* Teknologi Pengolahan Gula

Supervisor Jaminan Mutu PanganPROGRAM DIPLOMA IPB BOGOR2014

Oleh :Eddy Fadillah Safardan, S.TP, M.MDr. Nur Wulandari, S.TP, M.Si

Coba sebutkan industri pengguna Gula......???Bakery 30 70%Kembang Gula 70 90%Coklat Olahan 55- 60 %Bumbu Mie Instant < 2%Minuman Instant 30 35%SoftdrinkSari Buah 40%MSGDairy

ASAL GULA Dari proses Photosynthesis oleh tanaman , bereaksilah antara air dan karbondioksida dengan energi dari sinar matahari yang diolah dalam Chlorophyl / zat hijau daun sebagai reaksi alam6 H2O + 6 CO2 C6H12O6 + 6CO2

ASAL GULA Dari proses Photosynthesis oleh tanaman , bereaksilah antara air dan karbondioksida dengan energi dari sinar matahari yang diolah dalam Chlorophyl / zat hijau daun sebagai reaksi alam6 H2O + 6 CO2 C6H12O6 + 6CO2

Bahan sumber gulaTebu DahliaBit MaduAren SusuKelapa PatiNipahSiwalanStevia

NIRASumber nira:Aren (Arenga pinnata merr)Tebu (Saccharum officinarum)Siwalan, lontar (Barrasus sp) : tangkai bunga atau buahSagu (Caryota urens) : dari tangkai bungaKurma ( Phoenix silvestris) : dari pangkal tajuk tanamanBit gula (Beta vulgaris) : dari umbi bitShorgum (Shorgum vulgare) : dari batangMaple (Acer saccharum) : dari kulit pohon

NIRACairan manis yang keluar dari bunga, umbi atau batang yang diekstrak.Diolah menjadi gula, minuman keras (tuak), asam cuka,minuman segar, gula merah serbuk.

Tebu, BitMelalui proses ekstraksi dihasilkan produk akhir gula sukrosa kristal (gula pasir)

Aren, Kelapa, Nipah, SiwalanNira tanaman ini mengandung gula sukrosaNira adalah cairan hasil penyadapan tangkai bunga tanaman palmaMelalui proses pemekatan (pemasakan), nira diolah menjadi gula merah cetak, gula merah kristal (gula semut), atau gula merah cair

Komposisi kimia nira (%) Aren Kelapa Nipah Siwalan

KA 87.7 87.8 86.3 87.8Gula 12.0 10.9 13.3 11.0Abu 0.2 0.4 0.4 0.1 Protein 0.4 0.2 0.2 0.3

Setelah penyadapan, nira harus segera diolah karena mudah mengalami kerusakan :

Sukrosa ----------> Glukosa + Fruktosa

Glu/Fru -----------> Etanol + CO2

Etanol + O2 -----------> Asam asetat + AirInvertaseKhamirBakteri Asam asetat

Nira (baca : sukrosa) yang sudah mengalami inversi atau fermentasi, tidak dapat diolah menjadi gula merah cetak atau gula semut

Pembuatan gula merah cetakNira ---> penyaringan ---> pemasakan ---> pencetakan ---> gula merah cetak

Pembuatan gula semutNira ---> penyaringan ---> pemasakan ---> kristalisasi ---> pengayakan ---> gula semut

DahliaUmbi dahlia mengandung inulin, dihidrolisa menggunakan enzim inulinase menghasilkan sirup fruktosa

SteviaDaun pohon stevia mengandung pemanis steviosida, steviolbiosida, rebaudiosida A, B, C, D, E dan dulcosida

Madu, SusuMadu dihasilkan dari lebah, sebagian besar terdiri dari gula fruktosaSusu dihasilkan dari hewan mamalia betina yang diekskresi setelah melahirkan, mengandung gula laktosa

