1

LAPORAN KEMAJUAN

PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA

KAJIAN KARAKTERISTIK KRISTALISASI GULA KELAPA

(GULA SEMUT) DENGAN BERBAGAI MATERIAL WAJAN

DI KAWASAN HOME INDUSTRY GULA KELAPA KEC.CILONGOK

KAB. BANYUMAS

Bidang Kegiatan :

PKM Penelitian

Disusun oleh:

VIVI GUSMIATI (NIM A1H009032/ Angkatan 2009)

FATHUL UMAM (NIM A1L009128/ Angkatan 2009)

NAVISSATUL D. G (NIM A1L0110/ Angkatan 2011)

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

PURWOKERTO

2013

2

A. TARGET LUARAN

Penelitian ini dihararapkan dapat menentukan penggunaan material wajan

yang paling tepat dalam menghasilkan gula semut dengan rendemen yang tinggi

serta memenuhi Standar Nasional Indonesia (SNI 01-3743-1995) mencangkup

kadar sakarosa, kadar air, kadar abu dan warna gula semut. Pembuatan gula semut

meliputi tahap evaporasi serta kristalisasi. Kedua tahap ini erat kaitanya dengan

perpindahan panas. Wajan merupakan media pindah panas pada proses

pemasakan nira. Pindah panas secara konduksi yaitu dari sisi luar wajan ke sisi

dalam wajan dipengaruhi oleh jenis material wajan yang digunakan.

Evaporasi mengakibatkan larutan nira mengalami penurunan kadar air

diakibatkan pemanasan suhu tinggi, suhu yang disarankan yaitu 110-120 oC (LIPI,

2000). Selama proses evaporasi larutan gula mengalami penurunan kadar air dan

kenaikan suhu. Kristalisasi dilakukan setelah tahap evaporasi, yaitu dengan

pengadukan gula secara cepat menggunakan sendok kayu dilanjutkan dengan

penggesekan gula menggunakan batok kelapa sehingga dihasilkan butiran-butiran

gula. Wajan yang akan dipakai dalam kajian ini meliputi wajan tembaga,

alumunium, besi tuang dan stainless steel. Pemilihan material wajan yang tepat

dalam pembuatan gula semut dapat meningkatkan produksi dari segi kuantitas

yaitu rendemen hasil yang tinggi maupun kualitas meliputi nilai warna, ukuran

kristal, kadar air, kadar abu dan kadar sukrosa gula semut sesuai standar SNI.

A. METODE

1. Persiapan penelitian

Setiap percobaan pembuatan gula semut terlebih dahulu disiapkan 1 kg

nira kelapa dan 1 kg gula kelapa cetak. Nira yang digunakan dipilih yang

memiliki kadar brix 16 % dan pH sebesar 6. Gula kelapa cetak yang

digunakan juga terlebih dahulu dipilih yang berkualitas baik.

2. Pembuatan gula semut dengan berbagai material wajan

a. Nira kelapa dimasukkan ke dalam wajan, kemudian tungku dinyalakan

sehingga proses evaporasi berlangsung. Aduk sesekali nira pada tahap ini.

3

b. Pada saat nira mendidih yaitu pada menit ke 10-15 masukkan gula kelapa

cetak yang sebelumnya telah ditumbuk sehingga berbentuk butiran kecil.

Aduk-aduk terus gula pada tahap ini.

c. Pemanasan berlangsung sampai suhu ± 105-115 oC dan larutan gula

menjadi kental berwarna coklat dan berbuih.

d. Saat larutan gula kental kembali mendidih dan sedikit berbuih maka tahap

evaporasi selesai, wajan diangkat dari tungku untuk memulai tahap

kristalisasi.

e. Larutan gula diaduk terus-menerus sampai agak mengering, kemudian

langsung digesek menggunakan batok kelapa untuk memperoleh butiran

gula semut.

Tahapan pembuatan gula semut diatas diulang sebanyak 3 kali untuk

setiap penggunaan wajan sehingga manghasilkan 12 unit sampel gula semut.

3. Analisis data

Analisis data yang dilakuakan dalam mengkaji karakteristik kristalisasi

gula semut dengan berbagai material wajan antara lain:

a. Pengukuran nilai pH dan brix nira kelapa sebelum pemasakan.

