SUMBER BELAJAR PENUNJANG PLPG 2017
MATA PELAJARAN/PAKET KEAHLIAN
TEKNIK PENGOLAHAN HASIL PERTANIAN
BAB IX TEKNIK KIMIAWI
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN DIREKTORAT JENDERAL GURU DAN TENAGA KEPENDIDIKAN 2017
BAB 9. MENGELOLA TEKNIK KIMIAWI A. Kompetensi Inti Menguasai materi, Struktur, konsep dan pola pikir keilmuan yang mendukung mata pelajaran yang diampu. B.Kompetensi Dasar Mengelola teknik kimiawi C.Uraian Materi Pokok Melakukan proses teknik kimiawi (sulfitasi dan karbonatasi, netralisasi dan hidrolisis, pemurnian/refining dan koagulasi) dalam pengolahan hasil pertanian dan perikanan Proses pengolahan tebu di pabrik gula dibagi menjadi beberapa tahap yang dikenal dengan: 1. Proses Pemerahan (Gilingan) Langkah pertama dalam proses pembuatan gula adalah pemerahan tebu di gilingan. Pada proses ini tebu dicacah menggunakan alat pencacah tebu. Biasanya terdiri dari cane cutter, hammer shredder . Tebu diperah menghasilkan “nira” dan “ampas”. Nira inilah yang mengandung gula dan akan di proses lebih lanjut di pemurnian. Ampas yang dihasilkan pada proses pemerahan ini digunakan untuk bahan bakar ketel (boiler) dan apabila berlebih bisa digunakan sebagai bahan partikel board, furfural, xylitol. 2. Pemurnian Setelah tebu diperah dan diperoleh “nira mentah” (raw juice), lalu dimurnikan. Dalam nira mentah mengandung gula, terdiri dari sukrosa, gula invert (glukosa+fruktosa) ; zat bukan gula, terdiri dari atom-atom (Ca,Fe,Mg,Al) yang terikat pada asam-asam, asam organik dan an organik, zat warna, lilin, asamasam yang mudah mengikat besi, aluminium, dan sebagainya. Pada proses pemurnian zat-zat bukan gula akan dipisahkan dengan zat yang
mengandung
gula.
1
Pada proses pemurnian nira terdapat tiga buah jenis proses, yaitu : 1.Defekasi 2. Sulfitasi 3. Karbonatasi Pemurnian Cara Defekasi :Dalam proses defekasi pemurnian nira dilakukan dengan penambahan susu kapur sebagai reagen. Reaktor untuk proses defekasi ini dinamakan defekator dan didalamnya terdapat pengaduk sehingga larutan yang bereaksi dalam defekator menjadi homogen. Pemurnian nira dengan cara defekasi dibagi menjadi 4 : a. Defekasi Dingin Pada defekator ditambahkan susu kapur sehingga pH menjadi 7.2 – 7.4. Setelah itu baru nira dipanaskan lalu menuju ke pengendapan. Pada defekasi dingin reaksi antara CaO dengan Phospat lebih lambat, tetapi inversi dapat dikurangi. Karena suhu dingin maka absorbsi bahan bukan gula oleh endapan yang terbentuk lebih jelek dibandingkan defekasi panas. b. Defekasi Panas. Nira mentah dari gilingan dipanaskan terlebih dahulu, lalu direaksikan dengan susu kapur. c. Defekasi Bertingkat. Susu kapur ditambahkan pada nira dalam keadaan dingin hingga pH 6.5, kemudian nira dipanaskan dan ditambahkan susu kapur lagi hingga pH 7.2 – 7.4. d. Defekasi sachharat Sebagian nira ditambahkan susu kapur sedangkan sebagian yang lain dipanaskan, kemudian dicampur. Pemurnian Cara Sulfitasi Pemurnian cara sulfitasi hasilnya lebih baik dibandingkan dengan cara defekasi, karena telah dapat dihasilkan gula yang berwarna putih. Cara pemurnian ini menggunakan kapur dan SO2 sebagai bahan pembantu pemurnian. Pemberian kapur pada cara ini dilakukan secara berlebih, kemudian kelebihan kapur ini akan
