1. BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sagu
Pati adalah satu jenis polisakarida yang amat luas tersebar di alam. Pati ini
disimpan sebagai cadangan makanan bagi tumbuhan di dalam biji buah (padi,
jagung), didalam umbi (ubi kayu, ubi jalar, garut) dan pada batang (sagu, aren).
Tanaman sagu termasuk dalam keluarga Palmae dari genus Metroxylon. Potensi
tanaman sagu di Indonesia sangat besar, khususnya di wilayah Indonesia bagian
timur. Tanaman sagu terutama terdapat di Irian Jaya (980.000 ha), Maluku (30.000
ha), Sulawei Selatan (30.000 ha), dan Riau (32.000 ha).
Penggunaan sagu sejauh ini untuk bahan tradisional atau campuran tepung terigu
dalam pembuatan kue yang umumnya diproduksi dalam skala industri kecil.
Kandungan pati yang cukup tinggi dari tepung sagu memungkinkan sagu
dipergunakan sebagai:
a. Bahan baku untuk produksi glukosa
b. Bahan baku high fructose syrup, sorbitol dan lain-lain
c. Bahan baku industri alkohol
d. Bahan baku industri tekstil
e. Bahan baku industri lem untuk plywood
Sagu kering yang ada dipasaran, pada umumnya dengan kandungan sagu yaitu
pati diatas 80% ( syarat mutu tepung sagu menurut SII. 0231-79 adalah kadar pati
minimum 80%, serat kasar maksimum 0,5%, abu maksimum 1,5%, air maksimum
14% dan tidak mengandung logam berbahaya). Pemakaian glukosa dalam negeri,
peningkatannya tiap tahun rata-rata sebesar 7,7% (Jurnal Teknik Kimia Indonesia
Vol.3, Agustus 2004).
Komposisi bahan baku dimana kandubgan patinya sebanyak 84,7% memungkinkan
digunakan sebagai bahan baku pembuatan glukosa monohidrat.
Universitas Sumatera Utara

2. Tabel 2.1 Komponen Makronutrien Pati Sagu
Komponen Jumlah ( % )
Pati
Air
Protein
Lemak
Impuritis
84,7 %
14 %
0,7 %
0,2 %
0,4 %
Sumber : Direktorat Gizi, Departemen Kesehatan R.I (1981)
2.2 Gula – Gula Karbohidrat
Karbohidrat merupakan senyawa karbon, hydrogen dan oksigen yang banyak
terdapat di alam yang mempunyai rumus empiris CH2O. Kabohidrat merupakan
sumber energi yang paling utama dalam tubuh makhluk hidup. Disamping sebagai
sumber energi bagi makhluk hidup, karbohidrat memiliki kegunaan yang luas dalam
bidang industi, misalnya industri kertas, industi fermentasi, industri makanan dan
minuman dan sebagainya.
Pada umumnya gula karbohidrat terbagi dalam tiga kelompok :
a. Monosakarida
b. Disakarida
c. Polisakarida
2.3 Glukosa
Glukosa dipergunakan dalam industri makanan dan minuman, terutama
dalam industri permen, selai dan pembuatan buah kaleng.
Tabel 2.2 Syarat mutu Glukosa
KOMPONEN SPESIFIKASI
Gula reduksi dihitung sebagai d-Glukosa
Pati
Sulfur
Pemanis buatan
Maksimum 30%
Tidak nyaa
Untuk kembang gula maksimum 400
ppm, yang lainnya 40 ppm
Negatif
Sumber : SII 0418-81, 2001
Universitas Sumatera Utara

3. Kemajuan dalam konversi enzim dapat menghasilkan glukosa dengan kadar
dekstrosa 95%, kadar deksrosa lebih tinggi dapat diperoleh dengan menggunakan
konsentrasi substrat yang lebih rendah, tetapi ada batas ekonomisnya.
Kadar dekstrosa juga bisa berkurang oleh adanya trans-glukosa karena enzim
yang digunakan tidak murni. Dosis enzim yang tinggi dan waktu konversi yang
terlalu panjang mengakibatkan polimerisasi membentuk karena konversi non ideal.
Pada suhu 600
C kelarutan dekstrosa sama dengan sukrosa. Pada suhu dibawah
600
C kelarutan sukrosa lebih tinggi dibanding dekstrosa lebih tinggi. Suhu transisi
dektrosa adalah pada suhu 500
C, pada suhu dibawah ini monohidrat glukosa
membentuk fasa padat.
Dekstrosa tidak mudah mengkristal seperti sukrosa. Inti kristal tidak terbentuk
sampai larutan dekstrosa mencapai kejenuhan 79%. Tetapi pada suhu tinggi sirup
glukosa dapat mengkristal.
2.4 Sifat-sifat Bahan
1. Pati Sagu
Sifat-sifat fisika :
a. Merupakan sumber karbohidrat (pati) yang dominan pada tanaman
sagu
b. Merupakan butiran atau granula
c. Berwarna putih mengkilap
d. Tidak berbau dan tidak mempunyai rasa
Sifat-sifat kimia :
a. Pati sagu merupakan polimer glukosa dengan ikatan 1,4 glukosa
b. Pati sagu mengandung sekitar 27% amilosa dan 73% amilopektin
c. Pati tidak larut dalam air dingin
d. Mengalami gelatinitas pada suhu 1050
C
e. Dapat dihidrolisa menjadi glukosa monohidrat
2. NaOH (Natrium Hidroksida)
Sifat-sifat fisika :
a. Berat Molekul : 40 gr/mol
Universitas Sumatera Utara

