PROSES PRODUKSI GULA

Proses produksi di pabrik gula secara garis besar dibagi menjadi empat tahapan proses, yaitu :Tahap 1 Ekstraksi tebu menjadi nira mentah (Gilingan)Tahap 2 Nira mentah menjadi Nira Encer (Pemurnian)Tahap 3 Nira Encer menjadi Nira Kental (Penguapan)Tahap 4 Nira Kental menjadi Gula Kristal (Kristalisasi dan Pemisahan)Baca selengkapnya, klikDISINI

POTENSI KOROSI DI PABRIK GULA

Peralatan di pabrik gula yang terbuat dari logam sangat rentan terhadap serangan korosi. Terlebih lagi nira sebagai bahan baku proses pembuatan gula mempunyai kondisi asam, sehingga berpotensi untuk menimbulkan korosi di peralatan.Peralatan di pabrik gula yang terbuat dari logam sangat rentan terhadap serangan korosi. Terlebih lagi Nira sebagai bahan baku proses pembuatan gula mempunyai kondisi asam, sehingga berpotensi untuk menimbulkan korosi di peralatan.1. Ketel (Boiler)Boiler atau ketel merupakan jantung dari pabrik gula. Fungsi dari ketel adalah untuk menyediakan uap yang digunakan untuk proses, yaitu di gilingan, pemanasan nira, penguapan nira, pemasakan nira kental, dan pemutaran. Ketel terdiri pipa-pipa dimana lingkungannya terus menerus kontak dengan air dan uap. Dengan adanya kontak tersebut besar kemungkinan terjadinya erosi pada permukaan pipa, selain itu adanya kontak dengan air yang mampu berperan sebagai larutan elektrolit dapat menyebabkan korosi apalagi didukung dengan adanya uap maka korosi sangat rentan terjadi.2. Stasiun Gilingan(Proses Produksi Tahap 1)Pada proses ini tebu digiling menggunakan rol. Potensi terjadinya korosi di rol gilingan cukup besar. Hal itu disebabkan karena gesekan antara ampas dengan rol gilingan. Dengan banyaknya gesekan yang terjadi maka rol akan menjadi mudah terkikis, sehingga meningkatkan kemungkinan terjadinya korosi. Selain itu karakteristik dari nira yang dihasilkan bersifat asam, sehingga menjadi media yang baik untuk terjadinya korosi.3. Unit Pemurnian(Proses Produksi Tahap 2)

Proses pemurnian nira menggunakan proses sulfitasi. Proses ini akan menghasilkan gasSO2dengan begitu akan menyebabkan terjadinya korosi. Korosi biasanya diisebabkan oleh kebanyakan senyawa belerang terutama terjadi pada suhu di atas 100C.Korosiini dapatmengakibatkan terjadinya kerusakan pada alat-alat pengolahan, terutama pada alat-alat yang bekerja pada suhu tinggi. Pada suhu rendah senyawa belerang yang bersifat korosif adalah hydrogen sulfide dan beberapa senyawa sulfide, disulfide, dan merkaptan yang memiliki titik didih rendah, seperti hydrogen sulfide dalam udara lembab akan mengubah besi menjadi besi sulfide yang rapuh.

Gambar 1. Unit Proses Pemurnian4. Unit Penguapan(Proses Produksi Tahap 3)Proses penguapan di Pabrik gula menggunakan evaporator. Pada evaporator permasalahan korosi menelan biaya yang cukup besar dibandingkan dengan unit lain. Pada proses penguapan nira akan diuapkan airnya dari % brix menjadi % brix. Pada proses penguapan ini permasalahan yang sering terjadi adalah timbulnya kerak di dinding pipa evaporator (baik disisi nira maupun di sisi uap). Korosi dan erosi menjadi salah satu masalah serius yang dihadapi oleh evaporator karena tingginya laju dari zat cair dan uap yang ada dalam evaporator. Selain itu kemungkinan terjadinya entrainment di evaporator juga bisa menyebabkan terjadinya korosi.5. PerpipaanPada industri gula perpipaan yang digunakan sebagian besar pipa tertutup, yaitu untuk mengalirkan nira, strop, air, uap, masakan. Pada sistem perpipaan rentan terjadi korosi karena laju dari fluida yang besar dapat menyebabkan erosi pada pipa.

