makalah manling gula
TRANSCRIPT
Manajemen Lingkungan industri
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Gula merupakan produk agroindustri yang memiliki peranan dalam
pemenuhan kebutuhan pokok manusia. Produk ini tidak dapat dipisahkan
dalam berbagai pengolahan makanan sebagai komposisi utama yang dibuat
dalam berbagai produk makanan baik skala industri maupun pengolahan
makan yang dibuat sehari-hari.
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi semakin pesat, seiring
dengan perkembangan di berbagai bidang. Salah satunya di bidang industri.
Industri merupakan kegiatan orang dengan mesin utama dan alat pendukung
lainyan untuk menghasilkan suatu produk
Kegiatan produktif seperti industri dan pertanian yang utamanya bertujuan
untuk meningkatkan taraf hidup manusia, tidak jarang menghasilkan limbah
yang mencemari lingkunan. Dengan meningkatnya tuntutan masyarakat dan
komsumen terhadap lingkungan, maka keberhasilan suatu kegiatan produksi
(misal pertanian dan indsutri) dalam meminimalkan limbahnya menjadi satu
kriteria penting dalam persaingan.
Teknologi produksi bersih (cleaner production) dan penanganan limbah
merupakan alternative yang lebih baik dalam meminimalkan limbah. Produksi
bersih pada dasarnya merupakan suatu strategi pengelolaan lingkunagan yang
bersifat preventif dan terpadu yang diterapkan secara terus menerus pada
proses produksi, produk dan jasa sehingga mengurangi terjadinya resiko
terhadap manusia pada lingkungan serta dapat meminimumkan biaya
produksi. Sedangkan proses penangann limbah adalah suatu cara untuk
mengolah limbah, sehingga limbah yang di keluarkan tidak berbahaya
terhadap lingkungan, manusia dan mahluk hidup lainya seperti
mikroorganisme , kondisi tanah, sumber aquatik dan lain-lain.
1
Manajemen Lingkungan industri
B. Tujuan
Mempelajari teknologi pengolahan dan proses produksi gula tebu, serta
meningkatkan wawasan pengetahuan dan melatih keterampilan dalam
menganalisis limbah dan cara penanganan limbah yang di hasilkan oleh suatu
industri.
2
Manajemen Lingkungan industri
II. TEKNOLOGI PROSES PRODUKSI
A. Bahan Baku dan Bahan Pembantu
1. Bahan Baku
Tanaman tebu merupakan tanaman perkebunan semusim dimana di
dalam banyangnya terdapat suatu cairan yang memiliki rasa manis yang
disebut nira. Nira inilah yang kemudian akan diolah menjadi gula.
Tebu merupakan tanaman yang termasuk dalam kelas
Monocotyledon, ordo Glumaceae, keluarga Gramineae dan grup
Andrpoganeae (Husz, 1972) dan tumbuh dengan baik di daerah beriklim
panas. Bagaian tanaman tebu yang diambil untuk pembuatan gula adalah
batang. Batang tebu berdiri lurus dengan diameter batang 3-4 cm dan
tinggi 2-5 m serta tidak bercabang. Menurut Notojoewono (1970) batang
yang tumbuh normal, panjang ruas dari bawah ke atas semakin panjang
sampai di tengah dan kearah atas semakin pendek. Untuk menghasilkan
tebu berkualitas tinggi, pemanenan merupakan tahapan yang paling
penting dalam penganganan tebu. Semakin mendekati umur panen maka
semakin tinggi kadar sukrosanya dan sebaliknya terjadi penurunan kadar
glukosan dan fruktosa; tetapi setelah melewati umur paen, kadar sukrosa
akan turun (Goutara dan Wijandi, 1975;Martoharsono, 1978)
Tebu yang memiliki kualitas baik akan menghasilkan nira yang
baik dan dapat terkonversi menjadi Kristal gula dengan baik pula. Tebu
yanb baik untuk dipanen adalah tebu yang memiliki usia tanam sekitar 10
bulan. Sebelum tebu tersebut dipanen untuk produksi menjadi gula, lebih
dahulu di lakukan analisa pendahuluan terhadap nira tersebut.
Menurut Martoharsono (1978) menyatakan kemasakan tebu dapat
dilihat dari dua aspek yaitu umur tanaman dan jumlah sukrosa dalam nira.
Untuk mengetahui saat penebangan sampai memperoleh rendemen gula
yang tinggi, dilakukan analisa pendahulan dengan mengukur kadar air dan
harkat kemurnian nira tebu. Analisa pendahuluan dilakukan pada tanaman
3
Manajemen Lingkungan industri
tebu tang dianggap hampir masak kemudian dianalisa sampai diperoleh
kadar gula yang tinggi (Gountara dan Wijandi, 1975; Martoharsono 1978).
Tebu yang akan diekstrak menjadi nira bukanah keseluruhan
bagian tebu, tetapi ahnya bagian batang saja. Sekitar 15 cm dari akar dan
10 cm dari pucuk dau tebu. Bagian batang tebu inilah yang akan diekstrak
berikut juga dengan kulit tebu itu sendiri. Bagian batang tebu yang akan
diproses adalah batang dengan kandungan gula sukrosa sekitar 10%.
