proses industri kimia kelas xii · buku proses industri kimia kelas xii (c3) ini disusun...

PROSES INDUSTRI KIMIA

KELAS XII

1

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL ............................................................................................................ i

PRAKATA PENULIS ............................................................................................................. ii

DAFTAR ISI .......................................................................................................................... iii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................... iv

DAFTAR TABEL ................................................................................................................... v

GLOSARIUM ........................................................................................................................ vi

BAB 1 INDUSTRI PEMBUATAN GULA TEBU, ALKOHOL, DAN MONO SODIUM GLUTAMAT

(MSG)

Kompetensi Dasar ............................................................................................. 1

Tujuan Pembelajaran ........................................................................................ 1

Materi Pembelajaran ......................................................................................... 1

A. Bahan Baku Industri Gula Tebu ................................................................ 1

B. Proses Pembuatan Gula Tebu ................................................................... 3

C. Mutu Gula Tebu ........................................................................................ 10

D. Peranan Industri Alkohol ......................................................................... 11

E. Proses Industri Alkohol .............................................................................. 12

F. Mutu Produksi Industri Alkohol ................................................................. 18

G. Peranan Industri MSG .............................................................................. 19

H. Proses Produksi MSG ................................................................................ 20

I. Mutu Produksi MSG ................................................................................. 27

Rangkuman ....................................................................................................... 28

Pengayaan ........................................................................................................ 28

Pelatihan/Tugas berbasis STEM ........................................................................ 28

Uji Kompetensi ................................................................................................. 28

BAB 2 INDUSTRI PEMBUATAN LEMAK, MINYAK DAN MARGARIN DARI BAHAN SERELIA

(KELAPA, KELAPA SAWIT, JAGUNG DAN JARAK)




A. Bahan Baku Industri Minyak Kelapa .......................................................... 32

B. Proses Pembuatan Minyak Kelapa ............................................................ 35

C. Mutu Produksi Minyak Kelapa ................................................................... 38

D. Peranan Industri Minyak Kelapa Sawit ...................................................... 38

E. Proses Industri Minyak Kelapa Sawit ......................................................... 40

2

F. Mutu Minyak Kelapa Sawit ........................................................................ 44

G. Peranan Industri Minyak Jagung ................................................................ 45

H. Proses Produksi Minyak Jagung ................................................................ 45

I. Mutu Produksi Minyak Jagung .................................................................. 46

J. Peranan Industri Minyak Jarak ................................................................... 46

K. Proses Produksi Minyak Jarak ................................................................... 47

L. Mutu Produksi Minyak Jarak ..................................................................... 48

M. Rangkuman ............................................................................................... 48

Pengayaan ........................................................................................................ 49


Uji Kompetensi ................................................................................................. 50

BAB 3 INDUSTRI PEMBUATAN LEMAK DAN MINYAK DARI KACANG-KACANGAN

(KACANG TANAH DAN KACANG KEDELAI)




A. Bahan Baku Industri Minyak Kacang Kedelai ............................................. 54

B. Proses Industri Pembuatan Minyak Kacang Kedelai ................................... 55

C. Mutu Produksi Minyak Kacang Kedelai ...................................................... 59

D. Peranan Industri Minyak Kacang Tanah ..................................................... 60

E. Proses Pembuatan Minyak Kacang Tanah .................................................. 61

F. Mutu Produksi Minyak Kacang Tanah ........................................................ 65

G. Proses Industri Margarin ........................................................................... 65

Rangkuman ....................................................................................................... 67

Pengayaan ........................................................................................................ 67

Pelatihan berbasis STEM ................................................................................... 67

Uji Kompetensi ................................................................................................. 68

BAB 4 INDUSTRI PEMBUATAN SABUN DAN DETERGEN




A. Peranan Industri Sabun ............................................................................. 72

B. Proses Produksi Industri Sabun ................................................................. 79

C. Mutu Produksi Industri Sabun ................................................................... 83

D. Peranan Industri Detergen ........................................................................ 84

E. Proses Produksi Industri Detergen ............................................................ 87

3

F. Mutu Produksi Industri Detergen ............................................................... 89

Rangkuman ....................................................................................................... 90

Pengayaan ........................................................................................................ 90

Pelatihan/Tugas berbasisi STEM ....................................................................... 90

Uji Kompetensi ................................................................................................. 91

BAB 5 INDUSTRI PENGOLAHAN MINYAK BUMI




A. Peranan Industri Minyak Bumi ................................................................... 94

B. Proses Pengolahan Minyak Bumi .............................................................. 97

C. Hasil Produksi Pengolahan Minyak Bumi ................................................... 103

Rangkuman ....................................................................................................... 104

Pengayaan ........................................................................................................ 105


Uji Kompetensi ................................................................................................. 105

BAB 6 INDUSTRI PENGOLAHAN KARET ALAM DAN SISTETIS




A. Proses Pengolahan Karet Alam ................................................................. 109

B. Proses Produksi Industri Karet Sintetis .................................................... 113

C. Mutu Produksi Industri Karet Alam dan Karet Sintetis ............................... 117

Rangkuman ....................................................................................................... 118

Pengayaan ........................................................................................................ 118


Uji Kompetensi ................................................................................................. 118

BAB 7 INDUSTRI PENGOLAHAN POLIMER, PLASTIK DAN RESINS




A. Pengertian polimer, plastik, dan resins ...................................................... 122

B. Proses Industri Pembuatan Polimer Plastik ............................................... 125

C. Proses Industri Pembuatan Polimer Resins ................................................ 135

Rangkuman ....................................................................................................... 139

4

Pengayaan ........................................................................................................ 139


Uji Kompetensi ................................................................................................. 140

BAB 8 INDUSTRI PROSES ELEKTROPLATING




A. Konsep Dasar Elektroplating ..................................................................... 144

B. Faktor yang Mempengaruhi Proses Elektroplating .................................... 147

C. Tahapan Proses Elektroplating .................................................................. 148

D. Pelaksanaan Proses Elektroplating ............................................................ 150

E. Proses Elektroplating di Induatri ............................................................... 150

Rangkuman ....................................................................................................... 151

Pengayaan ........................................................................................................ 151


Uji Kompetensi ................................................................................................. 152

BAB 9 INDUSTRI PEMBUATAN BAHAN BAKAR NABATI

Kompetensi Dasar ............................................................................................ 156



A. Peranan Industri Biodiesel ......................................................................... 156

B. Proses Produksi Industri Biodiesel ............................................................. 159

C. Mutu Produksi Industri Biodiesel ............................................................... 161

D. Peranan Industri Bioetanol ......................................................................... 162

E. Proses Produksi Industri Bioetanol ............................................................. 163

F. Mutu Produksi Industri Bioetanol ............................................................... 166

Rangkuman ....................................................................................................... 167

Pengayaan ....................................................................................................... 167


Uji Kompetensi ................................................................................................. 171

BAB 10 PENGOLAHAN LIMBAH CAIR

Kompetensi Dasar .......................................................................................... 175



A. Jenis-jenis Limbah Cair .............................................................................. 175

5

B. Metode Pengolahan Limbah Cair .............................................................. 180

C. Pengolahan Limbah Cair ........................................................................... 185

D. Pengendalian Parameter Limbah Cair ....................................................... 188

Rangkuman ....................................................................................................... 189

Pengayaan ........................................................................................................ 190

Pelatihan/Tugas berbasis .................................................................................. 190

Uji Kompetensi ................................................................................................. 190

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................................. 194

GLOSARIUM ........................................................................................................................ 196

BIODATA PENULIS .............................................................................................................. 199

6

PRAKATA PENULIS

Pembelajaran abad 21 memiliki karakteristik atau prinsip-prinsip: 1) pendekatan pembelajaran

berpusat pada peserta didik; 2) peserta didik dibelajarkan untuk mampu berkolaborasi; 3) materi

pembelajaran dikaitkan dengan permasalahan yang dihadapi dalam kehidupan sehari-hari,

pembelajaran harus memungkinkan peserta didik terhubung dengan kehidupan sehari-hari

mereka; dan 4) dalam upaya mempersiapkan peserta didik menjadi warga negara yang

bertanggung jawab.

Salah satu pendekatan pembelajaran yang dapat mengakomodir karakteristik

pembelajaran abad 21 adalah pendekatan Science, Technology, Engineering, and Mathematics atau

disingkat dengan STEM. Pendekatan STEM merupakan suatu metode dimana sains, teknologi,

engineering, dan matematika diintegrasikan dengan fokus pada proses pembelajaran pemecahan

masalah dalam kehidupan nyata. Pembelajaran STEM memperlihatkan kepada peserta didik

bagaimana konsep-konsep, prinsip-prinsip sains, teknologi, engineering, dan matematika

digunakan secara integrasi untuk mengembangkan produk, proses, dan sistem yang memberikan

manfaat untuk kehidupan manusia.

Untuk menyiapkan peserta didik Indonesia memperoleh keterampilan abad 21, yaitu

keterampilan cara berpikir melalui berpikir kritis, kreatif, mampu memecahkan masalah dan

mengambil keputusan serta cara bekerja sama melalui kolaborasi dan komunikasi, maka

pendekatan STEM diadopsi untuk menguatkan impelementasi Kurikulum 2013. Pendekatan STEM

diyakini sejalan dengan ruh Kurikulum 2013 Revisi yang dapat diimplementasikan melalui

penggunaan model pembelajaran berbasis proyek (Project Based Learning).

Buku Proses Industri Kimia Kelas XII (C3) ini disusun berdasarkan tuntutan paradigma

pengajaran dan pembelajaran kurikulum 2013 Revisi dan dipakai sebagai sumber belajar peserta

didik karena isinya yang lengkap, padat informasi, dan mudah dipahami.

Dalam buku ini dijelaskan teori dan praktek tentang Proses Industri Kimia seperti: Industri

Pembuatan Gula Tebu, Alkohol, dan Mono Sodium Glutamat (MSG), Industri Pembuatan Lemak,

Minyak dan Margarin dari Bahan Serelia (Kelapa, Kelapa Sawit, Jagung dan Jarak), Industri

Pembuatan Lemak dan Minyak dari Kacang-Kacangan (Kacang Tanah dan Kacang Kedelai),

Industri Pembuatan Sabun dan Detergen, Industri Pengolahan Minyak Bumi, Industri Pengolahan

Karet Alam dan Karet Sistetis, Industri Pengolahan Polimer, Plastik dan Resins, Industri Proses

Elektroplating, Industri Pembuatan Bahan Bakar Nabati, dan Pengolahan Limbah Cair. Dan

sebagai latihannya, peserta didik akan melaksanakan proses-proses yang terkait dengan

pembuatan atau pengolahan pada Industri.

