ITS Sirup Glukosa

BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Salah satu kebutuhan pokok masyarakat dunia adalah gula. Peningkatan kebutuhan gula di dunia pada umumnya dan di Indonesia pada khususnya dipengaruhi oleh bertambahnya jumlah penduduk dan berkembangnya berkembangnya industri makanan makanan dan minuman minuman yang membutuhkan gula sebagai bahan pemanis. Selain itu gula juga digunakan digunakan sebagai sebagai bahan baku di industri farmasi. Berdasarkan bahan baku, salah satu gula yang banyak diproduksi adalah gula tebu. Sirup glukosa (Glucose syrup) adalah sejenis gula termasuk monosakarida dengan rumus molekul C 6H12O6. Di Indonesia sampai saat ini sudah banyak yang memproduksi sirup glukosa. Namun demikian seiring berjalannya waktu, perkembangan perkembangan industri makanan dan farmasi begitu pesat. Kebutuhan akan sirup glukosa juga semakin meningkat. Hingga saat ini untuk menutupi kebutuhan dalam negeri Indonesia masih mengimpor dari beberapa negara tetangga seperti, Jepang, Singapura, Zimbabwe, Amerika Serikat, Belanda, Perancis, Jerman dan lain-lain. Sehubungan dengan hal tersebut sangat tepat jika pemerintah mengambil kebijaksanaan yang pada hakekatnya bertujuan untuk mengurangi ketergantungan terhadap negara lain dalam memenuhi kebutuhan masyarakat yaitu dengan membangun industri-industri yang dapat mengganti peranan bahan import. import. Industri banyak menggunakan sirup glukosa antara lain adalah industri permen, minuman, biskuit dan es krim. Pada pembuatan es krim, glukos glukosaa dapat mening meningkatkan katkan kehalusan tekstur dan menekan titik beku, sementara untuk kue dapat menjaga kue tetap segar dalam waktu lama dan dapat mengurangi keretakan. Untuk permen sirup glukosa lebih disenangi karena mencegah kerusakan mikrobiologis dan memperbaiki tekstur. Pada perkembangannya produk glukosa, dihasilkan glukosa dalam bentuk tepung atau yang disebut sebagai tepung I-1

I-2

Bab I Pendahuluan

gula. Produk ini berwarna putih, manis dan telah dicoba di pabrik jeli dan dapat bersaing dengan produk dari korea. Sehingga sampai saat ini banyak sekali berbagai upaya dilakukan untuk memproduksi sirup glukosa dari berbagai jenis pati salah satunya dari pati singkong (Anonim,2006). Salah satu langkah yang diambil dalam rangka peningkatan produksi gula adalah dengan memproduksi sirup glukosa dari tepung tapioka. Indonesia mampu menghasilkan rata-rata 15 sampai 16 juta ton tapioka dari industri tapioka yang berlokasi di Sumatra, Jawa, dan Sulawesi. Tepung tapioka mempunyai banyak kegunaan, antara lain sebagai bahan pembantu dalam berbagai industri. Dibandingkan dengan tepung jagung, kentang, dan gandum atau terigu, komposisi zat gizi tepung tapioka cukup baik. Di Indonesia, industri glukosa mulai berkembang pada tahun 1980-an. Beberapa perusahaan sirup glukosa yang memiliki kapasitas produksi cukup besar adalah PT. Suba Indah, Cilegon (82.500 ton/tahun), PT. BAJ, Jawa Timur (18.000 ton/tahun), PT. Associated British, Jawa Barat (72.500 ton/tahun), dan PT. Trebor Indonesia, Jakarta (17.500 ton/tahun). Namun kapasitas produksi beberapa perusahaan glukosa tersebut masih relatif kecil jika dibandingkan dengan impor glukosa ke Indonesia pada beberapa tahun terakhir, dengan kata lain, kebutuhan glukosa negeri ini masih belum dapat dipenuhi oleh perusahaan dalam negeri. Kapasitas Pabrik Kapasitas produksi glukosa dengan bahan dasar tepung tapioka ini diharapkan dapat memenuhi kebutuhan glukosa yang semakin melonjak dan mengimbangi produksi glukosa di pabrik lain yang semakin berkurang karena penggunaan bahan baku tepung tapioka yang semakin terbatas. Pabrik glukosa dengan bahan baku tepung tapioka ini berusaha memenuhi kebutuhan glukosa nasional. Disamping itu dengan didirikannya pabrik ini akan membuat kesempatan terciptanya lapangan kerja baru dan

