GULA

PROSES PEMBUATAN GULA
Gula adalah suatu karbohidrat sederhana yang menjadi sumber energi dan komoditi
perdagangan utama. Gula paling banyak diperdagangkan dalam bentuk Kristal sukrosa padat. Gula
digunakan untuk mengubah rasa menjadi manis dan keadaan makanan dan minuman. Gula
sederhana seperti glukosa (yang diproduksi dari sukrosa dengan enzim atau hidrolisis asam)
menyimpan energi yang akan digunakan oleh sel. Gula dihasilkan oleh tanaman yang berhijau
daun dan digunakan untuk metabolisme dari tanaman. Pada beberapa jenis tanaman, gulanya
disimpan dalam akar, batang, bunga dan buah. Gula itu bisa berbentuk sukrosa, glukosa atau
fruktosa. Sumber gula antara lain dari tanaman:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
Tebu (pada batang)
Kelapa (bunga kelapa)
Siwalan ( pada tangkai bunga atau tangkai buahnya)
Sagu ( penyadapan tangkai bunganya)
Aren (penyadapan pada tangkai bunganya)
Kurma (diperoleh dari pangkal tajuk tanaman)
Bit gula (diperoleh dari umbinya)
Sorgum (diperoleh dari batangnya)
Selain gula natural yang berasal dari tumbuhan yang mengandung gula, terdapat pula sintetis, yaitu
gula yang bahan baku dari tanaman. Gula sintesis umumnya disebut pemanis (sweetener). Gula
jenis ini, kalorinya rendah. Rasa manisnya tinggi, bisa 15 kali sampai 4000 kali lebih besar dari
sukrosa :
Tabel 1 Nilai kemanisan relatif dari beberapa jenis gula
Bahan
Rumus Kimia
Nilai Kemanisan
(Sukrosa = 100)
Sukrosa
C12H22O11
100
Glukosa
C6H12O6
74,5
Fruktosa
C6H12O6
173
Galaktosa
C6H12O6
32,1
Rhamnosa
C6H12O6
32,5
Laktosa
C12H22O11
16
Maltosa
C12H22O11
60
Xylosa
C5H10O5
40
Gula inversi
Fruktosa + Glukosa
127-130
Tabel 2 Nilai kemanisan relatif dari beberapa jenis pemanis
Bahan Pemanis
Nilai Kemanisan
(Sukrosa = 100)
Sulphamate
15
Sucaryl
15-31
Saccharin
200
Steviosida
300
Alanin
714
Perillartine
2000
Aspartame
100-200
Miraculine
300
Perillartine 4000
4000
1. Proses pembuatan Gula Kristal Putih (GKP)
Tujuan dari pabrikasi atau produksi gula adalaj mendapatkan produksi gula setinggi mungkin
dan mengurangi kehilangan nira sekecil mungkin selama dalam proses. Secara umum proses
pembuatan gula dapat melalui tahapan berikut ini :
a) Penggilingan tebu (stasiun gilingan)
b) Pemurnian nira ( stasiun pemurnian)
c) Penguapan nira ( stasiun penguapan)
d) Kristalisasi (stasiun masakan)
e) Pemisahan ( stasiun puteran)
f) Penyelesaian (pengeringan dan pengemasan)
a. Penggilingan tebu (stasiun gilingan)
Tebu ditebang, bila umur tanaman 12-14 bulan. Makin tua usia tanaman makin besar kadar
sukrosa dan makin kecil kadar glukosa dan fruktosanya, Nira yang baik apabila kadar sukrosa
makin besar, dan kadar glukosa dan fruktosa makin rendah. Tebu yang diangkut menggunakan
truck, ditimbang, kemudian dimasukkan kedalam penampung bahan baku dipotong-potong
dengan menggunakan cutting machine yang berputar sehingga diperoleh serpihan-serpihan
tebu. Kemudian dihancurkan dengan mesin penggiling untuk memisahkan ampas tebu dengan
cairannya. Hasil perahan (perasan) atau sadap dari batang tebu disebut nira (juice). Nira tebu
secara umum mempunyai komposisi berikut :
Air
: 75 – 90 %
Sukrosa
: 8 – 21 %
Gula reduksi
: 0,3 – 3,0 %
Senyawa organik : 0,5 – 1,0 %
Senyawa anorganik : 0,2 – 0,6 %
