Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sorbitan Monooleat Dari Sorbitol Dan Asam Oleat Dengan Kapasitas 20.000 Ton / Tahun

PRA RANCANGAN PABRIK

PEMBUATAN SORBITAN MONOOLEAT DARI
SORBITOL DAN ASAM OLEAT
DENGAN KAPASITAS 20.000 TON / TAHUN

TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia

Oleh :
MUHAMMAD IDRIS NASUTION
NIM : 080425003

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA EKSTENSI
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2011

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Puji Syukur penulis ucapkan kepada Allah Yang Maha Kuasa karena atas
kehendak dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir
yang berjudul “Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sorbitan Monooleat dari
Sorbitol dan Asam Oleat dengan Kapasitas 20.000 Ton/Tahun”. Tugas akhir
ini disusun untuk melengkapi salah satu syarat mengikuti ujian sarjana pada
Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Tugas akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu
ayahanda dan ibunda, serta keluarga tercinta yang merupakan bagian hidup
penulis yang senantiasa mendukung dan mendoakan dari sejak penulis lahir
hingga sekarang.
Dalam menyelesaikan tugas akhir ini, penulis banyak menerima bantuan
dan bimbingan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis mengucapkan terima kasih
kepada:
1. Bapak Dr. Ir. Taslim, M.Si, sebagai dosen pembimbing I yang telah
membimbing dan memberi masukan selama menyelesaikan tugas akhir
2. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, sebagai dosen pembimbing II yang telah
membimbing dan memberi masukan selama menyelesaikan tugas akhir

3. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, sebagai koordinator tugas akhir Departemen
Teknik Kimia Fakultas Teknik USU.
4. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si, selaku ketua Departemen Teknik Kimia
Fakultas Teknik USU.
5. Bapak Prof. Dr. Ir. M. Turmuzi, M.S selaku dosen penguji II
6. Bapak Dr. Ir. M.Yusuf Ritonga, M.T selaku dosen penguji III

7. Seluruh Staff pengajar dan pegawai pada Departemen Teknik
Kimia, Fakultas Teknik USU.
8. Rekan satu tim penulis, Arfandy Tampubolon.
9. Teman stambuk 2008, kak Helda dan Abang Hendra.
10. Abang dan Kakak alumni stambuk 2007 Teknik Kimia Ekstension.
11. Abang saya, Syamsurizal ahmad yusuf nasution SP.
12. Teman-teman di Kimia industri dan Kimia Ekstensi, Mipa.

Universitas Sumatera Utara

10. Abang Pipin aguspin yang telah memberikan semangat kepada penulis
Penulis menyadari dalam penyusunan tugas akhir ini masih banyak
terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan

kritik dari pembaca yang konstruktif demi kesempurnaan penulisan tugas akhir
ini. Akhir kata, semoga tulisan ini bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Juni 2011
Penulis

Muhammad Idris Nasution
080425003

Universitas Sumatera Utara

INTISARI
Pabrik sorbitan monooleat dari sorbitol dan asam oleat ini direncanakan
berproduksi dengan kapasitas 20.000 ton/tahun dengan 330 hari kerja dalam 1
(satu) tahun. Lokasi pabrik direncanakan berada di daerah Labuan, Belawan,
Sumatera Utara dengan luas tanah yang dibutuhkan adalah 11.040 m2. Jumlah
tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 158 orang
dan bentuk badan usaha yang direncanakan adalah perseroan terbatas (PT) dan
bentuk organisasinya adalah organisasi garis dan staf.
Hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan Sorbitan monooleat ini adalah :

a. Total modal investasi

: Rp 163.393.347.814

b. Biaya Produksi (per tahun)

: Rp 109.376.782.666

c. Hasil penjualan (per tahun)

: Rp 189.937.630.080

d. Laba bersih

: Rp 56.128.130.224

e. Profit Margin (PM)

: 42,20 %

f. Break Even Point (BEP)

: 38,96 %

g. Return on Investment (ROI) : 34,35 %
h. Pay Out Time (POT)

: 2,91108 Tahun

i.

Return on Network (RON)

: 57,25 %

j.

Internal Rate of Return (IRR) : 46,73 %
Dari hasil analisa aspek ekonomi, maka dapat disimpulkan bahwa

perancangan pabrik pembuatan Sorbitan monooleat dari Sorbitol dan Asam Oleat
berkapasitas 20.000 ton/tahun layak untuk didirikan.

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
Hal
KATA PENGANTAR ...............................................................................................i
INTISARI ............................................................................................................. iii
DAFTAR ISI .......................................................................................................... iv
DAFTAR TABEL ...................................................................................................ix
DAFTAR GAMBAR ...............................................................................................xi
BAB I
PENDAHULUAN ................................................................................ I-1
1.1 Latar Belakang................................................................................ I-1
1.2 Perumusan Masalah ........................................................................ I-2
1.3 Tujuan Rancangan .......................................................................... I-2
1.4 Manfaat Perancangan ..................................................................... I-3
BAB II
TINJUAN PUSTAKA ......................................................................... II-1

2.1 Surfaktan ....................................................................................... II-1
2.2 Sorbitan Monooleat ........................................................................ II-4
2.3 Sorbitol .......................................................................................... II-4
2.4 Asam Oleat ................................................................................... II-5
2.5 Sifat-Sifat Bahan Baku dan Produk ................................................ II-5
2.5.1 Sorbitan Monooleat ............................................................... II-5
2.5.2 Sorbitol ................................................................................. II-6
2.5.3 Asam Oleat ........................................................................... II-7
2.5.4 Asam p-Toluensulfonik ......................................................... II-7
2.6 Proses Pembuatan Sorbitan Monooleat ......................................... II-8
2.7 Seleksi Proses .............................................................................. II-11
2.8 Deskripsi Proses .......................................................................... II-12
BAB III NERACA MASSA .............................................................................III-1
BAB IV NERACA PANAS............................................................................. IV-1
BAB V SPESIFIKASI PERALATAN ..............................................................V-1
5.1 Tangki Bahan Baku Larutan Sorbitol (F-110) ................................V-1
5.2 Tangki Bahan Baku Asam Oleat (F-120) .......................................V-1
5.3 Tangki Penyimpanan Asam p-Toluensulfonik (F-230) ...................V-2
5.4 Tangki Penyimpan Sorbitan Monooleat (F-350).............................V-2
5.5 Hopper Asam p-Toluensulfonik (F-130) ........................................V-3