Malang, Januari 2020

Penulis

7

BAB 1

INDUSTRI PEMBUATAN GULA TEBU, ALKOHOL, DAN MONO SODIUM GLUTAMAT (MSG)

Kompetensi Dasar

3.10 Mampu menerapkan pembuatan gula tebu, alkohol, dan Mono Sodium Glutamat (MSG)

4.10 Mampu membuat gula tebu, alkohol, dan Mono Sodium Glutamat (MSG)

Tujuan Pembelajaran

Setelah pembelajaran, diharapkan siswa mampu:

1. Memahami proses pembuatan gula tebu, alkohol dan Mono Sodium Glutamat (MSG)

2. Menentukan bahan baku dan bahan penunjang pembuatan gula, tebu, alkohol dan Mono

Sodium Glutamat (MSG)

3. Mempersiapkan peralatan yang dibutuhkan pada pembuatan gula, tebu, alkohol dan Mono

Sodium Glutamat (MSG)

4. Membuat gula tebu, alkohol dan Mono Sodium Glutamat (MSG)

Pada bab ini akan dipelajari berbagai macam proses produksi pada tebu yang akan menghasilkan

hasil utama berupa gula kristal putih dan hasil sampingya adalah tetes tebu. Bagaimana proses

yang terjadi pada industri pembuatan gula tebu tersebut? Bagaimana jenis-jenis limbah cair yang

dihasilkan? Pada pengolahan limbah terdapat beberapa hasil dari pengolahan tetes tebu. Seperti

apakah proses pengolahan tetes tebumenjadi alkohol? Dan Seperti apakah proses pengolahan

tetes tebumenjadi mono sodium glutamat? Pastilah sangat menarik untuk dipelajari.

A. Bahan Baku Industri Gula Tebu

Gula merupakan salah satu kebutuhan pokok dan banyak dikonsumsi oleh masyarakat

Indonesia sebagai pemanis. Gula sebagai pemanis produk makanan dan minuman tentunya

harus memenuhi standar mutu yang telah ditetapkan sehingga layak untuk dikonsumsi. Di

Indonesia ada tiga jenis gula yang beredar di pasaran, yaitu gula kristal mentah (GKM) atau raw

sugar yang digunakan sebagai bahan baku industri gula rafinasi, gula kristal putih (GKP) atau

gula tebu yang dapat dikonsumsi secara langsung dan gula rafinasi sebagai bahan baku industri

makanan dan minuman.

Tanah di indonesia yang subur bisa untuk menanam tanaman tebu atau Sacharum

officinarum yang merupakan bahan baku pembuatan gula. Dari sumatera, jawa, kalimantan,

sulawesi, bali, lombok dan nusa tenggara terdapat lahan tebu yang luas dan merupakan

sumber bahan baku pabrik gula. Karena pengolahan tebu harus segar maksimal 48 jam dari

saat penebangan harus sudah digiling, maka banyak terdapat pabrik gula di Indonesia.

8

Gambar 1.1. Pohon tebu sebagai bahan baku gula kristal putih

(Sumber: Wahid Sujarwo )

Pemanenan tebu dapat dilakukan secara manual dengan tangan maupun dengan mesin.

Tebu dipotong di bagian atas permukaan tanah, dedauan hijau pada bagian atas dihilangkan

dan batang-batang tersebut diikat menjadi satu. Potongan-potongan batang tebu yang telah

diikat tersebut kemudian dibawa dari areal perkebunan tebu menggunakan pengangkut-

pengangkut kecil dan kemudian dapat diangkut lebih lanjut dengan kendaraan yang lebih

besar, truk ataupun lori tebu menuju ke pabrik penggilingan tebu.

Pemotongan dengan mesin umumnya mampu memotong tebu menjadi potongan

pendek-pendek. Mesin-mesin hanya dapat digunakan ketika kondisi lahan memungkinkan

dengan topografi yang relatif datar. Penggunaan mesin panen tebu ini tidak tepat untuk

kebanyakan pabrik gula karena modal yang dikeluarkan untuk pengadaan mesin cukup besar

dan banyaknya tenaga kerja yang mengganggur.

Tabu terdiri dari beberapa ruas-ruas atau buku-buku, mengandung hidrokarbon yang

terjadi dalam tanaman karena fotosintesis. Kandungan kabohidratnya terdiri dari

Monosakarida atau C6H12O6 ( Glukosa, Fruktosa, Galaktosa), Disakarida atau C12H22O11

(Sukrosa), dan Polisakarida atau (C6H10O5)n (Selulosa).

Proses fotosintesis adalah reaksi antara CO2 yang diambil dari udara dan H2O dari dalam

tanah, dengan bantuan sinar matahari menghasilkan karbohidrat monoksida :

6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2 ∆H = +675 kkal

Reaksi ini dipercepat dengan adanya katalisator alami pada daun-daunan yaitu klorofil,

zat warna hijau daun pada tanaman yang berwarna hijau, maka fotosintesisnya terjadi pada

bagian-bagian tersebut. Sedangkan senyawa-senyawa polisakarida terjadi dari

penggabungan monosakarida-monosakarida tersebut.

Tebu yang digunakan adalah tebu yang sudah masak dan mengandung banyak gula yaitu

tebu yang sudah mencapai masak optimal dimana kadar gula disepanjang batang tebu telah

seragam kecuali berbagai ruas bagian pucuk dan pangkal batang. Kualitas bahan baku tebu

diuapayakan tebu yang manis, bersih dan segar. Manis, kondisi pada saat ditebang, tebu harus

pada kondisi memiliki kadar gula (sukrosa) yang paling optimum. Bersih, kondisi tebu saat

masuk ke pabrik atau proses diusahakan bebas atau sekecil mungkin kandungan kotoran

9

(trash). Kotoran berbentuk daun, akar, pucukan, sogolan, tebu mati, tanah, dan pasir.

Maksimum kotoran / trash 5% dari berat tebu. Hal ini dibatasi karena trash merupakan bahan

bakuan gula. Bila berikut masuk ke dalam proses pengolahan maka keluar prosesakan

mengandung gula dalam ampas maupun blotong sebagai kehilangan gula, selain itu trash

menurunkan efisiensi pengangkutan tebu ke pabrik. Segar adalah tebu setah ditebang segera

masuk proses pengolahan sehingga terhindar dari kehilangan gula yang lebih besar secara

inversi, enzymatic, dan mikrobiologi. Presentase komposisi kandungan tebu adalah seperti

tabel 1.1 berikut:

Tabel 1.1 Komposisi kandungan tebu

No. BAHAN KOMPOSISI (%)

1 Air 69 – 75

2 Sukrosa 7 – 13

3 Gula Reduksi 0,5 – 2,0

4 Serat 10 – 16

5 Abu 0,3 – 1,8

6 Bahan Organik selain gula 0,5 – 1,0

7 Kandungan Nitrogen 0 – 1,0

Tebu yang akan diolah menjadi gula terlebih dahulu dilakukan analisis pendahuluan.

Analisis ini biasanya dilakukan 3 bulan sebelum masa giling oleh pabrik melalui bagian BST

(Bina Sarana Tani).

Analisis tersebut meliputi: Analisis Faktor Kemasakan (FK) Yaitu analisis untuk

mengetahui tua atau mudanya tebu. Analisis Koefisien Peningkatan (KP) Yaitu analisis untuk

mengetahui randemen tebu (apakah masih ada peningkatan atau tidak). Analisis Koefisien

Daya Tahan (KDT) Yaitu analisis untuk mengetahui daya tahan tebu mulai dari ditebang

sampai digiling.

B. Proses Pembuatan Gula Tebu

Tahukah Anda bagaimana proses yang dilakukan terhadap batangan-batangan tebu hasil

panen sehingga dapat diperoleh gula kristal putih? Coba bayangkan betapa banyaknya proses

yang terjadi dan alat-alat yang digunakan.

10

Gambar 1.2. Serial gilingan tebu untuk pemerasan tebu

(Sumber: Shreve/The Chemical Proses Industries)

Proses yang terjadi terhadap batangan-batangan tebu hasil panen tersebut meliputi

tahapan-tahapan berikut:

1. Proses Penggilingan

Tahap pertama pengolahan adalah pemerasan nira atau dikenal dengan nama ekstraksi

jus atau sari tebu. Umumnya tebu dihancurkan dalam sebuah serial penggilingan putar

yang berukuran besar. Rangkaian penggilingan ini terdiri dari penimbangan tebu,

pemotongan dan penghancuran tebu serta pengepresan tebu. Nira yang merupakan

cairan manis dikeluarkan dari ampas tebu, untuk selanjutnya ampas tebu yang telah

dipisahkan dari niranya digunakan sebagai bahan bakar di mesin pemanas air (boiler). Jus

yang dihasilkan masih berupa cairan yang kotor yang mengandung sisa-sisa tanah dari

lahan, serat-serat berukuran kecil dan ekstrak dari daun dan kulit tanaman, semuanya

bercampur di dalam air perasan tebu.

Gambar 1.3a Meja tebu Gambar 1.3b Pengepresan gilingan tebu

(Sumber: Wahid Sujarwo ) (Sumber: Wahid Sujarwo )

Pada tahapan ini umumnya terdapat lima seri gilingan, yaitu gilingan 1, 2, 3, 4 dan

5 yang bekerja secara seri untuk efektivitas penggilingan. Untuk memudahkan keluarnya

nira tebu dari batangnya maka pada gilingan tersebut disemprotkan air imbibisi, yang

merupakan air hangat bersuhu sekitar 80oC untuk melarutkan nira yang masih berada

dalam tebu. Air imbibisi hanya disemprotkan pada gilingan pertama saja.

2. Proses Ekstraksi gula

Jus dari hasil ekstraksi pemerasan tebu mengandung sekitar 15% gula dan sisanya serat

residu, yang dinamakan ampas atau bagasse, yang masih mengandung 1 hingga 2% gula,

sekitar 50% air serta pasir dan batu-batu kecil dari lahan yang terhitung sebagai abu. Satu

batang tebu bisa mengandung 12 hingga 14% serat dan mengandung 50% air. Secara

umum untuk 100 ton tebu mengandung sekitar 25 hingga 30 ton bagasse dan sekitar 10

ton gula kristal putih.

3. Proses Pengendapan dengan Karbonatasi dan Fosfatisasi

11

Pembersihan nira dapat dilakukan dengan mudah menggunakan dua tahap yaitu

karbonatasi, mengunakan semacam larutan susu kapur (slaked lime) yang akan

mengendapkan sebanyak mungkin kotoran untuk kemudian kotoran ini dapat dikirim

kembali ke lahan. Proses ini dinamakan liming. Serta proses fosfatisasi dengan

menambahkan larutan fosfat.