Cairan tebu kemudian dipanaskan dengan boiler. Jus yang dihasilkan masih berupa cairan
yang kotor. Sisa-sisa tanah dari lahan, serat-serat berukuran kecil dan ekstrak dari daun dan
kulit tanaman, semuanya bercampur di dalam gula. Jus dari hasil ekstraksi mengandung
sekitar 50% air, 15% gula dan serat residu, dinamakan bagasse, yang mengandung 1 hingga 2
% gula. Dan juga kotoran seperti pasir dan batuan-batuan kecil dari lahan yang disebut abu
b. Pemurnian nira (stasiun pemurnian)
Jus tebu dibersihkan dengan menggunakan semacam kapur (slaked lime) yang akan
mengendapkan sebanyak mungkin kotoran, kemudian kotoran ini dapat dikirim kembali
ke lahan, proses ini dinamakan liming. Jus hasil ekstraksi dipanaskan sebelum dilakukan
limimg untuk mengoptimalkan proses penjernihan. Kapur yang digunakan berupa kalsium
hidroksida atau Ca(OH)2 dicampurkan ke dalam jus dengan perbandingan yang diinginkan
dan jus yang sudah diberi kapur ini kemudian dimasukkan ke dalam tangki pengendap
gravitasi, sebuah tangki penjernih (clarifier). Jus mengalir melalui clarifier dengan kelajuan
yang rendah sehingga padatan dapat mengendap dan jus yang keluar merupakan jus yang
jernih. Kotoran berupa lumpur dari clarifier masih mengandung sejumlah gula sehingga
biasanya dilakukan penyaringan dalam penyaringan vakum putar (rotasi ) dimana jus
residu diekstraksi dan lumpur tersebut dibersihkan sebelum dikeluarkan, dan hasilnya
berupa cairan yang manis. Jus dan cairan manis ini kemudain dikembalikan ke proses.
Proses pemurnian ini disebut proses defekasi. Terdapat 3 macam proses pemurnian nira :
1)
Proses Defekasi : pemurnian hanya menggunakan susu kapur Ca(OH)2
Proses Defekasi
2. Proses Sulfitasi : pemurnian dengan menggunakan susu kapur Ca(OH)2 diikuti
penambahan sulfit atau gas SO2
3. Proses Karbonatasi : pemurnian dengan menggunakan susu kapur Ca(OH)2 diikuti
penambahan gas CO2
Proses sulfitasi merupakan proses yang paling banyak digunakan khususnya pada
pabrik-pabrik gula di Indonesia. Selain itu masih ada macam-macam proses hasil
kombinasi dari 3 macam proses tersebut, misalnya proses sulfitasi karbonatasi, proses
single sulfitasi, proses double sulfitasi, dan sebagainya. Gula yang dihasilkan dari proses
sulfitasi dan karbonatasi akan menghasilkan kristal gula yang putih, karena itu gula yang
dihasilkan adalah jenis SHS. Bila proses desifekasi , maka gula yang dihasilkan tidak putih,
agak kemerah-merahan jenis gula yang dihasilkan disebut HS. Sebab pada proses sulfitasi
dan karbonatasi cara pembersihannya lebih bagus dibanding dengan proses desifekasi.
Karena itu gula hasil proses karbonatasi dan sulfitasi lebih putih daripada proses desifekasi.
c. Penguapan (stasiun penguapan)
Setelah megalami proses pemurnian nira, proses evaporasi dilakukan untuk
mengentalkan jus menjadi sirup dengan cara menguapkan uap panas (steam). Terkadang
sirup dibersihkan lagi tetapi lebih sering menuju ke tahap pembuatan kristal tanpa adanya
pembersihan lagi. Jus yang sudah jernih mungkin hanya mengandung 15% gula tetapi
cairan (liquor) gula jenuh ( yaitu cairan yang diperlukan dalam proses kristalisasi )
memiliki kandungan gula hingga 80%. Evaporasi dalam evaporator yang dipanaskan
dengan steam merupakan cara terbaik untuk bisa mendapatkan kondisi mendekati
kejenuhan (saturasi).
