Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Poli Asam Laktat (PLA) Dari Dekstrosa dengan Kapasitas Produksi 7.000 Ton/Tahun.

PRA RANCANGAN PABRIK
PEMBUATAN POLI ASAM LAKTAT (PLA)
DARI DEKSTROSA
DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 7.000 TON/TAHUN
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia

OLEH :
AGUS BOY SIMANJUNTAK
NIM : 060405001

D E P A R T E M E N T E K N IK K I M I A
F A K U L T A S

T E K N I K

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
M E D A N
2011

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas berkat
dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul :
Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Poli Asam Laktat (PLA) Dari
Dekstrosa dengan Kapasitas Produksi 7.000 Ton/Tahun.
Tugas Akhir ini disusun untuk melengkapi salah satu syarat mengikuti ujian
sarjana pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera
Utara.
Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, Penulis banyak menerima bantuan dan
bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini juga, Penulis mengucapkan
terima kasih kepada :
1. Bapak Dr.Ir. Hamidah Harahap, MSc sebagai Dosen Pembimbing I yang telah
memberikan bimbingan selama menyelesaikan tugas akhir ini.
2. Bapak Dr.Ir.Irvan, M.Si sebagai Dosen Pembimbing II yang telah memberikan
bimbingan selama menyelesaikan tugas akhir ini.
3. Bapak Dr. Ir. Irvan, MSi sebagai ketua Departemen Teknik Kimia dan Ibu
Dr.Ir.Fatimah, MT sebagai sekretaris Departemen Teknik Kimia Universitas
Sumatera Utara

4. Ibu Ir. Renita Manurung, MT sebagai Koordinator Tugas Akhir Departemen
Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
5. Seluruh Dosen Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara yang telah memberikan ilmu kepada penulis selama menjalani
studi di Departemen Teknik Kimia FT USU.
6. Para pegawai administrasi Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan
bantuan kepada penulis selama mengenyam pendidikan di Departemen Teknik
Kimia FT USU.
7. Dan yang paling istimewa Orangtua Penulis yaitu Ayahanda Drs.P.Simanjuntak
dan Ibunda R.Sinurat, yang telah banyak mencurahkan kasih sayang yang
berlimpah kepada penulis, selalu memberikan motivasi, dukungan, semangat
serta tak henti – hentinya mendoakan penulis.

Universitas Sumatera Utara

8. Dan juga untuk saudara penulis; Suyanthi D.R.Simanjuntak, SE, Irwan
P.Simanjuntak, S.Pi,

Dewi Fitri Simanjuntak, S.Pd, dan Jerry Roni Tua

Simanjuntak, yang selalu memberikan motivasi, dukungan, semangat serta tak
henti – hentinya mendoakan penulis.
9. Teman seperjuangan Naria Simangunsong sebagai partner penulis dalam
penyelesaian Tugas Akhir ini.
10. Buat kak Dahlia Tampubolon, ST yang telah banyak memberikan saran dan
masukan serta semangat dalam pengerjaan tugas akhir ini.
11. Dan juga teman-teman angkatan 2006 dan abang dan kakak senior serta adikadik junior stambuk ’07, ’08, ’09, dan ’10 yang telah banyak memberikan
masukan, dukungan, dan semangat.
12. Serta buat kekasih hati, Novrida Nainggolan, S.Ked yang selalu menyemangati
dan mengingatkan penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
13. Seluruh pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu namanya yang juga turut
memberikan bantuan kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

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 pada penulisan berikutnya.
Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Agustus 2011
Penulis,

Agus Boy Simanjuntak

Universitas Sumatera Utara

INTISARI

Plastik telah dikenal luas dalam kehidupan manusia. Berbagai barang
kebutuhan hidup mulai barang-barang sederhana hingga barang-barang berteknologi
terus meningkat menumbuhkan kekhawatiran mengenai dampak buruknya terhadap
lingkungan. Penanganan sampah plastik antara lain dilakukan dengan cara daur
ulang, pembakaran (incineration), dan penguburan (landfill). Pembakaran sampah
plastik menghasilkan zat-zat beracun yang berbahaya bagi makhluk hidup, sementara
cara penguburan tidak efektif karena plastik sangat sulit terdegradasi. Salah satu cara
yang dikembangkan untuk mengatasi masalah sampah plastik adalah penggunaan
plastik biodegradable. Poli Asam laktat yang diproduksi 7.000 ton/tahun dengan 350
hari kerja dengan bahan baku dekstrosa pada bakteri lactobacillus delburkcii. Lokasi
pabrik pembuatan PLA ini direncanakan didirikan di daerah Sidoarjo,Jawa timur
dengan luas areal 20.000 m2, tenaga kerja yang dibutuhkan 153 orang dengan bentuk
badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang direktur utama

dengan struktur organisasi sistem garis.

Hasil analisa ekonomi pabrik Poli Asam Laktat adalah sebagai berikut:




















Total Modal Investasi

:

Rp 222.544.376.585,-

Biaya Produksi

:

Rp 193.418.510.979,-

Hasil Penjualan

:

Rp.266.344.630.031,-

Laba Bersih

:

Rp 50.810.541.919,-

Profit Margin

:

27,24 %

Break Even Point

:

55,69 %

Return on Investment

:

22,83 %

Pay Out Time

:

4,38 tahun

Return on Network

:

38,05 %

Internal Rate of Return

:

36,91 %

Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa pabrik pembuatan
Poli Asam laktat ini layak untuk didirikan.