Pabrik Sirup Glukosa dari Tepung Tapioka Dengan Proses Hidrolisa Enzim

Program Studi DIII Teknik Kimia FTI-ITS

I-3

Bab I Pendahuluan

juga dengan adanya pabrik ini akan mendorong berdirinya pabrik pabrik lain yang menggunakan bahan dasar glukosa di Indonesia. Pabrik sirup glukosa direncanakan didirikan tahun 2014. Kapasitas perancangan pabrik direncanakan dengan pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut : 1. Impor Sirup Glukosa Impor sirup glukosa dari tahun ke tahun dapat diihat dalam Tabel 1.1. Tabel I.1. Data Impor Sirup Glukosa di Indonesia Tahun

Impor (kg/tahun)

Perkembangan (%)

2005

3.345.471

0

2006

16.560.707

79,8

2007

15.431.943

-7,31

2008

21.572.474

28,46

2009 21.743.106 0,78 Sumber: Badan Pusat Statistika Pertumbuhan impor sirup rata-rata pertahun sebesar 20,34 % dengan volume impor tahun 2009 sebesar 21.743.106 kg.

Grafik I.1 Impor Sirup Glukosa di Indonesia

Pada grafik I.1 diperoleh impor sirup glukosa dari tahun 2005 sampai tahun 2009 cenderung mengalami kenaikan, meskipun pada tahun 2007 sedikit mengalami penurunan. Dari Program Studi DIII Te ni imia FTI-ITS

Pabrik Sirup Glukosa dari Tepung Tapioka dengan Proses Hidrolisa Enzim

I-4

Bab I Pendahuluan

grafik tersebut dapat diperkirakan impor sirup glukosa pada tahun selanjutnya akan mengalami kenaikan. Impor sirup pada tahun 2014 diperkirakan sebesar 36.321,63 ton/tahun. 2. Ekspor Sirup Glukosa Ekpor sirup glukosa dari tahun ke tahun dapat dilihat dalam Tabel I.2 Tabel I.2 Data Ekspor Sirup Glukosa di Indonesia Tahun Ekspor ( kg/ tahun) Pertumbuhan (%) 2005 35.817 0 2006 74.604 51,99 2007 1.249.806 94,03 2008 3.504.883 64,34 2009 7.994.173 56,16 Sumber: Badan Pusat Statistika Pertumbuhan ekspor sirup rata-rata per-tahun adalah 53,30 % dengan volume ekspor tahun 2009 sebesar 7.994.173 kg/tahun

Grafik I.2 Ekspor Sirup Glukosa di Indonesia

Pada grafik I.2 diperoleh ekspor sirup dari tahun 2005 sampai tahun 2009 terus mengalami kenaikan. Dari grafik tersebut dapat diperkirakan ekspor sirup pada tahun selanjutnya akan mengalami kenaikan. Ekspor sirup pada tahun 2014 diperkirakan sebesar 16.114,75 ton/tahun.



I-5

Bab I Pendahuluan

3. Produksi Sirup Glukosa Produksi sirup glukosa dari tahun ke tahun dapat dilihat dalam Tabel I.3 Tabel I.3 Data Produksi Sirup Glukosa di Indonesia Tahun

Berat Bersih (kg/tahun)

Perkembangan (%)

2005

26.417.850

0

2006

14.856.686

-77,82

2007

42.393.860

64,96

2008

68.313.805

37,94

2009 56.480.000 Perkembangan rata-rata (i)

-20,95 0,83

Sumber: Badan Pusat Statistika Pada Tabel 1.3 mengalami pertumbuhan dan penurunan rata-rata produksi sirup tiap tahunnya sebesar 0,83 %. Tahun 2009 diperoleh kapasitas produksi sebesar 56.480.000 kg/tahun.

