PEMURNIAN Lanjutan

Dua Tahapan Proses Pemurnian Penghilangan kotoran mengendapkan komponen bukan gula yang berupa bahan organic dan anorganik yang berada dalam bentuk terlarut Memisahkan bahan tak larut yang tersuspensi dalam nira dalam bentuk koloid yang membentuk kenampakan buram, kental dan warna gelap. Pemucatan Proses ini bisa dilakukan dengan pemberian sulfit pada nira kasar atau nira kental. Proses pemurnian yang penting adalah penghilangan kotoran berupa bahan asing seperti serpihan ampas, unsur tanah serta bahan terlarut yang mungkin menyusahkan usaha pengkristalan gula.

Hal-hal yang harus diperhatikan dalam pemurnian Tidak merusak gula, baik sukrosa maupun gula reduksi Pembentukan tetes (hasil samping) serendah mungkin Kandungan kapur dalam nira jernih rendah Terjadi kenaikan tingkat kemurnian yang berarti Tidak terjadi pembentukan pewarnaan

Pemilihan Bahan Penjernih Mudah Diperoleh Harga Murah Tidak Menyebabkan kerusakan sakarosa dan monosakarida Bahan pembantu atau agensia untuk klarifikasi kapur berupa bubur kapur (CaO atau Ca (OH)2) Asam fosfat atau senyawa fosfat Belerang dalam bentuk sulfur dioksida (SO2) Karbon dioksida (CO2)

KAPUR Bahan yang paling efektif digunakan sebagai agensi pemurnian, dapat diperoleh dengan mudah dan harganya murah. Kapur yang digunakan harus berupa kapur yang baru dari pembakaran dengan kemurnian tinggi. Susu kapur merupakan dispersi kasar dan koloid kalsium hidroksida Ca(OH)2. Kelarutanya dalam air hanyalah 0,12%

Proses Defekasi Pemurnian cara Defekasi adalah cara pemurnian yang paling sederhana, bahan pembantu hanya berupa kapur tohor. Kapur tohor hanya digunakan untuk menetralkan asam- asam yang terdapat dalam nira. Nira yang telah diperoleh dari mesin penggiling diberi kapur sampai diperoleh harga pH sedikit alkalis (pH 7,2). Nira yang telah diberi kapur kemudian dipanaskan sampai mendidih. Endapan yang terjadi dipisahkan

Kalsium hidroksida merupakan basa yang relatif kuat yang mengion dalam dua tingkat : Ca(OH)2 Ca+OH + OH– Ca+OH Ca++ + OH– Gambar 1. Tahap ionisasi kalsium hidroksida

Aktifitas kimia susu kapur ditentukan oleh aktifitas ion (Ca++ dan OH–) Aktivitas hidroksil ion dinyatakan dalam derajat keasaman Hidroksil juga cepat terikat pada asam organik yang ada dalam nira membentuk senyawa yang susah mengion. Proses defekasi dan sulfitasi disarankan menggunakan susu kapur konsentrasi 8-10 Be’ (Baume), sedangkan karbonatasi menggunakan konsentrasi 15 Be’. Penggunaan susu kapur konsentrasi tinggi sering menimbulkan gangguan pada pemompaan dan penyaluranya karena ada kecendrungan untuk mengendap. Baume Derajat ( Baume Degree ) adalah ukuran densitas relatif sirup

Nira yang diberi susu kapur akan terpisah menjadi 3 lapisan : 1. Substansi tak larut dengan densitas lebih rendah dari nira, disebut scum atau kotoran yang terapung. 2. Kotoran dengan densitas lebih tinggi dari nira, mengendap, disebut nira kotor. 3. Nira jernih, berada di tengah-tengah.

Kapur membuat 3 macam reaksi dengan komponen nira yang menghasilkan efek penjernihan : Pembentukan substansi yang tidak larut Pembentukan substansi yang masih tetap di dalam larutan Koagolasi dispersi kasar dan suspensi koloid Saat terjadi kontak susu kapur dengan nira terjadi reaksi : Menetralkan asam organik bebas dalam nira membentuk garam kalsium yang sebagian besar mengendap pada saat pemanasan. Bereaksi dengan asam fosfat membentuk endapan kalsium fosfat. Bereaksi dengan senyawa nitrogen yang menyusun koloid Bereaksi dengan senyawa pektin membentuk senyawa yang larut dan tidak larut

Mengendapkan beberapa zat warna seperti klorofil dan antosianin Jika berlebihan, kapur bereaksi dengan sukrosa menghasilkan senyawa yang berwarna gelap yang tidak diinginkan. ASAM FOSFAT Untuk memperoleh nira yang jernih setelah defekasi diperlukan kandungan fosfat dalam nira mentah sebesar 300-500 mg P2O5. Penambahan fosfat diperlukan apabila kandungan fosfat rendah atau bila diinginkan pemurnian yang baik. Nira berasal dari tebu muda mengandung banyak koloid yang berupa senyawa nitrogen. Koloid ini susah diendapkan dan susah disaring. Untuk mengatasi hal ini perlu ditambahkan larutan fosfat sebagai agensia penjernih.