4. b. Boiling Point : 139 0
C pada tekanan 1 atm
c. Melting Point : 318,80
C pada tekanan 1 atm
d. Kelarutan dalam air panas : 3470
C
e. Kelarutan dalam air dingin : 400
C
f. Spesifikasi grafity : 2,130
g. Denitas : 0,9824 gr/ml
Sifat-sifat kimia :
a. Menstabilkan kondisi pH
b. Merupakan basa kuat
c. Mudah larut dalam air
d. Berwarna putih dalam keadaan padat
(Sumber : Perrys, 1997)
3. HCL (Asam Klorida)
Sifat-sifat fisika :
a. Berat Molekul : 36,5 gr/mol
b. Boiling Point : 114 0
C pada tekanan 1 atm
c. Densitas : 1,181 gr/ml
d. Temperatur Kritis : 51,450
C
e. Merupakan gas yang tidak berwarna
f. Berbau agak tajam atau khas dan beracun
Sifat-sifat kimia :
a. Merupakan asam kuat
b. Memerahkan kertas lakmus
c. Mudah larut dalam air
d. Sebagai gas yang dapat langung bereaksi dengan amoniak
e. Dalam air akan terionisasi
(Sumber : Perrys, 1997)
4. H2O (Air)
Sifat-sifat fisika :
a. Berat Molekul : 18,016 gr/mol
Universitas Sumatera Utara

5. b. Indeks bias : 1,33
c. Titik didih : 100 0
C pada tekanan 1 atm
d. Titik beku : 00
C pada tekanan 1 atm
e. Densitas : 1 gr/ml
f. Viskositas : 0,0102 poise
g. Panas laten : -2,418 x105
J/mol
h. Panas penguapan : -2,288 x105
J/mol
i. Tidak berbau dan berasa
Sifat-sifat kimia :
a. Bentuk molekul heksagonal
b. Bersifat polar
c. Pelarut yang baik bagi senyawa organik
d. Merupakan elektrolit lemah
e. Memiliki ikatan hidrogen
(Sumber : Perrys, 1997)
5. Glukosa
Sifat-sifat fisika :
a. Berat Molekul : 180,16 gr/mol
b. Spesifik grafity : 1,544
c. Kelarutan dalam air : 82
d. Berasa manis
e. Berfungsi sebagai sumber energi
f. Termasuk mobosakarida
g. Larut dalam air
Sifat-sifat kimia :
a. Dihidrasi oleh asaam menghasilkan suatu molekul d-glukosa
b. Bereaksi negatif dengan reagen Tollen
(Sumber : Perrys, 1997)
Universitas Sumatera Utara

