Analisis Parameter Control Carbonator Dan Evaporator Serta Efisiensinya Pada Produksi Gula Kristal Rafinasi PT. Duta Sugar International
Laporan Kerja Praktik ini disusun sebagai syarat kelulusan mata kuliah Kerja Praktik dan salah satu syarat menempuh sarjana Strata I Teknik Kimia Universitas Sultan AgengTirtayasa Cilegon – Banten
Disusun oleh :
1. MERI WULANDARI (3335130197) 2. MUHLISA APRILIA (3335130883)
JURUSAN TEKNIK KIMIA – FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA CILEGON - BANTEN 2016
i
Analisis Parameter Control Carbonator Dan Evaporator Serta Efisiensinya Pada Produksi Gula Kristal Rafinasi PT. Duta Sugar International
Disusun oleh:
1. MERI WULANDARI (3335130197) 2. MUHLISA APRILIA (3335130883)
Komentar/Catatan 1. Pembimbing Lapangan ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 2. Dosen Pembimbing ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Tempat Kerja Praktik Divisi/Dinas/Bagian Waktu Kerja Praktik Jumlah hari Kerja
: PT. Duta Sugar International : Produksi : 7 Juni 2016 - 1 Juli 2016 : 19 Hari
Telah diperiksa dan disetujui,
Dosen Pembimbing,
Pembimbing Lapangan/Perusahaan,
Nufus Kanani, ST., M.Eng
Muhammad Rosyid, ST
NIP.198408062012122003
NIK.6211013596
ii
Analisis Parameter Control Carbonator Dan Evaporator Serta Efisiensinya Pada Produksi Gula Kristal Rafinasi PT. Duta Sugar International
Disusun oleh:
1. MERI WULANDARI (3335130197) 2. MUHLISA APRILIA (3335130883)
Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa Telah disetujui dan dipertahankan di hadapan pembimbing dalam Seminar Kerja Praktik pada tanggal
Mengetahui, Pembimbing,
Ketua Jurusan Teknik Kimia
Nufus Kanani, ST., M.Eng
Endang Suhendi,ST.,M.Eng
NIP. 198408062012122003
NIP.197707052003121001
iii
Analisis Parameter Control Carbonator Dan Evaporator Serta Efisiensinya Pada Produksi Gula Kristal Rafinasi PT. Duta Sugar International Disusun oleh:
1. MERI WULANDARI (3335130197) 2. MUHLISA APRILIA (3335130883)
Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa Tempat Kerja Praktik : PT. Duta Sugar International Divisi/Dinas/Bagian
: Produksi
Waktu Kerja Praktik
: 7 Juni 2016 - 1 Juli 2016
Jumlah hari Kerja
: 19 Hari
Telah diperiksa dan disetujui, Pembimbing Lapangan,
Muhammad Rosyid, ST NIK. . 6211013596
iv
KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat, hidayah dan karuniaNya sehingga penulis diberi kesempatan untuk menyelesaikan laporan kerja praktik ini dengan baik, lancar dan tepat waktu. Tak lupa sholawat dan salam senantiasa tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW. Laporan kerja praktik berjudul “Analisis Parameter Control Carbonator dan Evaporator serta Efisiensinya Pada Produksi Gula Kristal Rafinasi PT. Duta Sugar International” ini merupakan bentuk pertanggungjawaban penulis yang telah menyelesaikan kerja praktik dan salah satu syarat yang harus dipenuhi penulis untuk meraih gelar sarjana strata satu (S1) di Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa. Dalam kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu, membimbing pelaksanaan dan penulisan laporan kerja praktik, khususnya kepada: 1. Bapak Endang Suhendi,ST.,M.Eng selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa. 2. Ibu Denni Kartika Sari,ST.,MT selaku Koordinator Kerja Praktik 3. Ibu Nufus Kanani,ST.,M.Eng selaku Dosen Pembimbing Kerja Praktik yang telah memberikan bimbingan, dukungan dan saran selama penyelesaian laporan kerja praktik ini. 4. Bapak Muhammad Rosyid,ST selaku pembimbing lapangan yang telah membantu pelaksanaan kerja praktik, memberikan bimbingan dan pengarahan selama kerja praktik. Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari kesempurnaan dan terdapat banyak kekurangan. Oleh sebab itu, adanya kritik dan saran yang membangun dari pembaca sangat penulis harapkan untuk kemajuan penulis pada waktu yang akan datang. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.
Cilegon, Oktober 2016
Penulis
v
DAFTAR ISI Halaman Halaman Judul..................................................................................................... i Lembar Pengesahan Draft Laporan Kerja Praktik .............................................. ii Lembar Pengesahan Laporan Final Kerja Praktik .............................................. iii Lembar Pengesahan Perusahaan ......................................................................... iv Kata Pengantar .................................................................................................... v Daftar Isi.............................................................................................................. vi Daftar Tabel ........................................................................................................ ix Daftar Gambar ..................................................................................................... x Daftar Lampiran .................................................................................................. xii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Sejarah Pendirian Perusahan ................................................................... 1 1.2 Alasan dan Tujuan Kritis Perusahaan Didirikan ..................................... 2 1.3 Tata Letak Pabrik .................................................................................... 4 1.4 Struktur Organisasi ................................................................................. 5 BAB II DESKRIPSI PROSES 2.1 Proses Operasi Produk Dari Bahan Menjadi Produk Jadi ....................... 7 2.2 Spesifikasi Produk................................................................................... 8 2.3 Standarisasi Mutu Produk ....................................................................... 9 2.4 Pengendalian Mutu Gula Rafinasi ......................................................... 10 2.5 Metode Pengujian Mutu Produk ............................................................. 13 BAB III ALAT PROSES DAN INSTRUMENTASI 3.1 Mesin dan Peralatan Produksi ................................................................. 16 3.2 Tata Letak Ruang Produksi ..................................................................... 18 3.3 Sanitasi dan Hygiene Perusahaan ............................................................ 19 BAB IV PENGOLAHAN LIMBAH 4.1 Pengolahan Limbah ................................................................................. 20 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 23 5.2 Saran ........................................................................................................ 24
vi
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 25 Halaman Judul Tugas Khusus ............................................................................. 26 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ........................................................................................ 27 1.2 Perumusan Masalah ................................................................................ 28 1.3 Batasan Masalah...................................................................................... 29 1.4 Tujuan ..................................................................................................... 29 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Karbonatasi ............................................................................................. 30 2.2 Peralatan Karbonatasi.............................................................................. 31 2.3 Evaporator ............................................................................................... 33 2.4 Proses Penguapan (Evaporasi) pada Pembuatan Gula Kristal Rafinasi .. 36 BAB III METODOLOGI 3.1 Metode Pelaksanaan Kerja Praktik ......................................................... 39 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pembahasan Analisa Parameter Control pada Carbonatasi .................... 40 4.1.1 Pengaruh Temperatur terhadap Penurunan Derajat Warna Gula Kasar ......................................................................................... 42 4.1.2 Pengaruh pH terhadap Penurunan Derajat Warna Gula Kasar ......... 44 4.1.3 Pengaruh pH terhadap Kandungan Gas CO₂ .................................... 45 4.2 Pembahasan Analisa Parameter Control pada Evaporator ...................... 47 4.2.1 Pengaruh Brix (OZ) terhadap Kadar Air pada Evaporator 1 dan Evaporator 2 ...................................................................................... 47 4.2.2 Pengaruh Brix (OZ) terhadap Colour (IU) pada Evaporator 1 dan Evaporator 2 ............................................................................... 49 4.2.3 Pengaruh Brix (OZ) terhadap Temperatur Body (OC) pada Evaporator 1 dan Evaporator 2 ......................................................... 50 4.2.4 Pengaruh Brix (OZ) terhadap Tekanan (mmHg) pada Evaporator 1 dan Evaporator 2 ............................................................................... 51 4.2.5 Perhitungan Efisiensi Evaporator ...................................................... 52 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
vii
5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 59 5.2 Saran ........................................................................................................ 59 DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 60 LAMPIRAN ........................................................................................................ 61
viii
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Jam kerja karyawan PT. Duta Sugar International ............................... 6 Tabel 2. Perusahaan shipping batubara ............................................................... 8 Tabel 3. Standar Mutu Gula Kristal Mentah ....................................................... 9 Tabel 4. Standar Mutu Gula Kristal Rafinasi R1 dan R2 .................................... 10 Tabel 5. Karakteristik gula kasar ........................................................................ 40 Tabel 6. Dialy report karbonator pada minggu ke 2 .......................................... 46 Tabel 7. Karakteristik Gula Kristal Rafinasi R1 dan R2 ..................................... 65
ix
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Logo PT. Duta Sugar International ................................................... 1 Gambar 2. Struktur Organisasi PT. Duta Sugar International ............................ 6 Gambar 3. Tangki karbonatasi dengan menggunakan pengaduk........................ 31 Gambar 4. Tangki karbonatasi tanpa menggunakan pengaduk .......................... 32 Gambar 5. Sistem plate dan tray kolom.............................................................. 32 Gambar 6. Single effect evaporation ................................................................... 34 Gambar 7. Multiple Effect Evaporation .............................................................. 35 Gambar 8. Grafik pengaruh suhu terhadap % penurunan derajat warna ........... 42 Gambar 9. Grafik pengaruh pH terhadap % penurunan derajat warna .............. 44 Gambar 10. Grafik Pengaruh pH terhadap kandungan gas CO2 ......................... 45 Gambar 11. Grafik pengaruh brix (oZ) terhadap kadar air pada evaporator 1 dan evaporator 2 .............................................................................. 47 Gambar 12. Grafik pengaruh brix (oZ) terhadap colour (IU) pada evaporator 1 dan evaporator 2 .............................................................................. 49 Gambar 13. Grafik pengaruh brix (oZ) terhadap temperatur body (oC) pada evaporator 1 dan evaporator 2 ................................................. 50 Gambar 14. Grafik pengaruh brix (oZ) terhadap tekanan (mmHg) pada evaporator 1 dan evaporator 2 ......................................................... 51 Gambar 15. Flowsheet Gula Kristal Rafinasi PT. Duta Sugar International ...... 61 Gambar 16. Raw material warehouse ................................................................. 113 Gambar 17. Rotary leaf filter .............................................................................. 113 Gambar 18. Affination feed mixer ....................................................................... 113 Gambar 19. Carbonator ...................................................................................... 113 Gambar 20. Pabrik PT. Duta Sugar International ............................................... 113 Gambar 21. Evaporator ....................................................................................... 113 Gambar 22. Boiler ............................................................................................... 114 Gambar 23. Seawater tank .................................................................................. 114 Gambar 24. Laboratorium PT. Duta Sugar International .................................... 114 Gambar 25. Tempat Packaging gula Kristal rafinasi PT. Duta Sugar
x
International ..................................................................................... 114 Gambar 26. Proses pengangkutan gula kristal untuk didistribusikan ................. 114
xi
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Flowsheet gula kristal rafinasi PT. Duta Sugar International ......... 61 Lampiran 2. Karakteristik gula kristal rafinasi R1 dan R2 ................................. 65 Lampiran 3. Data parameter control selama kerja praktik .................................. 67 Lampiran 4. Average evaporator selama kerja praktik ....................................... 80 Lampiran 5. Perhitungan efisiensi carbonator .................................................... 81 Lampiran 6. Perhitungan efisiensi evaporator setiap minggu selama kerja Praktik ............................................................................................ 85 Lampiran 7. Logbook pelaksanaan kerja praktik ................................................ 110 Lampiran 8. Dokumentasi ................................................................................... 113
xii
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Sejarah Pendirian Perusahan Melalui kebijakan pemerintah indonesia yang ingin mencukupi kebutuhan gula domestik yang semakin meningkat, maka pemerintah menghimbau agar sektor industri dapat memperbaiki dan meningkatkan produktivitas pengolahan gula. Oleh karena itu, sebagai bentuk partisipasi dari kebutuhan tersebut maka didirikanlah PT. Duta Sugar International. PT. Duta International didirikan di Jakarta pada tanggal 30 September 2005 ini merupakan bagian dari grup Duta Anggada. Grup Duta Anggada memiliki reputasi yang cukup baik dalam Financial Services, Agro business & Manufacturing, Property, Energy, dan Education. Tujuan dari PT. Duta Sugar International terfokus pada sektor industri dan pertanian.
Gambar 1. Logo PT. Duta Sugar International
Pada tanggal 01 Juli 2011 PT. Duta Sugar International diakuisisi sepenuhnya oleh Wilmar Group. Wilmar berhasil melakukan pembelian senilai US$105 juta untuk 100% saham PT. Duta Sugar International. Sebelumnya, Wilmar telah memulai ekspansinya dalam dunia bisnis gula pada tahun 2010 melalui akuisisi Sucrogen Limited dan PT. Jawamanis Rafinasi. Sucrogen Limited yang berbasis di Australia ( Sekarang dikenal sebagai Gula Wilmar ) merupakan salah satu perusahan gula terbesar di dunia dan PT. Jawamanis
2
Rafinasi yang merupakan kilang gula terkemuka di Indonesia. Selain memproduksi gula untuk konsumsi industri, Wilmar juga memproduksi etanol dan pupuk dari produk samping operasi penggilingan tebunya.
1.2 Alasan dan Tujuan Kritis Perusahaan Didirikan
PT. Duta Sugar International memiliki tujuan utama yang hendak dicapai. Adapun tujuan tersebut adalah PT. Duta Sugar International dapat menjadi perusahaan utama industri gula kristal rafinasi dengan mengedepankan kualitas yang prima dan pelayanan terbaik kepada pelanggan dan meningkatkan produktivitas proses pengolahan gula dalam negeri. Selain memiliki tujuan utama, PT. Duta Sugar International memiliki tujuan khusus. Adapun tujuan khusus tersebut adalah sebagai berikut: 1. Memastikan pengawasan kualitas yang ketat terhadap produk yang dihasilkan. 2. Memastikan tingkat kepuasan pelanggan terpenuhi terhadap produk yang dihasilkan. 3. Meningkatkan kompetensi dan loyalitas karyawan serta kerja tim yang sinergis. 4. Meningkatkan kinerja perusahaan untuk dapat menjadi perusahaan gula kristal rafinasi yang terkemuka. 5. Meningkatkan efisiensi dan menghasilkan produk yang kompetitif di pasar. 6. Menciptakan lingkungan kerja yang sehat, aman, dan nyaman yang mendukung peningkatan produktivitas.
Bagi PT. Duta Sugar International komitmen merupakan hal yang sangat penting, terutama didalam hal kualitas. Kualitas sangat mempengaruhi pola konsumsi pelanggan dan kelangsungan hidup perusahaan. Komitmen tersebut ditunjukan oleh PT. Duta Sugar International dengan cara menghasilkan
3
produk yang berkualitas sehingga dapat memberi kepuasan pelanggan dan pelanggan akan senantiasa loyal terhadap perusahaan. Komitmen lain yang diterapkan oleh PT. Duta Sugar International adalah selalu mengedepankan keselamatan pekerja sehingga pekerja dapat merasa nyaman dan aman ketika bekerja. Komitmen PT. Duta Sugar International secara rinci sebagai berikut: 1. Kepuasan pelanggan merupakan komitmen kami. 2. Menghasilkan produk yang aman, halal, dan berkualitas tinggi sesuai dengan undang - undang yang berlaku dan persyaratan pelanggan. 3. Melindungi, mengelola dan mengendalikan lingkungan hidup yang aman, bersih dan sehat sesuai dengan undang - undang yang berlaku dan prosedur kerja yang telah ditetapkan. 4. Meningkatkan
dan
memelihara
profesionalisme
karyawan
dalam
pelaksanaan prosedur kerja untuk menghasilkan produk yang aman, halal dan berkualitas tinggi. 5. Meningkatkan dan memelihara sistem manajemen keselamatan dan kesehatan kerja dan kinerjanya untuk mencegah terjadinya kecelakaan dan penyakit akibat kerja. 6. Melaksanakan dan memelihara sistem manajemen energi dengan menggunakan energi yang efektif dan efisien melalui pemanfaatan sumber energi alternatif yang dapat diperbaharui sesuai dengan peraturan dan perundang-undangan yang berlaku. 7. Memelihara dan mengembangkan prosedur kerja yang aman, benar dan efisien untuk meningkatkan mutu dan pemanfaatan energi yang efektif dan efisiensi secara berkesinambungan dengan memastikan ketersediaan informasi dan kebutuhan sumber daya untuk mencapai target produksi. 8. Melaksanakan Community Social Responsibility (CSR) Sesuai dengan kebutuhan masyarakat dan kemampuan perusahaan.
4
1.3 Tata Letak Pabrik PT. Duta Sugar International merupakan suatu industri pemroses dan produksi gula kristal rafinasi dengan kualitas paling tinggi untuk konsumsi industri. Industri gula kristal rafinasi ini terletak di Jl. Raya Bojonegara Salira, Desa Argawana, Kecamatan Pulo Ancem, Kelurahan Pulo Ampel Serang, Banten, Indonesia. Pabrik gula tersebut memiliki luas mencapai 30 hektar. Dengan sisi selatan berbatasan dengan pagar beton yang bersebelahan dengan tanah milik PT. MCA. Sebelah timur berhadapan dengan laut barat. Sebelah utara berbatasan dengan jalan dan pemukiman penduduk setempat dan sebelah barat berbatasan dengan tanah milik penduduk. PT. Duta Sugar International memiliki kapasitas produksi gula kristal rafinasi mencapai 1000 ton gula kristal rafinasi/hari. Untuk meningkatkan produktivitas PT. Duta Sugar International berencana untuk memperbesar kapasitasnya hingga mencapai 1500 ton gula kristal rafinasi/hari. Untuk proses produksi gula kristal rafinasi ini telah dilengkapi dengan peralatan modern yang bertujuan untuk meningkatkan efektivitas dan efisiensi proses produksi yang akan memberikan keuntungan bagi perusahaan. Di dalam kegiatan operasional perusahaan, PT. Duta Sugar International dibagi menjadi area kantor pusat dan lokasi plant. Lokasi plant merupakan lokasi produksi gula kristal rafinasi. Adapun kantor pusat dan plant PT. Duta Sugar International sebagai berikut: Kantor Pusat
: Gedung Multivision Tower Lt. 12 Jl. Kuningan Mulia Kavling 9B, Kelurahan Guntur, Kecamatan Setia Budi, Kuningan, Jakarta Selatan 12980. Telp. (021) - 29380777 Fax. (021) - 29380112
Plant
: Jl. Raya Bojonegara Salira, Desa Argawana, Kecamatan Polo Ampel, Kabupaten Serang, Banten 42454.
5
Telp. (0254) - 5751457 Fax. (0254) - 5750178
1.4 Struktur Organisasi Struktur organisasi dalam suatu industri memegang peran penting sebagai pembagi tugas, wewenang, kewajiban dan hak serta tanggung jawab dari masing-masing bagian. Struktur organisasi juga berfungsi untuk mengetahui pihak yang harus diberi pertanggungjawaban dari setiap bagian / departemen, sehingga laporan kinerja dapat dengan jelas dipertanggungjawabkan kepada pihak tertentu. Sistem organisasi di PT. Duta Sugar International menganut sistem garis lurus dimana semua pertanggungjawaban setiap departemen diterima oleh factory manager. PT. Duta Sugar International adalah bentuk organisasi fungsional. Organisasi fungsional disusun berdasarkan sifat dan macam pekerjaan yang harus dilakukan sehingga pembagian kerja didasarkan pada spesialisasi pekerjaan secara mendalam. Setiap pejabat pada PT. Duta Sugar International hanya mengerjakan suatu tugas atau pekerjaan sesuai dengan spesialisasinya. PT. Duta sugar International memiliki beberapa departemen yang beroperasi seperti departemen PPIC, departemen produksi, departemen engineering, maintenence dan utility, departemen quality assurance, departemen project dan departemen HR dan ADMIN.
6
Gambar 2. Struktur Organisasi PT. Duta Sugar International Proses penerimaan tenaga kerja baru dilakukan dengan anggaran tahunan. Departemen personalia akan mengadakan panggilan dan penyeleksian terhadap calon karyawan dengan cara memeriksa surat lamaran, daftar riwayat hidup dan pengecekan referensi. Selanjutnya calon karyawan akan diwawancarai oleh departemen yang membutuhkan karyawan. Jumlah tenaga kerja yang ada di PT. Duta Sugar International sebanyak 325 karyawan yang terdiri dari karyawan tetap, karyawan kontrak dan karyawan tidak tetap. Jam kerja yang ditetapkan oleh PT. Duta Sugar International terbagi atas karyawan shift dan non shift. Jam kerja untuk bagian produksi terdapat pada tabel berikut : Tabel 1. Jam kerja karyawan PT. Duta Sugar International Jenis Karyawan
Karyawan Shift
Karyawan Non Shift
Shift
Waktu Kerja
Waktu Istirahat
Shift 1
07.00-15.10 WIB
12.00 WIB
Shift 2
15.10-23.00 WIB
18.00 WIB
Shift 3
23.00-07.00 WIB
02.00 WIB
08.00-17.00 WIB
12.00 WIB
Sumber: Data PT. Duta Sugar International, di olah 2016
7
BAB II DESKRIPSI PROSES
2.1 Proses Operasi Produk Dari Bahan Menjadi Produk Jadi Bahan yang digunakan untuk menghasilkan gula rafinasi terbagi menjdi bahan baku dan bahan pembantu. Bahan baku yang digunakan untuk pembuatan gula kristal rafinasi adalah gula kristal mentah dengan karakteristik gula kristal mentah memiliki bentuk kristal dengan warna kuning kecoklatan, kadar warna sebesar 1200 IU, kelembaban 0,5%. Bahan baku gula kristal mentah di impor dari negara Brazil, Thailand, Afrika Selatan, Philipina, Hongkong dan Australia. Untuk jumlah produksi gula rafinasi di PT. Duta Sugar International didasarkan pada banyaknya gula kristal mentah yang melalui proses melting. PT. Duta Sugar International menargetkan dalam waktu satu hari sebanyak 1000 ton gula kristal mentah akan mengalami proses produksi. Untuk menghasilkan gula kristal rafinasi baik R1 maupun R2 harus melalui beberapa tahapan operasi produksi. Tahapan proses produksi terbagi menjadi dua bagian yaitu proses utama dan proses recovery. Proses utama adalah proses produksi gula kristal rafinasi sedangkan proses recovery adalah pembuatan gula A, gula B dan gula C. Gula A dijadikan sebagai bahan tambahan dalam pembuatan gula kristal rafinasi, gula B dijadikan sebagai bahan tambahan pembuatan gula A dan gula C dijadikan tambahan dalam pembuatan gula B. Adapun flowsheet proses produksi utama terdapat pada lampiran 1. Pengadaan bahan baku di PT. Duta Sugar International sangat bervariasi tergantung bahan yang akan digunakan. Pada bahan baku batubara dan gula kristal mentah, pengadaannya menggunakan jasa PT. SUCCOFINDO untuk melakukan pengujian terhadap batubara dan gula kristal mentah yang datang di pelabuhan sedangkan perusahaan yang
8
melakukan proses shipping batubara terdari dari berbagi macam perusahaan terdapat pada tabel berikut: Tabel 2. Perusahaan shipping batubara NO
Tanggal Kedatangan
Shipper
1.
