2. Ringkasan.
Simulasi “performance proses” gula tebu sebagai bagian dari
kegiatan yang mendasari pengembangan rancang bangun dan sebagai
tolok ukur kinerja yang diinginkan, simulasi proses menitik beratkan kepada
performance equipment pada masing masing tahap proses , sehingga nilai
nilai parameter proses dapat diidentifikasi untuk dasar optimalisasi,
sedangkan “performance equipment” dari masing masing proses meliputi
strenght kalkulasi , pemilihan system, material dll dalam simulasi dan
perhitungan tersendiri.
Dari simulasi peformance proses akan didapat gambaran yang lebih
jelas atas tiap tahap proses sehingga dapat pula digunakan untuk melacak
penyimpangan yang mungkin terjadi, melacak kehilangan gula selama
proses pada masing masing tahap proses, melacak terjadinya
penyimpangan kwalitas dll.
Simulasi performance proses dimulai dari simulasi ektraksi untuk
mengetahui tingkat ektraksi pada sistem ektraksi yang direncanakan,
purifikasi dengan perhitungan effisiensi sistem , penguapan dan masakan
untuk mengetahui neraca masa dan neraca uap ,serta proses separasi dll.
Neraca masa hasil simulasi dengan satuan berat dan volume
digunakan sebagai acuan perhitungan kapasitas equipment, sehingga akan
didapat suatu rangkaian equipment proses yang harmoni.
Banyaknya variable dalam proses produksi gula mulai keheteroginan
bahan olah (kemasakan, kandungan sabut dll), setting equipment dll
membuat simulasi sebenarnya menhasilkan nilai dalam sebaran batas bawah
dan batas atas, namun untuk kemudahan simulasi beberapa parameter
diambil sebagai angka asumsi yang memang lazim digunakan.
Pada akhirnya simulasi akan memberikan prediksi berapa tingkat gula
yang dapat direcovery dari tebu, suatu pertanyaan yang selama ini agak sulit
untuk dijelaskan.
Page 2 of 23
3. I.SIMULASI GILINGAN
Untuk simulasi unjuk kerja dari proses ektraksi tebu harus diketahui dan
ditetapkan beberapa variable awal antara lain :
Parameter yang dapat diketahui melalui pengukuran dan penentuan adalah:
Kadar sabut dalam batang tebu/ fibre content dlm %
Berat jenis fibre (Mc = 0%)
Berat jenis tebu
Brix rata rata dari tebu (bawah - tengah - atas)
Kandungan gula dalam batang tebu (Pol)
Lebar bukaan gilingan atau work opening
Putaran dari mollen roll
Dimensi dari mollen roll (panjang dan diameter)
Imbibisi level % thd berat ampas/fibre
Parameter yang merupakan angka tebaan atau dugaan/ coba coba adalah
Compaction faktor (Co)
Filling Ratio (Cf)
Brix distribution Coeffisien (Ic)
Reabsorbsion faktor (k)
A. BAHAN BAKU (TEBU)
1.Fibre content thd tebu
Kandungan sabut dalam batang tebu bervariasi tergantung dari varitas tebu
dll, sabut dalam tebu dalam kisaran 10-17% dalam simulasi diambil kadar
sabu f=15%
f 0.15
Page 3 of 23
4. 2. Berat jenis sabut (fibre density)
Berat jenis sabut dapat diukur dan ditentukan melalui lab analisis , dalam
simulasi diambil df= 95.5 lb/cuft (1.52 gr/ml).
df 95.5
3. Berat jenis tebu (cane density)
Berat jenis tebu (no void density of cane) dapat diukur dan ditentukan melalui
lab analisis , dalam simulasi diambil do = 70.5 lb/cuft (1.13 gr/ml)
do 70.5
4.Brix tebu (Bxc)
Brix tebu dapat diukur dengan menggunakan brix weigher atau refractometer
dari batang bawah - tengah dan atas.Tinggi rendahnya Brix ada korelasi
dengan kemasakan tebu dan kwalitas tebu, ideal Brix > 18%
Bxc 0.17
5.Kandungan gula dlm tebu (Pol)
Pol tebu dapat diukur dengan menggunakan Polarimeter Tinggi rendahnya
Pol ada korelasi dengan kemasakan tebu dan kwalitas tebu, dan akan
menentukan tingkat rendemen gula yang dikutip .
