PRARANCANGAN PABRIK DEKSTROSA DARI MANIHOT UTILISSIMA DENGAN PROSES HIDROLISIS ENZIMATIS KAPASITAS PRODUKSI 60.000 TON/TAHUN

(1)

ABSTRAK

PRA RANCANGAN PABRIK DEKSTROSA

DARI MANIHOT UTILISSIMA_{DENGAN PROSES HIDROLISIS} ENZIMATIS KAPASITAS PRODUKSI

60.000 TON/TAHUN

Oleh

CHINDY FERRYANDY HB

Pabrik Dekstrosa berbahan baku manihot utilissima, akan didirikan di Lampung Tengah, Lampung. Pabrik ini berdiri dengan mempertimbangkan ketersediaan bahan baku, sarana transportasi yang memadai, tenaga kerja yang mudah didapatkan dan kondisi lingkungan.

Pabrik direncanakan memproduksi dekstrosa sebanyak 60.000 ton/tahun, dengan waktu operasi 24 jam/hari, 330 hari/tahun. Bahan baku yang digunakan adalah manihot utilissima sebanyak 9.166,194 kg/jam.

Penyediaan kebutuhan utilitas pabrik dektrosa berupa: pengadaan air, pengadaan steam, pengadaan listrik, kebutuhan bahan bakar, dan pengadaan udara kering.

Bentuk perusahaan adalah Perseroan Terbatas (PT) menggunakan struktur organisasi line dan staff dengan jumlah karyawan sebanyak 186 orang.

Dari analisis ekonomi diperoleh:

Fixed Capital Investment (FCI) = Rp 270.448.615.244 Working Capital Investment (WCI) = Rp 33.426.233.345 Total Capital Investment (TCI) = Rp 303.874.848.589

Break Even Point (BEP) = 36,22 %

Shut Down Point (SDP) = 15,64 %

Pay Out Time before taxes (POT)b = 1,87 years Pay Out Time after taxes (POT)a = 2,23 years Return on Investment before taxes (ROI)b = 38,76 % Return on Investment after taxes (ROI)a = 31,01 % Discounted cash flow (DCF) = 38,66 %

Mempertimbangkan paparan di atas, sudah selayaknya pendirian pabrik dekstrosa ini dikaji lebih lanjut, karena merupakan pabrik yang menguntungkan dan mempunyai masa depan yang baik.

(2)

ABSTRACT

MANUFACTURE OF DEKSTROSE

FROM MANIHOT UTILISSIMA_{WITH THE ENZYMATIC HYDROLYSIS} PROCESS CAPACITY 60.000 TONS/YEAR

(Design Adsorber Ionic Ca -302 (AD Ca-302 A/B))

CHINDY FERRYANDY HB

Dekstrose plant produced by reacting manihot utilissima was plan to be in industrial plant in the region of Center Lampung in Lampung Province. Plant was established by considering the availability of raw materials, transportation facilities, readily available labor and environmental conditions.

Plant's production capacity is planned 60,000 tons / year, with operating time of 24 hours / day and 330 working days in a year. The raw materials used are much manihot utilissima 9.166,194 kg / hr.

Provision of utility plant needs a treatment system and water supply, steam supply systems, instrument air supply systems, and power generation systems. Labor needed as many as 186 people with a business entity form Limited Liability Company (PT) which is headed by a Director who is assisted by the Director of Production and Director of Finance with line and staff organizational structure.

From the economic analysis is obtained:

Fixed Capital Investment (FCI) = Rp 270.448.615.244 Working Capital Investment (WCI) = Rp 33.426.233.345 Total Capital Investment (TCI) = Rp 303.874.848.589

Break Even Point (BEP) = 36,22 %

Shut Down Point (SDP) = 15,64 %

Consider the summary above, it is proper establishment of dekstrose plant to studied further, because the plant is profitable and has good prospects.

(3)

PRA

DEKSTROSA

PROSES HIDROL

(Perancangan

Sebagai salah satu s

Fakultas Teknik U

PRARANCANGAN PABRIK

DEKSTROSA

_DARI

manihot UTILISSIMA

_D

PROSES HIDROLISIS ENZIMATIS KAPASITAS

60.000 TON/TAHUN

erancangan

Adsorber ion Ca

(ADCa-Oleh

CHINDY FERYANDY HB

071504107433

(Skripsi)

Sebagai salah satu syarat untuk mencapai

Sarjana Teknik

Pada

Jurusan Teknik Kimia

Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2014

DENGAN

KAPASITAS

-301))

yarat untuk mencapai gelar

(4)

(5)

(6)

(7)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Jambi pada tanggal 9 Februari 1990, sebagai anak kedua dari empat bersaudara dari bapak Hery Budi, S.H dan Ibu Syafrina.

Lusus dari TK Ekadyasa Kota Jambi pada tahun 1995, Sekolah Dasar Negri 43 Kota Jambi pada tahun 2001, Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama (SLTP N 6) Kota Jambi pada tahun 2004 dan Sekolah Menengah Atas (SMA N 6) Kota Jambi pada tahun 2007.

Tahun 2007, penulis terdaftar sebagai Mahasiswa Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Lampung melalui jalur SPMB. Pada Tahun 2011 penulis melakukan Kerja Prakter di PT. PERTAMINA RU III, Plaju, Sumatera Selatan. Pada tahun 2011-2012 penulias melakukan penelitian dengan judul “Penentuan Waktu Hidrotermal Terbaik Sintesis ZSM-5 Dari Zeolit Alam Lmapung Dengan Sumber Silika Penambah Dari Sekam Padi”.

(8)

Persembahan

Sebuah Hasil Jerih Payahku…

Kupersembahkan dengan penuh bangga untuk…

Allah SWT,

Atas Kehendak-Nya semua ini ada

Atas rahmat-Nya semua ini aku dapatkan

Mami dan Papi tercinta atas segala kasih sayang dan doanya

untuk keberhasilanku

Ketiga saudara saya Rendy Anggia Kresna HB,

Muhammad Rhandy Herdiansyah HB dan Rinindy

Nadia Valentine HB atas semua dukungan dan

perhatian kalian, saya sangat bangga mempunya

saudara seperti kalian

(9)

Motto

“Jika seorang bepergian dengan tujuan mencari ilmu,

maka Allah akan menjadikan perjalanannya seperti

perjalanan menuju surga (Nabi Muhammad SAW)”

“Rêve ne sera jamais tuer, vanité et paresseux sont réels

ennemis”

“Di setiap kesulitan pasti akan ada kemudahan bagi

setiap yang meyakini”

(10)

SANWACANA

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan kekuatan sehingga skripsi ini dapat diselesaikan.

Skripsi dengan judul “Pra-Rancangan Pabrik Dekstrosa dari manihot Utilissima dengan Proses Hidrolisis Enzimatis Kapasitas 60.000 Ton/Tahun” adalah salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Lampung.

Penyusunan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan dan dukungan dari beberapa pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terimakasih kepada :

1. Bapak Prof. Drs. Suharno, M.Sc., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung.

2. Bapak Ir. Azhar, M.T, selaku ketua Jurusan Teknik Kimia, yang telah memberikan banyak bantuan untuk kelancaran proses belajar di kampus. 3. Ibu Sri Ismiyati D, S.T., M.Eng., selaku dosen pembimbing I, atas

kesabarannya, masukan dan saran selama penyelesaian tugas akhir serta selaku dosen atas semua ilmu yang telah penulis dapatkan.

4. Ibu Yuli Darni, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing II sekaligus Pembimbing Akademik atas kesabarannya, masukan dan saran dalam pengerjaan tugas akhir serta selaku dosen atas semua ilmu yang telah penulis dapatkan. Serta yang selama ini membimbing dan memberikan arahan.

(11)

5. Dr. Eng. Dewi Agustina I, S.T., M.T dan Ibu Simparmin br Ginting., S.T., M.T., selaku penguji yang telah memberikan saran dan kritik serta selaku dosen atas semua ilmu yang telah penulis dapatkan.

6. Ibu Dr. Elida Purba, S.T., M.Sc., Bapak Taharuddin, S.T., M.Sc Ibu Panca Nugrahini F, S.T., M.T., serta seluruh dosen di Jurusan Teknik Kimia Universitas Lampung yang telah memberikan banyak ilmunya kepada penulis. Terima kasih, bapak dan ibu telah menjadikan Teknik Kimia indah di mata dan di hati saya.

7. Indra Wibawa Dwi Sukma terimakasih untuk perjuangan dan kerjasamanya. Perjuangan kita yang sesungguhnya baru dimulai.

8. Sulistiono Siregar, Mochammad Masykuri, Fath, Catur, Andika Wahyu, Diki, Marga, Reza, Binur, terimakasih untuk persahabatan dan dukungannya.

9. Bapak Gubernur Provinsi Lampung M. Ridho Ficardo atas segenap perhatian dan bimbingannya yang telah memberikan kesempatan saya dapat menginjakkan kaki di negara impian saya selama ini.

10. Gusti Anggraini S.P untuk persahabatan dan perjuangan dalam meraih mimpi melanjutkan study di Prancis. Inshaallah pasti akan ada waktunya ya “tong”.

11. Semua anggota keluarga kecil saya di “Maison franÇaise” atas semua perhatian, dukungan dan ilmu yang telah diberikan kepada saya. Tempat saya berbagi suka duka.

12. Teman-teman komunitas Capoeira, IFL (Indonesian Future Leaders) chapter Lampung, Komunitas YouthLand dan teman-teman alumni

(12)

international exchange yang selama ini selalu memberikan warna baru dalam hidup serta motivasi untuk selalu percaya pada mimpi yang kita punya. Semoga kelak kisah kita bisa memberikan semangat baru bagi orang disekitar kita.

Semoga kebaikan mereka terhadap penulis dapat terbalas dan semoga skripsi ini berguna bagi yang membutuhkan.