5.6 Hopper Karbon Aktif (F-320) ........................................................V-4
5.7 Gudang Penyimpanan Karbon Aktif (F-340) ..................................V-4
5.8 Belt Conveyor (J-131)....................................................................V-5
5.9 Bucket Elevator (J-132) .................................................................V-5
5.10 Belt Conveyor (J-321)..................................................................V-6
5.11 Bucket Elevator (J-132) ...............................................................V-6
5.12 Belt Conveyor (J-331)..................................................................V-7
5.13 Tangki Pencampur 1 (M-140) ......................................................V-7
5.14 Tangki Pencampur 2 (M-310) ......................................................V-8
5.15 Reaktor (R-210) ...........................................................................V-8
5.16 Decanter Centrifuge (H-220)........................................................V-9
5.17 Evaporator (V-240) .................................................................... V-10
5.18 Filter Press (H-330) ................................................................... V-11
5.19 Heat Exchanger 1 (Heater 1 (E-142)) ......................................... V-11

Universitas Sumatera Utara

5.20 Heat Exchanger 2 (Heater 2 (E-122)) ......................................... V-12
5.21 Heat Exchanger 3 (Heater 3 (E-223)) ......................................... V-12
5.22 Heat Exchanger 4 (Cooler 1 (E-212)) ......................................... V-13

5.23 Heat Exchanger 5 (Cooler 2 (E-242)) ......................................... V-13
5.24 Pompa 1 (L-111) ........................................................................ V-14
5.25 Pompa 2 (L-121) ........................................................................ V-14
5.26 Pompa 3 (L-141) ........................................................................ V-15
5.27 Pompa 4 (L-211) ........................................................................ V-15
5.28 Pompa 5 (L-221) ........................................................................ V-16
5.29 Pompa 6 (L-222 ......................................................................... V-16
5.30 Pompa 7 (L-241) ........................................................................ V-17
5.31 Pompa 8 (L-311) ........................................................................ V-17
5.32 Pompa 9 (L-332) ........................................................................ V-18
5.33 Steam Ejector (G-213) ............................................................... V-18
BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ....................... VI-1
6.1 Instrumentasi ............................................................................... VI-1
6.1.1 Tujuan Pengendalian ........................................................... VI-2
6.1.2 Jenis-jenis Pengendalian dan Alat Pengendali ..................... VI-3
6.1.3 Variabel-Variabel Proses Dalam Sistem Pengendalian ........ VI-9
6.1.4 Syarat Perancangan Pengendalian ..................................... VI-10
6.2 Keselamatan Kerja Pabrik .......................................................... VI-13
BAB VII UTILITAS........................................................................................ VII-1
7.1 Kebutuhan Uap (Steam) .............................................................. VII-1

7.2 Kebutuhan Air ............................................................................ VII-2
7.2.1 Screening ........................................................................... VII-5
7.2.2 Klarifikasi .......................................................................... VII-6
7.2.3 Filtrasi................................................................................ VII-6
7.2.4 Demineralisai ..................................................................... VII-7
7.2.5 Dearator ........................................................................... VII-10
7.3 Kebutuhan Bahan Kimia ........................................................... VII-11
7.4 Kebutuhan Listrik ..................................................................... VII-11
7.5 Keperluan Energi Bahan Bakar ................................................. VII-11
7.6 Unit Pengolahan Limbah .......................................................... VII-12
7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas ..................................................... VII-18
BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ......................................... VIII-1
8.1 Lokasi Pabrik ............................................................................. VIII-1
8.1.1 Faktor Primer/Utama ......................................................... VIII-1
8.1.2 Faktor Sekunder ................................................................ VIII-2
8.2 Tata Letak Pabrik ....................................................................... VIII-6
8.3 Perincian Luas Tanah................................................................. VIII-7
BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ..................... IX-1
9.1 Organisasi Perusahaan ................................................................. IX-1
9.1.1 Bentuk Organisasi Garis ...................................................... IX-2

9.1.2 Bentuk Organisasi Fungsionil.............................................. IX-2
9.1.3 Bentuk Organisasi Garis dan Staf ........................................ IX-3
9.1.4 Bentuk Organisasi Fungsionil dan Staf ................................ IX-3
9.2 Manajemen Perusahaan................................................................ IX-3
9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha ....................................................... IX-4

Universitas Sumatera Utara

9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab .......................... IX-6
9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) ........................... IX-6
9.4.2 Dewan Komisaris .............................................................. IX-6
9.4.3 Direktur............................................................................. IX-7
9.4.4 Staf Ahli............................................................................ IX-7
9.4.5 Sekretaris .......................................................................... IX-7
9.4.6 Manajer Produksi .............................................................. IX-7
9.4.7 Manajer Teknik ................................................................. IX-8
9.4.8 Manajer Umum dan Keuangan .......................................... IX-8
9.4.9 Manajer Pembelian dan Pemasaran ................................... IX-8
9.5 Sistem Kerja ................................................................................ IX-8
9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan................................. IX-10
9.7 Sistem Penggajian...................................................................... IX-11
9.8 Fasilitas Tenaga Kerja................................................................ IX-12
BAB X ANALISA EKONOMI ........................................................................X-1
10.1 Modal Investasi............................................................................X-1
10.1.1 Modal Investasi Tetap / Fixed Capital Investment (FCI) .....X-1
10.1.2 Modal Kerja / Working Capital (WC).................................X-3
10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC) ...............................X-3
10.2.1 Biaya Tetap/ Fixed Cost (FC) ...................................................X-4
10.2.2 Biaya Variabel (BV)/ Variable Cost (VC) ................................X-4
10.3 Total Penjualan (Total Sales) .......................................................X-5
10.4 Perkiraan Rugi/Laba Usaha ..........................................................X-5
10.5 Analisa Aspek Ekonomi...............................................................X-5
10.5.1 Profit Margin (PM) ..................................................................X-5
10.5.2 Break Even Point (BEP) ...........................................................X-5
10.5.3 Return of Investment (ROI).......................................................X-6
10.5.4 Pay Out Time (POT) .................................................................X-6
10.5.5 Return On Network (RON) .......................................................X-7
10.5.6 Internal Rate of Return (IRR) ....................................................X-7
BAB XI KESIMPULAN ................................................................................. XI-1
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ...................................... LA-1
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS ....................................... LB-1
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI ALAT ................................... LC-1
LAMPIRAN D PERHITUNGAN PERALATAN UTILITAS ........................... LD-1
LAMPIRAN E PERHITUNGAN EKONOMI ................................................... LE-1

DAFTAR TABEL

Universitas Sumatera Utara

Tabel 1.1

Data Impor Sorbitan Monooleat ................................................

Tabel 2.1

Kelebihan dan Kekurangan Proses Pembuatan Sorbitan

I-2

monooleat ................................................................................. II-10
Tabel 3.1

Neraca Massa pada Filter Press (H-330)...................................

III-1

Tabel 3.2

Neraca Massa pada Tangki Pencampur (M-310) .......................

III-2

Tabel 3.3

Neraca Massa pada Evaporator (V-240) ....................................

