bab i pendahuluan - eprints.ums.ac.ideprints.ums.ac.id/47559/4/bab i.pdf · sulawesi selatan, nusa...
Post on 21-Mar-2019
222 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Prarancangan Pabrik High Fructose Syrup dari Tepung Tapioka dengan Proses
Enzymatic Kapasitas Produksi 110.000 ton/tahun
Hasri Widuri D500140005
Universitas Muhammadiyah Surakarta
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik
Menurut FAO 2007, Indonesia sebagai negara agraris merupakan salah satu
penghasil komoditi singkong terbesar ke-4 di dunia, sehingga sangat
memungkinkan bagi Indonesia untuk mengembangkan industri yang berbasis
singkong. Jawa dan Lampung merupakan daerah penghasil ubi kayu terbesar yaitu
sekitar 85% dari total panen di Indonesia. Daerah penghasil lainnya adalah
Sulawesi Selatan, Nusa Tenggara Barat dan Nusa Tenggara Timur.
Produksi ubi kayu di Indonesia yang cukup besar dapat dimanfaatkan
sebagai suatu produk industri olahan seperti tapioka. Selain sebagai bahan
pembuat olahan rumah tangga, tapioka juga digunakan sebagai bahan baku dalam
pembuatan sirup fruktosa. Sehingga dapat meningkatkan nilai ekonomi dari ubi
kayu. Selain itu cara ini merupakan salah satu bentuk diversifikasi produk olahan
berbahan ubi kayu serta untuk memenuhi kebutuhan gula di Indonesia yang
semakin meningkat. Disamping itu dengan didirikannya pabrik ini akan membuka
lapangan kerja baru dan dengan adanya pabrik ini akan mendorong berdirinya
pabrik-pabrik lain yang menggunakan bahan dasar sirup fruktosa di Indonesia.
Indonesia adalah penghasil tepung tapioka terbesar ke-2 di dunia setelah
Thailand, dengan kapasitas rata-rata 15 juta hingga 16 juta ton per tahun. Tepung
tapioka merupakan salah satu bahan baku yang dapat digunakan untuk
memproduksi high fructose syrup (HFS). Ketersediaan bahan baku yang cukup
melimpah, memungkinkan untuk mendirikan dan mengembangkan pabrik high
fructose syrup (HFS) di Indonesia.
Campuran sirup glukosa dan fruktosa dikenal secara komersial sebagai high
fructose syrup (HFS), biasanya mengandung 42% fruktosa dan 55% glukosa.
High fructose syrup (HFS) merupakan salah satu jenis gula cair yang popular di
industri makanan dan minuman. Gula ini dapat dihasilkan dari semua bahan yang
mengandung karbohidrat, seperti jagung, singkong, beras, kentang, dan lain-lain.
(E. A Borges da Silva, et.al., 2006)
2
Prarancangan Pabrik High Fructose Syrup dari Tepung Tapioka dengan Proses
Enzymatic Kapasitas Produksi 110.000 ton/tahun
Hasri Widuri D500140005
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Dari tahun ke tahun permintaan jenis gula ini semakin meningkat. Menurut
E.A. Borges da Silva, et.al. tahun 2006 dalam chemical engineering journal,
Permintaan HFS meningkat disebabkan beberapa faktor antara lain, karena produk
ini memberikan cita rasa yang lebih segar dari pada gula sukrosa, serta
mempunyai resiko lebih rendah bagi penderita diabetes atau yang mengalami
masalah metabolisme tubuh.
Berdasarkan Parker Kay, et.al.,, tahun 2010, fruktosa lebih manis daripada
sukrosa. Tingkat kemanisan beberapa pemanis dapat dilihat pada Tabel 1.1,
sebagai berikut :
Tabel 1.1 Tingkat kemanisan pada larutan pemanis
Pemanis Tingkat kemanisan
Sucrose Invert sugar Fructose Glucose Galactose Maltose Lactose Xylitol Cyclamates Acesulfame K (Sunnette ®) Aspartame (Equal ®, Nutrasweet ®) Saccharine ( The Pink Stuff) Stevioside Sucralose (Splenda ®) Thaumatin (Talin ®)
1,0 0,85 – 1,0
1,3 0,56
0,4 – 0,6 0,3 – 0,5 0,2 – 0,3
1,01 30 – 80
200 100 – 200 200 - 300
300 600
2000 – 3000
Dari Tabel 1.1 dapat dilihat bahwa fruktosa mempunyai kemanisan tertinggi
dari jenis pemanis alami lainnya (sukrosa, maltose, laktosa, xylitol, galaktosa, gula
inversi dan glukosa). Meskipun jenis pemanis sintesis mempunyai tingkat
kemanisan yang tinggi, pemanis sintesis tidak bisa menggantikan sukrosa karena
penggunaanya dibatasi oleh Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia No.
