Andreas Gliserol

TUGAS TUGAS AKHIR AKHIR

PRARANCANGAN PABRIK GLISEROL DARI CRUDE PALM OIL (CPO) DAN AIR DENGAN PROSES CONTINUOUS FAT SPLITTING KAPASITAS 44.000 TON/TAHUN

Oleh : NAMA

:MAHANI

NIM

: D.500 040 051

NIRM

: 04 6 106 03050 50051

Dosen Pembimbing : Farida Nur Cahyani, S.T., M.Sc. Denny Vitasari, S.T., M.Eng.Sc.

JURUSAN JURUSAN TEKNIK TEKNIK KIMIA KIMIA FAKULTA FAKULTAS S TEKNIK TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA SURAKARTA 2008

1

Prarancangan Pabrik Gliserol dari Crude Palm Oil (CPO) dan Air dengan Proses Continuous Fat Spli Splitt ttin ing g Kapa Kapasi sita tas s 44.0 44 .000 00 ton/tahun

Pendahuluan

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Perke Perkemba mbanga ngann pemban pembangun gunan an indust industri ri di Indone Indonesia sia semakin semakin me mening ningkat kat.. bahan Kemajuan ini tampak dengan semakin banyak berdirinya pabrik yang mengolah bahan menta mentah h menja menjadi di bahan bahan jadi, jadi, serta serta mening meningkat katnya nya industr industrii barang barang untuk untuk

modal

termasuk industri mesin dan peralatan. Istilah Istilah gliserol gliserol digunak digunakan an untuk untuk zat kimia kimia yang yang murni, murni, sedang sedang gliserin gliserin

digunakan untuk istilah hasil pemurnian secara komersial (Kirk Othmer, 1966). Pada penganek penganekaragam aragaman an industri industri kimia khususn khususnya, ya, gliserol gliserol adalah adalah salah salah satu bahan bahan yang yang pentin penting g di dalam dalam indust industri. ri. Gliser Gliserol ol adalah adalah bahan bahan yang yang dibutu dibutuhka hkan n

pada berbagai berbagai industri, industri, misalnya: misalnya: obat-obatan, obat-obatan, bahan makanan, makanan, kosmetik, kosmetik, pasta gigi, industri kimia, larutan anti beku, dan tinta printer. Jika dilihat dari banyaknya banyaknya kebutuhan kebutuhan gliserol gliserol di Indonesia, Indonesia, maka untuk mencukupi mencukupi kebutuhan kebutuhan baha bahann glise glisero roll di di Ind Indon ones esia ia masih masih didata didatang ngka kann dari dari luar luar nege negeri. ri. Pertimb Pertimbanga angann utama utama yang melatarb melatarbela elakang kangii pendiria pendiriann Pabrik Pabrik Glisero Gliseroll ini pada umumnya umumnya sama dengan dengan sektor-sek sektor-sektor tor industri industri kimia yang lain, yaitu mendirikan suatu pabrik yang secara sosial-ekonomi cukup menguntungkan. Pendirian Pabrik Gliserol ini cukup menarik karena belum adanya Pabrik Gliserol di Indonesia, dan juga karena prospeknya yang menguntungkan di masa

mendatang. Pada tahun 2010 diperkirakan minyak sawit ( Crude Palm Oil) Indonesia menjadi nomor satu dalam jumlah produksi dunia. Sedangkan sampai tahun 2020 akan mencapai 20-25% produksi dunia. Di Indonesia, produksi Crude Palm Oil (CPO) dari tahun 1996 sampai dengan tahun 2000 mengalami kenaikan, dengan rata-rata kenaikan per tahun adalah 13,5%. Pada tahun 2004 produksi Crude Palm Oil Oil (CPO) di Indonesia sudah hampir mendekati produksi minyak sawit Malaysia,

yaitu 11,6 juta ton, dimana Malaysia memproduksi 13 juta ton. Kecenderungan ini Mahani D 500 040 051 Teknik Teknik Kimia Kimia UMS UMS

1

1


Pendahuluan

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Perke Perkemba mbanga ngann pemban pembangun gunan an indust industri ri di Indone Indonesia sia semakin semakin me mening ningkat kat.. bahan Kemajuan ini tampak dengan semakin banyak berdirinya pabrik yang mengolah bahan menta mentah h menja menjadi di bahan bahan jadi, jadi, serta serta mening meningkat katnya nya industr industrii barang barang untuk untuk

modal

termasuk industri mesin dan peralatan. Istilah Istilah gliserol gliserol digunak digunakan an untuk untuk zat kimia kimia yang yang murni, murni, sedang sedang gliserin gliserin

digunakan untuk istilah hasil pemurnian secara komersial (Kirk Othmer, 1966). Pada penganek penganekaragam aragaman an industri industri kimia khususn khususnya, ya, gliserol gliserol adalah adalah salah salah satu bahan bahan yang yang pentin penting g di dalam dalam indust industri. ri. Gliser Gliserol ol adalah adalah bahan bahan yang yang dibutu dibutuhka hkan n

pada berbagai berbagai industri, industri, misalnya: misalnya: obat-obatan, obat-obatan, bahan makanan, makanan, kosmetik, kosmetik, pasta gigi, industri kimia, larutan anti beku, dan tinta printer. Jika dilihat dari banyaknya banyaknya kebutuhan kebutuhan gliserol gliserol di Indonesia, Indonesia, maka untuk mencukupi mencukupi kebutuhan kebutuhan baha bahann glise glisero roll di di Ind Indon ones esia ia masih masih didata didatang ngka kann dari dari luar luar nege negeri. ri. Pertimb Pertimbanga angann utama utama yang melatarb melatarbela elakang kangii pendiria pendiriann Pabrik Pabrik Glisero Gliseroll ini pada umumnya umumnya sama dengan dengan sektor-sek sektor-sektor tor industri industri kimia yang lain, yaitu mendirikan suatu pabrik yang secara sosial-ekonomi cukup menguntungkan. Pendirian Pabrik Gliserol ini cukup menarik karena belum adanya Pabrik Gliserol di Indonesia, dan juga karena prospeknya yang menguntungkan di masa

mendatang. Pada tahun 2010 diperkirakan minyak sawit ( Crude Palm Oil) Indonesia menjadi nomor satu dalam jumlah produksi dunia. Sedangkan sampai tahun 2020 akan mencapai 20-25% produksi dunia. Di Indonesia, produksi Crude Palm Oil (CPO) dari tahun 1996 sampai dengan tahun 2000 mengalami kenaikan, dengan rata-rata kenaikan per tahun adalah 13,5%. Pada tahun 2004 produksi Crude Palm Oil Oil (CPO) di Indonesia sudah hampir mendekati produksi minyak sawit Malaysia,

yaitu 11,6 juta ton, dimana Malaysia memproduksi 13 juta ton. Kecenderungan ini Mahani D 500 040 051 Teknik Teknik Kimia Kimia UMS UMS

1


2

Pendahuluan

akan terus meningkat sampai tahun 2010, dimana Indonesia akan dapat unggul

dalam produksi Crude Palm Oil (CPO) Indonesia tahun 1999-2010. Di samping itu, dilihat dari kebutuhan Gliserol yang semakin meningkat di Indonesia, maka Pabrik Gliserol ini layak didirikan atas dasar pertimbangan: 1. Sebagai Sebagai pemaso pemasokk bahan baku untuk untuk indus industri-ind tri-industr ustrii farmasi dan dan kosmetik kosmetik dalam negeri. 2. Mengurangi jumlah impor gliserol sehingga dapat menghemat devisa negara. 3. Memacu Memacu tumbuhnya tumbuhnya industri industri lain yang memerlukan memerlukan gliserol gliserol sebagai sebagai bahan baku. baku. 4. Membuka lapangan kerja baru. 1.2 Kapasitas Perancangan Dalam mendirikan Pabrik Gliserol ini didasarkan pada beberapa

perti pertimb mbang angan, an, yaitu yaitu:: 1.2.1. Prediksi Kebutuhan dalam Negeri

Kapasitas Pabrik Gliserol ditentukan berdasarkan kebutuhan impor dalam negeri yang berasal dari negara lain. Hal ini dapat dilihat dalam tabel di

bawa bawahh ini: ini:

Tabe Tabell 1.1 1.1.. Dat Data a Kebu Kebutu tuha han n Im Impor por Glis Gliser erol ol Tahu Tahun n 20 2001 01-2 -200 005 5 No

Tahun

Kebutuhan Impor (ton/tahun)

1

2000

59.266

2 3

2001 2002

232.252

4

2003

5

2004

83.833 66.348

6

2005

215.089

74.326

(Badan Pusat Statistik, 2000-2006)

Mahani D 500 040 051 Teknik Teknik Kimia Kimia UMS UMS


3

Pendahuluan

Berdasarka Berdasarkan n tabel tabel 1.1 di atas, atas, maka maka dapat dapat dibuat dibuat suatu suatu persama persamaan an

linier agar dapat memperkirakan kebutuhan gliserol di Indonesia pada tahun 2012. 4 3 y = -6356.8x + 5E+07x - 2E+11x2 + 2E+14x - 1E+17

250,000

R2 = 0.8533

200,000 150,000 100,000 50,000 0

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

Tahun Tah un

Gambar 1.1 Grafik Kebutuhan Impor Gliserol di Indonesia

Dari grafik di atas, dapat diperoleh diperoleh persamaan persamaan linier yaitu

y=

-6356,8 x4 + 5.107 x3 - 2.1011 x2 + 2.1014 x -1017. Sehingga, dapat diperkirakan kapasitas impor Gliserol pada tahun 2012 adalah 200,262 ton/tahun. 1.2.2. Ketersediaan Bahan Baku Bahan baku untuk memproduksi Gliserol adalah CPO ( Crude Palm

Oil) dan air. Dilihat dari ketersediaan bahan bakunya di Indonesia, maka Pabrik Gliserol ini layak didirikan di Indonesia, mengingat Indonesia

termasuk salah satu negara penghasil minyak kelapa sawit terbesar di dunia. 1.2.3. Kapasitas Minimal

Dari Faith Keyes, 1961, 4 ed. “ Industrial Chemicals” diperoleh kapasitas yang menguntungkan untuk Pabrik Gliserol antara 6.000-600.000 ton/tahun.