Aren (Arenga pinnata merr)Hasil: 900 1600 l nira/tahunBunga yang disadap bunga jantan.Penyadapan yang baik: umur bunga harus tepat, dilakukan dengan mengiris tangkai bunga dengan pisau sadap (pemagasan) dan menampung nira dalam lodong

Pembuatan Gula ArenGula aren cetakNira (pH 6 7)Penyaringan IPemasakan suhu 110 120oC k.a turunPenyaringan IIPemasakan nira mengental s/d berbuihPe+an minyak kelapa/kemiri/kacang tanah

Pembuatan Gula ArenGula aren cetakPemasakan tetesan nira mengeras, atau membentuk benang tidak terputusPemasakan dihentikan, warna coklat kekuninganPengadukan dilanjutkan terbentuk kristal gula yang merataPencetakan cetakan direndam air dinginPengeluaran dari cetakan

Pembuatan Gula ArenGula semutNira segar (pH 6 7)Penyaringan IPemasakan suhu 110 dalam wajanPenyaringan IIPemasakan nira mengental s/d berbuihPenambahan minyak goreng (1 sdm / 25 l nira)Pemasakan s/d warna kecoklatan

Pembuatan Gula ArenGula semutPemasakan dihentikanPendinginan 10 menit tanpa diadukPengadukan perlahan s/d tjd kristalisasiPengadukan cepat shg diperoleh gula dlm bentuk serbukPenjemuran (bila gula semut masih basah)PengayakanPengemasan

Tebu (Saccharum officinarum)Fase pertumbuhan butuh airFase pemanenan keringBila hujan: rendemen gula menurunUmur panen: 12 16 bulan, bunga tebu habisBatang tebu harus segera diolah

Ekstraksi Nira TebuBatang tebuDipotong dan disobek dengan chrusher atau shredder tjd pemerasan nira tebu 50%Diperas kembali dengan three roller millNira tebu (cairan berwarna coklat kehijauan)

Sistem Produksi Gula Tebu

PABRIK GULA DI INDONESIA

NoPTPN/PTPGLokasiRehab-akhirKap-Terpasang (TTH/TCD)tahunSaat IniMenjadi1.PTPN.II2. PG. Kuala Madu Langkat-Sumut - 4,000 4,000 1. PG. Sei Semayang Deli Sedang-Sumut - 4,000 4,000 Jumlah 2 8,000 8,000 2.PTPN.VII1. PG. Bunga Mayang Lampung Utara-Lampung 1994 6,250 10,000 2. PG. Cinta Manis OKI-Sumsel 1982 5,000 10,000 Jumlah 2 11,250 20,000

3.PTPN IX 1. PG. Gondang Baru Klaten-Jateng - 1,450 1,400 2. PG. Jatibarang Brebes-Jateng - 2,000 2,000 3. PG. Mojo Sragen-Jateng 1990 2,550 3,000 4. PG. Pangka Tegal-Jateng - 1,800 1,900 5. PG. Rendeng Kudus-Jateng 1991 2,520 3,000 6. PG. Sragi Pekalongan-Jateng 1997/98 3,475 3,475 7. PG. Sumberharjo Pemalang-Jateng - 1,990 2,500 8. PG. Tasikmadu Karang Anyar-Jateng 1992 3,200 3,200 Jumlah 8 18,985 20,475 4.PTPN X 1. PG. Tjoekir Jombang-Jatim 1993 2,750 3,000 2. PG. Gempolkrep Mojokerto-Jatim 1993 5,600 7,000 3. PG. Jombang Baru Jombang-Jatim 1980 2,000 2,250 4. PG. Krembung Sidoarjo-Jatim 1986 1,500 1,500 5. PG. Lestari Nganjuk-Jatim 1982 3,600 3,700 6. PG. Merican Kediri-Jatim 1975 2,200 2,250 7. PG. Mojopanggung Tulungagung-Jatim 1988 2,500 2,500 8. PG. Ngadirejo Kediri-Jatim 1993 5,350 7,000 9. PG. Pesantren Baru Kediri-Jatim 1992 5,300 7,000 10. PG. Tulangan Sidoarjo-Jatim 1984 1,250 1,250 11. PG. Woetoetoelis Sidoarjo-Jatim 1984 2,250 2,500 Jumlah 11 34,300 39,950

