PENGUAPAN NIRA
(OPEN EVAPORATOR)
PENGUAPAN NIRA PALMA
Penguapan nira palma di pengrajin gula merah cetak tradisonal, sampai sekarang masih menggunakan penguap terbuka dengan api langsung dibawahnya, ada dua model yang paling banyak populasinya di sentra sentra pengrajin gula palma tradisional , yaitu model satu tungku satu jedi dan satu tungku dua jedi, thermal effisiendi dari satu tungku dua jedi lebih baik daripada model satu tungku satu jedi.
1, Penguapan gula palma tradisional dengan penguap terbuka dengan api langsung(open evaporator direct firing)
A .Satu tungku dengan satu jedi.
Satu tungku untuk satu wajan diameter 80 cm (Pengrajin Wonorejo Kediri).
App 8 kg air diuapkan per jam – 0,7 kg kayu bakar per kg air diuapkan
MODEL SATU TUNGKU SATU JEDI
TEST NO
JUICE
EFFICIENCY
EVAP TIME
WOOD
PWR OUTPUT
(KG)
(%)
(MIN/KG)
(KG/KG Water)
(KW)
1
49.5
26.3
4.4
0.74
9.96
2
45.9
29.2
4.2
0.6
10.35
3
31.7
26
7.1
0.7
6.17
4
52.8
27.3
4.5
0.7
9.84
5
69
23.7
4.8
0.9
9.23
6
64.9
26.5
4.3
0.68
10.12
7
66.5
28.4
3.4
0.61
13.09
8
44
24.9
5.9
0.72
7.63
9
35.5
20.5
6
0.96
7.33
10
29.2
24.6
4.8
0.73
9.01
rerata
48.9
25.6
4.9
0.73
9.27
On Farm Development The Research Extention Process of Palm Sugar Technology
P Thammaratwasik, P Pichit –Vorapanit CS
B Satu tungku dengan dua jedi.
Satu tungku dua wajan diameter 80 cm (Pengrajin Sepawon – Pare).
App 16 mkg air diuapkan perjam – 0,5 kg kayu per kg air diuapkan
MODEL SATU TUNGKU DUA JEDI
TEST NO
JUICE
EFFICIENCY
EVAP TIME
WOOD
PWR OUTPUT
(KG)
(%)
(MIN/KG)
(KG/KG Water)
(KW)
1
80.3
37.4
3
0.47
12.35
2
98.3
40
3.6
0.46
12.38
3
87.7
38
3.7
0.46
11.95
4
55.4
35.3
3.9
0.5
11.39
5
41.6
33.7
4.6
0.69
9.66
6
38
33.1
4
0.7
10.97
7
127.7
34.5
2.9
0.65
15.52
8
83.3
35.8
2.2
0.51
20.16
9
60.3
33.9
3
0.62
15.28
10
78.7
32.2
2.1
0.59
21.23
11
108
36
2.1
0.53
21.01
12
55.9
32.8
3.2
0.62
15.43
rerata
76.3
35.2
3.2
0.57
14.78
On Farm Development The Research Extention Process of Palm Sugar Technology
P Thammaratwasik, P Pichit –Vorapanit CS
Satu tungku dua wajan diameter 80 cm (Pengrajin Kalirejo Banyuwangi).
App 16 mkg air diuapkan perjam – 0,5 kg kayu per kg air diuapkan
Persediaan kayu bakar,
Penguapan terbuka dengan api langsung model satu jedi dan dua jedi kebanyakan dioperasikan pengrajin gula palma tradisional.
2, Penguapan gula merah tebu tradisional dengan penguap terbuka dengan api langsung(open evaporator direct firing)
Penguap terbuka dengan api langsung dengan system batterij artinya banyak jedi dipasang seri diatas tungku api, kebanyakan digunakan untuk gula tebu tradisional, karena jumlah nira yang harus diuapkan lebih banyak darp pada nira palma yang diusahakan secara individu.
Model dibawah ini digunakan sejak jaman gula tebu di jaman VOC ( 1600 sd 1800) dan bahkan sampai sekarang masih digunakan oleh pengrajin gula merah tradisional dengan beberapa modifikasi antara lain jumlah jedi yang dipasang seri, bentuk jedi merupakan bentuk perahu dll.
Chinece fornuizen dikenal sebagai Jamaica train.
Van Suikermolen tot Groote Bedrijft – Leidel Meyer.