4

Pendahuluan

Kapasitas Pabrik Gliserol yang telah berdiri, antara lain: Tabe Tabell 1.2 1.2.. Dat Data a Kap Kapas asit itas as Pabr Pabrik ik Glise Glisero roll yan yang g Telah Telah Berd Berdir irii No.

Penghasil Gliserol

Kapasitas (Ton/tahun)

1.

Cogni ogniss, Cin Cinccinn innati, ati, Ohi Ohioo.

2.

Colg Colgate ate-Pa -Palm lmol oliv ive, e, Jef Jeffe fers rson onvi vill lle, e, Ind Ind..

3.

Crom rompto pton, Maple apleto ton, n, Ill. Ill.

4.

Crom rompto pton, Memphis phis,, Te Tenn. nn.

5.

Dial, Montgomery, Ill.

13.607,772

6.

Dow, Freeport, Texas.

63.502,936

7.

Lever, Hammond, Ind.

11.339,81

8.

Lonza, Painesville, Ohio.

9.071,848

29.483,506 9.071,848 9.071,848 13.607,772

Marietta American, Olive Branch, Mississipi. 10. Procter & Gamble, Ivorydale, Ohio.

68.038,86

11. Starchem, Fostoria, Texas.

9.071,848

9.

12. Uniqema, Chicago, Ill.

907,1848

15.875,734

Ketiga Ketiga data data di atas dapat dapat diguna digunakan kan sebaga sebagaii acuan acuan dalam dalam me menen nentuk tukan an kapasitas rancangan Pabrik Gliserol ini. Oleh karena itu, dari ketiga data di atas, ditetapkan kapasitas rancangan Pabrik Gliserol yang layak didirikan pada tahun 2012 sebesar 44.000 ton/tahun. 1.3 Pemilihan Lokasi Pemiliha Pemilihan n lokasi lokasi pabrik pabrik akan akan sangat sangat menent menentuka ukan n kelangs kelangsung ungan an dan

perkembanga perkembangann suatu industri. Berdasarkan Berdasarkan pengamatan, pengamatan, Rokan Rokan Hilir, Riau, dirasa cocok sebagai tempat untuk mendirikan Pabrik Gliserol. Secara teoritis, pemilihan lokasi pabrik didasarkan pada 2 faktor, yaitu faktor utama dan faktor pendukung.


Prarancangan Pabrik Gliserol dari Crude Palm Oil (CPO) dan Air dengan Proses Continuous Fat Splitting Kapasitas 44.000 ton/tahun

5

Pendahuluan

1.3.1 Faktor Utama dalam Pemilihan Lokasi Pabrik 1. Sumber Bahan Baku Berdasarkan data statistik (BPS Semarang, 2002), Rokan

Hilir, Riau merupakan daerah terbesar penghasil Crude Palm Oil (CPO). Bahan baku diperoleh dari beberapa pabrik yang berlokasi di Rokan Hilir, Riau. Pabrik-pabrik tersebut antara lain: a. PT GUNUNG MAS RAYA b. PT LAHAN TANI SAKTI c. PT SALIM IFO MAS PRATAMA d. PT TUNGGAL MITRA PLANTATION 2. Letak Pasar

Gliserol merupakan bahan baku yang secara luas digunakan dalam industri, antara lain: 1. Industri farmasi, 2. Industri bahan makanan dan monogliserida, 3. Industri sabun dan pasta gigi, 4. Industri bahan peledak, 5. Industri rokok, 6. Industri kimia lain (Alkil resin, Cellophon e, pelumas, keramik,

produk fotografi dan kosmetik). Secara astronomis, Propinsi Riau terletak di 1 o31’-2o25’ LS dan 100o-105oBT serta 6o45’-1o45’ BB. Pada Atlas Indonesia, dapat dilihat letak propinsi Riau yang sangat strategis, yaitu dekat dengan Selat Malaka, yang merupakan pintu gerbang perdagangan Asia Tenggara khususnya, dekat dengan Pulau Batam yang terkenal dengan pusat industri, dekat dengan negara Malaysia dan Singapura yang merupakan negara tetangga terdekat yang mempunyai banyak industri. mempunyai industri. Dilihat dari letaknya yang banyak berdekatan Mahani D 500 040 051 Teknik Kimia UMS


6

Pendahuluan

dangan lokasi industri yang lain, sangat menguntungkan bila didirikan pabrik di daerah Riau, akan lebih memudahkan untuk pemasaran produk, baik ekspor maupun impor.

Lokasi Pendirian Pabrik Gliserol

Gambar 1.2. Peta Lokasi Pendirian Pabrik

3. Fasilitas Transportasi Transportasi 

Darat

Wilayah Riau bila dilihat dari Atlas Indonesia, tampak bahwa Riau merupakan wilayah dataran rendah. Sehingga, untuk transportasi darat berupa jalan raya sudah cukup

memadai. Distribusi produk melalui darat dapat dilakukan,

Mahani D 500 040 051 Teknik Kimia UMS


7

Pendahuluan

terutama untuk pemasaran produk Gliserol ke daerah-daerah

yang dapat dijangkau dengan jalur darat. 

Transportasi Laut

Riau memiliki pelabuhan laut utama, yaitu Pelabuhan Bengkalis, yang letaknya di ujung utara Propinsi Riau, di Selat Malaka. Adanya pelabuhan ini memudahkan untuk distribusi produk Gliserol. 

Transportasi Udara Fasilitas transportasi udara yang ada di Riau adalah

Bandar Udara Simpang Tiga yang berada di ibukota Propinsi Riau, Pekanbaru. Dengan memanfaatkan fasilitas transportasi udara dapat juga memperlancar distribusi produk Gliserol. 4. Tenaga Kerja Riau merupakan salah satu daerah yang menjadi tujuan bagi

para tenaga kerja, karena letak Riau yang begitu strategis sebagai kawasan industri Sumatera. 5. Utilitas

Fasilitas utilitas meliputi penyediaan air, bahan bakar dan listrik. Kebutuhan listrik dapat dipenuhi dengan listrik dari PLN (Perusahaan Listrik Negara). Untuk sarana penyediaan air dapat diperoleh dari air sungai. Di

Propinsi Riau banyak terdapat sungai,

seperti Sungai Rokan, Sungai Tapung, Sungai Mandau, Sungai Batang Inderagiri, Sungai Siak, Sungai Kampar dan masih banyak lagi. Untuk penyediaan air di Pabrik Gliserol ini, dipilih dari sungai Rokan (baik Sungai Rokan Kanan maupun Sungai Rokan Kiri), karena lokasi pendirian Pabrik Gliserol berada di daerah Rokan Hilir yang dekat

dengan lokasi pemasok CPO dan lebih dekat dengan palabuhan.



