupakan bahan baku terbesar di dapal pembuatan teh botol dan merupakan
faktor yang sangat berpengaruh terhadap mutu air produk seperti rasa, bau, warna,maupun
sifat kimia dan mikrobiologinya. Oleh karena itu, air yang mengandung berbagai komponen
seperti garam-garam mineral, ion-ion logam, kotoran tersuspensi, mikroorganisme, dan
sebagainya harus dihilangkan terlebih dahulu, karena dapat mempengaruhi mutu produk yang
akan dihasilkan. (Susitrianni 2009)
Pengolahan air bertujuan untuk memperoleh air dengan sifat-sifat yang memenuh
syarat untuk digunakan sebagai penyeduh teh. Syarat yang diperlukan tersbut meliputi pH,
kesadahan, kadar logam atau mineral, alkalinitas, mutu mikrobiologis dan mutu organoleptik.
Air yang digunakan untuk keperluan produksi berasal dari sumber mata air. Air yang
digunakan harus mengalami proses pengolahan terlebih dahulu sebelum digunakan untuk
proses produksi. Tahapan pengolahan air yang dilakukan adalah sebagai berikut.
Sumber Air
Reservoir
Klorinasi
Degasfier
Kation
exchanger
Sand Filter
Softener Tank
Anion
exchanger
Mixing Zone
Treated Water
Tank
Carbon Purifier
1. Reservoir
Air yang berasal dari sumber air dialirkan ke bak penampungan dengan cara disedot
menggunakan pompa otomatis. Bak penampungan ( reservoir) untuk mengendapkan kotoran
yang berbentuk partikel berukuran besar. Reservoir ini mempunyai diameter 600 cm dengan
tinggi 180 cm dan berkapasitas kurang lebih 50 m 3. Untuk membentuk pengendapan, bak
penampung dibagi menjadi dua bagian oleh sebuah sekat. Dengan adanya sekat ini, air akan
tertahan sementara waktu pada ruang satu sehingga terjadi pengendapan. Air yang terdapat di
bagian atas akan mengalir ke ruang dua dan diharapkan air ini telah bebas dari kotoran
partikel - partikel besar dan akan dialirkan ke tangki - tangki untuk mengalami pengolahan.
Ruang 1
Ruang 2
Gambar 1. Penampang bak penampung
2. Klorinasi
Sumber air yang ditampung dalam reservoir, sebelum dialirkan ke tangki - tangki
pengolahan, terlebih dahulu mengalami proses klorinasi. Ke dalam reservoir, ditambahkan
klorin cair yang bertujuan untuk mengoksidasi mineral – mineral atau garam – garam yang
terlarut dalam air. Penambahan klorin dalam reservoir dikhususkan untuk mengoksidasi ion
Fe dan Mn, serta untuk membunuh mikroorganisme yang terdapat dalam air. Batas maksimal
penambahan klorin ditentukan oleh residu klorin, yaitu penambahan klorin akan dihentikan
jika residunya mencapai 0,1 ppm.
3. Sand Filter
Air yang telah mengalami proses klorinasi kemudian disarng dalam tangki penyaring
pasir. Penyaring pasir ini berfungsi untuk menyaring kotoran - kotoran yang tersuspensi serta
endapan karbonat dalam air. Kotoran2 tersuspensi yang tidak terendapkan dalam bak
penampung diharapkan akan tersaring oleh alat ini. Tangki penyaring berisi pasir kuarsa yang
dapat menyaring flok - flok atau endapan yang terbentuk selama proses klorinasi di reservoir.
Bahan penyaring pada tangki ini adalah pasir silika dengan tiga lapisan dan ukuran
yang berbeda. Pada lapisan atas berukuran 1-2 mm sebanyak 1500kg, lapisan tengahnya
berukuran 2-3mm sebanyak 600 kg dan lapisan paling bawah berukuran 3-5 mm sebanyak
400 kg. Bagian bawah tangki disangga oleh saringan yang terbuat dari plat.
Adanya pasir yang disusun berlapis ini diharapkan kandungan ion Fe dan Mn yang
keluar dari sand filter kurang dari 0,3 ppm dengan tingkat kekeruhan kurang dari 4 NTU .
