Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Selulosa Asetat dari Kulit Buah Kakao Kapasitas 1.000 Ton/Tahun

PRA PERANCANGAN PABRIK
PEMBUATAN SELULOSA ASETAT DARI KULIT BUAH KAKAO
DENGAN KAPASITAS 1.000 TON/TAHUN
TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sidang Sarjana Teknik Kimia Oleh :
NURHAYATI SURBAKTI
110425002
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA EKSTENSI
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2014
Universitas Sumatera Utara

LEMBAR PENGESAHAN PRA RANCANGAN
PABRIK PEMBUATAN SELULOSA ASETAT DARI KULIT BUAH KAKAO DENGAN KAPASITAS 1.000 TON/TAHUN
Oleh :
NURHAYATI SURBAKTI NIM : 110425002
Telah Diperiksa / Disetujui, Dosen Pembimbing

Dosen penguji I

Dr.Eng.Rondang Tambun, ST.MT NIP.19720612 200012 1 001

Dosen penguji II

Dosen penguji III

Dr.Eng.Rondang Tambun, ST.MT Prof.Ir.Mhd Turmuzi, MS

NIP.19720612 200012 1 001

NIP. 19611225 1989031 003

Dr.Ir.M.Yusuf Ritongga, MTNIP. 19620819 198903 1
002

Koordinator Tugas Akhir

Mhd. Hendra S. Ginting, ST. MT NIP. 19730408 199802 2 002
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

Universitas Sumatera Utara


KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Selulosa Asetat dari Kulit Buah KakaoKapasitas 1.000 Ton/Tahun. Tugas Akhir ini dikerjakan sebagai syarat untuk kelulusan dalam sidang sarjana.
Selama mengerjakanTugas akhir ini penulis begitu banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak Dr. Eng. Rondang Tambun, ST, MT sebagai Dosen Pembimbing penulis
yang telah membimbing dan memberikan masukan selama menyelesaikan tugas akhir ini. 2. BapakDr. Eng. Irvan, MT selaku Ketua Departemen Teknik Kimia. 3. Ibu Dr. Ir. Fatimah, MT selaku sekretaris Departemen Teknik Kimia 4. Dan yang paling istimewa Orang tua penulis yaitu Ayahanda Abdul Hamid Surbakti (Alm) dan ibunda Emilia Ginting, yang tidak pernah lupa memberikan motivasi, semangat dan doa kepada penulis. 5. Dan juga untuk keluarga Christian Hadi Ginting dan adik – adik ku terkasih Sri Ulina Surbakti dan Khairul Abidin Surbakti yang selalu mendoakan dan memberikan semangat. 6. Seluruh Dosen Pengajar Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik,
Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan ilmu kepada penulis selama menjalani studi. 7. Pegawai-pegawai Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara 8. Sahabat – sahabat ku yang paling istimewa Rina, desta, bang rei, kk gita, putri, tinun, ika kalian luar biasa 9. Teman-teman stambuk ekstensi stambuk 2011 dan 2012. Terimakasih buat kebersamaan dan semangatnya teman-teman. 10. Maksum, atas kerjasamanya dalam penulisan tugas akhir ini.
Universitas Sumatera Utara

11. Pihak-pihak yang telah membantu dalam penulisan tugas akhir ini yang tidak dapat penulis sebutkan namanya satu persatu. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan
dan ketidaksempurnaan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya membangun demi kesempurnaan tulisan ini.

Medan,

2014 Penulis,

Nurhayati Surbakti 110425002

Universitas Sumatera Utara

INTISARI


Selulosa asetat merupakan bahan baku utama dalam pembuatan tekstil, filter,

plastik dan lainnya yang dapat diproduksi dari serat yang mengandung selulosa

dengan kadar tinggi. Proses utama yaitu ekstraksi dengan larutan NaOH, bleaching dengan larutan NaOCl, asetilasi pada suhu 700C dan hidrolisis pada suhu 1200C.

Pra rancangan pabrik selulosa asetat ini direncanakan berproduksi dengan

kapasitas 1.000 ton/tahun dengan masa kerja 330 hari dalam satu tahun.

Lokasi pabrik direncanakan di daerah Kecamatan Air Batu, Kabupaten Asahan, Sumatera Utaradengan luas areal 20.605 m2.

Tenaga kerja yang dibutuhkan 145 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan

Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang Dewan Komisaris dengan struktur

organisasi sistem garis.

Hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan selulosa asetat ini adalah sebagai


berikut:

Total Modal Investasi : Rp 153.571.972.400,-

Biaya Produksi

: Rp 83.800.680.998,-

Hasil Penjualan

: Rp154,426,341,835.55,-.

Laba Bersih

: Rp 49.273.272.773,-

Profit Margin

: 45,51%


Break Even Point : 41,35 %

Return on Investment : 32,08 %

Pay Out Time

: 3.12 tahun

Return on Network : 53,47 %

Internal Rate of Return : 30,40 %

Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik Selulosa Asetat dari Kulit Buah Kakao ini layak untuk didirikan.

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
Halaman KATA PENGANTAR..............................................................................................i INTISARI.............................................................................................................. iii DAFTAR ISI ..........................................................................................................iv DAFTAR TABEL ...................................................................................................x DAFTAR GAMBAR............................................................................................xiv BAB I PENDAHULUAN .............................................................................. I-1
1.1 Latar Belakang............................................................................ I-1 1.2 Perumusan Masalah .................................................................... I-2 1.3 Tujuan Perancangan.................................................................... I-2 1. 4 Manfaat Perancangan ................................................................. I-3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA.....................................................................II-1 2.1 Kulit Buah Kakao ......................................................................II-1 2.2 Serat Alam.................................................................................II-2 2.3 Selulosa Asetat ..........................................................................II-2 2.4 Kegunaan Selulosa Asetat..........................................................II-3 2.5 Proses Pembuatan Selulosa Asetat .............................................II-4 2.6 Deskripsi Proses ........................................................................II-5

