Harga produksikg asam laktat: = harga bahan bakuthn : kapasitas pabrik
= 1,708 x 10
10
30.000.000 kgthn = 569,5 asumsi 1 = Rp.9.000
= Rp. 5.125.570,-
b. Proses pembuatan asam laktat dengan proses fermentasi
Reaksi yang terjadi : C
12
H
22
O
12 l
+ H
2
O
l
C
6
H
12
O
6 l
+ C
6
H
12
O
6 l
1 kg glukosa BM = 180,156 = 0,005 kmol glukosa
o C
12
H
22
O
12
yang dibutuhkan untuk menghasilkan 1 kg glukosa : = mol glukosa x BM C
12
H
22
O
12
= 0,005 x 342,3 = 1,9 kg
C
6
H
12
O
6
l
+ CaOH
2
S
CH
3
CHOHCOO
2
Ca
S
+ 2H
2
O
l
1 kg kalsium laktat BM = 218,04 = 0,004 kmol kalsium laktat
o CaOH
2
yang dbutuhkan untuk menghasilkan 1 kg kalsium laktat sebesar:
= mol kalsium laktat x BM CaOH
2
= 0,004 x 74,09 = 0,33 kg
fermentasi
fermentasi
CH
3
CHOHCOO
2
Ca
S
+ H
2
SO
4
l
2CH
3
CHOHCOOH
l
+ CaSO
4
S
1 kg asam laktat BM = 90,078 = 0,11 kmol asam laktat o
H
2
SO
4
yang dibutuhkan untuk menghasilkan 1 kg asam laktat sebesar : = koefisien reaksi x mol asam laktat x BM H
2
SO
4
= 12 x 0,11 x 98,0176 = 0,539 kg
Diketahui kapasitas produksi : 30.000.000 kg asam laktat tahun Maka :
C
6
H
12
O
6
yang dibutuhkan sebesar : =
thn kg
x kg
kg OOH
CH3CHOHC 000
. 000
. 30
OOH CH3CHOHC
1 O
H C
1
6 12
6
= 30.000.000 kg C
6
H
12
O
6
thn CaOH
2
yang dibutuhkan sebesar : =
thn kg
x kg
kg OOH
CH3CHOHC 000
. 000
. 30
OOH CH3CHOHC
1 CaOH
0,33
2
= 10.194.001 kg CaOH
2
thn H
2
SO
4
yang dibutuhkan sebesar : =
thn kg
x kg
kg OOH
CH3CHOHC 000
. 000
. 30
OOH CH3CHOHC
1 SO
H 0,539
4 2
= 16.170.000 kg H
2
SO
4
thn Jumlah harga bahan baku :
= 30.000.000 x 0,07 + 10.194.001 x 1,5 + 16.170.000 x 6 = 1,18 x 10
8
thn Harga produksi kg asam laktat:
= harga bahan bakuthn : kapasitas pabrik = 1,18 x 10
8
thn : 30.000.000 kgthn = 3,66kg 1 = Rp. 9.000
= Rp. 32.976,-kg
2. Pemilihan proses berdasarkan panas reaksi ΔH
Rx
Tabel 2. 4. Data Perhitungan
Senyawa
ΔHf
A B
C D
E Jmol
CH
3
CHO 102,72
45,056 0,44583
-1,66E- 03
2,70E-06 HCN
71,4 252,213
-14,144 3,06E-03
-1,18E-03 CH
3
CHOHCN 182,47
78,481 0,74002
-1,95E- 03
2,14E-02 HCl
98,37 73,993
-0,12946 -7,90E-
02 2,64E-02
NH
4
Cl -3,14E+05
34,737 1,12E-01
CH
3
CHOHCOOH -102,63
-6,21E+05 3,45E+02 2,42E-02 C
12
H
22
O
12
-47,131 -2224270
2256,02 0,084816
Glukosa -1260
172000 407000
-851 -0,0000166
Fruktosa -6272,34
-1130000 990
0,02714 H
2
SO
4
-735,96 26,004
0,703 -0,00139
0,00000103 CH
3
CHOHCOO
2
Ca -29,72
-1020000 675,9
0,0414 CaOH
2
-179,66 9,597
0,005435 CaSO
4
-76,7 70207
98,743 -0,9534
H
2
O -285,8
-42,783 0,786
-0,00136 0,00000133
-5,098E-10 sumber :
PERRY’S Chemical Engineering Handbook Carl L Yaws Chemical Properties Handbook