17 Januari 2014
PT. BERKAT BORNEO PRIMA
2.
22 Februari 2014
PT. SINAR DELI
3.
03 Maret 2014
PT. JAYA SAHKTI BARUTAMA
4.
07 Maret 2014
PT. BARA INDAH SINERGI
5.
14 Mei 2014
PT. UNITED COAL INDONESIA
6.
19 Juli 2014
PT. MEGA KARYA SAKTI
7.
23 Juli 2014
PT. MEGA KARYA SAKTI
8.
11 September 2014
PT. BARA INDAH SINERGI
9.
29 Oktober 2014
PT. BARA INDAH SINERGI
Sumber: Data PT. Duta Sugar International, 2015.
Sedangkan bahan pembantu yang digunakan adalah kapur cair, brine salt, HCL, enzim probio, isopropil alkohol dan NAOH. Untuk melakukan proses produksi tertentu memerlukan sumber energi. Sumber energi produksi di PT. Duta Sugar International terbagi menjadi batubara, listrik, steam dan air. Batubara digunakan untuk proses pemanasan boiler, listrik digunakan untuk menghidupkan mesin yang digunakan selama proses produksi, steam digunakan untuk proses evaporasi dan kristalisasi dan air digunakan sebagai bahan baku boiler.
2.2 Spesifikasi Produk PT. Duta Sugar International mampu menghasilkan produk utama dan produk samping selama proses berlangsung. Produk utama yang dihasilkan oleh PT. Duta Sugar International adalah gula kristal rafinasi R1 dan R2 dengan masa kadaluarsa selama 2 tahun. Produk samping yang dihasilkan
9
adalah molasses. Molasses dapat digunakan untuk industri lain seperti industri monosodium glutamat. Perbedaan antara gula kristal rafinasi R1 dan R2 terdapat pada standar mutu gula kristal rafinasi baik dari segi karakteristik biologi, kimia mauapun fisika. Adapun karakteristik gula kristal rafinasi R1 dan R2 terdapat pada lampiran 2. Gula kristal rafinasi R1 memiliki kualitas yang lebih baik karena warna gula tersebut lebih putih, sedimen yang lebih rendah dan derajat polarisasi yang lebih tinggi. Selain karakteristik produk, perbedaan gula kristal rafinasi R1 dan R2 terdapat pada warna karung pengemas. Untuk gula kristal rafinasi R1 dikemas menggunakan karung berwarna ungu dengan kemasan 50 kg dan 1000 kg sedangkan gula kristal rafinasi R2 dikemas menggunakan karung berwarna orange dengan kemasan 50 kg.
2.3 Standarisasi Mutu Produk Untuk menjamin baik bahan baku maupun produk yang dihasilkan berkualitas maka diperlukan standar operasional produk. Berikut beberapa standar mutu yang digunakan oleh PT. Duta Sugar International. a. Gula Kristal Mentah Gula kristal mentah yang digunakan sebagai bahan baku proses produksi harus memiliki standar kualitas yang sesuai dengan SNI 3140.1:2008. Adapun standar mutu gula kristal mentah terdapat pada tabel berikut: Tabel 3. Standar Mutu Gula Kristal Mentah No.
Kriteria Uji
Satuan
Persyaratan
1.
Warna Larutan (ICUMSA)
IU
Min 1200
2.
Susut Pengeringan (Basis Basah)
%Fraksi Masaa
Maks 0,50
3.
Polarisasi (20oC)
4. 5.
o
Z
Min 97,50
Abu Konduktiviti
%Fraksi Masaa
Maks 0,40
Kandungan gula tereduksi
%Fraksi Masaa
Maks 0,40
Sumber: SNI, 2008.
10
b. Gula Kristal Rafinasi Gula kristal rafinasi R1 dan R2 di PT. Duta Sugar International memiliki standar mutu yang harus diterapkan agar produk yang dihasilkan dapat memenuhi kriteria konsumen. Standar mutu yang digunakan mengacu pada Standar Nasional Indonesia (SNI) 3140.2-2006 terkait gula kristal rafinasi. Adapun standar mutu gula kristal rafinasi R1 dan R2 terdapat pada tabel berikut: Tabel 4. Standar Mutu Gula Kristal Rafinasi R1 dan R2 Persyaratan No.
Kriteria Uji
1.
Polarisasi
2.
Satuan
R1
R2
o
Z
Min 99,80
Min 99,70
Gula Reduksi
%
Maks 0,04
Maks 0,04
3.
Susut Pengeringan
% b/b
Maks 0,05
Maks 0,05
4.
Warna Larutan
IU
Maks 45
Maks 80
5.
Abu
% b/b
Maks 0,03
Maks 0,05
6.
Sedimen
mg/kg
Maks 7,0
Maks 10
7.
Belerang dioksida
mg/kg
Maks 2,0
Maks 5,0
8.
Timbal
mg/kg
Maks 2,0
Maks 2,0
9.
Tembaga
mg/kg
Maks 2,0
Maks 2,0
10.
Arsen
mg/kg
Maks 1,0
Maks 1,0
11.
Angka Lempeng Total
Koloni/10g
Maks 200
Maks 250
12.
Kapang
Koloni/10g
Maks 10
Maks 10
13.
Khamir
Koloni/10g
Maks 10
Maks 10
CATATAN: Z= Zuiker/Sukrosa ; IU= ICUMSA Sumber: SNI, 2006
2.4 Pengendalian Mutu Gula Rafinasi Pengendalian mutu yang terdapat pada PT. Duta Sugar International ini diterapkan pada bahan baku, proses produksi dan produk akhir.
11
Rangkaian kegiatan pengendalian mutu ini dilakukan oleh departemen QA (Quality Assurance) dengan cara melakukan pengujian parameter mutu pada bahan baku, proses produksi dan produk akhir. Untuk pengendalian mutu pada bahan baku, dilakukan pada setiap kedatangan bahan baku gula kristal mentah. Pengendalian mutu awal juga dilaukan oleh perusahaan shipping gula kristal mentah sebelum gula kristal mentah diterima oleh pemesan. Adapun parameter yang dikendalikan pada gula kristal mentah ini adalah tingkat warna, derajat polarisasi, abu konduktiviti, kandungan gula reduksi dan susut pengeringan. Hasil pengujian dari parameter mutu disamping kemudian dibandingkan dengan standar mutu gula kristal mentah SNI 3140.1:2008. Untuk pengujian parameter mutu pada gula kristal mentah didasarkan pada SNI gula mentah 3140.1:2008. Pengujian ini dilakukan di Laboratorium departemen QA. Pada bagian proses produksi, pengendalian mutu dilakukan pada sampel gula kristal rafinasi (sugar in process). Sampel gula yangh di ambil adalah raw liquor, carbonator liquor, fine liquor dan thick liquor. Raw Liquor adalah larutan gula yang dihasilkan dari proses pelelehan atau melting. Pengujian raw liquor diperlukan untuk mengetahui tingkat kekentalan dan warna yang dimiliki sehingga dapat diketahui tingkat efisiensi dari proses afinasi. Proses afinasi dikategorikan efisien apabila terjadi penurunan warna larutan pada raw liquor. Carbonator liquor adalah larutan gula yang dihasilkan dari proses karbontasi, pengujian hasil proses karbontasi ini diperlukan untuk mengetahui tingkat CRB. CRB adalah rasio antara banyaknya kapur (CaCO3) yang terendapkan oleh adanya penambahan susu kapur pada proses karbontasi. Pengujian ini bertujuan untuk menentukan tingkat efektivitas dan efisiensi dari proses karbontasi yang ditandai oleh banyaknya endapan kapur pada saat proses karbontasi. Proses karbontasi dikategorikan efektif dan efisien apabila nilai CRB yang diperoleh minimal 85. Apabila kurang dari 85 maka kinerja rotary leaf filter pada proses filtrasi akan lebih berat karena derajat warna pada gula tidak menurun. Proses
12
karbontasi akan dikatakan berhasil jika dapat menurunnkan derajat warna sebesar 50%-60% dari derajat warna semula dan larutan gula memiliki kandungan kapur serta tingkat kekeruhan yang tinggi. Fine Liquor adalah larutan gula yang dihasilkan dari proses dekolorisasi. Pengujian fine liquor diperlukan untuk melihat kekentalan, pH dan warna larutan. Hal ini diperlukan untuk mengetahui efisiensi proses dekolorisasi. Proses dekolorisasi dikategorikan efisien apabila terjadi penurunan warna menjadi 600 IU. Kekentalan dan pH diperlukan untuk melihat kestabilan larutan gula selama proses produksi. Thick Liquor adalah larutan gula yang dihasilkan dari proses evaporasi. Pengujian thick liquor ini dilakukan pada parameter kekentalan dan derajat brix yang dimiliki. Hal tersebut diperlukan untuk mengetahui tingkat efisiensi proses evaporasi. Proses evaporasi dikategorikan efisien jika terjadi peningkatan derajat brix dan kekentalan karena berkurangnya kadar air didalam larutan. Derajat brix didapatkan dari penjumlahan derajat polarisasi dan komponen non gula (air). Derajat brix merupakan tingkat kemurnian dari gula. Pengambilan sampel gula ini dilakukan setiap strike. Strike adalah satu kali masakan gula kristal rafinasi di vacum pan. Pada umumnya, satu strike terjadi pada jam ganjil. Pada produk akhir dilakukan dengan mengendalikan parameter polarisasi, gula reduksi, susut pengering, warna larutan, kadar abu, sedimen, kadar SO2, timbal, tembaga, arsen, angka lempeng total, kapang dan khamir. Parameter untuk produk gula kristal rafinasi ini dibedakan berdasarkan kualitas gula rafinasi yakni R1 dan R2. Adapun proses pengujian parameter mutu di atas dilakukan oleh departemen QA dengan cara membandingkan hasil pengujian dengan standar mutu gula kristal rafinasi SNI 0133140.2:2006. Untuk cara pengujian mengacu pada SNI 01-33140.2:2006. Jika hasil pengujian tidak sesuai dengan standar mutu produk gula kristal rafinasi maka gula kristal rafinasi yang dihasilkan akan diproses ulang.
13
2.5 Metode Pengujian Mutu Produk Dalam hal pengendalian mutu bahan baku dan produk dilakukan beberapa pengujian terhadap gula kristal mentah, sugar in process dan gula kristal rafinasi. Dalam mengendalikan mutu ketiga jenis bahan dilakukan metode pengujian untuk terhadap gula kristal mentah, sugar in process dan gula kristal rafinasi didasarkan pada SOP perusahaan yang di adopsi dari SNI. Hasil dari pengujian ini kemudian dibandingkan dengan SOP dan standar mutu yang berlaku di perusahaan Adapun metode pengujian mutu sebagai berikut : a. Polarisasi Polarisasi adalah pemutaran bidang polarisasi sinar atau cahaya oleh larutan gula dimana besarnya sudut putar bidang polarisasi bergantung pada jenis dan konsentrasi gula. Angka polarisasi menunjukan kemurnian larutan gula. Besarnya polarisasi dinyatakan dalam
O
Z
(Derajat Sucrose International) pada suhu 20OC. Untuk menentukan besarnya derajat polarisasi maka digunakan alat polarimeter. b. Gula Reduksi Penentuan kadar gula yang mengalami reduksi ini merupakan akibat dari proses pemanasan. Besarnya kadar gula reduksi didasarkan pada banyaknya volume EDTA yang digunakan untuk titrasi. Semakin banyak volume EDTA yang digunakan maka kadar gula reduksi semakin sedikit dan begitu sebaliknya. c. Warna Larutan Pengujian warna larutan ini dilakukan dengan cara penentuan derajat warna dari larutan gula. Hasil dari pengujian warna ini berupa nilai ICUMSA Colour yang merupakan besarnya absorbansi indeks. Besarnya angka colour menunjukan derajat kejernihan gula, semakin kecil angka colour yaitu ICUMSA UNIT (IU) menunjukan bahwa larutan gula semakin jernih, sebaliknya semakin besar angka colour yaitu ICUMSA UNIT (IU) menunjukan larutan gula semakin kuning bahkan kecoklatan.
14
d. Kadar Abu Kadar abu yang di ukur adalah kadar garam mineral dalam larutan gula. Hasil yang didapatkan dari uji kadar abu ini adalah nilai ash conductivity. Nilai ash conductivity didapatkan dengan cara ekuivalen conductivity larutan gula terhadap conductivity pembanding yang dikalikan dengan faktor koreksi. Banyaknya abu mengindikasikan banyaknya zat pengotor anorganik dalam gula e. Sedimen Pengujian sedimen ini digunakan untuk menentukan besarnya kadar endapan yang terlarut dalam larutan gula. Dalam menetukan besarnya sedimen didasarkan pada sedimen yang tertahan pada kertas saring. Besarnya sedimen (endapan) yang ditimbulkan pada saat gula dilarutkan berpengaruh besar pada kualitas gula yang diproduksi, khususnya untuk proses penggunaan gula selanjutnya. Sedimen yang terkandung dalam gula sangat tidak diharapkan dalam proses pembuatan produk minuman dan makanan. f. Kadar Air Moisture (kadar air) yang terkandung dalam gula, baik gula kristal mentah maupun gula kristal rafinasi sangat berpengaruh terhadap kualitas gula tersebut. Moisture yang tinggi akan menyebabkan gula basah dan menggumpal yang akan mengakibatkan kerusakan mutu. Disamping itu sebagai akibat dari gula yang basah akan menyebabkan penguapan zat-zat volatil dan mudah menjadi lembab. Metode untuk menentukan kadar air terbagi menjadi dua yaitu metode moisture analyzer menggunakan alat halogen analyzer dan metode oven. g. Penentuan Angka Lempeng Total (ALT) dan Kapang Penentuan angka lempeng dan kapang dilakukan dengan metode total plate count yaitu dengan menghitung jumlah koloni yang dapat tumbuh dalam media nutrien yang telah di inkubasi.
15
h. Ukuran Partikel Produk Pengujian ini dilakukan untuk menetukan besar ukuran dan koefisien keseragaman butiran gula. Besarnya ukuran butiran gula serta keseragaman butiran gula merupakan tolok ukur dalam menetukan kualitas produksi disamping kualitas warna gula itu sendiri. Untuk menentukan ukuran partikel gula kristal ini digunakan alat sieve shaker dimana untuk ukuran halus dan medium dibedakan set sievenya.
16
BAB III ALAT PROSES DAN INSTRUMENTASI
3.1 Mesin dan Peralatan Produksi Mesin dan peralatan dalam suatu industri merupakan salah satu bagian penting yang menjadi penunjang berjalannya proses produksi. Sehingga pemakaian dan perawatannya perlu dilakukan sesuai dengan fungsi dan karakteristik mesin agar dihasilkan produk yang berkualitas. PT. Duta Sugar International menggunakan mesin dan peralatan yang telah sesuai dengan karakteristik baik bahan baku maupun hasil produksi. Berikut merupakan mesin dan peralatan yang digunakan oleh PT. Duta Sugar International: 1. Bucket Elevator Bucket Elevator ini merupakan salah satu alat transportasi dengan tipe belt conveyor yang digunakan untuk memindahkan gula kristal mentah dari gudang bahan baku menuju sugar scale untuk dilakukan proses produksi. Bucket Elevator ini memiliki kapasitas 350 ton/jam. 2. Sugar Bin Sugar Bin adalah sebuah alat yang digunakan untuk menimbang gula kristal mentah secara otomatis dengan kapasitas 60 ton/jam. Proses penimbangan dilakukan secara otomatis dengan adanya indikator berat pada alat. 3. Mingler Mingler alat yang memiliki bentuk U-horizontal yang digunakan sebagai tempat pengadukan antara gula kristal mentah dengan green syrup. 4.
Centrifuge Centrifuge digunakan untuk melakukan pemisahan larutan gula. Pemisahan dilakukan dengan melakukan proses rotasi dan dengan memanfaatkan adanya perbedaan massa jenis larutan. Pada pemisahaan
17
molasses, larutan gula menempel pada permukaan dinding sedangkan molasses akan berada dibagian tengah Centrifuge. 5.
Melter Melter ini berupa tangki horizontal yang berbentuk U dengan tongkat pengaduk yang bekerja pada kapasitas 70 m3. Alat ini digunakan untuk merubah bentuk gula kristal mentah dari bentuk padat menjadi cair agar mudah untuk dilakukan proses pencampuran dengan bahan pembantu untuk produksi.
6. Raw Liquor Screen Raw Liquor Screen merupakan alat yang digunakan untuk menyaring cairan gula mentah dari bahan padatan yang ikut dalam cairan gula mentah setelah di melting. Raw Liquor Screen ini berbentuk lingkaran yang terbuat dari stainless steel. 7. Carbonator Carbonator merupakan alat dengan bentuk tabung silindris yang digunakan sebagai wadah untuk pencampuran gula kristal mentah dengan kapur cair dan CO2. Carbonator ini memiliki kapasitas 34 m3 yang dilengkapi dengan pompa sentrifugal, pengaduk dan separator. 8. Rotary Leaf Filter Rotary leaf filter ini memiliki bentuk persegi panjang dan lingkaran dengan kapasitas 6 m3 yang digunakan untuk memisahkan antar liquor dengan endapan atau cake berupa kalsium karbonat (CaCO3) dan serat pada liquor dari proses karbontasi. 9.
IER (Ion Exchanger Resin) IER merupakan alat yang digunakan sebagai tempat pertukaran ion kation dan anion antara resin dengan larutan gula. Pertukaran ion ini menyebabkan adanya perubahan warna pada larutan gula.
10. Evaporator Evaporator ini digunakan untuk menguapkan air yang ada didalam larutan gula sebelum memasuki prosess kristalisasi. Tangki evaporator tersebut dari stainless steel dengan kapasitas 550 m3.
18
11. Vacum Pan Vacum pan ini berbentuk silinder horizontal dengan kapasitas 60 m3 yang digerakkan oleh motor. Fungsi dari alat ini adalah untuk mengurangi kadar air pada larutan gula dengan cara vacum sehingga dihasilkan gula kristal rafinasi. 12. Sugar Dryer dan Cooler Sugar dryer dan cooler ini merupakan alat yang digunakan untuk mengeringkan dan mendinginkan gula kristal rafinasi yang telah mengalami proses kristalisasi di vacum pan dengan cara penurunan suhu gula kristal rafinasi. Pada alat ini dilengkapi dengan pemanas udara dan pengatur temperatur udara secara otomatis. Sugar dryer dan cooler ini memiliki kapasitas 50 ton/jam. 13. Vibrating Screen Vibrating screen merupakan ayakan dengan bentuk lempengan horizontal yang digunakan untuk memisahkan gula kristal rafinasi berdasarkan ukurannya. Vibrating screen ini terdiri dari beberapa lapis dan dengan ukuran mesh yang berbeda, semakin ke bawah maka ukuran gula kristal yang didapatkan semakin kecil.
3.2 Tata Letak Ruang Produksi Keberhasilan perusahaan dalam memperoleh profit merupakan salah satu refleksi dari kelancaran proses produksi. Lancarnya proses produksi dipengaruhi oleh pengaturan fasilitas agar diperoleh output yang optimal. Tata letak pabrik berhubungan dengan perancangan dan pengaturan tata letak mesin, peralatan, aliran bahan dan orang-orang yang bekerja di masing-masing stasiun kerja. PT. Duta Sugar International menerapkan tipe tata letak berupa product layout yang dapat dilihat di lampiran 5. Tipe ini mengatur mesin maupun peralatan sesuai dengan urutan proses produksinya. Pada umumnya tipe product layout diterapkan pada perusahaan yang menghasilkan satu jenis produk dalam jumlah besar. Penerapan product layout merupakan keputusan
19
yang tepat karena proses produksi dilakukan secara kontinyu dan skala besar. Tata letak yang telah di atur searah ini merupakan suatu keunggulan.
3.3 Sanitasi dan Hygiene Perusahaan Sanitasi merupakan salah satu cara yang dapat digunakan untuk tetap menjaga dan mempertahankan kualitas produk yang dihasilkan oleh perusahaan. Penerapan sanitasi ini juga dilakukan PT. Duta Sugar International pada bagian produksi dan pengemasan gula kristal rafinasi. Sanitasi ini diterapkan pada pekerja, mesin dan peralatan, serta produk dan lingkungan. Contoh sanitasi yang diterapkan pada pekerja sebagai berikut : a. Dilarang menggunakan perhiasan dalam ruang produksi. Perhiasan yang dimaksud seperti kalung, gelang, anting-anting, bros dan lain-lain. b. Dilarang menggunakan kosmetik dan parfum yang berlebihan. c. Harus menggunakan seragam yang disediakan oleh perusahaan. Sebelum digunakan, seragam harus dicuci terlebih dahulu. Seragam harus diganti dan dicuci setiap hari. d. Pekerja yang memiliki luka di tangan atau lengan bawah harus menutupi lukanya dengan plester tahan air dan sarung tangan. e. Semua orang harus menjaga kesehatannya masing-masing sehingga tidak terserang penyakit tipus, hepatitis yang dapat menulari teman-teman dan mengkontaminasi produk. Kelengkapan yang harus digunakan oleh pekerja saat memasuki ruang produksi terutama ruang packaging diantaranya seragam tertutup, masker penutup hidung dan mulut, penutup kepala dan sepatu khusus. Diruang packaging terdapat tiga tingkatan hygiene, pertama low hygiene dimana tempat area pekerja berkumpul dan sebagai kantor administrasi. Tingkatan kedua adalah medium hygiene dimana tempat para pekerja mengganti pakaian dengan seragam khusus, masker, penutup kepala dan sepatu dimana sebelum masuk ke ruangan medium hygiene, pekerja harus mencuci tangan dengan sabun terlebih dahulu. Terakhir tingkatan ketiga adalah high hygiene tempat dimana gula kristal rafinasi dikemas.