Macam-macam fosfat yang dijual di pasaran dengan kadar P2O5 Single Superfosfat mengandung 16-18% Double superfosfat 25-30 % Triple superfosfat 40 5 Asam fosfat 5% dan Sumafosfat 50%

BELERANG Belerang murni berupa padatan kuning pucat silinder batangan atau bubuk kasar. Bila dipanaskan belerang mencair pada suhu 114 C, Berubah menjadi coklat kehitaman dan viskositasnya meningkat dengan naiknya suhu. Belerang digunakan sebagai agensia pemurnian dalam bentuk sulfur dioksida. Ada 3 pengaruh yang dihasilkan oleh sulfur sulfur dioksida : 1. Menetralkan kelebihan kapur 2. Pemucatan nira dengan merusak bahan berwarna 3. Menurunkan viskositas nira

Penetralan sisa kapur berjalan dengan reaksi yang menghasilkan endapan kalsium fosfat : Ca(OH)2 + H2SO3 CaSO3 + 2H2O Gambar 10. penetralan sisa kapur oleh belerang Terjadinya endapan ini membawa kotoran lainya ikut mengendap. Hasil pemurnian menghasilkan gula yang jauh lebih putih bila dibandingkan dengan gula hasil pemurnian defekasi.

Belerang mampu memucatkan zat warna alami yang berada didalam nira dan juga mencegah dan menghambat pembentukan warna selama proses penguapan atau kristalisasi. Pemucatan belerang tidak bersifat tetap karena pada kontak dengan udara agak lama, nira yang tadinya telah dipucatkan menjadi berwarna kembali. Efek belerang pada penurunan viskositas larutan gula sangat terasa pada proses kristalisasi. Kristalisasi akan lebih mmudah bila nira kental telah mengalami sulfitasi yang cukup.

KARBON DIOKSIDA Karbon Dioksida terbentuk pada saat pembakaran batu kapur menjadi kapur tohor melalui reaksi : CaCO3 CaO + CO2 Gambar 11. terbentuknya karbon dioksida Karbon dioksida digunakan untuk menetralkan nira yang telah mengalami defekasi menggunakan kapur tohor dan membentuk endapan kalsium karbonat dalam jumlah yang sangat besar tetapi sangat mudah untuk disaring.

Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O Gambar 12. Reaksi kapur tohor dengan karbon dioksida Pemurnian dapat dilakukan dengan 3 cara dasar : DEFEKASI Bubur kapur yang digunakan tidak banyak , untuk menaikan Ph nira dari 5,5 menjadi 7,3 – 7,8. Akibatnya kotoran yang dipisahkan tidak optimal, nira kurang jernih, kualitas rendah.

Defekasi berbagai cara : Defekasi Dingin Nira mentah langsung dicampur dengan bubur kapur. Karena suasana dingin, reaksi tidak bisa berjalan dengan cepat. Defekasi panas Nira dididihkan pada suhu 70-100 C, ditambahkan bubur kapur sampai pH 7,3 – 7,8. pendidihan dilakukan dengan cepat untuk mencegah terjadinya inversi sakarosa.

c. Defekasi sakarat Nira mentah dibagi menjadi dua bagian. Bagian pertama digunakan untuk membuat sakarat dengan cara menuangkan bubur kapur banyak hingga Ph mencapai 10, 5. hal ini dilakukan pada suhu rendah agar gula reduksi tidak rusak. Sekarat digunakan untuk menetralkan bagian nira kedua. Keuntungan defekasi sakarat : Nilai yang dihasilkan lebih jernih dibandingkan dengan defekasi biasa Lilin lebih banyak dapat dipisahkan Kadar nira kotor lebih tinggi Kerugian defekasi sakarat: Peralatan yang digunakan lebih banyak sehingga membutuhkan ruangan lebih luas.

2. SULTIFASI Merupakan klarifikasi nira mentah dengan bantuan bubur kapur dan gas SO2. Perbedaanya dengan defekasi, sulfitasi menggunakan bubur kapur jauh lebih banyak, kelebihan kapur diendapkan dengan SO2. Nira mentah pH 5,5 dianikan menjadi 8,5 – 10,5 kemudian dinetralkan dengan SO2. Fungsi gas adalah untuk menetralkan, memucatkan, dan menurunkan viskositas nira. Keuntungan sulfitasi : Gula yang dihasilkan warnaya lebih muda daripada defekasi Nira kotor mengandung kotoran yang bersifat kristalin lebih banyak sehingga lebih mudah dipisahkan / disaring.

Berbagaicara modifikasi sulfitasi yaitu kapur yang ditambahakan berupa bubur kapur, atau sakarat, cara alkali, cara netral, cara asam. Cara Asam Nira mentah dicampur dengan gas SO2 hingga Ph ± 4, nira dinetralkan dengan bubur kapur hingga Ph maksimal 8,5. Cara alkali paling banyak digunakan , keuntunganya: unsur penyusun abu lebih banyak dapat dipisahkan. Nira dipanaskan dalam pemanaspendahuluan (70- 75 C). Dipompakan dalam bejana bersama dengan penambahan bubur kapur sehingga menunjukan reaksi alkali lemah.

3. KARBONATASI Prinsip : nira mentah ditambahakan banyak sekali bubur kapur, selanjutnya kelebihan kapur dinetralkan dengan CO2 (gas). Keuntungan karbonatasi : - Nira kotor sangat mudah disaring karena endapan kalsium karbonat yang cukup banyak - Nura jernih lebih muda warnanya - menghasilkan gula yang putih

Cara karbonatasi : Karbonatasi tunggal Kombinasi karbonatasi dan sulfitasi Karbonatasi ganda Karbonatasi De- Haan Setelah dimurnikan dengan menggunakan bahan-bahan penjernih tersebut, tahap selanjutnya adalah pemisahan flokulan dari cairan. Proses ini dilakukan melalui tiga tahapan proses, yaitu pemanasan, pengendapan, dan penyaringan.