Pertimbangan ekonomis mendorong peningkatan industri rafinasi (refinery) gula mentah dalam kapasitas besar. Pabrik rafinasi gula biasanya berada didekat pusat pertumbuhan penduduk dan dekat jalur air. Kapasitas pabrik rafinasi bervariasi antara 500-4000 ton gula mentah perhari.
Pabrik rafinasi modern sudah menggunakan kontrol komputer yang canggih. Proses rafinasi gula dilakukan dalam beberapa tahap berdasarkan sistem pemurnian yang digunakan, karbonasi atau phospatasi.
Gula mentah
Derajat Pol rata-rata gula mentah yang dispulai untuk pabrik rafinasi saat ini sudah mencapai sedikit diatas 98 opol, kecuali untuk gula mentah jenis VHP(very high pol) dan VLC (very low color).
Sebagian besar gula mentah dihandle dalam bentuk bulk (curah). Beberapa jenis timbangan digunakan untuk menimbang berat gula mentah yang dikirim ke pabrik gula rafinasi. Di sebagian besar pabrik gula rafinasi, gula mentah ditimbang ulang sebelum masuk ke proses.
Catatan: Very High Pol
Karena batasan tarif import dibeberapa negara pengimpor gula, dimana opol gula mentah tidak > 98 atau 98,8 maka beberapa negara yang mempunyai plantation white sugar kadang-kadang melakukan penambahan tetes kedalam gula mentah yang akan diekspor. Cara ini dipelopori oleh pabrik gula di Jawa.
VHP dibuat dari remelt gula C dan umumnya adalah gula B untuk menghasilkan gula dengan pol 99,3, sedang sisa gula B digunakan untuk umpan masakan A. Penggunaan gula B dalam sistem masakan VHP akan lebih produktif.
Contoh: untuk membuat VHP dilakukan dengan menambahkan tetes (pol 32) kedalam gula (pol 99,4). Penambahan atau coating tetes ini akan menghasilkan harga gula yang naik dengan turunnya pol gula
Saat ini,gula mentah yang diolah memilki purity sekitar 99 atau lebih tinggi, (Pol 98-99,5 atau lebih tinggi), lebih tinggi dibanding 20 tahun yang lalu, sekitar 97-98 pol. Purity tetes sekitar 65 atau lebih rendah.
Ini berarti komponen non sukrosa yang ditangani dalam sistem recovery remelt lebih sedikit. Sebagai hasilnya, kecepatan peleburan meningkat tanpa disertai peningkatan remelt di tahap akhir di sebagian besar rafinasi.
Ketika refinery merupakan satu kesatuan dengan pabrik gula mentah maka refinery dapat dioperasikan tanpa adanya stasiun affinasi karena gula mentah dapat dibilasi semaksimal mungkin di puteran gula mentah. Juga jika gula mentah yang diolah merupakan gula mentah jenis VLC.
Skema stasiun affinasi
Ada empat tahapan proses dalam affinasi:
a.Mingling
Tujuan :
Gula mentah yang datang ke stasiun affinasi di pabrik rafinasi ditimbang dulu, kemudian diturunkan melalui hopper sebelum digunakan sebagai umpan mingler.
Lapisan tetes dipisahkan dari kristal gula mentah dengan menggunakan sirup affinasi (affination syrup). Sirup affinasi dihasilkan dari pembilasan gula mentah dengan air panas saat diputer di puteran stasiun affinasi.
Penghilangan lapisan tetes dapat dipermudah dengan mengurangi viskositas lapisan tetes, dengan cara menaikkan suhu. Sirup affinasi biasanya dipanaskan untuk mencapai tujuan ini dan juga dapat dilakukan dengan memanasi magma di mixer dengan menggunakan coil pemanas. Pemanasan sirup affinasi dengan menggunakan plate heat exchanger menggunakan air superheated sebagai pengganti steam. Penggunaan air superheated ini dapat mengurangi resiko burning di heat exchanger dan mengurangi kehilangan sukrosa.
Sirup panas tidak boleh disirkulasikan dalam suatu tangki yang besar karena akan mengundang pertumbuhan mikoba dan kehilangan sukrosa.