Pengukuran pH nira dilakukan sebelum nira kelapa akan dimasak

dengan menggunakan pH meter. Pengukuran nilai brix nira dengan

mengambil sampel nira dan meneteskanya pada ujung refraktometer

sehingga terlihat kadar brix nira.

b. Pengukuran suhu, waktu dan kadar air selama pemasakan gula semut.

Pengukuran suhu dilakukan dengan menggunakan termometer

infrared. Suhu diukur setiap 5 menit sekali selama pemasakan yaitu dari

mulai nira dimasak sampai menjadi gula semut. Pengukuran suhu

dilakukan pada nira di bagian tengah wajan sampai dimulainya tahap

kristalisasi. Pengukuran suhu juga dilakukan di permukaan sisi luar dan

dalam wajan. Pengukuran waktu dilakukan menggunakan stopwatch dan

dicatat perubahan yang terjadi selama pemasakan nira.

Pengukuran kadar air dilakukan dengan pengambilan sampel gula

setiap 7 menit sekali selama pemasakan gula semut. Analisis kadar air

4

metode destilasi (BSN, 1992). Kadar air pada gula semut menurut SNI 01-

3743-1995 yaitu maksimal 3% (Badan Standarisasi Nasional , 1995). Gula

semut hasil perlakuan harus dikeringkan terlebih dahulu sehingga

diperoleh kadar air sesuai SNI.

c. Pengukuran nilai warna, brix, kadar abu dan kadar sukrosa.

Pengukuran warna dilakukan dengan menggunakan alat Color

Reader Minolta CR10. Nilai warna pada masing-masing sampel

dibandingkan untuk mencari hasil yang terbaik. Nilai warna meliputi : L=

kecerahan warna (L= 0, gelap dan L= 100, cerah), kemudian nilai a* dan

b* (a* (+)= merah, a* (-)= hijau dan b* (+)= kuning , b* (-)= biru).

Kadar brix gula semut diukur dengan refraktometer. Kadar brix

diukur dua kali setiap pemasakan yaitu kadar brix nira yang akan dimasak

dan kadar brix gula semut hasil pemasakan kemudian dibandingkan. Kadar

abu dan kadar sukrosa diuji dilaboratorium (Association Of Official

Analytical Chemist ( AOAC ) 1984). Kemudian dibandingkan sesuai

dengan kadar abu dan kadar sukrosa standar SNI. Kadar abu sesuai SNI

maksimal 2%, sedangkan kadar sukrosa sesuai SNI minimal 90%.

d. Penghitungan rendemen hasil dan ukuran kristal gula semut.

Nilai rendemen gula semut yang tertinggi adalah yang terbaik.

Penghitungan rendemen gula semut dapat dilakukan menggunakan

persamaan sebagai berikut:

Gula kelapa kristal hasil perlakuan diayak dengan menggunakan

ayakan ukuran 20 mesh (BI, 2008). Gula semut yang tertampung di

ayakan 20 mesh ditimbang dan dihitung persentase banyaknya gula yang

memenuhi standar ukuran kristal untuk dibandingkan dari masing-masing

sampel.

B. KEMAJUAN PEKERJAAN

Penelitian dapat dilakukan dengan lancar dari mulai pembuatan gula semut

sampai pengujian sampel di laboratorium. Pembuatan gula semut dilakukan secara

5

bertahap 2-3 kali pemasakan dalam sehari dengan material wajan yang berbeda-

beda. Pembuatan gula semut pada bulan Desember 2012 menghasilkan 12 unit

sampel gula semut yang masing-masing sampel diuji warna, kadar air, kadar abu,

kadar brix dan kadar sukrosa dilaboratorium pada bulan Januari 2013.

Analisis data dan pembuatan laporan dimulai pada bulan Februari-Maret

2013. Pemasakan menggunakan wajan besi tuang sejauh ini menghasilkan gula

semut dengan rendemen yang tertinggi dari keempat wajan. Tingginya rendemen

dipengaruhi oleh suhu wajan pada saat kristalisasi berlangsung. Wajan besi tuang

lebih dapat mempertahankan panasnya sehingga larutan gula tidak mudah

mengeras sehingga penggesekan dapat menghasilkan lebih banyak butiran gula.