Bandar Lampung, Agustus 2014 Penulis,

(13)

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang ... 1

B. Kegunaan Produk ... 2

C. Ketersediaan Bahan Baku... 3

D. Analisa Pasar ... 3

E. Kapasitas Produksi Pabrik ... 9

F. Lokasi Pabrik ... 10

II. PEMILIHAN DAN URAIAN PROSES A. Jenis- Jenis Proses ... 13

1. Hidrolisis Pati Menggunakan Asam... 14

2. Hidrolisis pati menggunakan enzim... 16

B. Pemilihan Proses... 19

C. Uraian Proses ... 43

III. SPESIFIKASI BAHAN BAKU DAN PRODUK A. Sifat Sifat Bahan Baku ... 46

B. Sifat Sifat Bahan Pembantu... 47

C. Sifat Sifat Produk ... 49

IV. NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI A. Neraca Massa ... 51

B. Neraca Energi ... 56

V. SPESIFIKASI PERALATAN A.Peralatan Proses ... 61

VI. UTILITAS DAN PENGOLAHAN LIMBAH A. Unit Pendukung Proses (Utilitas)... 85

1. Unit Penyedia dan Pengolahan air... 85

2. Unit Penyedia Steam ... 96

3. Unit Penyediaan Udara Tekan... 96

(14)

5. Unit Penyediaan Bahan Bakar... 101

B. Pengolahan Limbah... 101

C. Laboratorium ... 108

D. Instrumentasi dan Pengendalian Proses ... 112

VII. TATA LETAK PABRIK A. Lokasi Pabrik ... 120

B. Tata Letak Pabrik... 123

C. Tata Letak Alat Proses... 128

VIII. ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN A. Bentuk Perusahaan ... 130

B. Struktur Organisasi Perusahaan ... 133

C. Tugas dan Wewenang ... 136

D. Status Karyawan dan Sistem Penggajian ... 144

E. Pembagian Jam Kerja Karyawan ... 145

F. Penggolongan Jabatan dan Jumlah Karyawan ... 147

G. Kesejahteraan Karyawan... 151

XI. INVESTASI DAN EVALUASI EKONOMI A. Investasi ... 154

B. Evaluasi Ekonomi... 157

C. Angsuran Pinjaman ... 160

D. Discounted cash flow... 160

X. SIMPULAN DAN SARAN A. Simpulan ... 162

B. Saran ... 162

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA ENERGI

LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN PROSES LAMPIRAN D PERHITUNGAN UTILITAS

LAMPIRAN E INVESTASI DAN EVALUASI EKONOMI LAMPIRAN F PERANCANGAN REAKTOR 01 (RE-201)

(15)

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Data Impor Dekstrosa ... 4

Tabel 1.2 Konsumsi Dekstrosa pada Minuman Karbonasi dan Makanan Biskuit ... 5

Tabel 1.3 Jumlah Penduduk Indonesia ... 6

Tabel 1.3 Data Produksi Dekstrosa yang Telah Ada ... 8

Tabel 2.1 Perbandingan Proses Hidrolisis dengan Katalis Asam dan Enzim .. 19

Tabel 2.2 Harga Bahan Baku, Katalis dan Produk... 20

Tabel 2.3 Perbandingan Ekonomi pada Bahan Baku untuk Proses Enzim dan Proses Asam ... 36

Tabel 3.1 Standar mutu sirup glukosa menurut SNI 01-2978-1992 ... 50

Tabel 4.1 Neraca Massa Washing Machine (WM-101)... 51

Tabel 4.2. Neraca Massa Rolling Crusher(RC-101)... 51

Tabel 4.3 Neraca Massa Tangki Pencampuran (TP-101) ... 52

Tabel 4.4 Neraca Massa Rotary Drum Vaccum Filter(RDV-101) ... 52

Tabel 4.5 Neraca Massa Tangki Gelatinasi (TG-201) ... 52

Tabel 4.6 Neraca Massa Reaktor Likuifikasi (RL-201)... 53

Tabel 4.7 Neraca Massa Reaktor Likuifikasi (RL-202)... 53

Tabel 4.8 Neraca Massa Centrifuge(CE-101)... 53

Tabel 4.9 Neraca Massa Reaktor Sakarifikasi (RS-201) ... 54

Tabel 4.10 Neraca Massa Rreaktor Sakarifikasi (RS-202) ... 54

Tabel 4.11 Neraca Massa Adsorben Enzim (AD-301) ... 55

Tabel 4.12 Neraca Massa Kation Exchanger (KE-302)... 55

(16)

Tabel 4.14 Neraca Massa Evaporator (EV-301) ... 56

Tabel 4.15 Neraca energi TG-201... 57

Tabel 4.16 Neraca Energi Cooler(CL-201) ... 57

Tabel 4.17 Neraca energi Reaktor Likuifikasi (RL-201) ... 58

Tabel 4.18 Neraca energi Reaktor Likuifikasi (RL-202) ... 58

Tabel 4.19 Neraca Energi Cooler (CL-202) ... 59

Tabel 4.20 Neraca Energi Sakarifikasi (RS-201)... 59

Tabel 4.21 Neraca Energi Reaktor Sakarifikasi (RS-202) ... 60

Tabel 4.22 Neraca energi Evaporator (EV-301) ... 60

Tabel 4.23 Neraca Energi Cooler (CL-303) ... 60

Tabel 5.1 Spesifikasi Tangki Manihot U.(ST-101)... 61

Tabel 5.2 Spesifikasi Tangki Enzimα-amilase (ST-102) ... 62

Tabel 5.3 Spesifikasi Tangki Ca(OH)2(ST-103)... 63

Tabel 5.4 Spesifikasi Tangki penyimpanan Enzim Glukoamilase (ST-104)... 63

Tabel 5.5 Spesifikasi Tangki Penyimpanan HCl (ST-105)... 64

Tabel 5.6 Spesifikasi Tangki Produk (ST-106)... 64

Tabel 5.7 Spesifikasi Roller Crusher(RC-101)... 65

Tabel 5.8 Spesifikasi Rotary drum Vaccum Filter(RF-101)... 65

Tabel 5.9 Spesifikasi Centrifuge (CE-201)... 65

Tabel 5.10 Spesifikasi Cooler (CL-101)... 66

Tabel 5.11Spesifikasi Cooler (CL-202)... 67

Tabel 5.12 Spesifikasi Cooler (CL-303)... 67

Tabel 5.13 Spesifikasi Washing Machine (WM-101)... 68

(17)

Tabel 5.15 Spesifikasi Adsorber Ion Ca (ADCa-302A/B)... 68

Tabel 5.16 Spesifikasi Adsorber Ion Cl (AD-303A/B)... 69

Tabel 5.17 Spesifikasi Tangki Pencampuran (TP-101) ... 69

Tabel 5.18 Spesifikasi Tangki Gelatinasi (TG-201) ... 70

Tabel 5.19 Spesifikasi Reaktor Likuifikasi (RL-201)... 71

Tabel 5.20 Spesifikasi Reaktor Likuifikasi (RL-202)... 72

Tabel 5.21 Spesifikasi Reaktor Sakarifikasi (RS-201) ... 73

Tabel 5.22 Spesifikasi Reaktor Sakarifikasi (RS-202) ... 74

Tabel 5.23 Spesifikasi BC-101... 75

Tabel 5.24 Spesifikasi BC-102... 75

Tabel 5.25 Spesifikasi BC-103... 76

Tabel 5.26 Spesifikasi BC-104 ... 76

Tabel 5.27 Spesifikasi BC-105 ... 77

Tabel 5.28 Spesifikasi PO-101... 77

Tabel 5.29 Spesifikasi PO-102... 78

Tabel 5.30 Spesifikasi PO-103... 78

Tabel 5.31 Spesifikasi PO-104... 79

Tabel 5.32 Spesifikasi PO-105... 79

Tabel 5.33 Spesifikasi PO-106... 80

Tabel 5.34 Spesifikasi PO-107... 80

Tabel 5.35 Spesifikasi PO-108... 81

Tabel 5.36 Spesifikasi PO-109... 81

Tabel 5.37 Spesifikasi PO-110... 82

(18)

Tabel 5.39 Spesifikasi PO-112... 83

Tabel 5.40 Spesifikasi PO-113... 83

Tabel 5.41 Spesifikasi PO-114... 84

Tabel 5.42 Spesifikasi Evaporator (EV-301) ... 84

Tabel 6.1 Baku Mutu Air Domestik ... 86

Tabel 6.2 Baku Mutu Air Proses (Termasuk Air Umpan Boiler) ... 88

Tabel 6.3 Kebutuhan Air Proses ... 88

Tabel 6.4 Kebutuhan Air Pendingin ... 89

Tabel 6.5 Kebutuhan Steam... 91

Tabel 6.6 Waktu Cuplik Beberapa Jenis Variabel Proses... 116

Tabel 6.7 Aplikasi Umum Valve dalam Proses Industri ... 118

Tabel 8.1 Jadwal Kerja Masing-Masing Regu... 146

Tabel 8.2 Perincian Tingkat Pendidikan ... 147

Tabel 8.3 Jumlah Operator Berdasarkan Jenis Alat ... 148

Tabel 9.1 Fixed capital investment... 155

Tabel 9.2Manufacturing cost... 156

Tabel 9.3 General Expenses... 157

(19)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Kebutuhan Impor Dekstrosa... 4

Gambar 1.2. Konsumsi Dekstrosa pada Minuman Karbonasi dan Makanan Biskuit Terhadap Jumlah Penduduk ... 7

Gambar 1.3. Produksi dekstrosa yang telah ada ... 8

Gambar 6.1. Industrial Control System Operation... 115

Gambar 7.1. Peta Provinsi Lampung ... 121

Gambar 7.2. Tata Letak Pabrik Dekstrosa ... 127

Gambar 7.3. Tata Letak Alat Proses ... 129

Gambar 8.1. Struktur Organisasi Perusahaan ... 135

Gambar 9.1. Grafik Analisis Ekonomi... 159

(20)

BAB I

PENDAHULUAN

A. LatarBelakang

Indonesia sebagai negara agraris memiliki hasil pertanian yang sangat melimpah. Namun hasil pertanian tersebut sebagian besar belum dapat dimanfaatkan secara maksimal. Umumnya hasil pertanian tersebut masih dipasarkan untuk dikonsumsi langsung. Agroindustri adalah sektor yang sangat potensial untuk dikembangkan. Pengembangan sektor ini akan dapat menambah nilai jual hasil pertanian dan membantu meningkatkan taraf hidup para petani di Indonesia.

Salah satu hasil pertanian yang belum dimanfaatkan secara maksimal adalah

Manihot utilissima (Singkong). Selama ini manihot utilissimabiasanyadigunakansebagaipakanternakdanbahanpangantradisionalnomortig asetelahberasdanjagung.