Sirup affinasi juga harus bebas dari kristal akibat kejadian kelebihan pengumpanan keputeran dan bahan asing yang akan menyumbat heat exchanger.
Affiantion syrup mempunyai brix 74-75 bx, tetapi kadang mencapai 72 bx karena pembilasan menggunakan air dan susu kapur untuk mengendalikan pH, nilai brix sirup affinasi biasanya lebih rendah sedikit. pH sirup affinasi sekitar 7,2. Purity sirup affinasi juga bervariasi tergantung purity tetes yang menempel di permukaan kristal gula mentah dan jumlah air yang digunakan selama pembilasan di puteran affinasi. Sirup affinasi ini digunakan untuk mingling (mencampur) dengan gula mentah di dalam alat mingling (namanya mingler).
Kelebihan jumlah sirup affinasi setelah dipakai untuk mingling, akan disaring menggunakan filter press dan dimurnikan untuk produksi soft sugar, atau kelebihan sirup affinasi ini dikirim ke proses recovery remelt.
Suhu magma dipertahankan pada suhu 40 C dan Magma yang keluar harus mempunyai brix 92 setelah pencampuran danMagma yang keluar mingler sangat menentukan performance puteran.
Jumlah pekerjaan (atau kapasitas pekerjaan) yang harus dilakukan oleh pabrik rafinasi untuk menghasilkan gula rafinasi ditentukan oleh seberapa bagus pabrik gula mentah menghasilkan gula mentah.
Jika pabrik gula mentah menghasilkan kristal gula yang ukurannya sesuai (distribusi ukurannya cukup seragam), bebas konglomerat, dan tidak mempunyai pengotor yang terdapat dalam kristal maka proses affinasi akan menghasilkan gula affinasi dengan purity yang lebih baik.
Sistem control pencampuran gula mentah dengan sirup afinasi berbeda-beda tiap refinery. Ada yang menggunakan cara dengan menimbang gula mentah yang masuk dan mengukur laju sirup afinasi yang masuk mingler, ada juga yang memakai cara dengan menambahkan sirup affinasi berdasarkan beban motor yang digunakan untuk menggerakkan mingler.
Alat mingling (=mingler)
Mingler merupakan kanal/saluran berbentuk U, yang didalamnya ada pengaduk jenis paddle atau ribbon.
Paddle dipasang dengan miring untuk mendorong dan mencapur gula mentah dan sirup affinasi.
b.Mixing
Magma dari mingler selanjutnya akan mengalir ke mixer, ukuran mixer bervariasi tergantung kapasitas refinery. Suatu pipa dalam bentuk coil dipasang dalam mixer. Sebagai media pemanas digunakan air panas. Suatu penghalang (baffle) diletakkan diatas coil untuk membentuk ruang-ruang pemanasan. Air panas yang digunakan disirkulasikan dalam coil. Selanjutnya air panas setelah disirkulasikan dalam coil akan dikembalikan ke tangki penampung air panas.
c.Centrifugasi
Tujuan dari pemutaran di stasiun affinasi adalah untuk memisahkan kristal gula dari tetes yang melapisi permukaan gula.
Gula hasil pemutaran di puteran affinasi disebut gula affinasi
Tetes yang dihasilkan dari puteran affinasi disebut sirup affinasi
Kinerja puteran sangat dipengaruhi oleh banyak faktor, seperti ukran kristal, viskositas lapisan tetes, dan kedalaman basket atau dinding gula. Kristal dengan ukuran besar dan seragam akan memisahkan tetes lebih cepat dan efisien dari pada kristal yang campuran dan tidak seragam.
Jumlah air yang digunakan dalam pembilasan di puteran affinasi harus dibatasi, agar gula yang terlarut sedikit dan purity sirup affinasi menjadi rendah.
Sekitar 10% padatan akan terikut ke sirup affinasi
Jika ukuran kristal bervariasi atau sangat kecil, maka tugas pemisahan lapisan tetes akan menjadi sulit.
Sebagian besar stasiun affinasi saat ini dikontrol dengan menggunakan komputer, menggantikan timer mekanis dan relay,sehingga menjadi lebih handal dan efisien.