8

Pendahuluan

Sedangkan bahan bakar industri berupa minyak bumi, dapat dipasok dari

Dumai, yang terdapat tambang minyak bumi. 1.3.2 Faktor Pendukung dalam Pemilihan Lokasi Pabrik 1. Harga Tanah dan Gedung Riau bukan daerah metropolis, sehingga harga tanah dan bangunan di Riau diperkirakan masih dapat dijangkau. Daerah Riau

merupakan dataran rendah yang banyak memiliki alam sungai dan

rawa. 2. Kemungkinan Perluasan Pabrik Riau merupakan daerah yang belum padat penduduk,

daerahnya banyak rawa, sehingga dimungkinkan masih banyak

terdapat lahan yang dapat dimanfaatkan untuk perluasan area pabrik. 3. Tersedianya Fasilitas Servis Banyaknya

industri

yang

telah

berdiri

di

Riau,

membuktikan bahwa fasilitas servis di Riau cukup memadai, atau setidaknya tidak begitu sulit untuk memperoleh fasilitas servis. Selain itu, letaknya yang strategis untuk industri akan semakin mempermudah dalam hal fasilitas servis. 4. Tersedianya Air yang Cukup

Air untuk proses dalam pabrik, dapat menggunakan air sungai. Di Propinsi Riau banyak terdapat sungai, seperti Sungai Rokan (400 km), Sungai Tapung, Sungai Mandau, Sungai Batang Inderagiri (500 km), Sungai Siak (300 km), Sungai Kampar (400 km) dan masih banyak lagi. Sungai yang dipilih untuk penyediaan air di

Pabrik Gliserol adalah yang paling dekat dengan lokasi pabrik, yaitu Sungai Rokan (baik Sungai Rokan Kanan maupun Sungai Rokan Kiri). (Kantor Statistik Propinsi Riau, 1993)



9

Pendahuluan

5. Peraturan Pemerintah Daerah Setempat

Peraturan Pemerintah Daerah Riau untuk pendirian industri, tidak merugikan bagi berdirinya industri di Riau. Hal ini dibuktikan

dengan banyaknya industri yang telah berdiri di Propinsi Riau. 6. Iklim Daerah Riau beriklim tropis basah dengan rata-rata curah

hujan berkisar antara 2000-3000 mm per tahun yang dipengaruhi oleh musim kemarau dan musim hujan. (Kantor Statistik Propinsi Riau, 1993) 7. Keadaan Tanah

Jenis tanah di daerah Riau adalah beragam, dari luas 9.456 juta Ha sebagian besar jenis tanahnya adalah Organosol, yaitu 4.827 juta Ha lebih (51,06%), kemudian jenis tanah Pedsolik merah kuning 3.163 juta Ha lebih (33,45%) dan sisanya 0,569 juta Ha adalah jenis tanah lainnya. Keadaan tanah di Riau relatif stabil dan berupa dataran rendah, sehingga tidak ada kendala untuk didirikan pabrik di Riau. (Kantor Statistik Propinsi Riau, 1993) 1.4 Tinjauan Pustaka 1.4.1

Proses Pembuatan

Berdasarkan Shreve’s Chemical Process Industries (1986), ada 3 cara pembuatan Gliserol. Penggolongan ini didasarkan pada perbedaan bahan baku yang digunakan. Ketiga cara itu antara lain: 1. Twitchell Pada proses ini minyak dihidrolisa dengan menggunakan proses batch pada suhu

100- 105oC, tekanan vakum, konversi yang

diperoleh 85-98% dengan kemurnian gliserol 5-15% dan waktu tinggal 12-48 jam. Proses ini menggunakan katalis katalis alkyl aryl sulfonic acid atau cycloaliphatic sulfonic acid. Mahani D 500 040 051 Teknik Kimia UMS


10

Pendahuluan

Dalam proses ini, proses hidrolisis dilakukan dengan

2 stage

berlawanan arah, menggunakan reaktor tangki berpengaduk. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut: CH2RCOO CHRCOO

CH2OH + 3 H2O

CH2RCOO

CHOH +

3RCOOH

CH2OH

Trigliserida

air

gliserol

asam lemak

Gliserol akan dipisahkan dari asam lemak melalui bagian bawah tangki hidrolisis. Sedangkan asam lemak bersama katalis akan keluar melalui bagian atas. Hasil bawah reaktor disebut sweet water dengan kandungan gliserol sekitar 15%. Untuk menetralkan asam lemak yang terbawa dan memekatkan gliserol sampai

konsentrasi yang dikehendaki dilakukan proses lanjutan yaitu netralisasi, filtrasi, evaporasi, distilasi, dan kondensasi. Adapun kelebihan proses ini antara lain: a. Temperatur dan tekanan rendah. b. Biaya awal rendah, karena alat yang dibutuhkan mudah dan murah. Sedangkan kelemahannya antara lain: a. Perlu adanya pengendalian katalis. b. Waktu reaksi lama. c. Untuk persediaan bahan baku harus segera disuling untuk menghindari kontaminasi katalis. d. Terjadi penguapan yang tinggi dan bertendensi membentuk asam yang berwarna gelap.



11

Pendahuluan

e. Membentuk lebih dari satu tahapan untuk mendapatkan hasil yang baik, serta konsentrasi gliserol yang tinggi. f. Tidak dapat beradaptasi dengan pengendalian yang

otomatis serta biaya karyawan yang tinggi. g. Proses hanya menguntungkan untuk skala kecil. 2. Batch Autoclave Proses ini meliputi hidrolisis asam lemak dengan air pada fase cair dengan menggunakan katalis Seng Oksida (ZnO) dan Magnesium Oksida

(MgO)

atau tanpa katalis. Proses ini akan memberikan

konversi sebesar 98%. Reaksi hidrolisis tanpa katalis berlangsung pada suhu 220-240oC dan tekanan 29-31 atm dengan waktu tinggal 2-4 jam. Reaksi hidrolisis dengan menggunakan katalis

berlangsung pada

suhu 150-175oC dan tekanan 52-100 atm dengan waktu tinggal selama 510 jam. Kelebihan proses ini adalah: a. Waktu tinggal lebih sedikit dibanding dengan Proses

Twitchell.

b. Adanya pengendalian katalis. c. Biaya awal lebih murah, untuk produksi berkapasitas

rendah. Kelemahan proses ini antara lain: a. Reaksi lebih lama jika dibandingkan dengan proses

kontinyu. b. Biaya karyawan tinggi. c. Tidak dapat beradaptasi dengan pengendalian yang

otomatis, seperti halnya proses kontinyu. d. Proses ini membutuhkan lebih dari

1 tahapan untuk

mendapatkan hasil yang lebih baik serta gliserol yang mempunyai konsentrasi tinggi. Mahani D 500 040 051 Teknik Kimia UMS


12

Pendahuluan

3. Continuous

Pada proses ini, minyak dihidrolisis pada suhu 250 oC dan tekanan 4148 atm. Proses ini memberikan konversi 97-99% dengan waktu tinggal 2-3 jam. Reaksi hidrolisis dapat berlangsung dengan atau

tanpa

katalis. Adapun kelebihan dari proses ini adalah: a. Proses tidak membutuhkan ruangan yang besar. b. Kualitas produk beragam. c. Asam lemak yang dihasilkan mempunyai konsentrasi

tinggi. d. Harga labor rendah. e. Proses lebih akurat, karena pengendalian dilakukan secara

otomatis. f. Biaya tahunan rendah.

Sementara, kelemahannya antara lain: a. Biaya awal produksi tinggi. b. Kemampuan mengoperasikan besar. c. Tekanan dan suhu yang dibutuhkan tinggi. Proses ini dijalankan dalam reaktor lawan arah pada suhu dan

tekanan tinggi. Reaksi yang terjadi pada reaktor sama dengan yang terjadi pada proses

Twitchell , bedanya tidak menggunakan

katalisator. Jenis reaktornya pun berbeda, yaitu berupa menara dengan ketinggian tertentu. Hasil atas dan bawah reaktor serupa dengan hasil pada proses Twitchell . Produk gliserol diambil dari bawah reaktor dan selanjutnya dipekatkan dengan menggunakan

multiplate

effect

evaporator. Proses selanjutnya adalah

penetralan kandungan asam lemak yang masih tersisa dengan basa, kemudian difiltrasi untuk memisahkan produk gliserol dari endapan garam. Mahani D 500 040 051 Teknik Kimia UMS


13

Pendahuluan

Gliserol yang dihasilkan selanjutnya tentu telah berkurang kemurniannya karena adanya air dari larutan basa penetral, dari reaksi penetralannuya sendiri dan dari air pencuci di filter. Oleh karena itu, perlu dipekatkan lagi dengan sebuah evaporator

sebelum disimpan di tangki produk. 1.4.2

Kegunaan Produk

Kegunaan gliserol antara lain: 1. Kosmetik Digunakan

body

sebagai

agent,

emollient,

humectant, lubricant, solven. Biasanya dipakai untuk skin cream and lotion,

shampoo

and

hair conditioners, sabun dan

detergen

2. Dental Cream Digunakan sebagai humectant. 3. Peledak Digunakan untuk membuat nitrogliserin sebagai bahan dasar peledak. 4. Industri Makanan dan Minuman Digunakan sebagai solven, emulsifier, conditioner, freeze, preventer and coating serta dalam industri minuman anggur.

5. Industri Logam Digunakan

pickling, quenching, stripping, untuk electroplatting, galvanizing dan solfering.

6. Industri Kertas Digunakan sebagai humectant, plasticizer, dan softening agent. 7. Industri Farmasi Digunakan untuk antibiotik dan kapsul. 8. Fotografi Digunakan sebagai plasticizing.