III-2

Tabel 3.4

Neraca Massa pada Decanter Centrifuge (H-220) .....................

III-2

Tabel 3.5

Neraca Massa pada Reaktor (R-210) .........................................

III-3

Tabel 3.6

Neraca Massa pada Tangki Pencampur (M-140) .......................

III-3

Tabel 4.1

Neraca Energi pada Tangki Pencampur 1 (M-140) ....................

IV-1

Tabel 4.2

Neraca Energi pada Heat Exchanger 1 (Heater 1 (E-142)) ........

IV-2

Tabel 4.3

Neraca Energi pada Heat Exchanger 2 (Heater 2 (E-122)) ........

IV-2

Tabel 4.4

Neraca Energi pada Reaktor (R-210).........................................

IV-2

Tabel 4.5

Neraca Energi pada Heat Exchanger 3 (Heater 3 (E-223)) ........

IV-3

Tabel 4.6

Neraca Energi pada Heat Exchanger 4 (Cooler 1 (E-212)) ........

IV-3

Tabel 4.7

Neraca Energi pada Evaporator (V-240) ...................................

IV-3

Tabel 4.8

Neraca Energi pada Heat Exchanger 5 (Cooler 2 (E-242)) ........

IV-4

Tabel 6.1

Jenis Variabel Pengukuran dan Controller yang digunakan .......

VI-9

Tabel 6.2

Daftar Penggunaan Instrumentasi pada Pra-Rancangan
Pabrik Pembuatan Sorbuitan Monooleat dari Sorbitol dan
Asam Oleat .............................................................................. VI-11

Tabel 7.1

Kebutuhan Uap Sebagai Media Pemanas .................................. VII-1

Tabel 7.2

Pemakaian air untuk berbagai kebutuhan .................................. VII-4

Tabel 7.3

Kualitas Air Sungai Deli, Daerah Kawasan Industri Medan ..... VII-4

Tabel 8.1

Perincian Luas Tanah................................................................ VIII-7

Tabel 9.1

Susunan Jadwal Shift Karyawan ...............................................

Tabel 9.2

Jumlah Karyawan dan Klasifikasinya ........................................ IX-10

Tabel 9.3

Perincian Gaji Karyawan .......................................................... IX-11

Tabel LB.1

Nilai ∆E untuk estimasi Cp Asam Oleat .................................... LB-1

Tabel LB.2

Nilai ∆E untuk estimasi Cp Anhidrat Sorbitol ........................... LB-2

Tabel LB.3

Nilai ∆E untuk estimasi Cp Sorbitan Monooleat ....................... LB-3

Tabel LB.4

Nilai ∆E untuk estimasi Cp Asam p-Toluensulfonik ................. LB-4

IX-9

Universitas Sumatera Utara

Tabel LB.5

Nilai Gugus Untuk Estimasi ∆H of ............................................. LB-5

Tabel LC.1

Komposisi Bahan Yang Masuk ke Tangki Penyimpanan
(F-230) ..................................................................................... LC-8

Tabel LC.2

Komposisi Bahan Yang Masuk ke Tangki Penyimpanan
(F-350) ..................................................................................... LC-11

Tabel LC.3

Data-Data Bahan yang Masuk ke Tangki Pencampur 1 (M140) .......................................................................................... LC-29

Tabel LC.4

Data-Data Bahan yang Masuk ke Tangki Pencampur 2 (M310) .......................................................................................... LC-37

Tabel LC.5

Komposisi Umpan Masuk M-210 ............................................. LC-42

Tabel LC.6

Ukuran optimum baut ............................................................... LC-51

Tabel LC.7

Komposisi Umpan Masuk Dekanter .......................................... LC-54

Tabel LC.8

Komposisi masuk Evaporator (V-240) ...................................... LC-59

Tabel LC.9

Komposisi masuk Pompa 3 (L-141) .......................................... LC-97

Tabel LC.10 Komposisi masuk Pompa 4 (L-211) .......................................... LC-100
Tabel LC.11 Komposisi masuk Pompa 5 (L-221) .......................................... LC-103
Tabel LC.12 Komposisi masuk Pompa 6 (L-222) .......................................... LC-106
Tabel LC.13 Komposisi masuk Pompa 7 (L-241) .......................................... LC-109
Tabel LC.14 Komposisi masuk Pompa 8 (L-311) .......................................... LC-112
Tabel LC.15 Komposisi masuk Pompa 9 (L-332) .......................................... LC-115
Tabel LC.16 Ukuran dan Dimensi Standar Steam Ejector .............................. LC-119
Tabel LE.1

Perincian Harga Bangunan dan Sarana Lainnya ........................ LE-1

Tabel LE.2

Harga Indeks Marshall dan Swift .............................................. LE-3

Tabel LE.3

Estimasi Harga Peralatan Proses ............................................... LE-7

Tabel LE.4

Perkiraan Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah ...... LE-8

Tabel LE.5

Biaya Sarana Transportasi......................................................... LE-10

Tabel LE.6

Perincian Gaji Pegawai ............................................................. LE-14

Tabel LE.7

Perincian Biaya Kas .................................................................. LE-16

Tabel LE.8

Perincian Modal Kerja .............................................................. LE-17

Tabel LE.9

Aturan Depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No. 17
Tahun 2000 ............................................................................... LE-19

Universitas Sumatera Utara

Tabel LE.10

Perhitungan

Biaya

Depresiasi

Sesuai

UU

Republik

Indonesia No. 17 Tahun 2000 .................................................. LE-16
Tabel LE.11

Data Perhitungan Break Event Point (BEP) (Triliun Rupiah)
................................................................................................. LE-28

Tabel LE.12

Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) ........................ LE-29

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1

Gugus Molekul Surfaktan ...................................................

II-1

Gambar 6.1

Diagram Balok Sistem Pengendalian Feedback ...................

VI-4

Gambar 6.2

Sebuah loop Pengendalian ..................................................

VI-4

Gambar 6.3

Suatu Proses Terkendali ......................................................

VI-5

Gambar 6.4

Instrumentasi pada Alat ......................................................

VI-12

Gambar 6.5

Tingkat Kerusakan di suatu Pabrik ......................................

VI-13

Gambar 8.1

Tata Letak Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sorbitan
Monooleat dari Sorbitol dan Asam Oleat.............................

Gambar 9.1

Bagan

Struktur

Organisasi

Perusahaan

VIII-9

Pabrik

Pembuatan Sorbitan Monooleat dari Sorbitol dan Asam
Oleat ...................................................................................

IX-14

Gambar LC.1

Ukuran Tangki Sorbitol (F-110) ..........................................

LC-1

Gambar LC.2

Ukuran Tangki Asam Oleat (F-120) ....................................