2.6.1 Proses Pembuatan Pulp dari Kulit Buah Kakao...............II-5 2.6.2 Proses Pengubahan Pulp Menjadi Selulosa Asetat dengan
Menggunakan Proses Asetilasi .......................................II-6 2.6.3 Proses Pemurnian Produk Selulosa Asetat dan Recovery
Asam Asetat Sisa ……………………………………….II-7 2.7 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk...........................................II-8
2.7.1 Sifat Fisis dan kimia Bahan Baku .....................................II-8 a. Kulit Buah Kakao .........................................................II-8 b.Asetat Anhidrid .............................................................II-9
2.7.2 Sifat Fisis dan kimia Bahan Penunjang .............................II-9 a. NaOH (Sodium Hidroksida)..........................................II-9 b. Asam Asetat .............................................................. II-10
Universitas Sumatera Utara

c. Asam Sulfat ................................................................ II-11 2.7.3 Sifat Fisis dan kimia Produk ........................................... II-11
a. Selulosa Asetat (produk utama)................................... II-11 BAB III NERACA MASSA ............................................................................III-1
3.1 Neraca Massa Pada Tangki Ekstraksi (T-103) ...........................III-1 3.2 Neraca Massa Pada Rotary Washer I (RW-101)........................ III-2 3.3 Neraca Massa Pada Tangki Bleaching (T-104)………………. III-2 3.4 Neraca Massa Pada Rotary Washer II (RW-102)...………….. III-2 3.5 Neraca Massa Pada Rotary Dryer I (RD-101) ...........................III-3 3.6 Neraca Massa Pada Tangki Aktivasi (T-205) ............................III-3 3.7 Neraca Massa Pada Reaktor Asetilasi (R-201) ..........................III-3 3.8 Neraca Massa Pada Reaktor Hidrolisa (RH-202).......................III-4 3.9 Neraca Massa Pada Centrifuge (CF-201) ..................................III-4 3.10 Neraca Massa Pada Rotary Dryer II (RD-201) ..........................III-4 BAB IV NERACA PANAS............................................................................ IV-1 4.1 Neraca Panas pada Tangki Ekstraksi (T-103) ........................... IV-1 4.2 Neraca Panas pada Rotary Washer I (RW-101) ........................ IV-1 4.3 Neraca Panas pada Tangki Bleaching (T-104).......................... IV-1 4.4 Neraca Panas pada Rotary Washer II (RW-102)...................... IV-2 4.5 Neraca Panas pada Rotary Dryer I (RD-101) ........................... IV-2 4.6 Neraca Panas pada Tangki Aktivasi (T-205) ............................ IV-2 4.7 Neraca Panas pada Reaktor Asetilasi (R-201)........................... IV-2 4.8 Neraca Panas pada Reaktor Hidrolisa (R-202).......................... IV-3 4.9 Neraca Panas pada Cooler (HE-201)....................................... IV-3 4.10 Neraca Panas pada Rotary Dryer II(RD-201) ........................... IV-3 4.11 Neraca Panas pada Blow Box (BB -101) .................................. IV-3 BAB V SPESIFIKASI PERALATAN ...........................................................V-1 5.1 Gudang Penyimpanan Bahan Baku ............................................V-1 5.2 Disk Chipper..............................................................................V-1 5.3 Tangki Penyimpanan Larutan NaOH..........................................V-1 5.4 Pompa Bahan NaOH..................................................................V-2 5.5 Tangki Ekstraksi ........................................................................V-2
Universitas Sumatera Utara

5.6 Pompa Produk Tangki Ekstraksi ................................................V-3 5.7 Rotary Washer1 .........................................................................V-3 5.8 Pompa Rotary Washer I .............................................................V-4 5.9 Tangki Penyimpanan NaOCl......................................................V-4 5.10 Pompa Bahan NaOCl .................................................................V-4 5.11 Tangki Bleaching.......................................................................V-4 5.12 Pompa Tangki Bleaching ...........................................................V-5 5.13 Rotary Washer II ....................................................................... V-6 5.14 Pompa Rotary Washer II ......................................................... V-6 5.15 Rotary Dryer I ........................................................................... V-6 5.16 Conveyor I .............................................................................. V-7 5.17 Tangki Asam Asetat Glasial ………........................................ V-7 5.18 Pompa Bahan Asam Asetat Glasial ........................................... V-7 5.19 Tangki Aktivasi ….....………................................................... V-8 5.20 Pompa Produk Tangki Aktivasi …….......................................... V-8 5.21 Tangki Penyimpanan Asam Sulfat …….................................. V-8 5.22 Pompa Bahan Asam Sulfat ………............................................. V-9 5.23 Tangki Penyimpanan Asetat Anhidrat ………............................ V-9 5.24 Pompa Bahan Asetat Anhidrat ……......................................... V-9 5.25 Tangki Pencampuran ………................................................... V-10 5.26 Pompa Produk Tangki Pencampuran ………........................... V-10 5.27 Reaktor Asetilasi …………. ………..........................................V-11 5.28 Pompa Produk Reaktor Asetilasi……...................................... V-12 5.29 Reaktor Hidrolisa ………......................................................... V-12 5.30 Pompa Produk Reaktor Hidrolisa ………............................... V-13 5.31 Cooler …………………….………...................................... V-13 5.32 Centrifuge …………………………...................................... V-13 5.33 Rotary Dryer I ....................................................................... V-14 5.34 Conveyor II ………………….………...................................... V-14
Universitas Sumatera Utara

5.35 BlowBox ……….....................................................................V-14 5.36 Gudang Penyimpanan Selulosa Asetat………....................... V-15 5.37 Tangki Penampungan Asam Asetat Sisa................................ V-15 BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ................... VI-1 6.1 Instrumentasi ........................................................................... VI-1 6.2 Keselamatan Kerja Pada Pabrik Selulosa Asetat ...................... VI-4
6.2.1 Pencegahan Terhadap Kebakaran dan Peledakan .......... VI-4 6.2.2 Peralatan Perlindungan Diri.......................................... VI-5 6.2.3 Keselamatan Kerja Terhadap Listrik............................. VI-6 6.2.4 Pencegahan Terhadap Gangguan Kesehatan ................. VI-6 6.2.5 Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis ........................ VI-7 BAB VII UTILITAS....................................................................................... VII-1 7.1 KebutuhanSteam..................................................................... VII-1 7.2 Kebutuhan Air ........................................................................ VII-2 7.2.1 Screening .................................................................... VII-7 7.2.3 Klarifikasi ................................................................... VII-7 7.2.3 Filtrasi......................................................................... VII-8 7.2.4 Demineralisasi ............................................................ VII-9 7.2.5 Dearator .................................................................... VII-12 7.3 Kebutuhan Listrik ................................................................. VII-12 7.4 Kebutuhan Bahan Bakar ....................................................... VII-14 7.5 Unit Pengolahan Limbah ...................................................... VII-15 7.5.1 Bak Penampungan..................................................... VII-16 7.5.2 Bak Pengendap Awal ................................................ VII-17 7.5.3 Bak Netralisasi.......................................................... VII-17 7.5.4Pengolahan Limbah ...................................................... VII-18 7.5.5Tangki Sedimentasi....................................................... VII-20 7.6 Spesifikasi Peralatan Pengolahan Air .................................... VII-20 BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK......................................VIII-1 8.1 Lokasi Pabrik.........................................................................VIII-1 8.2 Tata Letak Pabrik ..................................................................VIII-3 8.3 Perincian Luas Tanah ............................................................. VIII-5
Universitas Sumatera Utara

BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN .................. IX-1 9.1 Bentuk Hukum Badan Usaha ................................................... IX-1 9.2 Manajemen Perusahaan ........................................................... IX-2 9.3 Organisasi Perusahaan ............................................................. IX-2 9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab ...................... IX-3 9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) ...................... IX-3 9.4.2 Dewan Komisaris......................................................... IX-3 9.4.3 General Manager......................................................... IX-4 9.4.4 Sekretaris ..................................................................... IX-4 9.4.5 Manajer Produksi dan Produksi.................................... IX-4 9.4.6 Manajer Umum dan Keuangan..................................... IX-5 9.4.7Manajer Pembelian dan Pemasaran .................................. IX-5 9.5 Sistem Kerja ............................................................................ IX-5 9.5.1 Karyawan non-shift ....................................................... IX-5 9.5.2 Karyawan Shift .............................................................. IX-6 9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan .............................. IX-6 9.7 Sistem Pengajian .................................................................... IX-8 9.8 Fasilitas Tenaga Kerja ............................................................. IX-9

BAB X ANALISA EKONOMI ......................................................................X-1 10.1 Modal Investasi .........................................................................X-1 10.1.1 Modal Investasi Tetap/Fixed Capital Investment ..........X-1 10.1.2 Modal Kerja/Working Capital ......................................X-3 10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC) .............................X-4 10.2.1 Biaya Tetap/Fixed Cost (FC)........................................X-4 10.2.2 Biaya Variabel/Variable Coat (VC)..............................X-4 10.3 Total Penjualan (Total Sales) .....................................................X-5 10.4 Bonus Perusahaan......................................................................X-5 10.5 Perkiraan Rugi/Laba Usaha .......................................................X-5 10.6 Analisa Aspek Ekonomi ............................................................X-5 10.6.1 Profit Margin (PM) ......................................................X-5 10.6.2 Break Event Point ........................................................X-6 10.6.3 Return on Investment (ROI)………………………… X-6
Universitas Sumatera Utara

10.6.4 Pay Out Time (POT) ....................................................X-7 10.6.5 Return On Network (RON)...........................................X-7 10.6.6 Internal Rate of Return (IRR).......................................X-8 BAB XI KESIMPULAN................................................................................ XI-1 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
Hal Tabel 1.1 Jumlah produksi buah kakao Sumatera Utara..................................... I-2 Tabel 1.2 Jumlah Import Selulosa Asetat di Indonesia....................................... I-2 Tabel 3.1 Neraca Massa Pada Tangki Ekstraksi (T-103) ………………..… III-1 Tabel 3.2 Neraca Panas pada Rotary Washer I (RW-101)................................III-2 Tabel 3.3 Neraca Massa Pada Tangki Bleaching (T-104)…............................ III-2 Tabel 3.4Neraca Massa Pada Rotary Washer II (RW-102)…………….........III-2 Tabel 3.5 Neraca Massa Pada Rotary Dryer (RD- 101) ................................... III-3 Tabel 3.6 Neraca Massa Pada Tangki Aktivasi (T-205)...................................III-3 Tabel 3.7 Neraca Massa Pada Reaktor Asetilasi (R-201) .................................III-3 Tabel 3.8 Neraca Massa Pada Reaktor Hidrolisa (R-202)............................. III-4 Tabel 3.9 Neraca Massa Pada Centrifuge (CF - 201)........................................ III-4 Tabel 3.10 Neraca Massa Pada Rotary Dryer II( RD-201)………................... III-4 Tabel 4.1 Neraca Panas pada Tangki Ekstraksi (T – 103) ............................... IV-1 Tabel 4.2 Neraca Panas pada Rotary Washer (RW – 101)............................... IV-1 Tabel 4.3 Neraca Panas pada Tangki Bleacing (TB – 104).............................. IV-1 Tabel 4.4 Neraca Panas Pada Rotary Washer II (RW-102) ............................ IV-2 Tabel 4.5 Neraca Panas pada Rotary Dryer (RD - 101) ................................. IV-2 Tabel 4.6 Neraca Panas pada Tangki Aktivasi ( T - 205) ................................. IV-2 Tabel 4.7 Neraca Panas pada Reaktor Asetilasi (R-201) ................................. IV-2 Tabel 4.8 Neraca Panas pada Reaktor Hidrolisis (R - 202) ............................. IV-3 Tabel 4.9 Neraca Panas pada Cooler (CF - 201)............................................. IV-3 Tabel 4.10 Neraca Panas pada Rotary Dryer (RD - 102) .................................. IV-3 Tabel 4.11 Neraca Panas pada Blow Box (BB - 101) ........................................ IV-3 Tabel 6.1 Alat Instrumentasi pada Pabrik PembuatanSelulosa Asetat dari Kulit
Buah Kakao ................................................................................... VI-4 Tabel 7.1 Kebutuhan SteamPabrik Selulosa Asetat........................................ VII-1 Tabel 7.2 Kebutuhan Air Proses pada Alat .................................................... VII-2 Tabel 7.3 Pemakaian Air Pendingin .............................................................. VII-2 Tabel 7.4 Pemakaian Air Unttuk Kebutuhan ................................................. VII-5 Tabel 7.5 Kualitas Air Sungai ....................................................................... VII-6
Universitas Sumatera Utara