Pemanfaatanmanihotutilissimasebagianbesardiolahmenjadiproduksetengahjaditepung tapioka, gaplek, danchips.Produkolahan yang lain adalahbahanbakupembuatan tape, getuk, kripikdan lain-lain. Padahal, kandunganpatidarimanihotutilissima yang tinggimerupakanpotensi yang besaruntukdikembangkanmenjadiproduk yang

(21)

lebihbernilaitinggi seperti untuk pembuatan dekstrosa sebagai pemanis pada sektor

industri lain.

Dekstrosaadalahsejenisgulatermasukmonosakaridadenganrumusmolekul C6H12O6 yang dibuatmelalui proses hidrolisispati. Proses hidrolisispatimenjadisirupdekstrosadapatdilakukandenganberbagaimetode,

misalnyasecaraenzimatis, kimiawi,maupunkombinasikeduanya.

Sampaisaatiniperangulasebagaipemanismasihdidominasiolehgulapasir (sukrosa).Berdasarkankenyataantersebut,

harusdiusahakanalternatifbahanpemanisselainsukrosa.Dewasainitelahdigunakanberba gaimacambahanpemanisalamimaupunsintesis.Baik yang berkalori, rendahkalori, dannonkalori yang dijadikanalternatifpenggantisukrosasepertisiklamat, aspartame,

stevia,

dangulahasilhidrolisispati.Industrimakanandanminumansaatinimemilikikecenderunga nuntukmenggunakandekstrosa.Hal

inididasariolehbeberapakelebihansirupdekstrosadibandingkansukrosadiantaranyadeks trosatidakmengristalsepertihalnyasukrosajikadilakukanpemasakanpadasuhutinggi, inti Kristal tidakterbentuksampailarutandekstrosamenjapaikejenuhan 75%. (http://journal.uii.ac.id, 2011)

B. Kegunaan Produk

Dekstrosabanyakdigunakandalamindustrimakanan,

(22)

dekstrosajugadigunakandalamindustrikimiadanfarmasisebagaibahanpembuatan sorbitol dandigunakansebagaiobatuntukanak-anaksertasebagailarutaninfus.

C. Ketersediaan Bahan Baku

Manihotutilissimamerupakan salah satubahanbakupembuatandekstrosa dan tanaman yang mempunyaidayaadaptasilingkungan yang sangaluas, sehinggamanihotutilissimadapattumbuh di semuaprovinsi di Indonesia. Di Indonesia luaspenanamanmanihotutilissima pada Tahun 2011 luastanamnya 1.219.107 ha dengan produksi manihot utilissima sebesar 24.080.021 ton (Statistik Indonesia,

2011). Adapun selama ini

pemanfaatanmanihotutilissimasebagianbesardiolahmenjadiproduksetengahjadiberupa pati (tapioka), tepungManihot Utillsima, gaplek, danchips. Produkolahan yang lain adalahbahanbakupembuatan tape, getuk, kripikdan lain-lain. Padahal, kandunganpatidarimanihotutilissima yang tinggimerupakanpotensi yang besaruntukdikembangkanmenjadiproduk yang lebihbernilaitinggi. (http://www.litbang.deptan.go.id/download/one/104/, 6 September 2013)

D. Analisa Pasar

Analisis pasar merupakan langkah untuk mengetahui seberapa besar minatpasar terhadap suatu produk. Adapun analisis pasar meliputi data impor, data konsumsi, dan data produksi dekstrosa.

(23)

1. Data Impor

Industri- industri pengolahan makanan maupun minuman menggunakan dekstrosa sebagai bahan baku pemanis tambahan yang komposisinya sesuai diatur oleh BPOM Indonesia. Berikut ini data impor dekstrosa di Indonesia pada beberapa tahun terakhir.

Tabel 1.1 Dataimpordekstrosa

Tahun Dataimpor (ton/tahun)

2003 444,925

2004 2.875,795

2005 3.345,471

2006 12.249,411

2007 15.817,803

2008 21.572,474

2009 21.743,106

2010 41.303,296

BPS (Badan Pusat Statistik)

Dari data Badan Pusat Statistik di Indonesia menunjukkan bahwa kebutuhan dekstrosa di Indonesia setiap tahunnya mengalami peningkatan. Hal ini yang menyebabkan diperlukannya industri yang memproduksi dekstrosa guna memenuhi kebutuhan yang meningkat di dalam negeri sehingga dapat menekan angka kebutuhan impor dimana hal ini juga bisa dilihat pada Gambar 1.1.

(24)

Gambar 1.1. Kebutuhan Impor Dekstrosa

Pada Gambar 1.1 denganmenggunakanmetodepersamaan polinomial orde 2diperolehpersamaany = 605,75 x2 -230,42 x+509,2 dimana x adalahjumlahtahun yang dihitung. Dari persamaaniniuntuktahun 2015diperolehdata impor desktrosa sebesar99.877,3Ton.

2. Data Konsumsi

Dekstrosa banyak dimanfaatkan untuk pemanis pada Industri Makanan maupun Minuman. Adapaun data kandungan dekstrosa pada minuman karbonasi adalah 10 %, sedangkan makanan ringan mengandung 8,5 % (BPOM, 2012). Maka data konsumsi dekstrosa pada makanan biskuit dan minuman karbonasi terdapat pada Tabel 1.2.

Tabel 1.2. Konsumsi dekstrosa pada minuman karbonasi dan makanan biskuit

y = 605,7x2_{- 230,4x + 509,2}

R² = 0,940

0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 40.000 45.000

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Data Impor Sirup Glukosa Poly. (Data Impor Sirup Glukosa)

Ju m la h D e k st ro sa I m p o r (T o n ) Tahun

(25)

6 Tahun KonsumsiDekstrosa pada Minuman Karbonasi (Ton) KonsumsiDekstrosa pada Makanan Biskuit (Ton) Total Konsumsi Dekstrosa Pada Makanan Biskuit dan Minuman Karbonasi (Ton)

2009 161.674 47.067,696 208.741

2010 179.637 55.373,76 235.011

2011 199.597 65.145,6 264.743

2012 229.538 74.917,44 304.456

Sumber: -Industries|UpdateVol. 7 April 2012, Mandiri

-http://www.indonesiafinancetoday.com/read/2994/Emiten-Makanan Tingkatkan-Kapasitas-Produksi-15 pada 20 Februari 2013

Berdasarkan data padaTabel1.2., konsumsidekstrosaterusmeningkat.Hal ini disebabkan karena permintaan akan makanan dan minuman yang terus meningkat yang diimbangi dengan jumlah penduduk yang terus menungkat setiap tahunnya.

Tabel 1.3. Jumlah Penduduk Indonesia

No Tahun Jumlah Penduduk (Jiwa)

1 2009 231.369.500

2 2010 237.641.326

3 2011 241.182.182

4 2012 244.775.797

Sumber: Badan Statistik Indonesia

Berdasarkan data Badan Statistik Indonesia diproyeksikan laju pertumbuhan penduduk pada rentang tahun 2010-2020 berkisar 0,92 % setiap tahunnya (http://www.datastatistik-indonesia.com).

(26)

= / −1 × 100 ….(1.1) Keterangan:

r1 = lajupertumbuhanpendudukrentangtahun ke-5 Pt = jumlahpendudukpadatahun 2015

Po = jumlahpendudukpadatahun 2010 t = selisihtahun 2015 dan 2010

0,92 =

. . /

−1 × 100

0,92x 10-2 =

. . /

−1

. . = 1,0092 5

Pt = 248. 775. 825 jiwa

Dari data jumlahpendudukpada Tabel 1.3dankebutuhandekstrosadi Indonesia pada Tabel 1.2.,makadapatdigrafikkansebagaiberikut:

y = 0,006x - 1E+06 R² = 0,946

0 50 100 150 200 250 300 350

230 235 240 245 250

Kebutuhan dekstrosa pada makanan biskuit dan minuman karbonasi terhadap jumlah penduduk

Linear (Kebutuhan dekstrosa pada makanan biskuit dan minuman karbonasi terhadap jumlah penduduk) K o n su m si d e k st ro sa (R ib u T o n )

(27)

Gambar 1.2. KonsumsiDekstrosa pada Minuman Karbonasi dan Makanan Biskuit Terhadap Jumlah Penduduk

Denganmenggunakanpersamaan linear padaGambar1.2, makadiperkirakankonsumsi dekstrosadi Indonesia padatahun 2015 denganjumlahpenduduk248.775.825 jiwayaitu:

Kebutuhan Dekstrosa (y) = 0,006 (248.775.825) – 1E+06= 492.655 Ton

3. Data Produksi

Pabrik Dekstrosa yang sudah beroperasi di Indonesia dan perkembangan data produksi setiap tahunnya adalah sebagai berikut:

Tabel 1.3.Data Produksi Dekstrosa Yang Telah Ada

Tahun

Produksi Dekstrosa PT Sorini Agro Asia

(Ton)

Produkdi Dekstrosa PT Budi Acid Jaya

(Ton)

Total Data Produksi Dekstrosa

(Ton)

2006 27.750 64.800 92.550

2007 32.150 64.800 96.950

2008 33.500 64.800 98.300

2009 33.500 82.246 115.746

2010 48.280 82.246 130.526

2011 58.280 98.134 156.414

2012 58.280 98.134 156.414

Sumber: Philip SecuritiesIndonesia, 2010 Laporan Tahunan PT. Budi Acid Jaya Tbk, 2010

Pada Tabel 1.3. menunjukkan bahwa produksi dekstrosa mengalami peningkatan di Indonesia hal ini juga diimbangi dengan laju pertumbuhan penduduk

(28)

Indonesia dan konsumsi penduduk Indonesia akan produk makanan dan minuman, dimana telah disampaikan pada Gambar 1.1. dan Gambar 1.2..

Gambar 1.3. Produksi dekstrosa yang telah ada

Berdasarkan Gambar 1.3. denganmenggunakanmetodepersamaan linieardiperolehpersamaany =12241x + 72022dimana x adalahjumlahtahun yang dihitung. Dari persamaanini, diperkirakandata produksi dekstrosa pada Tahun 2015 sebesar194.432Ton.