14

Pendahuluan

9. Resin

Digunakan untuk polyurethanes, epoxies, pthalic acid dan maleic acid resin. 10. Industri Tekstil Digunakan untuk lubricating, antishrink, waterproofing dan flameproofing. 11. Tobacco Digunakan sebagai humectant, softening agent dan flavor enhancer. Berikut ini adalah persentase pemakaian gliserol untuk keperluan indutri, yaitu: 1. Alkyd resin 36% 2. Cellophone 17% 3. Untuk kebutuhan obat-obatan dan pasta gigi 16% 4. Industri tembakau 13% 5. Monogliserides dan bahan makanan 3% 6. Bahan peledak 5% 7. Untuk penggunaan lain (seperti pelumas, sabun detergen,

keramik, produk fotografi, dan kosmetik) 14%. (Kirk Othmer, 1966) 1.4.3

Sifat Fisika dan Sifat Kimia Bahan Baku dan Produk

1. Crude Palm Oil (CPO) 

Sifat Fisika

Rumus Molekul

: CH2COOR CHCOOR CH2COOR



15

Pendahuluan

Rumus Kimia Berat Molekul

: C3H5(COOR)3 : 847,28 g/mol

Titik Didih

: 298oC

Titik Beku

: 5oC

Specific Gravity (37,8oC) : 0,9

Densitas

: 0,895 g/cm3

Panas Jenis

: 0,497 kal/g oC

Angka Sabun

: 198

Angka Asam

:8

Tegangan Muka

: 35,4 dyne/cm (20 oC) 27,3 dyne/cm (60oC)

Kenampakan

: Cairan kuning jingga

Kemurnian

: 98%

Impuritas

: 2% (Ketaren, 1986)



Sifat Kimia a. Hidrolisis

Reaksi hidrolisis antara minyak dan air akan

menghasilkan asam lemak dan gliserol, menurut reaksi: C3H5(COOR)3 + H2O C3H5(OH)3 + 3HOOCR b. Esterifikasi

Esterifikasi

asam

lemak

adalah

kebalikan

dari

hidrolisis, dibuat secara lengkap secara kontinyu

penyingkiran air dari zona reaksi. c. Interesterifikasi

Ester beralkohol rendah diperoleh dengan mereaksikan alkohol secara langsung dengan lemak untuk



16

Pendahuluan

menggantikan gliserol, biasanya menggunakan katalis

alkali. Reaksinya adalah sebagai berikut: C3H5(COOR)3+3CH3OH 3CH3OOCR+ C3H5(OH)3 Reaksi ini biasa disebut alkoholisis. d. Saponifikasi

Jika

lemak

direaksikan

dengan

alkali

untuk

menghasilkan gliserol dan garam atau sabun atau logam alkali maka reaksinya sebagai berikut: C3H5(COOR)3 + 3NaOH Reaksi ini adalah

C3H5(OH)3 + 3NaOOCR

dasar reaksi yang digunakan pada

industri sabun. (Daniel Swern, 1982) 2. Air 

Sifat Fisika

Rumus Molekul

: H-O-H

Rumus Kimia

: H2O

Berat Molekul Titik Didih

: 18,0153 g/mol : 100oC

Titik Beku

: 0oC

Temperatur Kritis

: 374,15oC

Tekanan Kritis

: 218,3074 atm

Densitas

: 0,998 g/cm3 (cair, 20oC) 0,92 g/cm3 (padatan)

Panas Jenis

: 0,9995 kal/goC

Kenampakan

: Cairan jernih

Kemurnian

: 100% (ChemCad 5.7)



17

Pendahuluan





menghasilkan asam lemak dan gliserol, menurut reaksi: C3H5(COOR)3 + H2O

C3H5(OH)3 + 3HOOCR

3. Gliserol 

Sifat Fisika

Rumus Molekul

: CH2OH CHOH CH2OH

Rumus Kimia

: C3H5(OH)3

Nama Lain

: 1,2,3-Propanatriol 1,2,3-Trihidroksipropana Gliserin Gliseritol Glycyl Alcohol

(www.wikipedia.com) Berat Molekul

: 92,095 g/mol

Titik Didih Titik Leleh

: 290oC : 18oC

Temperatur Kritis

: 451,85oC

Tekanan Kritis

: 65,82778 atm

Specific Gravity (25oC) : 1,262


Densitas

: 1,261 g/cm3

Viskositas

: 1,5 Pa.s

Panas Jenis

: 0,497 kal/goC

Energi

: 4,32 kkal/g


18

Pendahuluan

Flash Point

: 160oC

Kenampakan

: Cairan kuning pucat (Chemcad 5.7)

Kemurnian

: 99%

Impuritas

: Air

1%

(www.jtbaker.com/msds/w/0600.htm) 




C3H5(OH)3 + 3HOOCR

b. Saponifikasi

Jika

lemak

direaksikan

dengan

alkali

untuk

menghasilkan gliserol dan garam atau sabun atau logam alkali maka reaksinya sebagai berikut: C3H5(COOR)3 +3NaOH

C3H5(OH)3 + 3NaOOCR

Reaksi ini adalah dasar reaksi yang digunakan pada

industri sabun. c. Interesterifikasi

Ester beralkohol rendah diperoleh dengan mereaksikan alkohol

secara

langsung

dengan

lemak

untuk


alkali. Reaksinya adalah sebagai berikut: C3H5(COOR)3+3CH3OH 3CH3OOCR+ C3H5(OH)3 Reaksi ini biasa disebut alkoholisis. (Swern, 1982)



19

Pendahuluan

4. Asam Lemak 

Sifat Fisika

Rumus Molekul

O : R - C - OH

Rumus Kimia

: RCOOH

Berat Molekul

: 283,7667 g/mol

Titik Didih

: 215oC (pada 15mmHg)

Titik Leleh

: 63-64oC

Densitas

: 0,853 g/cm3 (pada 62oC) (Chemcad 5.7)



Kenampakan

: Cairan kuning muda

Kelarutan

: Tak larut dalam air

Kemurnian

: 88%

Impuritas

: CPO

3%

Air

9%

Sifat Kimia a. Hidrolisis Reaksi hidrolisis

antara minyak dan air akan


C3H5(OH)3 + 3HOOCR

b. Saponifikasi

Jika

lemak

direaksikan

dengan

alkali

untuk

menghasilkan gliserol dan garam atau sabun atau logam alkali maka reaksinya sebagai berikut: C3H5(COOR)3+ 3NaOH

C3H5(OH)3 + 3NaOOCR

Reaksi ini adalah dasar reaksi yang digunakan pada

industri sabun. c. Interesterifikasi

Ester beralkohol rendah diperoleh dengan mereaksikan alkohol secara langsung dengan lemak untuk Mahani D 500 040 051 Teknik Kimia UMS


20

Pendahuluan


alkali. Reaksinya adalah sebagai berikut: C3H5(COOR)3+3CH3OH

3CH3OOCR+ C3H5(OH)3

Reaksi ini biasa disebut alkoholisis. (Daniel Swern, 1982) Reaksi ini adalah dasar reaksi yang digunakan pada

industri sabun. d. Interesterifikasi Ester beralkohol rendah diperoleh dengan mereaksikan alkohol

secara

langsung

dengan

lemak

untuk



3CH3OOCR+ C3H5(OH)3

Reaksi ini biasa disebut alkoholisis. (Daniel Swern, 1982) Ester beralkohol rendah diperoleh dengan mereaksikan alkohol

secara

langsung

dengan

lemak

untuk



3CH3OOCR+ C3H5(OH)3

Reaksi ini biasa disebut alkoholisis. (Daniel Swern, 1982



21

Deskripsi Proses

BAB II DESKRIPSI PROSES 2.1. Spesifikasi Produk dan Bahan Baku 2.6.1. Produk

1. Gliserol Rumus Molekul

: CH2OH CHOH CH2OH

Rumus Kimia

: C3H5(OH)3

Nama Lain

: 1,2,3-Propanatriol 1,2,3-Trihidroksipropana Gliserin Gliseritol Glycyl Alcohol

(www.wikipedia.com) Berat Molekul

: 92,095 g/mol

Titik Didih

: 290oC

Titik Leleh

: 18oC

Specific Gravity (25oC) : 1,262

Densitas

: 1,261 g/cm3

Viskositas

: 1,5 Pa.s (Chemcad 5.7)

Panas Jenis

: 0,497 kal/goC

Kenampakan

: Cairan kuning pucat

Kemurnian

: 99%

Impuritas

: Air

1%

(www.jtbaker.com/msds/w/0600.htm) 2. Asam Lemak Mahani D 500 040 051 Teknik Kimia UMS

21

O


22

Deskripsi Proses

Rumus Molekul

: R - C - OH


: RCOOH : 283,7667 g/mol

Titik Didih

: 215oC (pada 15mmHg)

Titik Leleh Densitas

: 63-64oC : 0,853 g/cm3 (pada 62 oC) (Chemcad 5.7)

Kenampakan Kelarutan

: Cairan kuning muda : Tak larut dalam air

Kemurnian

: 88%

Impuritas

: CPO

3%

Air

9%

2.6.2. Bahan Baku

1. Crude Palm Oil (CPO) Rumus Molekul

: CH2COOR CHCOOR CH2COOR


: C3H5(COOR)3 : 847,28 g/mol

Titik Didih

: 298oC

Titik Beku

: 5oC

Specific Gravity (37,8oC) : 0,9

Densitas

: 0,895 g/cm3

Panas Jenis

: 0,497 kal/goC

Kenampakan Kemurnian

: Cairan kuning jingga : 98%

Impuritas

: Air

2% (Ketaren, 1986)

