STASIUN PENGUAPAN / EVAVORATOR
Stasiun Evavorasi (Penguapan)
Pada setiap pabrik gula prosesnya pasti melalui proses penguapan atau evavorasi untuk mendapatkan produk yang akan di olah selanjutnya. Nira dari stasiun pemurnian merupakan nira encer (clear juice) dengan kandungan air sekitar 88%. Tujuan stasiun penguapan ini adalah untuk mengurangi kandungan air dalam nira dengan cara penguapan sehingga diperoleh syrup (nira kental).
Stasiun penguapan ini terdiri dari lima badan penguapan (evaporator) yang disusun secara seri. Walaupun terdapat lima buah badan penguapan (evaporator), namun pada operasi, hanya empat badan evaporator saja yang digunakan (quadruple effect evaporator) dengan sistem umpan maju. Satu badan penguapan digunakan sebagai cadangan. Hal ini dimaksudkan agar evaporator dapat digunakan secara kontinu sementara sebuah evaporator dibersihkan.
Badan penguapan (evaporator) ini dibersihkan dengan cara digosok dan ditambahkan Soda Kaustik (NaOH). Tujuan penambahan zat kimia ini adalah untuk menghilangkan kerak (scale) pada pipa-pipa di dalam badan evaporator. Kerak atau kotoran yang menempel pada pipa-pipa nira atau dinding-dinding evaporator dapat mengurangi transfer panas dari steam ke cairan nira yang akan dipekatkan sehingga akan mengurangi efisiensi. Kerak (scale) juga dapat mengakibatkan overheating atau panas berlebihan pada pipa nira.. Dosis NaOH yang digunakan adalah 0,136 kg/m2 heating surface.
Dari stasiun pemurnian, nira encer dialirkan ke dalam badan I. Nira yang masuk ke dalam badan penguap tersebut lalu mengalir turun melalui pipa-pipa membentuk climbing film sehingga uap nira dapat terpisahkan dari cairan niranya. Di dalam badan tersebut nira encer yang sebelumya dipanaskan di Juice Heater III hingga mencapai 105oC siap untuk diuapkan airnya. Ketinggian nira di dalam setiap badan evaporator untuk mencapai hasil yang optimal adalah sepertiga tinggi badan pipa pemanas.
Pada saat cairan nira melewati pipa pemanasan, nira tersebut dipanaskan dengan uap pemanas. Untuk uap pemanas pada badan pemanas I digunakan steam bekas (exhaust steam) dengan tekanan 1 atm dan temperatur 120oC yang berasal dari stasiun gilingan (steam bekas penggerak turbin). Jika dalam proses penguapan, steam bekas (exhaust steam) yang berasal dari stasiun gilingan masih kurang maka perlu ditambahkan steam baru (live steam) dari boiler agar mencapai tekanan yang diinginkan. Sedang untuk pemanas pada badan II, III, dan badan IV digunakan uap nira yang berasal dari uap nira badan sebelumnya.
Pada saat proses penguapan temperatur tidak boleh terlalu tinggi karena gula akan rusak pada temperatur tinggi (akan menyebabkan terbentuknya karamel). Untuk mencegah terbentuknya karamel namun air dapat tetap teruapkan maka dilakukan penurunan tekanan dalam badan evaporator. Dengan menurunkan tekanan maka titik didih air akan turun sehingga pada temperatur yang tidak terlalu tinggi air sudah dapat teruapkan dari nira. Titik didih akan turun dengan menggunakan bejana vakum. Penguapan tersebut dilakukan dalam keadaan vakum dengan tujuan:
- Menurunkan titik didih dan menghemat uap.
- Dengan turunnya titik didih, diharapkan kehilangan gula akibat temperatur tinggi dapat ditekan.
Nira hasil proses penguapan pada badan penguapan (evaporator) I akan diuapkan lagi pada badan penguapan II hingga badan penguapan IV. Selama proses penguapan ini akan dihasilkan kondensat, uap nira, dan nira keluaran yang telah dipekatkan. Diharapkan nira kental yang keluar dari badan penguapan (evaporator) IV memiliki viskositas 28-32 Beume. Jika viskositas nira kental yang dihasilkan terlalu rendah maka nira encer yang masuk ke badan evaporator I harus dikurangi untuk mempermudah proses penguapan dan jika viskositasnya tinggi maka pompa tidak akan kuat memompa cairan nira. Kondensat yang dihasilkan dari badan I dan badan II akan digunakan kembali sebagai air pendingin boiler, sedangkan kondensat yang berasal dari badan III dan IV digunakan sebagai kebutuhan air proses (siraman puteran, RVF, pengencer gula, cucian masakan, dan air imbibisi).
Nira yang telah dipekatkan akan keluar dari badan evaporator sebagai nira kental I. Nira kental I ini kemudian dimasukkan ke dalam sulfitator II untuk menjalani proses sulfitasi II yang bertujuan untuk memucatkan warna nira kental I sampai pH 5,8. Proses pemucataan ini dilakukan dengan menggunakan gas SO2. Gas SO2 ini berfungsi mereduksi garam ferri yang terdapat pada nira yang berwarna coklat menjadi garam ferro yang berwarna putih kehijauan.