Tahap pengolahan nira perasan tebu selanjutnya bertujuan untuk membersihkan

nira perasan dari berbagai padatan yang menyebabkan nira menjadi keruh. Pada tahap ini

beberapa komponen warna juga akan ikut hilang. Teknik pengolahannya disebut Proses

Karbonatasi. Nira hasil ekstraksi dipanaskan sebelum dilakukan Karbonatasi untuk

mengoptimalkan proses penjernihan. Karbonatasi dapat diperoleh dengan

menambahkan kapur/ lime, kalsium hidroksida, Ca(OH)2 ke dalam cairan dan mengalirkan

gelembung gas karbondioksida ke dalam campuran tersebut. Gas karbondioksida ini akan

bereaksi dengan lime membentuk partikel-partikel kristal halus berupa kalsium karbonat

yang menggabungkan berbagai padatan supaya mudah untuk dipisahkan. Supaya

gabungan-gabungan padatan tersebut stabil, perlu dilakukan pengawasan yang ketat

terhadap kondisi-kondisi reaksi. Gumpalan-gumpalan yang terbentuk tersebut akan

mengumpulkan sebanyak mungkin materi-materi non gula, sehingga dengan menyaring

kapur keluar maka substansi-substansi non gula ini dapat juga ikut dikeluarkan. Pada

pemberian susu kapur ini akan terjadi kenaikan pH dari nira. Tahap pemberian susu kapur

biasanya ada 2 tahap yaitu tahap pertama dilakukan dengan aliran cepat dan tahap kedua

dengan aliran lambat.

Setelah proses karbonatasi dilakukan, cairan gula siap untuk proses selanjutnya

berupa penghilangan warna. Setelah karbonatasi, teknik berikutnya adalah fosfatasi.

Secara kimiawi teknik ini sama dengan karbonatasi tetapi yang terjadi adalah

pembentukan fosfat. Fosfatasi merupakan proses yang lebih kompleks daripada

karbonatasi, dan dapat dicapai dengan menambahkan asam fosfat ke nira yang telah

dilakukan karbonatasi. Kemudian dimasukkan ke dalam tangki pengendap gravitasi:

sebuah tangki penjernih (clarifier). Jus mengalir ke dalam clarifier dengan kelajuan yang

rendah sehingga padatan dapat mengendap dan jus yang keluar merupakan jus yang

jernih.

Metode untuk menghilangkan warna dari nira tebu umumnya ada dua cara yakni

metode karbon dan metode resins, keduanya mengandalkan pada teknik penyerapan

melalui pemompaan cairan melalui kolom-kolom medium. Salah satunya dengan

menggunakan karbon aktif granular (granular activated carbon, GAC) yang mampu

menghilangkan hampir seluruh zat warna. GAC merupakan cara modern, sebuah granula

karbon yang terbuat dari tulang-tulang hewan. Karbon pada saat ini terbuat dari

pengolahan karbon mineral yang diolah secara khusus untuk menghasilkan granula yang

tidak hanya sangat aktif tetapi juga sangat kuat. Karbon dibuat dalam sebuah oven panas

12

dimana warna akan terbakar keluar dari karbon. Cara yang lain adalah dengan

menggunakan resin penukar ion yang menghilangkan lebih sedikit warna daripada GAC

tetapi juga menghilangkan beberapa garam yang ada. Resin dibuat secara kimiawi yang

meningkatkan jumlah cairan yang tidak diharapkan

Hasil bawah dari pemisahan gravitasi ini berupa lumpur atau sludge masih

mengandung sejumlah gula sehingga dilakukan penyaringan dalam rotary vacuum filter

dimana nira residu diekstraksi dan lumpur tersebut dapat dibersihkan sebelum

dikeluarkan, dan hasilnya berupa cairan yang manis. Jus dan cairan manis ini kemudian

dikembalikan ke proses.

Lumpur hasil limbah ini disebut blothong yang merupakan tanah liat yang dapat

dimanfaatkan sebagai bahan campuran pembuatan batako atau sebagai tanah urug pada

daerah perkebunan tebu.

4. Proses Penguapan (Evaporasi)

Jus tebu/ nira pada proses di atas masih memiliki kadar air yang tinggi, untuk itu perlu

dipekatkan atau dikentalkan. Setelah nira mengalami proses liming, nira kemudian

dikentalkan menjadi sirup kental dengan cara menguapkan airnya menggunakan media

uap panas dalam suatu alat proses yang dinamakan proses evaporasi. Berikut gambaran

proses evaporasi pada pabrik gula tebu.

Gambar 1.4. Serial liming dan evaporasi tiga efek pada pabrik gula tebu

(Sumber: Shreve:The Chemical Process Industries)

Proses evaporasi dilakukan secara seri dengan beberapa rangkaian seri evaporator.

Untuk jumlah yang digunakan bisa seri 3, 4, atau 5. Yang dinamakan triple effect

evaporataor untuk seri 3, quadruple effect evaporator untuk seri 4 dan quintdruple effect

evaporator untuk seri 5. Nira yang masuk sebagai umpan evaporator konsentrasinya

sekitar 15% gula akan dipekatkan menjadi cairan gula jenuh yang merupakan cairan yang

diperlukan dalam proses kristalisasi yang memiliki konsentrasi gula hingga 80%.

Evaporasi yang dilakukan dengan metode multiple effect evaporator ini dilakukan

dengan pemanas steam untuk mendapatkan kondisi mendekati kejenuhan (saturasi).

13

Steam yang digunakan dalam alat pertama biasanya adalah steam segar, sedangkan

untuk rangkaian berikutnya menggunakan steam dari hasil penguapan alat tersebut.

5. Proses Kristalisasi

Pada proses kristalisasi, sirup nira kental jenuh ditempatkan ke dalam panci yang sangat

besar untuk dididihkan dengan suhu yang rendah. Dalam panci tersebut sejumlah air

diuapkan sehingga kondisi untuk pertumbuhan kristal gula tercapai. Pada pengkristalan

gula, kristal gula dibentuk dengan pemberian bibit gula atau sering disebut dengan nama

fondan. Bibit gula ini berupa gula yang sangat halus yang nantinya akan tumbuh

membesar dengan adanya nira kental yang konsentrasinya tinggi. Proses pertumbuhan

kristal diawali dengan mencampurkan sejumlah bibit gula ke dalam sirup nira kental dalam

pan kristalisasi. Kristal yang sangat kecil tersebut akan berkembang menjadi besar dengan

menempelnya nira kental pada bibit gula, sekitar 6 – 8 jam dalam pan masak kristal akan

mencapai ukuran yang diinginkan yang sesuai dengan standar SNI untuk gula kristal putih.

Kristal yang dihasilkan masih bercampur dengan cairan induk (mother liquor) sehingga

perlu dilakukan proses selanjutnya, yaitu diputar di dalam alat sentrifugasi untuk

memisahkan gula dari cairan induk.

6. Proses Pemutaran gula/sentrifugasi

Larutan induk hasil pemisahan dengan sentrifugasi masih mengandung sejumlah gula

sehingga untuk efektivitas maka proses kristalisasi dilakukan pengulangan beberapa kali.

Akan tetapi adanya materi-materi non gula yang terkandung di dalamnya dapat

menghambat proses kristalisasi. Hal ini terjadi karena keberadaan gula-gula selain sukrosa

seperti glukosa dan fruktosa yang merupakan hasil pecahan sukrosa. Olah karenanya,

tahapan-tahapan berikutnya menjadi semakin sulit untuk dilaksanakan, sampai akhirnya

kristalisasi tidak mungkin untuk dilanjutkan.

Gambar 1.5. Serial alat putaran/ centrifuge pada pabrik gula tebu

(Sumber: Wahid Sujarwo)

Pada pabrik pengolahan gula tebu (raw sugar) secara umum dilakukan tiga proses

pemasakan yang sering disebut dengan pemasakan ACD. Pertama pemasakan A akan

menghasilkan gula terbaik yang menjadi produk utama pada pabrik gula kristal putih.

Pemasakan B membutuhkan waktu yang lebih lama dan waktu tinggal di dalam panci

14

pengkristal juga lebih lama hingga ukuran kristal yang dinginkan terbentuk. Umumnya

dilakukan pemasakan C yang selanjutnya digunakan sebagai umpan untuk pemasakan A.

Pemasakan D membutuhkan waktu secara proporsional lebih lama daripada pendidihan C

dan juga membutuhkan waktu yang lebih lama untuk menumbuhkan kristal gula. Gula

yang dihasilkan biasanya digunakan sebagai umpan untuk pendidhan C.

Kandungan gula dalam nira kental tidak dapat diambil semuanya menjadi gula

kristal, maka terdapat produk samping dari pengolahan nira kental ini yang masih manis

rasanya, sering disebut molasses. Molasses dapat diolah lebih lanjut menjadi pakan ternak

atau ke industri fermentasi molasses.

7. Proses Pengeringan dan Pengayakan

Gula kasar yang dihasilkan oleh stasiun puteran atau high grade fugal (HGF) yang

nerupakan alat sentrifugasi, akan dialirkan menuju ke bucket elevator untuk disimpan

sementara di hopper. Dari hopper kemudian di jatuhkan ke bawah untuk dilakukan driying

atau pengeringan dengan media udara kering panas bersuhu 80 – 90 oC yang dialirkan

secara counter current dari bawah. Seteah sampai bawah gula kristal putih di dinginkan

dengan hembusan udara dingin 30 – 40 oC menuju pengumpan penyaring. Untuk

memperoleh gula kristal putih yang ukurannya sesuai dengan SNI, maka selanjutnya gula

dilakukan pengayakan. Pengayakan terdiri dari dua susunan ayakan yang berukuran 8x8

mesh dan 23 x 23 mesh. Ada tiga hasil dari pengayakan ini, yaitu gula kasar sebagai hasil

atas, gula halus sebagai hasil bawah dan hasil utama sebagai produk utama gula kristal

putih.

Gula kristal putih yang merupakan produk utama dari pabrik gula ini kemudian akan

dialirkan keluar dari pabrik menuju ke gudang.

8. Penyimpanan

Gula kristal putih yang dihasilkan kemudian disiman sementara dalam alat yang disebut

silo. Dari alat ini kemudian akan dialirkan menuju ke pengemasan produk gula kristal

putih. Penjualan gula kristal putih ada beberapa cara, yaitu gula kristal kemasan 50 kg dan

gula kemasan 1 kg.