Tabel 7.6 Perincian Kebutuhan Listrik untuk Utilitas .................................. VII-12 Tabel 7.7 Perhitungan Pompa Utilitas ………………………………………VII-21 Tabel 7.8 Perhitungan Tangki Pelarutan ………………...…………..……. VII-23 Tabel 7.9 Perhitungan tangki Utilitas .......................................................... VII-24 Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah ...................................................................VIII-6 Tabel 9.1 Jadwal Kerja Karyawan Shift…...................................................... IX-6 Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya............................................. IX-7 Tabel 9.3 Perincian Gaji Karyawan ................................................................ IX-8 Tabel LA.1 Kandungan Kimia Dalam Kulit Buah Kakao………………….. LA-1 Tabel LA.2 Rumus Molekul dan Berat Molekul Komponen ............................. LA-1 Tabel LA.3 Neraca Massa pada Tangki Ekstraksi (kg/jam)……………….… LA-4 Tabel LA.4 Neraca Massa pada Rotary Washer I (kg/jam)……………LA-6 Tabel LA.5 Neraca Massa pada Tangki Bleaching (kg/jam)…………………. LA-7 Tabel LA.6 Neraca Massa pada Rotary Washer II (kg/jam) …….…..……… LA-9 Tabel LA.7 Neraca Massa pada Rotary Dryer I (kg/jam) ………………… LA-10 Tabel LA.8 Neraca Massa pada Reaktor Aktivasi (kg/jam)…………………. LA-12 Tabel LA.9 Neraca Massa pada Reaktor Asetilasi (kg/jam ………………… LA-14 Tabel LA.10 Neraca Massa pada Reaktor Hidrolisasi (kg/jam)………….….. LA-16 Tabel LA.11 Neraca Massa pada Centrifuge (kg/jam) ……………….……. LA-18 Tabel LA.12 Neraca Massa pada Rotary DryerII (kg/jam) ……………..... LA-19 Tabel LB.1Nilai Kapasitas Panas Liquid (Cpl) Metode Chuch dan
Swanson……………………………………………LB-1 Tabel LB.2 Kontribusi Unsur Atom dengan Metode Hurst dan Harrison …...LB-2 Tabel LB.3Kontribusi Gugus Nilai Panas Pembentukan (∆)…………………. LB-3 Tabel LB.4 Data Cp Beberapa Senyawa(J/mol.K)………………...……………LB-4 Tabel LB.5 Nilai Kapasitas Panas Masing-Masing Komponen ………...LB-6 Tabel LB.6 Nilai Panas Pembentukan Dan Panas Penguapan ........................... LB-7 Tabel LB.7 Menyajikan data dan hasil panas masuk pada Tangki Ekstraksi dengan
menggunakan persamaan (1) ........................................................... LB-9 Tabel LB.8 Panas Keluar Tiap Komponen dan Total pada Tangki Ekstraksi …LB-9 Tabel LB.9 Neraca Energi Tangki Ekstraksi......................................................LB-10 Tabel LB.10 Panas Masuk Tiap Komponen dan Total Diffuser Washer I ..........LB-11
Universitas Sumatera Utara

Tabel LB.11 Panas Keluar Tiap Komponen dan Total Diffuser WasherI …... LB-11 Tabel LB.12 Neraca Energi Diffuser Waher I……………...…………………...... LB-12 Tabel LB.13 Panas Masuk Tiap Komponen dan Total Tangki Bleaching……. LB-12 Tabel LB.14 Panas Keluar Tiap Komponen dan Total Tangki Bleaching .........LB-13 Tabel LB.15 Neraca Energi Tangki Bleaching……………………………… LB-14 Tabel LB.16 Panas Masuk Tiap Komponen dan Total Diffuser Washer II… LB-14 Tabel LB.17 Panas Keluar Tiap Komponen dan Total Diffuser Washer II ….. LB-15 Tabel LB.18 Neraca Energi Diffuser Washer II ……………………………. LB-15 Tabel LB.19 Panas Masuk Tiap Komponen dan Total pada Rotary Dryer I…….. LB-16 Tabel LB.20 Panas Keluar Tiap Komponen dan Total pada Rotary Dryer I…...... LB-17 Tabel LB.21 Neraca Energi Rotary Dryer I …………………………….………LB-17 Tabel LB.22 Perhitungan Panas Masuk Pada Tangki Aktivasi ……………… LB-18 Tabel LB.23 Perhitungan Panas Keluar Pada Tangki Aktivasi ………………. LB-19 Tabel LB.24 Neraca Energi Tangki Aktivasi…………………………………. LB-19 Tabel LB.25 Panas Masuk Tiap Komponen dan Total pada Reaktor Asetilasi. LB-20 Tabel LB.26 Panas Keluar Tiap Komponen dan Total Reaktor Asetilasi …. LB-21 Tabel LB.27 Neraca Energi Reaktor Asetilasi ………………………………... LB-22 Tabel LB.28 Panas Masuk Tiap Komponen dan Total Reaktor Hidrolisis …. .. LB-22 Tabel LB.29 Panas Keluar Tiap Komponen dan Total Reaktor Hidrolisis …….. LB-23 Tabel LB.30 Neraca Energi Reaktor Hidrolisa……………………….…….… LB-24 Tabel LB.31 Panas Masuk Tiap Komponen dan Total Pada Cooler I ……..... LB-25 Tabel LB.32 Panas Masuk Tiap Komponen dan Total Pada Cooler I ……...… LB-26 Tabel LB.33 Neraca Energi Cooler I …………………….……………....……… LB-26 Tabel LB.34 Panas Masuk Tiap Komponen dan Total Pada Rotary Dryer …………LB-27 Tabel LB.35 Panas Keluar Tiap Komponen dan Total Pada Rotary Dryer II …LB-28 Tabel LB.36 Neraca Energi Rotary Dryer II …………………………………….. LB-28 Tabel LB. 37 Panas masuk Tiap Komponen dan Total pada Blow box ……… LB-29 Tabel LB. 38 Panas keluar Tiap Komponen dan Total pada Blow box ……… LB-29 Tabel LB.39 Neraca Energi Blow Box ………………………………………... LB-30 Tabel LC.1 Komposisi Bahan Masuk ke Gudang Penyimpanan Kulit Buah
Kakao......................................................................................……..LC-1 Tabel LC.2 Komposisi Bahan Masuk ke Tangki Ekstraksi ……………………LC-7
Universitas Sumatera Utara