d. Kristalisasi ( stasiun masakan)
Pada tahap akhir pengolahan, sirup ditempatkan ke dalam wadah yang sangat besar
untuk dididihkan. Di dalam wadah ini air diupkan sehingga kondisi untuk pertumbuhan
Kristal gula tercapai. Pembentukan kristal diawali dengan mencampurkan sejumlah kristal
diawali dengan mencampurkan sejumlah kristal ke dalam sirup. Sekali kristal terbentuk ,
kristal campuran yang dihasilkan dan larutan induk (mother liquor) diputar di dalam alat
sentrifugasi untuk memisahkan keduanya. Larutan induk hasil pemisahan dengan
sentrifugasi masih mengandung sejumlah gula sehingga biasanya kristalisasi diulang
beberapa kali.
e. Pemisahan ( stasiun puteran)
Pada tahap pemisahan bertujuan untuk memisahkan atau mengambil Kristal-kristal dari
larutan masakan dan dari stroop. Pemisahan dipisahkan dalam LGF (Low Grade Fugal)
dan HGL ( High Grade Fugal)
f. Pengeringan dan penyaringan
Kristal-kristal tersebut kemudian dikeringkan dengan udara panas di rotary dryer. Gula
yang sudah kering bisa diayak melalui ayakan untuk mendapatkan hasil untuk bermacammacam ukuran. Gula yang dihasiljan ini putih, berupa kristal, sedikit mengandung kotoran.
Jneis gula hasil proses sulfitasi dan karbonatasi disebut gula Superior High Sugar (SHS),
dan dibedakan menjadi 2 macam yaitu gula SHS standard yaitu SHS I : sangat putih dan
SHS II : putih
Sebagai tambahan, karena gula dalam jus tidak dapat diekstrak semua, maka terbuatlah
produk saming (byproduct) yang manis yaitu molasses. Produk ini biasnaya diolah lebih
lanjut menjadi pakan ternak atau ke industri penyulingan untuk dibuat alcohol (etanol).
2. Proses pembuatan gula rafinasi
Jika proses pemurnian nira menggunakan proses defekasi akan diperoleh gula kasar yang
membentuk gunungan coklat lengket selama penyimpanan dan terlihat lebih menyerupai
gula coklat lunak yang sering dijumpai di dapur-dapur rumah tangga. Gula inii sebenarnya
sudah dapat digunakan, tetapi karena kotor dalam penyipanan dan memiliki rasa yang
berbeda maka gula ini biasanya tidak diinginkan orang. Gula ini disebut gula mentah atau
Raw Sugar. Oleh karena itu gula kasar biasanya dimurnikan labih lanjut sampai di Negara
pengguna. Proses pemurnian gula kasar ini disebut proses rafinasi. Secara umum proses
pembuatan gula dapat melalui tahap berikut:
a. Proses Affinasi
b. Proses Pemurnian (karbonatasi)
c. Proses Filtrasi
d. Proses Penghilangan warna
e. Proses Penguapan
f. Proses Kristalisasi
g. Proses Pemisahan (sentrifugasi)
h. Proses Pengeringan dan Pengemasan
a. Proses affinasi
Proses ini bertujuan untuk menghilangkan kotoran (warna) atau bukan gula pada
lapisan luar dari Kristal raw sugar dan system pemisahan dengan cara pemisahan
dengan pembilasan, dengan memperhatikan konsentrasi bahan pelarut dengan bahan
yang dilarutkan (raw sugar). Pencampuran ini dikenal dengan nama magma mingler.
Magma mingler dari proses ini kemudaian dilaukan pemisahan (sentrifugasi) sehingga
didapat gula affinasi dan molasses affinasi , gula affinasi selanjutnya diremelt pad alat
yang dinamakan melter, sebagai bahan untuk proses selanjutnya (proses karbonatasi),
sedangkan molasses affinasi digunakan kembali untuk bahan pembilas. Umumnya
penghilangan warna (color removal) affinasi 50%-60%.
b. Proses pemurnian (karbonatasi)
Pada proses ini bertujuan untuk memurnikan larutan gula dari proses affinasi, proses
ini menggunakan prinsip adsorpsi dengan metode karbonatasi.