LC-5

Gambar LC.2

Ukuran Tangki Asam p-toluensulfonik (F-230) ...................

LC-9

Gambar LC.3

Ukuran Tangki Asam Oleat (F-120) ....................................

LC-5

Gambar LC.4

Ukuran Tangki Sorbitan Monooleat (F-350)........................

LC-12

Gambar LC.5

Ellipsoidal Head hopper Umpan Asam p-toluensulfonik .....

LC-14

Gambar LC.6

Ellipsoidal Head hopper Umpan Karbon aktif .....................

LC-17

Gambar LC.7

Centrifugal Discharge Buckets............................................

LC-23

Gambar LC.8

Centrifugal Discharge Buckets............................................

LC-26

Gambar LC.9

Ukuran Tangki Pencampur I (M-140) .................................

LC-29

Gambar LC.10 Ukuran Turbin Untuk Tangki Pencampur 1 .........................

LC-33

Gambar LC.11 Ukuran Tangki Pencampur 2 (M-310).................................

LC-37

Gambar LC.12 Ukuran Turbin Untuk Tangki Pencampur 2 .........................

LC-40

Gambar LC.13 Mixed Flow Reactor ............................................................

LC-42

Gambar LC.14 Ukuran Turbin Untuk Reaktor.............................................

LC-46

Gambar LC.15 Dekanter Centrifuge (H-220) ..............................................

LC-54

Gambar LC.16 Steam Ejector...................................................................... LC-118
Gambar LD.1

Spesifikasi Screening ..........................................................

LD-1

Universitas Sumatera Utara

Gambar LD.2

Siklus Unit Pendinginan......................................................

Gambar LE.1

Harga Peralatan Untuk Tangki Penyimpanan (Storage)

Gambar LE.2

LD-58

dan Tangki Pelarutan ..........................................................

LE-5

Grafik Break Event Point Pabrik Sorbitan Monooleat .........

LE-27

Universitas Sumatera Utara

INTISARI
Pabrik sorbitan monooleat dari sorbitol dan asam oleat ini direncanakan
berproduksi dengan kapasitas 20.000 ton/tahun dengan 330 hari kerja dalam 1
(satu) tahun. Lokasi pabrik direncanakan berada di daerah Labuan, Belawan,
Sumatera Utara dengan luas tanah yang dibutuhkan adalah 11.040 m2. Jumlah
tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 158 orang
dan bentuk badan usaha yang direncanakan adalah perseroan terbatas (PT) dan
bentuk organisasinya adalah organisasi garis dan staf.
Hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan Sorbitan monooleat ini adalah :
a. Total modal investasi

: Rp 163.393.347.814

b. Biaya Produksi (per tahun)

: Rp 109.376.782.666

c. Hasil penjualan (per tahun)

: Rp 189.937.630.080

d. Laba bersih

: Rp 56.128.130.224

e. Profit Margin (PM)

: 42,20 %

f. Break Even Point (BEP)

: 38,96 %

g. Return on Investment (ROI) : 34,35 %
h. Pay Out Time (POT)

: 2,91108 Tahun

i.

Return on Network (RON)

: 57,25 %

j.

Internal Rate of Return (IRR) : 46,73 %
Dari hasil analisa aspek ekonomi, maka dapat disimpulkan bahwa

perancangan pabrik pembuatan Sorbitan monooleat dari Sorbitol dan Asam Oleat
berkapasitas 20.000 ton/tahun layak untuk didirikan.

Universitas Sumatera Utara

BAB 1
PENDAHULUAN
1.1

Latar Belakang
Pembangunan industri merupakan bagian dari usaha pembangunan

ekonomi jangka panjang, yang diarahkan untuk menciptakan struktur ekonomi
yang lebih kokoh dan seimbang. Struktur ekonomi dengan titik berat industri yang
maju didukung oleh pertanian yang tangguh. Untuk itu proses industri lebih
dimantapkan guna mendukung berkembangnya industri sebagai penggerak utama
peningkatan laju pertumbuhan ekonomi dan perluasan lapangan kerja.
Perkembangan industri juga diupayakan untuk meningkatkan nilai tambah
yang ditujukan untuk menyediakan barang dan jasa yang bermutu, meningkatkan
ekspor dan menghemat devisa, menunjang pembangunan daerah dan sektor-sektor
pembangunan lainnya, serta sekaligus mengembangkan penguasaan teknologi.
Untuk itu perlu didayagunakan dengan sebaik-baiknya sumber daya manusia,
sumber daya energi, sumber daya termasuk devisa, serta teknologi yang tepat
dengan tetap memperhatikan kelestarian kemampuan lingkungan.
Salah satu jenis produksi industri yang dibutuhkan dan permintaannya
terus meningkat adalah surfaktan. Saat ini, kebutuhan akan surfaktan saat ini
semakin meningkat seiring dengan meningkatnya permintaan produk-produk
seperti pangan, industri kosmetik, bahan pembersih, industri tekstil, farmasi dan
industri lainnya.
Salah satu produk surfaktan yang cocok dikembangkan di Indonesia
adalah sorbitan monooleat. Hal ini dikarenakan bahan baku untuk proses
pembuatan sorbitan monooleat bersifat renewable resources dan terjamin
keberadaannya di Indonesia. Bahan baku tersebut adalah asam oleat yang dapat
diperoleh dari kelapa sawit dan sorbitol yang dapat diperoleh ubi kayu.

I-1

Universitas Sumatera Utara

Di Indonesia sendiri, kebutuhan sorbitan monooleat masih diimpor. Hal ini
dapat dilihat dari tabel 1.1 dibawah ini :
Tabel 1.1 Data Impor Sorbitan Monooleat
Tahun

Kebutuhan Sorbitan Monooleat (Kg/Tahun)

2003

13.507.596

2004

25.342.925

2005

14.498.629

2006

15.408.042

2007

14.865.928

2008

16.339.721

(Sumber : Badan Pusat Statistik, 2008)
Dari tabel diatas dapat diketahui bahwa kebutuhan Indonesia akan sorbitan
monooleat cukup besar. Oleh karena itu pendirian pabrik sorbitan monooleat di
Indonesia, sangat diperlukan.

1.2

Perumusan Masalah
Kebutuhan akan sorbitan monooleat terus meningkat dan untuk memenuhi

kebutuhan tersebut sampai saat ini Indonesia masih mengimpor, maka diperlukan
suatu usaha agar permintaan sorbitan monooleat dapat dipenuhi yaitu dengan cara
mendirikan pabrik sorbitan monooleat. Perancangan pabrik sorbitan monooleat ini
menggunakan bahan baku berupa asam oleat dan sorbitol yang bersifat renewable
resources, sehingga menjamin kelangsungan produksi pabrik ini.