2
dinetralkan oleh gas SO2, sehingga terbentuk ikatan garam kapur yang dapat mengendap. Pemurnian Cara Sulfitasi: SO2 + H2O ----> H2SO3 Ca(OH)2 + H2SO3 ----> CaSO3 + 2H2O Ca(OH)2 + SO2 -----> CaSO3 + H2O Endapan CaSO3 yang terbentuk dapat mengabsorbsi partikel-partikel koloid yang berada di sekitarnya, sehingga kotoran yang terbawa oleh endapan semakin banyak. Gas SO2 juga mempunyai sifat dapat memucatkan warna, sehingga diharapkan dapat dihasilkan kristal dengan warna yang lebih terang, khususnya pada nira kental penguapan. Pemurnian Cara Karbonatasi Proses ini dilakukan dengan menggunakan susu kapur dan gas CO2 sebagai bahan pembantu. Susu kapur yang ditambahkan pada cara ini lebih banyak dibandingkan cara sulfitasi, sehingga menghasilkan endapan yang lebih banyak. Kelebihan susu kapur yang terdapat pada nira dinetralkan dengan menggunakan gas CO2. Reaksi yang terjadi adalah: Ca(OH)2 + CO2 ----> CaCO3 + H2O Tahap akhir dari proses pemurnian nira Tahap akhir dari proses pemurnian nira dialirkan ke bejana pengendap (clarifier) sehingga diperoleh nira jernih dan bagian yang terendapkan adalah nira kotor. Nira jernih dialirkan ke proses selanjutnya (Penguapan), sedangkan nira kotor diolah dengan rotary vacuum filter menghasilkan nira tapis dan blotong. 3. Penguapan Penguapan dilakukan dalam bejana evaporator. Tujuan dari penguapan nira jernih adalah untuk menaikkan konsentrasi dari nira mendekati konsentrasi jenuhnya.
Pada proses penguapan air yang terkandung dalam nira akan
diuapkan. Penguapan dilakukan pada kondisi vakum dengan pertimbangan untuk menurunkan titik didih dari nira. Karena nira pada suhu tertentu (>1250 C) akan mengalamai karamelisasi atau kerusakan. Dengan kondisi vakum maka titik
3
didih nira akan terjadi pada suhu 70 0 C. Produk yang dihasilkan dalam proses penguapan adalah ”nira kental” . 4. Kristalisasi Proses kristalisasi adalah proses pembentukan kristal gula. Sebelum dilakukan kristaliasi dalam pan masak ( crystallizer ) nira kental terlebih dahulu direaksikan dengan gas SO2 sebagai bleaching dan untuk menurunkan viskositas masakan (nira). Langkah pertama dari proses kristalisasi adalah menarik masakan (nira pekat) untuk diuapkan airnya sehingga mendekati kondisi jenuhnya. Dengan pemekatan secara terus menerus koefisien kejenuhannya akan meningkat. Pada keadaan lewat jenuh maka akan terbentuk suatu pola kristal sukrosa. Setelah itu langkah membuat bibit, yaitu dengan memasukkan bibit gula ke dalam pan masak kemudian melakukan proses pembesaran kristal. Pada proses masak ini kondisi kristal harus dijaga jangan sampai larut kembali ataupun terbentuk tidak beraturan. Setelah diperkirakan proses masak cukup, selanjutnya larutan dialirkan ke palung pendingin (receiver) untuk proses