Gula yang sudah dikemas kemudian di masukan ke dalam gudang penyimpanan

untuk menunggu saat terjual. Gudang gula yang merupakan tempat penyimpanan gula

harus mampu menjaga kondisi gula tetap awet, tahan terhadap cuaca dan perubahan

iklim. Gudang gula setidaknya memiliki kriteria sebagai berikut:

a. Gudang gula kondisinya kering

b. Beratap dan tidak bocor

c. Sirkulasi udara, suhu dan kelembaban dapat di kontrol

d. Konstruksi lantai dasar dengan fondasi yang kuat dan kedap air

e. Ketinggian sekitar 10 meter dan penerangan/pencahayaan yang cukup

f. Tersedia alat pemadam api

15

Gambar 1.6. Diagram alir proses pada pabrik gula tebu

16


C. Mutu Produksi Gula Tebu

1. Mutu gula kristal putih

Gula yang kita konsumsi sehari-hari adalah gula kristal putih secara internasional disebut

sebagai plantation white sugar. Gula kristal putih dibuat dari tebu yang diolah melalui

berbagai tahapan proses, untuk Indonesia kebanyakan menggunakan proses sulfitasi

dalam pengolahan gula. Kriteria mutu gula yang berlaku di Indonesia ( SNI ) saat ini pada

dasarnya mengacu pada kriteria lama yang dikenal dengan SHS (Superieure Hoofd Suiker),

yang pada perkembangannya kemudian mengalami modifikasi dan terakhir SNI 01-3140-

2001/Rev 2005, Tabel 1.2. Secara garis besar kriteria mutu gula (GKP) yang kita ikuti

meliputi kadar air, polarisasi, warna larutan, warna kristal, kadar SO2, abu konduktivitas

dan besar jenis butir.

Tabel 1.2 Kriteria mutu gula tebu

No. Obyek Uji Persyaratan Satua

1 Polarisasi Minimum 99,5 oZ

2 Warna kristal gula 5 – 10 CT

3 Susut pengeringan Maksimum 0,1 % b/b

4 Warna larutan 81 – 300 iu

5 Abu kondukivitas Mkasimum 0,15 % b/b

6 Ukuran butiran 0,8 – 1,2 mm

7 Kadar air Maksimum 0,1 %

8 Belerang sebagai SO2 Maksimum 30 ppm

9 Kadar tembaga Maksimum 2,0 ppm

10 Kadar timbal Maksimum 2,0 ppm

11 Kadar arsen Maksimum 1,0 ppm

2. Kadar air

Kadar air adalah jumlah air (%) yang terdapat dalam gula kristal putih, sesuai standarnya

batasan maksimal 0,1%. Gula kristal putih yang mengandung kadar air tinggi cepat

mengalami penurunan mutu/kerusakan dalam penyimpanan, bisa menyebabkan berubah

warna, mencair dan lengket. Selain itu penanganannya sulit karena lengket dalam karung

dan penampilannya jelek. Gula yang berkadar air tinggi biasanya dengan mudah

dilihat/dirasakan secara langsung oleh konsumen tanpa menggunakan peralatan. Proses

pengeringan gula di pabrik gula umumnya menggunakan talang goyang (grasshoper) yang

jalurnya panjang untuk mencapai tingkat kekeringan tertentu (< 0,1%).

3. Polarisasi

Polarisasi menunjukkan kadar sukrosa dalam gula, semakin tinggi polarisasi semakin

tinggi kadar gulanya. Batasan minimal kadar polarisasi adalah 99,5%. Pengukuran kadar

17

polarisasi dilakukan dengan alat ukur polarimeter. Produk gula kristal putih pada

umumnya tidak mengalami kesulitan untuk mencapai batasan minimal tersebut.

4. Warna kristal

Warna kristal dapat dilihat secara langsung dengan mata, secara kualitatif dengan cara

membandingkan dengan standar dapat diketahui tingkat keputihan (whiteness) gula.

Penggunaan peralatan (spektrofotometer refleksi) diperlukan untuk pengukuran

kuantitatif yang dinyatakan dalam CT (colour type) . Semakin tinggi nilai CT semakin putih

warna gulanya. Untuk gula kristal putih kisaran nilai CT sekitar 5 - 10. Pada penentuan

mutu gula, warna kristal ini merupakan salah satu tolok ukur utama yang menentukan.

5. Besar jenis butir

Besar jenis butir adalah ukuran rata-rata butir kristal gula dinyatakan dalam mm.

Persyaratan untuk gula kristal putih adalah 0,8 – 1,1 mm. Untuk memenuhi persyaratan

tersebut tampaknya tidak ada kesulitan. Konsumen dan masyarakat pada umumnya lebih

menyukai gula yang ukuran kristalnya besar (kasar). Namun dari sisi pabrik, untuk

membuat kristal yang besar diperlukan energi yang lebih banyak, ini berhubungan dengan

waktu masak untuk membesarkan ukuran kristal. Tetapi bila ukuran terlalu halus daya

simpannya berkurang, gula akan cepat mengabsorpsi air sehingga cepat basah.

D. Peranan Industri Alkohol

Etanol telah digunakan manusia sejak zaman prasejarah sebagai bahan pemabuk dalam

minuman beralkohol. Residu yang ditemukan pada peninggalan keramik yang berumur 9000

tahun dari China bagian utara menunjukkan bahwa minuman beralkohol telah digunakan oleh

manusia prasejarah dari masa Neolitikum.

Etanol, disebut juga etil alkohol, alkohol murni, alkohol absolut, atau alkohol saja. Etanol

adalah sejenis cairan yang mudah menguap, mudah terbakar, tidak berwarna, dan merupakan

alkohol yang paling sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Senyawa ini merupakan

obat psikoaktif dan dapat ditemukan pada minuman beralkohol dan termometer modern.

Etanol adalah salah satu bahan untuk obat rekreasi yang paling tua.

Etanol dengan rumus kimia C2H5OH banyak digunakan sebagai pelarut berbagai bahan-

bahan kimia yang ditujukan untuk konsumsi dan kegunaan manusia. Contohnya adalah pada

parfum, perasa, pewarna makanan, dan obat-obatan. Dalam kimia, etanol adalah pelarut yang

penting sekaligus sebagai stok umpan untuk sintesis senyawa kimia lainnya. Dalam sejarahnya

etanol telah lama digunakan sebagai bahan bakar.

Ethanol tidak terdapat secara bebas di alam termasuk alkohol biasa atau alkohol primer

yang dibuat dari glukosa dengan jalan peragian. Penggunaan alkohol antara lain:

1. Sebagai minuman 2. Sebagai bahan kimia, farmasi dan pelarut 3. Sebagai bahan bakar alternatif kendaraan bermotor

Reaksi yang terjadi dalam pembuatan alkohol adalah sebagai berikut: C6H12O6 (aq) 2 C2H5OH (aq) + 2 CO2 (g) + energi

18

E. Proses Industri Alkohol

1. Bahan Baku

Bahan baku utama dalam proses produksi pembuatan alkohol di industri adalah tetes tebu

dan ragi dengan ditambahkan beberapa bahan tambahan. Secara lengkap bahan baku

pembuatan alkohol adalah sebagai berikut:

a. Tetes Tebu/Molasse

Merupakan hasil samping dari proses kristalisasi pabrik gula yang berwarna coklat

kehitaman. Tetes tebu memiliki kandungan gula yang tinggi akan tetapi tidak dapat

mengkristal dikarenakan adanya kandungan gula invert yang sulit dikristalkan. Tetes

berwarna coklat tua akibat peristiwa karamelisasi saat pemasakan nira tebu. Tetes

dari pabrik gula sebelum diolah di pabrik alkohol terlebih dahulu ditampung di tangki

penimbun tetes.

b. Ragi/Yeast

Yeast yang digunakan adalah Saccharomyces cereviciae. Yeast ini dapat hidup dengan

baik pada pH 4,5 – 5,5 dan temperature 30⁰C. Yeast ini mendapatkannya bahan

makanannya dari bahan baku yang mengandung gula dan sebagai hasil

metabolismenya akan diperoleh alkohol dan gas CO2.

Untuk membantu optimalisasi fungsi yeast dalam fermentasi, dilakukan

penambahan bahan pembantu berupa asam sulfat, urea, NPK, TRO (Turkey Red Oil),

superfloc (Flocculant), air. Asam Sulfat merupakan cairan yang bersifat korosif yang

bersifat asam. Asam sulfat dengan jumlah tertentu dicampurkan dalam penampung tetes

tebu, asam ini berfungsi untuk mengatur pH tetes menjadi 4,8, untuk katalis

menghidrolisis sakarosa menjadi glukosa dan frukosa sehingga dapat difermentasikan

oleh yeast. Asam sulfat yang digunakan berupa asam sulfat pekat dan teknis.

Urea merupakan salah satu jenis pupuk yang berbentuk kristal, berwarna putih dan

digunakan sebagai sumber nitrogen bagi pertumbuhan dan mempertinggi aktivitas yeast.

NPK merupakan salah satu jenis pupuk yang mengandung nitrogen, fosfat dan kalium,

nutrisi yang digunakan untuk memperoleh sumber nitrogen, phospor dan kalium, yang

berguna untuk pertumbuhan dan mempertinggi aktivitas yeast.

TRO ( Turkey Red Oil ) merupakan minyak jarak yang mengalami sulfonasi yang

berfungsi sebagai anti buih untuk mengurangi luapan buih pada proses fermentasi, karena

keberadaan buih akan mempengaruhi produktivitas dari yeast. Superflock merupakan

bubuk berwarna putih yang berfungsi untuk mempercepat pengendapan kotoran pada

proses fermentasi dari tangki – tangki fermentasi, sehingga tidak menimbulkan kerak

pada menara distilasi.

19

Gambar 1.7. Diagram alir pembuatan alkohol


20

2. Langkah-Langkah Proses

Proses pembuatan alkohol di industri secara garis besar terdiri dari beberapa tahapan

proses utama yaitu proses pemasakan, proses pembibitan, proses peragian, dan proses

penyulingan.

a. Proses Pemasakan

Proses pemasakan ini dilaksanakan di unit masakan, proses pemasakan merupakan

proses pembuatan adonan untuk pembibitan dan fermentasi. Tujuan utama dari

proses pemasakan ini mengubah tetes menjadi media untuk fermentasi bagi yeast

agar pertumbuhan dan perkembangannya dan aktivitasnya menjadi optimal. Proses

pemasakan (pembuatan adonan) meliputi proses pengenceran tetes, penambahan

urea dan NPK, dan penambahan asam sulfat.

b. Proses Pembibitan

Proses pembibitan dilakukan untuk mengembangkan sel-sel Saccharomyses

cereviceae secara bertahap. Pembibitan ini bertujuan untuk memberi kesempatan

yeast untuk beradaptasi pada lingkungan setempat.