20
BAB IV PENGOLAHAN LIMBAH
4.1 Pengolahan Limbah Pabrik industri PT. Duta Sugar International tidak lepas dari limbah yang dihasilkan dari proses produksi. Limbah yang dihasilkan oleh PT. Duta Sugar International terdiri dari limbah cair, limbah padat dan limbah gas. 1. Limbah Cair Limbah cair yang dihasilkan adalah air sisa pertukaran ion dengan menggunakan resin pada tahap dekolorisasi dan cooler dari vacum pan. Proses pengolahan limbah cair ini dilakukan dengan beberapa tahapan. Untuk limbah air sisa dekolorisasi, langkah pertama yang dilakukan adalah menampung air sisa proses dekolorisasi kedalam bak penampungan yang bertujuan untuk menghomogenkan air sisa proses dekolorisasi dari setiap kali proses. Selanjutnya air sisa proses dekolorisasi ini diturunkan suhunya dengan menggunakan cooling tower selama 15 menit. Kemudian limbah cair ini ditambahkan larutan NaOH untuk memberikan suasana basa pada limbah. Setelah ditambah dengan larutan NaOH, limbah cair ini mengalami proses ozonisasi dengan metode plasma. Proses ozonisasi ini dilakukan dengan cara penambahan larutan H2O2 dan ozon (O3). Proses pengolahan limbah dilanjutkan dengan penambahan karbon aktif pada limbah yang berfungsi untuk memisahkan kandungan organik limbah dan untuk mengikat oksigen sisa dalam limbah. Kemudian limbah cair ini dibawa ke bak penampungan untuk dikontrol pH dan kadar oksigen. Lalu limbah di alirkan kedalam bak ekualisasi dimana limbah cair ini akan disamakan kondisi fisik dan suhu limbahnya. Setelah itu limbah di alirkan kedalam bak aerasi. Didalam bak aerasi ini, ditambahkan bakteri aerob untuk mengikat zatzat organik dalam limbah cair dan oksigen sebagai sumber kehidupan
21
bakteri aerob. Selesai proses aerasi, limbah sisa proses dekolorisasi ini masuk kedalam bak penampungan sementara sebelum dibuang ke laut. Didalam bak penampungan sementara ini dilakukan proses pengecekan kadar COD dan BOD limbah cair. Kadar COD limbah cair PT. Duta Sugar International sebesar 104 mg/l dan kadar BOD sebesar 85 mg/l. Kadar COD dan BOD limbah cair yang dihasilkan tidak melebihi batas baku mutu limbah yamg telah ditetapkan oleh walikota Cilegon. Baku mutu untuk COD dan BOD untuk wilayah Cilegon yaitu untuk COD sebesar 300 mg/l dan untuk BOD sebesar 150 mg/l. Untuk pengujian limbah, PT. Duta Sugar International menggunakan jasa PT. Unilab Perdana. Pengujian limbah yang dilakukan berdasarkan parameter fisika, kimia dan biologi. Untuk limbah cooler ini di olah dengan cara pendinginan saja, dimana air laut yang digunakan untuk cooler ini di alirkan ke dalam bak penampungan untuk penyetaraan suhu air cooler dengan suhu lingkungan. Jika limbah cooler ini telah mencapai suhu lingkungan, limbah air cooler ini akan dibuang ke laut kembali ketika laut dalam keadaan surut. 2.
Limbah Padat Limbah padat yang dihasilkan dari proses produksi gula kristal rafinasi adalah blotong dan debu. Untuk limbah blotong ini dihasilkan dari serat gula kristal mentah yang tertahan pada rotary leaf filter. Dalam pengolahan limbah blotong ini, blotong hanya dijemur dibawah sinar matahari dan dicuci kemudian dijual kepada pihak ketiga untuk dimanfaatkan kembali sedangkan untuk limbah debu dihasilkan dari proses pembakaran batubara didalam boiler. Pengolahan limbah debu ini dilakukan dengan cara yaitu debu dari hasil pembakaran batubara ditangkap oleh alat ESP (Electro Static Precipitatif) yang dipasang didekat boiler. Setelah debu ditangkap oleh alat ESP, debu akan dikumpulkan kedalam silo. Didalam silo ini debu yang masuk akan
22
ditambahkan spray yang bertujuan untuk mengendapkan debu yang ada. Limbah debu ini setelah diendapkan maka siap untuk dijual kepihak ketiga sebab limbah debu hasil pembakaran batubara dapat dijadikan bahan baku untuk industri semen. 3.
Limbah Gas Limbah gas pada proses produksi gula kristal rafinasi berasal dari proses pembakaran batubara didalam boiler. Asap dari hasil pembakaran batubara ini di alirkan melalui saluran penghubung antara boiler dan saluran pembuangan asap yang kemudian diteruskan ke alat ESP yang akan memisahkan debu dengan gas karbondioksida untuk dibebaskan ke udara bebas. Cara kerja dari alat ESP ini adalah dengan cara melewatkan gas buang (flue gas) melalui suatu medan listrik yang terbentuk antara discharge electrode dengan collector plate, flue gas yang mengandung butiran debu pada awalnya bermuatan netral dan pada saat melewati medan listrik, partikel debu tersebut akan terionisasi sehingga partikel debu tersebut menjadi bermuatan negatif. Partikel debu yang bermuatan negatif selanjutnya menempel pada pelat-pelat pengumpul (collector plate). Debu yang dikumpulkan di collector plate melalui suatu getaran (rapping). Debu ini kemudian jatuh ke bak penampung (ash hopper), dan dipindahkan ke fly ash silo dengan cara dihembuskan. Asap hasil pembakaran batubara ini dibebaskan ke udara sebab asap ini telah dipisahkan dengan debu sehingga ketika dibebaskan ke udara kandungan yang terdapat dalam asap hanya CO2 saja.
23
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan Berdasarkan hasil kegiatan kerja praktik mahasiswa di PT. Duta Sugar International dapat tarik kesimpulan sebagai berikut : a. PT. Duta Sugar International merupakan pabrik pengolahan gula kristal
rafinasi dengan tahapan meliputi tahap afinasi, karbonatasi, filtrasi, dekolorisasi, evaporasi dan kristalisasi, sentrifugasi, pengeringan dan pendinginan. b. Pengendalian mutu yang dilakukan PT. Duta Sugar International dilakukan sejak kedatangan bahan baku sampai dengan penyimpanan produk sebelum didistribusikan. c. Pengendalian mutu bahan baku yang dilakukan PT. Duta Sugar International sudah cukup baik, hal tersebut dikarenakan bahan baku yang diterima hanyalah bahan baku yang memenuhi spesifikasi mutu yang ada sehingga dapat menjamin mutu produk yang dihasilkan. d. Pengendalian mutu proses produksi PT. Duta Sugar International telah dilakukan dengan baik. Pengendalian tersebut dilakukan untuk mencegah kegagalan produksi sehingga dapat menghasilkan produk sesuai dengan mutu yang disyaratkan. e. Pengendalian mutu produk akhir PT. Duta Sugar International telah dilakukan dengan baik. Pengendalian tersebut dilakukan dengan analisa terhadap gula rafinasi yang dihasilkan, melakukan pengemasan, dan penyimpanan gula rafinasi yang baik sehingga dapat menjamin mutu produk yang dihasilkan. f. Gula rafinasi yang dihasilkan PT. Duta Sugar International ada dua jenis yaitu R1 dan R2.
24
5.2 Saran Beberapa saran yang dapat disampaikan setelah kegiatan kerja praktik di Industri Pengolahan Gula Rafinasi PT. Duta Sugar International antara lain : a. Perlunya peningkatan kesadaran pemakaian Alat Pelindung Diri (ADP) bagi para pekerja agar dapat memperkecil timbulnya bahaya dan kontaminasi produk oleh pekerja. b. Perlunya Pengolahan Limbah yang baik agar limbah tidak mencemari lingkungan.
25
DAFTAR PUSTAKA
Anonim,
2009.
Macam-macam
Gula
berdasarkan
warna
ICUMSA.
http://www.risvank.com/ Diakses pada 26 Juni 2016 Anonim, 2009. Gula Rafinasi. http://www.disbun.jabarprov.go.id/ Diakses pada 26 Juni 2016 Kartika, B. 1993. Ringkasan Sanitasi Industri. FTP. Yogyakarta : Universitas Gajah Mada. Kasmidjo, R. B. 1999. Sanitasi, Penanganan Limbah dan Lingkungan : Konsep Penanganan Limbah.Yogyakarta: Jurusan TPHP FTP Universitas Gajah Mada. Priono, B.E. 2003. Gula Rafinasi. Lembaga Pendidikan Perkebunan. Yogyakarta. Soekarto, Soewarno T.1990. Dasar-dasar Pengawasan Mutu dan Standarisasi Mutu Pangan.Bogor : Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi IPB
26
ANALISIS PARAMETER CONTROL CARBONATOR DAN EVAPORATOR SERTA EFISIENSINYA PADA PRODUKSI GULA KRISTAL RAFINASI PT. DUTA SUGAR INTERNATIONAL
TUGAS KHUSUS KERJA PRAKTIK Disusun oleh :
1. MERI WULANDARI (3335130197) 2. MUHLISA APRILIA (3335130883)
JURUSAN TEKNIK KIMIA – FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA CILEGON - BANTEN 2016
27
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Raw sugar atau gula kasar merupakan gula yang dihasilkan dari proses pengolahan nira secara defekasi. Gula ini masih mengandung berbagai pengotor sehingga penggunaannya untuk dikonsumsi manusia telah dilarang oleh FDA (Food and Drug Administration). Oleh karena itu, gula kasar tersebut harus melalui tahapan pemurnian agar dapat dikonsumsi oleh manusia atau digunakan sebagai gula berkualitas tinggi untuk industri.Warna pada kristal gula merupakan salah satu aspek yang sangat penting dalam pengawasan mutu (Moerdokusumo, 1993). Terbentuknya warna yang disebabkan oleh pigmen tanaman, reaksi enzimatik, dan reaksi non enzimatik dapat menurunkan kualitas gula. (Achyadi dan Maulidah, 2004). Pada proses pembuatan gula kasar dengan defekasi, penghilangan warna belum berlangsung efektif karena hanya sebagian kecil zat pembentuk warna yang dapat dihilangkan. Selain itu, masih terdapat bahan pengotor, seperti asam amino dan gula pereduksi yang dapat membentuk warna dengan mekanisme reaksi pencoklatan non-enzimatik pada proses penguapan dan pemasakan sehingga zat warna tersebut terkristalkan dalam gula kasar. Oleh karena itu,proses pemucatan gula kasar menjadi sangat penting dalam meningkatkan kualitas gula kristal. (Namiki, 1988) Proses penghilangan bahan pengotor, termasuk zat warna dari larutan gula kasar dengan karbonatasi adalah lebih baik dibandingkan dengan defekasidan sulfitasi (Goutara dan Wijandi, 1975). Dalam karbonatasi, terjadi reaksi pembentukan endapan senyawa kalsium karbonat (CaCO3) oleh kalsium hidroksida (Ca(OH)2) dan gas karbon dioksida (CO2). Senyawa kalsium karbonat akan mengadsorpsi dan mengendapkan bahan-bahan pengotor termasuk zat warna. Peningkatan suhu reaksi akan mempercepat terbentuknya
28
senyawa kalsium karbonat, mempercepat penghilangan bahan pengotor, dan pemucatan larutan gula kasar. Namun, meningkatnya suhu akan menyebabkan terjadinya karamelisasi gula pereduksi dan meningkatnya reaksi Maillard. Selain karena faktor suhu reaksi, efisiensi pencampuran susu kapur dangas CO2 merupakan kebutuhan yang esensial. Oleh karena itu penting sekali menganilisa kinerja optimum dan efisiensi reaktor karbonasi supaya dihasilkan hasil gula yang sesuai dengan peraturan pemerintah. Hasil dari proses pemurnian adalah penguapan. Penguapan dilakukan dalam bejana evaporator.Evaporasi merupakan proses fisis perubahan cairan menjadi uap. Proses evaporasi bertujuan untuk memekatkan larutan yang terdiri dari zat terlarut yang tidak mudah menguap dan pelarut yang mudah menguap. Air merupakan jenis pelarut yang kebanyakan ada pada proses evaporasi. Evaporasi dilakukan dengan menguapkan sebagian dari pelarut sehingga dihasilkan larutan yang pekat dengan konsentrasi yang lebih tinggi. Proses evaporasi di pabrik gula ini bertujuan untuk mengurangi kadar air sehingga diperoleh brix yang lebih tinggi. Melalui proses evaporasi ini diharapkan akan diperoleh sirup glukosa dengan brix 75% , 80%, 82%, dan 85%. Tahap karbonatasi dan penguapan merupakan tahapan penting dalam proses pembuatan gula kristal rafinasi, oleh karena itu perlu dilakukan analisa parameter control carbonatasi dan evaporator untuk mengetahui kualitas produk yang dihasilkan dan mengetahui efisiensi dari masing-masing alat tersebut.
1.2 Perumusan Masalah a. Bagaimana pengaruh parameter control pada carbonator dan evaporator ? b. Berapakah efisiensi dari carbonator dan evaporator ?
29
1.3 Batasan Masalah a. Pengambilan data dilakukan pada shift 1 (pagi) proses pemurnian gula dan penguapan dengan reaktor karbonatasi dan evaporator. b. Jam kerja yang digunakan adalah pukul 08.00 – 16.00 WIB c. Pengamatan alat reaktor karbonatasi dan evaporator dilakukan setiap 1 jam sekali dengan menganalisa parameter form yang telah disediakan oleh PT. Duta Sugar Indonesia.
1.4 Tujuan Tujuan dari menganalisa reaktor karbonatasi dan evaporator ini adalah untuk mengatahui faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja dari reaktor karbonatasi dan evaporator agar berjalan dengan optimum.
30
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Karbonatasi Pada pabrik gula PT. Duta Sugar International proses pemurnian nira dilakukan dengan karbonatasi. Karbonatasi merupakan reaksi yang terjadi akibat interaksi susu kapur (Ca(OH)2) dan gas CO2 membentuk endapan senyawa kalsium karbonat (CaCO3) melalui mekanisme :
𝐶𝑎(𝑂𝐻)2 (𝑙𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑) + 𝐶𝑂2(𝑔𝑎𝑠) → 𝐶𝑎𝐶𝑂3(𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑) + 𝐻2 𝑂(𝑙𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑) Dalam karbonatasi, akan terjadi adsorpsi bahan pengotor, bahan penyebab warna, gum, asam organik, dan lain-lain. Proses ini diawali dengan terbentuknya senyawa intermediet antara sukrosa dan kalsium hidroksida. Sukrosa memiliki karakteristik kimiawi membentuk metal sakarat. Apabila dalam larutan sukrosa diberi metal hidroksida, maka akan terjadi reaksi yang akan membentuk suatu koloid keruh, bersifat gel, atau endapan. Koloid tersebut adalah ikatan sukrosa dengan metal hidroksida, misalnya satu mol sukrosa dengan satu mol kalsium hidroksida (Ca(OH)2) yang dinyatakan dengan rumus C12H22O11.Ca(OH)2, C12H22O11.CaO, dan C12H22O11.Ca (Goutara dan Wijandi, 1975). Sakarat dapat terurai oleh asam, bahkan oleh penambahan asam karbonat yang dihasilkan oleh pemberian gas CO2. sakarat diberi perlakuan dengan penambahan sedikit asam karbonat maka akan terbentuk senyawa intermediet (Mathur, 1978). Senyawa intermediet tersebut bersifat gel yang mempunyai komposisi : . . – Ca – C12H20O11 – Ca – CO3 – Ca - C12H20O11 - Ca – CO3- . . Peningkatan absorpsi gas CO2 dapat meningkatkan kondisi asam dan mengganggu kestabilan senyawa intermediet sehingga senyawa tersebut terurai
31
menjadi sukrosa dan kalsium karbonat. Terbentuknya senyawa kalsium karbonat dapat mengadsorpsi dan mengendapkan bahan pengotor (Goutaradan Wijandi, 1975). Namun, apabila gas CO2 yang ditambahkan berlebih dalam nira maka kalsium karbonat yang telah terbentuk akan kembali menjadi senyawa bikarbonat yang larut. Mekanisme penguraian kalsium karbonat dapat adalah sebagai berikut 𝐶𝑂2 (𝑔𝑎𝑠) + 𝐶𝑎𝐶𝑂3 (𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑) + 𝐻2 𝑂(𝑔𝑎𝑠) ⇔ 𝐶𝑎(𝐻𝐶𝑂3 )2 (𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑) (Mathur, 1978).
2.2 Peralatan Karbonatasi Contoh desain tangki karbonatasi dengan menggunakan pengaduk, tanpa pengaduk, dan dengan sistem plate dan tray kolom dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar 3. Tangki karbonatasi dengan menggunakan pengaduk
32
Gambar 4. Tangki karbonatasi tanpa menggunakan pengaduk
Gambar 5. Sistem plate dan tray kolom
33
Proses pencampuran akan berlangsung secara efisien apabila kontakantara gas CO2 dan susu kapur semakin luas. Fenomena gas hold up ataufraksi gas dalam cairan menggambarkan kondisi pencampuran antara fasa gas dan fasa cairan. Pada kolom gelembung, gas hold up sangat dipengaruhi olehkecepatan gelembung dan waktu tinggal gas dalam cairan (Shirsat et al.,2003).
2.3 Evaporator Evaporator merupakan salah satu alat yang sering digunakan dalam proses perindustrian. Evaporator adalah alat yang digunakan untuk mengevaporasi larutan. Evaporasi sendiri artinya adalah menghilangkan air dari larutan dengan mendidihkan larutan di dalam tabung evaporator. Evaporasi bertujuan untuk memekatkan larutan yang terdiri dari zat terlarut yang tidak mudah menguap dengan pelarut yang mudah menguap. Atau bisa dikatakan bahwa evaporasi adalah proses penguapan. Evaporator berfungsi untuk mengubah sebagian atau keseluruhan pelarut dari suatu larutan dari bentuk cair menjadi uap. Ada empat komponen dasar yang dibutuhkan untuk melakukan penguapan, yaitu sebuah tabung penguapan, sebuah alat pindah panas, sebuah kondensor dan sebuah metode untuk menjaga tekanan vakum. Keempat komponen ini harus diperhatikan dalam merencanakan suatu evaporator. Sistem tekanan vakumnya harus dapat mengalirkan gas yang tidak terkondensasi agar bisa menjaga tekanan vakum yang diinginkan di dalam tabung penguapan. Panas yang cukup harus dialirkan atau diberikan ke produk untuk penguapan sejumlah air yang di inginkan, serta sebuah kondensor yang berguna untuk mengembangkan dan memindahkan uap air yang diprosuksi melalui penguapan. Evaporator mempunyai berbagai macam jenis. Jika kita melihat dari penggunaan evaporator itu sendiri, terdapat tiga metode yang biasa digunakan yaitu : 1.
Single effect evaporation Pada single effect evaporator hanya terdapat satu badan penguapan.
Bahan yang akan dievaporasi masuk ke dalam ruang penguap dan diberi panas
34
steam oleh satu luas permukaan pindah panas. Uap yang dihasilkan dari evaporator tunggal akan menjadi produk buangan. Pada single effect evaporator, energi yang digunakan tergolong besar, sehingga evaporator ini jarang digunakan untuk industri besar seperti gula yang memiliki nilai jual rendah.
Gambar 6. Single effect evaporation
2. Double effect evaporation Uap dari satu evaporator dimasukkan ke dalam rongga uap (steam chest) evaporator kedua, dan uap dari evaporator kedua dimasukkan ke dalam condenser.
35
3. Multiple Effect Evaporation Multiple effect evaporator merupakan peralatan yang dirancang dengan tujuan meningkatkan efisiensi energi dari proses evaporasi yang berlangsung dengan menggunakan energi panas dari uap (steam) untuk menguapkan air. Prinsip dasar dari multiple effect evaporator adalah menggunakan panas atau kalor yang dilepaskan dari proses kondensasi pada evaporator efek pertama untuk memberikan panas bagi efek selanjutnya. Uap yang terbentuk dari separator efek pertama akan memanasi komponen yang sedang berada di unit efek kedua, ketika steam awal (steam langsung) sedang memanasi komponen yang berada pada unit efek pertama. Pada suatu multiple effect evaporator, air dididihkan pada suatu rangkaian wadah (vessel), masing-masingnya dilangsungkan pada tekanan yang lebih rendah dibandingkan dengan unit sebelumnya. Karena titik didih dari air menurun seiring dengan penurunan tekanan, maka uap yang terbentuk dari satu wadah dapat digunakan untuk memanaskan unit berikutnya dan hanya pada vessel pertama, yaitu pada tekanan tertinggi, yangmembutuhkan sumber panas eksternal. Laju uap dan air pendingin bagi unit doubleeffect diperkirakan 50% dibandingkan dengan unit single effect. Jadi,evaporator ini digunakan dalam suatu metode lebih dari satu, seperti misalnya uap dari evaporator kedua dimasukkan ke dalam rongga uap evaporator ketiga, dan berlanjut sampai beberapa evaporasi.
Gambar 7. Multiple Effect Evaporation
36
2.4 Proses Penguapan (Evaporasi) pada Pembuatan Gula Kristal Rafinasi Tujuan dari penguapan ini adalah untuk mengurangi kadar air yang terdapat pada nira encer agar diperoleh nira yang lebih kental, dengan kentalan 60 – 65 % brik. Penguapan ini dilakukan pada temperatur 65 – 110 0C . Setiap evaporator dilengkapi dengan separator atau penyangga (sap vanger) yang berguna untuk menangkap percikan nira yang terbawa oleh uap. Komponen nira encer sebagai hasil kerja proses pemurniaan masih membawa cukup banyak penyusun termasuk air, untuk menguapkan air dalam nira harus diusahakan cara sedemikian rupa sehingga : a. Kecepatan penguapan tinggi (waktunya pendek). b. Tidak terjadinya perusakan gula. c. Tidak akan timbul kerusakan baru untuk proses selanjutnya. d. Cost (harga) yang murah. Proses evaporasi merupakan proses yang melibatkan perpindahan panas dan perpidahan massa secara simultan. Dalam proses ini sebagian air atau solvent akan diuapkan sehingga akan diperoleh suatu produk yang kental (konsentrat). Penguapan terjadi karena cairan akan mendidih dan berlangsung perubahan fasa dari cair manjadi uap. Aplikasi utama dari proses evaporasi dalam industri pangan yaitu : 1.Pra – konsentrasi sebelum bahan diolah lebih lanjut misalnya sebelum spray drying, drum drying, kristalisasi. 2.Mengurangi volume cairan agar biaya penyimpan, trasportasi, dan pengemasan berkurang. 3.Meningkatkan konsentrasi solit terlarut dalam bahan makanan sebagai usaha untuk membantu pengawetan, misalnya dalam pembuatan susu kental manis dan pembuatan gula kristal. Proses penguapan (evaporasi) dilakukan dalam kondisi vakum. Tujuan penguapan dalam keadaan vakum adalah menghindari kerusakan sukrosa akibat suhu yang tinggi, menghemat penggunaan uap bahan bakar karena memasukkan
37
satu satuan uap dapat menguapkan air sebanyak 5 kali, menurunkan titik didih nira sehingga tidak terbentuk karamel hal ini dilakukan agar sukrosa yang terkandung dalam nira tidak rusak. Proses evaporasi dilakukan beberapa kali dengan menggunakan perbedaan suhu dan tekanan. Pada evaporasi tahap awal menggunakan suhu tinggi dengan tekanan rendah. Memasuki tahap evaporasi selanjutnya, suhu bertahap diturunkan dan tekanan bertahap dinaikkan. Selama proses berlangsung temperatur dari masing – masing evaporator berbeda –beda. Untuk menghemat panas yang diperlukan maka media panas untuk evaporator I digunakan uap bekas yang berasal dari pressure vessel, sedangkan media pemanas evaporator yang lain memamfaatkan kembali uap yang terbentuk dari evaporator sebelumnya, hal ini disebut vapour temperature pada evaporator I sebesar 110 C dan berangsur – angsur turun sampai temperatur 50 – 55 0C pada evaporator II. Hal ini dapat dilakukan dengan jalan menurunkan tekanan yang berbeda - beda dari evaporator I sampai dengan evaporator II. Uap yang mengalir dari evaporator I ke evaporator II disebabkan pada evaporator I setelah masuk kedalam bagian shell pada evaporator II akan melepaskan panas sehingga mengembun. Terkondensasinya uap menyebabkan terjadinya penurunan tekanan dalam shell sehingga uap air nira evaporator I dapat mengalir ke evaporator II dan seterusnya.Peristiwa mengalirnya nira dari evaporator I ke evaporator II disebabkan oleh adanya perbedaan tekanan vakum pada masing – masing evaporator. Nira encer yang masuk pada setiap evaporator akan bersikulasi sampai mencapai titik tertentu dan secara otomatis valve akan terbuka sehingga nira mengalir menuju evaporator selanjutnya. Perbedaan tekanan pada masing – masing evaporator akan mengakibatkan nira mengalir secara otomatis dari badan I ke badan berikutnya. Nira yang masuk pada tiap – tiap badan evaporator akan bersikulasi hingga mencapai kepekatan tertentu. Kemudian secara otomatis kutup (valve) akan terbuka dan nira mengalir kebadan berikutnya. Demikian seterusnya sampai pada badan evaporator terakhir dengan kepekatan 65 %. Nira kental yang telah melewati proses penguapan (evaporating) ini kemudian di alirkan ke stasiun masakan untuk proses kristalisasi. Penguapan air sampai brik 65 dipilih agar dicapai konsentrasi
38
yang mendekati jenuh sehingga dalam proses kristslisasi tinggal melaksanakan pengkristalan saja. Sedangkan dalam proses penguapan tidak hanya terjadi penguapan air saja tetapi juga berbagai reaksi bahan – bahan penyusan nira (reaksi pembentukan zat warna) yakni warna yang agak gelap dari nira kental.
