## J urnal P engabdian M asyarakat T eknik
https://jurnal.umj.ac.id/index.php/JPMT
Vol.5 No.2 Tahun 2023 eISSN: 2655-1446 Fakultas Teknik
U niversitas M uhammadiyah J akarta Jl. Cempaka Putih Tengah 27 Jakarta Pusat 10510
PERBAIKAN PROSES EVAPORASI PRODUKSI GULA AREN (SEMUT) DI KELOMPOK TANI HUTAN BUNIKASIH JAYA CUPUNAGARA SUBANG
E.Widiastuti 1* , N. Lintang 1 , B. Lydia 1 , A. Marlina 1 , B. Soeswanto 1 & B. Santoso 1
1 Teknik Kimia, Politeknik Negeri Bandung, Jl. Gegerkalong Hilir Ds. Ciwaruga, Bandung 40012
*endwidy@polban.ac.id

## ABSTRAK
Kampung Bunikasih berada di Desa Cupunagara, kabupaten Subang, penduduknya berprofesi sebagai petani  dan  buruh  kebun.  Salah  satu  produk  yang  diharapkan  mampu  meningkatkan  perekonomian masyarakat kampung tersebut adalah gula semut. Kelompok tani Hutan Bunikasih Jaya telah mengolah nira  menjadi  gula  semut,  dengan  cara  tradisional  menggunakan  kayu  bakar,  gula  semut  yang dihasilkan  telah  dipasarkan  di  kalangan  terbatas.  Tahap  yang  paling  berperan  dari  proses  pembuatan gula semut, selain dari pemanenan nira adalah pemasakan nira. Pemasakan nira terdiri dari dua proses yaitu  mengubah  nira  menjadi  gula  dan  penguapan  air  atau  evaporasi.  Proses  pemasakannya menggunakan  evaporator    sistem  terbuka  sehingga  prosesnya  cukup  lama  dan  produknya terkontaminasi dengan asap dari tungku api. Melalui kegiatan pengabdian Kepada Masyarakat jurusan Teknik  Kimia,  proses  pemasakan  nira  menggunakan  sistem  tertutup,  agar  proses  pemasakan  tidak terlalu lama maka sistem tersebut divakumkan. Sistem vakum menggunakan prinsip venturi water jet, menggunakan  tenaga  air  dengan  memanfaatkan  potensi  yang  ada  di  kampung  tersebut  yaitu  kontur tanahnya berbukit dan sumber air yang berlimpah
Kata kunci: Nira, gula semut, evaporator, vakum

## ABSTRACT
Bunikasih  Village  is  located  in  Cupunagara  Village,  Subang  District,  the  residents  work  as  farmers and  garden  workers.  One  product  that  is  expected  to  be  able  to  improve  the  economy  of  rural communities  is  ant sugar. The  Bunikasih Jaya  Forest  farmer  group  processes sap  into  ant sugar, in the traditional way using firewood, the ant sugar produced has been marketed to a limited number of people. The most important step in the process of making ant sugar, apart from harvesting the sap, is cooking the sap. The sap is cooked in two steps, namely the sap is converted into sugar and then the water is evaporated. The cooking process uses an open system evaporator so that the process is quite long  and  the  product  is  contaminated  with  smoke  from  the  furnace.  Through  community  service activities  majoring  in  Chemical  Engineering,  the  sap  cooking  process  uses  a  closed  and  aspirated system, so that the cooking process does not take too long. The vacuum system uses the venturi water jet  principle,  using  hydropower  by  utilizing the  potential that  exists in the  village,  namely  hilly  land contours and abundant water sources..
Keywords: Sap, ant sugar,evaporator, vacuum