E. Kapasitas Produksi Pabrik

Kapasitas produksi suatu pabrik ditentukan berdasarkan kebutuhan konsumsi produk dalam negeri, data impor, serta data produksi yang telah ada, sebagaimana dapat dilihat dari berbagai sumber, misalnya dari Biro Pusat Statistik, dari biro ini dapat diketahui kebutuhan akan suatau produk untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri dari data industri yang telah ada. Berdasarkan data- data ini, kemudian

y = 12241x - 72022 R² = 0,926

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

2004 2006 2008 2010 2012 2014

Produksi dekstrosa yang telah ada Linear (Produksi dekstrosa yang telah ada)

Ju m la h P ro d u k si D e k st ro sa (R ib u T o n ) Tahun

(29)

ditentukan besarnya kapasitas produksi. Adapun persamaan kapasitas produksi adalah sebagai berikut:

KP = DK – DI – DP ....(1.2)

Dimana;

KP = Kapasitas Produksi Pada Tahun X DK = Data Konsumsi Pada Tahun X DI = Data Impor Pada Tahun X

DP = Data Produksi Telah Ada Pada Tahun X

KP = DK – DI – DP

KP = 492.655 Ton – 99.877,3 Ton – 194.432 Ton KP = 198.345Ton

Berdasarkan pertimbangan di atas dan berbagai persaingan yang akan tumbuh pada Tahun 2015 maka kapasitas pabrik dekstrosa ini pada tahun 2015 beroperasi 30 % dari 198.345Ton yaitu 59.503,5 ≈ 60.000 Ton. Dengandidirikannyapabrikini, diharapkanproduksimanihot utilissima di dalamnegeridapatlebihditingkatkandayagunanya.

F. Lokasi Pabrik

Pabrik Dekstrosaini, direncanakan akandidirikan di daerah Lampung Tengah, Lampung. Pemilihan lokasi ini berdasarkan pertimbangan, antara lain :

(30)

1. Bahan baku

Sumber bahan baku yang digunakan yaitu singkong paling banyak dihasilkan dari provinsi Lampung, dimana menurut data dari BPS, provinsi Lampung menghasilkan kurang lebih 7.927.764 ton / tahun.

Adapun pemanfaatan manihot utilissima sebagian besar masih banyak digunakan untuk pembuatan tepung tapioka. Dalam hal peningkatan nilai komoditi sangat berpotensi untuk produksi dekstrosa dikarenakan manihot utilissima yang begitu melimpah di Lampung. Bahan baku pendukung juga dapat didapat dengan mudah dari industri lainnya.

2. Transportasi

Pengangkutan bahan baku dan produk mudah karena lokasi pabrik terletak dipinggir jalan raya. Selain itu kabupaten Lampung Tengah juga memiliki berbagai sarana penunjang diantaranya Bandara Raden Inten II serta memiliki pelabuhan Tulangbawang, pelabuhan Mesuji, Pelabuhan Kota Agung, pelabuhan Labuhan Maringgai, pelabuhan Teluk Betung, dan pelabuhan khusus Tarakan. Di Kabupaten Lampung Tengah telah ada sekitar 46 industri sehingga sistem transportasi untuk mengangkut bahan baku dan produk telah tersedia dengan baik.

3. Pemasaran

Sirup glukosa sebagian besar digunakan dalam industri makanan seperti minumanbersoda, makananbiskuitdan lain – lain. Lokasi tidak terlalu jauh dari

(31)

kota – kota besar seperti Bandar Lampung, dan Jabodetabek sehingga pemasaran mudah dilakukan.

4. Kebutuhan air

Di dalam perencanaan pabrik ini, air diperlukan untuk memenuhi kebutuhan – kebutuhan selama berlangsungnya proses produksi. Air tersebut dipergunakan sebagai air proses, air sanitasi dan air umpan boiler. Kebutuhan akan air ini diperoleh dari Sungai Wai Seputih.

5. Tenaga kerja

Tenaga kerja termasuk hal yang sangat menunjang dalam operasional pabrik, tenaga kerja untuk pabrik ini dapat direkrut dari :

 Masyarakat sekitar pabrik.

 Tenaga ahli yang berasal dari daerah sekitar pabrik dan luar daerah.

Tenaga kerja ini merupakan tenaga kerja yang produktif dari berbagai tingkatan baik yang terdidik maupun yang belum terdidik.

6. Biaya untuk tanah

Tanah yang tersedia untuk lokasi pabrik masih cukup luas dan dalam harga yang relatif terjangkau.

7. Kondisi Iklim dan Cuaca

Lokasi yang dipilih merupakan daerah bebas banjir, gempa dan angin topan, sehingga keamanan bangunan pabrik terjamin.

8. Kemungkinan perluasan dan ekspansi

Pemilihan lokasi pabrik berada di kawasan industri Lampung Tengah yang relatif tidak padat penduduknya sehingga masih memungkinkan untuk perluasan areal pabrik.

(32)

9. Sosial masyarakat

Sikap masyarakat diperkirakan akan mendukung pendirian pabrik pembuatan dekstrosa karena akan menjamin tersedianya lapangan kerja bagi mereka dan menyejahterakan petani Manihot Utillsima. Selain itu pendirian pabrik ini diperkirakan tidak akan mengganggu keselamatan dan keamanan masyarakat di sekitarnya.

(33)

BAB II

PEMILIHAN PROSESDAN URAIAN PROSES

A. Jenis – Jenis Proses

Pati atau amilum merupakan karbohidrat kompleks yang dihasilkan oleh tumbuhan, dimana didalamnya terkandung kelebihan dekstrosa (sebagai produk fotosintesis). Manihot Utilissima mengandung karbohidrat yang cukup tinggi,sehingga dapat digunakan sebagai bahan dasar dalam pembuatan dekstrosa melalui proses hidrolisis pati. Hidrolisis pati merupakan proses pemecahan molekul amilum menjadi bagian-bagian penyusunnya yang lebih sederhana, seperti dekstrosa (Purba, 2009).

Polimer karbohidrat di dalam kandungan buah perlu dikonversi menjadi gula sederhana, melalui suatu proses yang disebut dengan hidrolisis.. Hidrolisis meliputi proses pemecahan polisakarida menjadi monomer gula penyusunnya. Proses pembuatan dekstrosa dari pati manihot utilissima berdasarkan pada proses hidrolisis terdiri dari :

a. Proses hidrolisis dengan katalis asam b. Proses hidrolisis dengan katalis enzim

(34)

Hidrolisis secara enzimatis memiliki perbedaan mendasar dengan hidrolisis secara asam. Hidrolisis secara asam memutus rantai pati secara acak, sedangkan hidrolisis secara enzimatis memutus rantai pati secara spesifik pada percabangan tertentu (Agus, 2008). Dekstrosa dibuat dari pati melalui proses hidrolisis yang mengubah pati menjadi dekstrin atau sirup dekstrosa tergantung dari derajat pemecahannya (Dziedzic, 1994). Proses pembuatan dekstrosa terdiri dari proses gelatinasi, liquifikasi, sakarifikasi dan penghilangan kadar air.

1. Hidrolisis pati menggunakan asam

Proses hidrolisis asam menggunakan senyawa asam sebagai katalis, baik asam lemah maupun asam kuat. Secara umum hidrolisis asam encer terdiri dari dua tahap. Pada tahap pertama sebagian besar pati akan terhidrolisis menjadi maltosa. Tahap kedua dioptimasi untuk menghidrolisis maltosa sehingga menghasilkan dekstrosa. Jenis asam encer yang biasanya digunakan untuk hidrolisis ini adalah HClencer. Kelemahan dari hidrolisis asam encer adalah degradasi gula hasil di dalam reaksi hidrolisis dan pembentukan produk samping yang tidak diinginkan.

Proses hidrolisis dengan asam encer memiliki keterbatasan dalam hal efisiensi recovery gula, yaitu hanya sebesar 50%. Hal ini dikarenakan pada proses degradasi gula terjadi pembentukan produk yang tidak diinginkan seperti furfural yang merupakan bahan kimia yang digunakan dalam industri plastik. Furfural ini dapat mematikan mikroorganisme yang melakukan proses fermentasi. Keuntungan utama penggunaan asam encer adalah

(35)

reaksinya yang cepat sehingga mempercepat proses berikutnya, sedangkan kerugiannya yaitu hasil gula yang diperoleh sedikit (Badger 2002).

Hidrolisis pati dengan katalis asam memerlukan energi yang sangat besar untuk proses pemanasannya. Hidrolisis pati ini memerlukan peralatan yang tahan korosi. Dekstrosa yang dihasilkan dari proses hidrolisis ini adalah 30-55% dan gula yang dihasilkan sebagian besar merupakan gula pereduksi. ( International Starch Institute, 1999)

Degradasi gula dan produk samping ini tidak hanya akan mengurangi hasil produksi dekstrosa. Beberapa senyawa inhibitor yang dapat terbentuk selama proses hidrolisis asam encer adalah furfural, 5-hydroxymethylfurfural

(HMF), asam levulinik (levulinic acid), asam asetat (acetic acid), asam format (formic acid), asam uronat (uronic acid), asam 4-hydroxybenzoic, asam vanilik (vanilic acid), vanillin, phenol, cinnamaldehyde, formaldehida (formaldehyde), dan beberapa senyawa lain (Taherzadeh & Karimi, 2007).

Proses hidrolisis asam pekat (concentrated acid hydrolysis), meliputi proses dekristalisasi pati dengan asam pekat (Misalnya HCl) dan dilanjutkan dengan hidrolisis pati dengan asam encer. Tantangan utama dari teknologi ini adalah pemisahan gula dengan asam, recovery asam, dan rekonsentrasi asam (Scheper, 2007).