Tahap-tahap pembibitan sebagai berikut :

1) Pembibitan di Laboratorium

Proses pembibitan dimulai dengan pemeliharaan sel khamir Saccharomyses

cereviceae untuk menjaga kestabilannya. Pembibitan awal di Laboratorium

bertujuan untuk memperbanyak yeast dan melatih yeast dalam suasana

media setempat.

Cara pembuatannya sebagai berikut :

a) Proses Pembibitan di Laborat 1

b) Proses Pembibitan di Laborat 2

c) Pembibitan dalam tangki starter bibit

Pada proses pembibitan dalam tangki dibutuhkan sebanyak 5 buah

tangki, yaitu :

(1) Tangki karlsberger (tangki 19)

(2) Tangki pembibitan tingkat I (tangki 20)

(3) Tangki pembibitan tingkat II ( tangki 21)

(4) Tangki pembibitan tingkat III (tangki 22)

(5) Tangki pembibitan utama (tangki 25)

21

Gambar 1.8. Skema proses pembibitan dan fermentasi


c. Proses Peragian

Proses peragian berlangsung di unit peragian, di unit peragian ini sebanyak 10

buah tangki. Pada tangki tersebut dilengkapi pipa air pendingin tetapi tidak

dilengkapi dengan sparger udara seperti tangki pembibitan dikarenakan pada

proses fermentasi dilakukan secara anaerob sedangkan pada tangki pembibitan

dilakukan secara aerob. Pada proses fermentasi utama ini menghasilkan panas

sehingga dilakukan pendinginan dengan mengalirkan air pada pipa pendingin

yang terdapat pada setiap tangki fermentasi. Suhu didalam tangki fermentasi ±

30⁰ C dan pH 4,5-5 selama 50-60 jam, randemen kadar alkohol pada akhir proses

fermentasi diharapkan sekitar 9-10%.

Proses fermentasi dilakukan dengan banyak tangki yakni sejumlah 10 tangki

berkapasitas 75.000 liter, hal ini untuk menjembatani proses batch pada

fermentasi menjadi proses kontinyu pada proses distilasi, sehingga proses

selanjutnya bisa berjalan secara kontinyu.

22

d. Proses Penyulingan

Proses penyulingan merupakan tahap selanjutnya setelah proses fermentasi.

Proses penyulingan dilakukan berdasarkan perbedaan titik didih antara alkohol

dan pelarutnya. Proses ini bertujuan untuk mengambil alkohol sebanyak-

banyaknya dengan residu yang terikut seminimal mungkin. Proses penyulingan

ini dilakukan pada unit penyulingan yang terdapat beberapa kolom distilasi.

Kolom tersebut yaitu:

1) Maische Coloumn 2 buah yaitu A dan B

2) Voorloop Coloumn 1 buah

3) Rectifisier Coloumn 1 buah

4) Nachloop Coloumn 1 buah

Proses pada tahap penyulingan atau unit distilasi ini diuraikan berikut ini.

1) Maische Coloumn (Kolom Distilasi Kasar)

Umpan yang masuk dari maische coloumn merupakan cairan coklat yang

sering disebut beslag yang dipompa dari tangki fermentasi (tangki 26) dan

mempunyai kadar alkohol 9-10% dengan suhu ± 30⁰C. Cairan tersebut

sebelum masuk dalam kolom terlebih dahulu melalui heat exchanger

voorwarmer yang digunakan sebagai preheater. Pada voorwarmer, larutan

beslag dipanaskan dengan memanfaatkan panas dari hasil atas kolom,

sebaliknya larutan beslag juga digunakan untuk mendinginkan hasil atas.

Beslag ditampung di tangki pengatur.

Umpan masuk kedalam maische coloumn pada plate paling atas pada

suhu 70 – 80⁰C. Suhu steam masuk lebih tinggi dari titik didih alkohol, hal

tersebut menyebabkan alkohol akan menguap dan ikut mengalir ke atas,

sedangkan cairan yang tidak menguap mengalir ke bawah. Ampas cairan

atau disebut vinase yang berwarna coklat tua dari bawah kolom dibuang

sebagai limbah, dan hasil atas berupa alkohol dengan kadar ±45% keluar

pada suhu 90⁰C. Suhu bawah kolom antara 100 – 120⁰C. Diharapkan vinase

yang keluar kolom telah bebas alkohol. Uap yang mengandung alkohol

keluar dari bagian atas dan dilewatkan kesaringan busa supaya busa yang

terikut keatas dapat ditahan oleh keramik-keramik kecil yang disebut kece

(saddle packing).

Uap yang keluar dari bagian atas yang mengandung alkohol

diembunkan (dikondensasikan) pada heat exchanger voorwarmer yang akan

mengembunkan uap alkohol menjadi alkohol cair. Uap alkohol yang tidak

terkondensasi pada heat exchanger voorwarmer kemudian masuk ke

kondensor I, untuk dikondensasikan menjadi alkohol cair. Bila di dalam

kondensor I masih tetap ada uap alkohol yang belum terkondensasi, maka

23

uap alkohol tersebut masuk ke dalam kondensor II dan dihasilkan alkohol

dengan kondensor CO2 untuk diambil kembali alkoholnya yang mungkin

masih terikut, sehingga gas CO2 yang dibuang diharapkan sudah bebas

alkohol.

2) Voorloop coloumn

Alkohol dengan kadar ±45% hasil dari maische coloumn diumpankan ke

voorloop coloumn. Umpan yang dimasukkan ke dalam voorloop coloumn

yang merupakan alkohol dengan kadar ±45% akan dimurnikan lebih lanjut

menjadi alkohol teknis (alkohol yang mengandung aldehid) dengan kadar

94% sebagai hasil atas dan alkohol bebas aldehid dengan kadar ±30%

sebagai hasil bawah. Untuk menjaga agar tidak terlalu banyak alkohol yang

menguap menjadi alkohol teknis, maka dilakukan reflux atau pengaliran balik

kembali. Selanjutnya alkohol teknis berkadar 94% yang dihasilkan,

dilewatkan ke kondensor untuk di kondensasi. Kemudian alkohol teknis

tersebut ditampung dalam tangki penimbun sementara alkohol teknis.

Sedangkan hasil bawah yang berupa alkohol bebas aldehid berkadar ±30%

masuk dalam rectifisier coloumn.

3) Rectifisier Coloumn

Umpan yang masuk rectifisier coloumn merupakan hasil bawah dari voorlop

coloumn yang berupa alkohol bebas aldehid dengan kadar alkohol sekitar

±30%. Tujuan dari adanya rectifisier coloumn adalah untuk memurnikan

alkohol bebas aldehid menjadi alkohol murni dengan kadar ≥ 95% sebagai

hasil atas, minyak fusel sebagai hasil tengah dan lutter wasser sebagai hasil

bawah.

Umpan masuk pada plate ke 12 rectifisier coloumn. Di dalam kolom ini

alkohol dipisahkan dari minyak fusselnya, karena titik didih dari minyak fussel

lebih tinggi daripada alkohol maka diharapkan pada hasil atas sudah tidak

mengandung minyak fusel. Sehingga alkohol yang dihasilkan adalah alkohol

prima dengan kadar ≥ 95%. Jika kadar alkohol turun, artinya terlalu banyak

alkohol yang diambil sebagai produk, sehingga reflux perlu diperbesar begitu

juga sebaliknya.

Hasil rectifisier coloumn yang keluar dari bagian atas merupakan

alkohol murni dengan kadar ≥95%, yang dilewatkan kondensor untuk

diembunkan. Dari kondensor ini alkohol yang tidak dapat mengembun akan

dialirkan ke kondensor ke dua, sedangkan alkohol yang telah menjadi produk

yang diinginkan ditampung ke tangki penimbun sementara alkohol murni.

Limbah atau hasil bawah pada rectifisier coloumn ini adalah lutter

wasser, yang merupakanair bebas alkohol. Lutter wasser bisa langsung

24

dibuang pada saluran pembuangan limbah cair dengan kontrol secara rutin

untuk pengolahan limbahnya. Sedangkan hasil tengah pada kolom ini adalah

alkohol dengan kadar 55% yang masih mengandung minyak fusel yang

kemudian dialirkan kembali pada nachloop coloumn untuk dilakukan proses

pemisahan minyak fusel dari alkohol.

4) Nachloop Coloumn

Alkohol yang mengandung minyak fusel yang berasal dari segmen empat

rectifisier coloumn masuk ke nachloop coloumn pada segmen tiga. Fungsi

nachloop coloumn yaitu memurnikan alkohol dengan kadar 55% yang

bercampur dengan minyak fussel dan air, menjadi alkohol murni ≥ 95%

sebagai hasil atas dan lutter wasser sebagai hasil bawah. Pipa pengeluaran

minyak fussel dilengkapi dengan alat pengontrol untuk mengetahui ada

tidaknya fussel. Apabila tempat penampungan minyak fussel penuh, maka

kran pipa dibuka dan minyak fussel dialirkan ke alat pencuci.

Alkohol murni yang dihasilkan ditampung di dalam tangki penimbun

sementara alkohol murni. Hasil bawah dari nachloop coloumn berupa lutter

wasser yang selanjutnya dibuang sebagai limbah.

e. Produk

Produk utama berupa alkohol murni dan alkohol teknis, serta produk samping yang

berupa minyak fussel. Kadar alkohol murni minimal 95 % sedangkan alkohol teknis

minimal 94%. Sedangkan hasil sampingnya berupa minyak fussel dapat dgunakan

oleh industri essence.

Alkohol merupakan zat cair yang tidak berwarna, berbau khas dan mudah

menguap, dan mudah terbakar dengan menghasilkan nyala api berwarna kebiru-

biruan. Secara fisik hasil dari pabrik alkohol adalah sebagai berikut:

1) Alkohol murni

Alkohol murni merupakan alkohol yang memiliki kadar minimal 95% tidak

mengandung senyawa aldehid. Jumlahnya mencakup lebih dari 90% total

produksi. Alkohol jenis ini biasa digunakan oleh industri kosmetik, farmasi, dan

sebagainya.

2) Alkohol teknis

Alkohol teknis merupakan alkohol yang memiliki kadar 94%, umumnya masih

mengandung senyawa aldehid. Jumlahnya mencakup kurang lebih 10% tetap

produksi. Alkohol jenis ini akan diolah lebih lanjut menjadi spiritus dengan cara

menambahkan denaturant dan zat pewarna. Spiritus dapat digunakan sebagai

bahan bakar untuk pemanasan dan mebel.