Sukrosa merupakan hasil sintesis biokimia dari dua buah monosakarida
yaitu fruktosa dan glukosa. Proses fotosintesis yang terjadi sebagai
berikut:
6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2
2 (C6H12O6) C12H22O11 +H2O
Glukosa fruktosa
Glukosa dan fruktosa yang diperoleh dari reaksi di atas dinamakan
gula tunggal atau monosakarida. Pemanasan sukrosa pada titik lebur
menyebabkan sukrosa larut dan tidak ada perpecahan, pemanasan
selanjutnya akan membentuk caramel. Reaksi yang terjadi sebagai berikut:
C12H22O11 Karamel +CO2 +H2O
Hidrolisa sukrosa menjadi inert, dapat terjadi karena adanya
mikroorganisame yang melepaskan enzim interface. Enzim ini
menyebabkan nira menjadi lebih asam karena gula inert hasil hidrolisis
pecah menjadi asam organik. Larutan alkali yang tidak pekat digunakan
dlam pembuatan gula reduksi shingga dapat mempengaruhi kandungan
sukrosa, tetapi gula reduksi yang juga terkandung dalam nira tidak tahan
terhadap sukrosa alkali suhu tinggi karena menyebabkan perpecahan
menjadi asam organic. Larutan asam sukrosa mengalami perpecahan
menjadi glukosa dan fruktosa. Untuk itu proses perlu idatu seoptimal
mungkin dengan cara:
4
Manajemen Lingkungan industri
- PH di atur agar tidak terlalu randah ataupun tinggi. Pada pH turun
terjadi hidrolisa sukrosa dan pH tinggi terjadi pemecahan
monosakaraida.
- Pemanasan harus pada suhu optimum, karena walau suhu yang tingi
dapat mempercepat proses reaksi tetapi akan membentuk karamelisasi
- Untuk mengurangi jumlah sukrosa yang terhidrolisis maka waktu
proses harus di percepat (Gautara, 1975).
Selain bahan baku utama, bahan baku penunjang juga sangat
dibutuhkan dalam pembuatan gula yaitu:
- Kapur
Kapur merupakan bahan dasar pembuatan susu kapur (Ca(OH)2).
Tujuan pembuatan susu kapur adalah mengendapkan kotoran-kotoran
dan bahan-bahan lain yang bereaksi dengan fosfat dan membentuk
garam kalsium fosfat sehingga proses pemisahan nira dan kotoran
menjadi lebih mudah. Penambahan susu kapur juga bertujuan guna
menaikkan pH nira yang asam, yang dapat memicu tumbuhnya
mikroba dan berpotensi menimbulkan korosi pad pipa penyalur nira
yang terbuat dari logam Fe. Susu kapur ditambahkan sebelum proses
ekstraksi nira pada proses defekasi. Istilah kapur dapt digunakan
terhadap dua senyawa kalsium yaitu kapur tohor (CaO) dan susu kapur
(CA (OH)2) dengan cara pembuatan sebagai berikut:
CaCO3 CaO +CO2
Kalsium karbonat kapur tohor
CaO + H2O Ca (OH)2
Kapur tohor susu kapur
Susu kapur merupakan senyawa basa komersial yang murah dan
relative basa kuat. Menurut Nur et.al (1987) susu kapur digunakan
untuk pembuatan senyawa yang lainnya, bubuk pemucat dalam
5
Manajemen Lingkungan industri
pemurnian nira, menyamakan kulit dan pelunakan air. Aktivitas
kimianya tergantung pada konsentrasi efektif dari ion Ca++ dan OH-.
Pada prinsip penambahan kapur dalam nira menyebabkan kenaikan
Ph akibat ion OH. Perubahan ini berpengaruh pada derajat ionisasi
asam dan pengendapan biokoloid (Goutara dan Wijiandi, 1975;
Martoharsono, 1977).
- Belerang (SO2)
Digunakan sebagai bahan baku pembuatan gas SO2 yang berfungsi
untuk menetralkan susu kapur dalam nira pada proses sulfitasi,
memperlambat pembentukan warna karena pengaruh reduksi asam
sulfat. Menurut Supriyadi (1992) melaporkan pencegahan pencoklatan
oleh senyawa sulfit sebagai berikut: (1) sulfit beraksi dengan gugus
karbonil aktif dari gula preduksi sehingga interaksi antar amin –gula
tidak terjadi; (2) sulfit berperan sebagai antioksidan sehingga tidak
terjadi oksidari asam askorbat; (3) slfit akan memucatkan pigmen
coklat sehingga mengurangi intensitas pembentukan warna.
- Flokulan
Digunakan untuk mempercepat proses penggumpalan halus
sehinnga proses pengendapan lebih baik. Ditambahkan pada door
clarifier.
- Fondant
Merupakan bahan kimia dalam bentuk Kristal halus dengan ukuran
diameter kurang lebih 0,05 mm dan berwarna putih. Digunakan untuk
membentuk Kristal pada produk gula D2.
- Soda Kaustik (NaOH)
Soda kaustik digunakan unuk membersihkan kerak-kerak yang
terbentuk pada pipa-pipa dan tangki evaporator. Kerak tersebut dapat
6
Manajemen Lingkungan industri
mengganggu proses pemanasan dan menghambat transfer panas
sehingga proses penguapan menjadi tidak efisien.
- Tawas
Tawas digunakan untuk membantu mengendapkan dan
membersihkan kotoran yang terdapat pada air yang akan dipergunakn
untuk keperluan proses dalam pabrik.
2. Sarana dan Fasilitas Produksi
Sarana dan fasilitas produksi sangat pentig untuk kelancaran
kegiatan produksi. Adapum sarana dan fasilitas yang diperlukan antara
lain:air, uap, listrik dan bahan bakar.
a. Air
Air merupakan factor utama yang paling penting untuk proses
produksi. Air yang digunakan dapat berasal dari air kali, air pam dan
air sumur.
b. Uap
Uap merupakan sumber panas dan energy yang dibutuhkan pada
setiap proses produksi. Uap yang dihasilkan dari boiler yang awalnya
air dididhkan terlebih dahulu sampai temperature tertentu. Uap ini
digunakan untuk menggerakkan mesin uap yang ada pada stasiun
gilingan, pemurnian, penguapan, masakan dan palung pendingin.
c. Listrik
Listrik digunakan untuk beberapa keperluan antara lain untuk
mesin chopper shadder yang berfungsi untuk memotong tebu
menggunakan turbin, untuk stasiun puteran, untuk penerangan kantor
dan pabrik serta penggerak mesin atau pompa dalam pabrik.
d. Bahan Bakar
Bahan bakar yang digunakan adalah ampas dan ido. Ampas
diperoleh dari hasil gilingan yang dikeringkan kemudian digunakan
sebagai sumber energy uap. Begitu pula dengan IDO, digunakan untuk
7
Manajemen Lingkungan industri
bahan bakar mesin uap. Penggunaan IDO ini lebih murah daripada
solar.