Puteran kontinyu juga telah digunakan untuk beberapa tahun belakangan ini dalam proses recovery remelt, memberikan tambahan penghematan yang terkait dengan kapasitas, benda asing dalam magma, kontrol warna dan purity affinasi.
d.Peleburan (melting)
Tujuan dari peleburan:
Untuk melebur semua gula affinasi menggunakan larutan sweet water hasil dari filter press mud dan steam jenuh tekanan rendah menjadi larutan gula.
Larutan gula hasil peleburan disebut raw liquor atau melt liquor.
Biasanya raw liquor ini tidak hanya merupakan peleburan gula affinasi tetap juga dicampur dengan peleburan gula hasil recovery sukrosa dari sisa sirup affinasi untuk mingler.
Sebelum melt liquor dikirim ke stasiun klarifikasi, melt liquor di saring dulu untuk memisahkan bahan-bahan terikut yang tidak larut, seperti benang, kerikil kecil atau ampas tebu.
Selanjutnya melt liquor dipompa ke stasiun klarifikasi.
Alat peleburan (=Melter)
Setelah gula affinasi turun dari puteran maka selanjutnya dengan menggunakan conveyor yang mirip screw conveyor, gula affinasi dibawa ke alat peleburan (yang biasa disebut melter)
Screw conveyor ini dapat juga difungsikan sebagai alat persiapan pelebura (biasa disebut premelter). Di sini gula affinasi dibasahi dengan menggunakan sweet water.
Setelah keluar dari premelter, gula affinasi masuk ke dalam melter.
Untuk refinery yang besar biasanya digunakan dua melter. Exhaust steam biasanya digunakan untuk pemanasan dan biasanya dilewatkan melalui open coil. Exhaust steam juga berfungsi untuk pengadukkan.
Sweet water dari proses klarifikasi yang menggunakan arang sebaikknya tidak digunakn untuk peleburan dikarenakan kandungan warna dan pengotor lainnya.
Screen yang digunakan untuk menyaring raw liquor yang keluar dari melter.
Dalam penentuan tarif dan kuota, kita ambil studi kasus di Departemen bea-cukai AS, dimana mereka menerapkan peraturan yang mengharuskan semua mutu gula dinyatakan dengan istilah “Raw Value”.
Raw Value merupakan suatu nilai yang ekuivalen dengan uji gula mentah yang mempunyai 96 derajat pol.
Untuk gula dengan pol >=93
Raw Value = berat sampel x (1.07-0.0175x(100-pol))
Berat sampel = 100 lb
Pol= derajat pol gula mentah
Sebagai contoh:
1.100 lb gula dengan pol = 100
makaRaw Value = 100 x (1.07-0.0175X(100-100))
= 107 lb raw value
2.100 lb gula dengan pol = 96
maka Raw Value= 100
3.100 lb gula dengan pol = 92
maka Raw value = 93
untuk gula dengan pol <93,
Raw Value = berat sampel x (0.93-0.0175x(100-pol))
Untuk gula cair,
Raw value = total sugar content x 1.07
Jika berat sampel adalah 107 lb gula mentah dengan pol 96, maka akan dihasilkan gula rafinasi 100 lb gula rafinasi.
Kondisi ini bukan merupakan persamaan absolut untuk refining/pemurnian gula mentah.
Dibeberapa refinery, rationya dapat lebih kecil dari 107:100, bahkan ada yang 110:100
Penentuan harga berdasar polarisasi
Sejak tahun 1984, ada dua aturan tentang pembelian gula mentah, atau biasa disebut Raw Sugar Contract (lihat tabel 1.). Sebagai tambahan ada juga penalti dan premium berdasarkan kandungan moisture, ash, grain size, dextran dan color. (tabel 2.)
Tabel 1. Amstar pol premium vs Savanah penalty/premium
(data komplit terlampir)
Pol
Amstar
%Premium
Savanah
%Penalty/Premium
96
0
-2.75
97
0.5
0
98
2.75
2.75
99
0
4.25
Tabel 2. Peraturan penalty/premium terhadap mutu gula
Amstar Raw Sugar Contract
Peraturan pembelian gula mentah berbeda dari satu negara ke negara lain, sebagai contoh Domino Corp. mempunyai kriteria mutu gula mentah
yang memasukkan juga premium dan penalty.