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
Hal
KATA PENGANTAR ............................................................................................i
INTISARI ............................................................................................................ iii
DAFTAR ISI ........................................................................................................ iv
DAFTAR TABEL ...............................................................................................vii
DAFTAR GAMBAR ...........................................................................................xii
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xiii
BAB I

PENDAHULUAN ............................................................................ I-1
1.1 Latar Belakang ................................................................................. I-1

1.2 Perumusan Masalah .......................................................................... I-4
1.3 Tujuan Perancangan Pabrik ............................................................... I-4
1.4 Manfaat Perancangan .......................................................................... I-4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................... II-1

2.1 Poli Asam Laktat (PLA) ................................................................... II-1
2.2 Aplikasi PLA sebagai pengganti plastik konvensinal ......................... II-2
2.3 Proses Pembuatan Poli Asam Laktat ................................................. II-4
2.3.1 Fermentasi Asam Laktat .......................................................... II-5
2.3.2 Polimerisasi Asam Laktat ......................................................... II-7
2.4 Deskripsi Proses ............................................................................. II-10
2.5 Sifat- sifat Reaktan , Bahan pembantu dan Produk ............................ II-12
BAB III

NERACA MASSA ............................................................................III-1

BAB IV

NERACA ENERGI ......................................................................... IV-1

BAB V

SPESIFIKASI PERALATAN ........................................................... V-1

BAB VI

INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ................... VI-1

6.1 Instrumentasi ..................................................................................... VI-1
6.1.1 Tujuan Pengendalian .............................................................. VI-3
6.1.2 Jenis-jenis Pengendalian dan Alat Pengendali ........................ VI-3
6.1.3 Syarat Perancangan Pengendalian ........................................ VI-10
6.2 Keselamatan Kerja .......................................................................... VI-13
6.3 Keselamatan Kerja Pabrik ............................................................... VI-14
6.3.1 Pencegahan Terhadap Kebakaran dan Peledakan ................ VI-14

Universitas Sumatera Utara

6.3.2 Peralatan perlindungan Diri .................................................. VI-16
6.3.3 Keselamatan Kerja terhadap Listrik...................................... VI-16
6.3.4 Pencegahan Terhadap Gangguan Kesehatan ......................... VI-17
6.3.5 Pencegahan terhadap Bahaya Mekanis ................................. VI-17
BAB VII UTILITAS....................................................................................... VII-1
7.1 Kebutuhan Steam (Uap) .................................................................... VII-1
7.2 Kebutuhan Air .................................................................................. VII-2
7.2.1 Screening............................................................................. VII-6
7.2.2 Klarifikasi ........................................................................... VII-6
7.2.3 Filtrasi ................................................................................. VII-7
7.2.4 Demineralisasi ..................................................................... VII-8
7.2.5 Deaerator ........................................................................... VII-11
7.3 Kebutuhan Listrik ........................................................................... VII-11
7.4 Kebutuhan Bahan Bakar ................................................................. VII-13
7.5 Unit Pengolahan Limbah ............................................................... VII-14
7.6 SpesifikasPeralatan Utilitas............................................................ VII-21
BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ...................................... VIII-1

BAB IX

8.1

Lokasi Pabrik .......................................................................... VIII-4

8.2

Tata Letak Pabrik .................................................................... VIII-7

8.3

Perincian Luas Areal Pabrik .................................................... VIII-9

ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN .................. IX-1
9.1

Organisasi Perusahaan .............................................................. IX-1

9.2

Manajemen Perusahaan ............................................................. IX-4

9.3

Bentuk Hukum Badan Usaha .................................................... IX-5

9.4

Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab........................ IX-6

9.5

Sistem Kerja ............................................................................. IX-8

9.6

Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan .............................. IX-10

9.7

Sistem Penggajian ................................................................... IX-12

9.8 Tata Tertib ............................................................................... IX-13
9.9 JAMSOSTEK dan Fasilitas Tenaga Kerja ................................ IX-14
BAB X

ANALISA EKONOMI ...................................................................... X-1
10.1 Modal Investasi........................................................................... X-1

Universitas Sumatera Utara

10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/ Total Cost (TC) .............................. 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
BAB XI

KESIMPULAN ................................................................................ XI-1

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... XII-1
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

Tabel 3.1

Neraca Massa pada Tangki Pencampur Bahan Baku (M-101) ............. III-2

Tabel 3.2

Neraca Massa pada Fermentor (R-101).............................................. III-2

Tabel 3.3

Neraca Massa pada Tangki Koagulasi (R-102).................................... III-2

Tabel 3.4

Neraca Massa pada Tangki Pencampur (M-102) ................................. III-3

Tabel 3.5

Neraca Massa pada Disk Centrifuge (CF-101) .................................... III-3

Tabel 3.6

Neraca Massa pada Evaporator I (EV-101) ........................................ III-3

Tabel 3.7

Neraca Massa pada Tangki Asidifikasi (R-103).................................... III-3

Tabel 3.8

Neraca Massa pada Pencampur Asam Sulfat(M-103).......................... III-4

Tabel 3.9

Neraca Massa pada Filter press (FP-101) ........................................... III-4

Tabel 3.10 Neraca Massa pada Tangki Penampung (TA-107) ............................. III-4
Tabel 3.11 Neraca Massa pada Evaporator II (EV-102) ....................................... III-4
Tabel 3.12 Neraca Massa pada Evaporator III (EV-103)....................................... III-5
Tabel 3.13 Neraca Massa pada Evaporator IV (EV-104) ...................................... III-5
Tabel 3.14 Neraca Massa pada Destilasi (DI-201) ................................................ III-5
Tabel 3.15 Neraca Massa pada Reaktor prepolimerisasi (R-204) .......................... III-6
Tabel 3.16 Neraca Massa pada Reaktor Polimerisasi (R-205) ............................... III-6
Tabel 3.17 Neraca Massa pada Centrifuge (CF-201) ........................................... III-6
Tabel 3.18

Neraca Massa pada Cristalizer (CR-201)............................................. III-7

Tabel 4.1

Neraca energi pada Fermentor (R-101) ............................................... IV-1

Tabel 4.2

Neraca energi pada Tangki Koagulasi (R-102) .................................... IV-2

Tabel 4.3

Neraca energi pada Evaporator I (EV-101) ......................................... IV-2

Tabel 4.4

Neraca energi pada Tangki Asidifikasi (R -103).................................. IV-2

Tabel 4.5

Neraca energi pada Evaporator II (EV-102) ........................................ IV-3

Tabel 4.6

Neraca energi pada Evaporator III (EV-103) ....................................... IV-3

Tabel 4.7

Neraca energi pada Evaporator IV (EV-104)....................................... IV-3

Tabel 4.8

Neraca energi pada Reaktor Prepolimerisasi (R-204) .......................... IV-3