Terlihat bahwa hamper semua modifikasi bertujuan meningkatkan thermal effisiensi dengan menambah luas panas (heating surface) yang bersentuhan dengan sumber panas.
Jedi dipasang serie memanjang.
Bagian ujung dekat cerobong berbentuk prahu
Pengrajin tradisional Kediri.
THERMAL EFFISIENSI.
No
Sistem
Thermal effisiensi
Air diuapkan per kg ampas
1
Single pan
16 -19.7%
2
Two Pan
29.3 %
1.92
Peformance Evaluation of Two Pan Furnace For Jaggery Making
Dr RD Singh – Dr B Baboo – Dr AK Singh- Dr S I Anwar
3.UKURAN JEDI.
Dibawah ini ukuran jedi produk Amerika pada awal abad 20.
Galon
A
B
C
D
E
Lb
No
Kapasitas
feet
Inch
inch
inch
inch
inch
Berat
00
20
2
10
12
3
3
1.5
110
0
30
3
4
13
4
3
1.5
120
1
40
3
8
14
4
3
1.5
160
1.5
50
4
1
4
3
1.5
240
2
60
4
3
15
4
3
1.5
290
3
80
4
8
16
4
3
1.5
380
4
100
5
17
5
4
1.5
420
5
150
5
8
21
5
5
1.5
700
6
200
6
3
24
5
4
2.5
1040
GOLDEN MILLS . EVAPORATORS AND KETTELS CATALOG 53 - 1933
Beberapa kelemahan dengan penguap terbuka dan api langsung pada industry/ pengrajin gula, baik gula palma maupun gula tumbu adalah:
1.Efisensi panas yang relative rendah , sehingga kebutuhan bahan bakar cukup tinggi, bahkan pada pengrajin gula merah tebu dengan berat ampas 35 sd 40 % dari berat tebupun masih belum mencukupi untuk proses pemanasan- penguapan sampai pengentalan siap cetak, sehingga pengrajin harus menambbah bahan bakar lain dari luar (daun tebu kering/ daduk, sekam padi, kayu dll)
Perlu tambahan sekam padi.
2.Temperature proses yang sangat sulit dikontrol sering sering mengakibatkan over caramel.
3.Waktu proses juga sulit untuk di pastikan secara akurat , artinya membuat gula dengan waktu yang bervariasi.
4.Proses tidak memenuhi GMP maupun CPMB.
PERBAIKAN OVERALL PERFORMANCE.
A.MODIFIKASI PENGUAP TEBUKA DENGAN PEMANAS API LANGSUNG DENGAN SISTEM PIPA PEMANAS.
Sasaran perbaikan efisiensi panas, kemudahan pembersihan untuk daerah terpencil yang belum ada tenaga listriknya, investasi relative tidak mahal, dibuat unit prototype di Jombang seperti dibawah
Pemanas terbuka dengan api langsung , seperti fire tube boiler/ ketel pipa api.
Data design prototypeopen pan
-Heating surface= 4.27 sqm( 8 kali open pan tradisionel dia 80 cm).
-Volumemax = 350 liter
-Ratio volume/HS= 82 liter/sqm heating surface.
-Volume final =125 liter
-Pengapian= fire tube ( BSA Medium Galvanised carbon steel).
-Pembakaran = tungku api (bahan bakar ( kayu, by produk pertanian).
Uji Pendidihan air
Laju penguapan dengan air > 75 liter perjam karena tidak perlu kendali temperature (tidak ada kekhawatiran rusaknya mutu)
Uji Pendidihan Nira.
Nira brix 14 diuapkan sampai syrup brix 70, Persiapan, penyalaan, pendidihan pengeluaran bx > 70
Didapatkan hasil uji sbb:
Jam
Beaume
Brix
Temperature
07.30
8
14
< 100 Celsius
09.30
13
23
< 100 Celsius
10.30
16
29
< 100 Celsius
11.30
19
34
< 100 Celsius
12.30
25
45
< 100 Celsius
13.30
30
55
< 100 Celsius
14.30
35
65
< 100 Celsius
Kecepatan penguapan rata rata 30 kg air diuapkan tiap jam dengan kendali temperature < 100 Celsius.
Penggunaan bahan bakar.