(36)

2. Hidrolisis pati menggunakan enzim

Enzim dapat mempercepat reaksi (sebagai katalis), enzim tidak diubah oleh reaksi yang dikatalisnya, dan enzim tidak mengubah kedudukan normal dari keseimbangan kimia. Dengan kata lain enzim dapat membantu mempercepat pembentukan produk, tetapi akhirnya jumlah produk tetap sama dengan produk yang diperoleh tanpa enzim. Kondisi yang mempengaruhi aktifitas enzim diantaranya konsentrasi enzim, konsentasi substrat, pH, dan suhu. Alpha amylase merupakan enzim yang berfungsi memecah pati atau glukogen. Senyawa ini banyak terdapat pada tanaman dan hewan. Amylase

dapat dikelompokkan menjadi 3 golongan enzim yaitu:

a. α-amylase (EA) yang memecah pati secara acak dari tengah atau dari bagian dalam molekul..

b. Glukoamylase (EG) yang dapat memisahkandekstrosa dari terminal gula non pereduksi substrat pati. (Winarno, 1995)

Hidrolisis enzim dilakukan menggunakan bantuan enzim α-amylase

dan enzim glukoamylase (amyloglukosidase). Enzim α-amylase digunakan pada proses likuifikasi, sedangkan glukoamylase digunakan pada proses sakarifikasi. Hidrolisis enzim lebih banyak memberikan keuntungan dibandingkan dengan hidrolisis asam. Hidrolisis enzim menghasilkan konversi yang lebih besar jika dibandingkan dengan hidrolisis asam. Hidrolisis enzim juga dapat mencegah adanya reaksi efek samping karena sifat katalis enzim sangat spesifik, sehingga dapat mempertahankan flavor

(37)

Proses pembuatan dekstrosa dengan menggunakan metode Hidrolisis Enzim melalui beberapa tahapan reaksi :

a. Tahapan Gelatinasi

Pada proses gelatinasi singkong dipanaskan selama 5 menit bertujuan untuk memecah granula pati. Karena pati terdiri dari amilosa dan amilopektin, pemanasan dengan menggunakan air akan membuat keduanya terpisah. Fraksi terlarut disebut amilosa dan fraksi yang tidak terlarut disebut amilopektin. (Winarno, 1989)

Proses pemasakan berlangsung pada suhu 1000_{C dan pada tekanan 1 atm.} Granula pati akan membengkak seiring dengan bertambahnya suhu. Hal ini akan menyebabkan viskositas pada manihot utilissima akan meningkat dan manihot utilissima tersebut akan berbentuk slurry. (Wang, 2007).

b. Tahapan Likuifaksi

Tahap likuifaksi adalah proses pencairan gel pati dengan enzim α-amilase. Tujuan dari proses ini adalah untuk melarutkan pati secara sempurna, mencegah isomerisasi gugus pereduksi dari dekstrosa dan mempermudah

kerja enzim α-amilase untuk memutus ikatan α-1,4 glikosida pada amilosa dan amilopektin sehingga menghasilkan dekstrin dan apabaila reaksi ini

diteruskan α-amilase akan memutus ikatan α-1,4 glikosida pada dekstrin sehingga dihasilkan maltosa dan dekstrosa (Judoamidjojo, 1992). Adapun reaksinya sebagai berikut:

( ) →( )

(38)

Pada tahap likuifikasi temperatur yang digunakan adalah sebesar 900_{C dan} waktu reaksi berlangsung selama 2 jam untuk menghasilkan maltosa dengan kualitas baik.

c. Tahapan Sakarifikasi

Proses ini merupakan proses hidrolisis dengan menggunakan enzim glukoamilase untuk mengkonversi dekstrin menjadi dekstrosa. Suhu yang digunakan adalah 600_{C pada tekanan 1 atm. Kondisi operasi dalam reaktor} akan berlangsung dalam suasana asam yang akan diatur dengan menggunakan HCl 0,1 M kemudian ditambahkan enzim glukoamylaseselama 8 jam.

( ) + →( )

Dekstrin Air Dekstrosa

(Agra dkk, 1973; Stout & Rydberg Jr., 1939)

Hidrolisis ini dilakukan dengan menggunakan kombinasi enzim – enzim sesuai dengan kebutuhan operasi dan kebutuhan kualitas produk yang berbeda – beda. Enzim yang digunakan untuk proses hidrolisis pati menjadi dekstrosa adalah enzim alfa- amylase dan glukoamylase. Deksrosa yang dihasilkan dari proses hidrolisis ini adalah 96-98%.

(39)

B. Pemilihan Proses

Pada umumnya proses pembuatan dekstrosa dengan proses hidrolisis. Pada proses hidrolisis dapat menggunakan 2 jenis katalis yaitu, katalis asam dan katalis enzim sebagaimana telah diuraikan sebelumnya. Adapun perbandingannya adalah sebagai berikut :

Tabel 2.1. Perbandingan proses hidrolisis dengan katalis asam dan enzim

No. Faktor Pemilihan

Hidrolisis Katalis Asam

Katalis Enzim Tahap 1 Tahap 2 (Likuifikasi) (Sakarifikasi) 1 Kondisi Operasi

a. Tekanan (atm) 4 1 ₁

b. Suhu ( ˚C) 180 90 60

c. pH 1,9 6 4,5

2 Konversi (%) 55 95,14 97

3 Biaya Perawatan Mahal Murah

Berdasarkan Tabel 2.1. menunjukkan bahwa dengan menggunakan katalis asam memerlukan waktu yang lebih cepat dibandingkan dengan katalis enzim namun kondisi operasinya relatif lebih tinggi jika dilihat dari tekanan dan suhu dibanding katalis enzim sedangkan pada pHnya lebih rendah. Hal ini dapat memperbesar biaya operasi selama proses berjalan dan biaya perawatan. Jika dilihat dari konversi dekstrosa diperoleh katalis enzim lebih besar dari katalis asam.

(40)

Selain itu pemilihan proses juga didasarkan pada tinjauan ekonomi dan tinjauantermodinamika yang akan diperoleh. Adapun tinjauannya adalah sebagai berikut:

 Tinjauan Ekonomi

Perhitungan ekonomi kasar berdasarkan bahan baku dan katalis yang diperlukan

Tabel 2. 2. Harga Bahan Baku, Katalis dan Produk

No. Nama Rp/ unit

1 Manihot Utilissima 1000/ kg

2 Tapioka 5.500/ kg

3 Asam Klorida (HCl) 2.500/ kg 4 Enzim Glukoamilase (EG) 5.697/ kg

5 Enzim α-amilase (EA) 14.374/ kg

6 Dekstrosa 5.800/ kg

Sumber: Alibaba.com/2012

1. Perhitungan ekonomi kasar pada proses hidrolisis menggunakan katalis enzim.

a. Manihot Utilissima

Kapasitas produksi dekstrosa = 60.000 ton/ tahun = 7.575,76 kg/ jam = 42,088 kmol/ jam Kandungan Pati dalam manihot utilissima = 80 %

Konversipati menjadi dekstrin = 95,14%

(Zusfahair,2012)

Konversidekstrin menjadi dekstrosa= 97 %

(41)

 Jumlah dekstrin yang dibutuhkan ; Dimana,

% = 100%

Dari reaksi sakarifikasi ini jika diketahui mol dekstrosa (c),

( ) + 10 →10 ( )

Dekstrin Air Dekstrosa

M: a b

-B: . c . c

S: a- ( . c) b - ( . c)

Dari reaksi diatas maka diperoleh persamaan untuk mendapatkan umpan mol dekstrin;

% = 100%

% 100%

= 42,088

97 % 100%

Mol dekstrin umpan = 4,339 kmol/jam

Massa dekstrin umpan = 4,339 kmol/ jam x 1.620 kg/kmol = 7.029,130 kg/jam

(42)

 Jumlah pati yang dibutuhkan ; Dimana,

% = 100%

Dari reaksi likuifaksi ini jika diketahui mol dekstrin (c),

( ) →100( )

Pati Dekstrin

M: a

B: . b b

S: a- ( .b) b

Dari reaksi diatas maka diperoleh persamaan untuk mendapatkan umpan mol pati;

% = 100%

% 100%

= 4,339

95,14 % 100%

Mol pati umpan = 0,0456 kmol/jam

Massa pati umpan = 0,0456 kmol/ jam x 162.000 kg/kmol = 7.388,196 kg/jam

(43)

. jumlah pati

= 100

80 7.388,196 ⁄ = 9.235,245 ⁄

 Enzim α- amylase (EA) dan Ca(OH)2yang dibutuhkan pada proses likuifikasi,

Banyaknya EA yang dibutuhkan = 0,6 kg/ ton pati = 0,0006 kg/ kg pati Jumlah pati yang masuk = 7.388,196 kg/ jam Banyaknya enzim yang dibutuhkan;

= 0,0006 ⁄ 7.388,196 ⁄ = , ⁄

Dalam reaksi ini ditambahkan Ca(OH)2serta EA yang dapat stabil bila terdapat Ca2+sebanyak 80 ppm dalam bubur pati. 80 ppm = 80 mg/ L

Asumsi 1 Liter pati = 1 kg bubur pati

Jadi, berat Ca2+ = 80 mg/ kg bubur pati =0,00008 kg/ kg bubur pati Dimana;

BM Ca = 40 kg/ kmol BM Ca(OH)2= 111 kg/ kmol

Berat Ca(OH)2 =

40 111 00008 , 0 2 ) ( 2 x BMCa OH BMCa x

beratCa  

= 0,0002 kg/ kg bubur pati Jadi,

(44)

laju alir Ca(OH)2= 0,0002 kg/ kg bubur pati x 7.388,196 kg bubur pati/ jam

= 1,64 kg/ jam

 Enzim Glukoamilase (EG) dan HCl yang dibutuhkan pada proses sakarifikasi.

Pada proses sakarifikasi dibutuhkan enzim glukoamylase (EG) dan HCl untuk menurunkan pH dari 6 menjadi 4-4,5.