Tabel 4.9

Neraca energi pada Cooler (E-101) .................................................... IV-4

Tabel 4.10 Neraca energi pada Kondensor ( E-202).............................................. IV-4
Tabel 4.11 Neraca energi pada Reboiler (E-203) ................................................. IV-4
Tabel 4.12 Neraca energi pada Cooler (EV-204) .................................................. IV-5

Universitas Sumatera Utara

Tabel 4.13 Neraca energi pada Reaktor Polimerisasi (R -205) .............................. IV-5
Tabel 6.1 Daftar penggunaan instrumentasi pada Pra-rancangan Pabrik PLA ...... VI-10
Tabel 7.1

Kebutuhan Uap .................................................................................. VII-1

Tabel 7.2

Kebutuhan Air Pendingin .................................................................. VII-2

Tabel 7.3

Kebutuhan Air Proses Pabrik Pembuatan Poli Asam Laktat ............... VII-3

Tabel 7.4

Pemakaian Air untuk Berbagai Kebutuhan ......................................... VII-4

Tabel 7.5

Kualitas Air Sungai Surabaya (Kali Mas) .......................................... VII-5

Tabel 8.1

Perincian Luas Tanah ....................................................................... VIII-9

Tabel 9.1

Susunan Jadwal Shift Karyawan ......................................................... IX-9

Tabel 9.2

Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya ................................................ IX-10

Tabel 9.3

Perincian Gaji Karyawan ................................................................... IX-12

Tabel LA-1 Neraca Massa pada Tangki Pencampur Bahan Baku (M-101) ............ LA-3
Tabel LA-2 Neraca Massa pada Fermentor (R-101)............................................. LA-4
Tabel LA-3 Neraca Massa pada Tangki Koagulasi (R-102)................................... LA-5
Tabel LA-4 Neraca Massa pada Tangki Pencampur (M-102) ................................ LA-6
Tabel LA-5 Neraca Massa pada Disk Centrifuge (CF-101) ................................... LA-7
Tabel LA-6 Neraca Massa pada Evaporator I (EV-101) ....................................... LA-8
Tabel LA-7 Neraca Massa pada Tangki Asidifikasi (R-103)................................. LA-10
Tabel LA-8 Neraca Massa pada Pencampur Asam Sulfat(M-103)....................... LA-11
Tabel LA-9 Neraca Massa pada Filter press (FP-101) ........................................ LA-12
Tabel LA-10 Neraca Massa pada Tangki Penampung (TA-107) .......................... LA-12
Tabel LA-11 Neraca Massa pada Evaporator II (EV-102) .................................... LA-13
Tabel LA-12 Neraca Massa pada Evaporator III (EV-103).................................... LA-14
Tabel LA-13 Neraca Massa pada Evaporator IV (EV-104) ................................... LA-15
Tabel LA-14 Neraca Massa pada Destilasi (DI-201) ............................................. LA-16
Tabel LA-15 Neraca Massa pada Reaktor prepolimerisasi (R-204) ....................... LA-22
Tabel LA-16 Neraca Massa pada Reaktor Polimerisasi (R-205) ............................ LA-24
Tabel LA-17 Neraca Massa pada Centrifuge (CF-201) ........................................ LA-25
Tabel LA-18 Neraca Massa pada Cristalizer (CR-201).......................................... LA-26
Tabel LB-1.1 Nilai konstanta a, b, c, d dan e untuk perhitungan Cp gas ................ LB-1
Tabel LB-1.2 Nilai konstanta a, b, c, d dan e untuk perhitungan Cp cairan ............ LB-2
Tabel LB-1.3 Nilai Kapasitas Panas Liquid .......................................................... LB-2

Universitas Sumatera Utara

Tabel LB-1.4 Tabel Kontribusi Unsur Atom dengan Metode Hurst dan Harrison .. LB-3
Tabel LB-1.5 Data Kapasitas Panas Berbagai zat .................................................. LB-4
Tabel LB-2.1 Data Panas Pembentukan Standar .................................................. LB-4
Tabel LB-2.2 Kontribusi Gugus Panas Reaksi Pembentukan ................................ LB-4
Tabel LB-3.1 Panas Laten .................................................................................... LB-5
Tabel LB-4.1 Neraca Panas Fermentor ................................................................ LB-8
Tabel LB-4.2 Perhitungan Panas Masuk Tangki Koagulasi ................................... LB-9
Tabel LB-4.3 Perhitungan Panas Keluar pada Tangki Koagulasi ........................... LB-9
Tabel LB-4.4 Panas Reaksi Standar .................................................................... LB-10
Tabel LB-4.5 Neraca Panas Tangki koagulasi .................................................... LB-11
Tabel LB-4.6 Neraca Panas Masuk Evaporator I ................................................. LB-12
Tabel LB-4.7 Panas Laten air............................................................................. LB-12
Tabel LB-4.8 Neraca Panas keluar Evaporator I................................................ LB-12
Tabel LB-4.9 Neraca Panas Evaporator I .......................................................... LB-13
Tabel LB-4.10 Neraca Panas Masuk Tangki Asidifikasi .................................... LB-14
Tabel LB-4.11 Neraca Panas Keluar Tangki Asidifikasi ..................................... LB-14
Tabel LB-4.12 Panas Reaksi Standar ................................................................... LB-14
Tabel LB-4.13 Neraca Panas Tangki Asidifikasi................................................... LB-15
Tabel LB-4.14 Neraca Panas Masuk TA-107 ....................................................... LB-16
Tabel LB-4.15 Panas Laten Air ........................................................................... LB-17
Tabel LB-4.16 Neraca Panas Keluar Evaporator II .............................................. LB-17
Tabel LB-4.17 Neraca Panas Evaporator II ........................................................... LB-18
Tabel LB-4.18 Panas Laten Air ........................................................................... LB-19
Tabel LB-4.19 Neraca Panas Keluar Evaporator III .............................................. LB-19
Tabel LB-4.20 Neraca Panas Evaporator III.......................................................... LB-20
Tabel LB-4.21 Panas Laten Air ........................................................................... LB-21
Tabel LB-4.22 Neraca Panas Keluar Evaporator IV ............................................. LB-21
Tabel LB-4.23 Neraca Panas Evaporator IV ......................................................... LB-22
Tabel LB-4.24 Neraca Panas Masuk Reaktor Prepolimerisasi ............................... LB-22
Tabel LB-4.25 Data Temperatur titik didih pada kondisi operasi Reaktor ............ LB-23
Tabel LB-4.26 Data Panas laten ........................................................................... LB-23
Tabel LB-4.27 Neraca Panas Keluar .................................................................... LB-23