2. Air Mahani D 500 040 051 Teknik Kimia UMS


23

Deskripsi Proses

Rumus Molekul

:H-O-H

Rumus Kimia Berat Molekul Titik Didih

: H2O : 18,0153 g/mol : 100oC

Titik Beku

: 0oC

Temperatur Kritis Tekanan Kritis

: 374,15oC : 218,3074 atm

Densitas

: 0,998 g/cm3 (cair, 20oC)

Panas Jenis

0,92 g/cm3 (padatan) : 0,9995 kal/goC

Kenampakan

: Cairan jernih

Kemurnian

: 100% (ChemCad 5.7)

2.2. Konsep Proses 2.6.1. Dasar Reaksi

Reaksi yang terjadi pada pembentukan gliserol adalah: C3H5(COOR)3 + 2H2O C3H5(OH)3 + 3RCOOH Trigliserida

Air

Gliserol

Asam Lemak

2.6.2. Mekanisme Reaksi Dalam proses gliserol terdapat senyawa ester trigliserida yang

merupakan penyusun utama minyak nabati dan hewani. Reaksi trigliserida dan air menjadi gliserol dan asam lemak antara

lain sebagai berikut: CH2RCOO CHRCOO

CH2OH +3 H2O

CH2RCOO Trigliserida

+

3RCOOH

CH2OH Air

Dapat ditulis menjadi: Mahani D 500 040 051 Teknik Kimia UMS

CHOH

Gliserol

Asam lemak


24

Deskripsi Proses

C3H5(COOR)3 + 2H2O 2RCOOH + C3H5COOR(OH)2 Trigliserida

Air

Asam Lemak Monogliserida

C3H5COOR(OH)2 + H2O RCOOH + C3H5(OH)3 Monogliserida

Air

Asam Lemak Gliserol

Reaksi ini terjadi pada suhu 260 oC dan tekanan 55 bar. Proses ini

memberikan konversi 97% dengan waktu tinggal 3 jam. (Lurgi, 2007) 2.6.3. Tinjauan Termodinamika Reaksi hidrolisis CPO merupakan reaksi endotermis. Konsep

tinjauan termodinamika dari reaksi pembuatan gliserol ditinjau dari reaksi utamanya, yaitu: CH2RCOO CHRCOO

CH2OH +

3 H2O

CH2RCOO Trigliserida

CHOH

+

3RCOOH

CH2OH Air

Gliserol

Asam lemak

Untuk mengetahui reaksi berlangsung secara eksotermis atau endotermis, dapat dihitung dengan persamaan:

ΔHro= H˚f (p) - H˚f (r) Dimana: Hºf 

C3H5(COOR)3

Hºf

H2O

= -382,456 kal/gmol = -68,317 kal/gmol

Hºf RCOOH

= -138,642 kal/gmol

Hºf C3H5(OH)3

= -159,10 kal/gmol



25

Deskripsi Proses

Hºr = [3( Hºf RCOOH) + 1(Hºf C3H5(OH)3)] - [1(Hºf C3H5(COOR)3) + 3(Hºf H2O)] Hºr

= [3(-138,642) + 1(-159,10)] - [1( -382,456) + 3(-68,317)]

Hºr = 12,321 kal/gmol

Harga

H

yang positif menunjukkan bahwa reaksi yang terjadi

merupakan reaksi endotermis yaitu reaksi yang menyerap panas atau membutuhkan panas,

sehingga untuk menjaga agar reaksi tetap

berlangsung pada kondisi proses perlu ditambahkan panas. Untuk mengetahui apakah reaksinya irreversible atau reversible (harga K) dapat dihitung dengan persamaan konstanta kesetimbangan berikut: ΔGr o = - RT ln K

Ln K

( Gr) RT

Ln K A ( Gr) Ln K 0

R

1

1   1 2 T T    



Keterangan: ΔGr

= Energi Gibbs (kal/mol)

K 0

= Konstanta kesetimbangan pada suhu referensi

K 1

= Konstanta kesetimbangan pada suhu operasi

T1

= Temperatur operasi

T2

= Temperatur referensi

R

= Tetapan gas (1,987 kal/mol.K)

Gº f C3H5 (COOR) 3 = - 84,842 kal/gmol  Gºf H2O

= - 59,690 kal/gmol

Gºf RCOOH

= - 90,098 kal/gmol

Gºf C3H5(OH)3

= -113,650 kmol/gmol



26

Deskripsi Proses

Gºr = [3( Gºf RCOOH) + 1(Gºf C3H5(OH)3)] - [1(Gºf C3H5 (COOR)3) + 3(Gºf H2O)] Gºr

= [3(- 90,098) + 1(- 113,650)] - [1( - 84,842) + 3(- 59,690)]

Gºr =

-120,032 kal/gmol

Gºr = -RT.ln K

-120,032 kal/gmol = -1,987 kal/gmol K. (298 K). ln K ln K = -0,2027 K = 1,2247 Pada T = T operasi K

ln

operasi

K K

ΔG 

T T

x T x Tref R

298

ref

-120,032 563,15  298,15 ln operasi   x 1,2247 1,987 563,15 x 298,15 K operasi = 1,03199

Dari persamaan reaksi hidrolisis minyak di atas, terlihat bahwa reaksi tersebut merupakan reaksi yang reversibel , sehingga agar reaksi

tetap berjalan ke kanan dapat dilakukan dengan menggunakan kemurnian reaktan yang tinggi atau memperbesar jumlah reaktan yang bereaksi dalam hal ini air dibuat berlebihan (excess) sehingga kesetimbangan akan bergeser ke kanan. 2.6.4. Tinjauan Kinetika

Persamaan reaksi hidrolisis minyak di atas disederhanakan menjadi : A +B

k1 k2

C +D

Reaksi hidrolisis minyak merupakan reaksi reversibel namun karena kecepatan reaksi ke kanan jauh lebih besar daripada kecepatan reaksi ke kiri maka pada proses hidrolisis minyak selalu dianggap bahwa reaksinya meruapakan reaksi irreversibel (Kirk Othmer, 1985).

Mahani D 500 040 051

Teknik Kimia UMS


27

Deskripsi Proses

Ditinjau dari segi kinetika, kecepatan reaksi proses hidrolisa

pembentukan gliserol dapat ditulis dalam persamaan: (-r a) = k1CaC b - k2CcCd K=

k 1

k2 Maka jika kedua persamaan tersebut digabung menjadi:

(-r a) = k1 [CaC b Untuk harga K yang besar maka

1 K

1 K

CcCd ] CcCd mendekati nol dan dapat

diabaikan, sehingga persamaan menjadi: (-r a) = k1CaC b Dari hasil percobaan yang telah dilakukan oleh Khairat, Syamsu

Herman diperoleh harga: α

= 1,3828-1,4147 (rata-rata 1,4)

β

= 0,5897-0,6274 (rata-rata 0,6)

Dari persamaan di atas, diperoleh konstanta kecepatan reaksi: k 

Dengan, k

 E / RT

Ae

= Konstanta kecepatan reksi

E R

= Energi aktivasi = Tetapan gas murni

T

= Suhu

A

= Frekuensi tumbukan k = 9,295 x 107 e(-10834 ,94/T)

(Khairat, 2004) Saat T = 523 K, berarti dari persamaan konstanta kecepatan reaksi (k) di atas, diperoleh k = 0,0935.

Mahani D 500 040 051

Teknik Kimia UMS

28


Deskripsi Proses

2.3. Langkah Proses Pada perancangan ini yang digunakan adalah proses Continuous Splitting .

Kondisi operasi proses adalah pada temperatur 260 oC dan tekanan 55 bar. Proses pengolahan sampai produk akhir yang berupa Fliserol, melewati

beberapa tahapan utama yaitu: A. Persiapan Bahan Baku B. Proses Continuous Fat Splitting C. Pemurnian Gliserol 2.6.2.

Tahap Persiapan Bahan Baku

Bahan baku berupa CPO ( Crude Palm Oil) diperoleh dari PT. Salim Ifo Mas Pratama, Rokan Hilir, Riau menggunakan pipa. Untuk mengatur kestabilan laju alir CPO ( Crude Palm Oil) yang masuk ke dalam Fat Splitting Column, maka aliran dari pipa dimasukkan

ke dalam

tangki

penampung

sementara

yang

berbentuk silinder vertikal dengan flat bottom conical roof (T-01) dengan waktu penyimpanan selama 24 jam. Bahan baku CPO (Crude Palm Oil) dipompa sampai tekanan 55 bar dan dinaikkan suhunya dengan Heat Exchanger Shell and Tube dengan media

pemanas saturated steam pada suhu 275,54 oC sehingga suhunya naik menjadi 260oC. Bahan baku berupa air diperoleh dari Sungai Ogan

Komering, Rokan Hilir, Riau melalui pipa, dengan terlebih dahulu diproses

di

Unit Utilitas,

untuk menghilangkan

kandungan-

kandungan pengotor maupun logam di dalamnya.Bahan baku alir dialirkan melalui pipa. Sebelum masuk ke Fat Splitting Column, air dipompa sampai tekana 55 bar dan dinaikkan suhunya dengan Heat Exchanger Shell and Tube dengan media pemanas saturated steam pada suhu 275,54 oC sehingga suhunya naik menjadi 260 oC.