Dosis EG yang dibutuhkan = 0,65 L/ ton dekstrin Densitas EG = 1,15 kg/ L

EG yang ditambahkan = 0,65 L/ ton dekstrin = 0,00065 L/ kg dekstrin Dekstrin yang masuk = 7.029,05 kg/ jam

Massa EG yang dibutuhkan =Dekstrin yang masuk xEG yang ditambahx densitas EG

= 7.029,05 kg/ jam x 0,00065 L/ kg dekstrinx 1,15 kg/ L

=5,25 kg/ jam

Kebutuhan HCl

Proses sakarifikasi berlangsung pada pH 4.5 untuk itu perlu ditambahkan pengasaman berupa HCl 0.1 M. HCl yang digunakan memiliki kadar 37% densitas 1.1837 gram/cm3. Sehingga molaritas HCl tersebut (M1) adalah 12 M

pH yang berlangsung = 4,5

(45)

M1x V1= M2x V2 Dimana,

V1= Volume HCl yang harus ditambahkan

V2= Volume campuran yang ada dalam tangki sakarifikasi

ρ campuran =1,1654 kg/ L

ratemasuk = massa air + massadekstrin + massa Ca(OH)2+ massa

EG + massaEA

= (7.388,12kg/jam) + (7.029,05 kg/jam) + (1,64 kg/jam) + (4,43 kg/ jam)+ (5,25 kg/jam)

rate masuk = 7.822,65 kg/ jam 12.01198 x V1 = 3.16228x10-5x V2

2394 . 379852 1654 . 1 2394 . 379852

1 volumeGlukoamylase

x ratemasuk

V  

V1= 0,02 L/ jam= 0,02 kg/ jam

Pengeluaran

KOMPONEN berat (kg/jam)

Biaya (Rupiah/jam) Manihot U. 9.235,14 8.126.927,44

HCl 0,1 M 0,02 38,36

Glukoamylase 5,25 79.400,26

a-amylase 4,43 85.88241

Ca(OH)2 1,64 2.256,13

Total 9.246,49 8.294.504,61

Pemasukan

KOMPONEN berat (kg/jam)

biaya

(Rupiah/jam) Dekstrosa 7.575,76 136.363.636,36

(46)

= Rp. 136.363.654,14/ jam– Rp. 8.294.504,61/ jam = Rp. 128.069.131,76/ jam

b. Tapioka

Kapasitas produksi dekstrosa = 60.000 ton/ tahun = 7.575,76 kg/ jam = 42,088 kmol/ jam Kandungan Pati dalam Tapioka = 86 %

Konversipati menjadi dekstrin = 95,14%

(Zusfahair,2012)

Konversi dekstrin menjadi dekstrosa = 97 %

(Patent US2012/0171731 A1)

 Jumlah dekstrin yang dibutuhkan ; Dimana,

% = 100%

Dari reaksi sakarifikasi ini jika diketahui mol dekstrosa (c),

( ) + 10 →10 ( )

Dekstrin Air Dekstrosa

M: a b

-B: . c . c

S: a- ( . c) b - ( . c)

Dari reaksi diatas maka diperoleh persamaan untuk mendapatkan umpan mol dekstrin;

(47)

% = 100%

% 100%

= 42,088

97 % 100%

Mol dekstrin umpan = 4,339 kmol/jam

Massa dekstrin umpan = 4,339 kmol/ jam x 1.620 kg/kmol = 7.029,130 kg/jam

 Jumlah pati yang dibutuhkan ; Dimana,

% = 100%

Dari reaksi likuifaksi ini jika diketahui mol dekstrin (c),

( ) →100( )

Pati Dekstrin

M: a

B: . b b

S: a- ( .b) b

Dari reaksi diatas maka diperoleh persamaan untuk mendapatkan umpan mol pati;

(48)

% 100%

4,339

95,14 % 100%

Mol pati umpan = 0,0456 kmol/jam

Massa pati umpan = 0,0456 kmol/ jam x 162.000 kg/kmol = 7.388,196 kg/jam

 Jumlahtapioka yang dibutuhkan ;

. jumlah pati

= 100

86 7.388,196 ⁄ = . , ⁄

 Enzim α- amylase (EA) dan Ca(OH)2yang dibutuhkan pada proses likuifikasi.

Banyaknya EA yang dibutuhkan = 0,6 kg/ ton pati = 0,0006 kg/ kg pati Jumlah pati yang masuk = 7.388,196 kg/ jam Banyaknya enzim yang dibutuhkan;

= 0,0006 ⁄ 7.388,196 ⁄ = , ⁄

Dalam reaksi ini ditambahkan Ca(OH)2serta EA yang dapat stabil bila terdapat Ca2+sebanyak 80 ppm dalam bubur pati. 80 ppm = 80 mg/ L

(49)

Asumsi 1 Liter pati = 1 kg bubur pati

Jadi, berat Ca2+ = 80 mg/ kg bubur pati =0,00008 kg/ kg bubur pati

Dimana;

BM Ca = 40 kg/ kmol BM Ca(OH)2= 111 kg/ kmol

Berat Ca(OH)2 =

40 111 00008 , 0 2 ) ( 2 x BMCa OH BMCa x

beratCa  

= 0,0002 kg/ kg bubur pati Jadi,

laju alir Ca(OH)2= 0,0002 kg/ kg bubur pati x 7.388,196 kg bubur pati/ jam

= 1,64 kg/ jam

 Enzim Glukoamilase (EG) dan HCl yang dibutuhkan pada proses sakarifikasi.

Pada proses sakarifikasi dibutuhkan enzim glukoamylase (EG) dan HCl untuk menurunkan pH dari 6 menjadi 4-4,5.

Dosis EG yang dibutuhkan = 0,65 L/ ton dekstrin Densitas EG = 1,15 kg/ L

EG yang ditambahkan = 0,65 L/ ton dekstrin = 0,00065 L/ kg dekstrin Dekstrin yang masuk = 7.029,05 kg/ jam

(50)

ditambah x densitas EG

= 7.029,05 kg/ jam x 0,00065 L/ kg dekstrin x 1,15 kg/ L

=5,25 kg/ jam

Kebutuhan HCl

pH yang berlangsung = 4,5

maka [H+] = [HCl] = 104.5 = 3,162277x10-5M M1x V1= M2x V2

Dimana,

V1= Volume HCl yang harus ditambahkan

V2= Volume campuran yang ada dalam tangki sakarifikasi

ρ campuran =1,1654 kg/ L

ratemasuk = massa air + massa dekstrin + massa Ca(OH)2+ massa

EG + massa EA

= (7.388,12kg/jam) + (7.029,05 kg/jam) + (1,64 kg/jam) + (4,43 kg/ jam)+ (5,25 kg/jam)

(51)

12.01198 x V1 = 3.16228x10-5x V2

2394 . 379852 1654 . 1 2394 . 379852

1 volumeGlukoamylase

x ratemasuk

V  

V1= 0,02 L/ jam = 0,02 kg/ jam

Pengeluaran

KOMPONEN berat (kg/jam)

Biaya (Rupiah/jam)

Tapioka 8,590.83 47,249,578.12

HCl 0,1 M 0.02 38.36

Glukoamylase 5.25 79,400.26

a-amylase 4.43 85,882.41

Ca(OH)2 1.64 2,256.13

Total 8,602.18 47,417,155.29

Pemasukan

KOMPONEN berat (kg/jam)

biaya

(Rupiah/jam) Dekstrosa 7,575.76 136,363,636.36

Keuntungan= Biaya pemasukan – Biaya Pengeluaran

= Rp. 136.363.654,14/ jam – Rp. 47.417.155,29/ jam = Rp. 88.946.481,08/ jam

2. Perhitungan ekonomi kasar pada proses hidrolisis menggunakan katalis asam HCl.

a. Manihot Utilissima

Kapasitas produksi = 60.000 ton/ tahun = 7.575,76 kg/ jam Pati dalam manihot utilissima = 80 %

(52)

Yielddekstrosa dari pati = 55 % Jumlah pati yang dibutuhkan ;

= kapasitas produksi dekstrosa

=100

55 7.575,76 ⁄ = 13.774,10 ⁄

JumlahManihot Utilissimayang dibutuhkan ;

= pati yang dibutuhkan

= 100

80 13.774,10 ⁄ = 17.217,63 ⁄

Perbandingan pati dengan air = 1 : 3

Jadi, air yang dibutuhkan sebanyak = Pati yang dibutuhkan x 3 = 13.774,10 ⁄ 3

= 41.322,63 kg/ jam Dari persamaan reaksi =

(C6H10O5)1000(l) + 1000 H2O(l)1000C6H12O6(l)

Pati Air Dekstrosa

M: 0,09 510,15

-R: 0,04 42,09 42,09

S: 0,04 468,06 42,09

Kebutuhan HCl

Untuk menghidrolisis pati menjadi dekstrosa dibutuhkan HCl 1,5 M sebanyak 10 L/ kg pati

Pati yang dibutuhkan = 13.774,10 kg/ jam

Maka dibutuhkan HCl 1,5M sebanyak 137.741 liter Densitas HCl = 1,183 kg/ L

(53)

BM HCl = 36,5 kg/kmol

HCl yang terdapat dipasaran kadarnya 37%. Dimana konsentrasinya,

= 10

= 1,183 10 37 36,5

M1 = 12 M

Maka dilakukan pengenceran M1x V1= M2x V2

12 x V1= 1,5 x 137.741 V1= 17.218,85 L

Laju alir HCl 37% = 17.218,85 L x 1,15 kg/ liter = 19.801,68 kg

Pengeluaran

Komponen Rp./ unit Berat (kg/jam) Harga (Rp/Jam)

Manihot utilissima 880/ kg 17.217,63 14.858.815,43 HCl 1.937,04/ kg 19.801,68 38.363.768,96

Total 37.019,31 53.222.584,39

Pemasukan

Komponen Rp./Unit Berat (kg/jam) Harga (Rp/Jam) Dekstrosa 18.000/ kg 7.575,76 136.363.636,36

Keuntungan= Biaya Pemasukan – Biaya Pengeluaran

= Rp. 136.363.636,36/jam – Rp. 53.222.584,39/ jam = Rp. 83.141.051,97/ jam

(54)

b. Tapioka

Kapasitas produksi = 60.000 ton/ tahun = 7.575,76 kg/ jam Pati dalam tapioka = 86 %

Konversi dekstrosa dari pati = 55 % Jumlah pati yang dibutuhkan ;

= kapasitas produksi dekstrosa

=100

55 7.575,76 ⁄ = 13.774,10 ⁄

Jumlah tapioka yang dibutuhkan ;

= pati yang dibutuhkan

= 100

80 13.774,10 ⁄ = 16.016,40 ⁄

Perbandingan pati dengan air = 1 : 3

Jadi, air yang dibutuhkan sebanyak = Pati yang dibutuhkan x 3 = 13.774,10 ⁄ 3

= 41.322,63 kg/ jam

Dari persamaan reaksi =

(C6H10O5)1000(l) + 1000 H2O(l)1000C6H12O6(l)

Pati Air Dekstrosa

M: 0,09 510,15

-R: 0,04 42,09 42,09

S: 0,04 468,06 42,09

Kebutuhan HCl

(55)

Untuk menghidrolisis pati menjadi dekstrosa dibutuhkan HCl 1,5 M sebanyak 10 L/ kg pati

Pati yang dibutuhkan = 13.774,10 kg/ jam

Maka dibutuhkan HCl 1,5M sebanyak 137.741 liter Densitas = 1,183 kg/ L

BM HCl = 36,5 kg/kmol

HCl yang terdapat dipasaran kadarnya 37%. Dimana konsentrasinya,

= 10

= 1,183 10 37 36,5

M1 = 12 M

Maka dilakukan pengenceran M1x V1= M2x V2

12 x V1= 1,5 x 137.741 V1= 17.218,85 L

Laju alir HCl 37% = 17.218,85 L x 1,15 kg/ liter = 19.801,68 kg Pengeluaran

Komponen Rp./ unit Berat (kg/jam) Harga (Rp/Jam) Tapioka 5.500/ kg 16.016,40 88.090.204,37 HCl 1.937,04/ kg 19.801,68 38.363.768,96

Total 35.818,08 126.453.973,33

Pemasukan

Komponen Rp./ unit Berat (kg/jam) Harga (Rp/Jam) Dekstrosa 18.000/ kg 7.575,76 136.363.636,36

(56)

= Rp. 136.363.636,36/jam – Rp.126.453.973,33/jam = Rp. 9.909.663,03/ jam

(57)

Tabel. 2.3. Perbandingan ekonomi pada bahan baku untuk proses enzim dan proses asam

Bahan Baku

Harga

Enzim Asam

Keuntungan

per Kg Biaya Produksi Keuntungan

Keuntungan

per Kg Biaya Produksi

Rp. Rp./jam Rp. Rp. Rp./jam Rp. Rp.