722/MENKES/ PER/ IX/ 1988 tentang bahan tambahan makanan.
Pabrik high fructose syrup (HFS) dari tepung tapioka dengan proses
enzimatik didirikan dengan tujuan dapat menurunkan impor sukrosa dan gula
rafinasi yang pada akhirnya akan membantu memenuhi kebutuhan pemanis untuk
3
Prarancangan Pabrik High Fructose Syrup dari Tepung Tapioka dengan Proses
Enzymatic Kapasitas Produksi 110.000 ton/tahun
Hasri Widuri D500140005
Universitas Muhammadiyah Surakarta
konsumsi masyarakat dan industri, dengan memanfaatkan potensi Indonesia
dalam pemenuhan bahan baku. Selain itu, dapat memberikan peluang yang bagus
untuk pengembangan produksi dengan inovasi bahan baku, yaitu menggunakan
tepung tapioka.
Jika ditinjau dari harga, produksi high fructose syrup (HFS) lebih murah
karena dalam proses pembuatannya tidak perlu dilakukan pengkristalan dan
pengeringan seperti pada proses pembuatan sukrosa, sehingga harga jual produk
juga lebih murah. Selain industri minuman ringan, high fructose syrup (HFS) juga
digunakan dalam industri yogurt, industri cokelat dan industri ice cream yang
berfungsi meningkatkan cita rasa, dapat mempercepat proses fermentasi dalam
pembuatan yogurt, dan dapat mempengaruhi struktur serta viskositas pada cokelat
dan ice cream. Penggunaan high fructose syrup (HFS) akan memberikan
keuntungan ekonomi yang lebih untuk industri-industri tersebut.
Berdasarkan pernyataan di atas, dapat disimpulkan bahwa pendirian pabrik
high fructose syrup (HFS) dari tepung tapioka mempunyai prospek yang cukup
baik. Pendirian pabrik ini diestimasi dapat menurunkan impor gula tebu (sukrosa)
sehingga menguntungkan produksi gula nasional, Sehingga kebutuhan sukrosa
dapat ditekan. Selain itu, permintaan high fructose syrup (HFS) diestimasi akan
terus meningkat seiring dengan meningkatnya industri makanan, minuman dan
industri– industri lain yang menggunakan high fructose syrup (HFS) di Indonesia.