Pol
B. DIMENSI GILINGAN.
1. Panjang roll gilingan
Panjang roll gilingan dalam simulasi dinyatakan dalam feet (panjang roll 400
mm) didapat L = panjang roll (feet)
Page 4 of 23
5. 400
L
25.4. 12
L = 1.312
2. Diameter roll gilingan
Diameter roll gilingan dalam simulasi dinyatakan dalam feet (diameter roll 300
mm) didapat D = diameter roll (feet)
300
D
25.4. 12
D = 0.984
C. KONDISI OPERASI.
1.Work Opening (Wo)
Work opening atau lebar bukaan roll dinyatakan dalam feet Wom = lebar
bukaan dalam quot;mmquot; yang ditentukan dikonversi menjadi Wo = Lebar bukaan
dalam quot;feetquot;
Wom 2.5
Wom
Wo
25.4. 12
Wo = 8.202 10 3
2 .Putaran Roll Gilingan (n)
Putaran Roll Gilingan dinyatakan dalam Rpm, dinotasikan sebagai “n”
n 12
Page 5 of 23
6. 3. Kecepatan Linear Roll (S)
Kecepatan linear dari roll adalah perkalian dari keliling roll dengan Putaran
Roll S = feet/minute
3.14. D . n
S
S = 37.087
4. Imbibisi level (IL).
Ratio dari berat air imbibisi diberikan thd berat sabut tiap satuan waktu .
Il 1.5
5. Density Air Imbibisi (di).
Berat jenis air imbibisi dinyatakan dalam lb/cuft, untuk imbibisi air berarti brix
= 0 (air tidak mengandung padatan terlarut)
di 63
6. Kapasitas giling.
Kapasitas Giling ditentukan untuk disimulasikan performance nya (ton/jam),
dinotasikan “Wcj”
Wcj 2.5
D. PARAMETER DUGAAN .
1.Brix distribibution coeffisien
Ic1 1.05
Page 6 of 23
7. 2.Reabsorbsion faktor
k1 1.25
PERFORMANCE GILINGAN.
Performance gilingan meliputi kapasitas giling persatuan waktu (ton tebu/jam)
dan tingkat ektraksi dari brix yang didapatkan, kapasitas sangat mungkin
ditingkatkan dengan mem - perbesar bukaan roll tetapi akan menurunkan
tingkat ektraksi, begitu pula untuk menda- patkan ekstraksi tinggi dengan
memperkecil lebar bukaan tetapi berakibat turunnya kapa sitas giling dan
naiknya daya yang diperlukan, simulasi diharapkan mendapatkan kondisi
pendekatan ideal antara kapasitas giling dan tingkat ekstraksi yang dihasilkan
.
E. GILINGAN
1. Kapasitas Giling Lb/menit (Wc).
Kapasitas giling untuk simulasi dalam satuan Lb/menit , dari ton/jam dikalikan
2240 (1 ton = 2240 lb) dan dibagi dengan 60 menit.
Wcj .
2240
Wc
60
Wc = 93.333
2. Compaction faktor
Dihitung dengan rumus dibawah .
Wc
Co
. L . Wo . do
S
Co = 3.316
Page 7 of 23
8. 3. Filling ratio (Cf)
f . Wc
Cf
. Wo . L . S
df
Cf = 0.367
4. Extraksi brix gilingan no 1 - E1bx.
k1 . . do
f
1
Cf df
E1bx
do
f.
1
df
E1bx = 0.701
5. Extraksi brix gil no 1x Brix Dist Coeff
E1bx. Ic1
Ebx
Ebx = 0.736
6. Brix dalam batang tebu ton/jam (Bx)
Jumlah/ berat padatan total dalam tebu adalah derajat brix tebu (Bxc)
dikalikan berat tebu digiling perjam
Bxc . Wcj
Bx
Bx = 0.425
Page 8 of 23
9. 7. Brix dalam ampas gilingan no 1 -ton/jam (Bxb)
Adalah 100 % berat padatan dalam tebu dikurangi dengan persen padatan
yang terektraksi .
Ebx ) . Bx
Bxb (1
Bxb = 0.112
8. Brix dlm Juice - ton/jam (BxJ)
Adalah total padatan (gula dan non gula) didalam juice, brix total tebu
dikurangi dengan Brix dalam ampas gilingan 1
Bxj Bx Bxb
Bxj = 0.313
F.Perhitungan Juice Ektraksi.
1. Compaction faktor
Co = 3.316
2. Juice Extration
k1
1
Co
Ej
. do
f
1
df
Ej = 0.701
3.Berat juice terektraksi (ton/jam)
Ej . ( 1 f ) . Wcj
Wje
Wje = 1.489
Page 9 of 23
10. 4. Berat ampas gilingan 1 (ton/jam)
Wb Wcj Wje
Wb = 1.011
5. Brix extraktion gilingan no 1 (Ebx1)
Ic1. Ej
Ebx1
Ebx1 = 0.736
6. Brix dalam ampas gil no 1 (ton/jam)
Ebx1 ) . Bx
Bxb1 (1
Bxb1 = 0.112
7. Brix dalam juice (ton/jam)
Bxj Bx Bxb1
Bxj = 0.313
8. Brix Extraxtion %
Bxj .