Polarisasi
Penetapan harga
96-97
+ 0.5% harga dasar
97-98
+ 2.25%harga dasar
98-99
+ 1.2% harga dasar
95-96
- 5.5% harga dasar
95-94
- 2.75% harga dasar
Savanah Raw Sugar Contract
Polarisasi
Penetapan harga
96-98
Harga dasar x (0.0275)x(Pa-1)
98-100
Harga dasar x (0.015)x(Pb)
96-94
Harga dasar x (0.0275)x(Pc+1)
Pa=pol diatas 96
Pb=pol diatas 98
Pc=pol dibawah 96
Peraturan pemerintah RI tentang tarif Bea Masuk gula impor
KEPUTUSAN MENTERI KEUANGAN REPUBLIK INDONESIA
NO. : 324/KMK.01/2002 TANGGAL 3 JULI 2002 TENTANG PERUBAHAN TARIF BEA MASUK ATAS IMPOR GULA
Pada umumnya gula mentah dikirim ke pabrik gula rafinasi dalam bentuk bulk (curah), menggunakan truk, kereta api atau barge
Untuk ekspor gula mentah, pada umumnya pengiriman dilakukan dengan menggunakan kapal kontainer.
Di hawaii, untuk mengangkut gula mentah dari hawai ke AS menggunakan barge yang mempunyai panjang 195 m dan lebar 25.6 m, dengan kapasitas 36000 ton gula mentah.
PENYIMPANAN DAN PENANGANAN GULA MENTAH (RAW SUGAR STORAGE AND HANDLING)
Jarak antara pabrik gula mentah dengan pabrik rafinasi gula biasanya sangat jauh. Dalam beberapa kasus, pabrik gula mentah memerlukan tempat penyimpanan gula dengan kapasitas yang besar selama musim giling, dan kemudian dikirim ke pabrik rafinasi gula dalam beberapa bulan atau dalam beberapa bulan pengiriman dengan kapal.
Selama menerima dan mengolah gula mentah, pabrik gula rafinasi juga akan menyimpan produk dalam beberapa bulan juga, sesuai dengan kondisi yang telah ditetapkan.
Sehingga, interval waktu dari produksi di pabrik gula mentah hingga waktu pengolahan di pabrik rafinasi berkisar antara beberapa bulan hingga 1-2 tahun.
Oleh karena itu, untuk mencegah penurunan / kerusakan mutu gula mentah, sangat penting untuk menghindari kondisi yang tidak diinginkan selama penyimpanan dan pengkapalan.
Karena penyimpanan mempengaruhi mutu gula mentah maka pengetahuan tentang dampak kondisi penyimpanan gula mentah sangat diperlukan untuk meminimalkan penurunan mutu / kerusakan selama penyimpanan.
Karakteristik gula mentah
Lapisan tetes (molasses film)
Gula mentah yang dikirim ke pabrik rafinasi merupakan campuran dari bermacam-macam ukuran kristal gula yang dikelilingi/dilapisi oleh tetes yang berasal dari kristalisasi/masakan terakhir di pabrik gula mentah.
Lapisan tetes/syrup ini merupakan media pertumbuhan mikroba, yang akan menyebabkan kerusakan sukrosa dan selanjutnya berhubungan langsung dengan kehilangan/penurunan pol selama penyimpanan.
Beberapa karakteristik gula mentah yang dipengaruhi oleh adanya tetes juga digunakan untuk menunjukkan perubahan mutu selama penyimpanan seperti warna dan moisture (kadar air).
Karakteristik yang diinginkan
Gula mentah dengan kandungan gula invert yang tinggi akan menjadi lembek, sulit mengalir dan akan sangat sulit ditangani dengan bucket elevator.
Bagasillo dan bahan yang tidak larut lainnya akan mengikat air (moisture) dan menjadi tempat perkembang biakan mikroba. Jika bahan yang tidak larut dalam jumlah yang berlebihan akan menyebabkan kemampuan filtrasi/penyaringan yang rendah.
