PROSES PEMISAHAN NIRA DAN AMPAS

Pabrik Gula di Indonesia pada umumnya menggunakan sistem gilingan ( Mill Tandem ) sebagai berikut :

• Three Roll Mill + fooding roll ( total 4 roll )
• Fourth Roll Mill ( total 4 roll )
• Three Roll Mill + pressure feeder ( total 5 roll )
• Sixth Roll Mill ( total 6 roll )

Semua jenis sistem di atas bertujuan sama yaitu mendapatkan hasil pemerahan tebu yang semaksimal mungkin. Tetapi pada prinsipnya pemerahan utama terjadi pada tiga roll antara lain :

• Rol depan (feeding roll)
• Rol atas (top roll)
• Rol belakang (bagasse roll)

Aliran proses yang terjadi di bagian Gilingan telah ditunjukkan pada bagan di atas. Komponen peralatan yang berperan antara lain :

Unit Gilingan, merupakan peralatan utama terjadinya proses pemerahan. Macam mill tandem telah tersebut diatas.

Turbin Uap ( steam turbine ), merupakan peralatan penggerak roll gilingan

Intermediate Carrier ( IMC ), merupakan peralatan transfer ampas antar gilingan

Bagasse Elevator ( BE ), merupakan peralatan transfer ampas hasil akhir gilingan dikirim sebagai bahan bakar boiler.

Mekanisme kerja gilingan:
Gilingan memerah nira dengan jalan memadatkan umpan (ampas). Rol pengumpan (feeding roll) akan mengatur tebu sedemikian rupa sehingga masuk ke bukaan depan (voor opening) dengan baik. Pada bukaan depan ampas mengalami pemerahan yang pertama. Selanjutnya ampas melewati ampas plate dan masuk ke bukaan belakang (bagasse opening) dan mengalami pemerahan yang kedua. Selanjutnya ampas akan mengalami proses pemerasan di beberapa unit gilingan dengan bukaan depan dan bukaan belakang unit gilingan berikutnya dibuat lebih kecil sebab sebagian nira sudah terperas di gilingan di depannya.
Selama ampas dipadatkan maka timbul gaya reaksi dari ampas. Gaya reaksi ini menyebabkan rol gilingan atas (top roll) naik turun tergantung besarnya gaya. Proses naik turunnya rol gilingan atas (top roll) akan mengurangi kemampuan memerah nira pada bukaan depan maupun bukaan belakang. Untuk mengatasi hal tersebut tidak hanya menggunakan gaya berat dari rol gilingan atas saja, melainkan diperlukan gaya tambahan untuk menekan rol gilingan atas sehingga pemadatan ampas dapat sesuai dengan yang direncanakan. Gaya tambahan yang dipakai merupakan suatu sistem tekanan hidrolik dari pompa hidrolik.
Pada waktu gilingan bekerja diusahakan jangan sampai terjadi slip. Bila terjadi slip maka ampas yang akan digiling bertumpuk di muka roll gilingan sehingga terjadi slip. Sebaliknya, pengeluaran ampas pada gilingan juga harus lancar sebab kemacetan pengeluaran akan mengakibatkan ampas melimpah keluar gilingan.
Alat bantu pada unit gilingan yaitu :

Pompa hidrolik
Menstabilkan gerakan rol gilingan. Pada top roll dilengkapi dengan alat hidrolik dengan tujuan untuk melawan rol gilingan atas pada saat ada beban dengan menambahkan tekanan, namun jika tekanannya melebihi tekanan optimum 2600 psi – 3000 psi maka hidrolik akan pecah. Cara kerjanya menggunakan prinsip pompa piston.

Pompa Pelumas
Perputaran rol menyebabkan adanya gesekan yang dapat memicu terjadinya panas. Untuk mencegah timbulnya percikan api maka digunakan mesin pendingin pada tiap rol yang dipisahkan dengan bantalan luncur.

