Gula

Latar Belakang

Sebelum kelahiran Yesus dari Nazaret, tebu (dari mana gula dibuat) dipanen di tepi Teluk Benggala; menyebar ke wilayah sekitar Malaysia, Indonesia, Indochina, dan Cina selatan. Orang-orang Arab memperkenalkan "gula" (pada saat itu pasta lengket, semi-mengkristal dan diyakini memiliki nilai obat) ke dunia Barat dengan membawa alang-alang dan pengetahuan untuk penanamannya ke Sisilia dan kemudian Spanyol pada abad kedelapan dan kesembilan. . Belakangan, Venesia—mengimpor gula jadi dari Alexandria—berhasil membangun monopoli atas rempah-rempah baru ini pada abad kelima belas; pada saat itu, ia mulai membeli gula mentah, dan bahkan tebu, dan mengolahnya di kilangnya sendiri. Monopoli Venesia, bagaimanapun, berumur pendek. Pada 1498, navigator Portugis Vasco da Gama kembali dari India membawa bumbu manis ke Portugal. Lisbon mulai mengimpor dan memurnikan gula mentah, dan, pada abad keenam belas, menjadi ibu kota gula Eropa. Tidak lama kemudian pemanis tersedia di Prancis, di mana fungsi utamanya terus menjadi obat, dan pada masa pemerintahan Louis XIV, gula dapat dibeli dengan ons di apotek. Pada 1800-an, gula (meskipun masih mahal) tersedia secara luas baik untuk kelas atas maupun menengah.

Bahan Baku

Gula adalah istilah luas yang digunakan untuk sejumlah besar karbohidrat yang ada di banyak tanaman dan ditandai dengan rasa yang kurang lebih manis. Gula primer, glukosa, adalah produk fotosintesis dan terjadi di semua tumbuhan hijau. Pada sebagian besar tumbuhan, gula terjadi sebagai campuran yang tidak dapat dengan mudah dipisahkan menjadi komponen-komponennya. Dalam getah beberapa tanaman, campuran gula dipadatkan menjadi sirup. Jus tebu (Saccharum officinarum) dan bit gula (Beta vulgaris) kaya akan sukrosa murni, meskipun gula bit umumnya jauh lebih manis daripada gula tebu. Kedua tanaman gula ini merupakan sumber utama sukrosa komersial.

Tebu adalah rumput yang tebal, tinggi, dan abadi yang tumbuh subur di daerah tropis atau subtropis. Gula yang disintesis dalam daun digunakan sebagai sumber energi untuk pertumbuhan atau dikirim ke batang untuk disimpan. Ini adalah getah manis di batang yang merupakan sumber gula seperti yang kita kenal. Buluh mengakumulasi gula menjadi sekitar 15 persen dari beratnya. Tebu menghasilkan sekitar 2.600.000 ton gula per tahun.

Bit gula adalah varietas bit dengan kandungan gula tertinggi, yang secara khusus dibudidayakan. Meskipun biasanya berwarna putih baik di dalam maupun di luar, beberapa varietas bit memiliki kulit hitam atau kuning. Sekitar 3.700.000 ton gula diproduksi dari bit gula.

Tanaman gula lainnya termasuk sorgum manis, gula maple, madu, dan gula jagung. Jenis gula yang digunakan saat ini adalah gula putih (fullfined sugar), terdiri dari pecahan bening, tidak berwarna atau kristal; atau gula merah, yang kurang murni dan mengandung lebih banyak residu gula merah, yang darinya ia memperoleh warnanya.

Manufaktur
Proses

Menanam dan memanen

• 1 Tebu membutuhkan suhu rata-rata 75 derajat Fahrenheit (23,9 derajat Di Amerika Serikat, panen tebu dan bit gula dilakukan terutama dengan mesin, meskipun di beberapa negara bagian itu juga dilakukan dengan tangan. Batang tebu dan bit yang dipanen dimuat secara mekanis ke dalam truk atau gerbong dan dibawa ke pabrik untuk diproses menjadi gula mentah. Sesampai di sana, mereka dibersihkan, dicuci, digiling untuk mengekstrak jus, disaring, dan dimurnikan. Hasilnya adalah jus bening berisi gula. Celcius) dan curah hujan seragam sekitar 80 inci (203 sentimeter) per tahun. Oleh karena itu, ia tumbuh di daerah tropis atau subtropis.