Grafik 1.3 Produksi Sirup Glukosa di Indonesia

Dari grafik I.3 terlihat bahwa produksi sirup dari tahun 2005 sampai tahun 2009 mengalami pertumbuhan dan penurunan. Berdasarkan grafik diatas dapat diperkirakan bahwa produksi sirup glukosa pada tahun 2014 sebesar 121.199,43 ton/tahun.

Program Studi DIII Te ni imia FTI-ITS


I-6

Bab I Pendahuluan

Dari data-data yang telah ada diatas dapat dihitung berapa kebutuhan sirup glukosa dalam negeri pada tahun 2014 dengan cara : Kebutuhan sirup dalam negeri = Produksi sirup + Impor sirup glukosa – Ekspor sirup glukosa = 121.199,43 + 36.321,63 - 16.114,75 = 141.406,31 ton/tahun Dapat diketahui bahwa perkiraan pada tahun 2014 jumlah produksi sirup nasional lebih besar dari kebutuhan sirup nasional. Sehingga pabrik sirup yang akan didirikan ini sebagian besar digunakan untuk memenuhi kebutuhan sirup impor dan sebagian kecil untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. Kapasitas produksi dari pabrik baru yang akan didirikan ini hanya berkemampuan memenuhi 20% dari produksi sirup dalam negeri pada tahun 2014. Maka didapatkan kapasitas produksi pabrik baru sebesar : Kapasitas produksi pabrik baru = 20% x 141.406,31 = 28.000 ton/tahun = 85000 kg/hari Lokasi Pabrik Lokasi perusahaan merupakan hal yang penting dalam menentukan kelancaran usaha. Hal – hal yang menjadi pertimbangan dalam penentuan lokasi suatu pabrik meliputi biaya operasional, ketersediaan bahan baku dan penunjang, sarana dan prasarana, dampak sosial, dan studi lingkungan. Lokasi yang dipilih untuk pendirian Pabrik Sirup Glukosa adalah wilayah Sumatra, tepatnya yaitu Provinsi Lampung. Pertimbangan alasan pemilihan lokasi ini antara lain : 1. Sumber bahan baku Sebagian besar produksi tepung tapioka terdapat di beberapa wilayah di Indonesia, antara lain Surabaya, Bogor, Indramayu dan Tasikmalaya. Tetapi 70% produksi tepung tapioka dihasilkan dari Pulau Sumatra, sedangkan 30% merupakan produksi Pulau Jawa dan Sulawesi. Salah satunya wilayah di



I-7

Bab I Pendahuluan

Sumatra yang berpotensi memproduksi tepung tapioka adalah Lampung. 2. Pemasaran Sirup glukosa sebagian besar digunakan dalam industri makanan seperti penyedap rasa, pembuatan Mono Sodium Glutamat dan lain-lain. Lokasi tidak terlalu jauh dari kota-kota besar seperti Bandar Lampung, dan Jabodetabek sehingga pemasaran mudah dilakukan. 3. Penyediaan listrik Penyediaan kebutuhan listrik direncanakan akan disuplai secara eksternal dari PLN Lampung. 4. Penyediaan Air Didalam perencanaan pabrik ini, air diperlukan untuk memenuhi kebutuhan-kebutuhan selama berlangsungnya proses produksi. Air tersebut dipergunakan sebagai air proses, air sanitasi dan air umpan boiler. Kebutuhan akan air ini diperoleh dari Sungai Wai Seputih . 5. Fasilitas transportasi Di Kabupaten Lampung, sistem transportasi untuk mengangkut bahan baku dan produk telah tersedia dengan baik. Lampung merupakan wilayah yang strategis karena terletak di Sumatera bagian paling selatan dan merupakan wilayah pelabuhan (berbatasan dengan Selat Sunda). Lokasi pabrik direncanakan pula dekat dengan jalan raya. Hal ini memudahkan dalam proses distribusi bahan baku maupun produk. 6. Tenaga Kerja Tenaga kerja sebagian besar akan diambil dari penduduk sekitar. Karena lokasinya cukup dekat dengan pemukiman penduduk, selain dapat memenuhi kebutuhan tenaga kerja juga dapat membantu meningkatkan taraf hidup penduduk sekitarnya. I.2. Dasar Teori I.2.1. Tepung Tapioka Tepung tapioka adalah salah satu hasil olahan dari ubi kayu. Dalam bentuk umbi, tepung tapioka lazim juga disebut tepung aci. Tepung aci ini umumnya berbentuk butiran pati yang Program Studi DIII Te ni imia FTI-ITS