## 1. PENDAHULUAN
Desa  Cupunagara  termasuk  kecamatan Cisalak  Kabupaten  Subang  dan  merupakan kawasan  eco  wisata.  Mayoritas  penduduknya bekerja  sebagai  petani  dan  buruh  kebun dengan pendidikan SD hingga SMP. Salah satu hasil  pertanian  dari  desa  Cupunagara  adalah nira, kelompok tani hutan Bunikasih mengolah nira menjadi gula semut dan gula aren.
Kelompok  tani  Hutan  Bunikasih  Jaya beranggotakan  37  orang  sebagai  petani  dan  6 orang  sebagai  pembuat  gula.  Kelompok  tani Hutan  Bunikasih  merupakan  kelompok  tani hutan  yang  aktif  dan  sudah  terdaftar  di  Dinas Kehutanan  Kabupaten  Subang.  Luas  lahan yang  menjadi  garapan  nira  aren  totalnya  209 Ha yang terdiri dari 9 Ha bersertifikat organik (proses budidayanya dilakukan secara alami/organik) dan 200 Ha belum bersertifikat organik. Pada lahan tersebut terdapat lebih dari 100  pohon  nira  yang  mampu  menghasilkan nira 150 – 500 Liter per hari, jumlah gula aren dan  gula  semut  yang  dihasilkan  sebanyak  10- 35 kg per hari.
Nira aren dapat dibuat sebagai gula aren (cetakan)  dan  gula  semut,  yaitu  gula  kristal berwarna  kekuningan.  Gula  aren  cetak mempunyai nilai Brix 92.96%, sedangkan gula semut  bernilai  Brix  98.10%  (Edi  Purnomo dkk).
Proses pembuatan gula semut, memerlukan waktu yang lebih lama dibandingkan  pembuatan  gula  aren,  yakni  5  – 6  jam.  Kelompok  tani  Hutan  Bunikasih  Jaya memproduksi  gula  semutnya  di  rumah sederhana,  secara  tradisional,  peralatan  yang digunakan berupa wajan dengan kapasitas 100 liter,  panci  kapasitas  .500  liter  dan  tungku  api untuk  pemasakan  nira  dengan  menggunakan kayu bakar.(Gambar 1a&b)
a.Rumah produksi

## b. Proses Produksi
Gambar 1 Lokasi Produksi Gula Semut
Lingkungan  produksi  sangat  sederhana sehingga  belum  menerapkan  standar  sebagai tempat produksi makanan. Tahap-tahap pembuatan  gula  semut  secara  tradisional tersebut,  diawali  dengan  mengecek  kualitas nira  segar  yang  telah  dipanen  (pH  dan  brix), lalu  nira  disaring  untuk  membuang  pengotor- pengotornya,  setelah  itu  nira  dimasak  dengan tungku  api,  proses  ini  bertujuan  untuk mengubah  nira menjadi  gula  dan menguapkan air  atau  evaporasi.  Pemasakan  dilakukan dengan  wajan  yang  ditengahnya  diletakan bakul  bolong,  agar  luapan  busa  yang dihasilkan selama pemasakan, tidak keluar dari wajan.(Gambar  2).  Proses  ini  berlangsung selama  kurang  lebih  3  jam  dengan  sekali-kali dilakukan  pengadukan.  Setelah  cairan  sudah sangat  kental,  wajan  diangkat  dari tungku  api, lalu  dilakukan  pengadukan  dengan  kuat  dan terus-menerus,  hingga  terbentuk  gumpalan- gumpalan gula, kristalisasi,Gambar 3.
JURNAL PENGABDIAN MASYARAKAT TEKNIK 5 (2) pp 87-92 © 2023.

## Gambar 3 Kristalisasi
Pada  saat  pemasakan  nira  sering  kali terkontaminasi  asap  dari  pembakaran  kayu, yang berbau sangit, sehingga aroma gula yang dihasilkan berbau sangit.
Pemasakan nira dengan tungku api yang dikerjakan  Kelompok  Tani  Hutan  Bunikasih, disebut  sebagai  evaporator  sistem  terbuka. Kelemahan  dari  sistem  tersebut  suhu  tinggi, prosesnya  lebih  lama  dan  terkontaminasi  asap dari  tungku.  Pemasakan  yang  cukup  lama mengakibatkan sukrosa mengalami inversi dan kemudian  terjadi  reaksi  Mailard  hingga menghasilkan  warna  coklat  yang  lebih  tua. Oleh  karena  itu  evaporator  perlu  diubah,  dari sistem  terbuka  menjadi  sistem  tertutup  dan suhu  pemanasan  diturunkan  melalui  proses pemvakuman. Rancang bangun alat evaporator tertutup dan vakum mengacu pada disain yang dikeluarkan oleh perusahaan Körting (Körting, 2022) (Gambar 4) dan rancangan dari Sutrisno, dkk (Sutrisno, 2019) hanya tidak menggunakan pompa vakum.
Gambar 4 Sistem Evaporasi Vakum (Körting, 2022)

