Prarancangan Pabrik Kalsium Laktat dari Molasses dan Kalsium Karbonat Kapasitas 30.000 TonTahun
Jurusan Teknik Fakultas Teknik Universitas Lampung 19
Berdasarkan perhitungan ekonomi kasar di atas, dipilihlah molasses sebagai bahan baku karena molasses memberikan keuntungan lebih tinggi dibanding
bahan baku lainnya.
Proses pembuatan yang dipilih ialah metode fermentasi menggunakan molasses dengan alasan :
1. Ketersediaan bahan baku karbohidrat yang berasal dari molasses yang melimpah di Indonesia.
2. Bakteri Lactobacillus Delbreuckii dapat menguraikan gula dalam molasses
3. Biaya atau harga produksi cenderung lebih rendah jika dibandingkan dengan menggunakan bahan baku lainnya.
C. Uraian Proses
Proses pembuatan kalsium laktat dilakukan secara semi continue, dimana proses batch dilakukan sampai pada tangki penyimpanan, setelah tangki
penyimpanan dilakukan proses continue. Pembuatan kalsium laktat dengan cara fermentasi secara garis besar terdiri
dari : •
Fermentasi •
Pemisahan biomassa, sisa nutrisi, dan kotoran lain •
Pemurnian
1. Fermentasi Bahan baku yang tergolong murah untuk difermentasikan adalah :
starchy and cellulosic material, whey, molasses. Yang tergolong dalam starchy and cellulosic material antara lain : gandum, jagung, singkong,
kentang, beras, sweet gorghum, rye, barley. Akan tetapi materi ini perlu dihidrolisis terlebih dahulu untuk mendapatkan gula fermentasi
karbohidrat sebelum difermentasikan Young-Jung Wee, Jin-Nam Kim, 2005.
Prarancangan Pabrik Kalsium Laktat dari Molasses dan Kalsium Karbonat Kapasitas 30.000 TonTahun
Jurusan Teknik Fakultas Teknik Universitas Lampung 20
Bakteri Lactobacillus delbrueckii dipilih karena dapat memproduksi paling tinggi dengan menggunakan substrat yang mengandung senyawa
gula tanpa perlu perlakuan awal Y. tokiwa dan Calabia 2007. Senyawa gula tersebut antara lain : sukrosa, glukosa, fruktosa, maltosa
P.D. Robinson 1988. Bakteri yang diperlukan untuk proses fermentasi kalsium laktat sebanyak 1,7 dari jumlah molasse yang masuk. Malt
sprouts adalah nutrisi untuk bakteri yang ditambahkan sebanyak 3 dari jumlah molasse yang masuk fermentor J.M. Paturau, 1989. Kultur
diinokulasi dengan Lactobacillus delbrueckii. Kultur ini mengandung 15 gula, 0,375 malt spouts, 0,25 NH
3
PO
4,
10 CaCO
3,
dan air R.Keyes 1957.
Feed yang berupa molasses segar terlebih dahulu di sterilisasi baru kemudian masuk ke Fermentor FR-201 , CaCO
3
s masuk ke FR-201 menggunakan bucket elevator BE-101 selanjutnya masuk pula kultur
bakteri L.delbruckii dari Pre Fermentor PFR-101 ke FR-20, ditambahkan pula air proses ke FR-201 untuk menurunkan komposisi
glukosa segar dari 14,43 menjadi 6 massa. Reaksi yang terjadi di dalam Fermentor FR-201 adalah :
C
12
H
22
O
12 aq
+ H
2
O
l
C
6
H
12
O
6 aq
+ C
6
H
12
O
6 aq
1
Sukrosa Air
Glukosa Fruktosa
C
6
H
12
O
6 aq
2 CH
3
CHOHCOOH
aq
2
Glukosa Asam Laktat
2CH
3
CHOHCOOH
aq
+CaCO
3s
CH
3
CHOHCOO
2
Ca
aq
+H
2
O
l
+CO
2g
3
Asam Laktat Kalsium Karbonat
Kalsium Laktat Air Karbondioksida
Reaksi 1 mempunyai konversi 95 US.Patent 2.143.359, sementara reaksi 2 diketahui konstanta laju reaksi k = 0,1538 jam
-1
dan waktu tinggal di dalam reaktor = 13,5 jam Luedeking R dan Piret E.L, 2000,
sedangkan reaksi 3 mempunyai konversi 85 US.Patent.5.766.439
fermentasi
Prarancangan Pabrik Kalsium Laktat dari Molasses dan Kalsium Karbonat Kapasitas 30.000 TonTahun
Jurusan Teknik Fakultas Teknik Universitas Lampung 21
Selama proses fermentasi pH harus dijaga antara 6-7 dengan suhu 45
o
C dengan menggunakan buffering agent CaCO
3
. Selain berfungsi untuk menjaga pH, penambahan dari CaCO
3
tersebut akan menghasilkan garam laktat yaitu kalsium laktat CH
3
CHOHCOO
2
Ca. Fermentasi berlangsung selama 13,5 jam
pada temperatur 45
o
C, tekanan 1 atm. Selanjutnya keluaran fermentor difiltrasi untuk
memisahkan antara keluaran reaktor dengan protein dan juga logam berat yang terlarut di dalam keuaran reaktor US.Patent 2.143.359.