F. Mutu Produksi Industri Alkohol

25

Pengendalian kualitas pada pabrik alkohol yang meliputi:

1. Pengendalian Bahan Baku (tetes tebu)

a. Analisis kualitas Brix, BJ, Polarisasi, RQ

Analisis berat jenis adalah analisis yang dilakukan untuk mengetahui berat jenis tetes.

Sedangkan analisis kadar Brix adalah analisis yang dilakukan untuk mengetahui kadar

zat padat terlarut. Berat jenis juga dipakai untuk konversi satuan liter ke kilogram.

b. Kadar Glukosa

Analisis glukosa ini bertujuan untuk mengetahui jumlah glukosa yang terkandung

dalam tetes yang akan digunakan.

c. Kadar Sakarosa/sukrosa

Analisis ini bertujuan untuk mengetahui kadar sakarosa dalam tetes dan kadar

glukosa dalam sakarosa.

d. Kadar Abu

Analisis kadar abu bertujuan untuk menentukan persen abu berdasarkan berat jenis

bahannya.

2. Pengendalian kualitas proses

Pengendalian kualitas proses ini bahan-bahan yang masih dalam proses diambil

sampelnya untuk diperiksa kualitasnya. Sampel yang diambil untuk dianalisis dari tangki

pemasakan sebelum adonan dialirkan ke tangki pembibitan, sampel dipantau dari tangki

pembibitan, tangki fermentasi dan menara distilasi dengan mengambil sampel setiap 2

jam sekali untuk memeriksa brix, suhu dan pHnya diakhir waktu fermentasi, dianalisis

kadar alkohol fermentasinya.

3. Pengendalian kualitas produk akhir

Pengendalian kualitas produk akhir ini dilakukan pada hasil produksi yang terdiri dari

alkohol teknis dan alkohol murni. Pengambilan sampel yang dilakukan yaitu untuk

memeriksa kadar alkohol, barbet, fusel, dan kadar methanol.

a. Kadar alkohol

Kadar alkohol merupakan analisis yang menggunakan alkohol meter dan

termometer. Dari angka pengukuran yang didapat kemudian dikonversikan dan

dilihat pada tabel sehingga bisa diketahui kadar alkoholnya.

b. Analisis minyak fusel

Minyak fusel merupakan hasil samping dari proses distilasi yang harus diupayakan

sekecil mungkin keberadaanya dalam etanol. Kadar fusel yang diijinkan maksimal

adalah 13 ppm atau 15 mg/liter Alkohol Murni. Untuk menentukan kadar minyak fusel

yang terkandung dalam produk alkohol dilakukan dengan cara spektrofotometris.

G. Peranan Industri Mono Sodium Glutamat (MSG)

Sejak ditemukan di Jepang micin atau tepatnya adalah monosodium glutamat (MSG) sebagai

penambah peneyedap rasa alami pada awal abad ke - 20, penggunaan MSG tumbuh dengan

26

fenomenal. Pada tahun 1962-1972. Pada tahun 1980 pemakaianya diperkirakan mendekati 350

juta kilogram. Pada perkembangannya ditemukan metode fermentasi pada produksi

monosodium glutamat, diperkirakan produksi monosodium glutamat dunia pada tahun 2010

mencapai 2.100 juta kilogram serta semakin meningkat dengan perkembangan zaman dan

waktu.

Gambar 1.9.a. Produk MSG di Indonesia Gambar 1.9.b. MSG dalam beberapa ukuran

(Sumber: Kristanjaya/Laporan Kerja Praktek di PT. Ajinomoto Indonesia)

Monosodium glutamat di indonesia dibuat dari bahan baku asam glutamat yang dibuat

dengan fermentasi tetes tebu atau bahan baku dari hidrolisis gluten jagung dan gandum.

Bakteri yang digunakan adalah Microccocus glutamicus atau Brevibacterium lactofermentum.

Asam glutamat yang diperoleh dari fermentasi tetes tebu tersebut digunakan sebagai bahan

baku untuk pembuatan monosodium glutamat (MSG). Monosodium glutamat digunakan

sebagai penyedap rasa ataupun bahan tambahan dalam bumbu masak.

Banyak sekali kegunaan dari mono sodium glutamat. Secara umum kegunaan dari

mono sodium glutamat adalah sebagai bahan penyedap makanan, sebagai campuran dalam

pembuatan bahan kosmetik, sebagai nutrisi pertumbuhan tanaman dan sebagai nutrisi

penunjang perkembangan otak.

Reaksi proses yang terjadi,

1. Reaksi fermentasi pembuatan asam glutamat dengan bakteri Micrococcus glutamicus atau

Brevibacterium lactofermentum.

C₆H₁₂O₆+NH₃+3/2O₂ C₅H₉NO₄+CO₂+3H₂O

2. Reaksi fermentasi pembuatan sodium glutamat

C₅H₉NO₄+NaOH C₅H₈NNaO₄+H₂O

H. Proses Produksi Monosodium Glutamat

Pembuatan monosodium glutamat melalui beberapa tahapan, yaitu : pengenceran tetes,

fermentasi tetes, evaporasi, kristalisasi monosodium glutamat dan pengemasan.

1. Pengenceran Tetes Tbu/Molasse

20 mesh 30 mesh

50 mesh 60 mesh

27

Molasse atau tetes tebu yang merupakan bahan baku pembuatan asam glutamat memiliki

kepekatan dan kadar gula yang tinggi. Tetes tebu dipompa dari tangki penampung bahan

baku ke dalam tangki pengenceran dan ditambahkan air proses dengan perbandingan 1

bagian tetes tebu dan 2 bagian air proses untuk mengencerkan tetes sampai diperoleh

konsentrasi larutan sebesar 31,5 oBe. Tetes tebu masih mengandung pengotor berupa ion

ion yang terlarut. Kandungan ion kalsium yang ada harus dihiangkan dengan cara

diendapkan. Untuk itu dalam proses ini juga ditambahkan larutanan asam sulfat pekat

(H2SO4) yang berguna untuk mengikat ion Ca menjadi garam kalsium sulfat. Larutan asam

sulfat {H2SO4} yang ditambahkan juga berperan untuk menurunkan pH larutan agar terjadi

pengendapan sempurna garam kalsium yang terbentuk. Larutan asam sulfat juga

berperan sebagai pengontrol pH larutan tetes tebu encer yang dihasilkan.

Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

Ca2+ (aq) + H2SO4 (aq) CaSO4 (s) + H2O (l)

Larutan tetes tebu hasil pengenceran dari tangki pengenceran dialirkan ke tangki

pengendapan yang disebut sebagai thickener, dialirkan secara laminer sehingga endapan

akan secara perlahan-lahan turun ke bagian bawah, sehingga terbentuk endapan kalsium

sulfat CaSO4(s). Cairan atas yang keluar secara over flow dari tangki thickner di pompa ke

dalam separator, separator merupakan saringan yang berfungsi untuk memisahkan

endapan dan cairan jernih. Hasil atas dari separator ini akan keluar berupa filtrat dan

ditampung dalam tangki penampung tetes tebu jernih, sedang hasil bawah yang berupa

lumpur yang dihasilkan oleh separator ditampung dalam tangki penampung bersama

dengan lumpur yang dihasilkan oleh thickner.

Pada tangki penampung lumpur ini kemudian ditambahkan air untuk

mengencerkan lumpur atau sludge menjadi sludge cair (slurry), slurry tersebut kemudian di

pompa menuju ke decanter. Decanter adalah alat yang digunakan untuk memisahkan dua

zat yang memiliki beda fase atau memiliki perbedaan densitas yang cukup besar. Proses di

decanter menghasilkan filtrat sebagai hasil atas dan sludge sebagai hasil bawah. Filtrat

yang masih mengandung tetes tebu hasil dari decanter di recycle kembali ke tangki

pengenceran, sedangkan sludge yang merupakan hasil bawah decanter ini sebagai limbah

padat berupa padatan CaSO4.n H2O (Gypsum). Limbah yang berupa gypsum ini masih

dapat dimanfaatkan untuk pembuatan gypsum.

2. Fermentasi Tetes.

Proses pendahuluan sebelum dilaksanakan proses fermentasi adalah dilakukan proses

inkubasi bakteri pembuatan asam glutamat pada tangki pembibitan. Tangki pembibitan

sebelum dioperasikan disterilisasi dalam keadaan kosong pada suhu 1200C selama 30

menit. Sebagian tetes tebu steril dari tangki sterilisasi dikirim dengan pompa sentrifugal

28

ke dalam tangki pembibitan, kemudian dimasukkan ke dslsm tsngki pembibitan. Biakan

bakteri pembuat asam glutamat dimasukan ke dalam tangki pembibitan melalui inlet

secara aseptis. Proses inkubasi bakteri pada tangki pembibitan dilakukan selama 15 jam

pada suhu 310C dan secara aerob dengan laju udara masuk sebesar 10 m3/jam serta

penambahan NH3 sebagai buffer dengan pH awal 7,0 menjadi bersifat basa dengan pH

sekitar 8. Untuk melihat dan kontrol pertumbuhan bakteri apakah normal apa tidak, pada

usia 12 jam mulai diperiksa cell volume (CV) nya dengan menggunakan alat

spektropotometer.

Sebelum dilaksanakan proses fermentasi larutan tetes tebu, perlu dilakukan

sterilisasi alat fermentasi maupun larutan tetes tebu yang akan difermentasi. Hal ini sangat

penting mengingat bakteri sangat rentan keracunan terhadap pengotor. Tangki

fermentasi dilakukan sterilisasi dalam keadaan kosong dengan dipanaskan menggunakan

steam segar pada suhu 1200C selama 30 menit. Setelah tangki fermentasi steril, larutan

tetes tebu dari tangki penampungan di pompa ke dalam tangki sterilisasi dan dilakukan

sterilisasi pada suhu 1200C selama 15-20 menit menggunakan steam segar. Setelah

dilakukan sterilisasi, larutan tetes tebu kemudian didinginkan sampai suhu mencapai 32-

350C dengan unit heat exchanger dimana di dalam tangki terdapat pipa-pipa yang dapat

dialiri steam saat proses pemanasan dan dapat dialiri air dingin saat proses pendinginan.