Software Hysys 3.2
a. ΔH
Rx
menggunakan reaksi sintesis Reaksi 1 dengan konversi 85 pada suhu 303,15 K
Basis 100 kg CH
3
CHO = 2,27 mol CH
3
CHO
CH
3
CHO + HCN → CH
3
CHOHCN 2,27 2,27
1,929 1,929 1,929
0,3405 0,3405 1,929
ΔH
298
= n ΔH
produk298
- ΔH
reaktan298
= 1,929 182,47 - 102,72 + 71,4 = 16,11 Jmol
ΔA = 2,27 x 45,056 + 2,27 x 252,213 + 1,929 x 78,481 = 826,229 ΔB
= 2,27 x 0,44583 + 2,27 x -1,4144 + 1,929 x 0,74 = -0,77 ΔC
= 2,27 x -1,66x10
-3
+ 2,27 x 3,06x10
-3
+ 1,929 x -1,95x10
-3
= -5,845x10
-4
ΔD = 2,27 x 2,7x10
-6
+ 2,27 x -1,183x10
-6
+ 1,929 x 2,135x10
-6
= 7,563x10
-6
4 3
2
4 1
4 2
3 1
3 2
15 ,
303 15
, 298
2 1
2 2
1 2
T T
D T
T C
T T
B T
T A
CpdT
15 ,
298 15
, 303
3 10
845 ,
5 15
, 298
15 ,
303 2
77 ,
15 ,
298 15
, 303
23 ,
826
3 3
4 2
2
x
mol J
x x
3 4
4 6
10 6
, 3
15 ,
298 15
, 303
4 10
563 ,
7
15 ,
303 15
, 298
298
CpdT H
H
Rx
=
16,11 Jmol + 3,6x10
3
Jmol = 3,62x10
3
Jmol
Reaksi 2 dengan konversi 85 pada suhu 303,15 K Basis 100 kg CH
3
CHOHCN = 1,4 mol CH
3
CHOHCN CH
3
CHOHCN + 2 H
2
O
+ HCl
CH
3
CHOHCOOH + NH
4
Cl 1,4
2,8 1,4
1,19 2,38
1,19 1,19
1,19 0,21
0,42 0,21
1,19 1,19
ΔH
298
= n ΔH
produk298
- ΔH
reaktan298
= 1,19 -3,15x10
5
+ 182,5 - 182,47 + 2 x 75,55 + 98,37 = -3,748x10
5
Jmol ΔA = 1,4 x 78,481 + 2,8 x -4x10
-2
+ 1,4 x 73,993 + 1,19 x -6,21x10
5
+ 1,19 x 34,737 = -7,39x10
5
ΔB = 1,4 x 0,74 + 2,8 x -2,11x10
-4
+ 1,4 x -0,129 + 1,19 x 3,451x10
2
+ 1,19 x 1,12x10
-1
= 411,656 ΔC
= 1,4 x -1,95x10
-3
+ 2,8 x 5,346x10
-7
+ 1,4 x -7,898x10
-5
+ 1,19 x 2,418x10
-2
+ 0 = 0.9126 ΔD
= 1,4 x 2,1353x10
-6
+ 0 + 1,4 x 2,64x10
-6
+ 0 + 0 = 0,016
4 3
2
4 1
4 2
3 1
3 2
15 ,
303 15
, 298
2 1
2 2
1 2
T T
D T
T C
T T
B T
T A
CpdT
15 ,
298 15
, 303
3 0,9126
15 ,
298 15
, 303
2 656
, 411
15 ,
298 15
, 303
-7,39x10
3 3
2 2
5
mol J
x
6 4
4
10 832
, 2
15 ,
298 15
, 303
4 0,016
15 ,
303 15
, 298
298
CpdT H
H
Rx
= -3,748x10
5
Jmol +
6
10 832
, 2
x
Jmol = 2,457x10
6
Jmol ΔH
total
= ΔH
RX1
+ ΔH
RX2
= 3,62x10
3
+ 2,457x10
6
Jmol = 2,46x10
6
Jmol
b. ΔH
Rx
menggunakan reaksi fermentasi Reaksi 1 dengan konversi 95 pada suhu 318,15 K
Basis 100 kg C
12
H
22
O
12
= 0,292 mol C
12
H
22
O
12
C
12
H
22
O
12 l
+ H
2
O
l
C
6
H
12
O
6 l
+ C
6
H
12
O
6 l
0,292 0,277
0,277 0,277
0,277 0,014
0,277 0,277
0,277
298
= n ΔHf produk - ΔHf reaktan
= 0,277 ΔH
f
glukosa + ΔH
f
fruktosa – ΔH
f
H
2
O + ΔH
f
C
12
H
22
O
12
= 0,277 -1260 + -6272,34 - -285,8 + -47,131 = -1994,21 Jmol
4 3
2
4 1
4 2
3 1
3 2
15 ,
318 15
, 298
2 1
2 2
1 2
T T
D T
T C
T T
B T
T A
CpdT
= 245502,29 Jmol
fermentasi
5 ,
318 15
, 298
298
