Gula, salah satu dari banyak pemanis, tidak berwarna,
senyawa yang larut dalam air hadir dalam getah tanaman benih dan susu mamalia
dan membentuk kelompok yang paling sederhana dari karbohidrat. (Lihat juga karbohidrat.)
Gula yang paling umum adalah sukrosa, sebuah meja kristal dan pemanis industri
yang digunakan dalam makanan dan minuman.
C12H22O11
Sebagai istilah kimia, "gula" biasanya mengacu
pada semua karbohidrat dari rumus umum Cn (H2O) n. Sukrosa adalah disakarida,
atau gula ganda, yang terdiri dari satu molekul glukosa terkait dengan satu
molekul fruktosa. Karena satu molekul air (H2O) hilang dalam reaksi kondensasi
menghubungkan glukosa menjadi fruktosa, sukrosa diwakili oleh rumus C12H22O11
(mengikuti rumus umum Cn [H2O] n - 1).
Sukrosa ditemukan di hampir semua tanaman, tetapi terjadi
pada konsentrasi yang cukup tinggi untuk pemulihan ekonomi hanya pada tanaman
tebu (Saccharum officinarum) dan bit gula (Beta vulgaris). Yang pertama adalah
rumput raksasa yang tumbuh di daerah tropis dan subtropis; yang terakhir adalah
tanaman akar yang tumbuh di daerah beriklim sedang (lihat Gambar 1). Tebu
berkisar 7-18 persen gula berat, sedangkan gula bit adalah 8 sampai 22 persen
berat gula. Sukrosa baik dari sumber (atau dari dua sumber yang relatif kecil,
pohon gula maple dan kurma) adalah molekul yang sama, menghasilkan 3.94 kalori
per gram seperti semua karbohidrat. Perbedaan produk gula berasal dari komponen
lainnya terisolasi dengan sukrosa.
Tanaman gula dibudidayakan pertama adalah tebu, yang
dikembangkan dari varietas liar di Hindia-mungkin East Nugini. Gula bit
dikembangkan sebagai tanaman di Eropa pada abad ke-19 selama Perang Napoleon,
ketika Perancis mencari sumber alternatif homegrown gula untuk menyelamatkan
kapal tersebut dari menjalankan blokade sumber tebu di Karibia. Tebu, setelah
dipanen, tidak dapat disimpan karena dekomposisi sukrosa. Untuk alasan ini,
tebu umumnya diproduksi dalam dua tahap, pembuatan baku tempat mengambil gula
di daerah tebu tumbuh dan menyempurnakan menjadi produk makanan yang terjadi di
negara-negara gula memakan. Gula bit, di sisi lain, dapat disimpan dan karena
itu umumnya diproses dalam satu panggung menjadi gula putih.
gula pasir
Tebu panen dan pengiriman
Iklan oleh Google
Tebu umumnya dipanen di musim dingin tahun ini, meskipun
dipanen sepanjang tahun di Kuba, Filipina, Kolombia, dan daerah utama lainnya.
Sebanyak dua pertiga dari tanaman tebu di dunia dipanen dengan tangan,
menggunakan parang panjang. Sejak tahun 1940-an, bagaimanapun, panen mekanik
telah meningkat. Sebelum atau setelah panen, tebu dibakar untuk mengusir tikus
dan ular dan membakar daun dan sampah yang pisau pisau tumpul, tapi
pertimbangan lingkungan yang mengarah ke pemanenan seluruh tebu terbakar di
beberapa daerah.
Panen tebu diangkut ke pabrik dengan banyak cara, mulai dari
pengangkutan petunjuk untuk gerobak sapi, truk, mobil kereta api, atau kapal
tongkang. Jarak ekonomi biasa antara lapangan dan pabrik adalah 25 kilometer
(15 mil). Meminimalkan waktu antara pemotongan dan pengolahan mengurangi jumlah
kerusakan tebu dan mendorong hasil gula yang lebih tinggi.
Setelah tiba di pintu gerbang pabrik, tebu ditimbang dan
sampel untuk analisis (jika faktor-faktor lain selain berat digunakan untuk
pembayaran). Cane disimpan dalam jumlah kecil dan untuk waktu sesingkat mungkin
di halaman pabrik. Pabrik berjalan sepanjang waktu, berhenti di beberapa daerah
untuk hanya satu atau dua hari per bulan untuk membersihkan. Meskipun
pembayaran biasanya didasarkan pada berat badan dan rendemen, faktor kualitas
seperti kelembaban, sampah, dan kadar serat juga disertakan. Pembayaran umumnya
dibagi, dengan 60 sampai 65 persen akan grower dan 35 sampai 40 persen akan
prosesor.
