commit to user
K apasit as Produksi 3000 Ton Tahun
23 X
A
: konversi pentosan k = 0,9
11- 0,9 k = 9 jam
2.3 Diagram Alir Proses dan Tahapan Proses
2.3.1 Diagram Alir Proses
Diagram alir Prarancangan pabrik furfural dari sekam padi dapat ditunjukkan dalam tiga macam, yaitu:
a. Diagram Alir Kualitatif Gambar II.1
b. Diagram Alir Kuantitatif Gambar II.2
commit to user
K apasit as Produksi 3000 Ton Tahun
24
Ga m
ba r
2. 1
Di agr
am Al
ir Kua
li ta
ti f
commit to user
K apasit as Produksi 3000 Ton Tahun
25
Ga m
ba r
2. 2
Di agr
am Al
ir Kua
nt it
at if
commit to user
K apasit as Produksi 3000 Ton Tahun
26
2.3.2 Langkah-langkah Proses
Proses pembuatan furfural dengan bahan baku sekam padi secara garis besar dapat dibagi menjadi beberapa tahap, yaitu:
Tahap penyiapan bahan baku
Tahap reaksi
- Reaksi hidrolisa
- Reaksi dehidrolisa
Tahap pemurnian hasil
1. Tahap penyiapan bahan baku
Air yang berasal dari tangki penyimpanan utilitas TU-06 suhu 30°C dan tekanan 1,013 bar dan asam sulfat dengan kemurnian 98 yang disimpan pada suhu
30°C dan tekanan 1,013 bar dimasukkan ke dalam mixer M-01 agar bercampur secara homogen. Selanjutnya cairan diumpankan ke dalam reaktor R-01
Bahan baku sekam padi yang disimpan di dalam gudang G-01 pada suhu 30°C dan tekanan 1,013 bar diangkut menggunakan belt conveyor Bc-01 menuju
crusher Cr-01 untuk menghancurkan sekam padi. Sekam padi diangkut menggunakan belt conveyor kemudian diayak dengan menggunakan vibrating screen
Sc-01 untuk menyeragamkan ukuran 8-10 mesh. Serbuk yang telah halus menuju hopper H-01 yang kemudian dilewatkan weight feeder WF-01, selanjutnya
diumpankan ke reaktor R-01.
commit to user
K apasit as Produksi 3000 Ton Tahun
27 2.
Tahap reaksi 2.1
Reaksi hidrolisa Pada tahap reaksi hidrolisa air dari bagian utilitas dan sekam yang telah
dihaluskan dengan perbandingan 6:1. Katalis asam sulfat sebanyak 1
w w
dari jumlah berat total air dimasukkan ke dalam reaktor. Reaksi hidrolisa menggunakan
reaktor alir tangki berpengaduk R-01 dengan sifat reaksi endotermis. Reaktor R- 01 beroperasi secara isothermal pada suhu 70°C dan tekanan 1,013 bar. Untuk
mempertahankan suhu reaktor pada suhu 70°C maka reaktor dilengkapi dengan jaket pemanas. Reaksi yang terjadi adalah:
C
5
H
8
O
4 100s
+100 H
2
O
l
H
2
SO
4
l
100 C
5
H
10
O
5l
………………………2-12 Hasil dari reaksi hidrolisa adalah pentosa C
5
H
10
O
5
yang selanjutnya akan diubah menjadi furfural. Pentosa selanjutnya dialirkan menuju rotary drum
vacuum filter F-01. Produk keluar dari reaktor R-01 dialirkan ke filter F-01 menggunakan
pompa P-05. Keluaran reaktor selanjutnya akan dipisahkan antara cake dengan filtratnya. Cake akan dibuang ke unit pengolahan limbah. Sedangkan filtrat
pentose, air, dan asam sulfat akan diumpankan ke reaktor R-02 untuk didehidrolisa.
2.2 Reaksi dehidrolisa
Reaksi dehidrolisa dilakukan untuk menguraikan pentosa menjadi furfural dan air menggunakan katalis asam sulfat. Reaktor yang digunakan adalah reaktor
commit to user
K apasit as Produksi 3000 Ton Tahun
28 alir pipa R-02 dengan sifat reaksi endotermis. Reaksi beroperasi secara
isothermal, non-adiabatic dengan kondisi operasi pada suhu 230°C dan tekanan 68,901 bar. Reaksi yang terjadi pada adalah:
C
5
H
10
O
5l
H
2
SO
4
l
C
5
H
4
O
2l
+ 3 H
2
O
l
…………………………………2-13 Selanjutnya produk akan diturunkan tekanan dan suhunya menjadi 1,013
bar dan 100,31°C dengan menggunakan ekspander yang kemudian dialirkan menuju decanter Dc-01.
3 Tahap pemurnian hasil
Produk keluar dari R-02 menuju decanter Dc-01 untuk memisahkan asam sulfat dan air sebagai hasil bawah dengan produk furfural dan pentosa sebagai hasil
atas pada suhu 100,31°C dan tekanan 1,013 bar. Hasil bawah akan di-recycle kembali menuju mixer M-01, sedangkan furfural dan pentosa dipompa menggunakan pompa
P-08 menuju mixer M-02 kemudian ditambahkan toluena sebagai solvent. Toluena hasil atas dari menara distilasi MD-01 dicampur dengan make up
toluene yang berasal dari tangki penyimpanan T-03 pada suhu 30°C dan tekanan 1,013 bar untuk dijadikan solvent yang masuk ke dalam mixer M-02 dengan suhu
103,2°C yang kemudian dialirkan menuju decanter Dc-02. Produk keluar dari mixer M-02 menuju decanter Dc-02 untuk memisahkan
air dan pentosa sebagai hasil bawah dengan produk furfural,toluene, dan benzena sebagai hasil atas. Hasil bawah akan diumpankan ke dalam MD-01 untuk
memisahkan furfural ddengan impuritas. Produk bawah kolom berupa furfural
commit to user
K apasit as Produksi 3000 Ton Tahun
29 dengan kemurnian 99,5 yang kemudian disimpan dalam tangki penyimpanan T-
03 pada suhu 40°C dan tekanan 1,013 bar. Sedangkan produk atas berupa toluena 99,5 akan di recycle kembali menuju M-02.
2.4 Neraca Massa dan Neraca Panas