1.2 Penentuan Kapasitas Perancangan Pabrik
Kapasitas produk dapat diartikan sebagai jumlah maksimum output yang
dapat diproduksi dalam satuan massa tertentu. Kapasitas rancangan suatu pabrik
ditentukan oleh:
1.2.1 Kebutuhan fruktosa di Indonesia
Penentuan kapasitas produksi didasarkan pada kebutuhan fruktosa yang
masih impor dan kapasitas ini harus di atas atau paling tidak sama dengan
kapasitas minimum pabrik yang sudah beroperasi dengan baik dan
menguntungkan. Apabila dibandingkan dengan besarnya kebutuhan maka
kapasitas pabrik harus lebih besar untuk mengantisipasi kenaikannya. Data
kebutuhan fruktosa di Indonesia dapat dilihat pada tabel 1.2 dan grafik 1.1,
sebagai berikut:
4
Prarancangan Pabrik High Fructose Syrup dari Tepung Tapioka dengan Proses
Enzymatic Kapasitas Produksi 110.000 ton/tahun
Hasri Widuri D500140005
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Tabel 1.2 Data kebutuhan impor fruktosa
Tahun Jumlah import (kg/tahun) 2010 102.088.800 2011 167.232.012
2012 368.139.192 2013 610.326.312 2014 853.337.112
(Badan Pusat Statistik)
Grafik 1.1 Data kebutuhan impor fruktosa
1.2.2 Pabrik yang sudah berdiri
Tabel 1.3. Data pabrik yang sudah beroperasi
Nama Perusahaan Kapasitas Produksi (Ton/ Tahun)
PT. Puncak Gunung Agung 400.000
PT. Associated British Budi 72.000
(http://industri.kontan.co.id)
Dari grafik diatas dapat diambil persamaan yang menghubungkan
jumlah impor fruktosa dan tahun impor fruktosa :
y = 2.108 x - 4.1011
= 2.108 . 2020 – 4.1011
5
Prarancangan Pabrik High Fructose Syrup dari Tepung Tapioka dengan Proses
Enzymatic Kapasitas Produksi 110.000 ton/tahun
Hasri Widuri D500140005
Universitas Muhammadiyah Surakarta
= 2.560.375 ton/tahun
Untuk memenuhi 5 % dari kebutuhan impor ditahun 2019
Kapasitas 2019 = 5% x y
= 5% x 2.560.375
= 128.018,75 ton/tahun
Dengan melihat pertimbangan pabrik fruktosa yang sudah didirikan dengan
kapasitas 72.000 hingga 400.000 ton/ tahun, sehingga kapasitas produksi yang
direncanakan pada pabrik ini sebesar 110.000 ton/tahun, dengan pertimbangan
peningkatan kebutuhan fruktosa setiap tahun.
1.3 Pemilihan Lokasi Pabrik
Ada beberapa kriteria yang harus dipertimbangkan dalam menentukan
lokasi pabrik agar pabrik yang dirancang dapat mendatangkan keuntungan yang
besar, diantaranya ketersediaan bahan baku, pemasaran produk, fasilitas
transportasi, dan tenaga kerja.
Pemilihan lokasi suatu pabrik merupakan salah satu hal yang harus
diperhatikan. Oleh karena itu, pabrik HFS ini direncanakan dibangun di provinsi
Lampung. Berikut ini adalah peta pulau Sumatera dimana provinsi Lampung
terletak:
Gambar 1.1 Lokasi pendirian pabrik HFS
6
Prarancangan Pabrik High Fructose Syrup dari Tepung Tapioka dengan Proses
Enzymatic Kapasitas Produksi 110.000 ton/tahun
Hasri Widuri D500140005
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Pemilihan lokasi pabrik HFS ini sendiri melalui pertimbangan-pertimbangan
sebagai berikut :
1.3.1 Ketersediaan bahan baku
Di provinsi Lampung terdapat perusahaan agrobisnis yaitu Sungai Budi
Group. Perusahaan ini mendirikan anak usaha yang bernama PT Budi Acid Jaya
Tbk (BUDI) dan difokuskan sebagai perusahaan penghasil produk berbasis tepung
tapioka. BUDI sendiri adalah produsen tepung tapioka terbesar di Indonesia
dengan menguasai sekitar 20 persen pangsa pasar dengan kapasitas 645.000 ton/
tahun.
1.3.2 Sarana transportasi
Sarana dan prasarana transportasi sangat diperlukan untuk proses proses
penyaluran bahan baku dan pendistribusian produk. Dengan adanya fasilitas jalan
raya dan pelabuhan Bakauheni di Lampung, maka pemilihan lokasi untuk pabrik
HFS ini sudah tepat.
Gambar 1.2 Pelabuhan Bakauheni Lampung
1.3.3 Tenaga kerja
Tersedianya tenaga kerja yang terampil juga diperlukan untuk menjalankan
mesin-mesin produksi. Tenaga kerja dapat direkrut dari daerah Lampung dan
sekitarnya di pulau Sumatera atau juga dapat dari pulau Jawa. Berdasarkan Badan
7
Prarancangan Pabrik High Fructose Syrup dari Tepung Tapioka dengan Proses
Enzymatic Kapasitas Produksi 110.000 ton/tahun
Hasri Widuri D500140005
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Pusat Statistik (BPS) pada tahun 2010 Profinsi Lampung tercatat 220.619 jiwa
pengangguran dengan jenjang pendidikan SD sampai Sarjana.