39
BAB III METODOLOGI
3.1 Metode Pelaksanaan Kerja Praktik Pelaksanaan kegiatan magang mahasiswa yang dilaksanakan di PT. Duta Sugar International ini menggunakan metode antara lain : 1. Metode Interview Hal
ini
dapat
dilakukan dengan wawancara langsung dengan
pihakperusahaan yang meliputi manager, karyawan ataupun tenaga-tenaga lain yang terkait untuk memperoleh data yang diinginkan. 2. Metode Observasi Hal ini dilakukan dengan cara pengamatan langsung terhadap obyek yang dipelajari. 3. Metode Pengambilan data secara langsung Hal ini dilakukan dengan ikut serta secara langsung dalam proses produksi (terdapat dalam lampiran 3). 4. Penelusuran Pustaka Data ini diperoleh dari sumber-sumber yang berkaitan dengan obyek atau masalah yang dipelajari, yang meliputi buku-buku literature, buku pedoman perusahaan, materi kuliah yang mendukung dan melengkapi semua data yang diinginkan, meliputi proses produksi, mesin dan peralatan produksi, utilitas, pengendalian mutu, pengemasan dan lain-lain.
40
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pembahasan Analisa Parameter Control pada Carbonatasi Gula kasar yang digunakan dalam penelitian ini merupakan bahan baku untuk pembuatan gula rafinasi pada PT. Duta Sugar Indonesia, Cilegon-Banten. Karakterisasi gula kasar dilakukan untuk mengetahui karakteristik gula kasar tersebut pada larutan 12% gula kasar. Parameter yang dianalisa adalah kadar abu, kadar protein, tingkat kemurnian (polarisasi), tingkat warna, gula pereduksi, dan kejernihan. Untuk kadar air, analisa dilakukan dalam bentuk kristal gula kasar. Hasil analisis karakteristik gula kasar disajikan pada tabel berikut : Tabel 5. Karakteristik gula kasar NO.
Parameter
Satuan
Hasil Analisis
SNI
Sekretariat Dewan Gula Indonesia (1996)
1.
Kadar air (Kristal)
% b/b
0,03
-
0,3
2.
Kadar abu
% b/b
0,03
Maks
0,3
0,5 3.
Kadar protein
% b/b
0,01
-
-
4.
Tingkat
°Z
96
Min 95
98
Kemurnian Polarisai)
7
5.
Tingkat warna
IU
1652
Min 600
s/d 4000
6.
Gula pereduksi
% b/b
0,198
-
s/d 0,4
%T
89,88
Kejernihan
-
-
Sumber : SNI 01-3140.1-2001 Sekretariat Dewan Gula Indonesia
41
Berdasarkan Tabel 5, gula kasar yang digunakan dalam penelitian ini memiliki kadar air sebesar 0.03%. Nilai kadar air ini telah memenuhi standar Sekretariat Dewan Gula Indonesia, yaitu 0.3%. Kadar air dalam gula kasar mempengaruhi sifat tahan lama dalam penyimpanan. Semakin tinggi kadar airgula kasar dapat menjadi sarana untuk pertumbuhan mikroorganisme sehingga kerusakan sukrosa dapat terjadi. (James dan Chung, 1993) Kadar abu gula kasar berdasarkan Tabel 5 adalah 0.03%. Nilai kadar abu gula kasar telah memenuhi Standar Nasional Indonesia, yaitu 0.5% dan standar Sekretariat Dewan Gula Indonesia, yaitu 0.3%. Semakin tinggi kadar abu, maka akan menyebabkan masalah melasigenik, yaitu peningkatan kadar sukrosa dalam tetes dimana sukrosa akan membentuk senyawa metal sakarat dengan ion logam yang larut dalam air. Berdasarkan Tabel 5, kadar protein gula kasar sebesar 0.01%. Adanya senyawa bernitrogen dalam kristal gula kasar di identifikasi merupakan senyawa asam amino dan senyawa hasil reaksi Maillard yang memberikan warna kuning hingga coklat. Di lain pihak, senyawa hasil reaksi Maillard, yaitu polimer melanoidin bersifat karsinogenik dan merugikan kesehatan (Apriyantono, 2002). Oleh karena itu, gula kasar belum layak dikonsumsi manusia (Anonim, 2007) sehingga senyawa bernitrogen dalam gula kasar harus dihilangkan. Tingkat kemurnian (polarisasi) gula kasar adalah 96°Z. Berdasarkan Tabel 5, nilai tersebut telah memenuhi Standar Nasional Indonesia, yaitu 95°Z, tetapi belum memenuhi standar Sekretariat Dewan Gula Indonesia, yaitu 98°Z. Tingkat kemurnian gula kasardipengaruhi oleh bahan pengotor termasuk zat penyebab warna yang terperangkap dalam kristal gula kasar. Semakin tinggi tingkat kemurnian gula kasar maka bahan pengotor termasuk zat penyebab warna akan semakin rendah. Kondisi tersebut akan memudahkan proses pemurnian. (James danChung, 1993) Warna gula kasar berdasarkan Tabel 5 sebesar 1652 IU. Nilai tersebut telah memenuhi Standar Nasional Indonesia, yaitu minimal 600 IU, dan standar Sekretariat Dewan Gula Indonesia, yaitu kurang dari 4000 IU. Tingkat warna kristal gula dipengaruhi oleh bahan pengotor yang dapat memberikan warna.
42
Bahan pengotor tersebut di identifikasi sebagai senyawa hasil karamelisasi dan reaksi Maillard yang memberikan warna kuning hinggacoklat. Selain itu, pigmen warna antosianin dapat pula memberikan warna kuning dalam gula kasar (Mathur, 1978). Oleh karena itu, penghilangan senyawa penyebab warna menjadi sangat penting dalam meningkatkan kualitas gula kasar dan meningkatkan tingkat kemurnian sukrosa. Berdasarkan Tabel 5, gula kasar memiliki kadar gula pereduksi sebesa r0.198%. Nilai tersebut menunjukkan kadar gula pereduksi telah memenuhi standar Sekretariat Dewan Gula Indonesia, yaitu 0.4%. Adanya gula pereduksi diduga bahwa gula pereduksi terperangkap dalam proses pembentukan Kristal gula kasar selama kristalisasi. Gula pereduksi akan mengganggu karbonatasi dikarenakan proses pencoklatan non-enzimatik secara karamelisasi dan reaksi Maillard dengan asam amino. Kejernihan gula kasar berdasarkan Tabel 5 adalah 89.88%T. Nilai tersebut menunjukkan masih terdapatnya bahan pengotor dalam gula kasar. Semakin tinggi kejernihan gula kasar menunjukkan semakin rendah bahan pengotor yang terlarut dalam larutan gula.
4.1.1 Pengaruh temperatur terhadap penurunan derajat warna gula kasar Proses pemucatan gula kasar secara karbonatasi dengan menggunakan reaktor dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu. Faktor tersebut
% Penurunan derajat warna
dapat dioptimalkan, sehingga dapat mengurangi warna larutan gula kasar. 85 80 75 70 65 60 70
70.5 71.5 Temperatur (ᵒC)
72.5
Gambar 8. Grafik pengaruh suhu terhadap % penurunan derajat warna
43
Berdasarkan gambar 8 dapat diketahui bahwa suhu merupakan faktor yang berpengaruh pada proses penurunan warna larutan gula kasar. Semakin tinggi suhu pada proses reaksi menyebabkan tingkat warna larutan gula hasil karbonatasi semakin menurun yang ditunjukkan oleh perubahan derajat warna pada fine liquor. Proses penurunan warna larutan gula ditandai oleh penurunan tingkat warna pada larutan gula setelah melalui karbonatasi dengan menggunakan karbonator. Peningkatan suhu akan mempercepat karbonatasi untuk membentuk endapan kalsium karbonat (CaCO₃). Senyawa tersebut dapat mengikat dan mengendapkan bahan pengotor termasuk zat penyebab warna. Namun, peningkatan suhu reaksi dapat pula meningkatkan reaksi pencoklatan non enzimatik secara karamelisasi dan reaksi Maillard. Hal ini disebabkan karena peningkatan suhu akan mempercepat terjadinya reaksi ionik antara ion kalsium (𝐶𝑎2+ ) dan ion karbonat (𝐶𝑂32− ) membentuk endapan kalsium karbonat (CaCO₃). Hal tersebut dibuktikan oleh kadar gula pereduksi yang semakin rendah setelah karbonatasi dengan menggunakan karboantor. Selain itu, terjadi pula pengikatan dan pengendapan senyawa yang diduga sebagai senyawa antosianin dimana senyawa antosianin dapat dihilangkan dengan karbonatasi (Mathur, 1978). Mekanisme pengikatan dapat terjadi dengan cara menjerat bahan pengotordalam kristal karbonat, mengadsorpsi bahan pengotor pada permukaan Kristal dalam bentuk ikatan van der waals atau mempresipitasi bahan pengotor tersebut sebagai senyawa yang tidak larut (Chen dan Chou, 1993). Penurunan tingkat warna tidak terlalu tajam pada saat suhu 7172ᵒC. Hal ini terjadi karena dengan kenaikan suhu reaksi dari 70ᵒC menjadi 7172ᵒC, selain mempercepat pembentukan kalsium karbonat dan mengadsorpsi bahan pengotor, dimungkinkan terbentuknya hasil reaksi karamelisasi gula pereduksi dan reaksi Maillard antara protein dan gula pereduksi. Reaksi yang lambat pada suhu rendah menyebabkan penambahan gas CO₂ yang tidak berlebih, sehingga endapan kalsium karbonat tidak larut menjadi senyawa kalsium bikarbonat, peningkatan suhu reaksi akan menyebabkan peningkatan reaksi karbonatasi yang ditunjukkan dengan menurunnya tingkat
44
warna dan akan kembali menurun setelah melewati kondisi optimum. Hal tersebut disebabkan terjadinya karamelisasi dan reaksi Maillard gula pereduksi dengan senyawa asam amino. Pada setiap kondisi suhu, peningkatan laju alir cairan akan menyebabkan tingginya kontak reaksi antara gas karbon dioksida dengan larutan gula yang telah ditambah susu kapur sehingga menyebabkan penurunan tingkat warna.
Pengaruh pH terhadap penurunan derajat warna gula kasar
% Penurunan Derajat Warna
4.1.2
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 9
9.2
9.4
9.6
9.8
10
pH
Gambar 9. Grafik pengaruh pH terhadap % penurunan derajat warna Berdasarkan gambar 9 grafik
pengaruh suhu terhadap % penurunan
derajat warna , dapat diketahui bahwa pH merupakan faktor yang berpengaruh pada proses penurunan warna larutan gula kasar. Hal tersebut dapat dilihat dengan rentang pH yang sesuai standart yaitu >9, dimana pada pH 9 memiliki nilai % penurunan warna yang tinggi yaitu 83,912%. Pada proses karbonatasi, pH dan suhu dikondisikan supaya tidak menyebabkan endapan CaCO₃ kembali melarut menjadi senyawa kalsium bikarbonat. Selain itu, reaksi karamelisasi gula akan lebih cepat pada suasana basa (Shallenberger dan Birch, 1975). Semakin meningkat pH, maka proses karamelisasi gula akan meningkat secara cepat (Hodge, 1953).
45
Pengaruh pH terhadap kandungan gas CO₂
Kandungan gas CO₂
4.1.3
6.85 6.8 6.75 6.7 6.65 6.6 6.55 6.5 6.45 6.4 6.35 9
9.2
9.4
9.6
9.8
10
pH
Gambar 10. Grafik Pengaruh pH terhadap kandungan gas CO2 Pencampuran gas CO₂ dengan larutan gula kasar yang mengandung susu kapur mempengaruhi terjadinya reaksi karbonatasi. Namun, peningkatan gas CO₂ dalam cairan, setelah melewati titik keseimbangan maka endapan CaCO₃ yang telah terbentuk akan kembali melarut dengan membentuk senyawa kalsium bikarbonat dan menghambat karbonatasi. Selain karena faktor suhu reaksi, efisiensi pencampuran susu kapur dan gas CO2 merupakan kebutuhan yang esensia. (Mathur, 1978) Selama ini, gas CO2 di absorpsikan dalam bentuk gelembung hal tersebut bertujuan untuk meningkatkan gas hold up (Shirsat etal., 2003), sehingga gas CO₂ lebih banyak berada dalam larutan gula dan kontak antara gas CO₂ dengan larutan gula yang mengandung susu kapur akan semakin meningkat. Namun, tangki karbonatasi yang ada saat ini masih kurang efisien karena masih banyak gas CO₂ yang tidak terabsorpsi ke dalam larutan gula dan terbuang sehingga proses pencampuran kurang baik serta kurang menghemat energi. (Mandal et al., 2005) Semakin banyak gas CO2 yang terabsorpsi dapat menyebabkan kalsium karbonat yang telah terbentuk akan kembali membentuk senyawa kalsium bikarbonat (Ca(HCO3)2) yang larut dan hal tersebut akan menghambat
46
karbonatasi (Mathur, 1978). Peningkatan absorpsi gas CO2 dapat meningkatkan kondisi asam dan mengganggu kestabilan senyawa intermediet sehingga senyawa tersebut terurai menjadi sukrosa dan kalsium karbonat. Terbentuknya senyawa kalsium karbonat dapat mengadsorpsi dan mengendapkan bahan pengotor (Goutaradan Wijandi, 1975). Namun, apabila gas CO2 yang ditambahkan berlebih dalam larutan gula kasar maka kalsium karbonat yang telah terbentuk akan kembali menjadi senyawa bikarbonat yang larut. Mekanisme penguraian kalsium karbonat dapat dilihat pada persamaan: 𝐶𝑂2 (𝑔𝑎𝑠) + 𝐶𝑎𝐶𝑂3 (𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑) + 𝐻2 𝑂(𝑔𝑎𝑠) ⇔ 𝐶𝑎(𝐻𝐶𝑂3 )2 (𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑) (Mathur, 1978). Proses pencampuran gas CO2 dan larutan gula yang telah ditambah susu kapur untuk membentuk endapan kalsium karbonat, senyawa tersebut dapat mengikat dan mengendapkan bahan pengotor yang disebabkan karamelisasi dan reaksi Maillard.
Tabel 6. Dialy report karbonator pada minggu ke 2
Flow Rate Ph SUHU (◦C) LD ◦CRB CO₂ colour brix Time Raw Liq Lime Milk CARB CARB CARB CARB CARB CARB Content #2 #1 #2 #1 #1 % raw liquor fine liquor #1 #2 (M³/Hr) (M³/Hr) #1 STANDARD >9 . 0 7 .0 - 8.5 Max 80 Max 85 13 juni 54.111 1.533 9.218 7.533 71.444 81.333 0.616 94.898 6.617 1672 342 62.46 14 juni 64.667 2.033 9.72 7.762 70.667 80.667 0.602 90.958 6.518 2020 546 62.07 15 juni 66.25 2.387 9.693 8.07 71.111 80.667 0.631 91.114 6.238 2665 829 63.37 16 juni 58.333 1.877 9.576 7.883 70.444 80.444 0.642 93.761 6.464 2094 690.333 60.94 17 juni 63.556 2.189 9.657 8.222 70.444 80.222 0.643 92.873 6.806 1579 357.778 61.693
% penurunan warna
61.21 63.38 62.498 60.42 60.12
Carbonator liquor adalah larutan gula yang dihasilkan dari proses karbonatasi, pengujian hasil proses karbonatasi ini diperlukan untuk mengetahui tingkat CRB. CRB adalah rasio antara banyaknya kapur (CaCO3) yang terendapkan oleh adanya susu kapur pada proses karbonatasi. Proses karbonatasi dikategorikan efektif dan efisien apabila nilai CRB yang diperoleh minimal 85. Nilai CRB pada PT. Duta Sugar International yaitu > 90 sehingga dapat dikatakan bahwa proses karbonasi berjalan dengan baik . Apabila kurang dari 85
79.434 72.908 69.384 66.993 77.339
47
maka kinerja rotary leaf filter pada proses filtrasi akan lebih berat karena derajat warna pada gula tidak menurun. Proses karbonatasi akan dikatakan berhasil jika dapat menurunkan derajat warna sebesar 50%-60% dari derajat warna semula dan larutan gula memiliki kandungan kapur serta tingkat kekeruhan yang tinggi. Nilai efisiensi dari proses karbonasi dapat dianalisa dari data perubahan warna raw liquor dengan fine liquor, dimana proses karbonasi dikatakan efektif jika dapat menurunkan derajat warna raw liquor, sedangkan penggunaan reaktor karbonatasi dengan pengaduk dantanpa pengaduk hanya memiliki efisiensi 7585%. (Meinert, 2007)
4.2 Pembahasan Analisa Parameter Control pada Evaporator Dalam kerja praktik ini dilakukan analisa parameter control, dimana dalam produksi gula kristal rafinasi ini terdapat 2 evaporator dalam proses produksinya. 4.2.1
Pengaruh Brix (OZ) terhadap Kadar Air pada Evaporator 1 dan Evaporator 2 Berikut merupakan grafik pengaruh brix terhadap kadar air pada
evaporator 1 dan evaporator 2 :
Evaporator 2
42
33
41
32
Kadar Air (%)
Kadar Air (%)
Evaporator 1
40 39 38 37
31 30 29 28
58.5 59 59.5 60 60.5 61
67.7 68.2 68.7 69.2 69.7 70.2
BRIX (oZ)
BRIX (oZ)
Gambar 11. Grafik pengaruh brix (oZ) terhadap kadar air pada evaporator 1 dan evaporator 2 Brix adalah jumlah zat padat semu yang larut (dalam gr) setiap 100 gr larutan. Jadi misalnya brix nira = 16, artinya bahwa dari 100 gram nira, 16 gram merupakan zat padat terlarut dan 84 gram adalah air. Untuk mengetahui
48
banyaknya zat padat yang terlarut dalam larutan (brix) diperlukan suatu alat ukur, baik buruknya kualitas nira tergantung dari banyaknya jumlah gula yang terdapat dalam nira. Untuk mengetahui banyaknya gula yang terkandung dalam gula lazim dilakukan analisa brix dan pol. Kadar pol menunjukkan resultante dari gula (sukrosa dan gula reduksi) yang terdapat dalam nira (Risvank, 2011). Brix juga merupakan zat padat kering terlarut dalam suatu larutan yang dihitung sebagai sukrosa. Zat yang terlarut seperti gula (Sukrosa, glukosa, fruktosa, dan lain-lain), atau garam-garam klorida atau sulfat dari kalium, natrium, kalsium, dan lain-lain merespon dirinya sebagai brix dan dihitung setara dengan sukrosa. Satuan brix merupakan satuan yang digunakan untuk menunjukkan kadar gula yang terlarut dalam suatu larutan. Semakin tinggi derajat brixnya maka semakin manis larutan tersebut. Sebagai contoh kasus dalam pengolahan nira bahwa nilai brix adalah gambaran seberapa banyak zat padat terlarut dalam nira. Di dalam padatan terlarut tersebut terkandung gula dan komponen bukan gula. Sebagai gambaran, bila diperoleh nilai brix 17% maka dalam setiap 100 bagian nira terdiri dari 17 bagian brix dan 83 bagian air (Bambang, 2011). Pada gambar 11 dapat diketahui bahwa brix berbanding terbalik dengan kadar airnya, semakin besar brix maka semakin sedikit kadar airnya. Hal ini dikarenakan evaporasi bertujuan menurunkan kadar air dan meningkatkan brix. Semakin kecil kandungan air bahan maka brix bahan akan semakin tinggi. Peningkatan brix ini bertujuan untuk mempermudah dan mempercepat proses kristalisasi yang terjadi dalam vacuum pan (Baikow, 1978).
49
4.2.2
Pengaruh Brix (OZ) terhadap Colour (IU) pada Evaporator 1 dan Evaporator 2 Berikut merupakan grafik pengaruh brix terhadap colour pada
evaporator 1 dan evaporator 2 :
Evaporator 2
600
700
500
600
COLOUR (IU)
COLOUR (IU)
Evaporator 1
400 300 200 100 0
500 400 300 200 100 0
58.5 59 59.5 60 60.5 61
67.7 68.2 68.7 69.2 69.7 70.2
BRIX (oZ)
BRIX (oZ)
Gambar 12. Grafik pengaruh brix (oZ) terhadap colour (IU) pada evaporator 1 dan evaporator 2 Gambar 12 merupakan grafik pengaruh nilai brix terhadap colour pada evaporator 1 dan evaporator 2. Pada grafik tersebut dapat diketahui bahwa nilai brix berbanding terbalik dengan nilai colour yaitu semakin besar nilai brix maka semakin kecil nilai colournya. Hal ini dikarenakan nilai colour disini menggunakan satuan ICUMSA (International Commission for Uniform Methods of Sugar Analysis) dimana nilai ICUMSA yang lebih kecil menunjukan tingkat kemurnian gula yang semakin tinggi (ICUMSA Methods Book, 1994). Dalam grafik tersebut juga dapat dilihat bahwa evaporator 2 lebih baik dari evaporator 1, hal ini dapat dilihat dari evaporator 2 mengalami peningkatan nilai brix, karena evaporator 2 merupakan keluaran evaporator 1 yang di olah kembali agar mendapat hasil yang di inginkan yang sesuai dengan standar SNI agar dapat dilanjutkan ke proses kristalisasi. Pada proses evaporasi di PT. Duta Sugar International bertujuan untuk menurunkan kadar air nira/ larutan gula ( fine liquor ) dari 75% menjadi 60% sedangkan nilai brix yang diharapkan adalah 60-700Z.