C. KETERCAPAIAN TARGET LUARAN

Luaran dari penelitian ini adalah mengetahui penggunaan wajan yang

paling sesuai dalam pembuatan gula semut untuk menghasilkan produksi yang

optimal dari segi kualitas maupun kuantitas. Secara kualitas dapat menghasilkan

gula semut sesuai standar SNI 01-3743-1995 memuat ukuran kristal, warna, kadar

air, kadar abu dan kadar sukrosa. Secara kuantitas dapat menghasilkan gula semut

dengan rendemen hasil yang tinggi.

Perbedaan suhu dipermukaan luar wajan (yang berhubungan langsung

dengan api) dengan suhu dipermukaan dalam wajan (yang berhubungan langsung

dengan nira) yang paling kecil yaitu pada wajan alumunium sebesar 32,5 oC,

peringkat kedua terkecil yaitu wajan besi sebesar 83,7 oC, peringkat ketiga terkecil

yaitu pada wajan stainless steel sebesar 93,5 oC dan yang paling tinggi yaitu pada

wajan tembaga sebesar 104,6 oC.

Beda suhu antara permukaan dalam wajan (yang berhubungan langsung

dengan nira) dengan nira yang memiliki nilai terkecil adalah pada wajan tembaga

yaitu sebesar 30,4 oC, diikuti oleh wajan alumunium sebesar 34,75

oC, kemudian

wajan besi sebesar 43 oC dan yang terbasar adalah wajan stainless steel sebesar

61 oC.

Dari hasil pengamatan, wajan besi memiliki waktu pemasakan tercepat

selama 15 menit dengan suhu luar wajan mencapai 236 oC dan suhu dalam wajan

6

mencapai 151 oC. Kenaikan suhu selama proses pemasakan nira dari keempat

wajan dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Kenaikan suhu pemasakan nira pada berbagai material wajan.

Rendemen hasil gula semut dari penggunaan keempat jenis wajan

menunjukkan nilai yang beragam. Dari massa awal (nira + gula cetak) sebanyak

2000 g, menghasilkan gula semut dengan rendemen rata-rata sebesar 46,2 %

untuk wajan tembaga, 44,9 % untuk wajan alumunium, 49,9 % untuk wajan

stainless steel dan yang paling tinggi adalah 54,5 % untuk wajan besi tuang.

Rendemen yang tinggi pada wajan besi tuang menunjukkan banyaknya gula semut

yang lolos di ayakan 20 mesh. Selama pemasakan larutan gula mengalami

penurunan kadar air. Data kadar air rata-rata selama pemasakan gula semut

disajikan dalam tabel 2.

Tabel 1. Kadar air rata-rata selama pemasakan gula semut

No. Menit ke- Kadar air rata-rata (%)

Tembaga Alumunium Stainless steel Besi tuang

1 0 82,83 82,66 83,04 82,72

2 7 66,20 74,75 70,26 67,90

3 14 49,47 63,72 65,29 47,40

28

197 220

234 240 252

28

146 156 163 169

28

218 231

257 269

28

200 222

236

28

94 113

133 136 144

28

116 125 129 134

28

135 144 159 163

28

119 137

151

020406080

100120140160180200220240260280300

0 5 10 15 20 25 0 5 10 15 20 0 5 10 15 20 0 5 10 15

Suh

u (o

C)

Tembaga Alumunium Stainless steel Besi tuang waktu (menit)

Suhuluarwajan

Suhudalamwajan

7

Warna gula semut yang terbaik adalah pada wajan besi tuang dengan warna

kuning kecoklatan sesuai SNI. Hasil pengukuran warna gula semut dapat dilihat

pada Tabel 2. Contoh warna gula semut dapat dilihat pada Gambar 2.

Tabel 2. Nilai intensitas warna rata-rata gula semut

No. Wajan Nilai warna rata-rata

a+ (merah) b+ (kuning) L (kecerahan)

1 Besi tuang 11,43 20,03 55,9

2 Tembaga 11,07 18,37 54,13

3 Stainless steel 10,7 18,03 54,03

4 Alumunium 11,27 15,8 50,53

Gambar 2. Sampel gula semut dengan wajan tembaga ,alumunium, stainless

steel dan besi tuang.