2. Pemisahan biomassa, sisa nutrisi dan kotoran lain Keluaran dari fermentor selanjutnya difiltrasi dengan memggunakan
Rotary Filter RF-201 yang mempunyai media penyaringan berupa microfilter hal ini dikarenakan ukuran bakteri sebesar 0,5-2 µm dan abu
yang juga mempunyai ukuran micron.
3. Permunian Produk Permunian produk kalsium laktat diawali dengan mereaksikan asam
laktat sisa fermentasi menjadi kalsium laktat dengan penambahan CaCO
3
berlebih di Reaktor RE-201. Reaktor beroperasi pada suhu 45
o
C, tekanan 1 atm dan jenis reaktor adalah reaktor CSTR.Selanjutnya keluaran dari reaktor masuk ke dalam centrifuge CF-301 untuk
memisahkan antara campuran larutan kalsium laktat dan gula dengan CaCO
3
sisa. Campuran kalsium laktat dan gula selanjutnya diumpankan ke crystallizer CR-301 sedangkan CaCO
3
sisa dikembalikan ke RE- 201. Di CR-301 terjadi proses penguapan pada suhu 100
o
C, tekanan 1 atm. Larutan mother liquor selanjutnya diumpankan ke centrifuge CF-
302, campuran kristal kalsium laktat dan gula kemudian dikeringkan di Rotary dryer RD-301, sementara mother liquor sisanya dikembalikan
ke CR-301. Dari RD-301, campuran kristal yang sudah bebas dari air, diumpankan ke mixing tank MT-301 untuk melarutkan impuritis gula
sukrosa, glukosa dan fruktosa dengan etanol absolute, pada MT-301 ini semua gula terlarut dalam etanol sementara kalsium laktat tidak ada
Prarancangan Pabrik Kalsium Laktat dari Molasses dan Kalsium Karbonat Kapasitas 30.000 TonTahun
Jurusan Teknik Fakultas Teknik Universitas Lampung 22
yang terlarut, karena kalsium laktat tidak larut dalam etanol. Keluaran dari MT-301 masuk ke CF-303 untuk dipisahkan antara larutan gula
yang larut dengan etanol dan kristal kalsium laktat. Kristal kalsium laktat selanjutnya dikerinkan di Rotary dryer RD-302 sedangkan
larutan gula masuk ke crystallizer CR-302. Di RD-302 kristal kalsium laktat dikeringkan dari uap etanol sehingga didapatkan kristal kalsium
laktat dengan kemurnian 100. 4. Penanganan Impuritis Campuran gula
Penanganan gula ini dengan mengkristalkan larutan gula dari CF-303 di CR-302 dengan proses penguapan untuk mendapatkan etanol
kembali. Etanol yang didapat dari CR-302 bersama dengan etanol dan udara kering dari RD-302 masuk ke Condensor CD-301, condensor
ini selain mengkondensasi etanol juga melepaskan udara kering untuk dikembalikan ke utilitas sehingga udara kering tersebut dapat dipakai
kembali di RD-302.
155
Prarancangan Pabrik Kalsium Laktat dari Molasses dan Kalsium Karbonat Kapasitas 30.000 TonTahun
Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Lampung
IX. INVESTASI DAN EVALUASI EKONOMI