50
4.2.3 Pengaruh Brix (OZ) terhadap Temperatur Body (OC) pada Evaporator 1 dan Evaporator 2 Berikut merupakan grafik pengaruh brix terhadap temperatur body pada evaporator 1 dan evaporator 2 :
Evaporator 2
Evaporator 1 63
TEMPERATUR (oC)
TEMPERATUR (oC)
100 98 96 94 92 90 88
62 61 60 59 58
86 58.5
59
59.5
60
60.5
61
67.7 68.2 68.7 69.2 69.7 70.2
BRIX(oZ)
BRIX(oZ)
Gambar 13. Grafik pengaruh brix (oZ) terhadap temperatur body (oC) pada evaporator 1 dan evaporator 2
Pada gambar 13 merupakan grafik pengaruh brix terhadap temperatur body pada evaporator 1 dan evaporator 2. Dimana dalam grafik tersebut dapat diketahui bahwa nilai brix berbanding terbalik dengan temperatur body yaitu semakin besar nilai brix maka semakin kecil nilai temperatur body nya. Hal ini dikarenakan evaporator didesain agar beroperasi pada kondisi vaccum. Kondisi vaccum bermanfaat agar temperatur yang digunakan untuk proses penguapan tidak terlalu tinggi yaitu 60-650C. Jika penguapan menggunakan temperatur yang terlalu tinggi menyebabkan kandungan sukrosa pada bahan rusak (McCabe,1985). Larutan gula hasil proses evaporasi disebut thick liquor dimana thick liquor merupakan keluaran larutan gula dari evaporator 2. Thick liquor kemudian dialirkan menuju thick liquor tank. Selanjutnya thick liquor menuju proses kristalisasi pada vaccum pan. Sama hal nya pada penjelasan pada gambar 12 bahwa evaporator 2 lebih baik dari evaporator 1.
51
4.2.4 Pengaruh Brix (OZ) terhadap Tekanan (mmHg) pada Evaporator 1 dan Evaporator 2 Berikut merupakan grafik pengaruh brix terhadap tekanan pada evaporator 1 dan evaporator 2 :
Evaporator 1
Evaporator 2 TEKANAN(mmHg)
TEKANAN(mmHg)
50 40 30 20 10 0 58.5
59
59.5
60
60.5
62 61.5 61 60.5 60 59.5 59 58.5 58
61
BRIX (oZ)
67.7 68.2 68.7 69.2 69.7 70.2
BRIX (oZ)
Gambar 14. Grafik pengaruh brix (oZ) terhadap tekanan (mmHg) pada evaporator 1 dan evaporator 2 Pada gambar 14 merupakan grafik pengaruh brix (oZ) terhadap tekanan (mmHg) pada evaporator 1 dan evaporator 2. Pada grafik tersebut dapat disimpulkan bahwa brix berbanding terbalik terhadap tekanan dimana semakin besar brix maka semakin kecil tekanannya. Tekanan tiap evaporator dibuat kecil ( < 80 mmHg ), hal ini bertujuan agar titik didih larutan nira/gula menurun sehingga dengan kondisi tersebut air yang terkandung dalam nira akan teruapkan pada temperatur yang cukup rendah sehingga diperoleh nilai brix yang lebih tinggi. Seperti penjelasan pada gambar 13 yang merupakan kondisi vaccum dimana kondisi vaccum bermanfaat agar temperatur yang digunakan untuk proses penguapan tidak terlalu tinggi yaitu 60-650C karena, jika penguapan menggunakan temperatur yang terlalu tinggi menyebabkan kandungan sukrosa pada bahan rusak (McCabe, 1985).
52
4.2.5
Perhitungan Efisiensi Evaporator Berikut ini merupakan perhitungan efisiensi evaporator pada minggu ke-3 : Diketahui : F1 = 75 m3/jam ρ = 1587 kg/m3 F1 = 75 m3/jam x 1587 kg/m3 = 119025 kg/jam % Brix Evaporator 1 = 59,98 % % Brix Evaporator 2 = 69,26 % T Evaporator 1 = 93,24 oC T Steam Evaporator 1 = 106,089 oC P Evaprator 1 = 38,31 mmHg = 0,3831 cmHg P Evaprator 2 = 59,8 mmHg = 0,598 cmHg ΔP = P Evaprator 2 - P Evaprator 1 = 0,598 cmHg - 0,3831 cmHg = 0,2148 cmHg
Perbandingan Distribusi Pressure Drop tiap Evaporator (Tabel 32.23, Distribution of Pressure Drop between Vessels; Hugot 3rd edition hlm 579): BP 1 = 11/40 BP 2 = 10,3/40 Tekanan BP I = P Evaprator 1- ( 11/40 x ΔP ) 11
= 0,3831 − (
40
× 0,2148) = 0,324017 kg/cm2.abs
Dari Table 41.1 A Properties of Dry Saturated Steam; Hugot hlm. 1034 : T = 69,026 oC Tekanan BP 2 = P Evaprator 2- ( 10,3/40 x ΔP ) 10,3
= 0,598 − (
40
× 0,2148) = 0,268683 kg/cm2.abs
Dari Table 41.1 A Properties of Dry Saturated Steam; Hugot hlm. 1034 : T = 63,926 oC Perhitungan air yang teruapkan : Misalkan air yang teruapkan pada masing – masing badan = X Air yang teruapkan pada Evaporator 2 = X
53
Air yang teruapkan pada Evaporator 1 = X Total air yang teruapkan (W)
= 2X % 𝑏𝑟𝑖𝑥 𝑒𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑡𝑜𝑟 1
Total air yang teruapkan (W) = F1 × (1 − % 𝑏𝑟𝑖𝑥 𝑒𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑡𝑜𝑟 2) 𝑘𝑔
59,98
= 119025 𝑗𝑎𝑚 × (1 − 69,26) = 15939,1 kg/jam X = =
W 2 15939.1 2
Y1 = 7969,548 kg/jam Sehingga, Evaporator 1
= 7969,548 kg/jam
Evaporator 2
= 7969,548 kg/jam
TOTAL
= 15939,1 kg/jam
F2 = F1 - Air yang teruapkan evaporator 1 = 119025 kg/jam - 7969,548 kg/jam = 111055,4522 kg/jam Mencari % brix masing – masing badan evaporator : % brix =
𝐹1 𝑥 % 𝑏𝑟𝑖𝑥 𝑒𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑡𝑜𝑟 𝐹 −𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑎𝑖𝑟 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑡𝑒𝑟𝑢𝑎𝑝𝑘𝑎𝑛 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝐸𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑡𝑜𝑟
a) % brix evaporator I
119025 ×59,98
= 119025−7969,548 𝑥 100 = 64,29142 %
b) % brix evaporator 2
119025 ×59,98
= 111055,4522−7969,548 𝑥 100 = 69,26178 %
Perhitungan panas jenis tiap evaporator : Rumus : 𝑪𝒏 = 𝟏 − (𝟎, 𝟎𝟎𝟔 × %𝑩𝒓𝒊𝒙) 𝐶0 = 1 − (0,006 × 59,98) = 0,64 𝐶1 = 1 − (0,006 × 64,29142 ) = 0,614 𝐶2 = 1 − (0,006 × 69,26178 ) = 0,584 Perhitungan neraca panas dan neraca massa evaporator :
54
Persamaan yang digunakan : Energi masuk : 1. Uap = mv1 × H1v 2. Nira = mN1 × t1 × c1 Energi keluar : 1. Panas hilang = panas masuk × % kehilangan panas Panas yang hilang Effect I
= 1,3% dari total energy yang masuk
Effect II
= 1% dari total energy yang masuk
2. Kondensat = mv2 × hl2 3. Uap air = mv2 × H2v 4. Nira = mN2 × t 2 × c2 Dimana : mv
= Massa uap (kg/jam)
mN
= Massa nira (kg/jam)
Hv
= Enthalpy uap (kkal/kg)
hl
= Enthalpy liquid (kkal/kg)
t
= suhu (oC)
c
= panas jenis (kkal/kg.oC)
notasi 1
= menyatakan keadaan masuk
notasi 2
= menyatakan keadaan keluar
Dalam perhitungannya terdapat boiling point rice (BPR) untuk larutan nira yang dihitung dengan persamaan : 𝐵𝑃𝑅 = 1,78𝑥 + 6,22𝑥 2 (Geankolpis 3th edition, hlm 504)
55
Dimana x adalah % brix larutan nira. Sehingga didapatkan hasil sebagai berikut : Evaporator
FRAKSI NIRA
BPR
SUHU
SUHU
SATURATED
SUPERHEATED
Evaporator 1
0,643
3,715
69,026
72,74
Evaporator 2
0,693
4,217
63,926
68,14
Dimana, Suhu superheated = suhu saturated + BP Data – data yang dibutuhkan untuk menghitung neraca energi (Table 41.1 A Properties of Dry Saturated Steam; Hugot 3rd halaman 1034) : Evaporator
P (kg/cm2.oC)
T (oC)
Hv (kkal/kg)
Hl (kkal/kg)
Evaporator 1
0,324 0,324
69,026 72,741
626,91 628,414
68,926 72,684
0,269
63,926
624,77
63,826
0,269
68,14
626,49
68,08
Evaporator 2
EVAPORATOR 1 Energi masuk Steam
=
𝑚𝑠 × 626,91
=
626,91 ms
Nira
=
119025 × 0,64 × 93,24
=
7103876,674
Jumlah
=
7103876,674+ 626,91 ms
Energi keluar Kondensat
=
𝑚𝑠 × 106,089
=
106,089 ms
Vapor
=
7969,55 × 628,414
=
5008175,423
Nira
=
111055,45
=
4962122,329
=
92350,39 + 8,15 ms
=
10062648,15 + 114,24 ms
× 0,614 × 72,74 Q Loss
=
0,013 × (7103876,674 + 626,91 ms ) Jumlah
56
Jumlah energi masuk 7103876,674 + 626,91 ms 7103876,674 - 10062648,15 -2958771,475 -2958771,475 -512,671
= Jumlah energi keluar = 10062648,15 + 114,24 ms = 114,24 ms - 626,91 ms = -512,671 ms = ms
5771,284 = ms Neraca Energi MASUK JUMLAH Steam (kg/jam) 3618075,546 Nira (kg/jam) 7103876,674
Total
10721952,22
Neraca Massa MASUK Steam (kg/jam) Nira (kg/jam)
JUMLAH 5771,283831 119025
Total
124796,2838
KELUAR Kondensat (kg/jam) Vapor (kg/jam) Nira (kg/jam) Q Loss Total
JUMLAH 612269,0891 5008175,423 4962122,329 139385,3789 10721952,22
KELUAR Kondensat (kg/jam) Vapor (kg/jam) Nira(kg/jam) Total
JUMLAH 5771,283831 7969,547819 111055,4522 124796,2838
EVAPORATOR 2 Energi masuk Steam
=
7969,548 × 628,414
=
5008175,423
Nira
=
111055,45 × 0,614 × 72,74 =
4962122,329
Jumlah
9970297,752
=
Energi keluar Kondensat
=
7969,55 × 63,926
=
509461,3139
Vapor
=
626,49 × 𝑌2
=
626,49𝑌2
Nira
=
(111055,45 −
=
4422739,077 - 39,82 𝑌2
0,01 × 9970297,752
=
99702,97752
Jumlah
=
5031903,369 + 586,665Y2
Y2)×0,584× 68,14 Q Loss
=
57
Jumlah energi masuk 9970297,752 9970297,752 - 5031903,369 4938394,384 4938394,384 586,665 8417,74
= Jumlah energi keluar = 5031903,369 + 586,665Y2 = 586,665Y2 = 586,665Y2 = Y2 = Y2
Neraca Energi MASUK Steam (kg/jam) Nira (kg/jam)
JUMLAH 5008175,423 4962122,329
Total
9970297,752
Neraca Massa MASUK Steam (kg/jam) Nira (kg/jam)
JUMLAH 5771,283831 111055,4522
Total
116826,736
Total uap
KELUAR Kondensat (kg/jam) Vapor (kg/jam) Nira (kg/jam) Q Loss (kg/jam) Total
JUMLAH 509461,3139 5273627,357 4087506,104 99702,97752 9970297,752
KELUAR Kondensat (kg/jam) Vapor (kg/jam) Nira (kg/jam) Total
JUMLAH 5771,283831 8417,735889 102637,7163 116826,736
= 𝑌1 + 𝑌2
= 7969,55 + 8417,74 = 16387,29 kg/jam = 16,387 ton/jam Uap yang dipakai (ms) = 5771,284 kg/jam = 5,771 ton/jam Steam ekonomi
=
𝑌1 +𝑌2 𝑚𝑠
………………. (Geankoplis hal 511)
16387,29 kg/jam
= 5771,284 kg/jam = 2,84 Uap teoritis yang dipakai = ms = 5771,284 kg/jam Uap sesungguhnya yang dipergunakan = 6500 kg/jam
58
Efisiensi energi
= =
𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑡𝑖𝑠 𝑎𝑘𝑡𝑢𝑎𝑙
× 100%
5771,284 6500
× 100%
= 88,79 % Pada minggu ke-3, dari perhitungan efisiensi energi didapatkan nilai efisiensi sebesar 88,79 % yang merupakan hasil perbandingan kebutuhan teoritis dengan energi yang dibutuhkan di pabrik gula kristal rafinasi PT. Duta Sugar International.
59
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan Adapun kesimpulan dari tugas khusus yang diperoleh dari kerja praktik ini yaitu : a. Suhu turut berperan penting dalam proses karbonatasi. Hal ini dikarenakan suhu dapat menyebabkan terbentuknya warna dan mempengaruhi proses filtrasi pada carbonated liquor. b. Penambahan CO₂ dikondisikan untuk menurunkan atau menaikkan pH supaya memenuhi standart yang telah ditentukan. c. Efisiensi reaktor karbonataor PT.Duta Sugar Internationalyaitu 70%-83%. d. Semakin kecil kandungan air bahan maka brix bahan akan semakin tinggi. Peningkatan brix bertujuan untuk mempermudah dan mempercepat proses kristalisasi yang terjadi dalam vacuum pan. e. Evaporator didesain agar beroperasi pada kondisi vaccum. Kondisi vaccum bermanfaat agar suhuyang digunakan untuk proses penguapan tidak terlalu tinggi yaitu 60-650C. Jika penguapan menggunakan suhu yang terlalu tinggi menyebabkan kandungan sukrosa pada bahan rusak. f. Nilai efisiensi evaporator PT. Duta Sugar International yang di peroleh dari minggu ke-3 ini yaitu sebesar 88,79 %.
5.2 Saran Adapun saran yang dapat disampaikan dari kerja praktik ini yaitu : a. Sebaiknya mahasiswa yang melaksankan kerja praktik dapat memahami dan belajar lebih intens diperusahaan yang dikehendaki. b. Sebaiknya mahasiswa lebih teliti dalam mengerjakan tugas khusus dari pembimbing lapangan.
60
DAFTAR PUSTAKA
Baikow, V. E. 1978. Manufacture and Refining of Raw Cane Sugar. 2nd Edition. England. Chen, J. C.P. C. C. Chou. 1993. Cane Sugar Handbook. Amerika: Jonh Wiley & Son Inc. Geankoplis, C.J ., 1993. Transport Processes and Unit Operations 3rd Edition. USA : Prentice-Hall International,Inc. Hodge, J.E. 1953. Chemistry of Browning Reaction in Model System. J. Agric, Food Chem., Vol 15, 924-928. Hugot, E. 1986. Hand Book of Cane Sugar Engineering 3rd Edition. Amsterdam : The Elvesier Science Publisher B. V. ICUMSA. 1994. International Commission for Uniform Methods of Sugar Analysis. ICUMSA Methods Book. Mathur, R.B.A. 1978. Handbook of Cane Sugar Technology. Calcuta, Bombay, New Delhi: Oxford and Publishing Co McCabe, W.L dan J.C. Smith. 1985. Unit Operations of Chemical Engineering 6th ed. New York: John Wiley dan Sons Meinert.2007.Carbonation.http://www.khulrich.privat.tonline.de/carboe. html. Diakses tanggal 23 juli 2016. Miller, G.L. 1959. Use of Dinitrosalicylic Acid Reagent for Determination of Reducing Sugar. Anal. Chem., Vol 31, 426-428. Mochtar, H.M. 1996. FCS untuk Pemasiran Masakan Produk dan Masakan Rafinasi. Gula Indonesia., Vol XXI/2-3 Perry, Robert.2008. Perry’s Chemical Engineers’ Handbook 8th Edition.New York: Mc Graw Hill
61
LAMPIRAN
Lampiran 1. Flowsheet Gula Kristal Rafinasi PT. Duta Sugar International
62
63
64
Gambar 15. Flowsheet Gula Kristal Rafinasi PT. Duta Sugar International
65
Lampiran 2. Karakteristik Gula Kristal Rafinasi R1 dan R2 Tabel 7. Karakteristik Gula Kristal Rafinasi R1 dan R2 Karakteristik Produk Akhir a. Nama produk Tipe produk
Gula Rafinasi Gula Kristal
b. Komposisi : Bahan utama
Gula mentah diproses, terbebas dari GMO’s dan alergen
Bahan tambahan
-
Bahan baku
Sukrosa
c. Karakteristik biologi,
kimia Unit
Gula Rafinasi R1
Gula Rafinasi R2
dan fisik Karakteristik biologi / Standar mikrobiologi (di analisa di laboratorium eksternal) Angka lempeng total / Koloni/10 g
Maks 2 x 102
Maks 2,5 x 102
<3
<3
total plate Bakteri
coliform
/ APM/g
E.coli Kapang
Koloni/10 g
Maks 10
Maks 10
Khamir
Koloni/10 g
Maks 10
Maks 10
Karakteristik kimia/Standar (di analisa di laboratorium eksternal) Sulfur dioksida/SO2
Mg/kg
Maks 2
Maks 5
Kadmium/Cd
Mg/kg
Maks 2
Maks 2
Timbal/Pb
Mg/kg
Maks 0,25
Maks 0,25
Merkuri/ Hg
Mg/kg
Maks 0,03
Maks 0,03
Arsen/As
Mg/kg
Maks 1
Maks 1
Bau
Tidak berbau
Tidak berbau
Rasa
Manis tanpa
Manis tanpa
adanya rasa lain
adanya rasa lain
Maks 45
Maks 80
Warna
ICUMSA(IU)
66
Polarisasi
o
Z
Min. 99,8
Min. 99,8
Kadar air
%
Maks 0,05
Maks 0,05
Gula terinversi
%
Maks 0,04
Maks 0,04
Konduktivitas abu
%
Maks 0,03
Maks 0,03
Sedimen
ppm
Maks 7
Maks 10
Ukuran
mm
Maks 1,1
Maks 1,1
d. Masa simpan
24 bulan dalam ruangan penyimpanan dengan kelembaban dan suhu yang terkontrol
Kondisi penyimpanan
Di dalam suhu ruangan, terhindar dari sinar cahaya langsung dengan maksimum tumpukan mencapai 32 tumpukan
e.