PENGENDALIAN KOROSI DI PABRIK GULA

1. Pengendalian pada BoilerAir adalah unsur penting dalam pembangkitan uap. Kondisi air yang baik dapat meningkatkan efisiensi dan juga memperpanjang usia boiler. Secara umum permasalahan pada perawatan air pada boiler ada dua macam yaitu berhubungan dengan endapan dan korosi. Karena keduanya saling berinteraksi dan keadaan ini biasa terjadi pada boiler. Endapan dapatmenyebabkan korosi dan korosi dapat menyebabkan adanya endapan

Korosi pada sistem kondensor dan boiler atau jalur kondensat diakibatkan oleh reaksi antara permukaan dalam pipa dan tube dengan air boiler atau air kondensat yang terkontaminasi ion tembaga (Cu2+), yang berasal dari produk korosi alat-alat penukar panas. Untuk mengendalikan korosi tersebut ditambahkan sodium phosphate dalam bentuk TSP dan DSP sebagai inhibitor korosi. Laju korosi baja dalam air kondensat tiruan meningkat dengan kehadiran kontaminanCuCl2. Kombinasi DSP-TSP efektif sebagai inhibitor korosi baja dalam air kondensat terkontaminasiCuCl2. Reaksi korosi baja dalam air kondensat tiruan terkontaminasiCuCl2dengan penambahan inhibitor adalah oksidasi logam Fe menjadiFe2+yang irreversibel.

2. Pengendalian pada Stasiun GilinganProses penggilingan tebu menggunakan rol yang terbuat dari bahan Stainless Steel atau Carbon Steel. Stainless steel dibuat dengan paduan besi dengan kandungan Cr lebih dari 10,5 %. Penggunaan stainless steel pada penggilingan tebu tidak memerlukan stainless steel tipe austenitik, yakni stainless steel dengan tambahan nikel karena pada prosses ini bahan yang digiling bukanlah bahan yang terlalu korosif, seperti adanya ion-ion klorida.3. Pengendalian pada Unit Pemurnian

Senyawa belerang yang bersifat korosif adalah hydrogen sulfide dan beberapa senyawa sulfide, disulfide, dan merkaptan yang memiliki titik didih rendah, seperti hydrogen sulfide. Karena pada proses ini menghasilkanSO2maka penting untuk melakukan pemilihan bahan kontruksi untuk unit pemurnian. Selain adanya gasSO2pada proses ini terjadi perubahan pH 7-10 dan suhu sekitar 70C maka perlu digunakan bahan yang tahan terhadap gasSO2, perubahan pH pada range basa, dan suhu tinggi. Pengendalian korosi pada unit pemurnian ini digunakan bahan yang terbuat dari stailess steel tipe dupleks yaitu besi dengan paduan Cr dan Mo yang ditambahkan dengan Ni.

4. Pengendalian pada EvaporatorMasalah kerak terjadi karena kristalisasi dari mineral yang terbawalarutan. Kerak yang timbul pada evaporator dapat dipecahkan dengan metode MFC (Magnetic Flow Cleaner) yaitu metode dengan melakukan distorsi dan pemecahan Partikel - partikel mineral dalam larutan menjadi debu - debu yang disebabkan oleh pengaruh medan magnet kuat sehingga tidak akan terjadi kristalisasi.Solusi terjadinya korosi yang disebabkan oleh entrainment di evaporator dilakukan berbagai upaya untuk mencegah entraintment diantaranya dengan penggunaan mist eliminator. Temperatur merupakan permasalahan utama dalam evaporator karena pada system ini terjadi proses pemanasan dengan temperatur mencapai lebih dari 125C sehingga digunakan paduan logam tembaga. Selain tahan terhadap korosi paduan tembaga bersifat menghantarkan panas sehingga akan mendukung dalam proses penguapan.5. Pengendalian pada PipaKasus korosi pada pipa banyak yang disebabakan oleh kasus gesekan dengan aliran fluida maka pencegahan korosi yang pertama adalah dengan memilih rancang bangun. Rancang bangun seminimal mungkin untuk terdapat belokan karena pada pipa yang berbelok, jika aliran fluida cukup tinggi akan menyebabkan hantaman berlebih pada belokan sehingga belokan akan cepat terkorosi. Pada daerah yang mudah terkorosi maka intensitas penggantian lebih besar dimana biaya untuk pipa berbelok lebih mahal sehingga sangat tidak efisien terhadap nilai ekonomis. Jika diperlukan pipa berbelok karena terbatasnya area bangun maka dipilih pipa yang digunakan untuk mengalirkan bahan yang tidak terlalu korosif dan dengan laju yang relatif kecil. Selain itu sebisa mungkin belokan pipa dibuat tidak begitu tajam.