1.3.4 Penyediaan utilitas
Sarana-sarana pendukung seperti tersedianya air, listrik, dan sarana lainnya
juga harus diperhatikan agar proses produksi dapat berjalan dengan baik. Di
Lampung terdapat banyak sungai dan yang terbesar adalah sungai Way
Sekampung yang bisa digunakan sebagai sumber air dan untuk penyediaan listrik
dapat dilakukan dengan sistem turbin dengan steam boiler atau dengan mensuplai
dari PLN setempat.
Gambar 1.3 Sungai Way Sekampung
1.4 Tinjauan Pustaka
1.4.1 Macam-macam proses
Prinsip umum hidrolisis pati ada tiga macam, yaitu :
1. Hidrolisis dengan menggunakan asam
Asam yang biasa digunakan untuk proses ini antara lain adalah asam sulfat,
asam klorida dan asam fosfat. Dalam proses ini, asam berfungsi sebagai katalis
yang dapat mempercepat terbentuknya produk. Reaksi yang terjadi pada hidrolisis
pati dengan asam adalah sebagai berikut :
8
Prarancangan Pabrik High Fructose Syrup dari Tepung Tapioka dengan Proses
Enzymatic Kapasitas Produksi 110.000 ton/tahun
Hasri Widuri D500140005
Universitas Muhammadiyah Surakarta
(C6H10O5)n+ n H2O n(C6H12O6) Karbohidrat Air Glukosa 2. Hidrolisis dengan menggunakan asam dan enzim
Hidrolisis dengan menggunakan asam (preliminary) dan enzim (secondary)
menyebabkan range nilai DE (Dextrose equivalent) naik turun. Setelah hidrolisis
dengan asam (preliminary) temperatur diturunkan dan pH dinaikkan. DE
(Dextrose equivalent) yang lebih tinggi menurunkan yield glukosa selama
hidrolisis dengan enzim (keberadaan asam menghambat konversi enzimatik),
sementara dengan DE (Dextrose equivalent) lebih rendah dari 10 dapat
menyebabkan starch retrogradation yang dapat menyebabkan permasalahan
dalam proses penguraian.
Reaksi yang terjadi pada hidrolisis pati dengan asam enzim adalah sebagai
berikut:
a. Reaksi dengan asam (primary) :
(C6H10O5)n + n H2O nC6H12O6
2(C6H10O5)n + n H2O nC12H22O11
3(C6H10O5)n + n H2O nC18H32O16
b. Reaksi dengan enzim (secondary):
C12H22O11 + H2O C6H12O6
C18H32O16 + H2O C6H12O6
3. Hidrolisis dengan menggunakan enzim-enzim
Hidrolisis pati dengan menggunakan enzim-enzim dilakukan dengan 2 jenis
enzim yaitu enzim α-amilase dan gluokoamilase (amilglukosidase). Enzim α-
amilase digunakan pada proses likuifikasi sedangkan enzim glukoamilase
digunakan pada proses sakarifikasi. Reaksi yang terjadi pada hidrolisis pati
dengan enzim - enzim adalah sebagai berikut :
asam
asam
asam
enzim
enzim
9
Prarancangan Pabrik High Fructose Syrup dari Tepung Tapioka dengan Proses
Enzymatic Kapasitas Produksi 110.000 ton/tahun
Hasri Widuri D500140005
Universitas Muhammadiyah Surakarta
(C6H10O5)n n(C6H10O5)x
n(C6H10O5)x x n C6H12O6
Dalam pemilihan ini digunakan beberapa kriteria, antara lain:
a. Merupakan proses yang komersial dalam arti telah banyak digunakan,
b. Proses menggunakan alat yang telah umum digunakan, telah dikenal serta
mudah dioperasikan dan diperbaiki,
c. Tidak banyak menggunakan peralatan karena akan memperbesar biaya
investasi,
d. Proses dirancang untuk menghasilkan komposisi fruktosa yang relatif tinggi,
e. Proses beroperasi pada tekanan rendah, hal ini dimaksudkan untuk
mengurangi biaya yang tinggi.