  Tebu membutuhkan waktu sekitar tujuh bulan untuk matang di daerah tropis dan sekitar 12-22 bulan di daerah subtropis. Pada saat ini, ladang tebu diuji untuk sukrosa, dan ladang yang paling matang dipanen terlebih dahulu. Di Florida, Hawaii, dan Texas, tongkat berdiri dibakar untuk membakar daun kering. Di Louisiana, batang tebu setinggi enam hingga sepuluh kaki (1,8 hingga 3 meter) ditebang dan diletakkan di tanah sebelum dibakar.

• 2 Di Amerika Serikat, panen (baik tebu maupun bit gula) dilakukan terutama dengan mesin, meskipun di beberapa negara bagian juga dilakukan dengan tangan. Batang tebu yang dipanen dimuat secara mekanis ke dalam truk atau gerbong dan dibawa ke pabrik untuk diolah menjadi gula mentah.

Persiapan dan pemrosesan

• 3 Setelah tebu tiba di tempat penggilingan, tebu dibongkar secara mekanis, dan tanah serta batu yang berlebihan dibuang. Tebu dibersihkan dengan membanjiri wadah dengan air hangat (dalam kasus batu yang jarang dan tumpukan sampah) atau dengan menyebarkan tongkat pada konveyor yang bergerak yang melewati pancaran air yang kuat dan drum sisir (untuk menghilangkan sejumlah besar batu, sampah, dan daun, dll). Pada titik ini, tebu sudah bersih dan siap untuk digiling.

  Ketika bit dikirim ke kilang, bit dicuci terlebih dahulu dan kemudian dipotong-potong. Selanjutnya, mereka dimasukkan ke dalam sel difusi dengan Setelah dimurnikan, jus bening mengalami penguapan vakum untuk menghilangkan sebagian besar air. Dalam proses ini, empat sel pendidih vakum disusun secara seri sehingga setiap sel berikutnya memiliki vakum yang lebih tinggi. Uap dari satu benda dapat merebus jus di benda berikutnya, sebuah metode yang disebut penguapan multi-efek. Selanjutnya, larutan sirup dikristalisasi vakum untuk membentuk kristal gula. Cairan yang tersisa dihilangkan menggunakan sentrifugal dan pengeringan, dan gula dikemas. air sekitar 175 derajat Fahrenheit (79,4 derajat Celcius) dan disemprot dengan air panas berlawanan arah untuk menghilangkan sukrosa.

Ekstraksi jus menekan

• 4 Dua atau tiga rol penghancur beralur berat memecahkan tebu dan mengekstrak sebagian besar sarinya, atau penghancur jenis palu ayun (1.200 RPM) mencabik-cabik tebu tanpa mengekstrak sarinya. Pisau berputar yang memotong batang menjadi keripik merupakan pelengkap penghancur. (Di sebagian besar negara, shredder mendahului crusher.) Kombinasi dari dua, atau bahkan ketiganya, metode dapat digunakan. Proses pengepresan melibatkan penghancuran batang di antara rol logam berat dan beralur untuk memisahkan serat (bagasse) dari jus yang mengandung gula.
• 5 Saat tebu diremukkan, air panas (atau kombinasi air panas dan jus murni yang diperoleh kembali) disemprotkan ke tebu yang dihancurkan secara berlawanan saat meninggalkan setiap penggilingan untuk pengenceran. Jus yang diekstraksi, disebut vesou, mengandung 95 persen atau lebih sukrosa yang ada. Massa kemudian disebarkan, sebuah proses yang melibatkan pemotongan halus atau penghancuran batang. Selanjutnya, gula dipisahkan dari batang yang dipotong dengan melarutkannya dalam air panas atau jus panas.