Pengemasan
Bahan pengemas
Pengemasan primer: polypropilen (PP) pada kemasan dalam. Kemasan sekunder: Linear low density polyethylene (LLDP)
Sistem pengemasan
Semi otomatis
67
Lampiran 3. Data parameter control selama kerja praktik 1. Data Carbonator
Tanggal : 7 juni 2016
Time
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Flow Rate Totalizer Raw Liq Lime Milk Set Point (M³/Hr) (M³/Hr) Ratio STANDARD 146586 70 2.5 25 146543 70 2.5 1465995 70 2.5 26 146602 50 2.8 1466045 60 2.3 26 14661 75 2.5 146617 70 2.5 25 1466229 30 1 1466290 60 1.6 25
Lime Milk Ph (◦Be) Tank Transfer Reaction CARB Holding Storage Time Amount Tank #1 Min 5 10 . 00- 11. 00 >9 . 0 9.56 10.1 10.03 9.95 9.88 9.98 9.95 10 20 9.77 9.68
Cond SUHU (◦C) CARB CARB CARB CARB #2 #1 #1 #2 7 .0 - 8.5 Max 80 Max 85 7.75 36 70 80 8.3 52 71 81 8.2 48 71 81 7.89 34 72 82 7.82 56 72 82 8.05 42 72 81 8.1 49 72 81 8.14 24 72 81 7.95 14 71 80
LD ◦CRB CO₂ CO₂ Pump Sealing Water CARB CARB Content Operation Ampere #1 #1 % #1 #2 CO₂ Pump Scrubber SW RW SW RW 0.6 90 8.2 615 0.68 86.67 7.1 0.63 89.29 6.9 620 0.63 90.71 6.5 0.63 91.54 6.6 0.69 89.38 6.7 0.61 90 6.8 625 0.62 86.25 6.75 0.6 88.1 5.9
colour
brix
raw liquor fine liquor #1
#2
3115 3115 3023 3023 2780 2780 3225
935 853 853 1005 1005 988 988
60.70 62.53 62.53 62.57 62.57 65.17 65.17
60.35 60.35 61.79 61.79 61.43 63.13 63.13
3225 3303
814 64.83 64.23 814 64.83 64.23
Tanggal: 8 juni 2016
Time
08 . 00 09 . 00 10 . 00 11 . 00 12 . 00 13 . 00 14 . 00 15 . 00 16 . 00
Flow Rate Lime Milk Ph Totalizer Raw Liq Lime Milk Set Point (◦Be) Tank Transfer Reaction CARB CARB (M³/Hr) (M³/Hr) Ratio Holding Storage Time Amount Tank #1 #2 STANDARD Min 5 10 . 00- 11.>900. 0 7 .0 - 8.5 1467190 67 2.2 30 10 20 9.58 8.21 1467265 76 2.5 30 10.35 8.82 1467342 55 2.2 29 9.86 8.32 1467394 56 2.2 29 9.7 8.21 1467459 83 2.8 29 9.98 8.18 1467552 76 2.5 29 10.13 8.31 1467655 75 2.5 29 10.23 8.38 1467680 25 0.8 29 8.9 7.72 1467745 65 2.3 36 10 20 9.3 7.6
Cond SUHU (◦C) CARB CARB CARB #1 #1 #2 Max 80 Max 85 21 72 80 23 72 80 18 73 81 20 73 81 19 73 81 23 72 80 20 72 80 22 71 80 21 71 80
LD ◦CRB CO₂ CO₂ Pump CARB CARB Content Operation Ampere #1 #1 % #1 #2 0.65 0.7 0.7 0.68 0.65 0.65 0.62 0.56 0.59
92.86 88.67 90 94.67 92.65 92.8 91.76 95.83 94.38
6.75 7.11 6.86 6.93 6.58 6.62 6.83 6 6.2
Sealing Water
colour
brix
CO₂ Pump Scrubber raw liquorfine liquor #1 #2 SW RW SW RW 2497 2497 2307 2307 2641 2641 2359
439 439 434 434 365 365 392
62.35 60.39 60.39 60.53 60.53 61.83 61.83
59.80 59.80 57.61 57.61 58.92 58.92 60.25
2359 392 61.83 58.71 2591 462 57.17 58.40
68
Tanggal :9 juni 2016 Flow Rate Lime Milk Ph Time Totalizer Raw Liq Lime Milk Set Point (◦Be) Tank Transfer Reaction CARB CARB (M³/Hr) (M³/Hr) Ratio Holding Storage Time Amount Tank #1 #2 STANDARD Min 5 10 . 00- 11.>900. 0 7 .0 - 8.5 08 . 00 1468766 59 2.2 28 10 20 10.23 8.27 09 . 00 14688466 83 2.7 30 10.36 8.52 10 . 00 1468923 85 2.7 30 10.32 8.48 11 . 00 1468995 72 2.4 30 10.26 8.42 12 . 00 1469082 68 2.3 30 10.22 8.37 13 . 00 1469153 43 1.7 30 10.19 8.32 14 . 00 1469245 67 2.2 30 10.08 8.18 15 . 00 1469270 25 0.8 33 10 20 9.86 8.26 16 . 00 1469335 65 2.4 30 9.75 7.9 Tanggal : 10 juni 2016
Time
08 . 00 09 . 00 10 . 00 11 . 00 12 . 00 13 . 00 14 . 00 15 . 00 16 . 00
Cond SUHU (◦C) CARB CARB CARB #1 #1 #2 Max 80 Max 85 21 71 80 20 71 81 25 72 81 20 72 81 23 72 81 26 72 80 24 71 80 20 71 80 22 71 80
Flow Rate Lime Milk Ph Cond Totalizer Raw Liq Lime Milk Set Point (◦Be) Tank Transfer Reaction CARB CARB CARB (M³/Hr) (M³/Hr) Ratio Holding Storage Time Amount Tank #1 #2 #1 STANDARD Min 5 10 . 00- 11.>900. 0 7 .0 - 8.5 1470265 56 2.7 27 10 20 8.98 7.68 22 1470310 68 2.8 30 9.4 7.51 21 1470380 85 2.7 30 9.61 7.44 23 1470500 87 2.7 30 9.7 7.63 25 1470530 72 2.7 30 9.86 7.88 20 1470595 85 2.7 30 9.96 7.75 23 1470655 90 2.7 28 9.81 7.63 26 1470628 27 0.8 30 8.34 7.41 22 1470780 61 2.2 30 10 20 9.62 7.53 25
SUHU (◦C) CARB CARB #1 #2 Max 80 Max 85 70 81 71 80 71 79 72 80 72 80 72 80 72 80 71 80 71 80
LD ◦CRB CO₂ CO₂ Pump CARB CARB Content Operation Ampere #1 #1 % #1 #2 0.74 0.74 0.71 0.7 0.71 0.68 0.65 0.64 0.63
93.56 97.88 92.26 92 93.33 93.14 92.18 90 91.54
95.73 94.48 93.26 94.19 92.36 93.55 93.81 97.14 93.33
6.78 6.89 6.56 6.63 6.71 6.82 6.65 6.47 5.36
colour
brix
CO₂ Pump Scrubber raw liquorfine liquor #1 SW RW SW RW
6.74 6.93 6.84 6.79 6.82 6.65 6.73 7.15 6.8
LD ◦CRB CO₂ CO₂ Pump CARB CARB Content Operation Ampere #1 #1 % #1 #2 0.7 0.73 0.7 0.71 0.68 0.76 0.74 0.65 0.64
Sealing Water
2935 2391 2391 2108 2108 2147 2147
946 958 958 953 953 894 894
#2
57.82 60.46 60.46 59.78 59.78 60.82 60.82
57.30 57.82 57.82 60.09 60.09 59.63 59.63
2260 898 61.56 60.04 2260 898 61.56 60.04
Sealing Water
colour
brix
CO₂ Pump Scrubber raw liquor fine liquor #1 #2 SW RW SW RW 3233 2024 2024 1714 1714 1733 1733
678 501 501 395 395 351 351
56.69 55.57 55.57 61.36 61.36 57.00 57.00
56.99 53.40 53.40 58.03 58.03 60.25 60.25
2071 2071
414 60.58 60.11 414 60.58 60.11
69
Tanggal : 13 juni 2016
Time
08 . 00 09 . 00 10 . 00 11 . 00 12 . 00 13 . 00 14 . 00 15 . 00 16 . 00
Flow Rate Lime Milk Ph Cond SUHU (◦C) LD ◦CRB CO₂ CO₂ Pump Sealing Water colour brix Totalizer Raw Liq Lime Milk Set Point (◦Be) Tank Transfer Reaction CARB CARB CARB CARB CARB CARB CARB Content Operation Ampere CO₂ Pump Scrubber raw liquor fine liquor #1 #2 (M³/Hr) (M³/Hr) Ratio Holding Storage Time Amount Tank #1 #2 #1 #1 #2 #1 #1 % #1 #2 STANDARD Min 5 10 . 00- 11.>900. 0 7 .0 - 8.5 Max 80 Max 85 SW RW SW RW 1474445 50 1.5 25 10 20 9.34 7.45 12 70 83 0.62 95 6.45 1634 352 62.20 60.10 1474500 55 1.6 28 9.5 7.52 16 71 82 0.63 95.71 5.96 1492 310 62.57 61.62 1474553 65 1.7 9.32 7.6 17 72 82 0.67 94.86 6.85 1492 310 62.57 61.62 1474608 60 1.7 28 9.9 7.75 22 72 80 0.58 95.38 6.77 1534 319 62.71 60.59 1474663 70 1.8 9.05 7.56 23 72 82 0.6 93.65 7.1 1534 319 62.10 60.59 1474718 65 1.7 9.1 7.28 14 71 80 0.59 94.52 6.8 1555 326 62.10 61.10 1474775 50 1.5 25 9.02 7.3 12 72 82 0.6 92.11 6.6 1555 326 63.02 61.10 1474798 20 0.8 23 10 20 8.28 7.46 11 71 80 0.58 98.57 6.47 2126 409 63.02 62.10 1474850 52 1.5 9.46 7.88 15 72 81 0.68 94.29 6.56 2126 409 61.87 62.10
Tanggal : 14 juni 2016 Flow Rate Lime Milk Ph Cond Time Totalizer Raw Liq Lime Milk Set Point (◦Be) Tank Transfer Reaction CARB CARB CARB (M³/Hr) (M³/Hr) Ratio Holding Storage Time Amount Tank #1 #2 #1 STANDARD Min 5 10 . 00- 11. >900. 0 7 .0 - 8.5 08 . 00 1475730 70 2.3 30 10 20 9.5 7.75 09 . 00 1475800 70 2.4 9.81 7.78 10 . 00 1475870 70 2.5 28 9.83 7.8 11 . 00 1475940 70 2.5 9.6 7.75 12 . 00 1476005 70 2.5 27 9.63 7.8 13 . 00 1476075 70 2.6 9.67 7.75 14 . 00 1476125 70 0.8 9.7 7.8 15 . 00 1476188 32 1 25 10 20 9.89 7.7 16 . 00 1476253 60 1.7 9.85 7.73
SUHU (◦C) LD ◦CRB CO₂ CO₂ Pump Sealing Water CARB CARB CARB CARB Content Operation Ampere #1 #2 #1 #1 % #1 #2 CO₂ Pump Scrubber Max 80 Max 85 SW RW SW RW 21 71 81 0.63 92.86 6.4 22 70 80 0.58 88.49 6.55 18 70 80 0.62 91.54 6.6 20 70 80 0.58 91.54 6.7 19 70 80 0.62 91.67 6.5 18 71 81 0.62 90 6.67 24 71 81 0.62 90.71 6.5 21 72 82 0.52 90.82 6.35 16 71 81 0.63 91 6.4
colour
brix
raw liquor fine liquor #1
#2
1684 1863 1863 2281 2281 2098 2098
458 344 344 495 495 521 521
60.91 60.34 60.34 62.29 62.29 62.17 62.17
61.04 63.13 63.13 63.23 63.23 63.45 63.45
2004 2004
868 868
64.05 64.89 64.05 64.89
70
Tanggal : 15 juni 2016
Flow Rate Lime Milk Ph Cond Time Totalizer Raw Liq Lime Milk Set Point (◦Be) Tank Transfer Reaction CARB CARB CARB (M³/Hr) (M³/Hr) Ratio Holding Storage Time Amount Tank #1 #2 #1 STANDARD Min 5 10 . 00- 11. >900 . 0 7 .0 - 8.5 08 . 00 1477175 30 0.9 18 9 24 9.1 7.65 09 . 00 1477245 70 2.9 9.4 7.68 10 . 00 1477320 75 2.9 25 9.64 7.9 11 . 00 1477345 75 2.6 9.66 7.95 12 . 00 1477465 70 2.6 30 11 24 10 8.41 13 . 00 1477535 70 2.4 31 9.95 8.3 14 . 00 1477600 70 2.4 31 10.08 8.43 15 . 00 1477675 70 2.4 23 9.96 8.36 16 . 00 1477737 35 1 25 10 9.45 7.95
SUHU (◦C) LD ◦CRB CO₂ CO₂ Pump Sealing Water CARB CARB CARB CARB Content Operation Ampere #1 #2 #1 #1 % #1 #2 CO₂ Pump Scrubber Max 80 Max 85 SW RW SW RW 20 71 81 0.6 91.33 6.1 30 71 81 0.61 91.54 6.2 32 71 81 0.53 90.83 6.5 24 71 81 0.63 92.31 6.4 32 71 81 0.71 90 6.6 38 71 80 0.68 90.83 6.5 28 71 80 0.71 89.29 6.2 26 71 81 0.69 90 6.25 14 72 80 0.52 94.17 5.4
colour
brix
raw liquor fine liquor #1
#2
1928 2357 2357 2657 2657 3025
705 856 856 875 875 826
60.11 63.28 63.28 63.21 63.21 63.96
59.81 61.35 61.35 62.72 62.72 63.75
3025 2988 2988
826 821 821
63.96 64.65 64.65
63.75 63.52 63.52
Tanggal : 16 juni 2016 Flow Rate Lime Milk Ph Cond Time Totalizer Raw Liq Lime Milk Set Point (◦Be) Tank Transfer Reaction CARB CARB CARB #2 #1 (M³/Hr) (M³/Hr) Ratio Holding Storage Time Amount Tank #1 STANDARD Min 5 10 . 00- 11. >900 . 0 7 .0 - 8.5 08 . 00 1478635 25 0.8 30 10 20 8.21 7.71 09 . 00 1478700 70 2.3 31 9.68 7.8 10 . 00 1478770 70 2.3 31 10.24 8.19 11 . 00 1478840 70 2.2 33 10.05 8.1 12 . 00 1478905 65 2.1 9.72 7.86 13 . 00 1478970 65 2.1 33 9.74 7.82 14 . 00 1479030 70 2.2 9.74 7.79 15 . 00 1479110 65 2.1 9.76 7.8 16 . 00 1479135 25 0.8 33 10 20 9.05 7.88
SUHU (◦C) LD ◦CRB CO₂ CO₂ Pump Sealing Water CARB CARB CARB CARB Content Operation Ampere #1 #2 #1 #1 % #1 #2 CO₂ Pump Scrubber Max 80 Max 85 SW RW SW RW 18 70 80 0.65 99.26 6.25 16 70 80 0.65 95 6.6 14 70 80 0.7 89.33 6.1 16 70 80 0.61 90 6.25 14 71 81 0.65 95 6.6 17 71 81 0.61 93.85 6.5 14 71 81 0.65 93.17 6.55 16 71 81 0.61 92.86 6.4 20 70 80 0.65 95.38 6.93
colour
brix
raw liquor fine liquor #1
#2
2231 2289 2289 2033 2033 1876 1876
711 756 756 751 751 662 662
60.04 60.49 60.49 60.10 60.10 60.26 60.26
60.15 60.55 60.55 59.62 59.62 60.14 60.14
2108 2108
582 582
63.34 63.34
61.52 61.52
tanggal : 17 juni 2016 Flow Rate Lime Milk Ph Cond Time Totalizer Raw Liq Lime Milk Set Point (◦Be) Tank Transfer Reaction CARB CARB CARB #2 #1 (M³/Hr) (M³/Hr) Ratio Holding Storage Time Amount Tank #1 STANDARD Min 5 10 . 00- 11. >900 . 0 7 .0 - 8.5 08 . 00 23 0.7 28 8.52 80 09 . 00 75 2.5 28 9.76 80 10 . 00 65 2.4 28 9.88 81 11 . 00 86 3 27 9.9 81 12 . 00 87 3 27 9.89 80 13 . 00 76 2.5 28 9.87 80 14 . 00 67 2.4 28 9.86 80 15 . 00 68 2.4 28 9.84 80 16 . 00 25 0.8 30 9.4 80
SUHU (◦C) LD ◦CRB CO₂ CO₂ Pump Sealing Water CARB CARB CARB CARB Content Operation Ampere #1 #2 #1 #1 % #1 #2 CO₂ Pump Scrubber Max 80 Max 85 SW RW SW RW 70 80 0.63 98.72 6.89 70 80 0.65 92.44 7.03 70 81 0.65 91.43 6.93 71 81 0.65 90 6.86 71 80 0.65 90 6.67 71 80 0.66 91.02 6.58 71 80 0.64 93.62 6.76 70 80 0.63 93.57 6.89 70 80 0.63 95.06 6.65
colour
brix
raw liquor fine liquor #1 1962 2011 1562 1431 1604 1488 1247 1408 1501
471 402 382 379 386 232 290 334 344
60.15 60.98 60.14 60.25 61.38 63.52 63.80 62.91 62.11
#2 60.24 58.41 59.92 60.07 60.84 60.91 63.07 60.38 61.10
71
Tanggal : 24 juni 2016 Flow Rate Lime Milk Ph Cond Time Totalizer Raw Liq Lime Milk Set Point (◦Be) Tank Transfer Reaction CARB CARB CARB #2 #1 (M³/Hr) (M³/Hr) Ratio Holding Storage Time Amount Tank #1 STANDARD Min 5 10 . 00- 11. >900 . 0 7 .0 - 8.5 08 . 00 76 2.4 8.42 7.89 09 . 00 84 2.8 9.76 8.21 10 . 00 80 2.8 10.06 8.05 11 . 00 78 2.7 9.98 7.92 12 . 00 80 2.8 9.93 7.95 13 . 00 79 2.7 9.95 7.85 14 . 00 76 2.6 9.92 7.83 15 . 00 25 0.8 9.87 7.62 16 . 00 70 2.4 9.9 7.68
Flow Rate Lime Milk Ph Cond Time Totalizer Raw Liq Lime Milk Set Point (◦Be) Tank Transfer Reaction CARB CARB CARB (M³/Hr) (M³/Hr) Ratio Holding Storage Time Amount Tank #1 #2 #1 STANDARD Min 5 10 . 00- 11. >900 . 0 7 .0 - 8.5 08 . 00 25 0.8 30 9.18 7.64 09 . 00 55 2 9.1 7.65 10 . 00 70 2.4 33 8.78 7.61 11 . 00 65 2.2 9.56 7.7 12 . 00 50 1.9 33 9.7 7.83 13 . 00 55 2 9.23 7.78 14 . 00 45 1.8 8.4 7.6 15 . 00 40 1.7 30 8.86 7.63 16 . 00 19 0.7 28 8.07 7.14
Time
08 . 00 09 . 00 10 . 00 11 . 00 12 . 00 13 . 00 14 . 00 15 . 00 16 . 00
SUHU (◦C) LD ◦CRB CO₂ CO₂ Pump Sealing Water CARB CARB CARB CARB Content Operation Ampere #1 #2 #1 #1 % #1 S CO₂ Pump Scrubber Max 80 Max 85 SW RW SW RW 72 81 0.7 91.67 6.48 71 81 0.73 88.75 6.53 71 80 0.68 90 6.38 71 80 0.64 92.31 6.43 72 80 0.68 92.25 6.57 72 80 0.64 91.43 6.63 72 80 0.66 92 6.68 70 80 0.7 93.85 6.5 70 80 0.59 94.38 6.67
SUHU (◦C) LD ◦CRB CO₂ CO₂ Pump Sealing Water CARB CARB CARB CARB Content Operation Ampere #1 #2 #1 #1 % #1 #2 CO₂ Pump Scrubber Max 80 Max 85 SW RW SW RW 11 70 80 0.71 96.67 6.4 13 70 81 0.7 94 6.75 17 71 81 0.73 96.88 6.54 20 72 81 0.7 93.65 6.6 18 70 80 0.69 93.37 6.75 14 70 81 0.66 92.11 6.55 14 71 81 0.68 94.45 6.48 12 71 81 0.68 93.75 6.6 11 70 80 0.65 99.23 6.58
colour
brix
raw liquor fine liquor #1 1322 1296 1205 1187 1262 1184 1364 1212 1617
442 496 471 362 388 358 288 262 337
#2
59.64 61.07 58.24 59.43 59.12 60.88 57.10 61.06 61.63
59.51 59.08 59.04 58.80 58.32 59.26 58.14 59.06 59.67
colour
brix
raw liquor fine liquor #1
#2
1292 1864 1603 1691 1562 1604 1460 1808 1782
282 324 217 331 187 278 251 277 286
62.31 61.80 61.84 61.21 51.51 59.13 60.12 64.29 63.05
60.80 60.37 60.10 60.73 55.46 55.71 59.60 62.89 62.71
Flow Rate Lime Milk Ph Cond SUHU (◦C) LD ◦CRB CO₂ CO₂ Pump Sealing Water colour brix Totalizer Raw Liq Lime Milk Set Point (◦Be) Tank Transfer Reaction CARB CARB CARB CARB CARB CARB CARB Content Operation Ampere CO₂ Pump Scrubber raw liquor fine liquor #1 #2 (M³/Hr) (M³/Hr) Ratio Holding Storage Time Amount Tank #1 #2 #1 #1 #2 #1 #1 % #1 #2 STANDARD Min 5 10 . 00- 11.>900. 0 7 .0 - 8.5 Max 80 Max 85 SW RW SW RW 24 0.8 30 9.28 7.83 14 70 80 0.64 93.57 6.05 1548 256 61.28 61.26 70 2.5 9.56 7.88 12 70 80 0.63 92.31 7.6 1991 269 66.15 63.91 75 2.6 31 10.05 8.37 16 70 80 0.59 85 6.1 2547 337 63.27 63.11 75 2.6 10 8.4 12 70 80 0.6 87.5 6.08 2163 454 63.48 61.26 75 2.6 9.23 7.52 18 71 81 0.62 94.24 6.7 2197 452 63.01 60.11 70 2.6 31 9.3 7.6 13 71 81 0.62 93.33 6.75 1775 511 61.15 60.05 70 2.5 9.85 7.92 14 71 81 0.62 90 6.8 1640 481 62.01 61.54 35 2.5 30 9.8 7.95 12 71 81 0.58 91.54 6.6 1928 465 60.31 59.36 68 1 9.09 7.58 18 72 81 0.65 96.15 6.36 1915 580 62.12 59.56
72
Flow Rate Lime Milk Ph Cond Time Totalizer Raw Liq Lime Milk Set Point (◦Be) Tank Transfer Reaction CARB CARB CARB #2 #1 (M³/Hr) (M³/Hr) Ratio Holding Storage Time Amount Tank #1 STANDARD Min 5 10 . 00- 11. >900 . 0 7 .0 - 8.5 08 . 00 73 2.3 9.96 7.76 09 . 00 73 2.3 8.06 7.81 10 . 00 75 2.5 9.27 7.51 11 . 00 73 2.3 9.98 7.64 12 . 00 76 2.6 9.6 8.2 13 . 00 76 2.6 8.71 7.05 14 . 00 76 2.6 9.46 7.6 15 . 00 38 38 9.59 7.51 16 . 00 64 64 9.82 7.85 Tanggal : 20 juni 2016
SUHU (◦C) LD ◦CRB CO₂ CO₂ Pump Sealing Water CARB CARB CARB CARB Content Operation Ampere #1 #2 #1 #1 % #1 #2 CO₂ Pump Scrubber Max 80 Max 85 SW RW SW RW 13 71 81 0.62 93.21 7.15 14 71 82 0.7 98.68 7.05 16 71 81 0.72 94.07 7.3 18 71 81 0.63 90.14 6.85 19 72 82 0.64 93.48 6.9 22 71 82 0.62 94.17 6.72 24 71 82 0.54 95.6 6.95 10 72 81 0.6 96.17 6.7 12 72 81 0.58 90.77 6.48
Flow Rate Lime Milk Ph Cond Time Totalizer Raw Liq Lime Milk Set Point (◦Be) Tank Transfer Reaction CARB CARB CARB #2 #1 (M³/Hr) (M³/Hr) Ratio Holding Storage Time Amount Tank #1 STANDARD Min 5 10 . 00- 11. >900 . 0 7 .0 - 8.5 08 . 00 30 0.9 30 9.94 7.69 09 . 00 66 2.3 9.85 7.76 10 . 00 75 2.6 33 9.87 7.98 11 . 00 70 2.5 9.89 7.88 12 . 00 75 2.7 9.73 7.85 13 . 00 65 2.3 33 9.7 7.9 14 . 00 75 2.5 9.6 7.89 15 . 00 60 2.6 9.61 7.75 16 . 00 21 0.8 32 8.3 7.27
SUHU (◦C) LD ◦CRB CO₂ CO₂ Pump Sealing Water CARB CARB CARB CARB Content Operation Ampere #1 #2 #1 #1 % #1 #2 CO₂ Pump Scrubber Max 80 Max 85 SW RW SW RW 16 71 80 0.69 90.83 6.7 13 70 80 0.7 91.12 6.85 11 72 81 0.73 92.35 6.75 22 71 80 0.72 91 6.5 20 71 80 0.72 91.33 6.45 19 70 81 0.65 91.65 6.75 21 70 81 0.65 92.86 6.6 14 71 81 0.62 92 6.71 10 70 81 0.61 93.33 6.66
colour
brix
raw liquor fine liquor #1
#2
1925 2105 1718 1714 1341 1566 1501 1201 1294
574 605 663 598 751 729 695 515 409
61.40 62.01 61.07 62.30 63.11 62.31 62.15 63.75 60.98
colour
brix
raw liquor fine liquor #1 1658 1580 1701 1721 1971 1894 1764 2084 2027
60.75 61.18 60.24 61.87 61.36 61.41 61.36 60.15 60.97
534 503 400 443 527 555 426 445 406
63.21 60.99 59.84 59.90 60.06 61.86 59.71 59.23 60.80
#2 63.80 59.87 58.71 59.74 59.94 59.42 61.40 57.73 60.10