Berdasarkan berbagai proses hidrolisis pati yang telah diuraikan diatas,
masing-masing proses mempunyai kelebihan dan kekurangan, berikut merupakan
perbandingan dari beberapa macam proses hidrolisis berdasarkan
Tjokroadikoesoemo, 1993:
Tabel 1.4 Perbandingan beberapa proses hidrolisis pati
No. Uraian Metode Hidrolisis
Asam Asam-Enzim Enzim-Enzim 1. Kondisi Operasi : • Tekanan(kg/cm2) 3 1 – 3 1 • Suhu(oC) 140 – 160 60 – 140 60 - 105 • Ph 2,3 1,8 – 2 4,5 - 6 2. Proses : • DE (%) 30-55 63-80 95-98 • Daya Korosi Tinggi Tinggi Rendah 3. Aspek Ekonomi • Kebutuhan Massa Banyak Banyak Sedikit • Biyaya Peralatan Mahal Mahal Murah • Energi Besar Besar Kecil • Investasi Tinggi Tinggi Rendah
Setelah mencermati kelebihan dan kekurangan proses hidrolisis pati di atas,
maka dipilih proses hidrolisis dengan menggunakan enzim – enzim dengan
beberapa perimbangan sebagai berikut :
α-amilase
glukoamylase
10
Prarancangan Pabrik High Fructose Syrup dari Tepung Tapioka dengan Proses
Enzymatic Kapasitas Produksi 110.000 ton/tahun
Hasri Widuri D500140005
Universitas Muhammadiyah Surakarta
a. Nilai DE (dextrose equivalent) tinggi, yaitu antara 95 – 98%,
b. Kondisi operasi pada suhu dan tekanan rendah, sehingga membutuhkan
energi yang lebih sedikit,
c. Kemungkinan korosi kecil, dan
d. Dapat mempertahankan rasa dan aroma bahan baku utama.
1.4.2 Kegunaan produk
High fructose syrup (HFS) dapat digunakan secara parsial atau pun
menyeluruh sebagai pengganti gula tebu (sucrose) atau gula inverse pada
makanan. HFS dapat menghasilkan rasa manis dan meningkatan cita rasa. Selain
itu, high fructose syrup (HFS) juga digunakan pada industri minuman (soft drink),
industri kue, manisan, industry makanan, produk susu dan lain-lain. Penggunaan
high fructose syrup (HFS) mempunyai fungsi sebagai berikut :
1. Freezing Point
Fruktosa mempunyai freezing point yang tinggi adalah alasan penggunaan
fruktosa sebagai pemanis pada makanan-makanan beku seperti yogurt beku dan
ice cream. Freezing point yang tinggi pada fruktosa membuat produk mempunyai
tekstur yang halus.
2. Fruit Flavor
Fruktosa disebut juga dengan gula buah karena ketika digunakan pada produk
akan memberikan rasa buah seperti pada fruit flavored yogurt.
3. Glycemic Index rendah
Fruktosa mempunyai glycemic index yang rendah. Hal ini menyebabkan
makanan atau produk mempunyai glycemicload yang rendah. Glycemicload
adalah jumlah yang menunjukkan bagaimana makanan atau produk tertentu akan
mempengaruhi kadar gula darah.
4. Stability
Fruktosa mempunyai kestabilan yang tinggi dan digunakan untuk
meningkatkan cita rasa produk yang mempunyai stabilitas yang tinggi.