I-8

Bab I Pendahuluan

banyak terdapat dalam sel umbi ubi kayu. Dengan cara memisahkan komponen sel pati inti dengan komponen lainnya maka akan diperoleh tepung tapioka Ada empat tahapan yang harus dilakukan dalam proses pembuatan tepung tapioka yaitu : 1) Tahap pemecahan sel dan pemisahan butiran pati dari unsur lain yang tidak larut, melalui kegiatan pengupasan, pencucian, pemarutan dan penyaringan; 2) Tahap pengambilan pati dengan penambahan air, termasuk juga perlakuan ini adalah proses pengendapan dan pencucian; 3) Tahap pembuangan atau penghilangan air. Untuk membantu kegiatan ini bisa dilakukan dengan pengeringan melalui panas dan pemusingan; 4) Tahap terakhir adalah melakukan penepungan agar diperoleh tepung yang dikehendaki. http://cybex.deptan.go.id/penyuluhan/pembuatan-tepung-tapioka Tabel I.4 Perbandingan komposisi Aneka Tepung umbi-umbian dan buah-buahan per 100 gram Kadar (%) Komoditas Air Abu Protein Lemak Karbohidrat Tepung pisang 10,11 2,66 3,05 0,28 84,01 Tepung sukun 9,09 2,83 3,64 0,41 84,03 Tepung labu 11,14 5,89 5,04 0,08 77,65 kuning Tepung ubi 7,8 2,22 1,6 0,51 87,87 kayu (tapioka) Tepung ubi 7,8 2.16 2,16 0,83 86,95 jalar Sumber : Widowati, dkk., (2001). I.2.2. Pati (starch ) Bahan utama dalam proses pembuatan gula atau pemanis yang aman bagi kesehatan adalah pati ( starch). Pati merupakan salah satu bentuk dari polisakarida yang merupakan suatu polimer yang tersusun dari monomer – monomer monosakarida, seperti glukosa, fruktosa dan galaktosa. Rumus molekul dari pati ( starch) dapat dituliskan sebagai -[C6H10O5]n-. Beberapa jenis tumbuhan Pabrik Sirup Glukosa dari Tepung Tapioka Dengan Proses Hidrolisa Enzim