Manihot

Utilissima 880 128.069.131,76 16.905,13 1.094,87 83.141.051,97 10.974,62 7.025,38 Tapioka 5.500 88.946.481,08 11.740,09 6.259,06 9.909.663,03 1.308,08 16.691,92

(58)

 Tinjauan Termodinamika

Tinjauan secara termodinamika ditujukan untuk mengetahui sifat reaksi (endotermis/eksotermis) dan reaksi yang terjadi di dalamreaktor dapat berlangsung tanpa membutuhkan energi yang besar atau tidak.

1. Pemilihan proses berdasarkan panas reaksi ΔH(Rx)

Penentuan panas reaksi yang berjalan secara eksotermis atau endotermis dapat dihitung dengan perhitungan panas pembentukan standar (ΔH°f) pada P = 1 atm dan T = 298 K.

Persamaan :

ΔH°r298 K = ΔH°fproduk -ΔH°freaktan

a. Panas reaksi dengan menggunakan enzim

Nilai Hf298untuk senyawa bio-polimer

a. Dekstrosa

(Perrys, Edisi 7)

Hf298dekstrosa = ∑ ∆ 298 = −1.246,12 / Dekstrosa

Komponen n Hf298 n x Hf298 CO-HC 1 -142,42 -142,42 C-2COH 4 -27,6 -110,4 C-2HOC 1 -35,8 -35,8

(59)

b. Dekstrin Dekstrin

Komponen n Hf n x Hf C-2HOC 10 -35,8 -358 C-2COH 20 -27,6 -552 CO-HC 10 -142,42 -1.424,2 CO-2C 10 -152,76 -1.527,6 O-2C 9 -110,83 -997,47

(Perrys, Edisi 7)

Hf298dekstrin = ∑ ∆ 298 = −9.596,62 /

c. Pati Pati

Komponen n Hf n x Hf C-2HOC 1000 -35,8 -35800 C-2COH 2000 -27,6 -55200 CO-HC 1000 -142,42 -142.420 CO-2C 1000 -152,76 -152.760 O-2C 999 -110,83 -110.719,17

(Perrys, Edisi 7)

Hf298Pati = ∑ ∆ 298 = −956.719,720 /

Reaksi Likuifaksi:

→100

Persamaan :

ΔH°r298 K = ΔH°fproduk -ΔH°freaktan

ΔH°r1298 K = ΔH°fproduk -ΔH°freaktan

=[ (100 ΔH°f( ) )] – [(ΔH°f( ) )] =[(100 x(-9.596,62))]-[(-956.719,72)]

(60)

Reaksi Sakarifikasi

( ) + 10 →10 ( )

ΔH°r2298 K = ΔH°fproduk -ΔH°freaktan = [(10 xΔH°f( ))] - [(ΔH°f( ) )+(10 xΔH°f )]

= [(10 x (-1.246,12)] – [(-9.596,62)+(10 x -285,8)] = -6,280 kJ/kmol



ΔH°rTOTAL = ΔH°r1298 K +ΔH°r2298 K

= -2.942,28kJ/kmol + -6,280 kJ/kmol) = -2.948,56kJ/kmol

Karena nilai ΔH°r298 K negatif, maka reaksi bersifat eksotermis.

b. Panas reaksi dengan menggunakan asam HCl

( ) + 1000 → 1000 ( )

ΔH°r298 K =ΔH°fproduk -ΔH°freaktan = [(1000 xΔH°f( ))] - [(ΔH°f( ) )+(1000 xΔH°f )]

= [(1000 x (1.246,12)] –[(956.719,72)+(1000 x -285,8)]

= -3.570,28 kJ/kmol

(61)

2. Pemilihan berdasarkan G of

Kelayakan suatu reaksi kimia ditinjau dari energi bebas Gibbs (Gof).

Greaksi = ∑Gof Produk -∑GofReaktan

a. Proses dengan menggunakan enzim

Perhitungan Gf298(kJ/mol), dimana kontribusi gugusnya adalah:

Group Gf

298

(kJ/ mol) -CH2

--OH

-O-(-CH2-OH) (-CH-OH-) (-H-C=O)

-3,68 40,99 -189,20

-98,22

-120,50 -192,88 -148,21 -120,5 (Sumber : Perry, 1999)

Nilai Gf298untuk senyawa bio-polimer

1. Dekstrosa

Gf298= 5(- OH ) + 5 ( ) + 1 (- O -) + 1 (- CH2 - ) = -842,95 kJ/mol

2. Pati (C6H10O5)1000

Gf298=1000( 3 (- OH ) + 5 ( ) + 2 (- O -) + 1 (- CH2 - ) ) = -562.770 kJ/mol

3. Dekstrin

(62)

1 (-H-C=O)) = -7.117 kJ/mol

Reaksilikuifaksi

→100

Greaksi1 = ∑Gof Produksi -∑GofReaktan

Greaksi1 = [(100 xGof (C6H10O5)10(l) )] – [(Gof (C6H10O5)1000(l))] Greaksi1 =[ (100 x -7.117)] –[ (-562.770)]

= -148.930 kJ/ mol

Reaksi 2 Pada Reaktor :

( ) + 10 →10 ( )

Greaksi2 = ∑Gof Produksi -∑GofReaktan

Greaksi2 = (10 x Gof C6H12O6(l) )-(10x GofH2O + Gof C6H10O5(l)) Greaksi2 = (10 x -842,95 kJ/ mol)-((10x -0,237)+(-7.117 kJ/mol)) Greaksi 2 = -1.310,13 kJ/kmol

Greaksitotal= Greaksi1 +Greaksi2

Greaksitotal=-148.930 kJ/ mol+ (-1.310,13 kJ/kmol)

Greaksitotal=-150.240,13 kJ/mol

b. Proses dengan menggunakan asam

Reaksi Pada Reaktor :

(C6H10O5)1000(l) + 1000H2O(l)1000C6H12O6(l)

Greaksi = ∑Gof Produksi -∑GofReaktan

(63)

Greaksi = (1000xGof C6H12O6(l) )-(1000xGofH2O + Gof C6H10O5(l))

Greaksi2 = (1000x-842,95)-(1000x-0,237+ (-562.770))

Greaksi2= -279.943 kJ/mol

Tabel 2.5 Perbandingan Panas Reaksi dan Gibbs Jenis

Proses

H G

kJ/ mol kJ/mol Enzim -2.948,56 -150.240,13

Asam -3.570,28 -279.943

Note: untuk H untuk basis pati 1kmol

Berdasarkan pertimbangan – pertimbangan di atas, maka dalam proses hidrolisis pati menjadi dekstrosa dipilih menggunakan hidrolisis dengan menggunakan katalis enzim dengan berbahan baku manihot utilissima. Adapun pertimbangannya adalah sebagai berikut:

a. Persentase konversimassa dekstrosa yang dihasilkan mencapai 97%. b. Resiko kerusakan material karena korosi lebih kecil dengan katalis

enzim.

c. Biaya produksi cenderung lebih rendah dan lebih besar keuntungan dengan proses katalis enzim jika dibandingkan dengan proses katalis asam sebagaimana terlampir pada tabel 2.4.

(64)

C. Uraian Proses

1. Penyiapan Bahan Baku

Manihot Utilissima sebanyak 9.166,194 kg/jam di distribusikan dari gudang penyimpanan (ST-101) menuju washing machine (WM-101) dengan menggunakan belt conveyor (BC-101). Manihot Utilissima bersih diangkut menuju Rolling crusher (RC-101) dengan menggunakan belt conveyor (BC-103). Setelah itu keluaran RC-101 dicampur dengan air di dalam tangki pencampur (TP-101).

Slurry yang keluar dari tangki pencampur diumpankan ke Rotary Drum Vaccum Filter (RF-101) dengan menggunakan screw conveyor (SC-01) untuk memisahkan filtrate dan cake. Cake yang keluar dari RF-101 dibawa menuju gudang, sedangkan filtratedi pompa menuju Tangki Gelatinasi (TG-201).

2. Proses Hidrolisis Pati

Proses hidrolisis pati terjadi dalam 3 tahapan, yaitu : a. Tahap gelatinisasi

Proses gelatinisasi terjadi pada suhu 100⁰C dan tekanan 1 atm di dalam tangki gelatinisasi (TG-201) selama 5 menit. Pada proses ini, cairan pati mengalami pemecahan ikatan kimia, sehingga memudahkan dalam penyerapan enzim pada proses selanjutnya.

b. Tahap likuifikasi

Proses likuifikasi terjadi pada suhu 90⁰C dan tekanan 1 atm. Sehingga sebelum umpan masuk terlebih dahulu didinginkan didalam Cooler

(65)

(CL-44

101). Pada proses likuifikasi, cairan pati yang telah tergelatinsasi bereaksi membentuk dekstrin (C6H10O5)n dengan bantuan enzim α-amylase sebagai katalisnya. Proses likuifikasi ini berlangsung di dalam Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB). Reaktor bekerja secara eksotermis dan tidak dapat balik sehingga suhu reaksi harus dipertahankan. Untuk menjaga suhu reaksi tetap 90oC, maka reaktor dilengkapi dengan jaket pendingin.