B. Proses Produksi
Proses pengolahan tebu menjadi gula terdiri dari beberapa tahap,
yaitu: stasiun persiapan, stasiun penggilingan, stasiun pemurnian, stasiun
evaporasi, stasiun kristalisasi, stasiun putaran, dan stasiun penyelesaian.
Dalam proses pembuatan gula, ada beberapa tahapan yang harus dilalui antara
lain:
1. Stasiun Persiapan
Tebu dari lahan setelah ditebang dibawa ke stasiu persiapan untuk
ditimbang. Fungsi stasiun persiapan adalah untuk menjaga agar tebu yang
telah dipanen dan siap untuk digiling tidak mengalami keterlambatan serta
menjaga tersedianya tebu yang siap untuk diproses sehingga proses
produksi dapat berjalan dengan lancer.
Tebu berasal dari perkebunan diangkut oleh truk dan lori menuju
penimbangan. Untuk tebu yang di angkut truk, pertama- tama ditimbang di
timbangan bruto . selanjutnya tebu dipindahkan ke lori untuk dibawa ke
stasiun penggilingan, dan truk tanpa tebu tersebut ditimbang lagi untuk
mendapatkan timbangan netto. Kedua alat penimbangan tersebut
menggunakan system komputerisasi. Pemindajan tebu dari truk ke lori
dengan kapasitas antara 8-10 ton dilakukan dengan menggunakan alat cane
crane.
Tebu tebu yang akan masuk ke stasiun penggilingan dari lori
diangkat ke cane table dengan bantuan cane hoist. Masing-masing cane
table di lengkapi dengan leveler yang berfungsi sebagai pengatur jumlah
tebu yang jatuh di cane carrier dan diteruskan menuju unigerator.
Unigerator dengan menggunakan pisau-pisau yang berputar akan
8
Manajemen Lingkungan industri
memotong dan memecah pembuluh-pembuluh tebu tapa terjadi pemerahan
nira. Pemecahan pembuluh-pembuluh tebu tersebut bertujuan ujtuk
merusak struktur parenkim tebu serta memperluas permukaannya agar
mudah untuk diekstraksi.
2. Stasiun Penggilingan
Proses di stasiun penggilingan ini bertujuan untuk mengekstraksi
nira mentah dari tebu, memisahkan nira mentah dari ampas tebu, dan
menimbang hasil nira mentah sebelum masuk ke stasiun pemurnian. Alat
penggilingan tebu yang digunakan disusun dalam suatu rangkaian yang
berjumlah lima unit, tiap unit terdiri dari tiga buah roller mill yang
permukaannya beralur dan berbentuk V terbalik dengan sudut 30o. rol
bagian atas berfungsi mengatur kapasistas gilingan. Pada rol atas dipasang
pemberat pada bagian samping penggilingan yang berdasarkan asas
mekanika fluida. Pemberat ini berfungsi untuk meningkatkan daya peras
rol.
Proses ekstarksi dilakukan sebanyak lima kali agar diperoleh nira
maksimal. Serpihan-serpihan tebu masuk kegilingan pertama, nira perahan
pertama yang diperoleh langsung disaringa dengan saringan tembaga dan
ditampung di bak penampung. Lalu ampasnya dengan IMC (inter Mediate
Carrier) dibawa menuju gilingan kedua. Nira dari gilingan kedua
diimbibisi oleh nira hasil gilingan ketiga dan air imbibisi. Ampas dari
gilingan kedua masuk ke gilingan ketiga dan air imbibisi. Ampas dari
gilingan kedua masuk kegilikgan ketiga dengan imbibisi oleh nira hasil
gilingan keempat dan air imbibisi. Ampas dari gilingan ketiga masuk
kegilingan keempat dengan diimbibisi oleh air imbibisi. Ampas dari
gilingan keempat masuk kegilingan kelima dengan diimbibisi oleh air
imbibisi. Kemudian ampas dari gilingan kelima dibawa dengan elevator
menuju ke separator untuk dipisahkan antara yang kasar dengan yang
halus. Ampas yang kasar dibawa ke stasiun ketel untuk digunakan sebagai
bahan bakar, sedangkan ampas yang halus digunakan sebagai bahan
pencampur dalam proses filtrasi nira koto di rotary bacum filter.
9
Manajemen Lingkungan industri
Air imbibisi yang ditambahkan pada stasiun penggilingan berkisar
antara 20-30% dari bobot tebu. Tujuan penambahan air imbibisi ini adalah
untuk mempertinggi daya ekstraksi sehingga gula dalam ampas dapat di
keluarkan semaksimal mungkin. Nira dari gilingan keempat dan kelima
pada penampung ditambah dengan air kapur dengan konsentrasi 1-2% Be/
penambahan air kapur ini bertujuan untuk mencegah penurunan pH nira
yang bias menyebabkan terhidrolisisnya sukrosa menjadi gula-gula
sederhana sehingga rendemen yang dihasilkan menurun.
3. Stasiun Pemurnian
Stasiun pemurnian berfungsi untuk mendapatkan nira encer yang
memiliki kualitas dan kuantitas yang baik dengan cara menghilangkan
seba yak mungkin zat yang bukan gula (kotoran) yang terkandung dalam
nira mentah. Menurut Goutara dan Wijandi (1981), pemurnian atau
purifikasi bertujuan untuk menghilangkan atau membuang bahan (zat)
organic dan anorganik bukan gula yang terdapat dalam nira mentah
dengan cara kimia dan fisika sehinmgga akan diperoleh kadar sukrosa
yang maksimun dalam nira tersebut.