Flow Rate Lime Milk Ph Cond SUHU (◦C) LD ◦CRB CO₂ CO₂ Pump Sealing Water Time Totalizer Raw Liq Lime Milk Set Point (◦Be) Tank Transfer Reaction CARB CARB CARB CARB CARB CARB CARB Content Operation Ampere #1 #2 CO₂ Pump Scrubber (M³/Hr) (M³/Hr) Ratio Holding Storage Time Amount Tank #1 #2 #1 #1 #2 #1 #1 % STANDARD Min 5 10 . 00- 11. >900 . 0 7 .0 - 8.5 Max 80 Max 85 SW RW SW RW 08 . 00 30 0.5 9.89 8.66 71 82 0.69 88.21 6.45 09 . 00 75 1.2 10.2 8.92 70 81 0.67 90.13 6.55 10 . 00 50 2.5 9.65 7.86 71 81 0.65 91.25 6.3 11 . 00 50 1.9 9.65 7.86 70 81 0.65 91.25 6.11 12 . 00 35 1.9 9.32 7.4 70 81 0.66 92 6.25 13 . 00 50 1.9 9.51 7.6 70 80 0.72 93.75 6.45 14 . 00 45 2 9.52 7.65 71 81 0.7 91 6.6 15 . 00 70 1.7 8 7.3 70 80 0.64 98.46 6.57 16 . 00 46 0.5 9.21 7.28 70 80 0.68 94.29 6.44
73
2. Data Evaporator
74
75
76
77
78
79
80
Lampiran 4. Average Evaporator selama kerja praktik
81
Lampiran 5. Perhitungan Efisiensi Carbonator
𝐿𝑖𝑞𝑢𝑜𝑟 % penurunan derajat warna (efisiensi) = 𝑅𝑎𝑤 𝐿𝑖𝑞𝑢𝑜𝑟−𝐹𝑖𝑛𝑒 𝑅𝑎𝑤 𝐿𝑖𝑞𝑢𝑜𝑟
CRB 95 88.49 91.54 91.54 91.67 99.26 95 89.33 90 95.38 98.72 92.44 91.43 93.57 95.06 90 95.73 93.85 94.38 96.67 94 93.37 92.11 99.23 93.57 92.31 85 87.5 91.12 91.65 92.86 93.33
70-70.4 % penurunan derajat warna 78.457 81.53 81.53 78.29 78.29 68.13 69.72 69.72 63.05 72.39 75.89 80 75.54 77.08 77.08 69.98 79.02 78.38 79.15 78.17 82.61 88.02 82.66 83.95 83.46 86.48 86.76 79.01 68.16 70.69 75.85 79.97
𝑋 100%
70.5-71.4 CRB 95.71 92.86 90 91 91.33 91.54 90.83 92.31 90 90.83 89.29 90 95 93.85 93.17 92.86 90 90 91.02 93.62 86.67 89.29 88.1 95.83 94.38 93.56 97.88 92.18 90 91.54 94.48 93.26
% penurunan derajat warna 79.22 72.8 75.15 75.15 63.68 63.68 67.06 67.06 72.69 72.69 72.53 72.53 63.05 64.71 72.39 72.39 75.93 84.4 76.74 76.27 72.61 71.78 75.35 83.38 82.16 67.76 59.93 58.36 60.26 60.26 75.24 75.24
82
92.9721 9
CRB 94.86 95.38 93.65 90.82
77.46928125
71.5-72.4 % penurunan derajat warna 79.22 79.2 79.2 56.68
97.14 93.33 88.75 90 92.31 96.88 94.45 93.75 94.24 93.33 90 91.54 93.21 98.68 94.07 90.14 94.17 95.6 90.83 92.35 91 91.33 92 91.88 91.21 92 92.65 91.12 99.25 92.31 92.4501 6
80 80 61.72 60.91 69.5 86.46 82.8 84.67 79.42 71.21 70.67 75.88 70.18 71.25 61.4 65.11 53.44 53.69 67.79 76.48 74.25 73.26 78.64 67.9 76.07 73.92 71.7 61.16 51.24 57.56 70.81822581 72.5-73
CRB 90 94.67 92.65 92.44
% penurunan derajat warna 81.16 81.16 86.17 82.83
83
94.17 90.71 91.54 89.38 90 86.25 92.86 88.67 92.8 91.76 95.83 92.26 92 93.33 93.14 94.19 92.36 93.55 93.81 91.67 92.25 91.43 92 93.65 96.15 93.48 96.17 90.77 92 92.86 92.52206
79.35 66.75 63.84 64.46 69.36 74.75 73.45 62.74 82.41 86.17 83.38 59.93 54.79 58.34 58.36 76.95 76.95 79.74 79.74 66.56 69.25 69.76 78.85 80.42 69.71 43.99 57.11 68.39 76.21 74.42 70.60088235
84
9.9-10 9.7-9.8 9.5-9.6 CRB % PENURUNAN DERAJAT WARNA CRB % PENURUNAN DERAJAT WARNA CRB % PENURUNAN DERAJAT WARNA 92.867 59.385 89.104 69.88 91.114 69.384 83.1676 92.873 77.339 72.908 91.83 73.9 70.461 91.939 66.993 74.10415 78.07 CO2 CO2 CO2 67.802 6.827 6.827 6.238 72.248 6.653 6.806 6.518 6.663 6.541 6.464 6.63475 6.56 6.485 9 83.912 6.583 6.536
9.3-9.4 9.2 9 CRB % PENURUNAN DERAJAT WARNA CRB % PENURUNAN DERAJAT WARNA CRB % PENURUNAN DERAJAT WARNA 94.205 78.104 94.898 79.434 94.901 83.912 94.03222 60.512 94.11861 69.308
CO2 6.541 6.9 6.7205
CO2
CO2 6.617
6.583
85
Lampiran 6. Perhitungan Efisiensi Evaporator Setiap Minggu Selama Kerja Praktik 1. Berikut ini merupakan perhitungan efisiensi evaporator pada minggu ke-1 : Diketahui : F1 = 75 m3/jam ρ = 1587 kg/m3 F1 = 75 m3/jam x 1587 kg/m3 = 119025 kg/jam % Brix Evaporator 1 = 59,5% % Brix Evaporator 2 = 68,73 % T Evaporator 1 = 97,94 oC T Steam Evaporator 1 = 106,94 oC P Evaprator 1 = 35,33 mmHg = 0,3533 cmHg P Evaprator 2 = 59,75 mmHg = 0,5975 cmHg ΔP = P Evaprator 2 - P Evaprator 1 = 0,5975 cmHg - 0,3533 cmHg = 0,2441 cmHg Perbandingan Distribusi Pressure Drop tiap Evaporator (Tabel 32.23, Distribution of Pressure Drop between Vessels; Hugot 3rd edition hlm 579): BP 1 = 11/40 BP 2 = 10,3/40 Tekanan BP I = P Evaprator 1- ( 11/40 x ΔP ) 11
= 0,3533 − (
40
× 0,2441) = 0,2861875 kg/cm2.abs
Dari Table 41.1 A Properties of Dry Saturated Steam; Hugot hlm. 1034 : T = 69,026 oC Tekanan BP 2 = P Evaprator 2 - ( 10,3/40 x ΔP ) 10,3
= 0,5975 − (
40
× 0,2441) = 0,2233 kg/cm2.abs
Dari Table 41.1 A Properties of Dry Saturated Steam; Hugot hlm. 1034 : T = 63,926 oC Perhitungan air yang teruapkan : Misalkan air yang teruapkan pada masing – masing badan = X Air yang teruapkan pada Evaporator 2 = X
86
Air yang teruapkan pada Evaporator 1 = X Total air yang teruapkan (W)
= 2X % 𝑏𝑟𝑖𝑥 𝑒𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑡𝑜𝑟 1
Total air yang teruapkan (W) = F1 × (1 − % 𝑏𝑟𝑖𝑥 𝑒𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑡𝑜𝑟 2) 𝑘𝑔
59,5
= 119025 𝑗𝑎𝑚 × (1 − 68,73) = 15984,17 kg/jam X = =
W 2 15984,17 2
Y1 = 7992,09 kg/jam Sehingga, Evaporator 1
= 7992,09 kg/jam
Evaporator 2
= 7992,09 kg/jam
TOTAL
= 15984,17 kg/jam
F2 = F1 - Air yang teruapkan evaporator 1 = 119025 kg/jam - 7992,09 kg/jam = 111032,9125 kg/jam Mencari % brix masing – masing badan evaporator : % brix =
𝐹1 𝑥 % 𝑏𝑟𝑖𝑥 𝑒𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑡𝑜𝑟 𝐹 −𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑎𝑖𝑟 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑡𝑒𝑟𝑢𝑎𝑝𝑘𝑎𝑛 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝐸𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑡𝑜𝑟
a) % brix evaporator I
119025 ×59,5
= 119025−7992,09 𝑥 100 = 63,7795 %
b) % brix evaporator 2
119025 ×68,73
= 111032,9125 −7992,09 𝑥 100 = 68,7263 %
Perhitungan panas jenis tiap evaporator : Rumus : 𝑪𝒏 = 𝟏 − (𝟎, 𝟎𝟎𝟔 × %𝑩𝒓𝒊𝒙) 𝐶0 = 1 − (0,006 × 59,5) = 0,643 𝐶1 = 1 − (0,006 × 63,7795 ) = 0,617 𝐶2 = 1 − (0,006 × 68,7263 ) = 0,587 Perhitungan neraca panas dan neraca massa evaporator :
87
Persamaan yang digunakan : Energi masuk : 3. Uap = mv1 × H1v 4. Nira = mN1 × t1 × c1 Energi keluar : 5. Panas hilang = panas masuk × % kehilangan panas Panas yang hilang Effect I
= 1,3% dari total energy yang masuk
Effect II
= 1% dari total energy yang masuk
6. Kondensat = mv2 × hl2 7. Uap air = mv2 × H2v 8. Nira = mN2 × t 2 × c2 Dimana : mv
= Massa uap (kg/jam)
mN
= Massa nira (kg/jam)
Hv
= Enthalpy uap (kkal/kg)
hl
= Enthalpy liquid (kkal/kg)
t
= suhu (oC)
c
= panas jenis (kkal/kg.oC)
notasi 1
= menyatakan keadaan masuk
notasi 2
= menyatakan keadaan keluar
Dalam perhitungannya terdapat boiling point rice (BPR) untuk larutan nira yang dihitung dengan persamaan : 𝐵𝑃𝑅 = 1,78𝑥 + 6,22𝑥 2 (Geankolpis 3th edition, hlm 504)
88
Dimana x adalah % brix larutan nira. Sehingga didapatkan hasil sebagai berikut : Evaporator
FRAKSI NIRA
BPR
SUHU
SUHU
SATURATED
SUPERHEATED
Evaporator 1
0,638
3,665
69,026
72,691
Evaporator 2
0,687
4,161
63,926
68,087
Dimana, Suhu superheated = suhu saturated + BP Data – data yang dibutuhkan untuk menghitung neraca energi (Table 41.1 A Properties of Dry Saturated Steam; Hugot 3rd halaman 1034) : Evaporator
P (kg/cm2.oC)
T (oC)
Hv (kkal/kg)
Hl (kkal/kg)
Evaporator 1
0,286 0,286
69,026 72,691
626,91 628,414
68,926 72,684
0,223
63,926
624,77
63,826
0,223
68,087
626,49
68,08
Evaporator 2
EVAPORATOR 1 Energi masuk Steam
=
𝑚𝑠 × 626,91
=
626,91 ms
Nira
=
119025 × 0,643 × 97,94
=
7496203,24
Jumlah
=
7496203,24+ 626,91 ms
Energi keluar Kondensat
=
𝑚𝑠 × 106,94
=
106,94 ms
Vapor
=
7992,087 × 628,414
=
5022339,665
Nira
=
111032,9125 × 0,617 ×
=
4982503,222
=
97450,64 + 8,15 ms
=
10102293,53 + 115,094 ms
72,69 Q Loss
=
0,013 × (7496203,24 + 626,91 ms) Jumlah
89
Jumlah energi masuk 7496203,24+ 626,91 ms 7496203,24 - 10102293,53 -2606090,3
= Jumlah energi keluar = 10102293,53 + 115,094 ms = 115,094 ms - 626,91 ms = -511,82 ms
-2606090,3 = ms -511,82 5091,852 = ms Neraca Energi MASUK JUMLAH Steam 3192133,383 Nira 7496203,24
Total
10688336,62
Neraca Massa MASUK Steam Nira
JUMLAH 5091,852711 119025
Total
124116,8527
KELUAR Kondensat Vapor Nira Q Loss Total
JUMLAH 544545,3593 5022339,665 4982503,222 138948,3761 10688336,62
KELUAR Kondensat Vapor Nira Total
JUMLAH 5091,852711 7992,087485 111032,9125 124116,8527
EVAPORATOR 2 Energi masuk Steam
=
7992,087 × 628,414
=
5022339,665
Nira
=
111032,9125 × 0,617
=
4982503,222
=
10004842,89
× 72,69 Jumlah
Energi keluar Kondensat
=
7992,087 × 63,926
=
510902,1845
Vapor
=
626,49 × 𝑌2
=
626,49𝑌2
Nira
=
(111032,9125 −
=
4442526,187 - 40,01 𝑌2
=
100048,4289
Y2)×0,587× 68,087 Q Loss
=
0,01 × 10004842,89
90
Jumlah
Jumlah energi masuk 10004842,89 10004842,89 - 5053476,801 4951366,09 4951366,09 586,48 8442,53
=
= Jumlah energi keluar = 5053476,801 + 586,48Y2 = 586,48Y2 = 586,48Y2 = Y2 = Y2
Neraca Energi MASUK Steam Nira
JUMLAH 5022339,665 4982503,222
Total
10004842,89
Neraca Massa MASUK Steam Nira
JUMLAH 5091,852711 111032,9125
Total
116124,7652
Total uap
5053476,801 + 586,48Y2
KELUAR Kondensat Vapor Nira Q Loss Total
JUMLAH 510902,1845 5289159,174 4104733,099 100048,4289 10004842,89
KELUAR Kondensat Vapor Nira Total
JUMLAH 5091,852711 8442,527693 102590,3848 116124,7652
= 𝑌1 + 𝑌2
= 7992,087+ 8442,53 = 16434,61 kg/jam = 16,43 ton/jam Uap yang dipakai (ms) = 5091,852 kg/jam = 5,091 ton/jam Steam ekonomi
=
𝑌1 +𝑌2 𝑚𝑠
………………. (Geankoplis hal 511)
16434,61 kg/jam
= 5091,852 kg/jam = 3,228
91
Uap teoritis yang dipakai = ms = 5091,852 kg/jam Uap sesungguhnya yang dipergunakan = 6500 kg/jam Efisiensi energi
= =
𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑡𝑖𝑠 𝑎𝑘𝑡𝑢𝑎𝑙
× 100%
5091,852 6500
× 100%
= 78,336 % Pada minggu ke-1, dari perhitungan efisiensi energi didapatkan nilai 78,336 % yang merupakan hasil perbandingan kebutuhan teoritis dengan energi yang dibutuhkan di pabrik gula kristal rafinasi PT. Duta Sugar International. 2. Berikut ini merupakan perhitungan efisiensi evaporator pada minggu ke-2 : Diketahui : F1 = 75 m3/jam ρ = 1587 kg/m3 F1 = 75 m3/jam x 1587 kg/m3 = 119025 kg/jam % Brix Evaporator 1 = 60,22 % % Brix Evaporator 2 = 68,67 % T Evaporator 1 = 92,84 oC T Steam Evaporator 1 = 105,31 oC P Evaprator 1 = 40,6 mmHg = 0,406 cmHg P Evaprator 2 = 59,73 mmHg = 0,5973 cmHg ΔP = P Evaprator 2 - P Evaprator 1 = 0,406 cmHg - 0,5973 cmHg = 0,191 cmHg Perbandingan Distribusi Pressure Drop tiap Evaporator (Tabel 32.23, Distribution of Pressure Drop between Vessels; Hugot 3rd edition hlm 579): BP 1 = 11/40 BP 2 = 10,3/40 Tekanan BP I = P Evaprator 1- ( 11/40 x ΔP ) 11
= 0,406 − (
40
× 0,191) = 0,3533 kg/cm2.abs
Dari Table 41.1 A Properties of Dry Saturated Steam; Hugot hlm. 1034 :
92
T = 69,026 oC Tekanan BP 2 = P Evaprator 2 - ( 10,3/40 x ΔP ) 10,3
= 0,5973 − (
40
× 0,191) = 0,3041 kg/cm2.abs
Dari Table 41.1 A Properties of Dry Saturated Steam; Hugot hlm. 1034 : T = 63,926 oC Perhitungan air yang teruapkan : Misalkan air yang teruapkan pada masing – masing badan = X Air yang teruapkan pada Evaporator 2 = X Air yang teruapkan pada Evaporator 1 = X Total air yang teruapkan (W)
= 2X % 𝑏𝑟𝑖𝑥 𝑒𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑡𝑜𝑟 1
Total air yang teruapkan (W) = F1 × (1 − % 𝑏𝑟𝑖𝑥 𝑒𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑡𝑜𝑟 2) 𝑘𝑔
60,22
= 119025 𝑗𝑎𝑚 × (1 − 68,67 ) = 14641,047 kg/jam X = =
W 2 14641,047 2
Y1 = 7320,523 kg/jam Sehingga, Evaporator 1
= 7320,523 kg/jam
Evaporator 2
= 7320,523 kg/jam
TOTAL
= 14641,047 kg/jam
F2 = F1 - Air yang teruapkan evaporator 1 = 119025 kg/jam - 7320,523 kg/jam = 111704,476 kg/jam Mencari % brix masing – masing badan evaporator : 𝐹1 𝑥 % 𝑏𝑟𝑖𝑥 𝑒𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑡𝑜𝑟
% brix = 𝐹 −𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑎𝑖𝑟 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑡𝑒𝑟𝑢𝑎𝑝𝑘𝑎𝑛 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝐸𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑡𝑜𝑟
a) % brix evaporator I
119025 ×60,22
= 119025−7320,523 𝑥 100 = 64,17 %
b) % brix evaporator 2
119025 ×68,67
= 111704,476 −7320,523 𝑥 100
93
= 68,67 % Perhitungan panas jenis tiap evaporator : Rumus : 𝑪𝒏 = 𝟏 − (𝟎, 𝟎𝟎𝟔 × %𝑩𝒓𝒊𝒙) 𝐶0 = 1 − (0,006 × 60,22 ) = 0,639 𝐶1 = 1 − (0,006 × 64,17 ) = 0,615 𝐶2 = 1 − (0,006 × 68,67 ) = 0,588 Perhitungan neraca panas dan neraca massa evaporator : Persamaan yang digunakan : Energi masuk : 5. Uap = mv1 × H1v 6. Nira = mN1 × t1 × c1 Energi keluar : 9. Panas hilang = panas masuk × % kehilangan panas Panas yang hilang Effect I
= 1,3% dari total energy yang masuk
Effect II
= 1% dari total energy yang masuk
10. Kondensat = mv2 × hl2 11. Uap air = mv2 × H2v 12. Nira = mN2 × t 2 × c2 Dimana : mv
= Massa uap (kg/jam)
mN
= Massa nira (kg/jam)
Hv
= Enthalpy uap (kkal/kg)
hl
= Enthalpy liquid (kkal/kg)
t
= suhu (oC)
c
= panas jenis (kkal/kg.oC)
notasi 1
= menyatakan keadaan masuk
notasi 2
= menyatakan keadaan keluar
94
Dalam perhitungannya terdapat boiling point rice (BPR) untuk larutan nira yang dihitung dengan persamaan : 𝐵𝑃𝑅 = 1,78𝑥 + 6,22𝑥 2 (Geankolpis 3th edition, hlm 504) Dimana x adalah % brix larutan nira. Sehingga didapatkan hasil sebagai berikut : Evaporator
FRAKSI NIRA
BPR
SUHU
SUHU
SATURATED
SUPERHEATED
Evaporator 1
0,642
3,704
69,026
72,729
Evaporator 2
0,687
4,161
63,926
68,081
Dimana, Suhu superheated = suhu saturated + BP Data – data yang dibutuhkan untuk menghitung neraca energi (Table 41.1 A Properties of Dry Saturated Steam; Hugot 3rd halaman 1034) : Evaporator
P (kg/cm2.oC)
T (oC)
Hv (kkal/kg)
Hl (kkal/kg)
Evaporator 1
0,3533 0,3533
69,026 72,729
626,91 628,414
68,926 72,684
0,3041
63,926
624,77
63,826
0,3041
68,081
626,49
68,08
Evaporator 2
EVAPORATOR 1 Energi masuk Steam
=
𝑚𝑠 × 626,91
=
626,91 ms
Nira
=
119025 × 0,639 × 92,84
=
7057769,25
Jumlah
=
7057769,25 + 626,91 ms
Energi keluar Kondensat
=
𝑚𝑠 × 105,31
=
105,31 ms
Vapor
=
7320,523 × 628,414
=
4600319,5
Nira
=
111704,476 × 0,615 ×
=
4996264,03
72,729
95
Q Loss
=
0,013 × (7057769,25
=
91751.0003 + 8,15 ms
=
9688334,54 + 113,46 ms
+ 626,91 ms) Jumlah
Jumlah energi masuk 7057769,25 + 626,91 ms 7057769,25 - 9688334,54 -2630565,289
= Jumlah energi keluar = 9688334,54 + 113,46 ms = 113,46 ms - 626,91 ms = - 513,43 ms
-2630565,289 = ms - 513,43 5124,322 = ms Neraca Energi MASUK JUMLAH Steam 3211862,32 Nira 7057769,25
Total
10269631,6
Neraca Massa MASUK Steam Nira
JUMLAH 5123,32284 119025
Total
124148,323
KELUAR Kondensat Vapor Nira Q Loss Total
JUMLAH 539542,8206 4600319,515 4996264,026 133505,2104 10269631,6
KELUAR Kondensat Vapor Nira Total
JUMLAH 5123,322838 7320,523596 111704,4764 124148,323
EVAPORATOR 2 Energi masuk Steam
=
7320,523 × 628,414
=
4600319,52
Nira
=
111704,476 × 0,615
=
4982503,222
=
9596583,54
× 72,729 Jumlah
Energi keluar Kondensat
=
7320,523 × 63,926
=
467971,791
96
Vapor
=
626,49 × 𝑌2
=
626,49𝑌2
Nira
=
(111704,476 −
=
4471612,766 - 40,03 𝑌2
0,01 × 9596583,54
=
95965,8354
Jumlah
=
5035550,39 +586,46Y2
Y2)×0,588× 68,081 Q Loss
=
Jumlah energi masuk 9596583,54 9596583,54 - 5035550,39 4951366,09 4561033,149 586,46 7777,24
= Jumlah energi keluar = 5035550,39 +586,46Y2 = 586,46Y2 = 586,46Y2 = Y2 = Y2
Neraca Energi MASUK Steam Nira
JUMLAH 4600319,52 4996264,03
Total
9596583,54
Neraca Massa MASUK Steam Nira
JUMLAH 5123,32284 111704,476
Total
116827,799
Total uap
KELUAR Kondensat Vapor Nira Q Loss Total
JUMLAH 467971,7914 4872361,728 4160284,186 95965,83541 9596583,54
KELUAR Kondensat Vapor Nira Total
JUMLAH 5123,322838 7777,23783 103927,2386 116827,799
= 𝑌1 + 𝑌2
= 7320,523 + 7777,24 = 15097,76 kg/jam = 15,097 ton/jam Uap yang dipakai (ms) = 5124,322 kg/jam = 5,124 ton/jam Steam ekonomi
=
𝑌1 +𝑌2 𝑚𝑠
………………. (Geankoplis hal 511)
97
15097,76 kg/jam
= 5124,322
kg/jam
= 3,947
Uap teoritis yang dipakai = ms = 5124,322 kg/jam Uap sesungguhnya yang dipergunakan = 6500 kg/jam Efisiensi energi
= =
𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑡𝑖𝑠 𝑎𝑘𝑡𝑢𝑎𝑙
× 100%
5124,322 6500
× 100%
= 78,82 % Pada minggu ke-2, dari perhitungan efisiensi energi didapatkan nilai 78,82 % yang merupakan hasil perbandingan kebutuhan teoritis dengan energi yang dibutuhkan di pabrik gula kristal rafinasi PT. Duta Sugar International. 3. Berikut ini merupakan perhitungan efisiensi evaporator pada minggu ke-3 : Diketahui : F1 = 75 m3/jam ρ = 1587 kg/m3 F1 = 75 m3/jam x 1587 kg/m3 = 119025 kg/jam % Brix Evaporator 1 = 59,98 % % Brix Evaporator 2 = 69,26 % T Evaporator 1 = 93,24 oC T Steam Evaporator 1 = 106,089 oC P Evaprator 1 = 38,31 mmHg = 0,3831 cmHg P Evaprator 2 = 59,8 mmHg = 0,598 cmHg ΔP = P Evaprator 2 - P Evaprator 1 = 0,598 cmHg - 0,3831 cmHg = 0,2148 cmHg Perbandingan Distribusi Pressure Drop tiap Evaporator (Tabel 32.23, Distribution of Pressure Drop between Vessels; Hugot 3rd edition hlm 579): BP 1 = 11/40 BP 2 = 10,3/40