5.PTPN XI1. PG. Asembagus Situbondo-Jatim 1983 2,520 3,000 2. PG. Gending Probolinggo-Jatim 1995 1,450 1,600 3. PG. Jatiroto Lumajang-Jatim 1985 5,940 7,000 4. PG. Kanigoro Madiun-Jatim 1985 1,744 1,900 5. PG. Kedawung Pasuruan-Jatim 1985 2,360 2,600 6. PG. Olean Situbondo-Jatim 1985 950 1,050 7. PG. Pagotan Madiun-Jatim 1985 2,350 3,000 8. PG. Pajarakan Probolinggo-Jatim 1985 1,250 1,350 9. PG. Panji Situbondo-Jatim 1985 1,700 1,890 10. PG. Poerwodadi Magetan-Jatim 1985 2,000 2,500 11. PG. Prajekan Bondowoso-Jatim 1985 2,600 2,800 12. PG. Rejosari Magetan-Jatim 1985 1,985 2,100 13. PG. Semboro Jember-Jatim 1985 4,750 6,000 14. PG. Soedhono Ngawi-Jatim 1985 2,300 2,400 15. PG. Wonolangan Probolinggo-Jatim 1985 1,300 1,400 16. PG. Wringinanom Situbondo-Jatim 1985 1,079 1,200 Jumlah 16 36,278 41,790 6.PTPN XIV1. PG. Bone Bone-Sulsel 1992 2,000 2,000 2. PG. Camming Bone-Sulsel - 3,000 3,000 3. PG. Takalar Takalar-Sulsel 2005 3,000 3,000 Jumlah 3 8,000 8,000

7.PT. PG. RAJAWALI I1. PG. Krebet Baru I Malang-Jatim 2004 4,500 5,500 2. PG. Krebet Baru II Malang-Jatim 2004 4,500 5,500 3. PG. Rejoagung Baru Madiun-Jatim 1999 4,500 5,500 4. PG. CandiSidoarjo-Jatim2004 2,200 2,400 Jumlah 4 15,700 18,900 8.PT. PG. RAJAWALI II1. PG. Sindang Laut Cirebon-Jabar 19861800 2,400 2. PG. Karang Suwung Cirebon-Jabar 19861300 1,750 3. PT. Tersana Baru Cirebon-Jabar 19863000 3,850 4. PG. Jatitujuh Majalengka-Jabar 19864300 6,000 5. PG. Subang Subang-Jabar 20033000 3,850 Jumlah5 13,400 17,850 9.PT. .Madu Baru1. PG. .Madukismo Bantul-Yogyakarta 19763250 4,000 TOTAL 52 149,163 178,965

Janis dan Type mendapatkan Gula dari Batang TebuA. Plantation White Sugar1. Sulfitasi2. Carbonatasi

B. Sugar Refinery

FLOW-CHART PRODUKSIPlantation White Sugar

PROSES PRODUKSI..ExtraksiTahap pertama pengolahan adalah ekstraksi jus atau sari tebu. Di kebanyakan pabrik, tebu dihancurkan dalam sebuah serial penggiling putar yang berukuran besar. Cairan tebu manis dikeluarkan dan serat tebu dipisahkan, untuk selanjutnya digunakan di mesin pemanas (boiler)jus yang dihasilkan masih berupa cairan yang kotor: sisa-sisa tanah dari lahan, serat-serat berukuran kecil dan ekstrak dari daun dan kulit tanaman, semuanya bercampur di dalam gula

