Teknologi Teknologi Membran untuk Produktifitas dan Efisiensi Industri Gula
Teknologi proses produksi gula yang digunakan di sebagian besar pabrik gula di Indonesia tidak banyak mengalami perubahan yang signifikan dari tahun ke tahun, sedangkan komponen biaya produksi semakin meningkat. Hal ini akan berpengaruh terhadap produktifitas dan efisensi proses produksi industri gula. Usaha-usaha untuk meningkatkan produktifitas dan efisiensi proses secara umum dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu : menekan kuantitas kehilangan sukrosa dan menghilangkan kontaminasi non sukrosa semaksimal mungkin. Tahapan proses pemurnian nira merupakan tahapan untuk menghilangkan kontaminasi non sukrosa dari nira mentah. Sebagian Sebagian besar pabrik pabrik gula di Indonesia Indonesia menggunakan menggunakan cara sulfitasi sulfitasi dimana impuriti dipisahkan dengan penambahan susu kapur dan asam fosfat pada temperatur tertentu yang dilanjutkan dengan penambahan gas belerang. ndapan yang terbentuk kemudian dipisahkan dengan filtrasi hampa. Selanjutnya Selanjutnya nira jernih masuk ke tahap kristalisasi dengan terlebih dahulu dipekatkan dengan mengurangi kadar airnya. !emurnian dengan metode ini masih dihadapkan pada tingginya impuritas dalam produk dan besarnya kehilangan sukrosa. Teknologi memban yang saat ini sedang dikembangkan di berbagai negara sangat memiliki peran yang penting dalam industri. Teknologi Teknologi membran tidak hanya berhasil menggantikan teknik pemisahan kon"ensional pada berbagai indutri, namun juga telah berhasil untuk memecahkan persoalan pemisahan massa massa dimana dimana teknik teknik kon"ensio kon"ensional nal tidak berhasil atau sangat sangat mahal mahal biaya biaya operasion operasionalny alnya. a. Teknol Teknologi ogi membran dipercaya dapat memisahkan padatan terlarut, partikel koloid, senya#a terlarut dengan berat molekul tinggi seperti polisakarida, #arna, protein, jamur, dan bakteri. !ada proses produksi produksi gula hampir semua tahapan tahapan proses proses merupakan merupakan proses pemisahan, pemisahan, karena karena itu teknologi membran mempunyai potensi yang sangat besar untuk meningkatkan produktifitas dan efisiensi dalam proses produksi gula. Selain untuk proses pemisahan, penggunaan teknologi membran memungkinkan langkah di"ersifikasi produk berbasis gula atau turunan gula yang memiliki nilai ekonomi tinggi seperti alkohol absolut, laktosukrosa, en$im dan turunan gula lain. !emurnian %ira dengan Ultrafikasi Ultrafikasi &U'( merupakan proses pemisahan dengan teknologi membran berdasarkan beda tekanan yang telah diketahui memiliki rentang aplikasi yang sangat luas dibidang bioteknologi, bioteknologi, biomedikal, pengolahan limbah cair, serta di berbagai industri makanan. )onsumsi energi teknologi ini sangat rendah dengan tingkat kemurnian produk yang tinggi dan ramah lingkungan. !ara ahli telah melakukan penelitian tentang penggunaan membran untuk pemisahan nira dengan hasil sebagai berikut : &*( !engotor-pengotor non gula dengan berat molekul rendah dan air dapat terpisahkan dari gula &+anto, dkk(. &( enghasilakan juice dengan kemurnian yang tinggi, intensitas #arna yang rendah serta bebas pati dan partikel-partikel yang tidak mudah terlarut &)ishihara, dkk(. &( ampu mereduksi /01 $at #arna dan 201 partikel non gula, penurunan "iskositas 31 &4ay(. &2( 5ampuran nira dan larutan kapur dingin hasil defekasi sangat efisien dipisahkan dengan ultrafikasi pada pH 0, &adsen(. 6alaupun proses pemurnian nira untuk industri gula masih dalam tahap #acana dan uji coba, namun di berbagai literatur unjuk kerja membran untuk clarified juice skala industri menunjukkan peningkatan kemurnian hingga 781, penyisihan de9tran 71, pati 031, total polisakarida 31, dan #arna *21, serta penurunan "iskositas "iskositas 81.