Tabel LC.3 Komposisi Bahan Masuk ke Tangki Bleaching ………………… LC-21 Tabel LC.4 Komposisi Bahan Masuk ke Tangki Aktifasi ………………… LC-38 Tabel LC.5 Komposisi Bahan Masuk ke Tangki Pencampur ...........................LC-52 Tabel LC.6 Komposisi Bahan Masuk ke Reaktor Asetilasi..............................LC-57 Tabel LC.7 Komposisi Bahan Masuk ke Reaktor Hidrolisa .............................LC-64 Tabel LC.8 Komposisi Bahan Masuk ke Centrifuge ……………………….. LC-76 Tabel LC.9 Komposisi Bahan Masuk ke Rotary Dryer II …………………… LC-77 Tabel LC.10 Komposisi Bahan Masuk ke Gudang Penyimpanan
Selulosa Asetat………………………………………………….. LC-82 Tabel LD.1 Spesifikasi Pompa Utilitas ............................................................. LD-4 Tabel LD.2 Spesifikasi Tangki Pelarutan........................................................ LD-10 Tabel LD.3 Perhitungan Tangki Utilitas ......................................................... LD-15 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-5 Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah .............LE-6 Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi ............................................................LE-10 Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai.................................................................LE-13 Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas selama 3 bulan .............................................LE-16 Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja..................................................................LE-17 Tabel LE.9 Perhitungan Biaya Depresiasi .......................................................LE-19 Tabel LE.10 Data Perhitungan BEP ..................................................................LE-25 Tabel LE.11 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) ...........................LE-26
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR
Hal Gambar2.1 Kulit Buah Kakao............................................................................ I-1 Gambar 7.1 Peta Lokasi Pabrik Selulosa dari Kulit Buah Kakao ……… VII-5 Gambar 8.1 Tata Letak Pabrik Selusa dari Kulit Buah Kakao ……… VIII-4 Gambar 9.1 Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik Selulosa dari Kulit
Buah Kakao ……………………………………….. IX-11 Gambar LD.1 Sketsa Sebagian Bar Screen ........................................................ LD-2 Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage) dan Tangki
Pelarutan ......................................................................................LE-5 Gambar LE.2 Grafik BEP ................................................................................LE-25
Universitas Sumatera Utara

INTISARI

Selulosa asetat merupakan bahan baku utama dalam pembuatan tekstil, filter,

plastik dan lainnya yang dapat diproduksi dari serat yang mengandung selulosa

dengan kadar tinggi. Proses utama yaitu ekstraksi dengan larutan NaOH, bleaching dengan larutan NaOCl, asetilasi pada suhu 700C dan hidrolisis pada suhu 1200C.

Pra rancangan pabrik selulosa asetat ini direncanakan berproduksi dengan


kapasitas 1.000 ton/tahun dengan masa kerja 330 hari dalam satu tahun.

Lokasi pabrik direncanakan di daerah Kecamatan Air Batu, Kabupaten Asahan, Sumatera Utaradengan luas areal 20.605 m2.

Tenaga kerja yang dibutuhkan 145 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan

Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang Dewan Komisaris dengan struktur

organisasi sistem garis.

Hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan selulosa asetat ini adalah sebagai

berikut:

Total Modal Investasi : Rp 153.571.972.400,-

Biaya Produksi

: Rp 83.800.680.998,-


Hasil Penjualan

: Rp154,426,341,835.55,-.

Laba Bersih

: Rp 49.273.272.773,-

Profit Margin

: 45,51%

Break Even Point : 41,35 %

Return on Investment : 32,08 %

Pay Out Time

: 3.12 tahun


Return on Network : 53,47 %

Internal Rate of Return : 30,40 %

Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik Selulosa Asetat dari Kulit Buah Kakao ini layak untuk didirikan.

Universitas Sumatera Utara

BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Selulosa asetat merupakan salah satu jenis polimer yang banyak digunakan dalam berbagai industri terutama industri serat dan plastik. Selulosa asetat banyak digunakan untuk berbagai macam hal, seperti bahan untuk pembuatan benang tenunan dalam industri tekstil, sebagai filter pada rokok, bahan untuk lembaranlembaran plastik, film, cat dan juga bahan isian membran filtrasi. Oleh karena itu selulosa asetat merupakan bahan industri yang cukup penting peranannya.
Di Indonesia, selulosa asetat masih harus diimport dari luar negeri sehingga memerlukan biaya yang mahal. Untuk itu perlu dilakukan upaya mendapatkan sumber alternatif bahan dasar selulosa asetat dengan memanfaatkan bahan dasar yang tersedia di Indonesia.
Berdasarkan data dari Biro Pusat Statistik tahun 2013, diperoleh data bahwa tingginya kebutuhan selulosa asetat di Indonesia masih dipenuhi dengan mengimpor dari luar negeri. Indonesia merupakan salah satu penghasil tekstil terbesar di dunia, kebutuhan akan selulosa asetat menjadikan APBN Indonesia untuk impor bahan baku ini cukup tinggi, sehingga membebani ongkos produksi produk yang membutuhkan selulosa asetat dalam negeri. Selain itu juga, ketergantungan ini sangatlah tidak menguntungkan, karena jika timbul gejolak harga di negara lain maka harga produk-produk yang menggunakan selulosa asetat sebagai bahan baku akan ikut terpengaruh. Hal ini perlu ditanggulangi dengan pendirian pabrik selulosa asetat di Indonesia.
Dengan ketersediaan bahan baku yang begitu banyak yang dapat dimanfaatkan. Hutomo dkk (2012) meneliti tentang ekstraksi selulosa dari kulit buah kakao dengan sodium hidroksida, di Indonesia kulit buah kakao masih belum banyak dimanfaatkan dengan baik untuk kebutuhan industri. Hal ini dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan selulosa asetat. Tabel 1.1 menunjukkan jumlah produksi buah kakao Sumatera Utara:
Universitas Sumatera Utara

Tabel 1.1. Jumlah produksi buah kakao Sumatera Utara

Tahun

Produksi (ton)

2007

19.249

2008

27.295

2009

29.130

2010

30.339

(Sumber : Data deptan, 2013)

Dalam perkembangannya, kebutuhan selulosa asetat di Indonesia semakin

tinggi. Tabel 1.2 memperlihatkan kebutuhan import selulosa asetat di Indonesia.