I-9

Bab I Pendahuluan

mengandung starch, antara lain singkong ( cassava), jagung, kentang, gandum, sorghum dan lain sebagainya. Pati merupakan cadangan makanan yang terdapat pada biji-bijian atau umbi-umbian. Dalam bentuk aslinya, secara alami pati merupakan butiran kecil yang sering disebut granula. Bentuk dan ukuran granula merupakan karakteristik setiap jenis pati. Pati merupakan jenis karbohidrat yang terutama dihasilkan oleh tanaman, pati tersusun dari 2 makromolekul polisakarida, yaitu amilosa dan amilopektin, yang keduanya tersimpan dalam bentuk butiran yang disebut granula pati. Amilosa tersususn dari molekul-molekul glukosa yang membentuk struktur linier, sedangkan amilopektin disamping disusun oleh struktur utama linier juga memiliki struktur bercabang-cabang, dimana titik-titik percabangannya diikat dengan ikatan gliikosidik β -1,6. Amilopektin memiliki struktur molekul yang lebih besar dibandingkan amilosa dan umumnya kandungannya di dalam granula pati lebih banyak dibandingkan amilosa. Kandungan pati yang terdapat didalam tumbuhan tersebut memiliki karakteristik yang berbeda – beda satu sama lain. Pada tepung tapioka terdapat amilosa sebanyak 17,41% dan amilopektin 82,13%, Semakin banyak kandungan amilopektin maka pati tersebut akan mudah larut dalam air (Bailey, 1986). Dengan demikian akan mudah untuk memutus polisakarida tersebut menjadi glukosa. 1.2.3. Sirup Glukosa Sirup glukosa yang mempunyai nama lain dectrose adalah salahsatu produk bahan pemanis makanan dan minuman yang berbentuk cairan, tidak berbau dan tidak berwarna tetapi memiliki rasa manis yang tinggi. Sirup glukosa atau sering juga disebut gula cair dibuat melalui proses hidrolisis pati. Perbedaannya dengan gula pasir yaitu, gula pasir (sukr osa) merupakan gula disakarida, sedangkan sirup glukosa adalah monosakarida, terdiri atas satu monomer yaitu glukosa. Sirup glukosa dapat dibuat dengan cara hidrolisis asam atau dengan cara enzimatis. Dari kedua cara tersebut, pembuatan sirup Program Studi DIII Te ni imia FTI-ITS


I-10

Bab I Pendahuluan

glukosa secara enzimatis dapat dikembangkan di pedesaan karena tidak banyak menggunakan bahan kimia sehingga aman dan tidak mencemari lingkungan Bahan lain yang diperlukan adalah enzim amilase. I.3. Kegunaan Sirup Glukosa Pemanfaatan glukosa di dalam industri (khususnya dalam bentuk sirup) sangat diperlukan dalam proses produksi bahan makanan, misalnya dalam pembuatan permen, biskuit, es krim, bumbu masak, sirup, kecap dan sebagainya. Dalam industri permen, glukosa selain digunakan sebagai pelindung agar kembang gula yang dihasilkan tidak mudah meleleh sehingga dapat dibentuk, juga sebagai bahan pengawet dan untuk memberikan rasa manis. Begitu juga dalam industri selai, fondan dan produk fermentasi lainnya, glukosa dimanfaatkan sebagai bahan pengawet dan pemanis. Glukosa juga digunakan sebagai substituen, karena produk ini mengandung karbohidrat atau gula pereduksi, misalnya dalam industri fermentasi (alkohol). Dalam industri farmasi, glukosa juga sangat dibutuhkan, khususnya dalam pembuatan larutan infus. Selain itu hidrogenasi dekstrosa di bawah pengaruh katalisator tertentu dapat menghasilkan sorbitol yang diperlukan sebagai formulasi makanan penderita kencing manis dan digunakan juga sebagai bahan campuran pasta gigi. I.4. Sifat Fisika dan Kimia 1.4.1. Bahan Baku Utama I.4.1.1. Tepung tapioka Bahan pangan ini merupakan pati yang diekstrak dengan air dari umbi singkong (ketela pohon). Setelah disaring, bagian cairan dipisahkan dengan ampasnya. Cairan dari hasil saringan kemudian diendapkan. Bagian yang mengendap tersebut selanjutnya dikeringkan dan digiling hingga diperoleh butiran butiran pati halus berwarna putih, yang disebut tapioka. http://www.scribd.com/doc/24470702/Tepung-Tapioka Sifat Fisika : Pabrik Sirup Glukosa dari Tepung Tapioka Dengan Proses Hidrolisa Enzim