CaO + CO2 → CaCO3 (endapan)
Pada dunia rafinasi umumnya menggunakan karbonatasi bertingkat dengan lairan
kontinyu. Beberapa industri gula menggunakan 2 tingkat akan tetapi umumnya
menggunakan 3 tingkat. Dari tingkayan ini dilakukan pengaturan baik pH maupun
temperatur. Dari hasil pengaturan tersebut diharapkan akan terjadi adsorpsi kotoran dan
prsipitasi logam. Masing –masing tingkatan memiliki standart parameter yang berbeda
dengan diawali pada kondisi basa sampai dengan netral pada tingkat yang terakhir.
Umumnya penghilangan karbonatasi 50% -60%.
c. Proses filtasi
Proses ini merupakan proses penyaringan/penapisan yaitu memisahkan antara
filtrate atau larutan gula jernih dengan endapan CaCO3 dari proses karbonatasi. Proses
penyaringan ini dilakukan dengan 2 tingkat. Tingkat pertama menyaring liquor
terkabonatasi dan tingkat kedua adalah menyaring filtar dari hasil filtasi pertama.
d. Proses penghilangan warna
Pada proses ini bertujuan untuk menurunkan intensitas warna liquor (filtrate) dnegan
menggunakan alat ion exchanger resin. Metoda kerja dari alat ini adalah diawali dengan
mengalirkan filtrate dari proses filtrasi ke bejana ion exchanger yang didalamnya
terdapat resin penukar ion. Resin yang digunakan adalah resin enukar anin, sedangkan
type resin yang digunakan umumnya adalah styrene, akan tetapi tidak jaramg pula ada
yang menggunakan type acrylic untuk mendapatkan hasil penghilangan warna lebih
maksimal. Umumnya penghilangan warna pertukaran ion 70%-90%. Produk hasil
proses ini biasanya disebut dengan fine liquor.
e. Proses penguapan
Prinsip dasar dari proses penguapan adalah meningkatkan konsentrsi dengan cara
penguapan airnya. Proses penguapan ini umumnya dilakukan bertingkat agar terjadi
penghematan uap pemanas. Umumnya tingkatan penguapan pada industri rafinasi
menggunakan 2 tingkat tidak jarang pula menggunakan 3 tingkat. Produk hasil proses
ini biasa disebut thick liquor.
f. Proses kristalisasi (masakan)
Prinsip dasar proses kristalisasi adalah pembentukan dan embesaran Kristal yang
sebelumnya sudah disiapkan. Kristal bibit yang sudah disiapkan umumnya disebut
dengan FONDAN (crystal seed). Proses masakan atau kristalisasi angat dipengaruhi
oleh vaccum di bejana masaknya. Keadaan vaccum bertujuan untuk menghindarkan
kerusakan bahan dalam hal ini adalah larutan gula ( thick liquor), maksimal temperature
pada proses ini berkisar 650C -750C atau setara dengan vaccum 65cm Hg – 70cmHg.
Kerusakan material masakan diawai dengan tingginya temperatur masakan dan
lamannya waktu masak, sehingga akan timbul warna yang lebih umum/standar (thick
liquor-mascuite) dan pH masakan akan menjadi lebih redah dari umum/standar.
Umumnya proses boiling dilakukan secara bertingkat dengan tujuan untuk menurunkan
kemurnian dari larutan gula tersebut atau dengan kata lain untuk meningkatkan
pemerahan gula. Produk hasil proses ini biasanya disebut dengan massecuite atau
masakan.
g. Proses pemisahan (sentrifugasi)
Prinsip dasar proses ini adalah memisahkan antara kristal gula dnegan sirupnya
(molasses) dengan gaya sentrifugal atau diputar shingga kristal gula akan tertahan di
saringan sedangkan sirup atau molassesnya menembus saringan. Gula produk dari
proses ini kemudian dikirim ke proses drying – cooling
h. Proses pengeringan dan pengemas
Prinsip dasar proses ini adlah mengeringkan dengan sistem menguapkan airnya
dengan menggunakan rotary dryer, kemudian diayak dan ditampung dalam storage
guna menunggu proses penimbangan dan pengemasan. Umumnya gula rafinasi
dikemas dalam karung dengan bobot 50 kg per karungnya. Setelah gula dikemas dalam
kemasan karung maka gula dikirim ke gudang penyimpanan dan siap untuk dipasarkan