6. 2.6 Proses yang tersedia
Proses pembuatan glukosa dari pati sagu berdasarkan pada proses hidrolisa
terdiri dari :
a. Proses hidrolisa dengan katalis asam
b. Proses hidrolisa dengan katalis enzim
2.6.1 Proses hidrolisa dengan katalis asam
Slurry mengandung 35% - 40% pati acidief dengan asam (HCl). Tekanan di
konverter mencapai 30 psia dengan pH 4 – 5. Kemudian larutan dinetralisasi dengan
Ca(OH)2 (50 -70) ppm, dimana suhu mencapai 1400
C. hasil hidrolisa menjadi
glukosa diukur sebagai dekstosa-equivalen (gula pereduksi) yang memberikan hasil
95 – 96 De dan 92 – 94 % dekstosa/dry basis. Sirup glukosa kotor disaring untuk
dipisahkan dari inert yang tidak larut, kemudian diikuti dengan penambahan karbon
aktif. sirup glukosa murni diuapkan untuk mendapatkan sirup glukosa yang lebih
pekat. kemudian dilakukan pengkristalan guna membentuk sirup glukosa menjadi
kristal glukosa. Kristal glukosa ini kemudian dipisahkan antara kristal glukosa
dengan mother liquor dan akhirnya dilakukan penyaringan serta pengepakan.
2.6.2 Proses hidrolisa dengan katalis enzim
Setelah mencairkan pati, slurry yang mengandung 35% - 40% pati kemudian
dihidrolisa dengan penambahan katalis enzim guna memecah moleku-molekul pati
yang lebih besar menjadi molekul yang lebih kecil atau pemecahan ikatan rantainya.
Ini dilakukan dengan menambahkan enzim α – amilase dan gluko amilase. Dengan
demikian hirolisa pati dengan katalis enzim dilakukan dengan dua tahap, yaitu :
a. Penambahan enzim α – amilase
b. Penambahan enzim gluko – amilase
Tangki yang mengandung pati 35% – 40% dicampur dengan air. Didalam
tangki ini diberikan enzim α – amilase untuk memecahkan ikatan rantai amilase
menjadi α – glukosidic pati, dan juga dinetralkan dengan penambahan Ca(OH)2.
kemudian dilanjutkan ke tahap liquifikasi yang berlangsung dua tahap yaitu tahap
pertama pada suhu 1050
C dan tahap kedua pada suhu 950
C. Slurry pati yangsudah
disiapkan dalam tangki, dipompa kedalam tangki liquifikasi 1 yang dipanasi dengan
Universitas Sumatera Utara

7. uap panas sampai suhu 1050
C. suhu tersebut dipertahankan selama 5 menit, sampai
terjadi proses gelitinasi. Kemudian suhu diturunkan menjadi 950
C dan bahan
dialirkan pada alat liquifikasi II. Liquifikasi II berlangsung selama 2 jam dan suhu
dipertahankan pada suhu 950
C sampai terbentuk dekstrin. Dekstrin yang diperoleh
dipompa kedalam tangki sakharifikasi dan suhu diturunkan menjadi 600
C, pH juga
diturunkan menjadi 4,5 dengan menambah HCl 0,1 N, kemudian ditambahkan enzim
gluko – amilase yang memotong ikatan rantai α – 1 – 6 glukosidic pati selama 72 jam
dan tekanan operasi atm. Hasil hidrolisa menjadi gluksa diukur sebagai dekstrose –
equivalen (gula pereduksi) yang memberikan hasil 98 – 99 De dan 97 – 98,5%
dekstrose.
Sirup glukosa kemudian dijernihkan untuk memisahkan inert yang tidak
larutdenga penambahan karbon aktif yang diteruskan pada alat penukar ion untuk
menghilangkan ion-ion. Sirup glukosa bersuh diuapkan pada evaporator guna
memekatkan larutan glukosa. Hasil dari evaporator yaitu 70 – 78% sirup glukosa
yang siap di kristalkan menjadi butir-butir kristal glukosa. Kemudian larutan glukosa
ini dipisahkan dengan mother-liquor yang dikembalikan ke evaporator. dan akhirnya
dilakukan pengeringan serta pengepakan untuk siap dipasarkan.
2.6 Seleksi Proses
Pada pra rancangan pabrik pembuatan glukosa dari pati sagu ini
menggunakan proses hidrolisa dengan katalis asam pada tekanan 3 atm dan
temperatur 1350
C.
Dasar pemilihan proses tersebut adalah :
Tabel 2.3 Perbandingan proses hidrolisa denga katalis asam dan proses hidrolisa
dengan katalis enzim
No Proses hidrolisa dengan katalis asam Proses hidrolisa dengan katalis enzim
1
2
3
Waktu yang dibutuhkan dalam
mendapatkan produk relatif lebih
singkat
Kemurnian produk yang dihasilkan
lebih besar dari evaporasi
Proses ini tidak mengeluarkan biaya
Waktu yang dibutuhkan dalam
mendapatkan produk relatif lama
Kemurnian produk yang dihasilkan
lebih kecil dari evaporator
Proses ini mengeluarkan biaya yang
Universitas Sumatera Utara