## 2. METODE PELAKSANAAN
Pelaksanaan kegiatan pengabdian kepada  masyarakat,  setelah  melihat  langsung pembuatan  gula  semut  oleh  kelompok  petani hutan Bunikasih, kemudian merancang peralatan  yang  digunakan  untuk  pemasakan nira dan sekaligus proses evaporasinya. Sistem  pemasakan  perlu  dilakukan dengan  sistem  tertutup  dan  dalam  keadaan vakum, sistem vakum bertujuan untuk menurunkan  suhu  pemanasan,  memperpendek waktu  pemasakan  dan  menghindari  terjadinya kontaminasi dengan asap pembakaran kayu. Berikut  gambar  alat  yang  akan  dibuat untuk  memperbaiki  sistem  evaporasi.(Gambar 5).  Evaporator  dibuat  dengan  kapasitas  60  L dari  bahan  stainless  steel  dan  dilengkapi dengan  pengukur  tekanan  dan  suhu,  dan dilengkapi  dengan  alat  pendukung  lainnya seperti derek untuk mengangkat tutup evaporator pada saat proses kristalisasi
Gambar 5 Rancangan Evaporator Vakum
Pembuatan  evaporator  vakum  berserta  alat dereknya  untuk  mempermudah  mengangkat tutup  evaporator.  Pada  bagain  tutup  juga dilengkapi  juga  tempat  untuk  melihat  proses yang  sedang  berlangsung,  dan  kran  untuk dihubungkan  dengan  sistem  vakum  dan membebaskan  vakum  pada  saat  proses pemasakan nira telah selesai
Untuk  sistem  pengadukan  berbentuk  semi helix karena cairan nira semakin lama dimasak akan  membentuk  cairan  yang  sangat  kental, sehingga  pengaduk  dirancang  mengenai  dasar kuali,  agar  tidak  terjadi  pengerakan  dibagian bawah kuali. (Gambar 7).

## Gambar 7 Pengaduk pada Evaporator
Gambar  8  merupakan  rancangan  sistem vakum  untuk  mendukung  evaporator  vakum. Sistem  ini  membutuhkan  bak  penampung  air dengan  elevasi  antara  bak  dengan  lokasi produksi  gula  minimal  11  m.  Hal  ini diperlukan  untuk  mendapatkan  laju  alir  air yang optimal dan debit air yang relative stabil. Kekuatan  vakum  dipengaruhi  oleh  kedua parameter tersebut.
Gambar 8 Rancangan Sistem Vakum
Gambar 9 bentuk pipa venturi yang akan digunakan untuk sistem vakum.
Gambar 9 Venturi Diameter dari pipa yang dihubungkan ke venturi  adalah 1,5 dan 2 inch.
Gambar 10 Peta Pemasangan Pipa saluran air Gambar 10 perbedaan elevasi penampung  air  dengan  lokasi  produksi  gula dan pelaksanaan pemasangan pipa-pipa paralon untuk mengalirkan air.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian evaporator dilakukan di Jurusan  Teknik  Kimia  dengan  pemanasan  air menggunakan  kompor  gas  LPG  dan  sistem vakum  digunakan  pompa  air,  tangki  air  dan venturi.  Sebagai  pelengkap  dipasang  pula flowmeter  untuk  mengamati  laju  air  yang masuk ke venturi.
JURNAL PENGABDIAN MASYARAKAT TEKNIK 5 (2) pp 87-92 © 2023.
Gambar 11 Uji coba Evaporator Vakum
Pengujian evaporator dilakukan di
Jurusan  Teknik  Kimia  dengan  pemanasan  air menggunakan kompor gas LPG. Hasil pengujian  evaporator  didapatkan  hasil  seperti ditunjukan pada Tabel 1.
Tabel 1 Hasil uji coba Evaporator
evapora tor Laju air (L/m nt) Tekan an yang dihasil kan (Bar) Teka nan vaku m ( cmH g) Suhu evapor ator (℃) Ket eran gan Kosong 92,5 1,2 -41 25 Isi air 20 L (awal) 92,5 1,2 -41,5 25 Isi air 20 L (peman asan air) 92,5 1,2 -41 45 92,5 1,2 -35 75
Air men didi h
Gambar 12 Hubungan tekanan vakum terhadap titik didih air (engineeringtoolbox, 2022)
Gambar  12  menunjukkan  bahwa  pada tekanan  vakum  -40  cmHg  air  akan  mendidih pada  suhu  78-79  ℃,  sedangkan  dari  uji  coba evaporator vakum terbaca mendidih pada suhu 75℃, dengan tekanan -35 cmHg, perbedaan ini disebabkan proses pemvakuman sangat bergantung  pada  laju  air  pada  pipa  venturi, dalam  percobaan  ini  menggunakan  pompa  air dengan  daya  terbatas.  Meskipun  demikian dapat dikatakan pipa venturi berhasil menghasilkan sistem vakum yang cukup besar.
Pengujian  selanjutnya,  pemasakan  nira yang  mempunyai  pH  4,5  dan  kadar  gula  15% brix,  berat  awal  nira  8,35 kg  dengan  kadar  air 85% atau 7,1 kg.
Gambar  13  menunjukkan  hubungan kadar gula terhadap titik didih gula pereduksi.
Gambar 13 Titik didih Nira pada vakum - 30cmHg (Maximo, Meirelles, & Eduardo A.C. Batista, 2010)
Dari Gambar 13 menunjukkan titik didih nira  ditunjukkan  pada  suhu  86℃  dengan tekanan vakum -30 cmHg atau tekanan absolut 46 cmHg ( 60 kPa).
Hasil  uji  coba  pemasakan  nira  di laboratorium  jurusan  Teknik  Kimia  Politeknik Negeri  Bandung,    dapat  dilihat  pada  Gambar 14.
Gambar 14 Uji pemasakan nira dengan evaporator vakum
Pada  tekanan  vakum  -30  cmHg  Nira sudah  mulai  mendidih  pada  suhu  80℃,  pada kondisi  tersebut  harus  dipertahan  selama  1 jam, untuk mendapatkan kondisi tersebut suhu pemanasan  diatur    atau  laju  air  pada  pipa venturi  perlu  diatur  kecepatannya,  hal  ini dikarenakan  telah  terbentuk  uap  panas  yang ditarik oleh vakum.
Pada  uji  pemasakan  nira  terbentuk karamel  setelah  dipanaskan  selama  1  jam, tidak  terbentuk gula  semut  karena  bahan  baku nira  sudah  terjadi  fermentasi  ditunjukan dengan pH nira mencapai 4,5.