Bahan yang bersifat koloid dan partikel ukuran kecil yang mudah terdispersi akan mempengaruhi pembentukan kristal di vakum pan.
Beberapa pertimbangan yang terkait dengan gula mentah, untuk meminimalkan kehilangan dalam penyimpanan, adalah sbb:
Bebas dari bahan tidak terlarut, misalnya bagasillo dan tanah
ukuran kristal seragam dan bebas dari konglomerat
terlapisi oleh lapisan tetes asal (belum dicuci)
angka keamanan <>
diproduksi dalam kondisi tersanitasi untuk meminimalkan kontaminasi mikroba
Pengaruh proses sentrifugasi (purging) gula mentah
Yang dimaksud dengan purging adalah pelepasan tetes dari masakan ,yang turun dari vakum pan, yang dilakukan dengan menggunakan mesin sentrifugal.
Purging efficiency (PE) merupakan indikasi jumlah tetes yang terpisahkan selama proses purging.
(HK gula-HK masakan)x(100-HK tetes)
PE =---------------------------------------------------------- x 100
(HK gula – HK tetes)x(100-HK masakan)
ini merupakan angka pengawasan yang penting untuk menentukan efisiensi operasi bagian low grade dari pabrik gula mentah.
PenentuanPE adalah merupakan suatu cara untuk mencapai pemisahan maksimal dari impurities (pengotor) bersamaan dengan minimalisasi terikutnya gula dalam tetes selama proses purging.
Pengaruh sifat massecuite dan perlakuan
Koefisien variasi (Coefficient of variation) yang tinggi akan mempengaruhi pembilasan/dissolution selama proses purging.
Dalam centrifugal batch, penyebab utama situasi ini adalah penutupan saluran pengeluaran akibat kristal lembut dalam masakan.
Penutupan/blockage juga terjadi ketika lapisan tetes terbentuk di sisi dalam basket.
Purging efficiency sangat dipengaruhi oleh koefisien variasi.
Keberadaan dextran, juga akan meningkatkan viskositas masakan dan menyebabkan pemisahan lapisan tetes menjadi sulit.
Suatu studi yang mempelajari pengaruh perubahan viskositas selama pemisahan menunjukkan hubungan yang pentiing dengan waktu pencucian/washing/pembilasan selama siklus pemisahan dari operasi centrifugal batch.
Pertama kali tetes, yang mudah mengalir bebas diantara kristal, akan dipisahkan ditahap awal purging, selanjutnya lapisan kristal akan menjadi berpori dan udara akan mengalir bebas diantara kristal gula melalui pori-pori yang ada. Viskositas lapisan tetes yang berada disekitar kristal akan naik dengan cepat ketika udara mengambil air dari tetes. Aksi ini akan menjadi faktor yang dominan dalam penentuan purging efficiency.
Oleh karena itu, pencucian harus ditentukan waktunya untuk memudahkan tetes terakhir mengalir dari lapisan kristal.
Kandungan kristal dalam masakan mempengaruhi purging dengan beberapa cara. Bahan dengan kandungan kristal yang rendah akan mengurangi kecepatan purging karena prosentase tetes yang harus dihilangkan besar. Akan tetapi kondisi ini tidak dapat dikatakan sebagai indikator utama kemampuan pemisahan bahan.
Masakan dengan kadar kristal rendah biasanya dikondisikan untuk memperbaiki sifat –sifat pemisahan (misalnya penurunan viskositas dengan pemanasan).
Dampak kondisi penyimpanan dan penanganan gula mentah
Masalah-masalah dalam penanganan gula mentah akan terjadi jika ada gumpalan/lumpgula rusak. Gumpalan seperti ini biasanya terlewati ketika disampling, sehingga akan memberikan mutu gula yang palsu.