11
Prarancangan Pabrik High Fructose Syrup dari Tepung Tapioka dengan Proses
Enzymatic Kapasitas Produksi 110.000 ton/tahun
Hasri Widuri D500140005
Universitas Muhammadiyah Surakarta
1.4.3 Sifat fisika kimia bahan baku dan produk
1. Bahan Baku Utama
Sifat fisika Pati:
a. Formula : C6H10O5
b. Berat molekul : 162,14 gr/mol
c. Specific gravity : 1,50
(Perry,1998)
2. Bahan Baku Pendukung
Enzim ά-amilase
a. Fase : Padat
b. Rumus molekul : CH3COOH
c. Densitas : 1,25 kg/L
d. Titik didih : 118○C pada 1 atm
e. Titik leleh : 1,67○C pada 1 atm
f. Viskositas : 1,22 cp
g. Suhu optimal : 96,5 – 97,5○C
h. Lama operasi : 2-3 jam
i. pH operasi : 6,3 - 6,5
j. Dosis : 0,5 – 0,8 L/ton pati
(Uhlig, 1998)
Enzim Glukoamilase
a. Fase : Padat
b. Dosis : 1,5 – 5 mL/kg
c. Densitas : 1,25 kg/L
d. Suhu optimal : 60○C
e. Lama operasi : 24 - 48 jam
f. pH operasi : 4,0 – 4,5
(Uhlig, 1998)
Enzim Glukoisomerase
a. Suhu optimal : 60 – 62oC
b. Lama operasi : 15 menit
c. pH operasi : 7,4 – 7,6
12
Prarancangan Pabrik High Fructose Syrup dari Tepung Tapioka dengan Proses
Enzymatic Kapasitas Produksi 110.000 ton/tahun
Hasri Widuri D500140005
Universitas Muhammadiyah Surakarta
d. Dosis : 0,3 L/kg glukosa
e. Densitas : 0,33 kg/L
(Uhlig, 1998)
Hydrogen chloride (HCl)
Sifat – sifat fisika HCl
a. Berat molekul : 36,47 gr/mol
b. Densitas : 1,268 kg/L
c. Titik didih : -85○C
d. Titik lebur : -111○C
(Perry,1998)
Sifat kimia
a. Bersifat volatil,
b. Merupakan asam kuat,
c. Larut dalam air,
d. Mudah mengembun, dan
e. Dapat teroksidasi oleh oksidator kuat.
(Greenwood, et.al.,1997)
Calcium Chloride (CaCl2)
Sifat – sifat fisika :
a. Berat molekul : 110,99 g/mol
b. Densitas : 2,152 kg/L
c. Titik didih : > 1600○C
d. Titik lebur : 772○C
(Perry,1998)
Sifat – sifat kimia :
a. Bersifat higroskopis.
b. Larut dalam asam asetat, etanol, dan aseton.
c. larutan, tidak seperti senyawa kalsium lainnya yang tidak dapat larut,
kalsium klorida dapat berdisosiasi.
d. Mempunyai rasa seperti garam sehingga dapat digunakan sebagai bahan
untuk makanan.
(Patnaik, 2003)
13
Prarancangan Pabrik High Fructose Syrup dari Tepung Tapioka dengan Proses
Enzymatic Kapasitas Produksi 110.000 ton/tahun
Hasri Widuri D500140005
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Sodium Hydroxide (NaOH)
Sifat fisika :
a. Berat molekul : 40.00 gr/mol
b. Densitas : 2,130 kg/L
c. Titik didih : 1390○C
d. Titik beku : 318,4○C
(Perry,1998)
Sifat kimia:
a. Sebagai agen titrasi asam-basa,
b. Higroskopis,
c. Sangat korosif,
d. Cepat menyerap CO2 dan air dari udara, dan
e. Sangat larut dalam air (110 g /100 mL pada suhu kamar).
(Patnaik,2003)
Magnesium Sulfat Heptahydrat (MgSO4.7H2O)
Sifat Fisika
a. Berat molekul : 120,38 g/mol
b. Densitas : 2,66 kg/L
c. Titik beku : 1185oC
(Krik Othmer,1997)
Sifat kimia:
a. Larut dalam air, aceton dans edikit larut dalam eter.
b. Merupakan garam anhidrat.
(Patnaik,2003)
3. Pruduk Utama
Sifat-sifat Fruktosa
a. Rumus molekul : CH2OH(CHOH)3COCH2OH
b. Berat molekul : 180,16 g/ mol
c. Specific gravity : 1,669 kg/L
d. Melting point : 105○C
(Perry,1998)
14
Prarancangan Pabrik High Fructose Syrup dari Tepung Tapioka dengan Proses
Enzymatic Kapasitas Produksi 110.000 ton/tahun
Hasri Widuri D500140005
Universitas Muhammadiyah Surakarta
1.4.4 Tinjauan proses secara umum
1. Proses Pencampuran (Mixing)
Proses mixing diawali dengan pengenceran. Penambahan air ini diperlukan
untuk reaksi hidrolisis pati (likuifikasi). Di dalam sebuah tangki berpengaduk
(mixing tank) tepung tapioka yang telah diencerkan (bubur pati), dicampur enzim
α-amilase dan asam.