Mahani

D 500 040 051 Teknik Kimia UMS


29

Deskripsi Proses

2.6.3.

Proses Continuous Fat Splitting Reaksi antara CPO

(Crude Palm Oil ) dengan air

berlangsung dalam reaktor yang disebut sebagai Fat Splitting Column, yaitu berupa reaktor menara lawan arah yang beroperasi pada suhu 260oC dan tekanan 55 bar. Reaksi yang terjadi terjadi

adalah

reaksi endotermis, sehingga diperlukan pemanas berupa steam dalam Fat Splitting Column. Produk atas Fat Splitting Column berupa Asam Lemak dengan kadar 88% dimanfaatkan sebagai penghasil steam dengan memanfaatkan panasnya dalam Waste Heat Boiler (WHB-01), kemudian diturunkan tekanannya menjadi 1 atm dengan Expansion Valve

(E-03). Produk Gliserol diambil dari bawah menara, dan

selanjutnya masuk ke unit pemurnian produk. 2.6.4.

Pemurnian Gliserol

Produk Fat Splitting Column bagian bawah berupa Sweet Water (Gliserol dengan kadar 12%) masuk ke Evaporator mulltiefek

(EV-01, EV-02, EV-03) untuk diuapkan sebagian air yang

terkandung di dalamnya, sehingga kadarnya naik menjadi

75%.

Gliserol yang keluar dari Evaporator selanjutnya masuk ke dalam Tangki Berpengaduk (TB-01) untuk ditambahkan NaOH 0,5%. Penambahan NaOH 0,5% ini bertujuan untuk menyabunkan Asam Lemak yang terkandung dalam larutan gliserol tersebut, sehingga output dari Tangki Berpengaduk (TB-01) ini sudah tidak

mengandung pengotor berupa Asam Lemak lagi. Selanjutnya, output dari Tangki Berpengaduk (TB-01) ini masuk ke Menara Distilasi Packing (MD-01) untuk memisahkan gliserol

dengan

sabun, sekaligus

untuk

memurnikan gliserol

sehingga diperoleh kadar 99%. Gliserol output dari Menara Distilasi (MD-01) berupa Gliserol 99% selanjutnya masuk ke Bleaching Tank (BT-01) yang Mahani D 500 040 051 Teknik Kimia UMS


30

Deskripsi Proses

berupa tangki berpengaduk untuk dijernihkan warnanya dengan

Activated

Charcoal .

Selanjutnya

untuk

menghilangkan

Activated Charcoal yang terikut, gliserol dilewatkan pada Filter (F-01)

sebagai langkah terakhir proses. Selanjutnya Gliserol dialirkan ke Tangki Penyimpan Produk (T-02). Activated Charcoal . Selanjutnya untuk menghilangkan Activated Charcoal yang terikut, gliserol dilewatkan pada Filter

(F01) sebagai langkah terakhir proses. Selanjutnya Gliserol dialirkan ke Tangki Penyimpan Produk (T-02). Activated Charcoal . Selanjutnya untuk menghilangkan Activated Charcoal yang terikut, gliserol dilewatkan pada Filter





(F01) sebagai langkah terakhir proses. Selanjutnya Gliserol dialirkan ke Tangki Penyimpan Produk (T-02). Mahani D 500 040 051 Teknik Kimia UMS

31


Deskripsi Proses

2.4. Neraca Massa dan Neraca Panas 2.6.1. Neraca Massa A. Neraca Massa Total Tabel 2.1. Neraca Massa Total No

Input (kg/jam)

Komponen

Output (kg/jam)

Arus 1

Arus 2

Arus 7

Arus 11

Arus 3

Arus 6

Arus 9

Arus 12

Arus 14

Arus 15

1

CPO

54910,62

-

-

-

1647,32

-

-

-

-

-

2

Air

1120,62

44824,99

16969,55

-

5084,17

35534,08

18882,22

-

-

55,56

3

Asam Palmitat

-

-

-

-

21021,97

-

-

-

-

-

4

Asam Stearat

-

-

-

-

2121,81

-

-

-

-

-

5

Asam Oleat

-

-

-

-

21594,43

-

-

-

-

-

6

Asam Linoleat

-

-

-

-

4706,41

-

-

-

-

-

7

Asam Miristat

-

-

-

-

851,67

-

-

-

-

8

Gliserol

-

-

-

-

-

-

-

-

5500,00

9

NaOH

-

-

85,27

-

-

-

-

-

-

10

Sabun

-

-

-

-

-

-

-

-

-

11

Activated Charcoal

-

-

-

83,33

-

-

83,29

0,04

-

83,29

0,04

Sub Total

56031,21 44824,99 17054,82

TOTAL

-

289,47 621,95 -

83,33 57027,77 35534,08 19793,64

117994,39

5555,56

117994,39


32


Deskripsi Proses

B. Neraca Massa Alat

1. Fat Splitting Column (R-01) Tabel 2.2. Neraca Massa Fat Splitting Column No

Komponen

Input (kg/jam) Arus 1

1.

CPO

54910,62

2.

Air

1120,62

3.

Asam Palmitat

-

4.

Asam Stearat

5.

Arus 2

-

Arus 3

1647,32

Arus 4

-

5084,17

37463,91

-

21021,97

240,36

-

-

2121,81

24,26

Asam Oleat

-

-

21594,43

246,91

6.

Asam Linoleat

-

-

4706,41

53,81

7.

Asam Miristat

-

-

851,67

9,74

8.

Gliserol

-

-

-

Sub Total

56031,24

44824,99

Output (kg/jam)

44824,99

57027,77

5789,47 43828,46

32


Deskripsi Proses

B. Neraca Massa Alat

1. Fat Splitting Column (R-01) Tabel 2.2. Neraca Massa Fat Splitting Column No

Input (kg/jam)

Komponen

Arus 1

1.

CPO

54910,62

2.

Air

1120,62

3.

Asam Palmitat

-

4.

Asam Stearat

5.

Arus 2

Output (kg/jam) Arus 3

-

1647,32

-

5084,17

37463,91

-

21021,97

240,36

-

-

2121,81

24,26

Asam Oleat

-

-

21594,43

246,91

6.

Asam Linoleat

-

-

4706,41

53,81

7.

Asam Miristat

-

-

851,67

9,74

8.

Gliserol

-

-

-

Sub Total

44824,99

Arus 4

56031,24

TOTAL

44824,99

5789,47

57027,77

100856,23

43828,46

100856,23

2. Evaporator (EV-01) Tabel 2.3. Neraca Massa Evaporator No

Komponen



Arus 6

1.

Asam Palmitat

240,36

-

240,36

2.

Asam Stearat

24,26

-

24,26

3. 4.

Asam Oleat Asam Linoleat

246,91 53,81

-

246,91 53,81

5.

Asam Miristat

9,74

-

9,74

6.

Air

7.

Gliserol Sub Total Total


37463,91 5789,47 43828,46 43828,46

35534,08

1929,82

-

5789,47

35534,08

8294,38 43828,46


33

Deskripsi Proses

3. Tangki Berpengaduk (TB-01) Tabel 2.4. Neraca Massa Tangki Berpengaduk

No

Input (kg/jam)

Komponen

Arus 6

Output (kg/jam)

Arus 7

Arus 8

1.

Asam Palmitat

240,36

-

-

2.

Asam Stearat

24,26

-

-

3.

Asam Oleat

246,91

-

-

4.

Asam Linoleat

53,81

-

-

5.

Asam Miristat

9,74

-

-

6.

Air

1929,83

-

38,41

7.

Gliserol

5789,47

-

5789,47

8.

NaOH

-

85,27

9.

Air pada NaOH 0.5%

-

16969,55

16969,55

10. Air Umpan Wash Column

-

-

1929,83

11. Sabun

-

-

621,95

Sub Total

8294,38

Total

17054,82

25349,20

25349,20 25349,20

4. Menara Distilasi (MD-01) Tabel 2.5. Neraca Massa Menara Distilasi No

Komponen

1.

Air

2.

Gliserol

3.

Sabun Sub Total Total




Arus 10

18937,78

18882,22

55,56

5789,47

289,47

5500,00

621,95

621,95

25349,19

19793,64

25349,19

25349,19

5555,56


34

Deskripsi Proses

5. Bleaching Tank (BT-01) Tabel 2.6. Neraca Massa Bleaching Tank

No

Input (kg/jam)

Komponen

1.

Air

2.

Gliserol

3.