Pemurnian jus — klarifikasi
dan penguapan

• 6 Jus dari penggilingan, berwarna hijau tua, asam dan keruh. Proses klarifikasi (atau buang air besar) dirancang untuk menghilangkan kotoran yang larut dan tidak larut (seperti pasir, tanah, dan batuan dasar) yang belum dihilangkan dengan penyaringan awal. Proses ini menggunakan kapur dan panas sebagai agen klarifikasi. Susu jeruk nipis (sekitar satu pon per ton tebu) menetralkan keasaman alami jus, membentuk garam kapur yang tidak larut. Pemanasan air jeruk nipis sampai mendidih mengentalkan albumin dan beberapa lemak, lilin, dan gom, dan endapan yang terbentuk menjebak padatan tersuspensi serta partikel-partikel kecil.

  Solusi bit gula, di sisi lain, dimurnikan dengan mengendapkan kalsium karbonat, kalsium sulfit, atau keduanya berulang kali. Kotoran menjadi terjerat dalam kristal endapan yang tumbuh dan dihilangkan dengan penyaringan terus menerus.

• 7 Lumpur terpisah dari jus bening melalui sedimentasi. Kotoran non-gula dihilangkan dengan penyaringan terus menerus. Jus akhir yang dijernihkan mengandung sekitar 85 persen air dan memiliki komposisi yang sama dengan jus mentah yang diekstraksi kecuali untuk pengotor yang dihilangkan.
• 8 Untuk mengonsentrasikan jus yang telah dijernihkan ini, sekitar dua pertiga air dikeluarkan melalui penguapan vakum. Umumnya, empat sel atau badan yang mendidih dengan vakum disusun secara seri sehingga setiap benda berikutnya memiliki ruang hampa yang lebih tinggi (dan karenanya mendidih pada suhu yang lebih rendah). Uap dari satu benda dapat merebus jus di benda berikutnya—uap yang dimasukkan ke dalam sel pertama melakukan apa yang disebut penguapan multi-efek. Uap dari sel terakhir masuk ke kondensor. Sirup meninggalkan tubuh terakhir terus menerus dengan sekitar 65 persen padatan dan 35 persen air.

  Larutan gula bit sukrosa, pada titik ini, juga hampir tidak berwarna, dan juga mengalami penguapan vakum multi-efek. Sirup diunggulkan, didinginkan, dan dimasukkan ke dalam mesin centrifuge. Kristal bit yang sudah jadi dicuci dengan air dan dikeringkan.

Kristalisasi

• 9 Kristalisasi adalah langkah selanjutnya dalam pembuatan gula. Kristalisasi berlangsung dalam panci vakum satu tahap. Sirup diuapkan sampai jenuh dengan gula. Segera setelah titik jenuh terlampaui, butiran-butiran kecil gula ditambahkan ke dalam panci, atau "pukulan". Biji-bijian kecil ini, disebut benih , berfungsi sebagai inti untuk pembentukan kristal gula. (Biji-bijian biji dibentuk dengan menambahkan 56 ons [1600 gram] gula putih ke dalam mangkuk mesin bubur dan mencampurnya dengan 3,3 bagian campuran cair:70 persen spiritus termetilasi dan 30 persen gliserin. Mesin bekerja pada 200 RPM selama 15 menit. jam.) Sirup tambahan ditambahkan ke strike dan diuapkan agar kristal asli yang terbentuk dibiarkan bertambah besar.

  Pertumbuhan kristal berlanjut sampai panci penuh. Ketika konsentrasi sukrosa mencapai tingkat yang diinginkan, campuran padat sirup dan kristal gula, yang disebut massecuite, dibuang ke wadah besar yang dikenal sebagai crystallizers. Kristalisasi berlanjut di crystallizers sebagai massecuite perlahan diaduk dan didinginkan.

• 10 Massecuite dari mixer dibiarkan mengalir ke sentrifugal, di mana sirup kental, atau molase, dipisahkan dari gula mentah dengan gaya sentrifugal.