4engan demikian sangat jelas bah#a teknologi membran dapat memisahkan padatan terlarut, partikel koloid, senya#a terlarut berberat molekul tinggi seperti polisakarida, #arna dan protein, serta bakteri dan jamur. !emisahan kotoran ditentukan oleh ukuran pori dari membran yang digunakan, mulai dari 3,28 ;m hingga 3, ;m &mikrofiltrasi(. 9 menjadi 88-/8 >9 agar gula dapat dikristalkan yang biasa dilakukan dengan menguapkan sebagian besar air yang ada pada nira pada tekanan hampa dan temperatur rendah. <= merupakan proses berbasis membran dengan gaya dorong tekanan, biasa digunakan untuk pemisahan $at terlarut dari pelarutnya dengan memberikan tekanan di atas tekanan osmotiknya. 4ari kajian yang telah dilakukan, aplikasi teknologi <= untuk peningkatan konsentrasi 3 >9 dapat mengurangi beban e"aporasi sekitas 831 sehingga konsumsi energi dapat ditekan. Selain itu beberapa keuntungan lain penggunaan <= adalah : *. )ebutuhan energi rendah karena tidak terjadi perubahan fase. . Temperatur operasi rendah sehingga dapat mengurangi kerusakan gula. . !erancangan sistem sederhana.
•
Industri sa#it: membran digunakan untuk media pe manfaatan ampas buah sa#it
•
Industri gula: membran digunakan untuk menyaring sari sari gula dari tebu
•
•
•
•
industri bir: membran digunakan untuk memisahkan bir dari ethanolnya, sehingga menghasilkan bir tanpa alkohol sebagai minuman sehat dan ethanol sebagai bahan bakar Industri minuman: membran digunakan untuk memisahkan air kelapa menjadi isotonik dan nata de coco Industri air minum: membran digunakan untuk menyaring air limbah menjadi air bersih yang dapat diminum Industri migas: membran digunakan untuk media penyerap gas karbon dioksida dari gas alam, dan membran digunakan untuk media pemisah gas dan minyak dalam separator )elebihan membran keramik terletak pada stabilitas termalnya yang baik, tahan terhadap senya#a kimia, degradasi biologis ataupun mikroba. Sifat-sifat menunjukkan keunggulan bila dibandingkan dengan membran yang terbuat dari senya#a polimer, dan relatif mudah untuk dibersihkan dengan cleaning agent. )etahanan terhadap $at kimia menyebabkan membran keramik banyak digunakan pada prosesing makanan, produk bioteknologi dan farmasi. )ekurangan membran keramik terutama timbul dari proses preparasinya dimana sangat sulit mencapai kualitas produk akhir yang reproducible. Hal ini karena pada dasarnya sifat brittle dari membran keramik membuatnya lebih mahal daripada system membran polimer. Selain itu, harga system membran meningkat signifikan seiring dengan meningkatnya kebutuhan sifat-sifat produk, antara lain porositas, ukuran pori, reproducibility, dan reliability. Si$e e9clusion is the basic mechanism controlling the rejection of organic solutes by a <=?%' membrane. It is based on the simple notion that solutes larger than the pore si$e of the membrane cannot permeate through it. The assumptions for this mechanism #ould be the kno#ledge of data on spherical si$e of the
solute molecules and data on the diameter of cylindrical pores of "arious membranes. The si$e of a solutes molecule can be e9pressed by its molecular mass #eight, by its diameter, by the effecti"e molecular si$e, or by some other si$e and morphology parameters. ksklusi ukuran adalah mekanisme dasar mengendalikan penolakan $at terlarut organik oleh membran <= ? %'. Hal ini didasarkan pada gagasan sederhana yang $at terlarut lebih besar dari ukuran pori membran tidak dapat menyerap melalui itu. @sumsi untuk mekanisme ini akan menjadi pengetahuan data pada ukuran bola dari molekul $at terlarut dan data pada diameter pori-pori silinder berbagai membran. Ukuran molekul $at terlarut dapat dinyatakan dengan berat massa molekul, dengan diameter, dengan ukuran molekul yang efektif, atau dengan beberapa ukuran dan morfologi parameter lainnya.
Desalinasi dengan proses Distilasi
!roses desalinasi air laut dengan cara distilasi merupakan cara lama yang membutuhkan banyak energi, karena terjadi perubahan fase yang banyak membutuhkan kalor. 5ara distilasi digunakan bila kondisinya memadai karena biaya yang diperlukan relatif tinggi. )eunggulan <= yang paling superior dibandingkan metode-metode pemisahan lainnya yaitu kemampuan dalam memisahkan $at-$at dengan bera tmolekul rendah seperti garam anorganik atau molekul organik kecil seperti glukosa dan sukrosa. )eunggulan lain dari <= ini yaitu tidak membutuhkan $at kimia, dapat dioperasikan pada suhu kamar, dan adanya penghalang absolut terhadap aliran kontaminan, yaitu membran itu sendiri. Selain itu, ukuran penyaringannya yang mendekati pikometer, juga mampu memisahkan "irus dan bakteri. Teknologi <= cocok digunakan dalam pemurnian air minum dan air buangan. 4i bidang industri, teknologi <= dapat digunakan untuk memurnikan air umpan boiler. Selain itu, )arena kemampuannya dalam memisahkan garam-garaman, teknologi reverse osmosis cocok digunakan dalam pengolahan air laut menjadi air ta#ar &desalinasi(