1.3

Tujuan Perancangan
Tujuan

perancangan

pabrik

sorbitan

monooleat

adalah

untuk

mengaplikasikan ilmu teknik kimia yang meliputi nerasa massa, neraca energi,
spesifikasi peralatan, operasi teknik kimia, utilitas, dan bagian ilmu teknik kimia
lainnya, juga untuk memenuhi aspek ekonomi dalam pembiayaan pabrik sehingga
memberikan gambaran kelayakan pra rancangan pabrik pembuatan sorbitan
monooleat dari sorbitol dan asam oleat.

Universitas Sumatera Utara

1.4

Manfaat Perancangan
Manfaat atau kontribusi yang diperoleh dari Pra Rancangan Pabrik

Pembuatan sorbitan monooleat dari sorbitol dan asam oleat jika didirikan di
Indonesia adalah seperti berikut ini.
1. Manfaat bagi perguruan tinggi.
a. Sebagai informasi untuk penelitian-penelitian dan perancangan selanjutnya
tentang proses pembuatan Sorbitan monooleat.
b. Sebagai bahan aplikasi bagi mahasiswa dari teori-teori yang di dapat
dalam perkuliahan
2. Manfaat bagi masyarakat.
a. Memberikan informasi kepada masyarakat khususnya bagi yang ingin
berwirausaha atau mendirikan pabrik Sorbitan monooleat.
b. Membuka pemikiran masyarakat terhadap perkembangan sains dan
teknologi.

Universitas Sumatera Utara

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Surfaktan
Surfaktan merupakan senyawa ampifilik, yaitu senyawa yang molekulmolekulnya mempunyai dua gugus yang berbeda interaksinya dengan air. Gugus
hidrofilik yang memiliki ketertarikan kuat dengan air berada pada ujung polar
(biasa disebut kepala), sedangkan gugus hidrofobik/lipofilik yang “suka minyak”
berada pada ujung nonpolar (biasa disebut ekor). Gugus molekul surfaktan dapat
dilihat pada Gambar 2.1.

Gugus polar : hidrofilik

Gugus Non polar : lipofilik
Gambar 2.1 Gugus Molekul Surfaktan (Sumber : www.wikipedia.org)
Kehadiran dua susunan grup yang berbeda di dalam satu molekul adalah
karakteristik paling dasar dari surfaktan. Sifat permukaan (aktivitas permukaan)
dari molekul surfaktan ditentukan oleh susunan pembentuknya, kelarutan, ukuran
relatif, dan lokasi di dalam molekul surfaktan.
Surfaktan diklasifikasikan berdasarkan muatan dari bagian permukaan
yang aktif. Pada surfaktan-surfaktan anionik, bagian ini membawa muatan negatif
seperti dalam sabun, C17H35CO-2Na+, Pada surfaktan-surfaktan kationik,
muatannya adalah positif, (C18H37)2N+ (CH3)2Cl-. Pada surfaktan-surfaktan
nonionik, seperti namanya, tidak muatan di dalam molekulnya. Kelarutan juga
II-1

Universitas Sumatera Utara

bisa ditambahkan seperti rantai grup etilen oksida, C15H31O(CH2CH2O)7H. Pada
akhirnya, pada surfaktan-surfaktan amphoterik, solubilisasi dilengkapi oleh
kehadiran

muatan

positif

dan

negate

di

dalam

molekul,

seperti

C12H22N+(CH3)2CH2CO-2. Secara umum, gugus hidrofobik terdiri dari rantai
hidrokarbon yang mengandung 10-20 atom karbon. Rantai tersebut mungkin
dapat diganggu oleh atom oksigen, cincin benzen, amida, ester, gugus fungsi
lainnya, dan atau ikatan rangkap (Kirk dan Othmer, 1998).
Berbagai

dasar

dari

alasan

yang

digunakan

orang

dalam

mengklasifikasikan surfaktan. Tergantung tujuannya, secara umum dapat
dikemukakan sebagai berikut :
a)

b)

Berdasarkan sumber bahan baku pembuatannya, dikenal :
1.

Surfaktan dengan bahan baku petroleum

2.

Surfaktan dengan bahan baku batu bara

3.

Surfaktan dengan bahan baku lemak atau minyak

4.

Surfaktan dengan bahan baku karbohidrat

Berdasarkan struktur ion : ada tidaknya muatan ion pada rantai panjang

bagian hidrofobiknya, dikenal 4 macam, yaitu :
1.

Surfaktan kationik : umumnya merupakan garam-garam ammonium
kuarterner atau amina.
C12H25Cl + N(CH3)3

_______________

► [C12H25N-(CH3)3]+Cl-

Contoh : Dodekildimetilbenzilammonium klorida
Heksadekiltrimetilammonium klorida
2.

Surfaktan anionik : umumnya merupakan garam natrium, akan
terionisasi menghasilkan Na+ dan ion surfaktannya bermuatan negatif.
Surfaktan anionik umumnya diproduksi secara besar-besaran pada
industri detergen. Menurut U.S. Tarrif Commision Statistic pada tahun
1957, detergen anionik yang digunakan adalah sekitar 75% dari
seluruh surfaktan yang digunakan, dan hampir 95% darinya adalah
alkil-alkil sulfat dan alkil benzen sulfonat. Jenis ini merupakan
komponen polutan utama detergen pada air permukaan.
Contoh : Natrium dodekil sulfonat : C12H23CH2SO3-Na+
Natrium dodekil benzensulfonat : C12H25ArSO3-Na+

Universitas Sumatera Utara

3.

Surfaktan nonionik : sejenis ini tidak berdisosiasi dalam air, tetapi
bergantung pada struktur (bukan keadaan ion-nya) untuk mengubah
hidrofilitas yang membuat zat tersebut larut dalam air. Surfaktan
nonionik biasanya digunakan bersama-sama dengan surfaktan anionik.
Jenis ini hampir semuanya merupakan senyawa turunan poliglikol,
alkiloamida atau ester-ester dari polihidroksi alkohol.
Contoh : Pentaeritritit palmitat : CH3(CH2)14COO-CH2-C(CH2OH)3
Polioksietilendodekileter : C12H25-O-(CH2-CH2O)2H

4.