Sentrifugasi

• 11 Tindakan sentrifugal berkecepatan tinggi yang digunakan untuk memisahkan massecuite menjadi kristal gula mentah dan molase dilakukan dalam mesin berputar yang disebut sentrifugal. Sebuah mesin sentrifugal memiliki keranjang silindris yang tergantung pada poros, dengan sisi berlubang dilapisi dengan kain kawat, di dalamnya terdapat lembaran logam yang berisi 400 hingga 600 lubang per inci persegi. Keranjang berputar dengan kecepatan dari 1.000 hingga 1.800 RPM. Gula mentah disimpan dalam keranjang sentrifus karena lapisan berlubang menahan kristal gula. Cairan induk, atau molase, melewati lapisan (karena gaya sentrifugal yang diberikan). Tetes terakhir (blackstrap molase) mengandung sukrosa, gula pereduksi, nongula organik, abu, dan air, dikirim ke tangki penyimpanan besar.

  Setelah gula disentrifugasi, itu "ditebang" dan dikirim ke granulator untuk dikeringkan. Di beberapa negara, tebu diproses di pabrik kecil tanpa menggunakan sentrifugal, dan produk berwarna coklat tua (gula nonsentrifugal) diproduksi. Gula sentrifugal diproduksi di lebih dari 60 negara sedangkan gula nonsentrifugal diproduksi di sekitar dua puluh negara.

Pengeringan dan pengemasan

• 12 Kristal gula basah dikeringkan dengan cara digulingkan melalui udara panas dalam granulator. Kristal gula kering kemudian disortir berdasarkan ukuran melalui saringan getar dan ditempatkan di tempat penyimpanan. Gula kemudian dikirim untuk dikemas dalam kemasan yang biasa kita lihat di toko kelontong, dalam kemasan curah, atau dalam bentuk cair untuk keperluan industri.

Produk Sampingan

Ampas tebu yang dihasilkan setelah mengekstrak sari dari tebu digunakan sebagai bahan bakar untuk menghasilkan uap di pabrik. Semakin banyak ampas tebu yang dibuat menjadi kertas, papan isolasi, dan papan keras, serta furfural, zat antara kimia untuk sintesis furan dan tetrahidrofuran.

Bagian atas bit dan irisan yang diekstraksi serta tetes tebu digunakan sebagai pakan ternak. Telah terbukti bahwa lebih banyak pakan untuk sapi dan hewan sejenis lainnya dapat diproduksi per acre-tahun dari bit daripada dari tanaman lain yang ditanam secara luas di Amerika Serikat. Strip bit juga diperlakukan secara kimia untuk memfasilitasi ekstraksi pektin komersial.

Produk akhir yang berasal dari pemurnian gula adalah molase blackstrap. Ini digunakan dalam pakan ternak serta dalam produksi alkohol industri, ragi, bahan kimia organik, dan rum.

Kontrol Kualitas

Sanitasi pabrik merupakan faktor penting dalam tindakan pengendalian kualitas. Ahli bakteriologi telah menunjukkan bahwa sejumlah kecil ampas tebu asam dapat menginfeksi seluruh aliran jus hangat yang mengalir di atasnya. Pabrik modern memiliki bak yang dapat membersihkan sendiri dengan kemiringan yang dirancang sedemikian rupa sehingga ampas tebu tidak dapat bertahan tetapi mengalir keluar bersama aliran jus. Tindakan tegas diambil untuk pengendalian serangga dan hama.

Karena tebu relatif cepat rusak, langkah-langkah besar telah diambil untuk mengotomatisasi metode pengangkutan dan membawa tebu ke pabrik secepat mungkin. Menjaga kualitas produk akhir yang tinggi berarti menyimpan gula rafinasi berwarna coklat dan kuning (yang mengandung dua persen sampai lima persen kelembaban) dalam suasana yang sejuk dan relatif lembab, sehingga mereka terus mempertahankan kelembabannya dan tidak menjadi keras.

Sebagian besar gula pasir memenuhi standar yang ditetapkan oleh Asosiasi Pengolah Makanan Nasional dan industri farmasi (Farmakope AS, Formularium Nasional).