.Liming (Pengendapan Kotoran)Pabrik dapat membersihkan jus dengan mudah dengan menggunakan semacam kapur (slaked lime) yang akan mengendapkan sebanyak mungkin kotoran untuk kemudian kotoran ini dapat dikirim kembali ke lahan

.Evaporasi (Penguapan)Setelah mengalami proses liming, jus dikentalkan menjadi sirup dengan cara menguapkan air menggunakan uap panas

Kristalisasi

Pada tahap akhir pengolahan, sirup ditempatkan ke dalam panci yang sangat besar untuk dididihkan. Di dalam panci ini sejumlah air diuapkan sehingga kondisi untuk pertumbuhan kristal gula tercapai. Pembentukan kristal diawali dengan mencampurkan sejumlah kristal ke dalam sirup. Sekali kristal terbentuk, kristal campur yang dihasilkan dan larutan induk (mother liquor)diputar di dalam alat sentrifugasi untuk memisahkan keduanya Kristal-kristal tersebut kemudian dikeringkan dengan udara panas sebelum disimpan Sebagai tambahan, karena gula dalam jus tidak dapat diekstrak semuanya, maka terbuatlah produk samping (byproduct) yang manis: molasses

ALAT ALAT YANG DIGUNAKAN1. Cane unloading dan Preparationa. Cane Yardb. Cane Stackerc. Timbangan

2. Mill Stationa. Cane Tableb. Cane Cutterc. Uni Grattord. Mill Tandeme. Baggase Carrier

3. Purificationa. Juice weigher / Flowmeterb. Heaterc. Lime Plantd. Sulphur Plante. Clarifierf. Filtration

4. Evaporation a. evaporatorb. Vacump Pumpc. Cooling / Condensord. Pompa-pompa

5. Cristalitationa. Vacuum Panb. Condenserc. Pompa Vacuumd. Reciever / Cristalizere. Cooler

6. Purging / Curinga. Feed mixerb. Centrifugal machinec. Conveyord. Molasses tank dan pumpe. screening

7. Packaginga. Sugar Binb. Sugar Weigherc. Sewing Machined. Conveyor

8. Ware Housea. Conveyorb. Timbangan

SUGAR REFINERY Pengolahan tingkat lanjut dari proses pengolahan gula dengan bahan baku gula setengah jadi (Raw Sugar)

Pol =gula terlarut dalam nira Brix =total padatan terlarut dalam nira

TAHAPAN PROSES RAFINASI

TAHAPAN PROSES RAFINASIA.Raw Sugar HandlingRaw sugar curah dibongkar dari kapal lalu dipindahkan ke gudang raw sugar (silo) Alat:Hopper Unloading Conveyor (Belt conveyor + Bucket Elevator)Feeder-loader

B.AffinationProses pencucian raw sugar untuk memisah gula dari molassesAlat:MixerCentrifugal machineMelter

C.Carbonation & FiltrationProses pencampuran raw liquor kapur dan gas CO2.Hasil dari pencampuran difilter agar terpisah fraksi bersih dan kotor

D.Ion ExchangerPenghilangan warna terakhir dengan sistem penukaran ion

E.Evaporationproses pengentalan liquor dengan cara penguapan dari konsentrasi 55% menjadi 72% brix

F.CrystalizationProses kelanjutan dari proses penguapan hingga menjadi kristal

G.CuringPemisahan antara kristal dari molassesnya dengan menggunakan mekanisme centrifugal

H.Drying & Packaging Tahapan terakhir dari proses rafinasi yaitu pengeringan, pengayakan dan pengarungan

I.Sugar StoragePenempatan gula rafinasi di gudang

TERIMA KASIH

SUMBER GULA DAN PEMANISPemanis alami :

1. Nutritive (gula) : sukrosa, glukosa, fruktosa, laktosa

2. Non-nutritive : steviosida

Tingkat kemanisan relatifSukrosa1Gula invert1.2Maltosa0.4Laktosa0.4Fruktosa1.6Glukosa 0.7Steviosida 300