Gumpalan biasanya dilakukan oleh operasi centrifugal yang rendah, air dalam gula, dan kondisi suhu dan kelembaban gudang yang tidak stabil
Kandungan air (moisture), angka keamanan(safety factor), dan indikator pengenceran (dilution indicator)
Level kandungan air (moisture) dilingkungan sekitar kita langsung berpengaruh terhadap mutu gula mentah dalam gudang. Level moisture di udara disekitar kristal akan mengubah moisture content dalam gula mentah dengan cepat.
Safety factor (SF) dan Dilution indicator (DI), dimana berhubungan dengan mositure content gula mentah, menunjukkan kriteria mutu gudang gula mentah.
Mositure (%)
SF=----------------------
100-polarisasi
Colonial sugar company, australia, menyarankan safety factor tidak lebih dari 0.333%.sehingga untuk mencegah kerusakan sukrosa, moisture content tidak boleh lebih dari 33% dari total bahan bukan gula yang terdapat dalam gula mentah.
Dilution Indicator, merupakan cara lain untuk menyatakan hubungan antara moisture dan bahan non polarisasi (bahan bukan gula)
Moisture dalam gula akan segera mencapai kesetimbangan dengan moisture yang terkandung dalam udara sekitar kristal. Moisture kan berpindah masuk atau keluar gula munurut kesetimbangan kelembaban relatif (Equilibrium relative humidity, ERH) udara disekitar gula.
ERH gula mentah, didefiniskan sebagai titik dimana gula berada dalam kesetimbangan dengan kelembaban relatif atmosphere dan tidak mengambil atau mengeluarkan moisture ke udara sekitar pada suhu tersebut.
Kelembaban relatif yang cocok untuk penyimpanan gula adalah 65-70%. Jika kelembaban udara lebih besar dari ini maka gula akan menyerap moisture dan angka aman (safety factor, SF) akan berada diluar daerah aman. Ini akan memberi kesempatan serangan mikroba yang akan memberikan kerusakan gula yang cepat.
Jika kelembaban relatif kurang dari ini, maka akan menyebabkan moisture dalam gula menguap dan lapisan sirup/tetes akan mencapai titik supersaturation, menyebabkan pembentukan kristal dalam lapisan sirup. Karena kristal gula tumbuh, maka kristal gula ini cenderung untuk berikatan/bertautan satu sama lain bersama-sama, menghasilkan gumpalan/”prongkolan gula” (caking/hardening)
Sehingga sangat penting, untuk menjaga RH didekat kondisi titik kesetimbangan sehingga gula tidak akan menyerap atau mengeluarkan moisture selama penyimpanan.
Kondisi penyimpanan dalam gudang sangat menentukan mutu gula mentah, terutama jika penyimpanan dilakukan dalam jangka panjang. Untuk mencegah gula dari kerusakan, gudang harus tertutup rapat untuk mencegah kebocoran udara dan untuk menjamin sekecil moisture datang kontak dengan gula.
Suhu
Pengaruh yang nyata dari suhu terhadap mutu gula adalah pembentukan warna gula mentah yang tersimpan. Gula mentah harus didinginkan secukupnya untuk mencegah terjadinya drop polarisasi dan peningkatan warna. Penurunan pol, drop pH dan peningkatan warna terjadi pada suhu yang tinggi. Dari hasil penelitian, diketahui terjadi peningkatan warna dibagian dalam tumpukan gula dua kali lebih besar dibanding dipermukaan. Suhu didalam tumpukan gula mencapai dua kali suhu rata-rata . efek dari suhu yang tinggi akan menyebabkan terbentuknya warna karena destruksi sukrosa, sehingga disarankan agar suhu penyimpanan serendah mungkinselama penyimpanan. Suhu udara optimum yang disarankan untuk jangka waktu penyimpanan yang berbeda dapat dilihat di tabel berikut:
Lama penyimpananSuhu optimum gula
Mingguan<113>
Bulanan<100>
Tahunan<86 F (30 C)
Suhu yang konstan harus dipertahankan didalam gudang. Gangguan moisture dalam gula mentah terjadi jika suhu lingkungan berubah-ubah secara konstan, hingga suhu yang menyebabkan angka aman terlampui dan kerusakan karena mikroba mulai terjadi.