Tabel 1.2. Jumlah Import Selulosa Asetat di Indonesia

Tahun

Impor (ton)

2008

3.037,247

2009

3.180,449

2010

3.210,631

2011

3.192,546

2012

3.267,373

(Sumber : Data BPS, 2013)

1.2. Perumusan Masalah
Sehubungan dengan semakin diperlukannya tekstil yang aman dan ramah terhadap lingkungan, dan terdapatnya potensi bahan baku yang cukup besar di Indonesia, serta kebutuhan membran yang berbasis selulosa asetat semakin tinggi.Maka suatu prospek yang bagusuntuk membuat suatu perancangan pabrik pembuatan selulosa asetat dari kulit buah kakao dan asetat anhidrat dengan bantuan katalis asam sulfat. 1.3. Tujuan Perancangan
Tujuan perancangan pabrik pembuatan selulosa asetat ini adalah untuk menerapkan disiplin ilmu teknik kimia, khususnya dibidang rancang, proses dan operasi teknik kimia, sehingga memberikan gambar kelayakan pra perancangan ini.

Universitas Sumatera Utara

1.4. Manfaat Perancangan Manfaat Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Selulosa Asetat dari Kulit Buah
Kakao adalah memberi gambaran kelayakan (feasibility) dari segi rancangan dan ekonomi pabrik ini untuk dikembangkan di Indonesia. Gambaran ini akan digunakan menjadi patokan untuk pengambilan keputusan terhadap pendirian pabrik tersebut. Proses pembuatan selulosa asetat dimanfaatkan untuk menekan biaya impor dan menjaga ketersediaan selulosa asetat yang selama ini merupakan salah satu komoditas yang harus didatangkan dari luar Indonesia dan mengurangi penggunaan bahan baku tekstil yang berasal dari bahan sintesis yang seringkali menimbulkan berbagai masalah lingkungan, dan juga kebutuhan bahan untuk membran yang semakin tinggi sehingga kebutuhan dalam negeri dapat terpenuhi di masa yang akan datang.
Universitas Sumatera Utara

BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Kulit Buah Kakao Kulit buah kakao adalah bagian mesokarp atau bagian dinding buah kakao,
yang mencakup kulit terluar sampai daging buah sebelum kumpulan biji. Kulit buah kakao merupakan bagian terbesar dari kulit buah kakao (75,52 % dari buah kakao segar). Kulit buah Kakao terdiri dari 10 alur (5 dalam dan 5 dangkal) berselang seling. Permukaan buah ada yang halus dan ada yang kasar, warna buah beragam ada yang merah hijau, merah muda dan merah tua (Poedjiwidodo, 1996).
Gambar 2.1. Kulit buah kakao Pada perkebunan rakyat umumnya kulit buah kakao yang dihasilkan dari panen biji kakao dari buah yang telah matang hanya dibiarkan membusuk di sekitar area perkebunan kakao tersebut. Padahal pembusukan kulit buah kakao dapat menghasilkan hama-hama yang dapat mengganggu kelangsungan hidup dari tanaman kakao itu sendiri. Setiap tahun produksi biji kakao meningkat lni mengakibatkan semakin meningkatnya kulit buah kakao yang terbuang (Rusliana, 1998). Kulit buah kakao merupakan limbah perkebunan tanaman kakao yang berbentuk padat. Limbah ini diperoleh dari pemisahan biji buah kakao, saat ini pemanfaatan kulit buah kakao hanya sebagai pakan ternak. Dari data yang ada, bahwa kulit buah kakao mengandung bahan kering 88%, protein kasar 8%,dan serat kasar 40,1%( Harsini, 2010). Kandungan selulosa pada kulit buahkakao sekitar 35% berat kering, beberapa komponen lainnya yaitu terdiri dari hemiselulosa 11%, selulosa 35%, lignin 15%, dan pektin 6%, mineral yaitu K 3,18%, Ca 0,32% dan P 0,15% (Hutomo dkk, 2012).
Universitas Sumatera Utara

2.2. Serat Alam Serat alam digunakan jauh sebelum penemuan sintetis pada abad kedua puluh.
Serat alami biasanya terdiri dari selulosa atau protein. Serat bulu hewan milik kelas protein dikenal sebagai keratin, yang berfungsi sebagai lapisan pelindung terluar pada vertebrata yang lebih tinggi. Sutra adalah serat protein sebagian kristal. Porsi kristal makromolekul ini diatur dalam antiparalel lembar lipit, sebuah bentuk-rantai lamellae dilipat. Morfologi dari serat alami seringkali cukup kompleks. Selulosa yang membentuk trachieds ini adalah polisakarida. Kristal bagian dari selulosa yang membentuk trachieds sangat berorientasi, mengikuti berbagai pola. berkelok-kelok sudut selulosa membentuk dasar untuk komposit alami kekuatan besar dan ketahanan. Sebuah morfologi yang sama ada di kapas selulosa (Sperling, 2006).
2.3. Selulosa Asetat Selulosa asetat merupakan ester asam organik dari selulosa yang telah lama
dikenal di dunia. Produksi selulosa asetat adalah yang terbesardari semua turunan selulosa. Selulosa asetat pertama kali dikenalkan oleh Schutzanberger pada tahun 1865. Pada tahun 1879, Franchimont melaporkan penggunaan asam sulfat sebagai katalis untuk asetilasi, dimana katalis ini masih sangat biasa digunakan untuk produksi selulosa asetat secara komersial.
Proses pembuatan selulosa asetat selanjutnya disempurnakan oleh Miles pada tahun 1903 dan Von Bayer pada tahun 1906, selanjutnya dibawah pengawasan Camille dan Henri Dreyfus untuk pertama kalinya direalisasikan proses selulosa asetat dalam skala besar di Inggris. Selulosa asetat banyak digunakan untuk berbagai macam hal, yaitu sebagai bahan untuk pembuatan benang tenunan dalam industri tekstil, sebagai filter pada sigaret, bahan untuk lembaran-lembaran plastik, film dan juga cat. Oleh karena itu selulosa asetat merupakan bahan industri yang cukup penting peranannya.
Selulosa asetat merupakan serat yang sangat mudah dihasilkan dengan biaya yang rendah dan kualitas produk yang baik. Selulosa asetat digunakan dalamberbagai industri seperti pembuatan tekstil, plastik, fiber, dan filter rokok. Adapun sifat selulosa asetat yang membedakan dengan serat sintetis lainnya adalah :
Universitas Sumatera Utara