Mekanisme proses pada stasiun gilingan
Proses pengolahan tebu menjadi gula pada stasiun gilingan terbagi menjadi dua tahap yaitu :
Perlakuan awal dengan memotong dan mencacah tebu.
Menggiling cacahan tebu.
Pada perlakuan awal dalam mencacah tebu dengan kapasitas tinggi maka diperlukan pisau tebu yang dapat dioperasikan pada kecepatan tinggi. Pisau tebu I cenderung dipasang dengan arah yang searah dan pisau tebu II dengan arah yang berlawanan. Setelah melewati pisau tebu, hasil potongan tebu melewati unigrator untuk menumbuk tebu hingga halus sehingga mempermudah proses penggilingan.
Proses penggilingan tebu diawali dari pengumpanan serat tebu dari main carrier ke gilingan I melalui alat bantu donally chute. Pada gilingan I umpan masuk pada celah di antara roll depan dan roll atas (bukaan depan) setelah melewati feeding roll sebagai rol pengatur umpan, kemudian ampasnya terdorong ke celah antara roll atas dan roll belakang (bukaan belakang) melalui perantara ampas plate. Nira yang dihasilkan gilingan I disebut NPP (Nira Perahan Pertama) dan dialirkan ke penampung A. Jumlah penampung nira pada stasiun ini sebanyak 4 buah.
Ampas tebu dari gilingan I dengan kekeringan 41% melalui alat bantu transportasi yaitu intermediate carrier I dialirkan ke gilingan II yang selanjutnya digiling pada gilingan II. Dalam pemerahan agar lebih efisien maka perlu ditambahkan nira imbibisi dari gilingan III. Nira yang terperah pada gilingan II kemudian dialirkan pada penampung A bercampur dengan nira perahan gilingan I dan dipompa ke saringan DSM untuk memisahkan nira yang masih terkontaminasi ampas dan kotoran. Nira hasil penyaringan selanjutnya dialirkan ke stasiun pemurnian. Pada saringan DSM ditambahkan susu kapur yang bertujuan untuk mempertahankan kenetralan pH nira mentah.
Ampas tebu dari gilingan II dengan kekeringan 44% digiling oleh gilingan III dan ditambahkan nira imbibisi dari gilingan IV. Nira yang dihasilkan gilingan III ditampung pada penampung B dan dialirkan sebagai nira imbibisi menuju gilingan II.
Ampas tebu dari gilingan III dengan kekeringan 47% digiling oleh gilingan IV dan ditambahkan nira imbibisi dari gilingan V. Nira yang dihasilkan gilingan IV ditampung pada penampung C dan dialirkan menuju gilingan III sebagai nira imbibisi.
Ampas tebu dari gilingan IV dengan kekeringan 50% digiling oleh gilingan V dan ditambahkan air imbibisi dengan temperatur 70 - 80derajat celcius yang dipompa dari stasiun penguapan. Nira yang dihasilkan gilingan V ditampung pada penampung D dan dialirkan sebagai nira imbibisi menuju gilingan IV.
Ampas dari gilingan V dengan kekeringan 50% dibawa ke baggase silo separator melalui belt conveyor. Ampas halus dihembuskan ke mud mixer dengan menggunakan blower. Ampas dapat dipergunakan sebagai bahan bakar ketel uap dimana uapnya digunakan untuk menggerakkan turbin gilingan. Pada tiap unit gilingan terjadi dua kali pemerahan nira. Pemerahan pertama dilakukan top roll (roll atas) dan voor roll (roll depan). Pemerahan kedua dilakukan top roll dan achter roll (roll belakang). Karena digunakan lima unit gilingan, maka diperoleh 10 kali pemerahan. Hasil pemerahan gilingan I merupakan yang terbanyak, kemudian makin ke belakang makin sedikit nira yang dihasilkan. Nira hasil perahan gilingan I dan II dicampur pada penampung A dan campuran ini disebut nira mentah.
Selama proses penggilingan tersebut masih tetap dapat terjadi kehilangan gula atau sakarosa. Kehilangan gula ini kemungkinan disebabkan oleh :

• masih adanya gula yang tidak dapat diperah dan tertinggal di dalam ampas.
• aktivitas mikroorganisme Leuconostoc
• kurangnya air imbibisi.
• banyaknya kebocoran pada talang nira.
• tekanan hidrolik yang rendah pada tiap gilingan
• mantel dari rol gilingan banyak yang pecah atau rompal sehingga nira tidak bisa terperah dengan baik.
• adanya sudut-sudut mati pada peti nira yang mengakibatkan berkurangnya sirkulasi.
  

Air Imbibisi
Pemberian air maupun campuran nira pada ampas yang akan masuk gilingan II, III, IV, dan V disebut imbibisi. Tujuan pemberian imbibisi adalah untuk melarutkan kandungan gula (sukrosa) yang masih tertinggal dalam ampas secara maksimal tanpa memberatkan pada proses selanjutnya. Ampas akhir diharapkan mengandung kadar gula serendah mungkin karena apabila hal itu tercapai berarti proses pemerahan berjalan dengan baik. Ada dua sistem pemberian imbibisi, yaitu:

• Imbibisi tunggal
  Pemberian air imbibisi dilakukan hanya pada ampas yang akan masuk pada unit gilingan terakhir.
• Imbibisi ganda
  Pemberian air imbibisi ditujukan pada lebih dari satu unit gilingan. Imbibisi ganda ini ada yang berupa double compound, triple compound, ataupun quadruple compound imbibisi.
  

Dalam penggunaan air imbibisi ada dua macam air imbibisi, yaitu imbibisi panas dan imbibisi dingin. Air imbibisi panas merupakan air imbibisi yang dipompakan ke gilingan V dengan suhu sekitar 70 - 80 derajat Celcius. Air imbibisi dingin merupakan air imbibisi yang berasal dari air sungai yang sudah dijernihkan dan bertemperatur 30 derajat Celcius. Keuntungan yang diperoleh dengan pemanfaatan air imbibisi panas pada proses penggilingan adalah :

• larutan glukosa yang dapat diperah menjadi lebih banyak karena dapat lebih membuka pori-pori pada ampas.
• dapat menghambat aktivitas dan membunuh mikroorganisme perusak nira.

Sementara kerugian dari penggunaan air imbibisi panas adalah:

• melarutkan zat-zat bergetah lilin (pektin) sehingga hasil perahan menjadi kurang bagus.
• pengoperasian dan pengontrolan lebih sulit karena adanya penguapan.
• kebutuhan air panas (energi) lebih besar.

Keuntungan yang diperoleh dengan pemanfaatan air imbibisi dingin pada proses penggilingan adalah :

• tidak melarutkan zat-zat pengotor nira sehingga memudahkan proses pemurnian.
• tidak menyulitkan proses penggilingan karena jika temperatur tinggi dapat menyebabkan slip.

Sementara kerugian dari penggunaan air imbibisi panas adalah:

• proses pelarutan gula dalam ampas kurang sempurna.
• mikroorganisme pengganggu masih aktif.