Penggunaan bahan bakar 100 kg kayu untuk menguapkanapp 350 kg air( 0,3 kg kayu per kg air diuapkan), dengan model open pan tradisional dengan diameter 80 cm- single pan didapatkan data konsumsi kayu 0.7 kg per kg air diuapkan – kecepatan penguapan 8 kg air diuapkan perjam, sedangkan open pan tradisional diameter 80 cm – double/ seri – konsumsi kayu 0.5 kg per kg air diuapkan – kecepatan penguapan untuk16 kg air diuapkan per jam.
No
Penguap
Kg kayu/kg air diuapkan
Suhu didih celsius
1
Single jedi
0.73
> 100
2
Double Jedi
0.58
>100
3
Pipa pemanas
0.30
>100
Pengamatan uji coba.
Berbeda dengan tradisional open evaporator (jedi terbuka) karena hanya pada bagian bottom pan yang mendapat panas maka tidak terjadi efeck pengadukan, dengan model prototype terjadi pengadukan alami dari bagian depan yang panas ke bagian belakang, sehingga karena nira selalu bergerak bagian nira yang tersentuh panas terus menerus relative kecil atau tingkat karamelisasi lebih terkendali.
-Unit pemanas dan tungku portable/ knock downtidak memerlukan fondasi dll, tidak memerlukan listrik sehingga sesuai untuk ditempatkan di kawasan terpencil.
-Apabila di lokasi terdapat listrik dapat dilengkapi dengan pompa tahan panas dan asam untuk proses
-Unit pemanas ini dapat difungsikan sebagai unit pemurnian, dimana pada saat temperature nira tercapai dapat diberikan larutanflok untuk dibiarkan mengendap, hasil nira jernih dipindah ke tangki nira jernih selanjutnya unit diisi lagi dengan nira mentah untuk dipanaskan.
-Apabila nira mentah telah selesai dimurnikan unit pemanas dapat dioperasikan untuk penguapan/ pengentalan sampai dengan brix yang diinginkan.
-Unit ini juga bisa digunakan untuk menghasilkan produk caramel yang terukur dan konsisten.
SUMMARY.
1.Thermal efiisiensi.
Sistem penguap terbuka (under atmosphere condition)
Dari empat system dibawah selain di nyatakan perkiraan thermal effisensi beberapa catatan adalah no 1 dan 2 pengaturan temperaturenya relative sulit, no 3 temperature lebih mudah di kendalikan sedangkan no 4 adalah penguapan dengan temperature didih yang paling stabil karena lebih mudah mengendalikan temperature uap pemanas nya dan tidak berfluktuasi. Dengan tekanan uap 0,5 kg/cm2 didapatkan suhu stabil dalam kisaran 115 celsius.
No
Sistem penguap
effisiensi
Keterangan
1
Pan terbuka tunggal
App 20%
2
Pan terbuka ganda
Ø29 %
3
Pan pipa api
Ø35%
2.Investasi.
Dengan ukuran nilai 100 untuk pan pipa uap dan dengan kapasitas yang samaproyeksi investasi seperti dibawah.
No
Sistem penguap
Investasi
Keterangan
1
Pan terbuka tunggal
15
2
Pan terbuka ganda
20
3
Pan pipa api
40
3.General condition
Kesesuaian dengan GMP proses dan CPMB.
No
Sistem penguap
Keterangan
1
Pan terbuka tunggal
Tidak terpenuhi
2
Pan terbuka ganda
Tidak terpenuhi
3
Pan pipa api
Mungkin terpenuhi
4.Lain lain
No
Sistem penguap
Kapasitas
Keterangan
1
Pan terbuka tunggal
Kecil
Remote area non elektrikal
2
Pan terbuka ganda
Kecil
idem
3
Pan pipa api
Kecil sd Medium
Perlu elektrikal
5.Kwalitas produk
No
Sistem penguap
Kwalitas
Keterangan
1
Pan terbuka tunggal
Rendah
Temperature & waktu susah dikontrol , kontaminasi dari luar memungkinkan
2
Pan terbuka ganda
Rendah
idem
3
Pan pipa api
Medium
Temp dan waktu lebih bisa di control, kontaminasi bisa di eliminir
Note:
Foto koleksi pribadi
Slamet Sulaiman
Follow Instagram @kompasianacom juga Tiktok @kompasiana biar nggak ketinggalan event seru komunitas dan tips dapat cuan dari Kompasiana
Baca juga cerita inspiratif langsung dari smartphone kamu dengan bergabung di WhatsApp Channel Kompasiana di SINI
