Stasiun Kristalisasi Pabrik Gula

Stasiun Kristalisasi / Stasiun Masakan (Cooking)

Selama proses pengolahan tebu menjadi gula pada pabrik gula harus melewati stasiun kristalisasi atau sering di sebut stasiun masakan. Setelah melwati stasiun evavorasi atau penguapan maka nira akan di olah pada tahapan ini wajib di lakukan karena akan mempengaruhi pembentukan gula itu sendiri.

Tujuan dari stasiun pemasakan adalah membentuk kristal-kristal gula dari nira kental. Cara kerja stasiun pemasakan hampir sama dengan stasiun penguapan yaitu menggunakan sistem vacuum. Prinsip yang dipakai adalah nira kental pada kondisi jenuh yang akan membentuk kristal. Dengan sistem vacuum kandungan air dalam nira kental akan banyak menguap sehingga lebih cepat jenuh dan bisa membentuk kristal. 

Penggunaan sistem vacuum (tidak jauh beda dengan sistem vacum pada pengolahan cpo di stsaiun klarifikasi pabrik kelapa sawit) dimaksudkan untuk mempercepat pencapaian suhu yang diinginkan. Suhu tersebut jangan terlalu tinggi tetapi mampu untuk menguapkan sisa air dalam nira kental. Jika digunakan suhu terlalu tinggi maka akan menyebabkan nira kental menjadi rusak (karamelisasi). 

Tujuan kristalisasi dalam pabrik gula adalah merubah larutan sukrosa dalam nira kental menjadi kristal gula yang cukup besar, teratur, dan murni. Proses pengkristalan terjadi dalam pan masakan yaitu bejana tempat pembentukan dan pertumbuhan kristal. Dengan sistem vakum maka titik didih air akan turun (rendah) sehingga kandungan air dalam nira akan banyak menguap. Dengan begitu nira akan lebih cepat jenuh dan bisa membentuk kristal. Sistem vakum juga dimaksudkan untuk mempercepat pencapaian temperatur yang diinginkan. 

Dalam proses ini diusahakan agar hasil kristal gula memenuhi syarat yang dikehendaki, kehilangan gula yang sekecil-kecilnya, waktu proses yang pendek, dan biaya yang rendah. 

Stasiun Kristalisasi, Pabrik Gula,

Tahap-tahap terbentuknya kristal gula pada proses kristalisasi adalah sebagai berikut:

1. Area pelarutan encer 

Pada daerah ini masih dapat melarutkan kristal-kristal gula. 

2. Area pelarutan tetap jenuh 

Pada daerah ini terjadi keseimbangan antara jumlah sukrosa yang mengkristal dengan jumlah sukrosa yang larut sehingga tidak akan terjadi pelarutan kristal sukrosa. 

Read also  Single Element Boiler Control System

3. Area lewat jenuh, meliputi: 

  • Daerah meta stabil, merupakan daerah lewat jenuh yang paling dekat dengan daerah tetap jenuh. Pada daerah ini molekul sukrosa hanya mampu menempel pada kristal yang telah ada sehingga ukuran kristal semakin besar tetapi kristal baru tidak terbentuk. 
  • Daerah intermediate, daerah dimana molekul sukrosa dapat membentuk inti kristal baru apabila dalam larutan telah terdapat inti kristal. 
  • Daerah labil/goyah, daerah dimana molekul sukrosa dapat membentuk inti kristal sendiri tanpa adanya penambahan inti kristal.

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju kristalisasi: 

1. Temperatur. Jika temperatur turun maka untuk mempertahankan laju kristalisasi diperlu kan menaikkan harga supersaturasinya. 
2. Tingkat kejenuhan. Laju absorpsi sukrosa pada kristal berbanding lurus dengan harga supersaturasinya. Harga supersaturasi tidak boleh melebihi titik kritis (1,44) karena dapat menyebabkan kristalisasi tidak terkontrol dan banyak kristal palsu. 
3. Harga Kemurnian (HK) larutan 
Banyaknya kotoran yang terdapat dalam larutan akan mengganggu terbentuknya kristal. Laju kristalisasi menurun drastis jika kemurnian cairan induk turun. 
4. Ukuran kristal Kristalisasi dilakukan dengan mengusahakan agar sukrosa menempel pada kristal atau inti kristal yang telah ada. Jumlah sukrosa yang menempel pada kristal tergantung pada luas permukaan kristal, sedangkan luas permukaan kristal tergantung pada ukuran kristal. 
5. Sirkulasi larutan Pada pengkristalan dapat dipercepat dengan cara memperpendek jarak sukrosa dengan kristal. Hal ini dapat dicapai dengan membuat sirkulasi yang baik pada pan masakan. 
Masakan terdiri dari 5 pan masakan dengan tekanan steam 60-60 cmHg (dari exhaust steam 120oC) dan tekanan uap masuk 0,7-0,8 atm (gauge).   
Dalam stasiun pemasakan ada 3 sistem yang dipakai yaitu A-B-D, A-C-D, dan A-D. Pemilihan sistem masakan yang dipakai bergantung pada nira kental dan kebutuhan dari pabrik. Jika nilai Harga Kemurnian (HK) dari nira kental >75 maka digunakan sistem A-B-D (dari segi kuantitas baik). Jika HK < 75 maka digunakan sistem A-C-D (dari segi kualitas baik). Namun, jika lebih kecil lagi dapat digunakan sistem A-D. Di PG Subang sistem masakan yang digunakan adalah sistem A-C-D atau A-D.   
Dari pan masakan, nira kemudian dialirkan ke palung pendingin dan didiamkan selama 32 jam untuk proses pengkristalan lanjutan. Biasanya temperatur nira saat masuk palung pendingin adalah 75oC. Temperatur keluaran palung pendingin adalah 38-48oC. 