Gula mentah curah (bulk raw sugar)
Mutu gula mentah tidak hanya rentan terhadap keadaan lingkungan sekitar gula tetapi juga bagaimana cara menumpuk gula dalam gudang ,khususnya untuk gula mentah dalam bentuk curah. Sebagai contohnya; sudut tidur ideal (angle of repose) tumpukan/timbunan gula mentah adalah 40 derajat,sudut luncur (angle of slide) sekitar 35 derajat dan sudut longsor (angle of draining) 55 derajat.
Gula mentah yang dihandle sebaiknya mudah bergerak (free runing)dan tidak berbentuk bongkahan (prongkolan, caking). Ini berarti ukuran kristal gula seragam dan mempunyai kadar air (moisture) yang rendah. Biasanya gula dengan ukuran butir yang seragam sekitar 0,8 mm, butir halus dengan ukuran 0,4mm kurang dari 10% dan kadar moisture dibawah 0.4% akan mudah ditangani meski dalam kondisi lingkungan yang merugikan (mis. Cuaca jelek).
Tumpukan gula mentah akan memberikan tekanan yang berakibat terjadinya densitas yang tinggi dan menimbulkan panas di dalam tumpukan. Sementara itu perubahan suhu dalam tumpukan gula curah akan menyebabkan penurunan mutu (misalnya terbentuknya caking).
Kerapatan tumpukan gula dapat dilihat pada contoh berikut, untuk tumpukan gula dengan berat 2000 ton dan mempunyai tinggi 9 mmenunjukkan bahwa pada kedalaman 6 m gula akan mempunyai bulk density 998 kg/m3. bulk density bervariasi menurut ukuran kristal, volume tangki, bentuk tangki/peti, sudut corong pengeluaran, tinggi antara corong dengan tangki/peti.
Densitas yang dihasilkan dari tangki yang tinggi dan besar bervariasi mulai dari 49,12 – 53,1 lb / ft3 ( 786,9 – 850,5 kg/m3). Untuk design gudang biasanya dipakai densitas 55 lb/ft3
Untuk meminimalkan perubahan dalam tumpukan gula digudang selama penyimpanan maka bagaimana gula mentah disimpan di gudang harus diperhatikan dengan seksama.
Bahaya ledakan di penyimpanan/gudang
Ledakan debu gula
Pada umumnya, pembakaran partikel debu akan menyebabkan peningkatan volume setempat. Kejadian ini akan mendorong pembentukan gelombang tekanan yang akan melalui tangki yang mengandung awan debu dan selanjutnya akan menyebabkan terjadi kerusakan.
Gelombang tekanan akan menyebabkan peningkatan kecepatan nyala api dan konsentrasi debu. Karena gelombang tekanan ini akan menimbulkan suspensi debu di udara dari debu yang sebelumnya sudah mengendap dilantai.
Ledakan debu gula akan terjadi jika 4 kondisi dibawah ini terpenuhi:
1.cukup oksigen untuk mendorong terjadinya pembakaran
2.konsentrasi debu gula harus berada dalam batas ledakan
3.sumber pembakaran/api harus cukup panas untuk menyalakan debu gula.
4.sumber panas / api harus mengeluarkan cukup panas untuk menyalakan awan debu.
Faktor lain yang mempengaruhi pembakaran adalah: bentuk dan ukuran debu gula, dan tingkat aglomerasi partikel debu gula.
Kadar Oksigen minimum yang diperlukan supaya terjadi ledakan adalah 9% volume. Suhu sumberapi/nyala 350-805 C tergantung purity, konsentrasi, ukuran debu dan kecepatan pemanasan.
Konsentrasi debu
Konsentrasi debu yang aman dari ledakan sekitar 20 g/m3 untuk partikel yang lebih kecil dari 100 mikro meter. Konsentrasi debu 20g/m3 secara visual nampak seperti hujan deras dengan jarak pandag sekitar 8-10 ft.
Konsentrasi minimum terjdai ledakan semakin menurun sesuai dengan ukuran partikel debu dan perlu dipertimbangkan karena ledakan ini merupakan fenomena cepat maka akan lebih baik jika dipasang pengaman di pabrik.