Nira mentah yang keluar dari stasiun penggilingan bersifat asam
(pH 5,3-5,5), keruh, berwarna hijau agak kecolatan dan masih
mengandung kotoran baik berupa koloid (serat, tanah, lilin) maupun
larutan (protein). Dalam proses pemurnian, bahan-bahan bukan gula yang
terdapat pada nira mentah tersebut akan dihilangkan dengan cara kimiawi
maupun fisika sehingga diperoleh kadar sukrosa maksimum. Zat yang
terdapat dalam nira antara lain yaitu zat organik (zat lilin, protein dan
pentosan), bahan anorganik (CaO, MgO, P2O5, Fe2O3, dan AL2O3) serta
abu yang tak larut HCL (serat, liat, dan pasir).
- Penyaringan
Pada tahap penyaringan ini dilakukan pembuangan kotoran-
kotoran yang masih terdapat pad nira mentah hasil ekstraksi seperti
pasir, serat, tanah, dan bahan lainnya yang menggumpal. Penyaringan
10
Manajemen Lingkungan industri
pertama kali dilakukan di stasiun penggilingan, yaitu penyaringan
untuk memisahkan ampas dan nira dengan menggunakan plat datar
dari tembaga. Nira mentah dari gilangan pertama dan kedua
selanjutnya disaring dengan menngunakan DSM screen. DSM screen
terbuat dari kuningan yang berbntuk datar dengan lubang-lubang yang
mempunyai diameter 0,1-0,7 mm dan jumlahnya sekitar 260-400
lubang perinci persegi.
- Pemanasan pendahuluan I (Voor Warmer I)
Nira dari timbangan buologen dialirkan menuju pemanas I. nira
dipanaskan degan uap yang suhunya sekitar 70-75 oC. suhu tidak boleh
melebihi 750C untuk menghindari terjadinya gula gosong dan gula
incersi karena pH nira masih rendah. Tujuan dari pemanasan ini adalah
untuk mempercepat reaksi anyara susu kapur dengan nira. Selain itu
pemanasn juga berfungsi untuk mematikan mikroorganisma terutama
bakteri asam susu yang mereduksi sukrosa menjadi monosakaraida
(glukosa dan fruktosa) sehingga menurunkan produksi gula.
- Defekasi
Defekasi merupakan proses pemurnian nira dari kandungan bahan
bukan gula dengan menggunakan kapur sebagai pereaksinya. Defekasi
biasanya dilakukan 2 kali dengan tujuan untuk meningkatkan
kemurnian nira, mencegah terjadinga inverse sukrosa, dan
menghilangkan koloid serta bahan bukan gula sekaligus
menggumpakan kotoran dalam nira.
- Sulfitasi
Nira yang keluar dari defecator II masih bersifat basa dengan pH
8,6. Kenaikan baasa menyebakan hidrolisis protein dan akan
melarutkan kembali protein dan koloid dalam nira. Untuk mencegah
hal tersebut di tambah dengan gas SO2 untuk menetralkan pH-nya
menjadi 7,2. Selain itu penambahan gas SO2 juga bertujuan untuk
11
Manajemen Lingkungan industri
mengendapakan ion Ca 2+ membentuk CaSO3 dan memucatkan nira.
Endapan CaSO3 ini dapat mengabsorbsi kotoran-kotoran halus.
- Pemanasan Pendahuluan II (Voor Warmer II)
Nira mentah dari sulfitasi dialirkan ke pemansan II dengan suhu
sekitar 100 0C. tujuan ini adalah: - mempermudah pengeluaran gas
yang terdapat dalam nira, meng-inaktifkan mikroorganisme yang
masih tertinggal dalam nira, dan, mempercepat proses pengendapan.
- Pengendapan
Nira dari pemanasan II dialirkan ke exspandeur. Ekspandeur ini
merupakan bejana pengambang yang dihubungkan dengan udar luar
dengan tujuan untuk mengeluarkan gas-gas yang terdapat dalam nira.
Gas-gas ini membentuk gelmbung udara yang mempunyai sifat
berlawanan dengan pengendapan sehingga akan menggangu proses
pengendapan.
Tujuan penngen dapan adalah mengendapkan kotoran-kotoran
yang terdapat dalam nira. Untuk mempercepat pengumpalan kotoran-
kotoran yang terlarut maka ditambahkan flokulan dengan jenis
superfloc A-100 sebanyak 3 ppm
- Penyaringan Nira Kotor
Nira kotor dari door clarifier dialirkan ke mixer dan di campur
dengan ampas halus dari gilingan. Campuran nira kotor dan ampas
halus dari mixer di masukkan ke rotary drum vacumm filter. Rotary
Vacumm filter akan menghisam cairan sambil berputar dengan
kecepatan 0,2-0,5 rpm dan tekan 30-50 cmHg. Ampas yang tertahan
dipermukaan saringan berbentuk cake dan biasanya di sebut blotong.
4. Stasiun Evaporasi
Pada stasiun evaporator terjadi pemekatan nira encer dengan 15%
menjadi nira kental dengan brix 64-65%. Kerena nira jernih dari
pengendapan masih berbentuk encer dan mengandung air, maka untuk
12
Manajemen Lingkungan industri
menghilang air tersebut nira jernih di uapkan sehingga menjadi nira kental.
Sebelum masuk ke evaporator, nira jernih dipanaskan terlebih dahulu pada
pemanas III dengan suhu 100-1050C untuk mempermudah penguapan.
