Archive for the ‘Sugar Technology’ Category
T. Martoyo
PENDAHULUAN
Teknologi pemisahan dengan kromatografi masih relatip baru untuk industri gula namun telah berkembang lebih lama untuk pemisahan hidrokarbon (Paananen, 1997; Schoenrock, 1997). Teknik pemisahan ini didasarkan pada perbedaan koefisien distribusi (Kd) komponen terhadap 2 fase yaitu fase diam dam fase gerak (eluen). Komponen dengan Kd tinggi akan lebih tertahan oleh fase diam sehingga terelusi lebih lambat.
Mekanisme pemisahan komponen dalam kromatografi ada berbagai macam antara lain, partisi, difusi, penukaran ion, eksklusi. Kromatografi yang diaplikasikan untuk industri gula menggunakan ion exclussion chromatography (IEC). Pada pemisahan ini (untuk tetes beet) molekul yang besar seperti dextran, protein dan garam atau ion-ion terelusi paling awal, disusul dengan fraksi sukrose kemudian molekul yang lebih kecil (betain). Sebagai fase diam digunakan resin penukar kation khusus dengan crosslink tertentu sehingga bersifat porous, ion yang digunakan adalah Na atau K (Rearick and Kurney, 1995; Rearick et al, 1999; Paananen and Kuisma, 2000) . Sedangkan sebagai fase gerak (eluen) digunakan air.
Teknologi kromatografi di industri gula pertama kali diaplikasikan untuk pemisahan sukrose dalam tetes beet dan saat ini telah mencapai skala komersial (Paananen, 1997; Rearick et al, 1999). Sedangkan untuk tetes tebu masih pada tahap penelitian , karena menghadapi kendala pada pemurnian awal . Tetes tebu memiliki karakter berbeda dengan tetes beet karena komposisinya berbeda, lebih banyak mengandung partikel tersuspensi dengan rentang ukuran yang lebar, kadar gula reduksi yang lebih tinggi, sehingga harus disingkirkan sebelum dimasukkan dalam kolom kromatografi (Kearney and Kochergin, 2001; Fetcher et al, 2001).
TEKNIK PEMISAHAN DENGAN CARA KROMATOGRAFI
Teknik kromatografi adalah teknik pemisahan komponen berdasarkan koefisien distribusi (KD) masing-masing komponen pada 2 fasa yaitu fasa diam dan fasa gerak. Komponen yang memiliki nilai KD lebih besar akan terelusi lebih lambat. Teknik pemisahan ini pertama kali digunakan dan berkembang di bidang kimia analitik dengan berbagai sistem yang sekarang terkenal dengan sistem GLC (Gas Liquid Chromatography), HPLC (High Performance Liquid Chromatography), Exclusion Chromatography (EC) dan lain sebagainya. Teknik pemisahan ini memungkinkan analisis komponen gas atau larutan sangat efisien, mudah dilakukan dan lebih cepat dibandingkan dengan teknik yang sudah ada sebelumnya. Read the rest of this entry »
Pada saat ini di Indonesia terdapat 61 pabrik gula (PG) dimana pada proses pemerahan nira dari tebu kebanyakan memakai gilingan. Ada metode lain yang dapat digunakan untuk memerah nira dari tebu, yaitu menggunakan ‘DIFFUSER” atau ekstraksi padat cair (EPC). Dari 61 PG hanya ada 2 pabrik gula yang menggunakan diffuser yaitu PG. Kedawung (1984) dan PG. Bungamayang (1994).
Eksperimen penggunaan difusi untuk mengesktrak nira dari tebu dimulai sejak 1886 – 1889 oleh Spencer di Lousiana. Diffuser skala pilot telah dicoba dan dan dievaluasi pada tahun 1950 an di pabrik gula di Hawaii. Pada kongres XII di Puerto Rico ekstraksi nira menggunakan diffuser menjadi topik pembahasan yang hangat.
Keuntungan dari pemakaian alat EPC antara lain dengan mudah dapat mencapai ekstraksi 97 – 98 %, biaya operasi lebih rendah, kebutuhan tenaga lebih rendah dan demikian pula investasi yang diperlukan relatif lebih rendah daripada sistim gilingan. Suhu yang cukup tinggi diperlukan untuk memperbaiki denaturasi dari sel-sel tebu, sanitasi dan viskositas. Pemberian kapur sampai pH yang ditetapkan untuk mengurangi proses inversi dan korosi. Untuk mencegah atau mengurangi terjadinya korosi dan abrasi maka permukaan dari diffuser paling sedikit setinggi lapisan cacahan (2 meter) dan penampung nira dilapisi dengan baja tahan karat.
Untuk mencapai hasil ekstraksi yang tinggi seperti halnya di gilingan, diperlukan pencacahan tebu yang cukup, imbibisi yang cukup, suhu dalam diffuser sekitar 750 C. pH dalam EPC 6 – 6.5 dan waktu ekstraksi 50 – 60 menit. Sirkulasi yang optimal dalam diffuser dapat menghasilkan ekstraksi yang cukup tinggi pada imbibisi dibawah 300 % sabut dan dengan pengaturan aliran nira / deflektor.
PROSES EKSTRAKSI PADAT CAIR (diffuser)
Proses ekstraksi gula dari batang tebu giling sebelum dimasukkan ke gilingan atau alat diffuser terlebih dahulu melalui peralatan preparasi tebu, antara lain : cane cutter, shredder, hammer shredder dll, sehingga dihasilkan cacahan tebu atau preparation index (PI) yang baik.