Universitas Sumatera Utara

Tabel LB-4.28 Panas Reaksi Standar 298,15 K .................................................... LB-24
Tabel LB-4.29 Neraca Panas Reaktor Prepolimerisasi .......................................... LB-24
Tabel LB-4.30 Neraca Panas Keluar cooler (E-101) ............................................. LB-25
Tabel LB-4.31 Neraca Panas Cooler (E-101) ........................................................ LB-25
Tabel LB-4.32 Trial Titik Didih umpan masuk Kolom Destilasi ........................... LB-26
Tabel LB-4.33 Trial Titik Embun Destilat ............................................................ LB-26
Tabel LB-4.34 Neraca Panas Masuk Kondensor .................................................. LB-27
Tabel LB-4.35 Neraca Panas Keluar Kondensor .................................................. LB-27
Tabel LB-4.36 Neraca Panas Kondensor.............................................................. LB-28
Tabel LB-4.37 Trial Titik Gelembung bottom .................................................... LB-28
Tabel LB-4.38 Neraca Panas Masuk Reboiler ...................................................... LB-29
Tabel LB-4.39 Neraca Panas Keluar Reboiler ...................................................... LB-29
Tabel LB-4.40 Neraca Panas Reboiler ................................................................. LB-30
Tabel LB-4.41 Neraca Panas Keluar Cooler (E-204)............................................ LB-30
Tabel LB-4.42 Neraca Panas Cooler (E-204) ....................................................... LB-31
Tabel LB-4.43 Neraca Panas Keluar Reaktor Polimerisasi ................................... LB-31
Tabel LB-4.44 Neraca Panas Reaksi Standar ....................................................... LB-32
Tabel LB-4.45 Neraca Panas Reaktor Polimerisasi .............................................. LB-33
Tabel LC-1

Kapasitas bahan Baku Padatan ....................................................... LC-1

Tabel LC-2

Perencanaan Susunan Bahan baku .................................................. LC-2

Tabel LC-3

Komposisi bahan pada Mixer (M-101) ........................................... LC-8

Tabel LC-4

Komposisi bahan pada Mixer (M-102) ......................................... LC-10

Tabel LC-5

Komposisi bahan pada Mixer (M-103) ......................................... LC-13

Tabel LC-6

Komposisi bahan pada Fermentor (R-101) ................................... LC-16

Tabel LC-7

Komposisi bahan masuk pada Tangki Koagulasi (R-102)............. LC-20

Tabel LC-8

Komposisi Bahan pada Asidifikasi (R-103) .................................. LC-24

Tabel LC-9

Komposisi bahan masuk pada Reaktor Prepolimerisasi (R-203) ... LC-27

Tabel LC-10

Komposisi bahan pada Reaktor Polimerisasi (R-204) .................. LC-32

Tabel LC-11

Komposisi bahan pada tangki penampung Ca-Laktat ................... LC-34

Tabel LC-12

Komposisi bahan pada tangki penampung Asam Laktat ............... LC-35

Tabel LC-13

Komposisi bahan pada tangki penampung Laktida ....................... LC-38

Tabel LC-14

Komposisi bahan pada alur Vd destilasi (D-201) .......................... LC-67

Universitas Sumatera Utara

Tabel LC-15

Komposisi bahan pada alur Lb destilasi (D-201) .......................... LC-67

Tabel LC-16

Komposisi bahan masuk ke disk centrifuge (CF-102)................. LC-114

Tabel LC-17

Komposisi bahan masuk ke disk centrifuge (CF-103)................. LC-116

Tabel LC-18

Komposisi bahan masuk bahan baku ......................................... LC-119

Tabel LD-1

Perhitungan Entalphi dalam penentuan tinggi Menara Pendingin LD-32

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-6

Tabel LE-4

Estimasi 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

Perician Biaya Kas ........................................................................ LE-16

Tabel LE-8

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

Tabel LE-9

Aturan Depresiasi sesuai UU RI No.17 tahun 2000 ....................... LE-18

Tabel LE-10

Perkiraan Biaya Depresiasi sesuai UU RI No.17 tahun 2000 ......... LE-19

Tabel LE-11

Data perhitungan BEP................................................................... LE-27

Tabel LE-12

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

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1

Klasifikasi Polimer yang dapat terbiodegradasi .............................. I-2

Gambar 2.1

Rumus Stuktur Poli Asam Laktat .................................................. II-1

Gambar 2.2

Metode sintesa poli asam laktat untuk mendapatkan berat molekulII-5

Gambar 2.3

Potensi Produk dan teknologi asam laktat ..................................... II-6

Gambar 2.4

Reaksi Prapolimerisasi ................................................................ II-11

Gambar 6.1

Diagram Balok Sistem Pengendalian Feedback........................... VI-4

Gambar 6.2

Sebuah loop Pengendalian .......................................................... VI-5

Gambar 6.3

Instrumentasi tangki bahan baku ............................................... VI-11

Gambar 6.4

Instrumentasi pada fermentor .................................................... VI-12

Gambar 6.5

Instrumentasi pada Evaporator ................................................. VI-12

Gambar 6.6

Instrumentasi Pada Alat Penukar Panas .................................... VI-12

Gambar 6.7

Instrumentasi pada Kolom Destilasi .......................................... VI-13

Gambar 6.8

Instrumentasi pada pompa ........................................................ VI-13

