HUBUNGAN PENINGKATAN LAJU ALIR CAIRAN DAN GAS TERHADAP UKURAN GELEMBUNG PADA KARBONATASI RAW SUGAR DENGAN MENGGUNAKAN REAKTOR VENTURI BERSIRKULASI Oleh Ratih Anggraini F34103046 2007 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 1
Ratih Anggraini. F34103046. Hubungan Peningkatan Laju Alir Cairan Dan Gas Terhadap Ukuran Gelembung Pada Karbonatasi Raw Sugar Dengan Menggunakan Reaktor Venturi Bersirkulasi. Di bawah bimbingan Prayoga Suryadarma. 2007. RINGKASAN Gula dalam kebutuhannya sebagai pemanis untuk kebutuhan industri makanan dan minuman adalah gula berkualitas tinggi atau gula rafinasi. Hal ini dikarenakan dapat menghasilkan produk yang bermutu baik. Gula rafinasi adalah gula kasar (raw sugar) yang telah mengalami proses pemurnian lebih lanjut. Raw sugar masih mengandung berbagai pengotor, sehingga penggunaannya untuk dikonsumsi manusia telah dilarang oleh FDA (Food and Drug Administration). Oleh karena itu, raw sugar tersebut harus melalui tahapan pemurnian agar dapat menghasilkan gula berkualitas tinggi untuk industri. Pada proses pemurnian cara karbonatasi, terjadi reaksi antara nira yang mengandung susu kapur (Ca(OH) 2 ) dengan gas karbondioksida (CO 2 ) membentuk senyawa kalsium karbonat (CaCO 3 ). Senyawa kalsium karbonat inilah yang akan menjerat bahan-bahan pengotor dalam nira. Efisiensi pencampuran susu kapur (Ca(OH) 2 ) dan gas karbondioksida (CO 2 ) pada pemurnian gula cara karbonatasi merupakan kebutuhan yang penting dan adanya Reaktor Venturi Bersirkulasi (RVB) diharapkan dapat menjadi solusi untuk meningkatkan efisiensi dan efektivitas pencampuran dalam proses karbonatasi. Perubahan laju alir cairan dan gas pada sistem RVB berpengaruh terhadap fenomena hidrodinamika yang terjadi di dalam RVB. Fenomena hidrodinamika yang terjadi pada RVB diantaranya ukuran gelembung dan distribusi ukuran gelembung yang dihasilkan. Salah satu teknik yang digunakan untuk mengukur secara statistik ukuran gelembung yaitu teknik fotografi. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan hubungan peningkatan laju alir cairan dan gas terhadap ukuran gelembung (nilai rata-rata dan ragam ukuran gelembung) menggunakan teknik fotografi. Selain itu, menentukan hubungan peningkatan laju alir cairan dan gas terhadap ukuran gelembung (nilai rata-rata dan ragam ukuran gelembung) pada karbonatasi raw sugar. Hasil analisis statistik menunjukkan bahwa peningkatan laju alir cairan dan gas pada RVB berpengaruh terhadap ukuran gelembung yang dihasilkan. Pada variasi peningkatan laju alir cairan, nilai rata-rata dan ragam ukuran gelembung pada laju alir cairan yang tinggi yaitu Q L 400 l/jam, Q L 490 l/jam, dan Q L 590 l/jam menghasilkan nilai yang rendah. Pada Q L 100 l/jam menghasilkan nilai rata-rata dan ragam ukuran gelembung sebesar 1,31 dan 0,49. Pada Q L 150 l/jam nilai rata-rata dan ragam ukuran gelembung yang dihasilkan sebesar 1,76 dan 0,55, pada Q L 250 l/jam nilai rata-rata dan ragam ukuran gelembung sebesar 1,50 dan 0,72, pada Q L 400 l/jam nilai rata-rata dan ragam ukuran gelembung sebesar 0,58 dan 0,17, pada Q L 490 l/jam nilai rata-rata dan ragam ukuran gelembung sebesar 0,56 dan 0,14 dan pada Q L 590 l/jam nilai rata-rata dan ragam ukuran gelembung sebesar 0,61 dan 0,24. Pada variasi peningkatan laju alir gas, Q G 90 l/jam dibandingkan dengan Q G 390 l/jam dan Q G 750 l/jam menghasilkan nilai rata-rata dan ragam ukuran gelembung yang rendah diantara laju alir gas lainnya.variasi peningkatan laju alir 2