Proses penguapan dilakukan dalam waktu yang relative singkat
dengan aliran nira yang kontinyu dan suhu yang tidak terlaku tinggi agar
tidak terjadi karamelisasi dan pembentukan kerak yang lebih banyak
didinding evaporator. Pembersihan evaporator dilakukan setiap tiga hari
sekali dengan menggunakan Na3PO4 dan NaOH, Na3PO4, dan NaOh
dimasukkan ke dalam evaporator dengan ditambah air, lalu dipanaskan
dengan uap baru pada suhu 3000C.
Nira kental yang keluar dari evaporator akhir berwarna gelam
sehingga nira perlu dipucatkan sebelum dimasak pada pan masakan. Nira
kental dialirkan ke tangki sufitir, kemudian ditambahkan gas DO2 pada
suhu 750C untuk menghilangkan warna gelap pada nira atau berfungsi
sebagai bleaching. Selain itu juga dapat menurunkan pH nira menjadi 5,4
alu nira di teruskan ke peti tunggu pemasakan.
5. Stasiun Kristalisasi
Proses kristalisasi bertujuan untuk mengkristalkan sukrosa dalam
nira kental sebanyak mungkin dengan hasil yang berukuran seragam dan
murni. Pada pan masakan terjadi proses penguapan untuk membuat nira
kental menajdi lewat jenuh sehingga sukrosa mengkristal. Oleh karena itu
untuk menghindari rusaknya sukrosa proses dilakukan pada tekanan
vakum 60 cm Hg dan suhu pemanasan sekitar 60-700C. untuk
mendapatkan produk yang baik dan mengurangi kehilangan gula maka
proses memasak dilakukan secara bertingkat, yaitu menggunakan system
masakan tiga tingakt yaitu masakan A, C, dan D.
- Masakan A
Masakan A dibuat untuk memperoleh Kristal gula sebanyak
mungkin dengan HK setinggi-tingginya dengn ukuran yang seragam
13
Manajemen Lingkungan industri
sebagai produk yang menjadi gula SHS 1A. masakan A terdiri dari nira
kental dan bibit, dimana bibit berasal dari pan pembibitan masakan A.
- Masakan C
Masakan C terdiri dari stroop A, nira kental dan gula D2. Gula D2
digunakan sebagai inti Kristal masakan C. Secara umum proses
pemasakan/ kristalisasi masakan C sama seperti masakan A. Hasil dari
pan masakan C dipompan ke palung pendinginan C dan selanjutnya
diputar pada putaran C. Gula C yang dihasilkan dalam proses
selanjutnya akan digunakan sebagai bibit untuk masakan A. Ukuran
Kristal gula yang dihasilakan masakan C lebih kecil dari masakan A.
lama waktu pemasakan pada masakan C adalah 3-4 jam.
- Masakan D
Masakan D terdiri dari stroop C, klare D2 dan bibit, dimana bibit
berasal dari nira kental, stroop S dan fondan yang sudah dimasak
selama kurang lebih 3 jam. Fondang merupakan gulan dengan ukuran
Kristal halus (0,005 mm). cara masakan D ini sama dengan proses
pemasakan pada masakan A dan C. proses kristalisasi pada masakan
D berlangsung selama 6-8 jam.
- Masakan bibit
Masakan bibit berasal dari gula D2, nira kental, dan klare SHS.
Nira kental dimasak sampai mencapai konsentrasi daerah labil
kemudian ditambah gula D2 dengan jumlah tertentu, campuran ini
kemudian dimasak hingga lewat jenuh kemudah ditambahkan lagi nira
kental dan klare SHS dalam jumlah tertentu secara bertahap sampai
volume maksimal, kemudian dimasukkan ke palung pendinginan.
Pada palung pendingin ini akan terjadi proses pendinginan lambat
dan proses kristalisasi lanjut yang berakri akan terbentuk Kristal gula
degan sendirinya. Kristalisasi lanjut terjadi karena adanya
keseimbangan antara keanaikan nilai kejenuhan akibat pendingan
dengan turunya nilaei kejenuhan karena penemp[elan sukrosa pada
14
Manajemen Lingkungan industri
Kristal. Palung pendingan terbuat dari plat bertbenntuk U memanjang
dan terbuka pada bagian atas yang didalamnya dilengkapi pengaduk.
Tujuan pengadukan adalah suapaya dapat bercampuran homogeni dan
tidak mengeras.
6. Stasiun Putaran
Masakan dari palung pendingan dialirkan menuju stasiun putaran.
Pada stasiun putaran gula dipisahkan dari campurannya (stroop dan klare)
dengan menggunakan alat putaran yang bekerja dengan gaya sentry fugal
dan kecepatan tinggi. Gaya sentrifugal akan melempar masakan kediding
saringan yang ada di dalam putaran sehingga Kristal guala akan tertinggal
di saringan, sedangkan stroopnya akan keluar melalui saringan. Untuk
menghilanngkan stroop yang masih menempel pada Kristal gula dilakukan
dengan pencucian degan air dalaem jumlah tertentu.
7. Stasiun Penyelesaian
Kondisi gula SHS 1A yang keluar dari stasiun putaran masih
lembab dan memiliki kadar air yang tinggi. Gula yang mengandung air
akan lebih mudah rusak disbandingkan degan gula kering, shingga gula
perlu dikeringkan terlebih dahulu sebelum di kemas dan disimpan agar
tidak cepat rusak dan tahan lama.
15
Manajemen Lingkungan industri
III. PROSES PENANGANAN LIMBAH
Proses penanganan limbah merupakan suatu cara untuk mengolah limbah
yang dihasilkan pada setiap proses produksi sehingga limbah yang dikeluarkan
tidak berbahaya terhadap lingkungan sekitar, manusia, dan makhluk hidup lain
seperti mikroorganisme dan tumbuhan. Setiap industri harus memiliki sarana
penanganan limbah dan mengolahnya dengan baik. Apabila industri tidak
menangani limbah dengan baik dan sempurna akan mengakibatkan masalah dan
konflik terhadap lngkungan sekitar.limbah yang dihasilkan pada industri gula
antara lain blotong dan ampas yang masih bias dimanfaatkan menjadi kompos dan
bahan bakar ketelan, lombah cair dimanfaatkan oleh industri spirtus, kecap dan
mecin sebagai bahan baku.
Ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam menangani masalah
limbah antara lain:
1. Jenis dan karakteristik limbah
Masalah limbah menjadi topik utama yang dibicarakan dan dibahas oleh
para pemerhati lingkungan. Banyak perusahaan yang ditutup karena proses
penanganan limbah yang tidak baik. Limbah merupakan sisa dari hasil kegiatan
yang tidak memiliki nilai ekonomis. Pada umumnya limbah berasal adri rumah
tangga, pertanian, industri, dan lain-lain. Secara umum limbah bias menjadi
tiga macam yaitu :
Limbah padat
Istilah limbah padat atau sampah memiliki arti yang kurang lebih sama,
walaupun istilah sampah lebih sering digunakan. Limbah padat atau merupakan
bahan sisa, baik bahan yang sudah tidak digunakan lagi (barang bekas) maupun
bahan yang sudah diambil bagian utamanya dan ditinjau dari segi social
ekonomi tidak ada harganya, jika dilihat dari segi lingkungan dapat
menyebabkan pencemaran dan gangguan kesehata (Hadiwiyoto,1983). Limbah
padat dapat digolongkan menurut sumber penghasilnya, misalnya limbah
domestic yaitu limbah yang berasal dari rumah tangga, kantor, pasar, industri,
16
Manajemen Lingkungan industri
jalan dan pembongkaran gedung atau konstruksi. Penggolongan juga dapat
dilakukan berdasarkan sifat limbah padat, misalnya sampah organic dan
anorganik. Selain itu dapat digolongkan sebagai limbah padat yang mudah
terbakardan tidak mudah terbakar, limbah mudah busuk dan tidak mudah
busuk (Davis dan Corn Well, 1989).
Pada industri gula limbah padat yang dihasilkan berupa blotong dan ampas
yang dapat diolah menjadin kompos dan bahan bakar untuk ketelan.
Limbah cair
Besarnya jumlah limbah yang dihasilkan ternyata menimbulkan problem
yang sangat rumit, disatu sisi industrialisasai berhasil meningkatkan taraf hidup
masyarakat tetapi disisi lain terjadi kerusakan lingkungan yang cukup besar.
Kerusakan lingkungan yang disebabkan oleh limbah cair hanya menimbulkan
kerusakan pada lokasi terbatas. Untuk menangani limbah cair, dlikaukan
treatment khusus misalnya dibuatkan kolam khusus penanganan limbah,
mendaur ulang limbah tersebut. Berdasarkan sifat fisik, analisa sifat-sifat air
limbah dapat dibagi menjadi tiga yaitu :
a. Sifat fisik (zat padat, warna, kekerhan, temperature, baudan rasa
b. Sifat kimia (bahan kimia (BOD,COD), DO,pH, phenol, deterjen)
c. Sifat biologis (biota perairan dan mikroorganisme)
Tujuan utama pengolahan air limbah adalah untuk mengurangi BOD dan
membunuh mikroorganisme pathogen atau berbahaya. Selain itu diperlukan
tambahan pengolahan untuk menghilangkan komponen beracun dan bahan-
bahan yang tidak dapat terdegradasi.
Limbah gas
Pencemaran udara merupakan keberadaan diatmosfer dari satu atau lebih
kontaminan udara dalam jumlah atau karakteristikdalam selang waktu tertentu
akan menimbulkan bahaya terhadap kesehatan masyarakat dan lingkungan
disekitarnya (Corbit, 1990). Kontaminan udara dapat dikategorikan sebagai
bahan partikulat dan gas-gas meliputi debu, asap dan uap.
17
Manajemen Lingkungan industri
Sumber polusi udara dapat diklasifikasikan menjadi 8 kategori, yaiu
industri, pembakaran bahan bakar minyak untuk sumber panas dan tenaga,
pembakaran sampah, aktivitas masyarakat dan sumber alami (misalnya gunung
meletus dan lain-lain).
Yang termasuk dalam pencemaran udara antara lain :
o Kebisingan merupakan bunyi yang tidk diinginkan dari usaha atau kegiatan
dalam tingkat dan waktu tertentu yang dapat menimbulkan gangguan kesehatan
manusia dan kenyamanan lingkungan.
o Getaran mekanik merupakan getaran yang ditimbulkan oleh sarana dan
peralatan kegiatan manusia.
o Kebauan merupakan bau yang tidak diinginkan dalam waktu tertentu yang
dapat mengganggu kesehata manusia dan kenyamanan lingkungan.
o Ambang batas emisi gas buang kendaraan bermotor merupakan batas
maksimum zat atau bahan pencemar yang boleh dikeluarkan langsung dari pipa
gas buang kendaraan bermotor.
o Emisi merupakan makhluk hidup, zat, energy atau komponen lain yang
diahasilkan dari kegiatan yang masuk keudara (Yani et al 2000).
Setiap industi pasti memiliki masalah limbah dan pencemaran udara yang
dihasilkan dari proses produksi. Industri gula menghasilkan polusi udara
berupa kebisingan yang berasal dari mesin pabrik, debu yang berasal dari
ampas yang beterbangan di dalam pabrik, asap berasal dari pembakaran ampas
di ketelan dan uap berasal dari mesin-mesin.
1. Proses penanganan limbah
Setiap limbah yang dihasilkan harus ditangani dengan baik dan ada sarana
pengolahan limbah. Limbah yang dibuang begitu saja mengkibatkan rusaknya
lingkungan disekitar dan kesehatan masyarakat terganggu.