8. 4
yang relatif besar dalam penyaluran
bahan baku
Tidak perlu menambah staff tenaga
ahli biologis dalam menaggulangi
proses produksi
relatif besar dalam penyaluran
Perlu menambah staff tenaga ahli
biologis dalam menaggulangi proses
produksi
2.7 Deskripsi Proses
Pabrik pembuatan glukosa monohidrat ini direncanakan akan dibangun di
Kepulauan Riau, dikarenakan potensi sagu yang cukup besar dibandingkan dengan
Sumatera Utara. Bahan baku pati sagu yang diperoleh dari tanaman sagu yang di
ambil dari kebun sagu yang terdapat di Kepulauan Riau diproses terlebih dahulu
sehingga diperoleh patinya, dengan kandungan sagu yaitu pati diatas 80% ( syarat
mutu tepung sagu menurut SII. 0231-79 adalah kadar pati minimum 80%, serat kasar
maksimum 0,5%, abu maksimum 1,5%, air maksimum 14% dan tidak mengandung
logam berbahaya. Tanaman sagu Bahan baku berupa pati sagu dari gudang bahan
baku (GBB) dimasukkan kedalam Mixer, dimana pati sagu dicampur air dengan
perbandingan volume 9 : 1 (US. Patent No. 6.126.754, 3 Okt 2000 ) untuk
membentuk slurry dengan temperatur 300
C dan tekanan 1 atm. Kemudian slurry
tersebut dimasukan kedalan Reaktor Hydrolizer untuk menghasilkan sirup glukosa
dengan menambahkan katalis asam yaitu HCl dengan perbandingan volume 1 : 10
(Richana et al.1999). Proses ini berlangsung pada suhu 1350
C dan pada tekanan
3,1216 atm. Untuk menjaga kondisi ini tetap stabil maka digunakan sirkulasi
pendingin yang dialirkan melalui shell-shell reaktor dan bersilangan dengan tube-
tube dengan temperatur 250
C dan tekanan 1 atm. Adapun reaksi yang terjadi dalam
Reaktor Hidroylizer adalah sebagai berikut :
C12H22O11 (Pati) + H2O HCl 2C6H12O6 (Glukosa)
Reaksi yang tejadi adalah reaksi endotermis. Pati yang dapat terkonversi
menjadi glukosa adalah sekitar 90% (US. Patent No. 6.126.754, 3 Okt 2000 ).
Artinya pati yang tidak bereaksi sebesar 10% dari jumlah pati yang diumpankan.
Universitas Sumatera Utara

9. Sirup glukosa kemudian didinginkan dengan Cooler sampai temperatur 500
C
dan tekanan 1 atm, kemudian sirup glukosa dimasukan kedalam Filter Press-01
dengan asumsi banyaknya larutan C6H12O6 yang ikut terbuang pada buangan filter
Press-01 diperkirakan sebanyak 0,1% dari larutan C6H12O6 yang ada dalam umpan
Filter Press-01(BERITA-TEKNOLOGI/berita-iptek.blogspot.com, 2009).
Kemudian sirup glukosa dinetralisasi dengan larutan basa yaitu NaOH 1%
dari jumlah reaktan yang digunakan didalam Reaktor Neutralizer. NaOH ini
bereaksi dengan HCl yang membentuk NaCl. Hasil netralisasi kemudian dipisahkan
lagi dari NaCl yang terbentuk. Pemisahan ini menggunakan Dekanter, banyaknya
keluaran C6H12O6 yang ikut terbuang pada buangan Dekanter diperkirakan 0,1% dari
larutan C6H12O6 yang ada dalam umpan Dekanter (BERITA-TEKNOLOGI/berita-
iptek.blogspot.com, 2009). Sirup glukosa yang diperoleh kemudian dijernihkan
dalam Tangki Decolorizing yang berisi karbon aktif sebanyak 2,2% dari bahan baku
(Jose dkk, 1992) untuk menyerap zat warna yang timbul saat hidrolisasi.
Selanjutnya karbon aktif yang digunakan dipisahkan dengan sirup glukosa
dengan menggunakan Filter Press-02 sehingga diperoleh banyaknya larutan C6H12O6
yang ikut terbuang diperkirakan sebanyak 0,1% lari larutan C6H12O6 yang ada dalam
umpan Filter Press-02 (BERITA-TEKNOLOGI/berita-iptek.blogspot.com, 2009).
Kemudian sirup glukosa diuapkan dalam Evaporator untuk mendapatkan sirup
glukosa yang lebih pekat sampai 78%.
Kemudian dilakukan pengkristalan guna membentuk sirup glukosa menjadi
butiran kristal glukosa dengan jalan mendinginkan sirup glukosa dalam Tangki
Crystallizer pada suhu 300
C dan tekanan 1 atm. Butiran kristal glukosa yang
terbentuk kemudian dimasukkan kedalam Screw Conveyor untuk mendapatkan
ukuran kristal yang seragam.
Setelah itu butiran kristal glukosa dikeringkan dalam Rotary Dryer dengan
temperatur 1100
C dan tekanan 1 atm sampai kandungan air dalam kristal glukosa
berkurang sampai 86% dari kristal glukosa keluaran Crystallizer (Kuswurj, 2009).
Kristal glukosa yang telah dikeringkan kemudian didinginkan dengan Rotary
Cooler dengan temperatur 300
C dan tekaanan 1 atm dan disimpan dalam gudang.
Universitas Sumatera Utara