I-11

Bab I Pendahuluan

-

Tepung tapioka berbentuk serbuk halus dengan warna putih khas tepung - Serbuk halus nya berbentuk granular oval dengan ukuran 5-35 µm - Baunya khas tepung - Dapat larut dalam air - Mempunyai kemampuan untuk merekatkan yang tinggi karena tapioka sebagai bahan restrukturisasi yang menentukan kemampuan saling mengikat - Tidak mudah menggumpal - Tidak mudah pecah atau rusak (mempunyai suhu 0 gelatinasi relative rendah 52-64 C) - Mudah mengembang dalam air panas Sifat Kimia (berdasarkan 100 gram tepung tapioka) : - Kadar air 7,8% - karbohidrat 87,87% - protein 1,6% - lemak 0,51% - Abu 2,22% Salah satu jenis polisakarida yang terkandung di dalam karbohidrat adalah pati. Pati merupakan butiran atau granula yang berwarna putih mengkilat, tidak berbau, dan tidak mempunyai rasa. Granula pati mempunyai bentuk dan ukuran yang beranekaragam, tetapi pada umumnya berbentuk bola atau elips. Perbandingan jumlah amilosa dan amilopektin berbeda beda dalam setiap jenis pati. Apabila kadar amilosa tinggi maka akan bersifat kering, kurang lekat, dan cenderung menyerap air lebih banyak (higroskopik). Sifat pati tidak larut dalam air, namun bila suspensi pati dipanaskan akan terjadi gelatinasi o o setelah mencapai suhu tertentu (90 – 105 ). Hal ini disebabkan oleh pemanasan energi kinetik molekul-molekul air yang menjadi lebih kuat daripada daya tarik menarik antara molekul pati dalam granula, sehingga air dapat masuk ke dalam pati dan akan mengembang, dan dapat pecah. Perubahan inilah yang disebut dengan gelatinasi.



I-12

Bab I Pendahuluan

I.4.1.2. Air Sifat fisika dan kimia : Fase : cair Rumus Molekul : H2O Densitas : 1 kg/ liter 0 Titik Didih : 100 C pada 1 atm 0 Titik Leleh : 0 C pada 1 atm Kapasitas Panas : 0,998 kkal/ kg 0C I.4.2. Bahan Baku Pendukung I.4.2.1. Enzim liquifikasi : α-amylase Jenis  o Suhu optimal : 90-95 C  Lama operasi : 2-3 jam  pH operasi : 6  I.4.2.2 Enzim sakarifikasi Jenis : glukoamylase  Suhu optimal : 60 oC  Lama operasi : 48-72 jam  pH operasi : 4 - 4,5  I.4.2.3 CaCl2 Sifat Fisika :  Berwarna putih atau putih keabu-abuan Tidak berbau  0  Titik leleh : 772 C Berat molekul : 110,98  Densitas larutan bergantung pada suhu  Sifat Kimia : Larut dalam air  Fungsi : Digunakan sebagai kofaktor  I.4.2.4 HCl Sifat Fisika :  Tidak berwarna Tidak berbau  Pabrik Sirup Glukosa dari Tepung Tapioka Dengan Proses Hidrolisa Enzim


I-13

Bab I Pendahuluan

Titik leleh : -74 0C 0 Titik didih : 53 C Berat molekul : 36,46 Specific gravity : 1,18 Sifat Kimia : Larut dalam air, alkohol, dan benzene Fungsi : Digunakan untuk menurunkan pH I.4.2.5 Karbon aktif Memiliki daya adsorptivitas yang tinggi Internal surface area rata – rata sebesar 10000 ft 2 per gram Densitas berkisar antara 0,08 – 0,5    





 



I.4.3. Produk 1.4.3.1 Produk utama 1. Sirup glukosa Rumus Molekul  Berat Molekul  Densitas  Melting point  Fase  Kadar glukosa 

: C6H12O6 : 180,16 g/ mol 3 : 1,694 g/cm : 146 oC : cair : minimal 50% (SII 0418-81)

I.4.3.2 Produk Samping 1. Pati tergelatinasi (hasil dari RVF) Rumus Molekul : (C6H11O5)n . n H2O Densitas : 1,1 g/ ml Fase : padat



I-14

Bab I Pendahuluan

Halaman ini sengaja dikosongkan



ITS Sirup Glukosa

Recommend Documents