PROSES SULFITASI DI PABRIK GULA

PROSES SULFITASI DI PABRIK GULA

Oleh; Anto Susanto

Disadur dari; Anonim, Blogger_arcive

Pada proses ini nira dialirkan ke Pemanas Pendahuluan I, defekator, sulfitator, Pemanas Pendahuluan II, expandeuer, clarifier dan rotary vacuum filter. Sebelum menjalankan proses pemurnian kita harus mengetahui komposisi dari nira mentah tersebut dan sifat-sifatnya. Selain itu juga variabel proses yang dapat mempengaruhi pemurnian nira mentah. Nira mentah adalah nira yang dihasilkan dari gilingan pertama sampai gilingan akhir ditambah dengan Nira Tapis. Dalam nira mentah mengandung sukrosa, gula invert (glukosa+fruktosa), atom-atom (Ca,Fe,Mg,Al)yang terikat pada asam-asam, asam organik dan an organik, zat warna, lilin, asam-asam kieselgur yang mudah mengikat besi, aluminium, dan sebagainya. (Honig, 1953)

Beberapa hal yang perlu diketahui untuk proses pemurnian nira yaitu sifat-sifat dari sukrosa. Sifat-sifat sukrosa antara lain :

a. Sukrosa pecah atau terurai :

ü Karena suasana sangat asam

ü Pengaruh dari microorganisme

ü Suhu yang tinggi.

b. Terhadap logam membentuk sakarat.

c. Memutar bidang polarisasi

d. Larut dalam air, dimana kelarutannya meningkat dengan peningkatan suhu

e. Dapat mengkristal, kristalnya berbentuk monoklin berwarna putih / jernih.

Pada pH dibawah 7 dengan suhu yang tinggi Sukrosa akan terinversi menjadi gula reduksi (glukosa + fruktosa )

Reaksinya :

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O ? C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆

Sukrosa glukosa fruktosa

Pada pH yang tinggi gula reduksi akan pecah menjadi zat warna yang dapat merusak warna gula dan membentuk asam organik. Oleh karena itu dalam melakukan proses pemurnian kita harus memperhatikan hal-hal tersebut diatas sehingga dapat meminimalkan kerusakan dari gula.

Proses Defekasi

Nira dari gilingan di tampung di Peti Nira Mentah, sebelumnya ditimbang beratnya. Peti Nira Mentah berfungsi untuk menampung Nira dan menjaga supaya debitdari reaksi stabil. Dari Peti Nira Mentah Nira dipanaskan melalui pemanas pendahuluan I (PP I) sampai suhu 70 ^o C. Tujuan dari pemanasan ini adalah

a. Untuk mempersiapkan proses selanjutnya yaitu defekasi, dimana susu kapur akan bereaksi dengan bukan gula (dalam hal ini Phospat yang terkandung dalam tebu)

b. Membunuh bakteri yang terdapat dalam Nira.

c. Suhu tersebut merupakan suhu optimum dimana kehilangan gula karena inversi akibat pemanasan nira mentah (pH = ± 5.5) dapat diminimalisir dengan waktu pemanasan sependek mungkin.

Sistem kerja pemanas pendahuluan (juice heater) berdasarkan pada proses perpindahan panas. (heat transfer). Untuk alat ini menggunakan tipe Shell and Tube Heat Exchanger. Dimana Nira dialirkan di bagian dalam pipa sedangkan uap dialirkan di bagian luarnya. Agar proses perpindahan panas dapat berjalan efektif maka nira disirkulasikan dengan menggunakan baffles atau penyekat. Dari Pemanas Pendahuluan I nira dialirkan ke defekator. Reaksi Defekasi ini terjadi di dalam reaktor yang disebut defekator. Reaktor ini dilengkapi dengan pengaduk untuk membuat larutan menjadi homogen sehingga reaksi dapat berjalan dengan sempurna. Susu kapur (CaO) yang dipakai sekitar 0.4 – 0.8 % tebu (Hugot, 1986) dengan kekentalan 6⁰ Be. Pemakaian susu kapur dengan ukuran tersebut didasarkan atas pertimbangan sebagai berikut :

a. Dengan susu kapur yang encer endapan yang terbentuk akan lebih baik.

b. Volume nira kotor lebih sedikit sebab endapan yang terbentuk lebih besar.

c. Kecepatan penyaringan akan lebih baik.

d. Untuk mengurangi beban dari evaporator karena kapur dapat menyebabkan kerak di evaporator.