1. Badan Penguap I (Evaporator I)
Nira encer (brix 11) yang telah dipanaskan di Juice Heater III hingga temperatur 105oC dimasukkan ke dalam badan penguap I untuk menguapkan sebagian besar kandungan airnya. Pemanas yang digunakan berasal dari uap pamanas bekas (exhaust steam) dengan tekanan uap pemanas sebesar 98 kPa. Uap pemanas bekas (exhaust steam) sebanyak 1 kg untuk menguapkan 4 kg air. Proses penguapan di badan penguap I ini akan menghasilkan uap nira I (UNI I) dan nira I. Uap pemanas dengan temperatur 120oC yang semula masuk dalam bentuk uap (steam) akan keluar dalam bentuk cairan berupa kondensat dengan temperatur yang sama. Kondensat yang dihasilkan akan ditampung untuk digunakan lagi sebagai air umpan boiler.
Nira yang dihasilkan dari badan penguap I ini belum cukup kental sehingga harus diuapkan kembali pada badanbII. Sedangkan uap nira I (UNI I) yang dihasilkan, digunakan sebagai uap pemanas pada badan penguap II dan Juice Heater II. Nira yang dihasilkan pada badan penguap I memiliki brix 15.
2. Badan Penguap II (Evaporator II)
Nira dari badan I mengalir ke badan penguap II karena adanya beda tekan (driving force). Nira (brix 15) yang berasal dari badan penguap I diuapkan kembali di badan penguap II. Untuk pemanasnya digunakan UNI I, dengan tekanan 0,1-0,5 kg/cm2 dan temperatur 94,5oC. UNI I ini akan keluar sebagai kondensat yang kemudian ditampung untuk digunakan sebagai air umpan boiler. Dari badan penguap II ini akan dihasilkan uap nira II (UNI II) dan nira II. Nira II ini memiliki brix 21. Nira II ini masih perlu dipekatkan lagi di badan penguap III. UNI II akan digunakan sebagai uap pemanas pada proses penguapan di badan penguap III.
3. Badan Penguap III (Evaporator III)
Nira II dengan brix 21 dipekatkan lagi di badan penguap III. Badan penguap III ini menggunakan tekanan vakum 31 cmHg untuk menarik uap nira III dan nira III yang dihasilkan. Uap pemanas yang digunakan adalah UNI II. Dari badan III ini akan dihasilkan nira III dan uap nira III (UNI III). Nira III memiliki nilai brix 35 ini akan dipekatkan kembali pada badan penguap. Badan penguap III ini memakai tekanan vakum sehingga UNI III tidak dapat digunakan sebagai air umpan boiler karena mengandung zat gula. air umpan boiler tidak boleh mengandung zat gula karena dapat mengakibatkan kerak (scale) pada pipa-pipa boiler dan hal ini akan sangat berbahaya.
4. Badan Penguap IV (Evaporator IV)
Nira III (brix 35) dipekatkan lagi di badan penguap IV. Badan penguap IV ini memakai tekanan vakum sebesar 60 cmHg untuk menarik uap nira yang dihasilkan. Proses vakum digunakan dengan tujuan diperoleh nira kental dengan kandungan air sekecil mungkin. Uap pemanas yang digunakan adalah UNI III. Uap nira ini akan keluar sebagai kondensat yang digunakan sebagai kondensat proses. Dari badan penguap IV ini akan dihasilkan nira dengan brix 60 dan temperatur 61,5oC. uap nira IV ini akan dicairkan dengan menggunakan kondensor sehingga akan keluar sebagai air jatuhan. Nira kental yang keluar dari badan penguap IV ini akan dialirkan ke sulfitator II untuk mengalami pemucatan (bleaching).
Tabel Tekanan dan Suhu Evavorator:
| EVAVORATOR |
PRESS. (STEAM ROOM) |
TEMP. (STEAM ROOM) |
PRESS. (NIRA ROOM) |
TEMP. (STEAM ROOM) |
| I |
0,8Kg/cm2 |
120 oC |
0.6Kg/cm2 |
100 oC |
| II |
0,75Kg/cm2 |
110 oC |
0.3Kg/cm2 |
90 oC |
| III |
0,5Kg/cm2 |
95oC |
0.1Kg/cm2 |
85oC |
| IV |
15 inHg |
75oC |
58 cmHg |
60oC |
5. Sulfitasi II
Nira kental dengan brix 60 yang keluar dari badan penguap IV akan mengalami pemucatan (bleaching) di sulfitator II. Tujuan dari proses pemucatan ini adalah untuk memucatkan warna nira kental yang coklat akibat pemanasan pada proses pemurnian dan penguapan sehingga gula yang dihasilkan setelah kristalisasi menjadi lebih putih dan untuk menurunkan pH nira kental menjadi 5,8. Pemucatan terjadi karena karamel dalam garam ferri dengan gas SO2 akan menyebabkan terbentuknya garam ferro yang tidak terlalu gelap.
Pemucatan dilakukan dengan cara pengontakan gas sulfit (SO2) dengan nira kental SO2 dibuat berdasarkan komposisi, kadar, serta cara pembuatannya sama dengan proses sulfitasi I pada stasiun pemurnian. Proses sulfitasi II menggunakan menara sulfit seperti pada sulfitasi nira mentah. Sistem ini mulai digunakan pada tahun giling 2004. Nira kental tersulfitasi ini ditampung dalam peti-peti nira yang selanjutnya akan diproses di stasiun kristalisasi.