Penanganan limbah yang dilakukan oleh industri gula yaitu :
a. Limbah padat
18
Manajemen Lingkungan industri
Limbah padat yang dihasilkan industri gula yaitu blotong dan ampas abu
dan abu ketel. Blotong merupakan kotoran yang dihasilkan ileh stasiun
pemurnian, ampas tebu berasal dari penggilingan dan abu ketel berasal dari
ketelan. Industri gula memanfaatkan blotong menjadi bahan baku kompos dan
abu ketel sebagai urug jalan.
Kompos merupakan partikel tanah yang bermuatan negative sehingga dapat
dikoagulasikan oleh kation-kation dan partikel tanah untuk membentuk granula
tanah. Pengomposan adalah proses dekomposisi sisa-sisa bahan organic secara
biologis dibawah kondisi yang terkontrol (Golaeke, 1973). Menurut Dalzell et
al, 1987 menyatakan pengomposan adalah dekomposisi sisa-sisa bahan organic
oleh mikroorganisme dalam keadaan panas dan lembab. Untuk mempercepat
proses pembusuk kompos menggunakan bantuan stardec dan samba. Hasil
yang dihasilkan dri pengomposan ini sangat bagus dan bermanfaat untuk
mengembalikan kesuburan tanah.
Keuntungan yang dapat diperoleh dari kompos antara lain mengembalikan
kesuburan tanah melalui sifat-sifat tanah baik fisik, kimiawi, maupun biologis,
mempercepat dan mempermudah penyerapan sumber nitrogen oleh tanaman
karena telah disedikan secara mudah, murah dan relative cepat.
Untuk mendapatkan hasil yang optimal, factor-faktor yang mempengaruhi
proses pengomposan yaitu ukuran dankomposisi bahan, nisbah C/N,
kelembaban dan aerasi, tingkat keasaman (pH), kompos. Factor-faktor tersebut
perlu diatur sehingga tercipta suatu kondisi yang menguntungkan bagi aktivitas
mikroorganisme yang terlibat pengomposan.
Untuk mendapatkan kompos yang baik dan matang dicirikan oleh sifat-sifat
berikut:
Berwarna coklat tua hingga hitam
Idak larut dalam air, meskipun sebagian dari kompos dapat membentuk
suspense.
Nisbah C/N sebesar 10-20
19
Manajemen Lingkungan industri
Jika digunakan pada tanah, kompos memberikan efek-efek menguntungkan
bagi tanah dan pertumbuhan tanaman. Nilai pupuk ditentukan oleh N, P, K, Ca,
dan Mg.
Suhu kuranglebih sama dengan suhu ruang
Tidak berbau
Memiliki kapasitas pemindahan kation dan absorpsi air tinggi
b. Limbah Cair
Limbah cair yang dikeluarkan oleh industri gula antara lain tetes, air
jatuhan, dan lain-lain. Penanganan terhadap limbah cair antara lain:
i. Tetes
Merupakan hasil akhir dari pemuatan guka, biasanya berwarna hitam dan
diperoleh daari puteran D1. Tetes merupakan hasil samping yang digunakan
industri lain sebagai bahan baku misalnya pabrik kecap, pabrik alcohol, dan
bumbu masak seperti mecin.
ii. Air jatuhan
Air jatuhan berasal dari dua kondensor yaitu kondensor pan penguapan
dan pan masakan. Air yang keluar dari kondensor suhunya sekitar 500C. untuk
menghemat penggunaan air, industri gula mendaur ulang air jatuhan agar bias
digunakan lagi di kondensor. Treatment yang dilakukan pada air jatuhan yaitu
dengan menggunakan alat pendingin agar suhu air turun. Kapasitasnya sekitar
100-150 m3/jam.
iii. Limbah cair lain berupa air pencuci filter dan blow down ketel
Air yang langsung dibuang ke saluran irigasi, biasanya berasal dari air
pencucian filter, blow down ketel dan proses lainnya yang tidak digunakan lagi
untuk kegiatan produksi. Air yang dibuang ke saluran irigasi dapat digunakan
oleh petani untuk mengairi sawahnya.
Dengan demikian dapat dikatakan limbah cair yang dihasilkan industri
gula tidak berbahaya terhadap lingkungan sekitar.
c. Limbah gas
20
Manajemen Lingkungan industri
Pencemaran udara yang dihasilkan industri gula antara lain kebisingan,
asap, debu, dan bau. Hal-hal yang perlu dilakukan dalam menanganilimbah gas
yaitu :
Kebisingan
Sumber kebisingan yang dihasilkan berasal dari mesin-mesin. Untuk
mengurangi kebisingan para pekerja yang berada disekitar mesin menggunakan
penutup telinga.
Asap
Asap diperoleh dari dtasiun ketelan. Untuk menangani masalah tersebut,
industri gula membuat cerobong asap yang tinggi. Tujuannya yaitu asap yang
keluar tidak mencemari lingkungan sekitar dan mengurangi polusi udara.
Cerobong asap harus didesain sedemikian rupa agar polusi udara berkurang.
Debu (abu)
Industri gula menghasilkan partikel debu dan ampas dari ketelan dan stasiun
gilingan. Untuk mengatasi masalah tersebut pekerja menggunakan masker dan
helm pelindung atau memasang alat penangkap debu.
21
Manajemen Lingkungan industri
IV. ANALISA NERACA MASSA
Penghitungan neraca massa dapat digunakan untuk menghitung optimasi
suatu proses produksi dan kerja mesin. Optimasi proses produksi merupakan
kajian yang dapat dilakukan oleh setiap perusahaan dalam upaya memperkecil
biaya produksi. Selain dengan penghitungan neraca massa, analisa optimasi ini
dapat dilakukan dengan berbagai caa, yaitu penghitungan rendemen , analisa
neraca energy, analisa biaya produksi dan lain-lain. Dengan adanya analisa
optimasi proses produksi dapat dilihat lini produksi yang mengalami masalah
dalam menghasilkan suatu produk.