Kotoran - kotoran yang tersaring dalam tangki lama-lama membentuk padatan yang
menyebabkan efisiensi penyaringan akan menurun dan jenuh. Kejenuhan ini ditandai oleh
perbedaan tekanan air masuk dan keluar, dimana tekanan input lebih besar dari tekanan
output. Untuk membersihkan saringan dari kotoran – kotoran yang terakumuasi, dilakukan
pembersihan dengan cara pencucian balik ( back washing ) secara periodik. Back washing
adalah pencucian dengan arah terbalik dimana air yang bertekanan tinggi disemprotkan dari
outlet dan keluar melalui inlet. Selanjutnya, dlakukan pembilasan menggunakan air saja
selama 15-20 menit atau sampai air yang keluar dari outet tidak kotor. Pembilasan dengan
menggunakan air dinamakan rinsing
4. Kation Exchanger
Pada alat penukar kation, air mengalami perlakuan kimia berupa proses
deminelarisasi, yaitu proses menghilangkan atau pengurangan mineral-mineral yang
bermuatan positif seperti Ca2+, Mg2+, Na+ dan K+. Garam - garam kalsium dan magnesium
merupakan penyebab terjadinya kesadahan air. Karena itu, proses demineralisasi oleh
penukaran kation ini merupakan proses pelunakan air, baik dari kesadahan sementara yang
disebabkan oleh bikarbonat dari ion - ion Ca dan Mg ataupun dari kesadahan tetap yang
disebabkan oleh sulfat dan klorida dari ion - ion Ca dan Mg.
Pelunakan air perlu dilakukan karena air yang memiliki kesadahan bila dipanaskan
akan membentuk kerak - kerak pada pipa dan peralatan. Kerak – kerak ini dapat menjadi
tempat pertumbuhan bakteri, menyumbat sistem air, dan mengurangi laju serta efisiensi
pindah panas. Proses penghilangan kation – kation dalam penukar kation terjadi melalui
mekanisme pertukaran antara kation dalam air dengan kation yang terdapat pada suatu
medium tidak larut air secara reversibel. Medium yang digunakan berupa resin kation kuat
yang bila berdisosiasi akan menghasilkan ion H +. Mekanisme tersebut terjadi melalui reaksi
sebagai berikut :
MgCl2+ RH2
MgR + 2HCL . . . . . . . . . . . . . (1)
Mg (HCO3)2+ RH2
MgR + 2Co2 + 2H2O . . . . . . (2)
Reaksi 1 adalah reaksi yang menyebabkan kesadahan tetap sedangkan reaksi 2 yang
menyebabkan kesadahan sementara. Karena pada hasil reaksi jenis pertama terbentuk asam
kuat yaitu HCL, maka air yang keluar dari penukar kation akan bersifat asam dengan pH
sekitar 3,5 – 5
Proses pertukaran ion mengakibatkan jenuhnya resin oleh kation - kation dari air
sehingga tidak dapat digunakan kembali, tetapi karena proses pertukaran ion yang terjadi
bersifat reversibel makan resin tersebut dapat dipakai kembali setelah diregenerasi dengan
HCLl 33%. Hal ini mengakibatkan terjadinya reaksi sebagai berikut :
MgR + 2HCL
RH2 + MgCl2. . . . . . . . . . (3)
Dari persamaan reaksi 3, terlihat baha resin pada hasil reaksi dalam keadaan siap digunakan
kembali yaitu dalam bentuk RH2. Untuk mengetahui resin yang digunakan sudah jenuh atau
belu, dilakukan pemeriksaan kesadahan dan “ m alkalinitas” setiap kali penukar kation
digunakan. Jika hasil pemeriksaan tidak sesuai dengan standar maka dilakukan regenerasi
kembali. Bila setelah diregenerasi, masih tidak memenuhi standar, berarti resin telah rusak
dan harus diganti dengan yang baru
5. Degasfier
Pada alat degasfier, air diberi perlakuan dekarbonasi dengan cara pemberian tiupan
angin ( aerasi) menggunakan blower yang dipasang pada bagian atas tangki. Perlakuan ini
dimaksudkan untuk menguraikan H2CO3 yan terdapat dalam air sebagai hasil samping proses
pertukaran kation pada garam - garam karbonat menjadi H2O dan CO2. Co2 yang terdapat
dalam bentuk gas, akan terbuang ke atmosfer. Degasfier berfungsi juga sebagai alat untuk
menghilangkan atau mengurangi kadar besi. Besi dalam bentuk ferro yang larut dalam air
dikonversi ke dalam bentuk ferri yang mudah mengendap melalui mekanisme berikut :
Fe(HCO3)2
FeCO3 + CO2 + H2O . . . . . . . . . . (4)
FeCO3 + H2O
Fe(OH)2 +
1/2
O2 + H2O
Fe(OH)2 + CO2 . . . . . . . . . . . . . . (5)
Fe2O3 + 3H2O . . . . . . . . . . . (6)
Air yang keluar dari degasfier sudah memenuhi syarat yang ditentukan dalam hal
kandungan kation dan kesadahannya. Agar kandungan ion - ion negatif memenuhi standar
prosduksi, air tersebut harus diolah dengan alat anion exchanger. Namun, karena air untuk
keperluan lainnya tidak diharuskan bebas dari anion, maka tidak semua air dari degasfier
dialirkan ke anion exchanger.