Pembuatan gula mentah
Pengolahan tebu, diuraikan dalam Gambar 2, dipraktekkan di
banyak variasi, namun proses penting terdiri dari langkah-langkah berikut:
ekstraksi jus atau sari tebu dengan penggilingan atau difusi, klarifikasi jus,
konsentrasi jus untuk sirup dengan penguapan, kristalisasi gula dari sirup, dan
pemisahan dan pengeringan kristal.
Setelah menimbang, tebu dimuat dengan tangan atau derek ke
meja bergerak. Tabel membawa tongkat ke dalam satu atau dua set bergulir pisau,
yang memotong tebu menjadi chip untuk mengekspos jaringan dan membuka struktur
sel, sehingga menyiapkan bahan untuk ekstraksi efisien jus. Sering, pisau
diikuti oleh shredder, yang memecah chip ke cabik untuk persiapan halus tebu.
Terkelupas (dan robek) tebu kemudian melewati crusher, satu set pabrik rol di
mana sel-sel tebu hancur dan sari. Sebagai hasil tebu hancur melalui
serangkaian hingga delapan pabrik empat-roll, itu dipaksa terhadap lawan air
yang dikenal sebagai air maserasi atau imbibisi. Streaming sari tebu, dicampur
dengan air maserasi dari semua pabrik, digabungkan menjadi jus campuran disebut
jus encer. Juice dari pabrik terakhir di seri (yang tidak menerima arus air
maserasi) disebut jus residual.
Alternatif untuk ekstraksi oleh penggilingan adalah
ekstraksi dengan difusi. Dalam proses ini, tebu disiapkan dengan memutar pisau
dan shredder dipindahkan melalui multicell, diffuser lawan. Ekstraksi gula
lebih tinggi dengan difusi (tingkat rata-rata 93 persen, dibandingkan dengan
85-90 persen penggilingan), tetapi ekstraksi nonsugars juga lebih tinggi.
Difusi, oleh karena itu, yang paling digunakan di mana kualitas tebu
tertinggi-misalnya, di Afrika Selatan, Australia, dan Hawaii. Kadang lebih
kecil "ampas tebu diffuser" digunakan untuk meningkatkan ekstraksi
dari tebu giling sebagian setelah dua atau tiga pabrik. (Residual serat tebu,
setelah jus dihapus, disebut ampas tebu.)
Pembuangan sejumlah besar air yang digunakan oleh diffusers
adalah masalah lingkungan mahal, sebagai pabrik tebu yang berlatih difusi harus
beroperasi utama mereka sendiri, sekunder, dan sistem pengolahan air tersier.
KLARIFIKASI
Campuran jus dari pabrik ekstraksi atau diffuser dimurnikan
dengan penambahan panas, kapur, dan bantuan flokulasi. Kapur adalah suspensi
kalsium hidroksida, sering dalam larutan sukrosa, yang membentuk senyawa kalsium
saccharate. Panas dan kapur membunuh enzim dalam jus dan peningkatan pH dari
tingkat asam alami dari 5,0-6,5 sampai pH netral. Pengendalian pH penting
seluruh pembuatan gula karena membalikkan sukrosa, atau menghidrolisis,
komponen glukosa dan fruktosa tersebut pada pH asam (kurang dari 7,0), dan
ketiga gula terurai dengan cepat pada pH tinggi (lebih dari 11,5).
Dipanaskan sampai 99 ° -104 ° C (210 ° -220 ° F), jus
dinetralkan diinokulasi, jika perlu, dengan flokulan seperti poliakrilamida dan
dipompa ke pembuluh klarifikasi terus menerus, besar, tertutup, tangki
dipanaskan di mana jus yang jelas mengalir dari bagian atas sementara lumpur
menetap di bawah ini. Proses pengendapan dan pemisahan ini dikenal sebagai
buang air besar. Lumpur dipompa ke filter vakum rotary, di mana sisa sukrosa
dicuci bersih dengan semprotan air pada filter berputar. Jus Klarifikasi
Sementara itu, dipompa ke serangkaian 3-5 evaporator multi-efek.
KONSENTRASI
Dalam sistem multi-efek, dikembangkan untuk industri gula Amerika
di tahun 1843, steam digunakan untuk memanaskan pertama dari serangkaian
evaporator. Jus direbus dan ditarik ke evaporator berikutnya, yang dipanaskan
oleh uap dari evaporator pertama. Proses berlanjut melalui seri sampai jus
diklarifikasi, yang terdiri dari 10-15 persen sukrosa, terkonsentrasi ke
evaporator sirup, yang terdiri dari 55-59 persen sukrosa dan 60-65 persen berat
total padatan. Deposit Nonsugars di dinding dan tabung evaporator, menciptakan
deposito skala dan mengurangi efisiensi perpindahan panas. Penghapusan Skala
sering memaksa seluruh operasi pabrik untuk menutup jika set evaporator tidak
tersedia.