Na – Kristalisasi. Tujuan dari palung pendingin ialah : melanjutkan proses kristalisasi yang telah terbentuk dalam pan masak, dengan adanya pendinginan di palung pendingin dapat menyebabkan penurunan suhu masakan dan nilai kejenuhan naik sehingga dapat mendorong menempelnya sukrosa pada kristal yang telah terbentuk. Palung pendingin dilengkapi pengaduk agar dapat sirkulasi 5. Pemisahan Proses pemisahan kristal gula dari larutannya menggunakan alat centrifuge atau puteran. Pada alat puteran ini terdapat saringan, sistem kerjanya yaitu dengan menggunakan gaya sentrifugal sehingga masakan diputar dan larutan akan tersaring dan kristal gula tertinggal dalam puteran. Pada proses ini dihasilkan gula kristal dan tetes. Gula kristal didinginkan dan dikeringakan untuk menurunkan kadar airnya. Tetes ditransfer ke Tangki tetes untuk dijual. 6. Pengeringan Kristal Gula & Penyelesaian Air yang dikandung kristal gula hasil sentrifugasi masih cukup tinggi, kira-kira 20% . Gula yang mengandung air akan mudah rusak dibandingkan gula kering, untuk
4
menjaga agar tidak rusak selama penyimpanan, gula tersebut harus dikeringkan terlebih dahulu. Pengeringan dapat dilakukan dengan cara alami atau dengan memakai udara panas kira-kira 80 °C Pengeringan gula secara alami dilakukan dengan melewatkan SHS (Superieure Hoofd Suiker) pada talang goyang yang panjang. Dengan melalui talang ini gula diharapkan dapat kering dan dingin. Proses pengeringan dengan cara ini membutuhkan ruang yang lebih luas dibandingkan cara pemanasan. Karena itu, pabrik-pabrik gula menggunakan cara pemanasan. Cara ini bekerja atas dasar prinsip aliran berlawanan dengan aliran udara panas. Hidrolisa Produk hasil hidrolisa pati sangat banyak digunakan dan diterapkan dalam penggunaan pati pada produk-produk pengolahan hasil pangan. Proses hidrolisa pati menggunakan asam maupun enzim adalah proses yang umum digunakan untuk mengubah pati menjadi molekul yang lebih kecil lagi bahkan hingga mengubah pati menjadi gula sederhana. Masing-masing proses hidrolisa baik menggunakan asam maupun enzim memiliki kelebihan dan kekurangan . Hidrolisa asam menghasilkan proses yang lebih murah namun produk yang dihasilkan tidak sebaik yang dihasilkan dari hidrolisis menggunakan enzim yang tentunya jauh lebih mahal. Gula merupakan kebutuhan pokok bagi manusia, selama ini kebutuhan gula dipenuhi oleh industri gula (penggilingan tebu). Industri kecil seperti gula merah, gula aren. Gula dapat berupa glukosa, sukrosa, fruktosa, sakrosa. Gukosa dapat digunakan sebagai pemanis dalam makanan, minuman, dan es krim. Reaksi yang terjadi pada hidrolisis pati adalah sebagai berikut: (C6H10O5)x + x H2O → x C6H12O6 Tahu Tahu merupakan hasil pengendapan sari kedelai yang mengandung protein, lalu digumpalkan dengan penambahan batu tahu atau asam. Dibuat dari kedelai yang telah digiling untuk mengeluarkan komponen protein dari jaringan. Kadar protein bervariasi antara 6 - 8,4 persen, sedangkan kadar air 83,9 - 87,9 persen.