Menurut Illah Sailah dan Erliza Noor (1989), dalam industri, neraca massa
dari bahan menjadi produk memegang peranan penting. Neraca massa digunakan
dalam merancang bangun proses dan analisa ekonomi, proses control dan
optimasi dari proses. Dasar perhitungan neraca massa adalah hokum kekekalan
massa. Di dalam menggunakan hokum ini ada empat hal utama ini yang perlu
diperhatikan:
1. Kemungkinan adanya perubahan kimia dalam proses. Pada keadaan ini
dilakukan perhitungan pada laju pembentukan dan pengurangan senyaea-
senyawa yang mengalami reaksi kimia. Perubahan kimia hanya terjadi
pada skala molekul, bukan pada sekala atom. Bila neraca massa dilakukan
pada skala atom, akibat perubahan kimiawi tak perlu diperhitungkan
dalam neraca massa.
2. Penentuan tentang batas-batas proses dimana perhitungan neraca massa
dilakukan. Penetapan batas proses ini penting untuk mengetahui arah
aliran dalam proses, yaitu aliran masuk atau aliran keluar proses.
Lingkungan yang ada dalam batasan proses, dimana dilakukan
perhitungan neraca massa disebut control volume.
3. Pengoperasian proses, ada tiga metode pengoperasian proses ini yaitu:
3.1 pengoperasian proses secara berkesinambungan
3.2 pengoperasian proses secara batch, prosesnya disebut batch proses.
3.3 Pengoperasian secara semibatch, prosesnya di sebut semi bacth.
22
Manajemen Lingkungan industri
4. Berdasarkan hokum kekekalan massa banyaknya bahan yang diumpankan
(masuk, yang keluar dan yang terakumulasi dapat dituliskan sebagai
berikut ini:
“ Total massa masuk = Total massa yang keluar + Massa yang
terakumulasi”
Jika proses terjadi dalam keadaan mantap (steady state) dimana
aliran masuk sama dengan yang keluar, tidak tergantung pada waktu, maka
pada keadaaan tersebut massa yang terakumulasi sama dengan nol.
Sebaliknya jika proses pada keadaan tidak mantap (transient state)
kecepatan akumulasi bahan tidak sama dengan nol.
23
Manajemen Lingkungan industri
V. KESIMPULAN
Proses pengolahan tebu menjadi gula menjadi gula terdiri dari beberapa
tahap, yaitu persiapan bahan baku, penggilingan, pemurnian, evaporasi,
kristalisasi, putaran, dan penyelesaian. Tebu yang layak untuk digiling adalah tebu
yang ditebang pada tingkat kemasakan optimal, kadar kotoran maksimal 2% dan
jangka waktu tebang sampai giling tidak lebih dari 36 jam. Keteraturan
penggilingan merupakan parameter pertama dan utama dalam peningkatan
efisiensi.
Secara umum limbah yang dihasilkan dari industri gula ada tiga yaitu;
limbah padat berupa blotong, ampas dan abu dari ketelan; limbah cair berupa
tetes, air cucian pabrik dan air jatuhan kondensat; limbah gas berupa asap, debu,
uap, baud an kebisingan. Limbah padat berupa blotong dan ampas digunakan
sebagi bahan baku kompos dan bahan bakar untuk seumber tenaga mesin uap
sedangkan abu digunakan untuk urug jalan di kebun. Limbah cair berupa tetes
digunakan sebagai bahan baku industri lain seperti pabrik alcohol/ spirtus, pabrik
kecap dan bumbu masak. Air buangan dari pabrik seperti air kodensat setelah di
didinginkan dapat digunakan lagi sedangkan air cucian proses dibuang di saluran
irigasi dan digunakan untuk mengairi sawah petani bawang merah. Limbah gas
berupa asap penanganannya dengan menggunakan cerobong asap yang tinggi
untuk mengurangi polusi udar di sekitar sedangkan untuk uap, debu dan
kebisingan perlu penanganan dan memberikan masker dan helm pada setiap
pekerja dan member alat peredam suara untuk mengurangi bunyi yang
ditimbulkan.
Efesiensi produksi gula dapat di analisa menggunakan neraca massa
berdasrkan umpan masuk danproduk yang dikeluarkan. Perhitungan ini dapat di
gunakan dalam rancang bangun proses analisa ekonomi, proses kontro,
danoptimasi proses. Secara keseluruhan proses produksi berjalan secra optimal,
akan tetapi proses kehilangn tekanan yang dihasilakan dalam proses produksi
meningkatnya waktu proses produksi. Kebocoran dalam saluran steam juga akan
mengakibatkan borosnya penggunaan energi.
24
Manajemen Lingkungan industri
DAFTAR PUSTAKA
Sailah, Illah dan Erliza Noor. 1989. Dasar Teknik Kimia. Pusat Antar Universitas
Bioteknologi, IPB.
Gautara dan S. Eijandi. 1975. Dasar Pengolahan Gula. Fatemeta. IPB, Bogor.
Husz, George s. 1972. Sugar Cane: Cultivation and Fertilization. Ruhr Stickstoff
A.9.,Bochum, Jerman Barat.
Martoharsono, S.1978. Pengolahan Tebu (Saaccharum officinarum) menjadi
Gula. Yayasan Pembina Fakultas Teknologi Pertanian,
UGM.Yogyakarta.
Notojoewono, R. A. W.1970. Tebu. PT Soeroengan, Jakarta.
Supriyadi, A.1992. Rendemen Tebu. Kanisius, Yogyakarta.
Yani, M., Anas. M.F.,T. Bantacut.2000.Teknologi Pengendalian Pencemaran
Udara. Jurusan Teknologi Industri Pertanian, FATETA, IPB, Bogor.
Wijandi, S. dan Goutara.1981. Dasar Pengolahan Gula II.Jurusan Teknologi
Industri Pertanian.Fateta IPB,Bogor.
25