Brix 100
Bx
Brix = 73.57
Page 10 of 23
17. 24. Fibre content % Ampas gil 2
Wf . 100
f2
. 1000. 2.24
Wb2
f2 = 38.149
25.Derajad Brix Ampas gil 2
Bxb2 .
Bxa2 100
Wb2
Bxa2 = 6.103
26. Moist Content Ampas Gil 2 (%)
Mca2 Bxa2 f2
100
Mca2 = 55.748
F.Checking Extraction.
1.Reabsorbsion faktor
0.0052. S
k 1.06
k = 1.253
2.Extraction Juice
k
1
Co
Ej_c
f . do
1
df
Ej_c = 0.7
Page 17 of 23
18. 3.Extraction Juice kali Brix Distribution Coeff
Ej_c. Ic1
Ej_i
Ej_i = 0.735
G. HASIL SIMULASI EKTRAKSI
1.Tingkat ektraksi (%)
Total_ext = 0.859
2.Berat mixed juice (ton/jam)
Wj = 2.08
3.Berat Brix terektraksi (ton/jam)
Tbx = 0.365
4.Derajat brix raw juice
Bx_mix = 17.553
5.Berat ampas akhir (ton/jam)
Wb2 = 0.983
6.Kadar air ampas akhir (%)
Mca2 = 55.748
Page 18 of 23
19. II.SIMULASI PURIFIKASI
1. Clear Juice persen thd raw juice
Cj_p .90
2. Berat clear juice (kg/jam)
Wj . 1000. Cj_p
W_clear
W_clear = 1.872 103
III. SIMULASI EVAPORASI
1. Derajat brix syrup ditentukan
Bx_syrup 60
2. Berat syrup (kg/jam)
Bx_mix .
W_syrup W_clear
Bx_syrup
W_syrup = 547.513
3. Berat air diuapkan di evaporator (ton/jam)
Wa_evap W_clear W_syrup
Wa_evap = 1.324 103
Page 19 of 23
20. 4. Laju penguapan single effect kg/m2hs
L_1e 30
5. Kebutuhan luas panas (m2)
Luas panas evaporator untuk menguapkan clear juice menjadi syrup
Wa_evap
HS_e
L_1e
HS_e = 44.135
6. Densitas syrup (tabel Baikov)
d_syrup 1.28873
7.Volume syrup (l/jam)
W_syrup
V_syrup
d_syrup
V_syrup = 424.847
IV. SIMULASI PAN MASAKAN 1.
1. Laju penguapan pan masakan (kg/m2.jam)
L_p1 8
2. Derajat brix masecuite A(tabel Baikov)
Bx_mas1 93.26
Page 20 of 23
21. 3. Berat massecuite A
Hasil penguapan syrup dalam pan no 1
Bx_syrup .
W_mas1 W_syrup
Bx_mas1
W_mas1 = 352.249
4. Berat air diuapkan di pan 1(kg/jam)
Wa_pan1 W_syrup W_mas1
Wa_pan1 = 195.263
5. Luas panas pan masakan 1 (m2)
Luas panas yang dibutuhkan untuk menguapkan syrup menjadi massecuite
Wa_pan1
HS_pan1
L_p1
HS_pan1 = 24.408
6. Densitas massecuite A(tabel Baikov)
d_mas1 1.50524
7. Volume massecuite A (liter/jam)
Berat massecuite A dibagi densitasnya
W_mas1
V_mas1
d_mas1
V_mas1 = 234.015
Page 21 of 23
22. V. SIMULASI SEPARASI
1. Sugar Recovery
Persen bagian gula dalam Massecuite A
Sr1 .45
2. Berat Gula Putih
Bagian padat hasil pemisahan massecuite A dgn centrifugal separator adalah
GULAPUTIH
W_mas1 . Sr1
W_gula
W_gula = 158.512
3. Rendemen Gula Putih
Berat gula putih yang dihasilkan persen terhadap berat tebu
W_gula
Rendemen1
Wcj . 10
Rendemen1 = 6.34
4. Berat Tetes A (Molasse A)
Bagian cairan hasil pemisahan massecuite A dengan centrifugal separator
W_tts W_mas1 W_gula
W_tts = 193.737
Page 22 of 23
23. VI. SIMULASI PAN MASAKAN 2
1. Berat produk gula merah
Sisa padatan dalam tetes A diuapkan sampai fraksi air app 11%, untuk
kemudian diturunkan kedalam mixer dan dicetak sbg GULAMERAH
W_glmerah W_tts
W_glmerah = 193.737
2. Rendemen gula merah
Berat gula merah persen terhadap berat tebu
W_glmerah
Rendemen2
Wcj . 10
Rendemen2 = 7.749
VII. TOTAL RENDEMEN.
Adalah jumlah rendemen gula putih dan rendemen gula merah dalam %
T_rend Rendemen1 Rendemen2
T_rend = 14.09
Page 23 of 23
