Wednesday, September 22, 2010

Penanganan Gula Mentah

Penanganan Gula Mentah
oleh: Daniyanto

  1. PEMBELIAN (PURCHASING)

  1. Penghitungan Raw Value

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

maka Raw 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

  1. 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


  1. 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

  1. 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

  1. 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

No.

Pos Tarif

Uraian Barang

Bea Masuk






17.01

Gula tebu atau bit dan sukrosa murni kimiawi,




dalam bentuk padat




- Gula kasar tidak mengandung tambahan bahan




flavour atau pewarna :


1.

1701.11.000

-- Gula tebu

Rp. 550/Kg

2.

1701.12.000

-- Gula bit

Rp. 700/Kg



- Lain-lain


3.

1701.91.000

-- Mengandung tambahan bahan flavour atau

Rp. 700/Kg



pewarna




-- Lain-lain




-- Murni putih


4.

1701.99.110

Dibungkus untuk penjual eceran

Rp. 700/Kg



Lain-lain


5.

1701.99.191

Gula untuk industri (double refined sugar)

Rp. 700/Kg

6.

1701.99.199

Lain-lain

Rp. 700/Kg

7.

1701.99.900

Lain-lain

Rp. 700/Kg

  1. PENGIRIMAN/ PENERIMAAN GULA MENTAH (DELIVERY/RECEIVING)

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.


  1. 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.


  1. Karakteristik gula mentah
  1. 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).

  1. 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:

    1. Bebas dari bahan tidak terlarut, misalnya bagasillo dan tanah
    2. ukuran kristal seragam dan bebas dari konglomerat
    3. terlapisi oleh lapisan tetes asal (belum dicuci)
    4. angka keamanan <>
    5. diproduksi dalam kondisi tersanitasi untuk meminimalkan kontaminasi mikroba

  1. 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.

Penentuan PE adalah merupakan suatu cara untuk mencapai pemisahan maksimal dari impurities (pengotor) bersamaan dengan minimalisasi terikutnya gula dalam tetes selama proses purging.


  1. 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).


  1. Dampak kondisi penyimpanan dan penanganan gula mentah

Masalah-masalah dalam penanganan gula mentah akan terjadi jika ada gumpalan/lump gula 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

  1. 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 (%)

DI =------------------------

100- polarisasi moisture

DI berhubungan dengan SF, DI = 33 maka SF=0.25

DI=50 maka SF = 33


Sebagai acuan: ketika SF <>


  1. Kesetimbangan kelembaban relatif (Equilibrium relative humidity, ERH)

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.


  1. 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 mungkin selama penyimpanan. Suhu udara optimum yang disarankan untuk jangka waktu penyimpanan yang berbeda dapat dilihat di tabel berikut:

Lama penyimpanan Suhu 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.


  1. 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.


  1. Bahaya ledakan di penyimpanan/gudang
  1. 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 sumber api/nyala 350-805 C tergantung purity, konsentrasi, ukuran debu dan kecepatan pemanasan.

  1. 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.

  1. 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.

  1. 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

  1. Bahaya kebakaran

Meskipun kebakaran di gula curah jarang terjadi, tetapi bahaya kebakaran tidak dapat diabaikan.


  1. Perubahan mutu selama penyimpanan
  1. 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.


  1. 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


  1. 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 perubahan suhu yang bervariasi dalam bagian-bagian tumpukan gula mentah

4. migrasi moisture karena beda suhu

5. pengepakan gula pada suhu tinggi

6. butir kristal gula yang kecil dan tidak sama

7. kandungan air yang tinggi

8. gula lembek karena adanya lapisan tetes.


Sumber pustaka:

1. Cane sugar handbook, Chen-Chou, 1993

2. Hand book of sugar refining, Chou, 2000


1 comment:

  1. salam kenal, terimakasih atas info yg berharganya, kebetulan sy juga bekerja disalah satu pabrik gula rafinasi.. :)

    ReplyDelete