AFINASI

oleh: Daniyanto

A. Pendahuluan

1. Industri Rafinasi

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.

2. 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

B. Affinasi

1. Tujuan Affinasi

¨ Menghilangkan lapisan tetes dipermukaan kristal gula mentah

¨ Meminimalkan pelarutan kristal gula

2. Proses affinasi

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 ke puteran 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 dan Magma 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.

Referensi:

Handbook of sugar refining, C.C.Chou

Cane Sugar Handbook, Chen and Chou