• Termoplastik • Selektif absorpsi dan dapat membuang beberapa bahan organik dengan kadar
rendah • Mudah digabungkan dengan plasticizers, panas, dan tekanan • Selulosa asetat larut pada kebanyakan pelarut (terutama aseton dan pelarut
organik) dan dapat dimodifikasi agar dapat dilarutkan dengan pelarut alternatif, termasuk air • Hidrofilik, membuat selulosa asetat gampang basah, dengan pengantar cairan yang baik dan absorpsi yang bagus • Area permukaan luas • Terbuat dari sumber yang dapat diperbaharui : • resistan untuk mold dan mildew • Mudah hancur dengan larutan alkali kuat dan agen oksidasi kuat • Dapat dibersihkan atau dikeringkan dengan mudah Selulosa itu sendiri merupakan bahan dasar yang penting bagi industri, seperti : pabrik kertas, pabrik sutera tiruan, dll. Molekul selulosa seluruhnya berbentuk linear dan memiliki kecenderungan kuat untuk membentuk ikatan hydrogen intra dan inter molekul. Ketersediaan selulosa dalam jumlah besar akan membentuk serat yang kuat, tidak larut dalam air, tidak larut dalam pelarut organic dan berwarna putih.
2.4. Kegunaan Selulosa Asetat Selulosa asetat mempunyai rumus molekul [C6H7O2(OCOCH3)3]x, berwujud
padat dengan bentuk granula atau serbuk dan berwarna putih. Karena keseragamannya dalam kualitas, kemudahan dalam pewarnaan dan berbagai karakteristik estetika lainnya, menjadikan selulosa asetat sebagai pilihan dalam pembuatan pakaian wanita dan keperluan kain pada rumah tangga. Selulosa asetat bersifat hidrofobik dan memiliki sifat yang mudah untuk dibentuk, quick drying, tidak mudah berkerut, dan stabilitas tinggi.( Mc. Ketta, 1997 ). Pemakaian penting lainnya adalah sebagai filter pada sigaret, membran filtrasi, untuk produksi lembaran-lembaran plastik, film, dan juga cat.
Universitas Sumatera Utara

2.5. Proses Pembuatan Selulosa Asetat Selulosa asetat merupakan hasil reaksi dari selulosa dan asetatanhidrid, yang
merupakan produk senyawa dari gugus hidroksil dan asam,berupa ester. Ada 3 proses utama yang biasa digunakan untuk mengubahselulosa menjadi selulosa asetat yaitu; 1. Solvent process (proses dengan pelarut)
Merupakan proses yang paling umum dan biasa digunakan. Pada proses asetilasi digunakan asetat anhidrid sebagai solvent dan berlangsung dengan kehadiran asam asetat glasial sebagai diluents serta asam sulfat sebagai katalis. 2. Solution process (proses larutan) Methylene cloride menggantikan semua atau sebagian asam asetat dan aksinya sebagai solvent bagi selulosa asetat yang terbentuk. 3. Heterogeneous process ( proses heterogen ) Cairan organik inert, seperti benzene ligroin digunakan sebagai nonsolvent untuk menjaga selulosa terasetilasi yang telah terbentuk dalam larutan.
Proses yang digunakan pada perancangan proses ini yaitu proses dengan pelarut asam asetat dengan reaktan utama asetat anhidrid dan katalis asam sulfat karena memiliki keuntungan pada proses asetilasi yang menghasilkan derajat asetilasi yang tinggi yaitu 2,50 – 2,95 (Mc Ketta, 1997).
Tahapan proses produksi selulosa asetat adalah sebagai berikut: 1. Proses Pembuatan Pulp dari Kulit Buah Kakao. 2. Proses Pengubahan Pulp Menjadi Selulosa Asetat dengan Menggunakan Proses
Asetilasi. 3. Proses Pemurnian Produk Selulosa Asetat dan Recovery Asam Asetat Sisa.
2.6. Deskripsi Proses 2.6.1. Proses Pembentukan Pulp dari Kulit Buah Kakao
Proses pembentukan pulp yang berasal dari Kulit Buah Kakao dengan menggunakan proses pulping diikuti dengan bleaching. Kulit Buah Kakao didalam gudang penyimpanannya diperkecil ukurannya pada unit disk chipper hingga berdiameter 50 mm. Kulit Buah Kakao yang telah dicacah dibawa ke tahap ekstraksi dengan menggunakan elevator.
Universitas Sumatera Utara

Larutan NaOH 12% dipompakan menuju tangki ekstraksi. Proses ekstraksi menggunakan pelarut NaOH 12% bertujuan untuk melarutkan lignin di dalam kulit buah kakao. Tangki ekstraksi dilengkapi dengan pengaduk. Perbandingan antara kulit kakao dengan NaOH 12% adalah 1:10 (b/v). Proses ekstraksi berlangsung selama 3 jam dengan temperatur 100oC dan konsistensi air sebanyak 10% di dalam pulp. Media yang digunakan untuk memanaskan reaktor menjadi 100oC adalah steam yang dialirkan melalui jaket reaktor.
Pulp hasil ekstraksi dialirkan ke dalam Rotary Washer I dengan menggunakan pompa. Media yang digunakan untuk mencuci pada unit adalah air proses dengan suhu 30OC. Perbandingan air proses dengan bahan yang dicuci adalah 2,5 : 1 (Kirk & Othmer, 1978). Efesiensi pencucian pada alat ini adalah 98% (European Commission, 2001). Selanjutnya, pulp akan dibawa ke unit bleaching.
Keluaran dari Rotary Washer I dialirkan dengan pompa ke dalam tangki bleaching. Tangki bleaching digunakan untuk menghilangkan lignin yang tersisa dari proses ekstraksi. Di dalam tangki bleaching dimasukkan pulp serta larutan NaOCl 6% dengan perbandingan 1:20 (b/v). Tangki dilengkapi dengan pengaduk untuk mengaduk campuran. Proses bleaching berlangsung selama 60 menit pada suhu 60OC dan konsistensi air di dalam pulp 10%.
Setelah melewati tahap bleaching, bleached pulp dimasukkan ke dalam unit pencucian Rotary Washer II (RW-102) yang bertujuan agar pulp yang dihasilkan bersih dari sisa bahan kimia pemutih (NaOCl). Media pencucian yang digunakan adalah air proses yang masuk ke unit RW-102 pada 30oC. Perbandingan air proses dengan bahan yang dicuci adalah 2,5 : 1 (Kirk & Othmer, 1978). Efesiensi pencucian pada alat ini adalah 98% (European Commission, 2001).
Kemudian pulp dipompakan menuju unit pengeringan pulp. Pulp dikeringkan dengan menggunakan rotary dryer. Media pemanas yangdigunakan pada unit ini adalah steam. Kandungan air yang diharapkan pada keluaran Rotary dryer adalah sebesar 10% yang merupakan sarat kandungan air pada pulp untuk memasuki unit asetilasi. Pulp didinginkan pada blow box denganmenggunakan media udara pendingin untuk menurunkan panas dari pulp hinggasuhu produk adalah 30oC.
Universitas Sumatera Utara