Gambar 8.1

Tata Letak Pra Rancangan Pabrik Pembuatan PLA ................. VIII-11

Gambar 9.1

Struktur Organiasi Pabrik Pembuatan PLA ............................... IX-16

Gambar LD-1 Sketsa Sebagian Bar Screen (dilihat dari atas) ............................ LD-2
Gambar LE-1 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan dan Tangki
Pelarutan.(Peters, 2004)........................................................................... LE-5
Gambar LE-2 Kurva Break Even Point Pabrik pembuatan PLA dari Dekstrosa ... LE-28

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ..................................... LA-1
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS ...................................... LB-1
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN ..................... LC-1
LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS... LD-1
LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI ..................................... LE-1

Universitas Sumatera Utara

INTISARI

Plastik telah dikenal luas dalam kehidupan manusia. Berbagai barang
kebutuhan hidup mulai barang-barang sederhana hingga barang-barang berteknologi
terus meningkat menumbuhkan kekhawatiran mengenai dampak buruknya terhadap
lingkungan. Penanganan sampah plastik antara lain dilakukan dengan cara daur
ulang, pembakaran (incineration), dan penguburan (landfill). Pembakaran sampah
plastik menghasilkan zat-zat beracun yang berbahaya bagi makhluk hidup, sementara
cara penguburan tidak efektif karena plastik sangat sulit terdegradasi. Salah satu cara
yang dikembangkan untuk mengatasi masalah sampah plastik adalah penggunaan
plastik biodegradable. Poli Asam laktat yang diproduksi 7.000 ton/tahun dengan 350
hari kerja dengan bahan baku dekstrosa pada bakteri lactobacillus delburkcii. Lokasi
pabrik pembuatan PLA ini direncanakan didirikan di daerah Sidoarjo,Jawa timur
dengan luas areal 20.000 m2, tenaga kerja yang dibutuhkan 153 orang dengan bentuk
badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang direktur utama
dengan struktur organisasi sistem garis.

Hasil analisa ekonomi pabrik Poli Asam Laktat adalah sebagai berikut:




















Total Modal Investasi

:

Rp 222.544.376.585,-

Biaya Produksi

:

Rp 193.418.510.979,-

Hasil Penjualan

:

Rp.266.344.630.031,-

Laba Bersih

:

Rp 50.810.541.919,-

Profit Margin

:

27,24 %

Break Even Point

:

55,69 %

Return on Investment

:

22,83 %

Pay Out Time

:

4,38 tahun

Return on Network

:

38,05 %

Internal Rate of Return

:

36,91 %

Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa pabrik pembuatan
Poli Asam laktat ini layak untuk didirikan.

Universitas Sumatera Utara

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Isu pemanasan global (global warming) dan peningkatan kesadaran
masyarakat terhadap lingkungan menjadi hal yang sangat penting pada abad ini.
Masyarakat menyadari bahwa eksplorasi lahan yang berlebihan serta masalah
pencemaran tanah akibat sampah kemasan non biodegrable dapat mengganggu
ekosistem alam di masa mendatang. Efek kemasan terhadap kesehatan manusia dapat
terjadi secara langsung akibat terpapar material pembuatnya. Sebagai contoh
monomer dari polystyrene (bahan pembuat sterofoam) masuk melalui pernafasan,
meresap melalui kulit dan dapat menyebabkan efek mutagen serta karsinogenik.
Selain efek langsung, kemasan sintetis juga berpengarh terhadap lingkungan dan
dampak interaksi kemasan dengan lingkungan berpengaruh pada manusia. Limbah
kemasan sintetis biasanya ditangani dengan penimbunan yang akan menyebabkan
pencemaran tanah sedangkan jika dilakukan pembakaran akan menghasilkan gas
CO2 yang dapat meningkatkan pemanasan global. Hal ini merupakan peluang untuk
membuat suatu kemasan yang tidak hanya sekedar aman, menarik tetapi juga bersifat
biodegradable dan ramah lingkungan. Kemasan biodegradable merupakan kemasan
yang dapat mengalami biodegradasi di tanah karena diuraikan oleh mikroba,
(Tito,2009).
Plastik telah dikenal luas dalam kehidupan manusia. Berbagai barang
kebutuhan hidup mulai barang-barang sederhana hingga barang-barang berteknologi
terus meningkat menumbuhkan kekhawatiran mengenai dampak buruknya terhadap
lingkungan. Awalnya sifat-sifat plastik yang ringan, praktis, ekonomis, dan tahan
terhadap pengaruh lingkungan menjadi unggulan, sehingga plastik dapat digunakan
untuk menggantikan bahan-bahan lain yang tidak tahan lama. Akan tetapi plastik
juga banyak digunakan untuk barang sekali pakai sehingga sampah plastik semakin
bertambah, sementara proses degradasi secara alamiah berlangsung sangat lama.
Sebagai akibatnya sampah plastik menjadi masalah bagi lingkungan.
Data dari Kementrian Lingkungan Hidup menunjukkan bahwa setiap individu
menghasilkan rata-rata 0,8 kilogram sampah per hari. Sebanyak 15 persennya adalah

Universitas Sumatera Utara

plastik. Dengan asumsi 220 juta penduduk Indonesia, sampah plastik yang terbuang
mencapai 26.500 ton per hari. Secara umum, kebanyakan limbah plastik merupakan
kemasan plastik non-biodegradable yang berasal dari sintesis minyak bumi. Plastik
untuk kemasan merupakan plastik yang paling dominan digunakan dibandingkan
penggunaan untuk sektor lainnya, sehingga sampah kemasan plastik menyumbang
paling banyak limbah plastik.
Penggunaan plastik sintetik sebagai bahan pengemas memang memiliki
berbagai keunggulan seperti mempunyai sifat mekanik dan barrier yang baik,
harganya yang murah, dan kemudahannya dalam proses pembuatan dan aplikasinya.
Plastik sintetik mempunyai kestabilan sifat fisika dan sifar kimia yang terlalu kuat
sehingga plastik sangat sukar terdegradasi secara alami dan telah menimbulkan
masalah dalam penanganan limbahnya. Permasalahan tersebut tidak dapat
terselesaikan dengan pelarangan atau pengurangan penggunaan plastik.
Penanganan sampah plastik antara lain dilakukan dengan cara daur ulang,
pembakaran (incineration), dan penguburan (landfill). Pembakaran sampah plastik
menghasilkan zat-zat beracun yang berbahaya bagi makhluk hidup, sementara cara
penguburan tidak efektif karena plastik sangat sulit terdegradasi. Cara daur ulang
merupakan alternatif terbaik untuk menangani sampah plastik, tetapi cara ini
memerlukan biaya yang tinggi dan hanya dapat mengatasi sebagian kecil sampah
plastik sehingga masih menimbulkan pencemaran.