Gambar 1.10. Diagram alir proses pembuatan monosodium glutamat

(Sumber: Shreve/The Chemical Process Industries)

29

Setelah tangki fermentasi disterilisasi menggunakan steam segar pada suhu 1200 C

selama 30 menit, kemudian tetes tebu steril dari tangki sterilisasi dialirkan ke tangki

fermentasi bersamaan dengan dialirkannya bibit bakteri dari tangki pembibitan untuk

dimasukkan dalam tangki fermentasi sampai tercapai volume tertentu. Media biakan hasil

inkubasi dimasukkan dalam kedalam tangki fermentasi dan ditambah dengan bahan-

bahan pembantu dan ditambahkan air proses. Selama proses pengisian tangki fermentasi

pengadukan dilakukan dengan putaran yang lambat.

Proses fermentasi dengan pengadukan lambat dilakukan selama 32 jam dengan

menjaga kondisi operasi pada kisaran suhu 32-370 C, laju penambahan udara masuk

sebesar 1,6 m3/jam, pada tekanan udara 0,5 kg/m3 dan buffer dijaga pHnya sebesar 7,7.

Selama proses fermentasi, dilakukan pengontrolan bakteri yang meliputi kontrol kadar

oksigen dan call volume dengan spektropotometer. Untuk mengontrol proses fermentasi

dilakukan analisis kadar asam glutamat dengan warburg apparatus dan kadar gula dengan

metode somoghy. Kontrol bakteri dan kontrol proses dilakukan setiap 2-3 jam sekali.

Proses fermentasi dihentikan setelah 32 jam dianggap selama waktu ini pertumbuhan

sudah optimal.

Pada proses fermentasi ini ditambahkan bahan pembantu fermentasi yaitu amonia

(NH3) sebagai sumber Nitrogen (N) pada media fermentasi dan juga berfungsi sebagai

kontrol pH, H2PO4 sebagai sumber phospat (P) pada media, serta ditambahkan antifoam

sebagai zat pemecah buih yang dihasilkan pada proses fermentasi.

3. Evaporasi Asam Glutamat

Original broth yang merupakan cairan hasil fermentasi sering disingkat OB,

dikirimkan ke tangki penampung original broth untuk kemudian akan dilakukan

pemekatan dengan metode evaporasi. Agar beban pemanasan dalam evaporasi tidak

terlalu tinggi, maka sebelum proses evaporasi dilakukan pemanasan awal terlebih dahulu

oleh alat preheater yang bertujuan juga untuk menghambat pertumbuhan bakteri yang

ada dari proses fermentasi. Larutan original broth dari tangki fermentasi dengan suhu 32-

330C dipanaskan suhunya menjadi 520C di preheater. Dari preheater kemudian dipompa dan

dialirkan ke tangki evaporasi jenis long tube vertical. Bahan yang masuk original broth

memiliki kadar asam glutamat sekitar 10 – 12 %, kondisi pH larutan 7-7,5. Original broth

tersebut kemudian di evaporasi dalam multiple effect evaporator dengan system feed

forward selama 120 – 150 menit dengan penurunan temperatur secara bertahap dari 700C

hingga mencapai 480 C. Evaporasi original broth akan menghasilkan concentrate broth (CB)

yang memiliki kadar asam glutamat berkisar antara 30-31%. Pada proses ini dilakukan

analisis kadar asam glutamat dan pH dengan menggunakan alat warburg apparatus dan pH

meter.

4. Isolasi Asam Glutamat

30

Proses isolasi dilakukan untuk memisahkan asam glutamat dari cairan fermentasi original

broth. Cairan ini mengandung asam glutamat dan akan dipisahkan dari bahan-bahan hasil

fermentasi yang tidak diinginkan, yang terdapat dalam cairan induk (original broth).

Tahapan isolasi terdapat beberapa proses utama untuk dapat memisahkan asam glutamat

dari original broth, antara lain adalah asidifikasi, separasi, pencucian, kristalisasi, dan

neutralisasi.

a. Asidifikasi

Proses asidifikasi juga disebut proses kristalisasi I. Original broth dialirkan melalui heat

exchanger (HE) untuk diturunkan suhunya dari 40OC menjadi 25OC ke dalam tangki

kristalisasi I. Tangki tersebut dilengkapi dengan pengaduk untuk menghomogenkan

konsentrasi asam sulfat yang ditambahkan agar pH larutan menjadi sekitar 3,2-3,4

pada original broth sehingga diperoleh konsentrat asam glutamat. Kesetimbangan

ion-ion yang terjadi pada campuran menyebabkan menurunnya kelarutan dan

terjadilah kristalisasi.

b. Separasi I

Alat yang digunakan dalam pemisahan kristal dan cairannya adalah Decanter

Centrifuge. Prinsip kerja alat tersebut adalah kristal asam glutamat yang mempunyai

berat jenis jauh lebih besar akan mendapat gaya yang lebih besar dibandingkan cairan,

sehingga kristal akan terpisah ke tepi. Sedangkan cairannya akan berada di tengah.

Hasil pemisahan ini berupa kristal asam glutamat dan sisa larutan yang masih

mengandung asam glutamat, sisa mikroba serta sisa media fermentasi. Untuk

efisiensi dan efektivitas maka sisa larutan ini dievaporasi dengan metode dua efek

evaporator yang berjenis falling film evaporator sampai diperoleh total solid kira-kira

30-40 %, setelah dipekatkan cairan ini didinginkan dengan cooling water dan kristal

asam glutamatnya dipisahkan lagi dengan Decater Centrifuge.

c. Pencucian

Pencucian dilakukan pada kristal-kristal asam glutamat dengan cara penyemprotan

air bersih pada kristal asam glutamat, dan laju air dijaga secara optimal agar

menghindari kehilangan kristal asam glutamat. Untuk mencegah kehilangan kristal,

selanjutnya larutan pencucian tersebut dipisahkan kembali dengan decanter centrifuge

untuk memisahkan kristal asam glutamat yang terikut dari air sisa pencucian.

Sementara itu cairan pencuci yang masih mengandung asam glutamat dalam jumlah

cukup besar dievaporasi kembali menggunakan evaporator multi efek.

d. Kristalisasi

Proses yang dilakukan selanjutnya adalah untuk mengubah kristal α yang akan diubah

menjadi kristal β. Tujuan pengubahan tipe kristal ini adalah untuk mengurangi

kandungan pengotor (impurities) yang terdapat pada kristal α. Proses pengubahan

kristal ini dilakukan dengan cara pemanasan menggunakan steam 80OC. Pada suhu ini

31

kristal α akan melarut dan terbentuk kristal β. Kristal yang keluar masih bertemperatur

tinggi, oleh karena itu perlu pendinginan sampai 40-50OC menggunakan air pendingin,

proses ini terjadi di tangki transformasi kristal. Kristal β berbentuk prisma heksagonal

pipih, berukuran lebih kecil, dan memiliki kestabilan yang jauh lebih tinggi daripada

kristal α.

Gambar 1.11.a. Bentuk kristal α Gambar 1.11.b. Bentuk kristal β

(Sumber: Kristanjaya/Laporan Kerja Praktek di PT. Ajinomoto Indonesia)

5. Netralisasi

Tujuan dari proses netralisasi adalah menstabilkan molekul asam amino yang masih

dipengaruhi oleh pH asam, dengan cara dinetralkan dengan NaOH 20% hingga mencapai

pH 6,7 – 7,2 dan proses ini dilakukan pada temperatur sekitar 90OC. Reaksi yang terjadi

yaitu :

C5H9O4N + NaOH C5H8O4NNa + H2O

Pada proses ini, asam glutamat direaksikan dengan NaOH menjadi monosodium

glutamate monohidrat yang selanjutnya akan dimurnikan. Proses netralisasi dilakukan

pada tangki netralisasi yang dilengkapi dengan pengaduk. Pengaduk atau agitator

berfungsi untuk mempercepat proses reaksi antara asam glutamat dan NaOH yang

ditambahkan.

6. Pemurnian atau Purifikasi

Pemurnian atau proses purifikasi merupakan tahap lanjutan dari tahap isolasi dan

merupakan tahap terakhir dari proses produksi monosodium glutamat. Tujuannya adalah

menghilangkan pengotor yang terdapat dalam monosodium glutamat. Terdapat tiga

tahapan dalam proses purifikasi, yaitu:

a. Dekolorisasi

Warna kristal pada larutan hasil netralisasi masih berwarna coklat kehitaman. Warna

tersebut karena dalam cairan hasil netralisasi masih mengandung pengotor atau

impurities sisa-sisa media fermentasi. Warna monosodium glutamat merupakan salah

satu parameter kualitas produk akhir monosodium glutamat, untuk itu diperlukan

proses dekolorisasi. Proses tersebut akan menghasilkan monosodium glutamat yang

berwarna putih. Dekolorisasi merupakan proses penghilangan kotoran yang terdapat

pada cairan hasil netralisasi dengan cara penambahan aktif karbon. Penambahan

karbon aktif dilakukan dalam tangki dekolorisasi dengan penambahan sebesar 2%

dari massa cairan. Di dalam tangki dekolorisasi juga terdapat kontrol pH untuk

32

menjaga kestabilan pH cairan hasil netralisasi yang masuk ke dalam tangki yaitu

dengan penambahan NaOH sampai pH kurang lebih 6,3. Proses dekolorisasi dilakukan

pada suhu 80oC melalui pemanasan dengan steam. Cairan yang telah ditambah

karbon aktif, dilewatkan pada alat decolorization filter yang memisahkan kembali

cairan yang telah jernih dari karbon aktif yang telah mengikat kotoran-kotoran sisa

media fermentasi. Proses ini menghasilkan cairan monosodium glutamate yang

bening.

b. Kristalisasi II

Proses kristalisasi ini adalah proses kedua yang merupakan proses kristalisasi terakhir

dalam proses produksi monosodium glutamat. Prinsip dari proses ini adalah membuat

larutan monosodium glutamat pada kondisi jenuh. Proses pemanasan mencapai

temperatur 60-70OC. Pemanasan tersebut dilakukan terus menerus hingga tercapai

tingkat kejenuhan dan mulai terbentuk kristal.

c. Separasi II

Separasi II dilakukan untuk memisahkan campuran kristal dari cairan induk,

menggunakan teknik sentrifugasi. Proses selanjutnya, kristal monosodium glutamat

yang masih dalam berbentuk kristal basah dilakukan proses pengeringan. Sementara

itu cairan induk dikristalkan dan dipisahkan kembali.

