EVAPORASI

Komponen terbesar dari nira encer yang dihasilkan stasiun pemurnian adalah air (brix 10 – 12 % berarti kandungan air 88 – 90 %). Didalam brix nira terdapat gula yang akan diambil dalam bentuk hablur (kristal) maka kandungan airnya harus dihilangkan. Didalam langkah penghilangan air ini perlu diperhatikan agar tidak terjadi kehilangan atau kerusakan gula. Penghilangan air atau penguapan di pabrik gula dilaksanakan dalam dua tahap, yaitu pada stasiun penguapan yang sasaranya menghilangkan air sebanyak mungkin sehingga dicapai kondisi mendekati jenuh, sedang tahap kedua adalah melanjutkan penguapan sampai lahir kristal sukrosa yang dilakukan di stasiun kristalisasi. Pada stasiun penguapan akan dihilangkan air sampai nira mendekati jenuh, dengan kadar brix sekitar 62 – 70 %. Nira dengan kandungan brix sebesar ini didalam pabrik gula disebut nira kental. Mutu proses penguapan dinilai dari :

1.      Pencapaian brix nira kental  64 %,  angka penguapan 24 – 28 kg/m²/jam

2.      Kenaikan warna   5 %,  kenaikan turbidity    10 %

3.      Inversi    0,2 %,  glucose ratio turun    4 %

4.      Penurunan pH    0,3 poin,  gula dalam kondensat maupun air jatuhan  0 (nol)

5.      Kapasitas tercapai

      Proses Penguapan

Proses penguapan adalah  proses perubahan air menjadi uap sehingga air dapat dipisahkan dari nira. Pada proses penguapan akan terjadi proses perpindahan panas dari bahan pemanas ke nira sehingga air yang tadinya berada pade fase cair didalam nira berubah menjadi fase gas. Panas yang diperlukan untuk mengubah fase cair menjadi fase gas ini disebut Panas Penguapan. Didalam peristiwa ini, proses perpindahan panas akan dapat berlangsung bila ada daya dorong terjadinya perpindahan panas, dan daya dorong terjadinya perpindahan panas adalah selisih suhu antara sumber/bahan pemanas dengan nira yang akan dipanaskan. Makin besar selisih ini akan makin besar pula jumlah panas yang berpindah, berarti semakin banyak air yang diuapkan. Proses perpindahan panas ini secara umum dapat dituliskan dalam term :

Q  =  U.A.∆T

dimana :

Q   = panas yang berpindah  (kkal/jam)

A   = luas bidang perpindahan panas  (kkal/m²/jam/^oC)

U   = koefisien perpindahan panas  (m²)

∆T = selisih suhu  (C)

Agar proses penguapan berjalan cepat berarti panas yang berpindah (Q) harus besar, maka daya dorong perpindahan panas (∆T) diusahakan besar. Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan guna mendapatkan laju perpindahan panas yang tinggi, antara lain :

a.  Bahan pemanas harus memiliki suhu tinggi dan mudah dikendalikan,

b.  Proses transfer panas harus berjalan dengan baik tanpa banyak kehilangan panas.

Bahan pemanas yang mudah dikendalikan suhunya adalah uap, dimana suhu uap dapat berubah sesuai dengan tekanannya. Dikarenakan sukrosa dapat rusak akibat suhu yang tinggi maka suhu bahan pemanas akhirnya dibatasi dibawah 135^oC (Kestner) (akibat suhu tinggi sukrosa akan mengalami karamelisasi). Selanjutnya, karena penguapan membutuhkan banyak uap, maka untuk menghemat pemakaian uap tersebut penguapan dilakukan secara berganda dan pada kondisi hampa (vacuum). Penghematan pemakaian uap ini dijelaskan oleh RILLEUX :

1.      Dalam penguapan “multiple effect”maka setiap satuan bahan pemanas dapat menguapkan air sebanyak jumlah badan penguapnya.

2.      Pada proses pengambilan uap nira untuk pemanas nira (vapour bleeding) sebanyak W dari badan ke M dalam satu seri badan penguap yang terdiri dari N badan, maka penghematan setum yang diperoleh : 

  x W

Dengan mengoperasikan proses penguapan pada kondisi hampa, diperoleh beberapa keuntungan, yaitu :

1.      Kecepatan penguapan menjadi lebih tinggi sehingga air diuapkan lebih banyak, (kapasitas giling lebih besar).

2.      Suhu saat penguapan lebih rendah, kerusakan sukrosa lebih sedikit dan pembentukan zat warna lebih rendah,  (kualitas gula yang dihasilkan lebih tinggi).

Pada proses penguapan, yang dikehendaki hanyalah menghilangkan kandungan air dari nira, jika hanya ini yang terjadi berarti hanya proses fisika yang terjadi yaitu berubahnya air dari fase cair menjadi fase gas. Tetapi ada proses lain yang tidak dikehendaki terjadi selama proses ini berlangsung, hal ini dapat ditunjukan dari :

1. Air embun dari hasil penguapan tidak murni.

2. HK nira kental berbeda dengan nira encer.

3. Perubahan intensitas warna nira.

4. Terjadi tambahan kekeruhan nira.

5. Terjadi perubahan pH.

6. Terjadi pengerakan.

Dikarenakan didalam pabrik berat nira kental tidak ditimbang, maka jumlah air diuapkan diperoleh dengan cara dihitung.

Air Diuapkan = W =  [ 1 -   ] x NE

dimana :

bne = % brix nira encer

bnk = % brix nira kental

NE  = berat nira encer