Gambar 1.1 Klasifikasi polimer yang dapat terbiodegradasi
Universitas Sumatera Utara

Adanya permasalahan di atas memerlukan solusi yang komprehensif
mengenai kemasan yang sehat bagi tubuh dan sehat bagi lingkungan. Solusi yang
dapat ditawarkan adalah penggunaan plastik biodegradable berbasis biopolimer.
Biopolimer yang dianggap paling prospektif adalah poli asam laktat. Poli asam laktat
memiliki beberapa keunggulan yang membuatnya dapat dibuat menjadi kemasan
sehat. Pengembangan poli asam laktat sebagai kemasan sehat dapat dilakukan
dengan memanfaatkan bahan baku dari potensi lokal yang melimpah dan memenuhi
syarat. Poli asam laktat adalah polimer dari sumber yang terbaharui dan berasal dari
proses esterifikasi asam laktat yang diperoleh dengan cara fermentasi oleh bakteri
dengan menggunakan substrat pati atau gula sederhana.
Kemasan sehat bagi tubuh memiliki empat syarat minimal yang harus
dipenuhi, sedangkan kemasan sehat bagi lingkungan memiliki beberapa generasi
pengembangan. Poli asam laktat dapat digunakan sebagai kemasan sehat bagi tubuh
manusia karena poli asam laktat memiliki sifat penghambat (barrier) yang baik
terutama untuk kelembaban dan uap air serta udara. Poli asam laktat juga memiliki
sifat-sifat mekanis yang hampir sama dengan poly ethylene terephtalate dan poly
propylene. Poli asam laktat termasuk golongan biopolimer sehingga monomermonomer yang terlepas dari kemasan Poli asam laktat aman. Monomer Poli asam
laktat berupa asam laktat yang digolongkan dalam GRAS (Generally Recognize As
Safe). Keunggulan lainnya yaitu waktu penguraiannya yang singkat hanya kurang
lebih 2-6 minggu serta tidak dihasilkan residu CO2.
Sekarang poli asam laktat sudah tersedia di pasaran dengan harga yang relatif
murah sehingga poli asam laktat saat ini dianggap sebagai bioplastik paling potensial
untuk diaplikasikan, walaupun jumlahnya belum banyak. Sejak tahun 2002, poli
asam laktat berbahan baku pati jagung dengan merk dagang “Nature Works” telah
diproduksi secara komersial oleh Cargill Dow LLC USA dengan kapasitas 180.000
ton per tahun. Harga poli asam laktat (3€/kg) saat ini menjadi harga poliester
termurah dipasaran, sehingga merupakan peluang besar apabila dapat dikembangkan.

Universitas Sumatera Utara

1.2

Perumusan Masalah
Mengingat kebutuhan manusia akan plastik cukup besar untuk keperluan

sehari – hari. Sehingga penggunaan plastik non-biodegradable dapat menyebabkan
pencemaran lingkungan. Sehingga diperlukan adanya plastik biodegradable seperti
Poli asam laktat untuk mengurangi penggunaan plastik konvensional. Poli asam
laktat sudah diproduksi secara komersial di sebagian negara Asia dan Eropa Barat.
Hal ini ditanggapi dengan baik oleh industri – industri polimer di dunia. Dan
mengingat Indonesia memiliki raw material pembuatan Poli asam laktat, hal ini
mendorong untuk dibuatnya suatu pra rancangan pabrik pembuatan Poli Asam laktat
(PLA) dengan tujuan mengurangi penggunaan plastik dari minyak bumi dan
memenuhi kebutuhan plastik biodegradable dalam negeri .

1.3

Tujuan Perancangan
Secara umum, tujuan pra rancangan pabrik pembuatan Poliasam Laktat (PLA)

ini adalah menerapkan disiplin ilmu Teknik Kimia khususnya di bidang perancangan,
proses, dan operasi teknik kimia sehingga dapat memberikan gambaran kelayakan
Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Poli asam laktat (PLA).
Secara khusus, tujuan pra rancangan pabrik pembuatan Poli asam laktat
(PLA).ini adalah untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri akan plastik
biodegradable sehingga dapat mengurangi pencemaran yang ditimbulkan oleh
plastik non-biodegradable dan menjaga kelestarian lingkungan serta mengurangi
pemanasan global ( Global warming).

1.4

Manfaat Perancangan
Manfaat pra perancangan pabrik pembuatan Poli asam laktat (PLA). adalah

memberikan gambaran kelayakan dari segi rancangan dan ekonomi pabrik sehingga
akan mendukung pertumbuhan industri plastik di Indonesia. Hal ini, diharapkan akan
dapat memenuhi kebutuhan Poli asam laktat di Indonesia.
Manfaat lain yang ingin dicapai adalah dapat meningkatkan devisa negara dan
dapat membantu pemerintah untuk menanggulangi masalah pengangguran di
Indonesia yaitu dengan menciptakan lapangan kerja baru.

Universitas Sumatera Utara

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Poli Asam Laktat
Salah satu jenis biodegradable polyester adalah Poli asam laktat (polylactic
acid). Poli asam laktat (PLA) ditemukan pada tahun 1932 oleh Carothers (DuPont)
yang memproduksi PLA dengan berat molekul rendah dengan memanaskan asam
laktat pada kondisi vakum. Pada tahap selanjutnya, DuPont dan Ethicon
memfokuskan pembuatan aplikasi medical grade satures, implan dan kemasan obat.
Baru-baru ini, beberapa perusahaan seperti Shimadzu dan Mitsui Tuatsu di Jepang
telah memproduksi sejumlah PLA untuk aplikasi plastik. Poli asam laktat atau Poli
laktida (PLA) dengan rumus kimia (CH3CHOHCOOH)n adalah sejenis polimer atau
plastik yang bersifat biodegradable, thermoplastic dan merupakan poliester alifatik
yang terbuat dari bahan-bahan terbarukan seperti pati jagung atau tanaman tebu.
Walaupun PLA sudah dikenal sejak abad yang lalu, namun baru diproduksi secara
komersial dalam beberapa tahun terakhir dengan keunggulan kemampuan untuk
terdegradasi secara biologi (en.wikipedia.org).

