Pemurnian Nira di Pabrik Gula

Salah satu tahap dari pembuatan gula adalah proses pemurnian. Pada proses pemurnian, zat bukan gula yang terdapat dalam gula dihilangkan dengan cara kimia. Bahan baku dari proses pemurnian adalah nira mentah (raw juice). 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.

Seperti hal nya suatu reaksi kimia, untuk mencapai keberhasilan dalam reaksi dipengaruhi oleh beberapa faktor.  Parameter utama yang dapat mempengaruhi proses pemurnian nira adalah pH, suhu dan waktu. pH dari nira selama proses berpengaruh terhadap sukrosa yang terdapat dalam nira.

pH

Sukrosa

Glukosa + Fruktosa

7

Tidak terjadi inversi (aman) Tidak terjadi degradasi (aman)

< 7

Inversi menjadi gula reduksi Aman

> 7

Aman Terbentuk zat warna dan asam organik.

Skema Proses Pemurnian Nira

Suhu berpengaruh pada kecepatan reaksi dan kerusakan sukrosa yang terdapat dalam nira. Pada suatu reaksi kimia semakin tinggi suhu reaksi, maka reaksi akan semakin sempurna. Akan tetapi karena sifat sukrosa yang mudah rusak pada suhu tinggi maka dalam reaksi pemurnian diperlukan suhu optimal. Berdasarkan hasil penelitian, suhu optimal untuk reaksi pemurnian adalah 70 – 80 0C. Parameter lain adalah waktu yang berpengaruh terhadap kerusakan sukrosa dalam nira. Reaksi yang terjadi pada suhu tinggi dan berlangsung dalam waktu yang lama dan pH rendah (asam) dapat menyebabkan inversi dari sukrosa. Sedangkan pada pH tinggi (basa) dapat memecah warna dari gula reduksi sehingga warna nira menjadi gelap.

Ada beberapa macam proses pemurnian nira, diantaranya proses defekasi, sulfitasi, karbonatasi dan defekasi remelt karbonatasi. Sebagian besar pabrikl gula di Indonesia menggunakan proses defekasi dan sulfitasi untuk memurnikan nira. Tahapan dari proses pemurnian adalah; 1. pemanasan nira, 2. reaksi dengan susu kapur (defekasi), 3. reaksi dengan gas SO2 (sulfitasi), 4. Pengendapan (clarifying)

PROSES DEFEKASI
Proses defekasi pada pemurnian nira menggunakan susu kapur (milk of lime) sebagai bahan pereaksi. Susu kapur akan bereaksi dengan phospat yang terdapat dalam nira untuk membentuk inti endapan (koagulan). Sebelum direaksikan dengan susu kapur nira terlebih dahulu dipanaskan di juice heater sampai suhu 70 0C.  Mekanisme reaksi nya sebagai berikut :

Ca2+   +   HPO4-               ——————–>>                                 CaHPO4                                                  (1)


Ca2+   +   2H2PO4-          ——————–>>                                 Ca(H2PO4)2                                          (2)


2CaHPO4  +  2Ca3(PO4)2        ——————->>                     Ca8H2(PO4)6                                       (3)


Ca3(PO4)2  +  2Ca2+  +  HPO42-  +  H2O       ———>>           Ca5(PO4)3OH + 2H+                       (4)

Dari reaksi dengan susu kapur akan terbentuk inti dari endapan calcium phopsate. Secara umum yang mempengaruhi laju pengendapan calsium phospate adalah konsentrasi dari calsium dan phosphate, pH dan luas permukaan inti endapan. Selain itu juga dipengaruhi oleh jumlah asam – asam organik, ion karbonat dan magnesium  yang terdapat dalam nira.

PROSES SULFITASI
Sebagai bahan baku dari proses sulfitasi adalah gas SO2.  gas SO2 dibuat dari belerang lempeng atau butiran yang dibakar di tobong belerang atau rotary burner.  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.

PENGENDAPAN (Clarifying)
Langkah terakhir pada proses pemurnian adalah pengendapan. Setelah nira bereaksi dengan susu kapur dan gas SO2 maka terbentuk endapan atau koagulan. Endapan ini sifatnya masih melayang dalam larutan nira. Untuk mempercepat proses pengendapan ditambahkan flokulan dengan berat jenis > 106. Dosis flokulan yang diberikan sekitar 2 – 3 ppm. Fungsi dari flokulan adalah membentuk floc sehingga endapan kotoran lebih cepat untuk mengendap.

Proses pengendapan kotoran dilakukan di Clarifier atau bejana pengendapan. Jenis clarifier bisa single tray atau multi tray, dimana masing-masing mempunyai kekurangan dan kelebihan.  Sebelum dialirkan ke clarifier, nira di alirkan ke flash tank untuk menghilangkan gelembung-gelembung gas sehingga tidak mengganggu proses pengendapan. Hasil dari proses pengendapan adalah nira jernih (clear juice) dan nira kotor. Nira jernih diolah untuk proses selanjutnya sedangkan nira kotor akan dipisahkan menjadi nira tapis dan blotong di rotary vacuum filter.

sumber :
– Honig P., Principles of Sugar Technology, Elsevier Scientific Publishing, Amsterdam, 1953
-Doherty W.O.S., Edye L. A., Proc. Aust. Soc. Sugar Cane Technol., 1999, 21: 381-388
-Greenwood, Judy and Rainey, Thomas J. and Doherty, William O.S. (2007) Light scattering study on the size and structure of
calcium phosphate/hydroxyapatite  flocs formed in sugar solutions. Journal of Colloid and Interface Science 306(1):pp. 66-71.

Share

3 Responses to “Pemurnian Nira di Pabrik Gula”

Leave a Reply

*

Saran, Kritik, Ngobrol

Categories
Tweet
Sugar Research Fan Page