Karbon Aktif

Arus 10

Arus 11

Arus 12

55,56

-

-

55,56

5500,00

-

-

5500,00

-

Sub Total

5555,56

Total


83,33

83,29

0,04

83,33

83,29

5555,60

5638,89

5638,89

6. Filter (F-01) Tabel 2.7. Neraca Massa Filter No

Komponen

1.

Air

2.

Gliserol

3.

Karbon Aktif


Sub Total Total


Arus 15

55,56

-

55,56

5500,00

-

5500,00

0,04

0,04

-

5555,60

0,04

5555,56

5555,60

5555,60

Activated Charcoal. Selanjutnya untuk menghilangkan Activated Charcoal yang terikut, gliserol dilewatkan pada Filter (F01)

sebagai langkah terakhir proses. Selanjutnya Gliserol dialirkan ke Tangki Penyimpan Produk (T-02). Activated Charcoal. Selanjutnya untuk menghilangkan Activated Charcoal yang terikut, gliserol dilewatkan pada Filter (F01)

sebagai langkah terakhir proses. Selanjutnya Gliserol dialirkan ke Tangki Penyimpan Produk (T-02). Activated Charcoal. Selanjutnya untuk Mahani D 500 040 051 Teknik Kimia UMS


35

Deskripsi Proses

2.6.2.

Neraca Panas

Satuan

: kJ/jam

Suhu Referensi

: 298,15 K

1. Heater-01 (HE-01) Tabel 2.8. Neraca Panas Heater-01 No

1.

Komponen

Input (kJ/jam)

Air

Output (kJ/jam)

939245,36

Beban Panas

46473929,56

45534684,20

Total

46473929,56

46473929,56

2. Heater-02 (HE-02) Tabel 2.9. Neraca Panas Heater-02 No

Komponen

Input (kJ/jam)

Output (kJ/jam)

1.

CPO

45287,91

66298,69

2.

Air

90850,59

1161848,24

Beban Panas

1092008,43

Total

1128146,93

1128146,93

Activated Charcoal. Selanjutnya untuk menghilangkan Activated Charcoal yang terikut, gliserol dilewatkan pada Filter (F01)

sebagai langkah terakhir proses. Selanjutnya Gliserol dialirkan ke Tangki Penyimpan Produk (T-02). Activated Charcoal. Selanjutnya untuk menghilangkan Activated Charcoal yang terikut, gliserol dilewatkan pada Filter (F01)

sebagai langkah terakhir proses. Selanjutnya Gliserol dialirkan ke Tangki Penyimpan Produk (T-02). Activated Charcoal. Selanjutnya untuk Activated Charcoal. Selanjutnya untuk menghilangkan Activated Charcoal

yang terikut, gliserol dilewatkan pada Filter (F-01) sebagai langkah terakhir


36


Deskripsi Proses

3. Fat Splitting Column (R-01) Tabel 2.10. Neraca Panas Fat Splitting Column No

Input (kJ/jam)

Komponen

1.

CPO

2. 3.

Asam Palmitat Asam Stearat

4. 5. 6. 7.

Asam Oleat Asam Linoleat Asam Miristat Air

8.

Gliserol

Arus 1

69279,87 -

Arus 2

Arus 3

Arus 4

-

2078,39 13984359,30 1336088,86 13539069,69 2640477,68 510619,14

159895,62 15276,69 154804,23 30190,93 5838,36

1161848,24 46473929,56 -

Sub Total

1231128,11

9. Panas Reaksi 10. Beban Pemanas

Sub Total

Output (kJ/jam)

37283888,75 43330781,21

46473929,56

-

-

131765878,85

-

132997006,96 43330781,21

Total

5271195,68 38842057,95 4122717,42

98856266,56

-

-

-

46473929,56 136140155,31

179470936,51

179470936,51

4. Waste Heat Boiler (WHB) Tabel 2.11. Neraca Panas Waste Heat Boiler No

Komponen

1. 2. 3.

CPO Asam Palmitat Asam Stearat

4. 5. 6. 7.

Asam Oleat Asam Linoleat Asam Miristat Air Sub Total

8.

Beban Panas Total

Input (kJ/jam)

Output (kJ/jam)

2078,39

1339,58

11835011,64 1131321,49

534557,66 51079,32

11467577,33 2233170,25 432024,32

525481,97 101897,80 19562,73

4443492,86

212918,88

31544676,29 -

31544676,29

1446837,95

30097838,34 31544676,29



37

Deskripsi Proses

5. Evaporator (EV-01) Tabel2.13. Neraca Panas Evaporator-01 No

Komponen

Input (kJ/jam) Arus 4

Output (kJ/jam) Arus 5

Arus 6

1.

Asam Palmitat

83371,39

-

83371,39

2.

Asam Stearat

7972,81

-

7972,81

3.

Asam Oleat

81027,59

-

81027,59

4.

Asam Linoleat

15741.,09

-

15741,09

5.

Asam Miristat

3043,99

-

3043,99

6.

Air

7.

Gliserol

20276273,87 2184456,07

Sub Total

22460729,94

8.

Panas Penguapan

81044877,94

9.

Beban Pemanas Sub Total Total

103505607,88 103505607,88

19231811,23 -

1044462,64 2184456,07

19231811,23

3228918,71

-

-

-

81044877,94

19231811,23 84273796,65 103505607,88

Activated Charcoal. Selanjutnya untuk menghilangkan Activated Charcoal

yang terikut, gliserol dilewatkan pada Filter (F-01) sebagai langkah terakhir Activated Charcoal. Selanjutnya untuk menghilangkan Activated Charcoal





yang terikut, gliserol dilewatkan pada Filter (F-01) sebagai langkah terakhir



38

Deskripsi Proses

6. Tangki Berpengaduk (TB-01) Tabel 2.14. Neraca Panas Tangki Berpengaduk-01 No

Komponen

Input (kJ/jam) Arus 7

Output (kJ/jam)

Arus 8

Arus 9

1.

Asam Palmitat

40912,98

-

-

2.

Asam Stearat

3911,44

-

-

3.

Asam Oleat

39953,99

-

-

4.

Asam Linoleat

7752,15

-

-

5.

Asam Miristat

1495,23

-

-

6.

Air

7.

Gliserol

8.

Sabun

-

9.

NaOH

-

523692,70 1085643,24

Sub Total Total

-

11. Beban Pendingin

-

5139107,53

-

1085643,24

-

1015,03 8054,61

1703361,75

10. Panas Reaksi

4604992,13

-

4613046,74

6225765,79

6316408,49

6225765,79

3485357,26

Total

-

-

3575999,96

9801765.76

9801765.76

7. Menara Distilasi (EV-01) Tabel 2.15. Neraca Panas Menara Distilasi No

Komponen

Input (kJ/jam) Umpan

Output (kJ/jam) Distilat

Bottom

1.

Gliserol

1010532,24

48964,85

4016860,59

2.

Air

4788933,22

4629551,33

3.

Sabun

1005,22

1001,81

59176,31 -

4679517,99

4076036,90

Sub Total

Beban Kondensor Panas Reboiler Total


5800470,68

3124628,22 8925098,89

169543,99 8925098,89

-


39

Deskripsi Proses

8. Cooler-02 Tabel 2.16. Neraca Panas Cooler-02 No

Komponen

1.

Air

2.

Gliserol Beban Panas Total

Input (kJ/jam)

Output (kJ/jam)

59176,29

15076,00

4016859,76

1031361,08

-

3029598,97

4076036,05

4076036,05

9. Heat Exchanger-01 Tabel 2.17. Neraca Panas Heat Exchanger-01 No

Komponen

1.

Air

2.

Gliserol Beban Panas Total

Input (kJ/jam)

Output (kJ/jam)

15076,00

3487,75

1031361,08 -

234683,02 808266,31

1046437,08

1046437,08

Activated Charcoal. Selanjutnya untuk menghilangkan Activated Charcoal

yang terikut, gliserol dilewatkan pada Filter (F-01) sebagai langkah terakhir Activated Charcoal . Selanjutnya untuk menghilangkan Activated Charcoal yang terikut, gliserol dilewatkan pada Filter (F-01) sebagai langkah terakhir Activated

Charcoal . Selanjutnya untuk menghilangkan Activated Charcoal yang terikut, gliserol dilewatkan pada Filter (F-01) sebagai langkah terakhir Activated




Charcoal . Selanjutnya untuk menghilangkan Activated Charcoal yang terikut,

Mahani D 500 040 051

Teknik Kimia UMS


40

Deskripsi Proses

2.5. Diagram Alir Proses dan Material

Gambar 2.1. Diagram Alir Kualitatif Proses



41

Deskripsi Proses

Gambar 2.1. Diagram Alir Kuantitatif Proses


41


Deskripsi Proses

Gambar 2.1. Diagram Alir Kuantitatif Proses



42

Deskripsi Proses

2.6. Tata Letak Pabrik dan Peralatan 2.6.1.

Tata Letak Pabrik Lay Out pabrik adalah tempat kedudukan dari bagian-bagian pabrik

yang meliputi tempat bekerjanya karyawan, tempat peralatan, dan tempat

penyimpanan bahan, baik bahan baku maupun produk. Ditinjau dari segi

hubungan satu dengan yang lain, tata letak pabrik harus dirancang sedemikian rupa sehingga penggunaan area pabrik dapat efisien dan

kelancaran proses produksi dapat terjamin. Dalam penentuan tata letak pabrik harus diperkirakan penempatan alatalat produksi sedemikikan rupa sehingga keamanan, keselamatan dan

kenyamanan bagi karyawan dapat dipenuhi. Selain peralatan yang tercantum dalam flow sheet proses, beberapa bangunan fisik lain seperti kantor, bengkel, poliklinik, laboratorium, kantin, pos penjagaan dan sebagainya hendaknya ditempatkan pada bagian yang tidak menganggu, ditinjau dari

lalu lintas barang, kontrol dan keamanan.