Gambar 2.1 rumus struktur poli asam laktat
Poli asam laktat merupakan keluarga aliphatic polyesters yang biasanya
dibuat dari alfa asam hidroksi yang ditambahkan asam poliglicolat atau polimandelat.
Poli asam laktat memiliki sifat tahan panas, kuat, & merupakan polimer yang elastis
(Auras, 2002). Poli asam laktat yang terdapat di pasaran dapat dibuat melalui
fermentasi karbohidrat ataupun secara kimia melalui polimerasi kondensasi dan
kondensasi azeotropik (Auras, 2006). Polimer Poli asam laktat dapat terurai di tanah
baik dalam kondisi aerob ataupun anaerob dalam kurun waktu enam bulan sampai
lima tahun (Auras, 2002).
Poli asam laktat, menggabungkan sifat terbaik dari bahan alami dan bahan
buatan. Karena bahan ini dibuat dari gula tumbuhan, maka bahan ini menggunakan
sumber yang dapat diperbaharui dan dapat diuraikan kembali sepenuhnya. Selain itu,

Universitas Sumatera Utara

bahan ini juga mempunyai sifat-sifat yang sama dengan plastik biasa yang terbuat
dari hidrokarbon, yaitu kuat, lentur dan murah harganya. Setelah para pecinta
lingkungan mulai menunjukkan kepedulian akan merosotnya persediaan bahan bakar
dan menghilangnya lahan pembuangan, para pengusaha pabrik sudah mencoba untuk
mengembangkan beberapa bahan alternatif untuk pengganti plastik biasa yang
terbuat dari hidrokarbon.
Hasil-hasil riset terbaru menunjukkan poli asam laktat mempunyai keunikan
dan kelebihan baik dalam permebelitas, transmisi oksigen, suhu transisi, dan
kecepatan mengompos dibandingkan dengan jenis plastik lain. Poli asam laktat
memiliki permeabilitas uap air yang relatif rendah sehingga memungkinkan layak
dijadikan kemasan. Poli asam laktat juga memiliki laju transmisi oksigen (udara)
relatif lebih tinggi sehingga bisa digunakan untuk pangan yang diinginkan dalam
bentuk cair. Suhu perubahan Poli asam laktat adalah antara 50-60° C sehingga dapat
digunakan untuk kemasan makanan dingin

2.2 Aplikasi PLA Sebagai Pengganti Plastik Konvensional
Poli asam laktat mempunyai potensi yang sangat besar dikembangkan sebagai
pengganti plastik konvensional. Poli asam laktat bersifat termoplastik, memiliki
kekuatan tarik dan modulus polimer yang tinggi, bobot molekul dapat mencapai
100.000 hingga 500.000, dan titik leleh antara 175-200ºC (Oota, 1997). Pada
umumnya PLA dipergunakan untuk menggantikan bahan yang transparan dengan
densitas dan harga tinggi. Bahan plastik yang digantikan dari jenis PET (1.4 g/cc, 1.4
usd/kg), PVC lentur (1.3 g/cc, 1 usd/kg) dan selofan film. Dibanding PP (0.9 g/cc,
0.7 usd/kg) dan HIPS (1.05 g/cc, 1 usd/kg), PLA dapat dikatakan kurang
menguntungkan, namun mempunyai kelebihan lain yaitu ramah lingkungan. PP dan
HIPS berasal dari minyak bumi dan jika dibakar akan menimbulkan efek pemanasan
gobal, (Syah Johan, 2008).
Kelebihan poli asam laktat pada jenis BOPLA (bioriented PLA atau bentuk
stretch dua arah) dimana twist dan deadfold mirip seperti selofan dan PVC, karena
itu BOPLA dipergunakan juga untuk film yang tipis untuk pembungkus permen.
BOPLA mempunyai barier yang bagus untuk menahan aroma, bau, molekul solven
dan lemak sebanding dengan PET atau nilon 6. Sebagai bahan polar poli asam laktat

Universitas Sumatera Utara

mempunyai tegangan 38 dynes/cm2 sehingga mudah untuk di-print dengan berbagai
tinta tanpa proses ‘flame dan corona‘ seperti halnya BOPP atau film yang lain. Poli
asam laktat merupakan penyekat yang bagus dengan suhu gelas atau Tg 55-65 deg,
inisiasi sealing bisa dimulai pada suhu 80 deg sama dengan sealant dari 18% EVA.
Gabungan antara kemudahan untuk di-seal dan tingginya barier untuk aroma dan bau
maka PLA dapat digunakan sebagai lapisan paling dalam untuk pengemas makanan,
(Syah Johan, 2008).
Kekurangan PLA adalah densitas lebih tinggi (1.25 g/cc) disbanding PP dan
PS dan mempunyai polaritas lebih tinggi sehingga sulit direkatkan dengan PE dan PP
yang non polar dalam system film multi lapis. PP mempunyai densitas 0.9 g/cc,
denga harga 0.7 usd per kg dan HIPS mempunyai densitas 1.05 g/cc dan harga 1 usd
per kg. PLA juga mempunyai ketahanan panas, moisture dan gas barier kurang
bagus dibanding dengan PET. Hal lain yang paling penting adalah harganya yang
masih tinggi yaitu 2.6 usd per kg. usaha untuk menurunkan harga teruus dilakukan
oleh Cargill Dow hingga 2 usd per kg supaya kompetitif. Sifat barier terhadap uap
air, oksigen dan CO2 lebih rendah disbanding PET, PP atau PVC. Perbaikan sifat
barier dapat dilakukan dengan system laminasi dengan jenis film lain seperti PE,
PVOH, Alufoil, Nanopartikel dan lainnya, (Syah Johan, 2008).
Menurut Botelho (2004), kelebihan poli asam laktat dibandingkan dengan
plastik yang terbuat dari minyak bumi adalah:
1. Biodegradable, artinya poli asam laktat dapat diuraikan secara alami di
lingkungan oleh mikroorganisme.
2. Biocompatible, dimana pada kondisi normal, jenis plastik ini dapat diterima
oleh sel atau jaringan biologi.
3. Dihasilkan dari bahan yang dapat diperbaharui (termasuk sisa industri) dan
bukan dari minyak bumi.
4. 100% recyclable, melalui hidrolisis asam laktat dapat diperoleh dan
digunakan kembali untuk aplikasi yang berbeda atau bisa digabungkan untuk
menghasilkan produk lain.
5. Tidak menggunakan pelarut organik/bersifat racun dalam memproduksi poli
asam laktat.