98
Tekanan BP I = P Evaprator 1- ( 11/40 x ΔP ) 11
= 0,3831 − (
40
× 0,2148) = 0,324017 kg/cm2.abs
Dari Table 41.1 A Properties of Dry Saturated Steam; Hugot hlm. 1034 : T = 69,026 oC Tekanan BP 2 = P Evaprator 2- ( 10,3/40 x ΔP ) 10,3
= 0,598 − (
40
× 0,2148) = 0,268683 kg/cm2.abs
Dari Table 41.1 A Properties of Dry Saturated Steam; Hugot hlm. 1034 : T = 63,926 oC Perhitungan air yang teruapkan : Misalkan air yang teruapkan pada masing – masing badan = X Air yang teruapkan pada Evaporator 2 = X Air yang teruapkan pada Evaporator 1 = X Total air yang teruapkan (W)
= 2X % 𝑏𝑟𝑖𝑥 𝑒𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑡𝑜𝑟 1
Total air yang teruapkan (W) = F1 × (1 − % 𝑏𝑟𝑖𝑥 𝑒𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑡𝑜𝑟 2) 𝑘𝑔
59,98
= 119025 𝑗𝑎𝑚 × (1 − 69,26) = 15939,1 kg/jam X = =
W 2 15939.1 2
Y1 = 7969,548 kg/jam Sehingga, Evaporator 1
= 7969,548 kg/jam
Evaporator 2
= 7969,548 kg/jam
TOTAL
= 15939,1 kg/jam
F2 = F1 - Air yang teruapkan evaporator 1 = 119025 kg/jam - 7969,548 kg/jam = 111055,4522 kg/jam Mencari % brix masing – masing badan evaporator : 𝐹1 𝑥 % 𝑏𝑟𝑖𝑥 𝑒𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑡𝑜𝑟
% brix = 𝐹 −𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑎𝑖𝑟 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑡𝑒𝑟𝑢𝑎𝑝𝑘𝑎𝑛 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝐸𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑡𝑜𝑟
99
119025 ×59,98
= 119025−7969,548 𝑥 100
a) % brix evaporator I
= 64,29142 % 119025 ×59,98
= 111055,4522−7969,548 𝑥 100
b) % brix evaporator 2
= 69,26178 % Perhitungan panas jenis tiap evaporator : Rumus : 𝑪𝒏 = 𝟏 − (𝟎, 𝟎𝟎𝟔 × %𝑩𝒓𝒊𝒙) 𝐶0 = 1 − (0,006 × 59,98) = 0,64 𝐶1 = 1 − (0,006 × 64,29142 ) = 0,614 𝐶2 = 1 − (0,006 × 69,26178 ) = 0,584 Perhitungan neraca panas dan neraca massa evaporator : Persamaan yang digunakan : Energi masuk : 7. Uap = mv1 × H1v 8. Nira = mN1 × t1 × c1 Energi keluar : 13. Panas hilang = panas masuk × % kehilangan panas Panas yang hilang Effect I
= 1,3% dari total energy yang masuk
Effect II
= 1% dari total energy yang masuk
14. Kondensat = mv2 × hl2 15. Uap air = mv2 × H2v 16. Nira = mN2 × t 2 × c2 Dimana : mv
= Massa uap (kg/jam)
mN
= Massa nira (kg/jam)
Hv
= Enthalpy uap (kkal/kg)
hl
= Enthalpy liquid (kkal/kg)
100
t
= suhu (oC)
c
= panas jenis (kkal/kg.oC)
notasi 1
= menyatakan keadaan masuk
notasi 2
= menyatakan keadaan keluar
Dalam perhitungannya terdapat boiling point rice (BPR) untuk larutan nira yang dihitung dengan persamaan : 𝐵𝑃𝑅 = 1,78𝑥 + 6,22𝑥 2 (Geankolpis 3th edition, hlm 504) Dimana x adalah % brix larutan nira. Sehingga didapatkan hasil sebagai berikut : Evaporator
FRAKSI NIRA
BPR
SUHU
SUHU
SATURATED
SUPERHEATED
Evaporator 1
0,643
3,715
69,026
72,74
Evaporator 2
0,693
4,217
63,926
68,14
Dimana, Suhu superheated = suhu saturated + BP Data – data yang dibutuhkan untuk menghitung neraca energi (Table 41.1 A Properties of Dry Saturated Steam; Hugot 3rd halaman 1034) : Evaporator
P (kg/cm2.oC)
T (oC)
Hv (kkal/kg)
Hl (kkal/kg)
Evaporator 1
0,324 0,324
69,026 72,741
626,91 628,414
68,926 72,684
0,269
63,926
624,77
63,826
0,269
68,14
626,49
68,08
Evaporator 2
EVAPORATOR 1 Energi masuk Steam
=
𝑚𝑠 × 626,91
=
626,91 ms
Nira
=
119025 × 0,64 × 93,24
=
7103876,674
Jumlah
=
7103876,674+ 626,91 ms
𝑚𝑠 × 106,089
=
106,089 ms
Energi keluar Kondensat
=
101
Vapor
=
7969,55 × 628,414
=
5008175,423
Nira
=
111055,45
=
4962122,329
=
92350,39 + 8,15 ms
=
10062648,15 + 114,24 ms
× 0,614 × 72,74 Q Loss
=
0,013 × (7103876,674 + 626,91 ms ) Jumlah
Jumlah energi masuk 7103876,674 + 626,91 ms 7103876,674 - 10062648,15 -2958771,475 -2958771,475 -512,671
= Jumlah energi keluar = 10062648,15 + 114,24 ms = 114,24 ms - 626,91 ms = -512,671 ms = ms
5771,284 = ms Neraca Energi MASUK JUMLAH Steam (kg/jam) 3618075,546 Nira (kg/jam) 7103876,674
Total
10721952,22
Neraca Massa MASUK Steam (kg/jam) Nira (kg/jam)
JUMLAH 5771,283831 119025
Total
124796,2838
KELUAR Kondensat (kg/jam) Vapor (kg/jam) Nira (kg/jam) Q Loss Total
JUMLAH 612269,0891 5008175,423 4962122,329 139385,3789 10721952,22
KELUAR Kondensat (kg/jam) Vapor (kg/jam) Nira(kg/jam) Total
JUMLAH 5771,283831 7969,547819 111055,4522 124796,2838
EVAPORATOR 2 Energi masuk Steam
=
7969,548 × 628,414
=
5008175,423
Nira
=
111055,45 × 0,614 × 72,74 =
4962122,329
Jumlah
9970297,752
=
102
Energi keluar Kondensat
=
7969,55 × 63,926
=
509461,3139
Vapor
=
626,49 × 𝑌2
=
626,49𝑌2
Nira
=
(111055,45 −
=
4422739,077 - 39,82 𝑌2
0,01 × 9970297,752
=
99702,97752
Jumlah
=
5031903,369 + 586,665Y2
Y2)×0,584× 68,14 Q Loss
=
Jumlah energi masuk 9970297,752 9970297,752 - 5031903,369 4938394,384 4938394,384 586,665 8417,74
= Jumlah energi keluar = 5031903,369 + 586,665Y2 = 586,665Y2 = 586,665Y2 = Y2 = Y2
Neraca Energi MASUK Steam (kg/jam) Nira (kg/jam)
JUMLAH 5008175,423 4962122,329
Total
9970297,752
Neraca Massa MASUK Steam (kg/jam) Nira (kg/jam)
JUMLAH 5771,283831 111055,4522
Total
116826,736
Total uap
KELUAR Kondensat (kg/jam) Vapor (kg/jam) Nira (kg/jam) Q Loss (kg/jam) Total
JUMLAH 509461,3139 5273627,357 4087506,104 99702,97752 9970297,752
KELUAR Kondensat (kg/jam) Vapor (kg/jam) Nira (kg/jam) Total
JUMLAH 5771,283831 8417,735889 102637,7163 116826,736
= 𝑌1 + 𝑌2
= 7969,55 + 8417,74 = 16387,29 kg/jam = 16,387 ton/jam Uap yang dipakai (ms) = 5771,284 kg/jam = 5,771 ton/jam
103
Steam ekonomi
=
𝑌1 +𝑌2 𝑚𝑠
………………. (Geankoplis hal 511)
16387,29 kg/jam
= 5771,284 kg/jam = 2,84
Uap teoritis yang dipakai = ms = 5771,284 kg/jam Uap sesungguhnya yang dipergunakan = 6500 kg/jam Efisiensi energi
= =
𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑡𝑖𝑠 𝑎𝑘𝑡𝑢𝑎𝑙
× 100%
5771,284 6500
× 100%
= 88,79 % Pada minggu ke-3, dari perhitungan efisiensi energi didapatkan nilai 88,79 % yang merupakan hasil perbandingan kebutuhan teoritis dengan energi yang dibutuhkan di pabrik gula kristal rafinasi PT. Duta Sugar International. 4. Berikut ini merupakan perhitungan efisiensi evaporator pada minggu ke-4 : Diketahui : F1 = 75 m3/jam ρ = 1587 kg/m3 F1 = 75 m3/jam x 1587 kg/m3 = 119025 kg/jam % Brix Evaporator 1 = 59,69 % % Brix Evaporator 2 = 69,095 % T Evaporator 1 = 93,194 oC T Steam Evaporator 1 = 107,027 oC P Evaprator 1 = 39,27 mmHg = 0,3927 cmHg P Evaprator 2 = 61,25 mmHg = 0,6125 cmHg ΔP = P Evaprator 2 - P Evaprator 1 = 0,6125 cmHg - 0,3927 cmHg = 0,2197 cmHg Perbandingan Distribusi Pressure Drop tiap Evaporator (Tabel 32.23, Distribution of Pressure Drop between Vessels; Hugot 3rd edition hlm 579): BP 1 = 11/40
104
BP 2 = 10,3/40 Tekanan BP I = P Evaprator 1- ( 11/40 x ΔP ) 11
× 0,2197) = 0,3323 kg/cm2.abs
= 0,3927 − (
40
Dari Table 41.1 A Properties of Dry Saturated Steam; Hugot hlm. 1034 : T = 69,026 oC Tekanan BP 2 = P Evaprator 2- ( 10,3/40 x ΔP ) = 0,6125 − (
10,3 40
× 0,2197) = 0,2758 kg/cm2.abs
Dari Table 41.1 A Properties of Dry Saturated Steam; Hugot hlm. 1034 : T = 63,926 oC Perhitungan air yang teruapkan : Misalkan air yang teruapkan pada masing – masing badan = X Air yang teruapkan pada Evaporator 2 = X Air yang teruapkan pada Evaporator 1 = X Total air yang teruapkan (W)
= 2X % 𝑏𝑟𝑖𝑥 𝑒𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑡𝑜𝑟 1
Total air yang teruapkan (W) = F1 × (1 − % 𝑏𝑟𝑖𝑥 𝑒𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑡𝑜𝑟 2) 𝑘𝑔
59,69
= 119025 𝑗𝑎𝑚 × (1 − 69,095) = 16195,098 kg/jam X = =
W 2 16195,098 2
Y1 = 8097,5491 kg/jam Sehingga, Evaporator 1
= 8097,5491 kg/jam
Evaporator 2
= 8097,5491 kg/jam
TOTAL
= 16195,098 kg/jam
F2 = F1 - Air yang teruapkan evaporator 1 = 119025 kg/jam - 8097,5491 kg/jam = 110927,45 kg/jam Mencari % brix masing – masing badan evaporator :
105
𝐹1 𝑥 % 𝑏𝑟𝑖𝑥 𝑒𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑡𝑜𝑟
% brix = 𝐹 −𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑎𝑖𝑟 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑡𝑒𝑟𝑢𝑎𝑝𝑘𝑎𝑛 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝐸𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑡𝑜𝑟 119025 ×59,69
= 119025−8097,5491 𝑥 100
a) % brix evaporator I
= 64,051 % 119025 ×69,095
= 110927,45 −8097,5491 𝑥 100
b) % brix evaporator 2
= 69,095 % Perhitungan panas jenis tiap evaporator : Rumus : 𝑪𝒏 = 𝟏 − (𝟎, 𝟎𝟎𝟔 × %𝑩𝒓𝒊𝒙) 𝐶0 = 1 − (0,006 × 59,69) = 0,642 𝐶1 = 1 − (0,006 × 64,051 ) = 0,616 𝐶2 = 1 − (0,006 × 69,095 ) = 0,585 Perhitungan neraca panas dan neraca massa evaporator : Persamaan yang digunakan : Energi masuk : 9. Uap = mv1 × H1v 10. Nira = mN1 × t1 × c1 Energi keluar : 17. Panas hilang = panas masuk × % kehilangan panas Panas yang hilang Effect I
= 1,3% dari total energy yang masuk
Effect II
= 1% dari total energy yang masuk
18. Kondensat = mv2 × hl2 19. Uap air = mv2 × H2v 20. Nira = mN2 × t 2 × c2 Dimana : mv
= Massa uap (kg/jam)
mN
= Massa nira (kg/jam)
106
Hv
= Enthalpy uap (kkal/kg)
hl
= Enthalpy liquid (kkal/kg)
t
= suhu (oC)
c
= panas jenis (kkal/kg.oC)
notasi 1
= menyatakan keadaan masuk
notasi 2
= menyatakan keadaan keluar
Dalam perhitungannya terdapat boiling point rice (BPR) untuk larutan nira yang dihitung dengan persamaan : 𝐵𝑃𝑅 = 1,78𝑥 + 6,22𝑥 2 (Geankolpis 3th edition, hlm 504) Dimana x adalah % brix larutan nira. Sehingga didapatkan hasil sebagai berikut : Evaporator
FRAKSI NIRA
BPR
SUHU
SUHU
SATURATED
SUPERHEATED
Evaporator 1
0,64
3,692
69,026
72,72
Evaporator 2
0,69
4,199
63,926
68,13
Dimana, Suhu superheated = suhu saturated + BP Data – data yang dibutuhkan untuk menghitung neraca energi (Table 41.1 A Properties of Dry Saturated Steam; Hugot 3rd halaman 1034) : Evaporator
P (kg/cm2.oC)
T (oC)
Hv (kkal/kg)
Hl (kkal/kg)
Evaporator 1
0,332 0,332
69,026 72,72
626,91 628,414
68,926 72,684
0,276
63,926
624,77
63,826
0,276
68,13
626,49
68,08
Evaporator 2
EVAPORATOR 1 Energi masuk Steam
=
𝑚𝑠 × 626,91
=
626,91 ms
Nira
=
119025 × 0,641 × 93,194
=
7119571,65
Jumlah
=
7119571,65+ 626,91 ms
107
Energi keluar Kondensat
=
𝑚𝑠 × 103,333
=
103,333 ms
Vapor
=
8097,5491 × 628,414
=
5088613,23
Nira
=
110927,45 × 0,617 ×
=
4966433,048
=
92554,43 + 8,15 ms
=
10147600,71 + 111,48 ms
72,718 Q Loss
=
0,013 × (7119571,65 + 626,91 ms) Jumlah
Jumlah energi masuk 7119571,65 + 626,91 ms 7119571,65 - 10147600,71 -3028029 -3028029 -515,43
= Jumlah energi keluar = 10147600,71 + 111,48 ms = 111,48 ms - 626,91 ms = -515,43 ms = ms
5874,7952 = ms Neraca Energi MASUK JUMLAH Steam 3682967,849 Nira 7119571,655
Total
10802539,5
Neraca Massa MASUK Steam Nira
JUMLAH 5874,795184 119025
Total
124899,7952
KELUAR Kondensat Vapor Nira Q Loss Total
JUMLAH 607060,2107 5088613,231 4966433,048 140433,0135 10802539,5
KELUAR Kondensat Vapor Nira Total
JUMLAH 5874,795184 8097,549117 110927,4509 124899,7952
EVAPORATOR 2 Energi masuk Steam
=
8097,5491 × 628,414
=
5088613,23
108
Nira
=
110927,45 × 0,617 ×
=
4966433,048
=
10055046,28
72,718 Jumlah
Energi keluar Kondensat
=
8097,5491 × 63,926
=
517643,92
Vapor
=
626,49 × 𝑌2
=
626,49𝑌2
Nira
=
(110927,45 −
=
4424080,57 - 39,88 𝑌2
0,01 × 10055046,28
=
100550,46
Jumlah
=
5042274,96 + 586,61Y2
Y2)×0,585× 68,125 Q Loss
=
Jumlah energi masuk 10055046,28 10055046,28 - 5042274,96 5012771 5012771 586,61 8545,36
= Jumlah energi keluar = 5042274,96 + 586,61Y2 = 586,61Y2 = 586,61Y2 = Y2 = Y2
Neraca Energi MASUK Steam Nira
JUMLAH 5088613,231 4966433,048
Total
10055046,28
Neraca Massa MASUK Steam Nira
JUMLAH 5874,795184 110927,4509
Total
116802,2461
KELUAR Kondensat Vapor Nira Q Loss Total
JUMLAH 517643,9249 5353582,935 4083268,956 100550,4628 10055046,28
KELUAR Kondensat Vapor Nira Total
JUMLAH 5874,795184 8545,360557 102382,0903 116802,2461
109
Total uap
= 𝑌1 + 𝑌2
= 8097,5491 + 8545,36 = 16642,9 kg/jam = 16,642 ton/jam Uap yang dipakai (ms) = 5874,7952 kg/jam = 5,874 ton/jam Steam ekonomi
=
𝑌1 +𝑌2 𝑚𝑠
………………. (Geankoplis hal 511)
16642,9 kg/jam
= 5874,7952
kg/jam
= 2,83
Uap teoritis yang dipakai = ms = 5874,7952 kg/jam Uap sesungguhnya yang dipergunakan = 6500 kg/jam Efisiensi energi
= =
𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑡𝑖𝑠 𝑎𝑘𝑡𝑢𝑎𝑙
× 100%
5874,7952 6500
× 100%
= 90,38 % Pada minggu ke-4, dari perhitungan efisiensi energi didapatkan nilai 90,38 % yang merupakan hasil perbandingan kebutuhan teoritis dengan energi yang dibutuhkan di pabrik gula kristal rafinasi PT. Duta Sugar International.
110
Lampiran 7. Logbook Kerja Praktik MINGGU KE-1 HARI / TANGGAL Selasa / 7 Juni 2016
Rabu / 8 Juni 2016
Kamis / 9 Juni 2016
Jum’at / 10 juni 2016
KEGIATAN Perkenalan fasilitas pabrik oleh HRD Safety Induction Mempelajari flow sheet pabrik Mengunjungi plant (Penerimaan raw sugar) Upacara apel pagi Mengecek sistem operasi alat bersama pembimbing lapangan Mempelajari flow sheet pabrik Mengecek sistem operasi alat bersama pembimbing lapangan Mempelajari flow sheet pabrik Mengunjungi plant (Transfer raw sugar ke proses melting) Mengecek sistem operasi alat bersama pembimbing lapangan Mempelajari flow sheet pabrik
MINGGU KE-2 HARI / TANGGAL Senin / 13 Juni 2016
Selasa / 14 Juni 2016
Rabu / 15 Juni 2016
KEGIATAN Mengecek sistem operasi alat bersama pembimbing lapangan Mempelajari flow sheet pabrik Collect data alat carbonator dan evaporator dari hari Selasa s/d Jum’at sebagai tugas khusus Mengecek sistem operasi alat bersama pembimbing lapangan Mempelajari flow sheet pabrik Collect data alat carbonator dan evaporator pada hari Senin Mengunjungi plant (karbonatasi) Mengecek sistem operasi alat bersama pembimbing lapangan Collect data alat carbonator dan evaporator pada hari Selasa
111
Kamis / 16 Juni 2016
Jum’at / 17 Juni 2016
Mengunjungi plant (final decolorization process) Mengecek sistem operasi alat bersama pembimbing lapangan Collect data alat carbonator dan evaporator pada hari Rabu Mengunjungi plant (proses Kristalisasi) Collect data alat carbonator dan evaporator pada hari Kamis Mempelajari flow sheet
MINGGU KE-3 HARI / TANGGAL Senin / 20 Juni 2016
Selasa / 21 Juni 2016
Rabu / 22 Juni 2016
Kamis / 23 Juni 2016
Jumat / 24 Juni 2016
KEGIATAN Mengecek sistem operasi alat bersama pembimbing lapangan Collect data alat carbonator dan evaporator pada hari Jum’at Mengunjungi plant (proses recovery boiling) Mengecek sistem operasi alat bersama pembimbing lapangan Collect data alat carbonator dan evaporator pada hari Senin Mengunjungi Laboratorium Upacara apel pagi Collect data alat carbonator dan evaporator pada hari Selasa Mengunjungi plant ( packing dan gudang penyimpanan) Mengecek sistem operasi alat bersama pembimbing lapangan Collect data alat carbonator dan evaporator pada hari Rabu Mengunjungi plant ( boiler) Mengecek sistem operasi alat bersama pembimbing lapangan Mempelajari pengolahan data Collect data alat carbonator dan evaporator pada hari Kamis
112
MINGGU KE-4 HARI / TANGGAL Senin / 27 Juni 2016
Selasa / 28 Juni 2016
KEGIATAN Mengecek sistem operasi alat bersama pembimbing lapangan Mempelajari pengolahan data Collect data alat carbonator dan evaporator pada hari Jum’at Mengunjungi plant (waste water treatment) Mengecek sistem operasi alat bersama pembimbing lapangan Mempelajari pengolahan data Collect data alat carbonator dan evaporator pada hari Senin
Rabu / 29 Juni 2016
Mengecek sistem operasi alat bersama pembimbing Mempelajari pengolahan data Collect data alat carbonator dan evaporator pada hari Selasa
Kamis / 30 juni 2016
Mengecek sistem operasi alat bersama pembimbing lapangan Mempelajari pengolahan Collect data alat carbonator dan evaporator pada hari Rabu Mengunjungi plant Mengecek sistem operasi alat bersama pembimbing lapangan Mempelajari pengolahan Sharing dengan pembimbing lapangan
Jum’at / 1 Juli 2016
113
Lampiran 8. Dokumentasi
Gambar 16. Raw material warehouse
Gambar 17. Rotary leaf filter
Gambar 18. Affination feed mixer
Gambar 19. Carbonator
Gambar 20. Pabrik PT. Duta Sugar
Gambar 21. Evaporator
International
114
Gambar 22. Boiler
Gambar 23. Seawater tank
Gambar 24. Laboratorium PT. Duta Sugar International
Gambar 25. Tempat Packaging gula kristal Gambar 26. Proses pengangkutan rafinasi PT. Duta Sugar International
gula kristal untuk didistribusikan