6. Softener Tank
Air yang telah mengalami pelunakan dan dekarbonasi ditampung dalam softener tank
untuk di distribusikan ke tempat-tempat yang membutuhkan. Softener tank air dibagi menjadi
dua aliran utama. Satu aliran didistribusikan untuk keperluan pencucian botol, pencucian
kerak, pengisian boiler serta sanitasi alat dan bangunan pabrik, sedangkan aliran lain menuju
anion exchanger untuk selanjutnya diolah menjadi produk teh botol.
7. Anion Exchanger
Proses yang terjadi di dalam penukar anion sama dengan proses yang terjadi di
penukar kation, perbedaannya terletak pada jenis ion yang dipertukarkan serta jenis resin
yang digunakan. Didalam tangki anion exchanger, anion - anion yang terdapat dalam air
seperti Cl-, SO42-, HCO3- dan CO32- dipertukarkan dengan gugus hidroksil ( OH-) yang
terdapat dalam resin anion melalui mekanisme reaksi sebagai berikut.
HCL + R(OH)2
RCL + 2H2O . . . . . . . . . . . . . . (7)
Resin anion dapat mengalami kejenuhan sehingga harus diregenerasi. Regenerasi
dilakukan dengan menggunakan basa kuat yaitu NaOH 50% berlebih sehingga anion - anion
yang terdapat dalam resin digantikan oleh gugus oh- dari NaOH melalui reaksi sebagai
berikut.
NaOH + RCL2
R(OH)2 + NaCl . . . . . . . . . . . . . (8)
Parameter yang digunakan untuk menentukan jenuh tidaknya resin adalah pH air. Jika
air yang keliar dari penukar anion berada pada kisaran pH normal yaitu antara 6,8-7,6 berarti
resin yang digunakan masih efektif. Sebaliknya, bila pH air dibawah pH normal berarti resin
yang digunakan sudah saatnya diregenerasi.
Air yang dialirkan dari penukar anion merupakan air yang bebas mineral atau disebut
juga air demineral karena telah mengalami proses pertukaran kation dan anion. Persyaratan
bebas mineral tersebut diperlukan dalam produksi teh botol untuk mendapatkan mutu
produksi yang tinggi. Karena adanya mineral menyebabkan mutu produk yang dihasilkan
tidak sesuai dengan harapan.
8. Mixing Zone
Air yang berasal dari penukaran anion dialirkan ke dalam mixing zone, yaitu tempat
penambahan desinfektan. Desinfektan yang digunakan adalah jenis klorin, tepatnya sodium
hyploklorite dalam bentuk cair siap pakai atau kalsium hyploklorite dalam bentuk yang harus
dilarutkan dahulu. Proses klorinasi dilakukan tanpa menggunakan pengadukan, tetapi dengan
mekanisme seperti berikut
Air dan klorin dialirkan ke dalam tangki dengan kecepatan tertentu sehingga
diperoleh kadar residu klorin antara 5-6ppm dengan waktu kontak sekitar 20 detik.
Mekanisme seperti ini akan menghemat waktu jika dibandingkan dengan metode pengadukan
biasa.Proses klorinasi dimaksudkan untuk membunuh mikroorganisme patogen yang terdapat
dalam air sehingga akan diperoleh air yang steril untuk produksi. Reaksi yang terjadi dalam
proses klorinasi seperti persamaan berikut.
NaOCl + H2O
HOCL
HOCl + NaOH . . . . . . . . . . . . (9)
H+ + OCl- . . . . . . . . . . . . . . . . (10)
Reaksi 9 terjadi pada pH rendah sedangkan pada reaksi 10 terjadi pada pH tinggi
9. Carbon Purifier
Dari mixing zone, air dipompa masuk ke dalam karbon purifier/karbon filter.
Penyaringan dengan karbon aktif ini bertujuan untuk menghilangkan rasa, bau, warna, dan
residu klorin dalam air. Menghilangkan residu klorin dalam air disebut proses deklorinasi dan
dimaksudkan untuk alasan - alasan kesehatan. Untuk meregenerasi karbon aktif yang
aktifitasnya telah jauh berkurang, dilakukan penyemprotan balik (Counter Flushing) dengan
air panas dan uap
Langkah - langkah yang dilakukan sejak air dipompa dari sumber air sampai keluar
dari penyaringan karbon merupakan serangkaian proses pengolahan air ( Water Treatment).