Surfaktan amfolitik : jenis ini mengandung gugus yang bersifat
anionik dan kationik seperti pada asam amino. Dengan demikian,
protein susu kasein adalah salah satu biosurfaktan yang termasuk jenis
ini. Molekulnya biasanya mengandung gugus karboksilat atau fosfat
sebagai anion, dan gugus ammonium kuarterner sebagai kation. Jenis
ini relati mahal dibandingkan dengan yang lainnya.
Contoh : Heksadekilaminopropionat : C18H35-NH2+-CH2-CH2-COODodekilaminopropionat : C18H25-NH2+-CH2-CH2-COO-

c)

Berdasarkan nilai HLB (Hydrophile-Lipophile Balance)
Griffin (1949) menggunakan suatu skala yang dikenal sebagai
skala HLB. Klasifikasi ini didasarkan pada polaritas relatif yang dimiliki
oleh molekul surfaktan yang ditimbulkan oleh gugus hidrofil dan gugus
lipofilnya. Dengan karakter ganda tersebut, surfaktan akan bertindak
sebagai jembatan antara dua zat yang sebenarnya tidak larut satu sama
lain. Griffin membagi surfaktan dalam skala 1 sampai 40. surfaktan
dengan nilai HLB rendah (1-8) larut dalam minyak, sedangkan yang
memiliki HLB lebih tinggi larut dalam air. Meskipun klasifikasi ini hanya
didasarkan pada kelarutan surfaktan didalam medium, dan sama sekali
tidak menjelaskan mengenai kestabilan emulsi yang terbentuk, namun
dapat digunakan untuk meramalkan bentuk emulsi yang terjadi dengan
penggunaan surfaktan tersebut. Surfaktan yang memiliki nilai HLB rendah
akan menghasilkan emulsi berbentuk air dalam minyak (w/o), dan
sebaliknya jika nilai HLB-nya tinggi akan menghasilkan emulsi minyak
dalam air (o/w) (www.rileksbook.com/anend/blog/296, 2010).

Universitas Sumatera Utara

2.2 Sorbitan Monooleat
Sorbitan monooleat merupakan jenis senyawa ester dan memiliki rumus
kimia C24H44O6. Pada temperatur ruang, sorbitan monooleat berupa cairan dengan
warna kuning terang. Dalam dunia perdagangan, sorbitan monooleat dikenal pula
dengan nama Polysorbates 80, Span 80 atau Tween 80. Sorbitan monooleat adalah
surfaktan nonionik dan pengemulsi yang merupakan turunan dari polietoksilat
sorbitan dan asam oleat, dan sering digunakan pada makanan. Gugus hidrofilik
dalam senyawa ini adalah polieter yang dikenal juga sebagai gugus polioxietilen
yang merupakan polimer dari etilen oksida. Dalam istilah polisorbat, angka yang
ditunjukkan pada polisorbat menunjukkan gugus lipofilik, dalam hal ini adalah
asam oleat (www.wikipedia.org/wiki/Polysorbate_80, 2010).
Sebagai bahan kimia surfaktan, kegunaan sorbitan monooleat yang paling
utama adalah sebagai emulsifier water in oil, karena sorbitan monooleat memiliki
nilai HLB 4,3 (Myers, 2006). Selain itu, sorbitan monooleat juga digunakan
sebagai bahan tambahan untuk makanan. Sorbitan monooleat ini bersifat tidak
larut dalam air dan larut dalam minyak, dan juga stabil pada suhu tinggi serta
tidak beracun (Stockburger, 1981).

2.3 Sorbitol
Sorbitol, suatu poliol (alkohol gula), bahan pemanis yang ditemukan
dalam berbagai produk makanan. Rumus kimiawi C6H14O6, struktur molekulnya
mirip dengan glukosa, hanya gugus aldehide pada glukosa diganti menjadi gugus
alkohol. Kemanisan sorbitol sekitar 60% dari kemanisan sukrosa (gula tebu)
dengan ukuran kalori sekitar sepertiganya. Rasanya lembut di mulut dengan rasa
manis yang menyenangkan dan dingin. Pertama kali ditemukan oleh seorang
kimiawan Prancis dari biji tanaman bunga Ros pada tahun 1872. Ternyata secara
alami juga dihasilkan oleh berbagai jenis buah. Sekarang ini sorbitol secara
komersial diproduksi dari hidrogenasi glukosa dan tersedia dalam bentuk kristal
maupun cairan (http://www.suaramerdeka.com, 2010).
Sorbitol berbentuk kristal putih, yang tidak berbau, mudah mengalir, dan
sedikit higroskopik. Sorbitol juga tersedia dalam bentuk larutan sirup jernih.

Universitas Sumatera Utara

Sorbitol juga memiliki rasa yang manis dan sejuk, kira-kira setara dengan
setengah dari manisnya sukrosa (Ullman, 2002).

2.4 Asam Oleat
Asam oleat merupakan asam lemak tak jenuh yang banyak dikandung
dalam minyak zaitun. Asam ini tersusun dari 18 atom C dengan satu ikatan
rangkap di antara atom C ke-9 dan ke-10. Selain dalam minyak zaitun, asam
lemak ini juga terkandung dalam minyak bunga matahari, minyak raps, serta
minyak biji anggur. Rumus kimianya : CH3(CH2)7CHCH(CH2)7COOH. Asam
lemak ini pada suhu ruang berupa cairan dengan warna kuning pucat atau kuning
kecokletan. Asam ini memiliki aroma yang khas. Ia tidak larut dalam air, titik
leburnya 15,30C dan titik didihnya 3600C (www.wikipedia.org, 2010).
Di Indonesia, asam oleat dapat diperoleh dari kelapa sawit. Jumlah asam
oleat dalam minyak kelapa sawit sekitar 39% - 45%. Selain itu, minyak kelapa
sawit juga mengandung asam miristat sebanyak 1,1% - 2,5%, asam palmitat 40%
- 46%, asam stearat 3,6% - 4,7%, dan asam linoleat 7%-11% (Ketaren, 1986)

2.5 Sifat-sifat Bahan baku dan Produk
2.5.1 Sorbitan monooleat
Beberapa sifat sorbitan monooleat dapat dilihat sebagai berikut :
-

Densitas

: 1,06-1,09 g/mL

-

Titik didih

: >100oC

-

Viskositas

: 1810 cP pada 25oC (Brown, 1939)

-

Titik nyala

: 148,89oC (www.sciencelab.com, 2010)

-

Tidak larut dalam air (Stockburger,1981)

-

Larut dalam etanol

-

Larut dalam minyak jagung

-

Larut dalam methanol

-

Digunakan sebagai emulsifier dalam makanan, terutama es krim.

-

Bersifat sedikit irritant
(www.wikipedia.org, 2010)

-

Tidak bersifat karsinogenik

Universitas Sumatera Utara

-

Berat molekul

: 428,61 g/mol

-

Rumus molekul

: C24H44O6

-

Mudah terbakar pada suhu tinggi

-

Hasil pembakaran berupa CO2, CO

-

Specific gravity

:1

(www.sciencelab.com, 2010)
-

Dalam suhu ruang, sorbitan monooleat berbentuk cairan berwarna kuning
terang.