gas pada Q L tetap yaitu 100 l/jam, Q G 90 l/jam menghasilkan nilai rata-rata dan ragam ukuran gelembung sebesar 0,77 dan 0,21. Pada Q G 390 l/jam menghasilkan nilai rata-rata dan ragam ukuran gelembung sebesar 1,98 dan 1,24 dan pada Q G 750 l/jam sebesar 1,31 dan 0,48. Variasi peningkatan laju alir gas pada Q L tetap yaitu 400 l/jam, Q G 90 l/jam menghasilkan nilai rata-rata dan ragam ukuran gelembung sebesar 0,49 dan 0,035. Pada Q G 390 l/jam menghasilkan nilai ratarata dan ragam ukuran gelembung 0,68 dan 0,17 dan pada Q G 750 l/jam sebesar 0,58 dan 0,17. Pada hubungan peningkatan laju alir cairan dan gas pada karbonatasi raw sugar, yaitu hubungan dengan ukuran gelembung (nilai rata-rata dan ragam ukuran gelembung) terhadap warna nira. Q L 120 l/jam dan Q G 90 l/jam dengan nilai rata-rata dan ragam ukuran gelembung 0,77 dan 0,21, menghasilkan nilai warna nira yang rendah yaitu sebesar 180 IU. Pada Q L 590 l/jam dan Q G 750 l/jam dengan nilai rata-rata dan ragam ukuran gelembung 0,61 dan 0,24, nilai yang dihasilkan lebih tinggi yaitu sebesar 325 IU. 3
Ratih Anggraini, F34103046. Relation of Increasing the Rate of Liquid Flow and Gas to Bubble Size in Raw Sugar Carbonatation with Loop Venturi Reactor. Supervised by Prayoga Suryadarma. 2007 SUMMARY High quality sugar or refine sugar is necessity for food and beverage industry, in order to get good quality product. Refine sugar is raw sugar that has advance purification process. Raw sugar is still containing various impurities and prohibited to consume. That is way, raw sugars have to purify in order to get high quality sugar. In carbonatation process, there is reaction between juice containing Ca(OH) 2 with gas CO 2 forming compound of carbonate calcium (CaCO 3 ). Calcium Carbonate will absorb impurities in cane juice. Efficiency of carbonatation will be good when the good mix of CO 2 and good cane juice happend. Loop Venturi Reactor (LVR) can also improve the gas absorption with liquid being good and existence of LVR expected being solution to increase efficiency and effectiveness mixing in carbonatation process. Change of flow rate liquid and gas at LVR system have an effect hydrodynamics phenomenon. Hydrodynamics phenomenon that happened at LVR are bubble size and bubble size distribution. One of the techniques to measure statically bubble size is Photography technique. The aim of this research was to determine the relation of increasing the rate of liquid flow and gas to bubble size (mean value and variance bubble size) using photography technique and then to determine the relation of increasing the rate liquid flow and gas to bubble size (mean value and variance bubble size) at raw sugar carbonatation. The statistical analysis results showed that the increasing liquid flow rate and gas at LVR had an effect to bubble size. At variation liquid flow rate, mean value and variance bubble size the high liquid flow rate were Q L 400 l/jam, Q L 490 l/jam, and Q L 590 l/jam were low. At Q L 100 l/jam, mean value and variance bubble size were 1,31 and 0,49. At Q L 150 l/jam, mean value and variance bubble size were 1,76 and 0,55. At Q L 250 l/jam, mean value and variance bubble size were 1,50 and 0,72. At Q L 400 l/jam, mean value and variance bubble size were 0,58 and 0,17. At Q L 490 l/jam, mean value and variance bubble size were 0,56 and 0,14 and at Q L 590 l/jam, mean value and variance bubble size were 0,61 and 0,24. At variation flow rate of gas, mean value and variance bubble size Q G 90 l/jam was low compared with Q G 390 l/jam and Q G 750 l/jam. Variation flow rate of gas at constant Q L was 100 l/jam, at Q G 90 l/jam, mean value and variance bubble size were 0,77 and 0,21. At Q G 390 l/jam, mean value and variance bubble size were1,98 and 1,24 and at Q G 750 l/jam, mean value and variance bubble size were 1,31 and 0,48. Variation flow rate of gas at constant Q L was 400 l/jam, at Q G 90 l/jam, mean value and variance bubble size were 0,49 and 0,035. At Q G 390 l/jam, mean value and variance bubble size were 0,68 and 0,17. At Q G 750 l/jam, mean value and variance bubble size were 0,58 and 0,17. The relation between flow rate of liquid and gas of the bubble size (mean value and variance bubble size) to color juice, Q L 120 l/jam and Q G 90 l/jam with 4