Kecepatan nyala debu gula dengan konsentrasi 60 g/m3 sekitar 530 ft/s, yang tergantung juga jarak perjalanan, hingga mencapai 810 ft/s.
Kecepatan nyala semakin meningkat jika ukuran partikel menurun dan konsentrasi debu meningkat.
Sumber debu gula
Sumber debu berasal dari pengering gula, bucket elevator, sieve silindris, serpihan kristal gula, dan fraksi pecahan dari gumpalan gula. Peningkatan gumpalan gula disebabkan oleh operasi pan masak yang jelek dan peningkatan suhu gula akan mendorong pembentukan debu.
Pengaruh kelembaban
Kelembaban yang tinggi akan mendorong pembentukan gumpalan debu gula diudara, sehingga akan mengurangi resiko ledakan. Kadar air dalam debu tergantung kelembababn relatif atmosfir. Ledakan debu juga dapat dikurangi jika partikel yang berterbangan menjdai lengket dan menggumpal.
Semakin tinggi kelembaban semakin rendah resiko ledakan
Bahaya kebakaran
Meskipun kebakaran di gula curah jarang terjadi, tetapi bahaya kebakaran tidak dapat diabaikan.
Perubahan mutu selama penyimpanan
Polarisasi
Polarisasi selama penyimpanan sangat penting. Pada umumnya, ada hubungan erat antara kehilangan pol dengan angka aman gula mentah. Ketika angka aman atau perbandingan antara moisture dengan bahan bukan gula (non pol) meningkat maka lapisan tetes yang berada disekitar gula menjadi media pertumbuhan yang sempurna bagi mikroba.
Pertumbuhan mikroba selama penyimpanan akan memberikan kerusakan sukrosa yang signifikan, dimana ini biasanya harus diperhatikan dari sisi ekonomi.
Warna
Perubahan pokok mutu gula mentah lainya adalah peningkatan warna selama penyimpanan, pembentukan warna tidak hanya dalam lapisan tetes tetapi juga dalam kristal gula, ditentukan oleh suhu penyimpanan dan juga asal warna dalam gula mentah yaitu kadar gula reduksi dan asam amino.
Gula mentah dengan kadar warna yang rendah akan memberikan warna yang lebih rendah setelah pengolahan dibanding jika warna awal gula tinggi.
Zat warna yang terbentuk selama pengolahan gula dapat disebabkan oleh:
1.reaksi antara gula reduksi dengan protein dan asam amino, atau biasanya disebut browning reaction,
2.karamelisasi akibat dekompposisi suhu terhadap sukrosa dan senyawa karbohidrat lainnya.
3.keberadaan senyawa phenolik karena reaksi enzimatis antara flavonoid dan asam sinamik
4.hasil –hasil kerusakan karena inversi, misalnya hidroximethil, dan furaldehida, yang akan meyebabkan senyawa polimer yang berwarna coklat
zat warna pokok yang tedapat dalam gula mentah adalah melanoidin dan karamel.
Penyebab utama peningkatan warna adalah mallard reaction, yang sangat signifikan pada suhu tinggi
flowability
sifat mudah mengalir sangat penting dalam penanganan dan pengapalan gula mentah.Dalam penyimpanan sekitar satu bulan, Flowability akan rendah tetapi untuk bulan-bulan selanjutnya akan meningkat. Gula mentah yang disimpan setelah pengeringan akan cenderung membentuk caking, tapi ketika terus berlalu, caking menjadi berkurang.
Caking yang terjadi akibat adanya migrasi atau penguapan moisture dari daerah pertemuaan diantara kristal, akan mengurangi flowability.
Pada umumnya, ikatan antara kristal disebabkan oleh pembentukan jembatan kristal. Penurunan ikatan terjadi jika terjadi penurunan kadar sukrosa yang terdapat dalam lapisan tetes disekitar kristal.
Penyebab terjadinya caking:
1.pencampuran gula pada kondisi kesetimbangan kelembaban relatif yang berbeda
2.pencampuran gula pada suhu yang berbeda
3.terjadinya perubahansuhu yang bervariasi dalam bagian-bagian tumpukan gula mentah