-

Merupakan emulsifier water in oil.
(www.wikipedia.org, 2010)

2.5.2 Sorbitol
Sifat-sifat sorbitol adalah sebagai berikut :
-

Berbentuk butiran Kristal berwarna putih
(www.alpha-environmental.com, 2010)

-

Berat molekul

: 182,17 g/mol

-

Titik didih

: 2950C

-

Titik leleh

: 110 – 1120C

-

Specific gravity (g/cc) : 1,47

-

pH

: 5,0 – 7,0

-

Rumus Kimia

: C6H14O6

-

Gula-gula pereduksi : maksimal 0,1 %

-

Logam-logam berat

: maksimal 5 ppm

(www.jtbaker.com, 2009)
-

Densitas

: 1,489 g/cm3 (www.wikipedia.org, 2010)

-

Rumus molekul

: C6H14O6 (Perry, 2008)

-

Larut dalam air (256 g/100 g H2O pada 250C)

-

Larut dalam asam asetat

-

Larut dalam etanol maupun etanol hangat

-

Viskositas

-

Tidak larut dalam pelarut organik

: 185 mPa.s pada kandungan sorbitol sebanyak 70%

(Ullman, 2002)

Universitas Sumatera Utara

2.5.3 Asam Oleat
Adapun sifat fisik dan sifat kimia dari asam oleat dapat dilihat sebagai berikut :
Sifat fisik :
-

Rumus molekul

: CH3(CH2)7CHCH(CH2)7COOH

-

Berat molekul

: 282,46 g/mol

-

Titik didih

: 2850C

-

Titik leleh

: 140C

(Perry, 2008)
-

Specific gravity

: 0,89

-

Berbentuk cairan dengan warna kuning pucat pada suhu kamar.

-

Mudah terbakar

-

Menggangu kesehatan jika tertelan dalam jumlah yang besar
(www.cart-wright.chem.ox.ac.uk, 2010)

-

Densitas

: 0,895 g/mL (www.wikipedia.org, 2010)

Sifat kimia :
-

Merupakan asam lemak tak jenuh

-

Tidak larut dalam air

-

Larut dalam pelarut basa, menghasilkan garam yang disebut oleat.
(www.wikipedia.org, 2010)

2.5.4 Asam p-Toluensulfonik
Sifat-sifat asam p-toluensulfonik adalah sebagai berikut :
-

Rumus molekul

: C7H8O3S

-

Padatan putih

-

Titik leleh

: 106-1070C

-

Titik didih

: 1400C pada 20 mmHg

-

Kelarutan dalam air

: 67 g/ 100 ml

-

Larut dalam air, alkohol dan pelarut organik polar lainnya.

-

Merupakan asam kuat yang tidak mengoksidasi.
(www.wikipedia.org, 2010)

-

Berat molekul

: 172,20

-

Titik nyala

: 1840C

Universitas Sumatera Utara

: 1,23 – 1,24 g/cm3

-

Densitas

-

Bersifat korosif. Secara ekstrim merusak jaringan tubuh.
(www.jtbaker.com, 2010)

2.6 Proses Pembuatan Sorbitan Monooleat
Sorbitan monooleat dapat dibuat dengan esterifikasi langsung atau
esterifikasi dengan menggunakan bantuan katalis. Adapun macam-macam proses
dalam pembuatan sorbitan monooleat antara lain (Stockburger, 1981) :

1. Menurut Sabtyawiraji dan Budiman,
Pembuatan sorbitan monooleat dilangsungkan dengan mereaksikan
sorbitol dan asam oleat dengan menggunakan katalis asam p-toluen sulfonik.
Reaksi dilangsungkan pada suatu reaktor batch dengan pengadukan sebesar 500
rpm, waktu reaksi selama 2 jam, fraksi mol antara asam oleat dengan sorbitol
sebesar 1,46, dan konsentrasi katalis sebanyak 2,5% dari massa sorbitol. Selain itu
reaksi dijalankan pada temperatur 1600C dengan tekanan 0,3 atm pada kondisi
vakum.

2. Menurut Brown,
Olein putih sebanyak 5,523 g (yang mengandung asam oleat dalam jumlah
besar) mempunyai nilai asam 192, direaksikan dengan 3,276 g ( basis kering 18
mol) sirup sorbitol teknis didalam ketel reaksi yang terbuat dari aluminium
dengan ukuran 4 gallon yang dilengkapi dengan agitator, pipa inlet CO2 diizinkan
untuk penggunaan gas inert dalam reaksi, termokopel dan kondenser U terbalik
dipasang ke dalam ketel penerima. Jumlah dari olein putih yang digunakan adalah
18 berat ekuivalen ditambah kira-kira 5% dari asam yang digunakan mengganti
asam-asam yang terdestilasi selama reaksi. Reaktan dipanaskan selama 4,5 jam
pada suhu 2600C. Selama 0,5 jam terakhir pada suhu 2600C, karbon aktif
ditambahkan ke dalam ketel untuk tujuan decolorizing ester. Campuran tersebut
disaring untuk menghilangkan karbon aktif. Produk yang dihasilkan minyak
berwarna coklat yang mempunyai warna 73 yang diukur secara langsung dalam 6
mm photometer cell Hess-ives. Viskositas dari produk adalah 1810 cp pada 250C.

Universitas Sumatera Utara

Produk terdiri atas 60% sorbitan monoester dari asam lemak yang terkandung
dalam olein putih, sisanya terdiri dari sorbid monoester dari asam lemak yang
terdapat pada olein putih, dengan jumlah kecil dari sorban dan sorbide yang tidak
bereaksi.

3. Menurut Stockburger,
Sorbitan asam lemak ester dipersiapkan dengan membentuk anhydro
sorbitol (sebuah campuran dari sorbitan, isosorbide, dan sorbitol yang tidak
bereaksi) dengan katalis asam anhidrasi, kemudian mereaksikan anhidro sorbitol
dengan asam lemak dengan kehadiran suatu basa pada suhu yang tidak melebihi
2150C. Menggunakan suhu tidak melebihi 2150C, akan menghasilkan produk
yang sedikit berwarna daripada yang dihasilkan pada suhu yang lebih tinggi.
Untuk penemuan saat ini, anhidrasi lebih suka dijalankan pada suhu kirakira 1200C (walaupun secara luas suhu yang digunakan dari 1100C sampai 1500C)
dan pada tekanan yang diperkecil (misalnya 5 mm absolut), dengan kehadiran
asam p-toluenesulfonic sebagai katalis asam, membawa reaksi sampai dihasilkan
produk dengan bilangan hidroksil yang diinginkan tercapai.
Kemudian anhidro sorbitol yang telah dipersiapkan seperti yang telah
dijelaskan diatas direaksikan dengan asam lemak dengan suatu basa pada
temperatur yang tidak melebihi 2150C untuk mendapatkan sorbitan asam lemak
ester yang diinginkan. Reaksi dijalankan dengan memanaskan anhidro sorbitol,
asam lemak, katalis basa, dan karbon aktif secara bersama-sama, dalam atmosfer
inert seperti nitrogen, dan mempertahankan temperatur ini untuk waktu yang
cukup agar diperoleh produk yang diinginkan. Sodium hidroksida merupakan
katalis basa yang dipilih untuk reaksi esterifikasi, karena efisiensinya tinggi dan
sedikit biaya.