Produk keluar dari RL-102masih mengandung pati, sehingga diumpankan ke Centrifuge (CE-201) untuk memisahkan pati dari campuran dan pati diumpan ke UPL. Produk yang keluar dari CE-201 pada suhu 90oC dan tekanan 1 atm, sehingga sebelum diumpankan ke RS-201 didinginkan terlebih dahulu pada Cooler(CL-202).

c. Tahap sakarifikasi

Proses sakarifikasi terjadi pada suhu 60⁰C dan tekanan 1 atm. Pada proses sakarifikasi, dekstrin (C6H10O5)n bereaksi membentuk, dekstrosa (C6H12O6) dengan bantuan enzim glukoamilase sebagai katalisnya. Proses sakarifikasi ini berlangsung di dalam Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB). Reaktor bekerja secara eksotermis dan tidak dapat balik sehingga suhu reaksi harus dipertahankan. Untuk menjaga suhu reaksi tetap 60oC, maka reaktor dilengkapi dengan jaket pendingin.

(66)

3. Proses pemurnian produk

Produk yang keluar dari RS-202 diumpankan menuju Adsorber Enzim (AD-201) untuk menghilangkan enzim α-amylase dan glukoamylase yang terdapat pada produk.

Produk yang keluar dari AD-201 diumpankanmenuju Adsorber Ion Ca (AD-202) yang bertujuan untuk menghilangkan ion Ca. Keluaran AD-202 diumpankan menuju Adsorber Ion Cl (AD-203) yang bertujuan untuk menghilangkan kandungan ion Cl.

Setelah itu, output dari ion exchanger dialirkan menuju Evaporator (EV-101) untuk menguapkan sebagian air yang terkandung dalam produk. EV-101 dijalankan pada suhu 100⁰C dan tekanan 1 atm.

(67)

BAB III

SPESIFIKASI BAHAN BAKU DAN PRODUK

A. Sifat-sifatBahan Baku

1. ManihotUtilissima

Sifat – sifat Umum:

a. Fase : Padat

b. Warna : Putih

c. Kandungan Pati : 80 % d. Kandungan Air : 15 % e. Kandungan Protein : 1,5 % f. Kandungan Abu : 1 % g. Kandungan Serat : 2,5 %

2. Air

Sifat-sifatumum :

a. Beratmolekul : 18,016 gr/mol

b. Densitas : 0,99708 gr/cm3(25oC) c. Titikdidih : 100oC (1 atm)

(68)

d. Titikbeku : 0oC (1 atm) e. Viskositas : 0,8937 cp (25oC) f. Tekananuap : 23,76 mmHg (25oC) g. Kapasitaspanas : 1 kal/g

h. Panaslatenpeleburan (es) : 80 kal/g i. Panaslatenpengembunan : 540 kal/g j. Sebagaipelarutuniversal

k. Merupakan cairan yang tidak berwarna dan berbau

Sumber: Material Safety Data Sheet

B. Sifat – sifat Bahan Pembantu

1. Enzim a-amylase

a. Fase : cair

b. Warna : coklat

c. Berat molekul : 53.000 gr/mol

d. Densitas : 1,04 kg/liter

e. Viskositas : 1 cp

f. pH optimum : 6-6,5

g. Suhu optimum : 90 - 100⁰C

(69)

2. Enzim glukoamilase

a. Fase : cair

b. Warna : coklat terang

c. Beratmolekul : 36.000 gr/mol

d. Densitas : 1,15 kg/liter

e. Viskositas : 1 cp

f. pH optimum : 4,5 - 5

g. Suhu optimum : 60⁰C

Sumber: Material Safety Data Sheet

3. Asam Klorida

a. Fase : Cair

b. Rumus molekul : HCl

c. Berat molekul : 36,5 kg/kgmol d. Kelarutan : larut dalam air e. Spesific gravity : 1,16

f. Titik didih : 83oC

g. Titik leleh : -46,2⁰C

h. Viscositas : 2,8 cP

i. Densitas : 1,15 kg/liter

Sumber: Material Safety Data Sheet

4. Kalsium Hidroksida

(70)

b. Fase : cair

c. Warna : putih

d. Berat molekul : 110,99 gr/mol e. Specific gravity : 2,15

f. Titikdidih : 1670⁰C

g. Titikleleh : 772⁰C

h. Viscositas : 0,1

i. Densitas : 2,1520 kg/liter

Sumber: Material Safety Data Sheet

C. Sifat-sifatProduk

1. Dekstrosa

Sifat – sifat Umum:

a. Rumus molekul : C6H12O6

b. Fase : cair

c. Warna : jernih

d. Beratmolekul : 180

e. Densitas : 1,54 gr/cm3 f. Titik lebur : 146⁰C

g. Panaspembentukan (ΔHf) : -1273,3 kJ/mol h. Kapasitas panas (Cp) pada 25⁰C : 1,280 kJ/mol⁰C i. Kelarutan dalam air menunjukkan dalam100 gram pelarut

(71)

Sumber: Material Safety Data Sheet

Tabel3.1 Standar mutu sirup glukosa menurut SNI 01-2978-1992 No. KriteriaUji Satuan Persyaratan 1 1.1 Bau

1.2 Rasa 1.3 Warna

Tidak berbau Manis

Tidak berwarna

2 Air % b/b Maks. 20

3 Abu % b/b Maks. 1

4 Gula pereduksi dihitung sebagai D-glukosa

% b/b Min. 30

5 Pati Tidakada

(72)

DAFTAR PUSTAKA

Aries, R.S., and Newton, R.D., “Chemical Engineering Cost Estimation”, Mc. Graw Hill Book Co.Inc., New York, 1955.

Biro Pusat Statistik, “Statistik Perdagangan Luar Negeri Indonesia”, Indonesia foreign, Trade Statistic Import, Yogyakarta, 2003-2009.

Brown, G.G., “Unit Operation”, Modern Asia Edition, John Willey and Sons. Inc., New York, 1978.

Brownell, L.E., and Young, E.H., “Process Equipment Design”, 2nd Ed., John Willey and Sons. Inc., New York, 1959.

Coulson, J.M., and Richardson, J.F., “Chemical Engineering Design”, 6nd Ed., vol 6, Pergamon Pess, Oxford, 1983.

Farahi, A. G., and Najafpour, G. D., “Enzymatic Production of Reducting Sugar from Broomcorn seed: Process Optimization and Kinetic Studies”. World Applied Sciences Journal 18 (4). Iran. 2012

Kern, D.Q., ”Process Heat Transfer”, International Student Edition, Mc. Graw Hill Book Co.Inc., New York, 1983.

Muslimin., “Sintesis Polistirena Divinil Benzen Sulfonat Sebagai Resin Penukar Kation “. Universitas Sebelas Maret. 2005

Perry, J.H., and Chilton, C.H., “Chemical Engineering Hand Book”,6th Ed., Mc. Graw Hill Book Co.Inc., New York, 1984.

Peters, M.S., and Timmerhause, K.D., “Plant Design and Economic for Chemical Engineer’s”, 3rded., Mc. Graw Hill Book Co.Inc., New York, 1968.

(73)

Powell, S., “Water Condition for Industry”, Mc. Graw Hill Book Co.Inc., New York.1954.

Rase, H.F., “Chemical Reaktor Design for Process Plant vol. I and II, Principles and Techniques”, Willey and Sons, Inc, New York, 1977.

Rase, H.F., and Barrow M.H., “Project Engineering of Process Plants”, Willey and Sons, Inc, New York, 1957.

Sularso., “Pompa dan Kompresor”, cetakan VI, P.T. Pradnya Paramita, Jakarta, 1996.

Ullrich, G.D., “A Guide to Chemical Engineering Process Design and Economics”, John Willey and Sons. Inc., New York, 1984.

Wallas, S.M., “Chemical Process Equipment”, Mc. Graw Hill Book Koagakusha Company, Tokyo, 1959.

(1)

d. Titikbeku : 0oC (1 atm) e. Viskositas : 0,8937 cp (25oC) f. Tekananuap : 23,76 mmHg (25oC) g. Kapasitaspanas : 1 kal/g

h. Panaslatenpeleburan (es) : 80 kal/g i. Panaslatenpengembunan : 540 kal/g j. Sebagaipelarutuniversal

k. Merupakan cairan yang tidak berwarna dan berbau

Sumber: Material Safety Data Sheet

B. Sifat – sifat Bahan Pembantu

1. Enzim a-amylase

a. Fase : cair

b. Warna : coklat

c. Berat molekul : 53.000 gr/mol

d. Densitas : 1,04 kg/liter

e. Viskositas : 1 cp

f. pH optimum : 6-6,5

g. Suhu optimum : 90 - 100⁰C

(2)

2. Enzim glukoamilase

a. Fase : cair

b. Warna : coklat terang

c. Beratmolekul : 36.000 gr/mol

d. Densitas : 1,15 kg/liter

e. Viskositas : 1 cp

f. pH optimum : 4,5 - 5

g. Suhu optimum : 60⁰C

Sumber: Material Safety Data Sheet

3. Asam Klorida

a. Fase : Cair

b. Rumus molekul : HCl

c. Berat molekul : 36,5 kg/kgmol

d. Kelarutan : larut dalam air

e. Spesific gravity : 1,16

f. Titik didih : 83oC

g. Titik leleh : -46,2⁰C

h. Viscositas : 2,8 cP

i. Densitas : 1,15 kg/liter

Sumber: Material Safety Data Sheet

4. Kalsium Hidroksida

(3)

b. Fase : cair

c. Warna : putih

d. Berat molekul : 110,99 gr/mol

e. Specific gravity : 2,15

f. Titikdidih : 1670⁰C

g. Titikleleh : 772⁰C

h. Viscositas : 0,1

i. Densitas : 2,1520 kg/liter

Sumber: Material Safety Data Sheet

C. Sifat-sifatProduk

1. Dekstrosa

Sifat – sifat Umum:

a. Rumus molekul : C6H12O6

b. Fase : cair

c. Warna : jernih

d. Beratmolekul : 180

e. Densitas : 1,54 gr/cm3

f. Titik lebur : 146⁰C

g. Panaspembentukan (ΔHf) : -1273,3 kJ/mol h. Kapasitas panas (Cp) pada 25⁰C : 1,280 kJ/mol⁰C i. Kelarutan dalam air menunjukkan dalam100 gram pelarut

(4)

Sumber: Material Safety Data Sheet

Tabel3.1 Standar mutu sirup glukosa menurut SNI 01-2978-1992

No. KriteriaUji Satuan Persyaratan

1 1.1 Bau 1.2 Rasa 1.3 Warna