Reaksi defekasi berlangsung dalam 3 tahap atau defekasi bertingkat. Defekator I pH 6.5 dengan waktu tinggal 4 menit, Defekator II pH 7.5 dengan waktu tinggal 2 menit, dan Defekator III pH 9 – 9.5 dengan waktu tinggal 0.58 menit. Tujuandari defekasi bertahap ini adalah untuk menghindari kerusakan gula reduksi karena beroperasi pada pH diatas 7 dan suhu yang tinggi. Selain itu juga beberapa koloid hanya dapat digumpalkan pada pH tertentu sehingga perlu dilakukan defekasi bertahap. Pengontrolan pH dilakukan secara otomatis sehingga apabila terjadi kekurangan atau kelebihan pH maka dapat segera dilakukan tindakan dengan cara mengurangi debitdari susu kapur yang diberikan. Sebagian Pabrik Gula masih melakukan pengontrolan pH dengan cara manual yaitu dengan memakai indikator PP (phenolphtalein), PAN (Phenol Alpha Naphtol) dan BTB (Bromo Tymol Blue).

Didalam tangki defekator terjadi reaksi antara fosfat dengan suspensi kapur. Reaksi ini dikenal dengan nama phosphoric acid lime Hasil reaksi berupa gumpalan-gumpalan (floc) kalsium fosfat primer Ca₃(PO₄)₂.

Proses Sulfitasi

Nira dari defekator 3 masuk ke tangki Sulfitator yaitu penambahan gas SO₂. Tujuannya adalah untuk menetralkan pH sampai 7.0 – 7.2. Gas SO₂ akan bereaksi dengan ion Ca²⁺ membentuk endapan CaSO₃ sehingga endapan menjadi incompressible (tidak mudah pecah). Selain itu fungsi gas SO₂ adalah untuk mengikat unsur-unsur yang belum bereaksi di defekator, mengurangi viskositas larutan, mereduksi ion-ion Ferri menjadi Ferro sehingga warnanya menjadi lebih pucat. (Mathur, 1975).

Peti Pengendapan (Clarifier)

Sebelum dilakukan pemisahan endapan nira dipanaskan dahulu di Pemanas Pendahuluan II sampai suhu 105⁰ C. Tujuan dari pemanas pendahuluan II adalah :

a. Untuk menyempurnakan reaksi sebelumnya yaitu antara Ca²⁺ dengan Phosphat.

b. Menurunkan viskositas nira sehingga pengendapannya lebih cepat.

c. Mengeluarkan gas-gas yang terlarut dalam nira agar tidak mengganggu jalannya proses pengendapan dari partikel-partikel endapan yang terbentuk.

Nira dari Pemanas Pendahuluan II dialirkan ke expandeur (flash tank). Fungsi dari bejana ini adalah untuk mengeluarkan gelembung gas dan udara yang terdapat dalam nira supaya tidak menghalangi pengendapan pada clarifier. Gelembung-gelembung ini bila tidak dikeluarkan akan menekan keatas partikel-partikel kotoran yang seharusnya mengendap. Nira masuk dengan jalan dipancarkan melalui sisi tangki sehingga nira akan bergerak secara tangensial. Nira akan berbenturan dengan dinding expandeur sehingga gas dan gelembung terlepas dari larutan dan keluar melalui cerobong.

Sebelum dialirkan kedalam clarifier nira dicampur dengan flokulan. Penambahan flokulan sekitar 2 – 3 ppm. Flokulan adalah suatu persenyawaan elektrolit yang bermuatan anion (anion polyelectrolyte) dengan berat molekul 5 – 10 juta. Flokulan ini berfungsi membentuk gumpalan-gumpalan kalsium fosfat sekunder. Kemudian dengan bantuan udara mikro gumpalan tersebut diapungkan ke permukaan clarifier. Gumpalan kalsium fosfat ini bersifat mengadsorbsi kotoran non sukrosa (Sumarno, 1996).

Larutan nira yang telah dicampur flokulan dialirkan ke single tray clarifier. Penggunaan single tray clarifier dapat memperpendek waktu tinggal sehingga kehilangan sukrosa karena hidrolisa dapat dikurangi. Aliran kedalam clarifier dibuat laminair sehingga tidak mengganggu jalannya pengendapan. Didalam clarifier terdapat scrapper yang berputar dengan lambat yang dijalankan oleh motor penggerak dengan as vertikal. Scrapper tersebut menggaruk-garuk lantai kompartemen dan mengarahkan endapan ke tengah untuk dialirkan melewati pipa nira kotor dan dikeluarkan untuk ditampung di mud mixer. Sedangkan nira jernih keluar melalui clarifier dengan cara overflow. Nira jernih disaring di DSM screen dan ditampung ke peti nira jernih kemudian dialirkan ke Pemanas Pendahuluan III tujuannya adalah untuk meringankan beban evaporator.

Rotary Vacuum Filter

Fungsi dari alat ini adalah untuk memisahkan blotong dan nira tapis. Nira tapis akan dikembalikan lagi ke tangki nira mentah untuk diproses kembali.Peralatan ini terdiri dari silinder yang berputar pada sumbunya dan sebagian silinder ini terendam dalam bak nira kotor yang akan disaring. Bagian luar dari silinder yang berfungsi sebagai penyaring terdiri dari segmen-segmen. Masing-masing segmen dihubungkan secara individual ke suatu jaringan pipa yang disebut thrill pipe yang berakhir pada suatu terminal yang disebut distributing valve atau timing block.