PROSES INDUSTRI KIMIA KELAS XII · Buku Proses Industri Kimia Kelas XII (C3) ini disusun...
Transcript of 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)
Kompetensi Dasar ............................................................................................. 32
Tujuan Pembelajaran ........................................................................................ 32
Materi Pembelajaran ......................................................................................... 32
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
Pelatihan/Tugas berbasis STEM ........................................................................ 49
Uji Kompetensi ................................................................................................. 50
BAB 3 INDUSTRI PEMBUATAN LEMAK DAN MINYAK DARI KACANG-KACANGAN
(KACANG TANAH DAN KACANG KEDELAI)
Kompetensi Dasar ............................................................................................. 54
Tujuan Pembelajaran ........................................................................................ 54
Materi Pembelajaran ......................................................................................... 54
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
Kompetensi Dasar ............................................................................................. 72
Tujuan Pembelajaran ........................................................................................ 72
Materi Pembelajaran ......................................................................................... 72
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
Kompetensi Dasar ............................................................................................. 94
Tujuan Pembelajaran ........................................................................................ 94
Materi Pembelajaran ......................................................................................... 94
A. Peranan Industri Minyak Bumi ................................................................... 94
B. Proses Pengolahan Minyak Bumi .............................................................. 97
C. Hasil Produksi Pengolahan Minyak Bumi ................................................... 103
Rangkuman ....................................................................................................... 104
Pengayaan ........................................................................................................ 105
Pelatihan/Tugas berbasisi STEM ....................................................................... 105
Uji Kompetensi ................................................................................................. 105
BAB 6 INDUSTRI PENGOLAHAN KARET ALAM DAN SISTETIS
Kompetensi Dasar ............................................................................................. 109
Tujuan Pembelajaran ........................................................................................ 109
Materi Pembelajaran ......................................................................................... 109
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
Pelatihan/Tugas berbasisi STEM ....................................................................... 118
Uji Kompetensi ................................................................................................. 118
BAB 7 INDUSTRI PENGOLAHAN POLIMER, PLASTIK DAN RESINS
Kompetensi Dasar ............................................................................................. 122
Tujuan Pembelajaran ........................................................................................ 122
Materi Pembelajaran ......................................................................................... 122
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
Pelatihan/Tugas berbasisi STEM ....................................................................... 140
Uji Kompetensi ................................................................................................. 140
BAB 8 INDUSTRI PROSES ELEKTROPLATING
Kompetensi Dasar ............................................................................................. 144
Tujuan Pembelajaran ........................................................................................ 144
Materi Pembelajaran ......................................................................................... 144
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
Pelatihan/Tugas berbasis STEM ........................................................................ 152
Uji Kompetensi ................................................................................................. 152
BAB 9 INDUSTRI PEMBUATAN BAHAN BAKAR NABATI
Kompetensi Dasar ............................................................................................ 156
Tujuan Pembelajaran ........................................................................................ 156
Materi Pembelajaran ......................................................................................... 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
Pelatihan/Tugas berbasis STEM ........................................................................ 168
Uji Kompetensi ................................................................................................. 171
BAB 10 PENGOLAHAN LIMBAH CAIR
Kompetensi Dasar .......................................................................................... 175
Tujuan Pembelajaran ........................................................................................ 175
Materi Pembelajaran ......................................................................................... 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
(Sumber: Wahid Sujarwo)
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
(Sumber: Wahid Sujarwo)
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
(Sumber: Wahid Sujarwo)
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
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