5
Tahu mempunyai mutu protein yang terbaik karena mempunyai komposisi asam amino yang paling lengkap. Tahu mengandung sekitar 80 persen asam lemak tidak jenuh, sehingga tidak mengandung kolestrol. Karena kandungan hidrat arang dan kalorinya rendah, tahu sangat baik dimasukkan ke dalam menu diet rendah kalori. Tahu sutera adalah produk olahan kedelai yang memiliki tekstur sangat lunak. Pada awalnya kehadiran tahu sutera di pasaran dirasakan asing, disebut tahu Jepang (tofu) dan harganya lebih mahal dari tahu tradisional. Proses pembuatan tahu sutera hampir sama dengan proses pembuatan tahu biasa. Perbedaannya, pada proses penggumpalan tahu sutera menggunakan GDL (Glucono Delta Lactone) sebagai bahan penggumpal. Di samping itu, yang membedakan tahu sutera dengan tahu biasa adalah hasil gumpalan (curd) tidak dipres dan dipisahkan dari cairannya, melainkan didiamkan sehingga menyerupai puding. Tahu kaya akan kalsium yang merupakan mineral esensial bagi pembentukan dan pemeliharaan gigi dan tulang yang biasanya defisien (kekurangan) pada orang-orang yang jarang atau tidak mampu makan produkproduk susu. Pada tahu yang dilumat dengan pengendapan menggunakan kalsium klorida atau kalsium sulfat/batu tahu (sebagian besar tahu dibuat dengan cara ini) kadang kalsiumnya tinggi, misalnya tahu biasa mengandung 23 persen dan tahu sutera 50 persen lebih banyak kalsium daripada susu. Tahu biasa mengandung 146 mg kalsium/100 gram, sehingga jika kita makan 227 gram tahu akan memperoleh sekitar 30 persen kebutuhan kalsium tubuh per hari. Tahu juga baik digunakan sebagai sumber mineral lain seperti besi, pospor, kalium dan natrium, serta vitamin B, kholin dan vitamin E Jenis- Jenis Tahu Tergantung pada jumlah air yang diekstraksi dari tahu kental, tahu segar bisa dibagi ke dalam tiga jenis. Pertama, soft atau silken tofu. Orang Cina menyebutnya "nen doufu" atau "hua doufu", sedangkan orang Jepang menyebut dengan istilah "kinugoshi tofu". Tahu basah ini mengandung kelembapan paling tinggi dari semua tahu segar. Teksturnya sangat halus seperti puding. Di Jepang dan Korea, tahu jenis ini secara tradisional dibuat dengan menggunakan air laut.
6
Di Cina, tahu ini dikonsumsi sebagai dessert (cuci mulut), namun kadang dicampur dengan acar atau kuah panas. Kedua, Asian firm tofu atau yang biasa disebut dengan "doufu" di Cina dan "memendofu" (artinya tahu kapas) di Jepang. Meski dikeringkan dan ditekan, tahu segar yang satu ini masih mengandung sejumlah kadar air yang besar. Bentuknya seperti daging mentah, namun memantul kembali jika ditekan. Tekstur bagian dalamnya seperti puding, sedangkan kulitnya seperti kain yang bersifat sedikit lebih lenting (kenyal) dan tahan dari kerusakan. Ketiga, Western firm atau dried tofu. Ini merupakan jenis lain dari tahu dengan kadar airnya paling rendah di antara semua tahu segar. Bentuknya seperti daging matang dan terasa kenyal. Ketika diiris tipis, tahu gampang terkelupas. Jenis bahan penggumpal tahu yang boleh digunakan 1. Koagulan jenis Nigari atau jenis klorida : Nigari alam, Magnesium klorida (MgCl), Kalsium klorida (CaCl2) dan air laut. 2. Koagulan jenis sulfat : CaSO4.2H2O (batu tahu) dan MgSO4.7H2O 5 -10 gram per 400 - 800 liter air 3. Glucono-Delta-Lactone (GDL, tahu lactone) untuk tahu sutera 4. Koagulan jenis asam : air jeruk, cuka (asam asetat) 4 persen dan asam laktat GDL adalah bahan tambahan makanan yang alami, biasanya digunakan untuk bahan penggumpal. GDL murni tidak berbau dan bentuknya bubuk kristal putih. Umumnya terdapat pada madu, sari buah, dan wine. Satu gram GDL sama dengan satu gram gula. Penggunaanya pun dianjurkan hanya 0,2 persen - 0,3 persen saja dari berat bahan yang akan digunakan. E. Referensi Purwaningsih, E. 2007. Cara Pembuatan Tahu dan Manfaat Kedelai. Ganeca Exact Suprapti, M. L. 2004. Pembuatan Tahu . Kanisius. Jakarta. Tjokroadikoesoemo S, 1985. HFS dan Industri Ubi Kayu Lainnya. PT Gramedia. Jakarta.
7