## Ucapan Terima Kasih
Jika  perlu  berterima  kasih  kepada  pihak tertentu, misalnya sponsor penelitian, nyatakan dengan  jelas  dan  singkat,  jangan  gunakan pernyataan  terima  kasih  yang  berbunga-bunga /  berlebihan.  Bagian  ini  bisa  dihilangkan  atau ditambahkan sesuai keperluan.

## PENUTUP Kesimpulan
Sistem  vakum  dengan  prinsip water  jet pump dapat digunakan pada evaporator vakum untuk  pemasakan  nira,  sebagai  upaya  untuk memperbaiki  proses  evaporasi  dan  juga meningkatkan kualitas gula semut.
Saran
Perlu  penyesuai  kondisi  operasional proses pemasakan nira menggunakan evaporator  vakum  di  lokasi  Kelompok  Tani BuniKasih,  Kabupatan  Subang.  Terutama sistem  vakum  yang  sangat  dipengaruhi  oleh beda  ketinggian  sumber  air  dan  pipa  venturi, serta debit air.

## DAFTAR PUSTAKA
engineeringtoolbox. (2022, oktober 1). Retrieved from engineeringtoolbox.com: https://www.engineeringtoolbox.com/ water-evacuation-pressure- temperature-d_1686.html Körting.  (2022,  Juni  6). Körting  Hannover GmbH . Retrieved from Körting Hannover GmbH: https://www.koerting.de/en/liquid-jet- vacuum-ejector.html
Maximo,  G.  J.,  Meirelles,  A.  J.,  &  Eduardo A.C.  Batista.  (2010).  Boiling  point  of aqueous  d-glucose  and  d-fructose solutions:  Experimental  determination and  modeling  with  group-contribution method. Fluid  Phase  Equilibria ,  32- 41.
Sutrisno,  Y.  E.  (2019).  PENINGKATAN
PRODUKTIVITAS INDUSTRI GULA SEMUTMELALUI PENGEMBANGAN PROSES PEMASAKAN  NIRA  AREN  DAN
PENGERINGAN  GULA  SEMUT.
JURNAL  PENGABDIAN  VOKASI,
01 (02), 125 - 131.