mean value and variance of bubble size were 0,77 and 0,21, produced low value of color juice, that was equal to 180 IU. At Q L 590 l/jam and Q G 750 l/jam with mean value and variance of bubble size were 0,61 and 0,24, higher value of color juice, that was equal to 325 IU. 5
HUBUNGAN PENINGKATAN LAJU ALIR CAIRAN DAN GAS TERHADAP UKURAN GELEMBUNG PADA KARBONATASI RAW SUGAR DENGAN MENGGUNAKAN REAKTOR VENTURI BERSIRKULASI SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh Ratih Anggraini F34103046 2007 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 6
BOGOR INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN HUBUNGAN PENINGKATAN LAJU ALIR CAIRAN DAN GAS TERHADAP UKURAN GELEMBUNG PADA KARBONATASI RAW SUGAR DENGAN MENGGUNAKAN REAKTOR VENTURI BERSIRKULASI SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh Ratih Anggraini F34103046 Dilahirkan pada tanggal 20 Desember 1984 Di Tangerang Tanggal lulus : September 2007 Menyetujui, Bogor, September 2007 7
Prayoga Suryadarma, STP, MT NIP. 132 240 362 SURAT PERNYATAAN Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul: Hubungan Peningkatan Laju Alir Cairan Dan Gas Terhadap Ukuran Gelembung Pada Karbonatasi Raw Sugar Dengan Mengggunakan Reaktor Venturi Bersirkulasi adalah hasil karya saya sendiri dengan arahan dosen Pembimbing Akademik, kecuali yang dengan jelas ditunjukkan rujukannya. Bogor, September 2007 Yang membuat pernyataan, Ratih Anggraini F34103046 8
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Tangerang, pada tanggal 20 Desember 1984. Penulis merupakan anak ketiga dari empat bersaudara, putri dari pasangan Adjid Sahidin dan Ratna Komala. Penulis menyelesaikan pendidikan dasar di SDN Gintung 2 Tangerang Tahun 1991 1997, SLTPN 178 Jakarta Tahun 1997-2000, dan SMUN 29 Jakarta Tahun 2000 2003. Pada tahun 2003 penulis melanjutkan pendidikan tinggi di Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI (Undangan Seleksi Masuk IPB). Penulis juga pernah aktif di Ikatan Alumni Smu Spesanggrahan Sekebayoran dan Sekitarnya (IAS3) menjabat sebagai Bendahara II dan aktif pula dalam Ikatan Alumni SMU 29 Jakarta. Pada masa studi di IPB, Alhamdulillah penulis memperoleh dana bantuan pendidikan dari Yayasan BNI (2005 2006). Penulis melaksanakan praktek lapang pada Tahun 2006 dengan topik Mempelajari Proses Produksi dan Gula Di PT. PG Rajawali II Unit PG. Jatitujuh Majalengka, Jawa Barat. Untuk menyelesaikan studi di Fakultas Teknologi Pertanian penulis melakukan penelitian dengan judul Hubungan Peningkatan Laju Alir Cairan dan Gas terhadap Ukuran Gelembung pada Karbonatasi Raw Sugar dengan Menggunakan Reaktor Venturi Bersirkulasi. 9
KATA PENGANTAR Syukur alhamdulillah kepada Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, dan hidayah-nya kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dengan judul Hubungan Peningkatan Laju Alir Cairan Dan Gas Terhadap Ukuran Gelembung Pada Karbonatasi Raw Sugar Dengan Menggunakan Reaktor Venturi Bersirkulasi, serta dapat menyusun dan menyelesaikan skripsi. Karya ilmiah ini ditujukan untuk mendapatkan gelar sarjana teknologi pertanian pada Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Prayoga Suryadarma, STP, MT selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberikan arahan dan membimbing penulis baik selama penelitian dan penulisan skripsi. 2. Dr. Ir. Sapta Raharja, DEA dan Ir. Indah Yuliasih, MSi selaku dosen penguji yang telah memberikan saran untuk penyempurnaan skripsi ini. 3. PT. Jawamanis Rafinasi atas bantuan pengadaan bahan baku, yaitu raw sugar. 4. Mas Agus Fateta atas waktu luangnya untuk pemotretan ukuran gelembung. 5. Semua pihak yang telah memberi dukungan dan bantuan yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Penulis berharap, semoga karya ini dapat bermanfaat terutama bagi rekan sejawat. Bogor, September 2007 Penulis 10