7. Pengeringan

Pengeringan umumnya dilakukan dengan udara kering panas yang dihembuskan dengan

bantuan blower, sehingga pada akhirnya kadar air kristal telah mencapai ±2% dari kadar

air sebelumnya ±4-6%. Proses selanjutnya pengeringan, kristal MSG didinginkan terlebih

dahulu dalam mesin pendingin dengan suhu 30- 40 OC. Proses tersebut menghasilkan

kristal yang stabil pada suhu ruang. Kristal yang sudah kering dan telah didinginkan

kemudian dilakukan analisis absorbance index untuk mengetahui kualitas atau mutu warna

kristal. Adapun jenis-jenis ukuran kristalnya:

a. Large Crystal merupakan kristal yang lolos ayakan berukuran 20 mesh

b. Regular Crystal merupakan kristal yang lolos ayakan berukuran 60 mesh

c. Fine Crystal merupakan kristal yang lolos ayakan berukuran 100 mesh

8. Pengemasan

Tahap akhir dari proses pengolahan monosodium glutamat adalah pengemasan. Kemasan

yang digunakan adalah plastik printing. Plastik yang digunakan adalah jenis polyethylene

untuk bagian dalam dan untuk bagian luar adalah plastik oriented polyprophylen, juga

dalam botol ukuran kecil. Untuk input monosodium glutamat ke dalam pengemas,

umumnya digunakan mesin pengemas otomatis. Alat ini bekerja secara otomatis sesuai

dengan berat yang diinginkan. Para pekerja hanya mengontrol mesin pengemas dan hasil

kemasan.

I. Mutu Produksi MSG

33

Pengendalian kualitas pada pabrik pembuatan monosodium glutamat ini meliputi:

1. Pengendalian Bahan Baku (tetes tebu)

Analisis berat jenis adalah analisis yang untuk mengetahui berat jenis tetes. Sedangkan

analisis kadar Brix adalah analisis untuk mengetahui kadar zat padat terlarut. Berat jenis

juga dipakai untuk konversi satuan liter ke kilogram.

Analisis glukosa dan sukrosa bertujuan untuk mengetahui jumlah glukosa dan

sukrosa yang terkandung dalam tetes yang akan digunakan.

2. Pengendalian kualitas proses

Pengendalian kualitas proses pada pabrik ini dilakukan dengan mengambil bahan-bahan

yang masih dalam proses diambil sampel untuk diperiksa kualitasnya. Sampel yang

diambil untuk dianalisis dari tangki pemasakan sebelum adonan dialirkan ke tangki

pembibitan, sedangkan sampel pada tangki fermentasi, dan tangki -tangki pmbuatan

MSG dengan mengambil sampel setiap 2 jam sekali untuk memeriksa brix, suhu dan

pHnya diakhir waktu fermentasi, dianalisis kadar asam glutamatnya.

3. Pengendalian kualitas produk akhir

Pengendalian kualitas produk akhir ini dilakukan pada hasil produksi yang terdiri dari

alkohol teknis dan alkohol murni. Pengambilan sampel yang dilakukan yaitu untuk

memeriksa kualitas dari MSG.

a. Kadar asam glutamat

b. Analisis Warna dan analisis kadar air

c. Analisis kristal

Rangkuman

Proses pembuatan gula kristal putih (GKP) dari batang tebu dengan menggunakan metode

penggilingan, pemurnian nira, evaporasi, kristalisasi dan sentrifugasi. Kandungan sukrosa dalam

tebu diamati terlebih dahulu menggunakan analisis Brix dan Pol. Selanjutnya dilakukan proses

penggilingan dan seterusnya sehingga diperoleh hasil akhir berupa gula kristal putih.

Proses pembuatan alkohol dari molasses dengan menggunakan metode fermentasi

menggunakan fermentor batch pada suhu 35⁰C dan tekanan atmosferis. Kandungan sukrosa dalam

molasses dikonversi terlebih dahulu hingga terbentuk alkohol. Selanjutnya dilakukan proses

fermentasi dengan menggunakan bakteri Shacaromices cereviceae.

Proses pembuatan monosodium glutamat dari molasses dengan menggunakan metode

fermentasi menggunakan fermentor batch pada suhu 35⁰C dan tekanan atmosferis. Kandungan

sukrosa dalam molasses dikonversi terlebih dahulu hingga terbentuk glukosa. Selanjutnya

dilakukan proses fermentasi dengan menggunakan bakteri Brevibacterium lactofermentum atau

Micrococcus glutamicus.

Pengayaan

1. Gula kristal putih sering dihasilkan juga dari proses rafinasi. Jelaskan bagaimana proses

pembuatan gula rafinasi! Jelaskan perbedaan antara gula tebu dengan gula rafinasi!

34

2. Alkohol dapat dibuat dari berbagai bahan baku selain tetes tebu. Jelaskan bagaimana

pembuatan alkohol dengan bahan baku selain tetes tebu!

3. Belajar melalui link internet:

a. Belajar tentang gula: https://www.youtube.com/watch?v=kuz7yAdRxNY

b. Belajar tentang alkohol: https://www.youtube.com/watch?v=-aFAat1nY_M

c. Belajar tentang pembuatan MSG: https://www.youtube.com/watch?v=cr6XoiN5q4U

Pelatihan/Tugas berbasis STEM

1. Gula kristal putih sering dihasilkan juga dari proses rafinasi. Jelaskan bagaimana proses

pembuatan gula rafinasi! Jelaskan perbedaan antara gula tebu dengan gula rafinasi!

2. Alkohol dapat dibuat dari berbagai bahan baku selain tetes tebu. Jelaskan bagaimana

pembuatan alkohol dengan bahan baku selain tetes tebu!

Uji Kompetensi

A. Soal Pilihan Ganda

Pilihlah jawaban yang paling tepat.

1. Berikut ini yang termasuk alat penggilingan tebu adalah ….

a. Cane cutter

b. Cane leveller

c. Klarifier

d. Jaw cruser

e. Rotary vaccum

2. Alat untuk mengangkut cacahan tebu dari pengilingan yaitu…

a. Belt conveyor

b. Bucket elevator

c. Cane cuter

d. Roller conveyor

e. Screw conveyor

3. Proses kristalisasi dilakukan pada stasiun …

a. Stasiun pengilingan

b. Stasiun pemurnian

c. Stasiun putaran

d. Stasiun masakan

https://www.youtube.com/watch?v=kuz7yAdRxNY

https://www.youtube.com/watch?v=-aFAat1nY_M

https://www.youtube.com/watch?v=cr6XoiN5q4U

35

e. Stasiun gilingan

4. Alat yang digunakan untuk menghilangkan kadar air pada produk yang sudah

mengkristal disebut ….

a. Clarifier

b. Defekator

c. Dryer

d. Evaporator

e. Expandeur

5. Untuk membersihkan komponen bukan gula dan meningkatkan harkat kemurnian (HK)

merupakan tujuan …

a. Proses sedimentasi

b. Proses sulfitasi

c. Proses rekarbonasi

d. Proses koagulasi

e. Proses defekasi

6. Bakteri yang digunakan pada pembuatan alkohol adalah…

a. Acetobacter xylinum

b. Bacillus tubtilis

c. Saccharomyces boulardii

d. Saccharomycess cereviae

e. Streptococcus pyogenes

7. Untuk mengurangi timbulnya buih yang terjadi selama proses fermentasi adalah…

a. Asam sulfat

b. NPK

c. Superflok

d. TRO

e. Urea

8. Bahan baku utama dalam pembuatan spiritus adalah…

a. Asam sulfat

b. Molasses

c. NPK

d. Ragi

e. Urea

9. Pembibitan pada pembuatan alkohol bertujuan untuk…

a. Memperbanyak bakteri

b. Memperbanyak larutan

c. Memperbanyak yeast

36

d. Memperbanyak molasses

e. Memperbanyak alkohol

10. Fungsi susu kapur (Ca(OH)2) pada proses pemurnian adalah…

a. Menyaring nira

b. Mengeringkan nira kental

c. Memurnikan air nira

d. Mengentalkan nira encer

e. Memucatkan warna

11. Dalam pembuatan MSG digunakan bahan baku berupa tetes tebu sebagai sumber…

a. Kalsium

b. Karbohidrat

c. Protein

d. Vitamin

e. Zat besi

12. Bakteri yang banyak digunakan pembuatan MSG adalah…

a. Brevibacterium lactofermentum

b. Lactobacillus

c. Saccharomyces cerevicae

d. Salmonella

e. Shirota strain

13. Hasil proses fermentasi pada proses fermentasi tetes gula dan bakteri adalah…

a. Asam amino

b. Asam glutamate

c. Asam klorida

d. Monosodium glutamate

e. Sodium karbonat

14. Setelah bakteri pembuatan MSG tumbuh dan berkembang biak maka kemudian bakteri

tersebut diambil untuk digunakan sebagai…

a. Agen-biolologik

b. Agen-fisika

c. Agen-kimia

d. Kimia

e. Mikrobiologi

15. Monosodium glutamate juga dikenal sebagai…

a. Amino

b. Asam stearate

c. Natrium glutamate

d. Natrium hidroksida

37

e. Sianida

B. Soal Esai

Jawablah dengan tepat dan benar.

1. Hasil samping dari stasiun putaran adalah…..

2. Pada proses pembibitan dimasukkan gula kedalam pan masakan kemudian melakukan proses

pembesaran Kristal, bibit gula yang digunakan disebut….

3. Tujuan dari proses sulfitasi adalah …..

4. Dari segi kualitas, tebu yang baik secara umum memenuhi tiga persyaratan yaitu….

5. Pada proses evaporasi untuk dapat menguapkan air pada nira menggunakan steam yang

suhunya kurang dari 100 ◦C maka diperlukan proses …

6. Menetralakn kelebihan air kapur pada nira ,sehingga PH mencapi 7,2-7,4 dan untuk

membantu terbentuknya endapan kalsium sulfit adalah tujuan dari…..

7. Proses kristalisasi dilakukan dengan mereaksikan nira dengan….

8. Gula yang dihasilkan ,dikeringkan di talang goyang dan disertai hembusan ……

9. Setelah proses masakan cukup, selanjutnya hasil pembibitan gula dialirkan ke….

10. Pengeringan gula dilakukan dengan penyemprotan uap panas dengan suhu ……

C. Soal Esai Uraian

Jawablah dengan ringkas dan benar.

1. Jelaskan hasil utama dan hasil samping dari proses pengilingan tebu?

2. Jelaskan tujuan dari proses defekasi?

3. Jelaskan prinsip kerja dari Rotary vaccum filter pada pengolahan nira tapis?

4. Jelaskan prinsip kerja menara distilasi pada pabrik alkohol?

5. Gambarlah dan jelaskan secara singkat DAP proses pembuatan alkohol

proses industri kimia kelas xii · buku proses industri kimia kelas xii (c3) ini disusun...

Documents