Pencacahan dilakukan sampai batas tertentu 90 – 92 % untuk selanjutnya hasil cacahan dimasukkan kegilingan atau ke dalam alat diffuser dengan feeder sehingga cacahan tebu dapat terbagi rata selebar diffuser. Dalam pelaksanaannya cacahan tebu tersebut bergerak dari arah depan ke belakang melalui rantai pengangkut dengan kecepatan 0.9 – 1.2 m/min atau 50 – 60 menit, supaya nira dalam diffuser tidak tinggal terlalu lama dan mengurangi inversi karena seringnya sirkulasi. Read the rest of this entry »
Pada saat ini di Indonesia terdapat kurang lebih 60 Pabrik Gula yang beroperasi, dimana kebanyakan terdapat di Pulau Jawa khususnya Jawa Timur. Semua pabrik gula tersebut berbahan baku dari tanaman tebu. Tebu sangat efisien dalam merubah energi surya menjadi energi kimia. Dibandingkan dengan tanaman sejenis yang lain tebu menghasilkan karbohidrat dan bahan kering jauh lebih tinggi. Walaupun bervariasi tetapi rata-rata dapat menghasilkan 50 ton bahan kering per hektar. Peluangnya untuk menjadi bahan baku industri kimia cukup besar, terutama karena karbohidrat merupakan sumberdaya yang dapat diperbaharui.
Pabrik gula di Indonesia pada tahun 2007 berjumlah 59 pabrik. Produksi tebu tahun 2008 untuk daerah Jawa Timur saja mencapai 17 juta ton. Selain menghasilkan gula, pengolahan tebu juga menghasilkan pucuk tebu, ampas, blotong dan tetes sebagai produk sampingnya. Khusus untuk ampas pada umumnya digunakan sebagai bahan bakar ketel (boiler). Tetapi menurut Paturau pabrik gula yang efisien dapat menghemat uap bekas 34,6 % dan memperoleh kelebihan ampas sebanyak 39 %.
Hasil samping yang diperoleh langsung pada berbagai tahap pengolahan tebu menjadi gula adalah pucuk tebu, ampas, blotong dan tetes. Salah satu cara untuk melakukan diversifikasi produk pabrik gula adalah pengolahan hasil samping tersebut menjadi produk yang lebih tinggi nilainya, baik sebagai bahan jadi maupun bahan baku. Seperti yang ditunjukkan diagram dibawah, gambar 1. Read the rest of this entry »
Korosi tulangan pada beton adalah sebuah proses elektrokimia. Sel korosi terbentuk karena perbedaan konsentrasi ion dan gas disekitar logam. Secara normal, baja tulangan akan mempunyai lapisan film tipis FeO.OH pada permukaannya yang akan membuat baja pasif terhadap proses korosi. Film protektif ini akan stabil pada lingkungan alkali dari semen portland yang dihidrasi, biasanya mempunyai pH > 13. Pasivitas film akan rusak dengan penurunan alkalinitas hingga dibawah pH 11 atau karena keberadaan ion klorida. Pada beton yang permeable (dapat ditembus air) karbonasi sering bertanggung jawab pada penurunan pH. (Bromfield, 1997)
Pada proses korosi terjadi reaksi antara ion-ion dan juga antar elektron. Anode adalah bagian dari permukaan logam dimana metal akan larut. Reaksinya :
Dengan kata lain ion-ion besi Fe++ akan melarut dan elektron-elektron e- tetap tinggal pada logam. Katode adalah bagian permukaan logam dimana elektron-elektron 4e- yang tertinggal akan menuju kesana (oleh logam) dan bereaksi dengan O2 dan H2O.
Ion-ion 4 OH- di anode bergabung dengan ion 2 Fe++ dan membentuk 2 Fe(OH)2. Oleh kehadiran zat asam dan air maka terbentuk karat Fe2O3. Karat mempunyai volume sekitar enam kali lebih besar dibandingkan bahannya semula. Apabila baja beton yang berada dalam beton berkarat oleh pembesaran volume akan muncul tegangan didalam beton yang mengakibatkan peretakan. (Sagel, 1997)
Korosi Tulangan Akibat pengkarbonatan
Beton mengandung kadar alkali yang tinggi dengan pH 12 sampai 13. Oleh karena pengaruh zat asam dan air, pada mulanya timbul korosi tetapi lapisan oksida menjadi sangat rapat karena pH yang sangat tinggi disekitar beton, sehingga proses korosi pun berhenti. Pada beton dengan pH < 9 terbentuk lapisan oksida yang kurang rapat pada baja, sehingga proses korosi dapat terus berlangsung.
Oleh pengaruh masuknya zat CO2 dari udara kedalam beton nilai pH menurun. Kapur-udara diikat dengan CO2 dan membentuk kalsium karbonat :
Kecepatan dari CO2 untuk masuk kedalam beton tergantung dari permeabilitas (porositas) beton. Bila permukaan pengkarbonatan (pH<9) telah mencapai lingkungan tulangan, asalkan terdapat air dan CO2 maka dapat terjadi korosi.
(Broomfield, 2000).
Dalam praktek sering dianggap bahwa bila struktur beton yang terbuka terhadap cuaca dan angin akan menyebabkan pengkarbonatan permukaan yang akan mencapai tulangan dan korosi tulangan terjadi. Apabila tulangan berada di lingkungan kering, terjadi juga pengkarbonatan tetapi tanpa pembentukan karat. Read the rest of this entry »