Mengendalikan Korosi pada Boiler

Dalam industri pangan, boiler merupakan bagian terpenting dalam menyuplai panas. Sistem boiler yang handal akan mendukung kelancaran proses produksi. Namun, seringkali sistem tersebut mendapat masalah, terutama akibat terjadinya korosi. Terjadinya korosi akan mengurangi reliabilitas sistem produksi uap dan mengakibatkan pemborosan energi. Kondisi ini sangat tidak menguntungkan dari segi ekonomi.

Pengendalian korosi terdiri dari bermacam metode. Beberapa hal yang sering dilakukan adalah 1) menjaga tingkat keseimbangan pH dan alkalinitas, 2) mengontrol oksigen dan menjaga feedwater dari kontaminasi, 3) mengurangi mechanical stress, 4) mengoperasikan boiler sesuai dengan kebutuhan dan desain khusus, terutama yang berkaitan dengan waktu dan tekanan, 5) penanganan/perlakuan yang tepat mulai dari start up hingga shutdown, serta 6) melakukan monitoring dan pengawasan secara efektif.

Ada beberapa jenis korosi yang terjadi pada sistem boiler, di antaranya adalah korosi galvanic, basa, asam, hidrogen, oksigen, dan karbondioksida.

Korosi galvanicdiakibatkan oleh reaksi antara dua logam, contohnya antara besi dan tembaga. Adanya perbedaan electrical potential dapat mendorong terjadinya reaksi galvanic.

Korosi basatimbul akibat adanya NaOH yang melarutkan layer protective magnetite (Fe3O4), sehingga mengurangi base metal. Konsentrasi NaOH terjadi akibat steam blanketing, yang memungkinkan garam untuk terkonsentrasi pada permukaan logam. Steam blanketing terjadi ketika terbentuk steam layer antara air dan tube wall. Pada kondisi ini, air akan menyentuh permukaan tube. Sedangkan, air yang mencapai dinding overheated boiler akan menguap secara cepat, menyisakan larutan basa pekat yang korosif.

Korosi asam.pH feed water yang rendah pada boiler dapat mengakibatkan serangan asam pada permukaan logam sistem preboiler dan boiler. Tidak hanya itu, walaupun tidak asam, feed water juga dapat menjadi asam jika terjadi kontaminasi. Kontaminasi tersebut biasanya berasal dari operasi dan kontrol yang tidak tepat dalam proses demineralisasi, kontaminasi kondensate selama proses (contohnya gula), serta kontaminasi dari air pendingin yang berasal dari condenser. Korosi asam juga dapat terjadi akibat senyawa kimia yang digunakan dalam proses cleaning. Pemanasan yang berlebihan dapat menimbulkan breakdown inhibitor yang digunakan, paparan cleaning agent yang berlebihan terhadap logam, serta peningkatan konsentrasi cleaning agent. Kegagalan untuk menetralkan larutan asam secara sempurna sebelum start up juga sering menjadi kendala.

Hydrogen embrittlement.Hidrogen embrittlement terjadi pada bagian steel tube boiler yang mild. Kondisi ini berlangsung pada boiler tekanan tinggi, ketika terbentuk atom hidrogen pada permukaan tube yang akan mendorong terjadinya korosi. Hidrogen dapat bereaksi dengan besi membentuk metan, ataupun dengan atom hidrogen lain membentuk gas H2. Serangan oksigen. Tanpa proses deaerasi yang tepat, baik secara mekanis maupun kimiawi, oksigen yang terkandung dalam feedwater akan ikut masuk menuju boiler. Padahal seperti diketahui, oksigen bersifat sangat korosif bila berada dalam air panas. Walaupun dalam konsentrasi kecil, keberadaan oksigen tersebut akan menimbulkan masalah yang serius.