2.6.2. Proses Pengubahan Pulp Menjadi Selulosa Asetat dengan Menggunakan Proses Asetilasi
Pulp dibawa dengan menggunakan belt conveyor ke tangki pencampur yang terbuat dari stainless steel dan dilengkapi dengan pengaduk. Asam asetat glasial sebanyak 35% dari jumlah selulosa dipompakan dari tangki penyimpanannya ke tangki pencampur untuk proses aktivasi pulp dalam penyeragaman selulosa (pretreatment) (Yamashita et al, 1986). Kondisi operasi unit pencampur adalah 50oC dengan pengadukan selama 30 menit. Pencapaian suhu 50oC dalam unit pencampur dikarenakan oleh aliran masuk dari air panas pada jaket tangki pencampur. Fasa pada proses ini adalah bubur (slurry). Pulp yang diaktivasi dimasukkan ke dalam reaktor asetilasi yang dilengkapi dengan pengaduk dan jaket pemanas. Reaktan asetat anhidrid dari tangki penyimpanannya dipompakan sebanyak 247% dari berat selulosa serta asam asetat dari tangki penyimpanannya dipompakan sebanyak 438% dari berat selulosa menuju reaktor (Yamashita et al, 1986). Selanjutnya katalis asam sulfat pekat 98% dari tangki penyimpanan sebanyak 3,8% dari berat selulosa dipompakan menuju reactor asetilasi (Yamashita et al, 1986). Kondisi operasi dalam reaktor adalah 70oC dan waktu reaksi selama 1 jam. Reaksi keseluruhan yang terjadi dalam reaktor dalam perubahan selulosa menjadi selulosa triasetat adalah sebagai berikut:

OH OCOCH3

C6H7O2 OH + 3(CH3CO)2O

C6H7O2OCOCH3+ 3CH3COOH

OH OCOCH3

Selulosa

Asetat Anhidrid Selulosa Triasetat Asam Asetat

Dimana cellulosa adalah cincin anhidroglukosa tanpa grup -OH dan Ac merupakan gugus asetil, COCH3. Reaksi diatas menunjukkan bahwa 3 mol asetat anhidrid bereaksi dengan 1 mol selulosa untuk menghasilkan 1 mol selulosa triasetat dan 3 mol asam asetat. Pada proses ini, seluruh selulosa dapat diubah menjadi selulosa triasetat (Lewin, 2001).
Setelah proses asetilasi, produk hasil reaktor asetilasi selanjutnya dihidrolisis dalam tangki hidrolizer pada suhu 120oC dengan media pemanas yaitu steam selama

Universitas Sumatera Utara

2 jam dengan penambahan air sebanyak 71% dari berat selulosa lalu diaduk-aduk secara perlahan sehingga akan terbentuk serpihan padatan (flake) selulosa asetat (Yamashita et al, 1986). Unit hidrolisasi bertujuan untuk mematangkan (ripening step) selulosa triasetat menjadi selulosa asetat serta menghentikan reaksi asetilasi dan menghidrolisis seluruh sisa asetat anhidrid membentuk asam asetat. Reaksi utama yang terjadi dalam tangki hidroliser adalah sebagai berikut :

OCOCH3

OH

C6H7O2OCOCH3+ H2O

C6H7O2OCOCH3

OCOCH3

OCOCH3

Selulosa triasetat Air Selulosa Asetat Asam Asetat

+ CH3COOH

Setelah melalui proses hidrolisis, maka produk keluaran tangki hidroliser dialirkan ke cooler, untuk menurunkan suhu produk yang tadinya 120oC menjadi 90oC dengan menggunakan media air pendingin. Penurunan suhu produk unit pendingin menjadi 50oC. Produk keluaran unit pendingin dialirkan ke centrifuge
bertujuan untuk memisahkan asam sulfat,asam asetat dan air dalam campuran.

2.6.3. Proses Pemurnian Produk Selulosa Asetat dan Recovery Asam Asetat Sisa Tahap ini bertujuan untuk : - Memisahkan padatan selulosa asetat dari fase cairnya. - Mengeringkan padatan selulosa asetat. Setelah dihidrolisis, campuran dari tangki hidrolisis dialirkan menuju
centrifuge untuk dilakukan pemisahan. Centrifuge bekerja untuk memisahkan padatan selulosa asetat dari fase cairnya dengan efisiensi alat sebesar 98%. Endapan berupa selulosa asetat dalam bentuk serpihan padatan (flake) kemudian dikeringkan dengan menggunakan rotary dryer yang dibawa dengan menggunakan screwconveyor, sedangkan larutan sisa masuk ke dalam dekanter untuk proses recovery asam asetat.
Rotary dryer dioperasikan pada tekanan 1 atm dengan suhu 100oC. Kemudian dari rotary dryer, produk dibawa dengan belt conveyor menuju blow box untuk menurunkan suhu produk keluaran dari rotary dryer. Produk akhir berupa selulosa

Universitas Sumatera Utara

asetat dibawa dengan menggunakan bucket elevator menuju gudang penyimpanan selulosa asetat.
Sementara itu, larutan dari centrifuge dialirkan ke tangki decanter untuk memisahkan larutan asam asetat dari padatan terlarut. Fasa berat dialirkan ke utilitas sedangkan larutan sisa dipompakan menuju tangki asam asetat sisa. 2.7. Sifat Bahan Baku dan Produk 2.7.1. Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku a. Kulit Buah Kakao Sifat Fisis :
• Wujud : padat • Sg : 1,6 g/cm3 • Rumus molekul : (C6H7O2(OH)3)x • Kapasitas panas : 0,32 Cal/g.oC Sifat Kimia : Reaksi esterifikasi selulose dengan asam asetat anhidrid :

C6H7O2(OH)3 + H2SO4 + 3(CH3CO)2O

OSO2OH

C6H7O2

+ 4CH3COOH

(OCOCH3)2

b. Asetat Anhidrid

Sifat Fisis :

• Wujud : cair

• Kenampakan : jer