segi


42

Deskripsi Proses

2.6. Tata Letak Pabrik dan Peralatan 2.6.1.

Tata Letak Pabrik Lay Out pabrik adalah tempat kedudukan dari bagian-bagian pabrik

yang meliputi tempat bekerjanya karyawan, tempat peralatan, dan tempat

penyimpanan bahan, baik bahan baku maupun produk. Ditinjau dari segi

hubungan satu dengan yang lain, tata letak pabrik harus dirancang sedemikian rupa sehingga penggunaan area pabrik dapat efisien dan

kelancaran proses produksi dapat terjamin. Dalam penentuan tata letak pabrik harus diperkirakan penempatan alatalat produksi sedemikikan rupa sehingga keamanan, keselamatan dan

kenyamanan bagi karyawan dapat dipenuhi. Selain peralatan yang tercantum dalam flow sheet proses, beberapa bangunan fisik lain seperti kantor, bengkel, poliklinik, laboratorium, kantin, pos penjagaan dan sebagainya hendaknya ditempatkan pada bagian yang tidak menganggu, ditinjau dari

segi

lalu lintas barang, kontrol dan keamanan. Hal-hal yang harus diperhatikan dalam perencanaan tata letak pabrik adalah: 

Perluasan pabrik dan kemungkinan penambahan bangunan.

Perluasan pabrik harus sudah masuk dalam perhitungan sejak awal, supaya masalah kebutuhan tempat tidak timbul di masa yang akan datang. Sejumlah area khusus sudah disiapkan untuk dapat dipakai sebagai

perluasan pabrik, penambahan peralatan untuk menambah kapasitas pabrik ataupun mengolah produknya sendiri ke produk yang lain. 

Keamanan Keamanan terhadap kemungkinan adanya bahaya kebakaran,

ledakan, asap/gas beracun harus benar-benar diperhatikan di dalam penentuan tata letak pabrik. Untuk itu harus dilakukan penempatan alat-

alat pengamanan seperti hydrant, penampung air yang cukup, penahan

ledakan. Tangki penyimpan bahan atau produk berbahaya harus diletakkan di area yang khusus serta perlu adanya jarak antara bangunan yang satu



43

Deskripsi Proses

dengan yang lain guna memberikan pertolongan dan menyediakan jalan

bagi

karyawan untuk menyelamatkan diri. 

Luas area yang tersedia

Kemampuan penyediaan area umumnya terbatas karena harga tanah. Pemakaian tempat disesuaikan dengan area yang tersedia. Jika harga tanah amat tinggi, maka diperlukan efisiensi dalam pemakaian ruangan, sehingga peralatan tertentu diletakkan di atas peralatan yang lain ataupun lantai ruangan diatur sedemikian rupa agar dapat menghemat

tempat. 

Instalasi dan utilitas Pemasangan dan distribusi yang baik dari gas, udara, steam dan

listrik akan menyebabkan kemudahan kerja dan perawatannya. Tempat proses ditempatkan sedemikian rupa sehingga dapat dengan mudah

dicapai oleh petugas, kelancaran operasi terjamin dan mudah

perawatannya. 2.6.2.

Tata Letak Peralatan Proses

Lay Out Peralatan Proses adalah tempat kedudukan alat-alat yang

digunakan dalam proses produksi. Tata letak alat-alat proses harus dirancang sedemikian rupa sehingga kelancaran produksi dapat terjamin, penggunaan luas lantai dapat lebih efektif, keselamatan dan kenyamanan kerja karyawan dapat ditingkatkan, biaya penanganan material menjadi rendah dan turunnya atau terhindarnya pengeluaran untuk kapital yang tidak penting. Jika lay out peralatan proses disusun sedemikian rupa sehingga urut-urutan proses

produksi lancar, maka alat angkut yang biayanya mahal tidak perlu dibeli

oleh perusahaan. Dalam perencanaan

lay out peralatan proses pada pabrik ada

beberapa hal yang perlu dipertimbangkan, yaitu: 

Aliran bahan baku dan produk Kelancaran dan keamanan produksi, serta keuntungan ekonomis

yang besar dapat dicapai dengan adanya aliran bahan baku dan produk Mahani D 500 040 051 Teknik Kimia UMS


44

Deskripsi Proses

yang tepat. Yang perlu juga diperhatikan adalah elevasi pipa, untuk pipa

diatas tanah perlu dipasang pada ketinggian 3 m atau lebih, sedangkan untuk pemipaan pada permukaan tanah diatur sedemikian rupa sehingga

lalu

lintas pekerja tidak terganggu oleh hal tersebut. 

Lalu lintas manusia

Hendaknya diperhatikan jarak antar alat dan lebar jalan agar seluruh alat proses dapat dicapai oleh pekerja dengan cepat dan mudah

supaya jika terjadi gangguan alat proses dapat segera diperbaiki. Selain itu keamanan pekerja selama tugas perlu diprioritaskan. 

Jarak antar alat proses Untuk alat proses dengan tekanan dan suhu operasi tinggi

sebaiknya dipisahkan dari alat proses lainnya. 

Aliran udara

Aliran udara di dalam dan di sekitar area proses perlu diperhatikan supaya lancar . Hal ini bertujuan untuk menghindari stagnasi udara pada suatu tempat yang dapat mengakibatkan akumulasi bahan kimia yang

berbahaya , sehingga dapat membahayakan keselamatan pekerja. 

Cahaya

Penerangan seluruh pabrik harus memadai pada tempat-tempat proses yang berbahaya atau berisiko tinggi. 

Tata letak alat proses

Dalam menempatkan alat-alat proses pada pabrik diusahakan agar dapat menekan biaya operasi dan menjamin kelancaran dan keamanan

produksi pabrik sehingga dapat menguntungkan dari segi ekonomi. Activated Charcoal . Selanjutnya untuk menghilangkan Activated Charcoal yang terikut, gliserol dilewatkan pada Filter

(F01) sebagai langkah terakhir proses. Selanjutnya Gliserol dialirkan ke Tangki Penyimpan Produk (T-02). Activated Charcoal . Selanjutnya untuk menghilangkan Activated Charcoal yang terikut, gliserol dilewatkan pa



45

Deskripsi Proses

10

5

6

15 11 17

17

4

14 2

8 1

1

3

12

9

13 17

17 7

16

Gambar 2.3. Tata Letak Pabrik

Activated Charcoal . Selanjutnya untuk menghilangkan Activated Charcoal yang terikut, gliserol dilewatkan pada Filter


(F01) sebagai langkah terakhir proses. Selanjutnya Gliserol dialirkan ke Tangki Penyimpan Produk (T-02). Activated Charcoal . Selanjutnya untuk menghilangkan Activated Charcoal yang terikut, gliserol dilewat Mahani D 500 040 051 Teknik Kimia UMS

46


Deskripsi Proses

Tabel 2.17. Keterangan Gambar dan Perincian Luas Pabrik No

1

Lokasi

Pos Keamanan

Ukuran (m)

Luas (m2)

a.

(5 x 5)

25

b.

(5 x 5)

25

2

Ruang control

(14 x 28)

392

3

Gudang

(27 x 27)

729

4

Kantor

(34 x 86)

2.924

5

Tempat ibadah

(20 x 20)

400

6

Kantin

(20 x 13)

260

7

Poliklinik

(20 x 20)

400

8

Laboratorium

(37 x 13)

481

9

Bengkel

(15 x 27)

405

10

Perpustakaan

(14 x 20)

280

11

Daerah proses

(70 x 112)

7.840

12

Daerah utilitas

(40 x 27)

1.080

13

K3 dan fire hidran

(13 x 27)

351

14

Unit pengolahan limbah

(18 x 26)

468

15

Daerah pengembangan

(17 x 103)

1.751

16

Area Parkir

(20 x 27)

540

17

Taman

-

18 Luas Bangunan

(No.1 s/d 16)

18.351

Activated Charcoal . Selanjutnya untuk menghilangkan Activated Charcoal yang terikut, gliserol dilewatkan pada Filter


(F01) sebagai langkah terakhir proses. Selanjutnya Gliserol dialirkan ke Tangki Penyimpan Produk (T-02). Mahani D 500 040 051 Teknik Kimia UMS

Andreas Gliserol

Recommend Documents