Meskipun membutuhkan waktu yang cukup lama dan biaya yang cukup tinggi, proses ini
harus dilakukan agar diperoleh produk yang sesuai standar mutu produksi. Air yang telah
mengalami perlakuan lengkap ini kemudian ditampung dalam dua tangki yang berbeda, yaitu
treated water tank dan simple syrup tank.
3.2. STANDAR KUALITAS AIR SEBAGAI BAHAN BAKU
Berdasarkan Permenkes No 492/ Menkes/ Per/ IV/ 2010 Tentang Persyaratan Kualitas
Air Minum dapat dilihat dari tabel dibawah ini.
BAB 4
PENUTUP
4.1 SIMPULAN
Air yang digunakan untuk konsumsi sehari–hari harus memenuhi standar kualitas air
minum. Kualitas air minum dapat ditinjau dari segi fisik, kimia, mikrobiologi, radioaktif dan
mineral serta kandungan logam. Namun kualitas air yang baik ini tidak selamanya tersedia di
alam sehingga diperlukan upaya perbaikan, baik itu secara sederhana maupun
modern.Teknologi yang digunakan meliputi pengolahan air secara fisik, kimia dan
biologis.Pada pengolahan secara fisika, biasanya dilakukan secara mekanis, tanpa adanya
penambahan bahan kimia. secara kimiawi, terdapat penambahan bahan kimia, seperti klor,
tawas, dan lain-lain, pada pengolahan secara biologis, biasanya memanfaatkan
mikroorganisme sebagai media pengolahnya.
Pengolahan air bertujuan untuk memperoleh air dengan sifat-sifat yang memenuh
syarat untuk digunakan sebagai penyeduh teh. Syarat yang diperlukan tersbut meliputi pH,
kesadahan, kadar logam atau mineral, alkalinitas, mutu mikrobiologis dan mutu organoleptik.
Tahapan pengolahan air di industri the botol, diantaranya Reservoir, untuk mengendapkan
kotoran yang berbentuk partikel berukuran besar.Klorinasi, klorin cair yang bertujuan untuk
mengoksidasi mineral – mineral atau garam – garam yang terlarut dalam air.Sand Filter,
Penyaring pasir ini berfungsi untuk menyaring kotoran - kotoran yang tersuspensi serta
endapan karbonat dalam air.Kation Exchanger, yaitu proses menghilangkan atau
pengurangan mineral-mineral yang bermuatan positif. Degasfier, untuk menguraikan H2CO3
yan terdapat dalam air sebagai hasil samping proses pertukaran kation pada garam - garam
karbonat menjadi H2O dan CO2. Softener Tank, berfungsi untuk menampung air yang telah
mengalami pelunakan.Anion Exchanger, yaitu proses menghilangkan atau pengurangan
mineral-mineral yang bermuatan negatif. Mixing Zone, Air yang berasal dari penukaran
anion dialirkan ke dalam mixing zone, yaitu tempat penambahan desinfektan.Carbon
Purifier, Penyaringan dengan karbon aktif ini bertujuan untuk menghilangkan rasa, bau,
warna, dan residu klorin dalam air. Menghilangkan residu klorin dalam air disebut proses
deklorinasi dan dimaksudkan untuk alasan - alasan kesehatan.
Tahap pengolahan air salah satunya di industri minuman non karbonasi yatu khusus
teh dilakukan untuk meminimalkan kandungan mikroba didalamnya sehingga, layak untuk
dikonsumsi sesuai dengan standar SNI dan juga BPOM mengenai air minum, tidak hanya
cemaran mikrobiologi saja tetapi juga untuk menghindarkan cemaran fisik, kimia yang
berbahaya bagi kesehatan manusia, serta unit pengolahan air di industri teh tidak hanya untuk
menghasilkan air yang layak diminum tapi juga cocok untuk melarutkan the dan komponen
lainnya sehingga diperoleh minuman teh yang layak dan bermutu.
DAFTAR PUSTAKA
Anggarningrum, W.H. 2009. Pengendalian Mutu Teh Botol di PT. Sinar
Sosro Ungaran, Kabupaten Semarang, Jawa Tengah. Semarang(ID) :
Laporan Magang UNS
Peraturan Mentri Kesehatan Republik Indonesia Nomor
492/MENKES/PER/IV/2010
Tentang Persyaratan Kualitas Air Minum
Rahmani, A. 2016. Pengolahan Air Dalam Industri Pangan. Bandung(ID) :
Teknik Kimia ITB
Susitrianni, 2009. Proses Produksi Teh Botol Sosro. Surakarta(ID) : Laporan
Magang
Universitas Sebelas Maret
Widayat, W. 2007. Teknologi pengolahan air minum dari air baku yang
mengandung
kesadahan tinggi. Jurnal Air Indonesia. Vol 4(1) : 13-21