4. Menurut Ellis et al,
Sesuai dengan penemuan saat ini memberikan suatu metode untuk
membuat asam lemak ester dari sorbitan yang mana reaksi secara langsung asam
lemak dengan sorbitol menggunakan sistem katalis yang mana menggunakan
asam fosfor, meliputi phosphorus oxyacid, dan alkali atau logam alkali basa kuat

Universitas Sumatera Utara

dengan perbandingan molar dari asam dengan basa mulai dari 0,9:1 sampai
dengan 1,7:1 dan pada konsentrasi sistem katalis dari 1,5% sampai 30% dari berat
sorbitol.
Reaksi untuk membuat asam lemak ester secara istimewa dilaksanakan
paada atmosfer inert, biasanya didalam selimut nitrogen, untuk mengurangi
oksidasi terhadap bahan-bahan awal atau produk, dan pada suhu yang cukup
tinggi untuk menghilangkan air yang ada didalam bahan-bahan awal atau yang
dihasilkan dari reaksi eterifikasi dan esterifikasi. Kemudian campuran reaksi
dipanaskan sampai suhu reaksi maksimum setelah pencampuran bahan-bahan dan
penambahan katalis. Secara konvensional, suhu maksimum sekitar 2400C sampai
2500C, tetapi suhu reaksi yang rendah juga dapat digunakan. Sehingga, dalam
penemuan ini suhu reaksi yang digunakan antara 1500C sampai 2500C, tetapi
biasanya 1700C sampai 2300C. penggunaan suhu reaksi yang rendah dari yang
ditentukan, dibutuhkan penambahan jumlah katalis yang digunakan. Pengurangan
dari suhu reaksi nampaknya memberi keuntungan dalam hal warna dan kemurnian
produk. Secara relatif, suhu reaksi yang rendah , akan mengurangi waktu reaksi
dari biasanya. Kami memperoleh konversi yang memuaskan pada waktu reaksi 5
jam pada puncak suhu reaksi yaitu 2200C yang dibandingkan dengan waktu reaksi
selama 8 jam pada puncak suhu reaksi 2450C menggunakan sistem katalis yang
konvensional (yaitu, 1,3 : 1, molar sodium hidroksida : asam fosfor pada 0,7%
berat sorbitol).
Adapun kelebihan dan kekurangan masing-masing proses diatas, dapat
dilihat pada tabel 2.1 dibawah ini :

Tabel 2.1 Kelebihan dan Kekurangan Proses Pembuatan Sorbitan monooleat
Jenis Proses
Menurut
Sabtyawiraji
Budiman

dan

Kelebihan
- Suhu yang rendah yaitu
1600C dan tekanan rendah
0,3 atm
- Waktu reaksi hanya 2 jam
- Produk yang dihasilkan
mengandung sorbitan
monooleat sebesar 94%
dengan kadar air 2,7%

Kekurangan
Produk yang dihasilkan
berwarna hitam

Universitas Sumatera Utara

Jenis Proses

Kelebihan

Menurut Brown

- Produk yang dihasilkan
berwarna coklat
- Tidak memakai katalis

Menurut
Stockburger

- Produk yang dihasilkan
memiliki warna yang baik
- Suhu reaksi tidak terlalu
tinggi yaitu 1900C sampai
2100C

Menurut Ellis et al

- Tidak membutuhkan
bleaching agent
- Produk yang dihasilkan
memiliki warna yang baik

Kekurangan
- Waktu reaksi yang
lama, yaitu 4,5 jam
- Suhu reaksi tinggi,
yaitu 2600C
- Konversi reaksi yang
dihasilkan hanya
mencapai 60%
- Waktu reaksinya
panjang, dimana
terdapat dua tahapan
yaitu pembuatan
anhidro sorbitol, lalu
pembuatan sorbitan
monooleat.
- Terlalu banyak
menggunakan
bleaching agent
- Waktu reaksi yang
dibutuhkan mencapai 5
jam
- Suhu reaksi yang
tinggi mencapai 2200C
sampai 2450C

2.7 Seleksi proses
Dari Tabel 2.1 diatas dapat dilihat kelebihan dan kekurangan dari proses
yang tersedia, sehingga dalam pra-rancangan pabrik pembuatan sorbitan
monooleat dari sorbitol dan asam oleat dipilih proses menurut Sabtyawiraji dan
Budiman untuk kondisi operasi pada reaktor, yaitu suhu reaksi sebesar 1600C dan
tekanan sebesar 0,3 atm. Adapun bahan baku yang digunakan untuk pembuatan
sorbitan monooleat seperti sorbitol diperoleh dari PT.Sorini, sedangkan asam
oleat diperoleh dari PT. SOCI.

Universitas Sumatera Utara

2.8 Deskripsi Proses
Pada prinsipnya pembuatan Sorbitan monooleat terdiri dari tiga tahap,
yaitu :
1. Proses pencampuran
2. Esterifikasi
3. Pemurnian
Katalis asam p-toluensulfonik dari hopper dipindahkan dengan bantuan belt
conveyor dan bucket elevator, kemudian dicampurkan terlebih dahulu dengan
larutan sorbitol yang telah dipompakan dari tangki ke dalam mixer dan
pencampuran ini dilakukan pada suhu 300C. Kemudian campuran tersebut
dialirkan ke reaktor setelah melalui proses pemanasan di heater 1 (E-142) hingga
suhu 160oC. Selanjutnya asam oleat dari tangki yang telah melalui pemanasan
hingga suhu 160oC di heater 2 (E-122), dipompakan kedalam reaktor secara
bersamaan dengan campuran sorbitol dan asam p-toluensulfonik yang berasal dari
mixer.
Dalam reaktor terjadi reaksi esterifikasi antara sorbitol dengan asam oleat
pada tekanan 0,3 atm membentuk produk sorbitan monooleat (Sabtyawiraji dan
Budiman, 2007). Reaksi yang terjadi adalah :
C18H34O2 + C6H14O6 → C24H44O6 + 2 H2O
Kemudian produk dari reaktor dialirkan ke dalam heater (E-223) untuk
memanaskan produk dari decanter centrifuge (H-220). Kemudian didinginkan di
dalam cooler 1 (E-212) hingga produk bersuhu 30oC. Selanjutnya produk
dialirkan ke dalam decanter centrifuge (H-220) untuk memisahkan sorbitol