CpdT H
H
Rx
= -1994,21 + 245502,29 = 243508,07 Jmol
Reaksi 2 dengan konversi 90 pada suhu 318,15 K Basis 100 kg C
6
H
12
O
6
= 0,55 mol C
6
H
12
O
6
C
6
H
12
O
6l
+ CaOH
2S
CH
3
CHOHCOO
2
Ca
S
+ 2H
2
O
l
0,55 0,49
0,49 0,49
0,49 0,98
0,06 -
0,49 0,98
298
= n ΔHf produk - ΔHf reaktan
= 0,49 ΔH
f
kalsium laktat + ΔH
f
2H
2
O – ΔH
f
C
6
H
12
O
6
+ ΔH
f
CaOH
2
= 0,49 x -29,72 + -285,8 - -1260 + -179,66 = 414,07 Jmol
4 3
2
4 1
4 2
3 1
3 2
15 ,
318 15
, 298
2 1
2 2
1 2
T T
D T
T C
T T
B T
T A
CpdT
= -1,281 x 10
9
Jmol
5 ,
318 15
, 298
298
CpdT H
H
Rx
=
414,07 kJ + -1,281 x 10
9
kJ = -1,281 x 10
9
Jmol
Reaksi 3 dengan konversi 99,9 pada suhu 318,15 K Basis 100 kg CH
3
CHOHCOO
2
Ca = 0,4582 mol CH
3
CHOHCOO
2
Ca
fermentasi
CH
3
CHOHCOO
2
Ca
S
+ H
2
SO
4
l
2CH
3
CHOHCOOH
l
+ CaSO
4
S
0,4582 0,4577
0,4577 0,4577
0,9164 0,4577
0,0004 -
0,9164 0,4577
298
= n ΔHf produk - ΔHf reaktan
= 0,4577 ΔH
f
asam laktat
+ ΔH
f
CaSO
4
– ΔH
f
H
2
SO
4
+ ΔH
f
CH
3
CHOHCOO
2
Ca
= 0,4577 -102,631 + -76,7 - -735,96 + -47,131 = 268,39 Jmol
4 3
2
4 1
4 2
3 1
3 2
15 ,
318 15
, 298
2 1
2 2
1 2
T T
D T
T C
T T
B T
T A
CpdT
= 7486,97 Jmol
15 ,
318 15
, 298
298
CpdT H
H
Rx
=
268,39 kJ + 7486,97 kJ = 7755,37 Jmol
ΔH
total
= ΔH
RX1
+ Δ H
RX2
+ Δ H
RX3
= 243508,07 + -1,281 x 10
9
+ 7755,37 = -1,281 x 10
9
Jmol
Tabel 2.5. Perbandingan Proses Pembuatan Asam Laktat
Uraian Proses sintesis
Proses fermentasi
Bahan Baku Asetaldehida dan HCN
Molasses Temperature operasi
30
o
C 45
o
C Tekanan operasi
4 atm 1 atm
Produk DL-asam laktat
L-+ atau D---asam laktat Konversi
85 90
Δ H
Rx
2,46x10
6
Jmol -1,281 x 10
9
Jmol Biaya bahan baku per kg produk
Ekonomi kasar Rp. 5.125.570,-kg
Rp. 32.976,-kg
Perbandingan Proses produksi dilakukan untuk menentukan proses mana yang lebih efektif dan efisien dalam produksi asam laktat. Proses yang dibandingkan
adalah proses secara sintetis dan proses secara fermentasi. Proses pembuatan asam laktat yang dipilih ialah metode fermentasi dengan alasan :
1. Ketersediaan bahan baku karbohidrat yang berasal dari molasses yang melimpah di Indonesia.
2. Bahan baku yang terbatas dalam proses kimia sintesis, sedangkan bahan baku menggunakan proses fermentasi adalah bahan baku yang dapat
diperbaharui. 3. Bakteri Lactobacillus Delbreuckii dapat menguraikan gula dalam molasse
sehingga proses fermentasi tidak memerlukan perlakuan awal hidrolisis. 4. Biaya atau harga produksi cenderung lebih rendah jika dibandingkan
dengan proses kimia sintesis. 5. Konversi proses lebih besar dibandingkan dengan proses kimia sintesis.
C. Uraian Proses