Dari data pengukuran kadar brix gula semut hasil pemasakan dengan

berbagai material wajan yang tertinggi adalah pada penggunaan wajan besi tuang

sebesar 86%. Nilai kadar abu terendah adalah pada penggunaan wajan besi tuang

yaitu sebesar 1,16 % (kadar abu SNI maksimal 2%). Kadar air terendah ada pada

pemakaian wajan tembaga sebesar 2,29 % (kadar air SNI maksimal 3% ). Kadar

sukrosa yang tertinggi yaitu pada penggunaan wajan besi tuang sebesar 78,34 %

(kadar sukrosa SNI minimal 90%). Rendahnya kadar sukrosa dikarenakan nira

Besi tuang Tembaga

Stainless steel Alumunium

8

yang digunakan diambil pada musim hujan sehingga kadar brix nya rendah. Kadar

brix, kadar abu, kadar air, dan kadar sukrosa rata-rata gula semut dapat dilihat

pada Tabel 3.

Tabel 3. Data kadar brix, kadar abu, kadar air dan kadar sukrosa rata-rata gula

semut

No. Material

wajan

Kadar brix

rata-rata

(%)

Kadar abu

rata-rata

(%)

Kadar air

rata-rata (%)

Kadar sukrosa

rata-rata (%)

1 Tembaga 83 1,22 2,29 76,72

2 Alumunium 84 1,25 2,72 77,06

3 Stainless steel 81 1,22 2,74 76,14

4 Besi tuang 86 1,16 2,52 78,34

D. PERMASALAHAN DAN PENYELESAIANYA

Penelitian ini memiliki beberapa kendala, namun dapat diselesaikan

dengan berbagai upaya yang disajikan pada tabel 4.

Tabel 4. Kendala dan penyelesaian penelitian

No. Kendala Penyelesaian

1 Keuangan

a. Biaya pembelian wajan

b. Biaya peminjaman alat

laboratorium

a. Menggunakan uang pribadi terlebih

dahulu

b. Mendapat pinjaman dana dari

Universitas

2 Teknis :

a. Sulit menemukan wajan

tembaga dipasaran

b. Agak terhambat menemukan

tempat pembuatan gula

semut

c. Belum mampu membuat

gula semut secara mandiri

a. Mendapatkan pinjaman wajan setelah

mencari dari berbagai sumber

b. Mencari di daerah home industry

Cilongok

c. Meminta bantuan teknis kepada

pengrajin gula semut selama proses

pembuatan gula semut

9

E. REKAPITULASI PENGGUNAAN BIAYA

Tabel 6. Rekapitulasi penggunaan biaya

No. Tanggal Pemasukan

Pengeluaran

Keterangan Jumlah

(Rp)

Keterangan Jumlah

(Rp)

1 15/10/2012 Draf usulan PKM 35.400

2 29/10/2012 - Nira kelapa 50 liter

- Gula kelapa cetak 12

kg

- Kayu bakar 12 ikat

- Kertas lakmus/pH

indikator

50.000

110.000

72.000

250.000

3 30/10/2012 Log book 20.000

4 26/11/2012 Dana

mandiri

1.000.000 Wajan alumunium

diameter 75 cm, 1 buah

186.000

5 29/11/2012 Sewa wajan tembaga 50.000

6 20/12/2012 Sewa wajan besi dan

stainless steel

75.000

7 -Transportasi penelitian

Purwokerto-Cilongok

300.000

8 24/12/2012 Biaya oprasional tempat

produksi

150.000

9 5/2/2013 -Analisis kadar air

-Analisis kadar sukrosa

-Analisis kadar abu

500.000

10 8/3/2013 Pinjaman

dana

Universitas

1.000.000

12 22/3/2013 -Peminjaman alat

laboratorium

(termometer infrared,

timbangan digital,

refraktometer, color

reader conica minolta

CR10, gelas ukur,

jangka sorong)

71.000

Jumlah 2.000.000 Jumlah 1.869.400

Saldo (pemasukan- pengeluaran) (Rp.) 130.600

10

F. DOKUMENTASI KEGIATAN

Pembuatan gula semut dengan berbagai wajan :

1. Nira mendidih (wajan tembaga) 2. Penambahan gula cetak (wajan alumunium)

3. Gula mendidih (wajan stainless steel) 4. Pengadukan cepat (wajan besi)

5. Gula mulai mengeras (wajan alumunium) 6. Gula digesek (wajan besi)