Proses Kristalisasi

1. Masakan (Cooking / Kristalisasi) A 

Masakan A memiliki nilai HK 82. Bahan baku adalah nira kental dngan HK 73 dari stasiun penguapan. Nira tersebut ditambahkan dengan klare SHS (hasil samping puteran SHS yaitu puteran kedua), magma C (hasil puteran C) sebagai bibit, dan juga gula leburan. Gula leburan ini berasal dari kristal-kristal gula yang tersaring dalam vibrating screen. Jika tidak digunakan masakan C, maka magma C diganti dengan magma D (hasil puteran DII). 
Terbentuknya kristal karena selama proses pemasakan, nira mengalami pengurangan kandungan air. Proses harus terus diamati agar  tidak terbentuk kristal palsu. Yang dimaksud dengan kristal palsu adalah kristal yang terbentuk pada waktu yang sama dengan kristal gula namun tidak menjadi gula. jika terbentuk kristal palsu maka ditambahkan dengan air supaya kristal palsu tersebut larut. Bila jarak antar kristal dan juga ukuran kristal telah rata maka hasil masakan dapat diturunkan ke palung pendingin. 
Pembentukan kristal masakan A adalah 2-3 jam. Waktu singkat karena kandungan gula dalam nira tinggi sehingga pembentukan kristal lebih cepat. Ukuran kristal masakan A adalah 0,8-1,2 mm. Diharapkan bentuk dari kristal akan seragam. Setelah cukup maka hasil masakan akan diturunkan kembali ke palung pendingin. Waktu tinggal dalam palung pendingin adalah 1,5-2 jam. Diharapkan pembentukan kristal mencapai 50%. 
Hasil masakan A adalah kristal-kristal gula A dengan stroopA. Stroop A ini masih mengandung gula yang larut di dalamnya dan yang kemudian dimasak pada masakan C. 

2. Masakan (Cooking / Kristalisasi) C 

Masakan C digunakan bila HK dari nira kental < 75. Dalam masakan C menggunakan umpan stroop A (hasil samping puteran pertama C). masakan C digunakan karena hasil dari stroop A masih mengandung gula sehingga perlu dilakukan proses pengkristalan lagi. Selain stroop A, dalam masakan C juga ditambahkan magma D (hasil puteran D II). Penggunaan magma D dapat diganti dengan FCS (Fine Crystal Sugar) yaitu bibit kristal. 
Proses untuk masakan C adalah 4-5 jam. Stroop A (HK 62-64) dimasukkan dalam masakan C dan ditambahkan dengan magma D (HK 92). Dalam vakum, campuran antara stroop A dan magma D akan mengalami pengkristalan. Ukuran kristal masakan C adalah 0,7 mm. Sesudah HK = 70-71 maka hasil masakan C diturunkan lagi ke palung pendingin untuk mengalami kristalisasi lanjutan. 

3. Masakan (Cooking / Kristalisasi)  D 

Masakan D digunakan untuk memperbesar ukuran kristal gula yang terdapat di stroop C. Pembesaran ini dilakukan supaya kristal-kristal gula yang terdapat di stroop C masih bisa diambil kembali dengan diameter tertentu. Stroop C ditambahkan juga dengan FCS dan klare D II (hasil samping puteran kedua D II). 
Pada saat pemasakan, stroop C dengan HK 49-50 ditambahkan dengan FCS dan juga klare D II sehingga kristal gula didalamnya mulai terbentuk. Pada saat pemasakan terjadi pengurangan kadar air sehingga bisa menyebabkan pembesaran diameter kristal dan juga perapatan antar kristal. Lama pemasakan biasanya 6-8 jam. Jika ukuran kristal mencapai 0,3 mm dan HK masakan telah mencapai 60-61, maka masakan diturunkan ke palung pendingin. 
Di dalam palung pendingin, suhu dari hasil masakan menjadi turun, akibatnya pembentukan kristal akan terus berjalan. Pendinginan berjalan selama 36 jam. Setelah kristal mencapai 40% maka hasil masakan diturunkan dan mengalami pemanasan ulang oleh reheater hingga mencapai suhu 55oC. Tujuan pemanasan ulang adalah untuk menurunkan viskositas dari hasil masakan D. Setelah dipanaskan kembali maka hasil masakan dialirkan menuju puteran D I untuk dipisahkan dengan tetesnya.