Faktor pengendali korosi

Steel dan steel alloysPerlindungan terhadap steel pada boiler bergantung pada suhu, pH, dan kandungan oksigen. Suhu tinggi, nilai pH yang rendah/tinggi, dan konsentrasi oksigen tinggi akan meningkatkan laju korosi steel. Faktor operasional dan mekanis, seperti velocities, tekanan pada logam, dan severity of service dapat mempengaruhi proses korosi. Setiap sistem memiliki penyebab korosi, oleh sebab itu diperlukan evaluasi tersendiri untuk mengetahui penyebabnya.

Copper dan copper alloysBanyak faktor yang mempengaruhi laju korosi copper alloys, diantaranya adalah suhu, pH, konsentrasi oksigen, konsentrasi amin, konsentrasi amonia, dan laju aliran. Pengaruh masing-masing faktor tersebut sangat bervariasi, tergantung pada sifat dan karakter masing-masing sistem. Beberapa metode yang sering digunakan untuk meminimalkan korosi copper dan copper alloy adalah 1) menggantinya dengan logam yang lebih tahan, 2) mengeliminasi oksigen, 3) menjaga kondisi kejenihan air, 4) mengendalikan nilai pH yang tepat, 5) mengurangi kecepatan air, dan 6) menggunakan bahan yang dapat melindungi permukaan logam.

Pengaturan pHMenjaga pH yang sesuai -baik pada feedwater, boiler, maupun kondensat- adalah sangat penting untuk mengendalikan terjadinya korosi. Kontrol pH sangat penting karena beberapa alasan, di antaranya adalah 1) laju korosi logam pada boiler sangat dipengaruhi nilai pH, 2) pH yang terlalu rendah dapat menimbulkan serangan korosi akibat asam, 3) pH yang terlalu tinggi akan menyebabkan caustic gouging/cracking dan foaming, dan 4) reaksi penangkapan oksigen sangat bergantung pada nilai pH. Pengaturan nilai pH pada boiler sangat dipengaruhi oleh tekanan, logam yang dipakai, kualitas feedwater, dan jenis perlakuan kimia yang digunakan.

Kontrol OksigenUntuk mengendalikan kandungan oksigen pada boiler, biasanya dilakukan dengan menggunakan oxygen scavenger. Senyawa yang paling banyak digunakan adalah sodium sulfite, sodium bisulfit, hydrazine, hydroquinone, dan askorbat. Sangat penting untuk memilih dan menggunakan senyawa scavenger yang tepat. Beberapa hal yang perlu diperhatikan antara lain kecepatan dan waktu reaksi, suhu dan tekanan, serta pH feedwater. Selain itu, faktor pengganggu terhadap oxygen scavenger, dekomposisi produk, dan reaksi oxygen scavenger dengan logam juga akan mempengaruhi kinerja senyawa tersebut.

Untuk mengendalikan terjadinya korosi, maka diperlukan monitoring untuk menjamin realibility dari boiler. Program pengawasan yang baik harus disusun dengan mempertimbangkan hal-hal berikut:

metode sampling dan monitoring yang sesuai/tepat pada titik-titik kritis sistem sampling yang digunakan harus merepresentasikan kondisi yang ada

prosedur pengujian harus sesuai

memeriksa hasil pengujian dan kisaran batasannya

diperlukan plan action yang perlu diambil, jika hasil pengujian tidak berada dalam kisaran nilai yang ditoleransi

dibutuhkan rencana alternatif jika ditemukan kondisi yang tidak sesuai dengan metode pengujian

perbaikan sistem perlu terus dilakukan, baik dalam pengujian maupun inspeksi

Untuk mendukung hal tersebut, beberapa jenis pengujian yang perlu dilakukan adalah analisa fosfat (jika digunakan), alkalinitas (pH), sulfite (jika digunakan), dan konduktivitas.

Keberhasilan dalam pengendalian korosi, tidak hanya menguntungkan secara ekonomi. Tetapi juga berkaitan dengan mutu produk yang akan dihasilkan. Oleh sebab itu, jaminan sistem boiler bekerja dengan baik sangat penting bagi kelancaran operasi perusahaan.