2. Proses Likuifikasi
Likuifikasi adalah proses hidrolisis larutan pati pada konsentrasi serta pH dan
suhu tertentu dengan katalis enzim α-amilase. Syarat utama enzim untuk proses
ini harus tahan terhadap panas dengan suhu aktif antara 110-120oC. Melalui
proses ini pati (karbohidrat) akan diubah menjadi dekstrin yang di dalamnya
terdiri dari campuran oligosakarida, disakarida, dan monosakarida. Hidrolisis pati
dapat dilakukan dengan katalis asam atau enzim. Bubur pati yang terlebih dahulu
telah mendapat perlakuan pendahuluan di dalam tangki pengaduk (static mixer)
dipompa melewati jet cooker menuju ke holding tank dan selanjutnya diteruskan
ke reaktor liquifaction.
3. Proses Sakarifikasi
Sakarifikasi merupakan proses perubahan dekstrin menjadi sirup glukosa.
Derajat keasaman (pH) diatur pada kisaran 4-5 dengan suhu 55-60oC melalui
penambahan enzim glucoamylase. Dengan demikian larutan akan berubah
menjadi monosakarida-glukosa sehingga diperoleh glukosa yang berkadar lebih
dari 90%. Proses sakarifikasi dilakukan di dalam suatu tangki reaktor atau tangki
tunggal (sistem terputus) atau dalam sejumlah tangki yang disusun secara seri
(sistem kontinyu). Reaktor-reaktor tersebut dilengkapi dengan alat pengaduk,
sistem pendingin atau pemanas, dan isolator yang digunakan untuk membungkus
dan melindungi tangki dari kehilangan panas, sehingga suhu di dalam reaktor
dapat dijaga tetap sekitar 60oC. Proses sakarifikasi berlangsung selama 48 sampai
72 jam. Dekstrin didinginkan sampai 60oC sebelum masuk reaktor sakarifikasi.
Karena reaksinya endotherm maka ada kecenderungan proses menyebabkan
penurunan suhu, karena itu harus dikendalikan.
15
Prarancangan Pabrik High Fructose Syrup dari Tepung Tapioka dengan Proses
Enzymatic Kapasitas Produksi 110.000 ton/tahun
Hasri Widuri D500140005
Universitas Muhammadiyah Surakarta
4. Proses Evaporasi.
Sirup dari proses sakarifikasi kemudian dipekatkan di dalam alat penguap
vakum (vacum evaporator) dengan sistem penguapan bertingkat (multiple effect
evaporator) yang dilengkapi pula dengan pemanas pendahulu, separator
sentrifugal dan kondensor. Penguapan atau evaporasi adalah proses perubahan
molekul dalam keadaan cair (contohnya air) dengan spontan menjadi gas
(contohnya uap air). Proses ini adalah kebalikan dari kondensasi. Umumnya
penguapan dapat dilihat dari hilangnya cairan secara berangsur-angsur ketika
terpapar panas dengan volume signifikan.
5. Proses Isomerisasi
Proses selanjutnya adalah isomerasi. Dalam proses ini glukosa diubah lagi
menjadi fruktosa dengan cara direaksikan dalam reaktor yang berisi immobilized
enzim isomerase. Dengan kondisi operasi pH 8 pada suhu 60oC selama 3 jam.
Hasil dari proses ini berupa HFS generasi I atau HFS-42. Adanya oksigen terlarut
dapat memblokir reaksi isomerisasi. Enzim dalam reaktor secara cepat membantu
glukosa menjadi fruktosa. Kadar sirup glukosa harus diatur selalu tetap yaitu
antara 42,5 – 43 % agar ”flowrate”nya konstan. Bahan baku untuk pengolahan
High Fructose Syrup (HFS) adalah sirup glukosa yang dihasilkan melalui cara
pengenceran, likuifikasi, dan sakarifikasi pati memakai katalisator sistem enzim.
Kandungan glukosa dalam sirup yang akan diolah sebaiknya tidak kurang dari 93
% berat kering.
top related