Gula SukrosaDari tebu atau bitDalam bentuk granular, tepung atau cairUmumnya kemurnian tinggi (kadar gula invert dan abu rendah)

Gula SukrosaLarutan jenuhnya mudah mengkristal jika didinginkan dan diadukPemanasan yang diikuti pendinginan menghasilkan massa padat seperti gelas (amorphous), atau membentuk kristal (seluruhnya atau sebagian)Sukrosa merupakan disakarida yang terdiri dari glukosa dan fruktosa Glukosa-------Fruktosa

Sirup GlukosaDibuat dari pati yang dihidrolisis dengan asam dan atau enzim amilaseBerupa cairan kental mengandung dekstrosa (= glukosa), maltosa, oligosakarida dan dekstrinJika digunakan bersama-sama sukrosa, sirup glukosa menghambat kristalisasi gula sukrosaBersifat kurang higroskopis dibandingkan gula invert

Sirup GlukosaMakin tinggi viskositas, kelarutan makin rendahMempunyai unit yang disebut DE (dextose equivalent)DE menunjukkan kekuatan reduksi sirup glukosa (bukan kadar glukosa!)Tetapi, DE tinggi umumnya mengandung lebih banyak glukosa dan lebih manis

Sirup GlukosaYang banyak digunakan adalah DE 42Yang baik: jernih, kadar abu dan protein rendah

Pati merupakan polimer glukosa

glukosa--glukosa--glukosa--glukosa--glu-- | glukosa | glukosa

Maltosa merupakan disakarida yang terdiri dari dua molekul glukosa

glukosa--glukosa

Dekstrin merupakan campuran polimer glukosa

Gula InvertHasil hidrolisis sukrosa dengan asam atau enzim invertaseSukrosa + Air ------> glukosa + fruktosaMempunyai kemanisan lebih tinggi dibandingkan dengan sukrosaCampuran gula invert dan sukrosa lebih manis dibandingkan sukrosa saja

Gula InvertJika digunakan bersama-sama dengan sukrosa, gula invert dapat mencegah atau mengontrol kristalisasi sukrosa karena gula invert bersifat lebih sulit mengkristal dibandingkan sukrosa, campuran sukrosa dan gula invert mempunyai kelarutan lebih tinggi dibandingkan sukrosa saja

Gula InvertJika digunakan bersama-sama dengan sukrosa, gula invert dapat menyebabkan terbentuknya kristal sukrosa yang kecilBersifat higroskopis (cocok sebagai humektan atau pelembab) untuk mencegah produk menjadi kering dan keras

Sirup FruktosaHasil isomerisasi sirup glukosa menggunakan enzim isomeraseGlukosa ------> FruktosaMempunyai kemanisan lebih tinggi dari glukosa atau sukrosaBersifat sangat higroskopis sehingga cocok sebagai humektan atau pelembab untuk mencegah produk menjadi kering dan keras

Gula AlkoholBersifat tidak merusak gigi karena tidak dapat difermentasi oleh bakteriKurang manis dibandingkan dengan sukrosaContoh : sorbitol, xylitol, mannitol

Pemanis Sintetik Mempunyai kemanisan sangat tinggiContoh : sakarin, aspartam, acesulfam-K

Perubahan Gula dalam PengolahanInversi : sukrosa menjadi gula invertKaramelisasi : pemanasan gula menghasilkan 5-hydroxyl methyl furfural yang berwarna coklatReaksi Maillard : reaksi antara grup amino dari asam amino dengan grup hidroksil dari gula yang menghasilkan melanoidin yang memberikan warna coklat dan citarasa tttKristalisasi : pada konsentrasi di atas titik jenuh

******************turun*turun*turun*turun**********************% Kadar gula pereduksi vs glukosa murni (100%)*Sirup glukosa mengandung glukosa, maltosa, oligosakarida******HFS****