Universitas Sumatera Utara

6. Dapat dibakar sempurna dan menghasilkan gas CO2 dan air.
Saat ini, poli asam laktat sudah digunakan untuk beragam aplikasi,
diantaranya dibidang medis, kemasan dan tekstil. Dibidang medis, PLA sudah lama
digunakan sebagai benang jahit pada saat operasi serta bahan pembungkus kapsul.
Selain itu pada dasawarsa terakhir Poli asam laktat juga dikembangkan dalam upaya
perbaikan jaringan tubuh manusia dan juga telah dikembangkan untuk pembuatan
kantong plastik (retail bags), kontainer, bahkan edible film untuk sayuran dan buah.
Dalam bentuk film dan bentuk foam digunakan untuk pengemas daging, produk susu,
atau roti. Dapat juga digunakan dalam bentuk botol dan cangkir sekali pakai untuk
kemasan air, susu, jus dan minuman lainnya. Piring, mangkok, nampan, tas, film
pertanian merupakan penggunaan lain dari jenis plastik ini.Selain itu dibidang tekstil
PLA juga telah diaplikasikan untuk pembuatan kaos dan tas. Di Jepang, PLA bahkan
sudah dikembangkan sebagai bahan dasar pembuatan compact disc (CD) oleh Sanyo.

2.3 Proses Pembuatan Poli Asam Laktat (PLA)
Menurut Averous (2008), sintesa poli asam laktat adalah sebuah proses yang
terdiri dari beberapa langkah, dimulai dari produksi asam laktat sampai pada tahap
polimerisasi. Poli asam laktat dapat diproduksi melalui tiga metode, yaitu:
(1) Polikondensasi langsung (direct condensation-polymerization) asam laktat
yang menghasilkan poli asam laktat dengan berat molekul rendah dan rapuh
sehingga sebagian besarnya tidak dapat digunakan kecuali jika ditambahkan
chain coupling agent untuk meningkatkan panjang rantai polimer;
(2) Kondensasi dehidrasi azeotropik (Azeotropic dehydration condensation)
asam

laktat

dengan menggunakan pelarut

azeotropik,

yang

dapat

menghasilkan poli asam laktat dengan berat molekul mencapai 15.400 dan
rendemen sebesar 89% dan,
(3) polimerisasi pembukaan cincin (ring opening polymerization, ROP), yang
dilakukan

melalui

tiga

tahapan

yaitu

polikondensasi

asam

laktat,

depolimerisasi sehingga membentuk dimer siklik (lactide) dan dilanjutkan
dengan polimerisasi pembukaan cincin, sehingga diperoleh poli asam laktat
dengan berat molekul tinggi. Polimerisasi pembukaan cincin menghasilkan
poli asam laktat dengan berat molekul 2×104 hingga 6.8×105. Metoda ROP

Universitas Sumatera Utara

ini telah dipatenkan oleh Cargill (Amerika Serikat) pada tahun 1992.

Gambar 2.2. Metode sintesa Poli asam laktat untuk mendapatkan berat molekul
tinggi, (Averous, 2008).

2.3.1

Fermentasi Asam Laktat
Langkah pertama dalam sintesa Poli asam laktat adalah produksi asam laktat.

Asam laktat (IUPAC: 2-hydroxypropanoic acid) yang biasa disebut sebagai asam
susu adalah salah bahan kimia yang berperan penting dalam industri biokimia. Asam
laktat pertama kali berhasil diisolasi oleh ahli kimia Swedia, Carl Wilhelm Scheele
pada tahun 1780. Asam laktat mempunyai rumus kimia C3 H6O3, termasuk keluarga
asam hidroksi propionat dengan rumus molekul CH3CHOHCOOH. Asam laktat
dalam larutan akan kehilangan satu proton dari gugus asam dan menghasilkan ion
laktat CH3CH(OH)COO-. Asam laktat larut dalam air dan etanol serta bersifat
higroskopik (en.wikipedia.org).
Asam laktat dapat dihasilkan melalui proses fermentasi atau secara sintesis
kimiawi. Reaksi dasar proses kimiawi adalah mengubah laktonitril (asetaldehid

Universitas Sumatera Utara

sianohidrin) menjadi asam laktat. Beberapa metode kimia yang memungkinkan
sintesis asam laktat adalah degradasi gula dengan alkali seperti kapur atau NaOH,
interaksi asetaldehid dan karbonmonoksida pada suhu dan tekanan yang dinaikkan,
dan hidrolisa dari asam α-kloropropionat (Tito,2009).
Fermentasi merupakan metoda yang paling banyak digunakan oleh industri
untuk menghasilkan asam laktat. Menurut Hofvendahl dan Hahn–Hägerdal (2000),
dari 80.000 ton dari asam laktat yang dihasilkan di seluruh dunia setiap tahun sekitar
90% dibuat dengan cara fermentasi bakteri asam laktat dan sisanya dihasilkan
melalui sintesis kimia yaitu hidrolisis laktonitril. Averous (2008) juga menjelaskan
hal senada dengan perkiraan produksi asam laktat dunia 200.000 ton pertahun. Salah
satu keunggulan metode fermentasi adalah asam laktat yang dihasilkan bisa diatur
hanya terdiri dari satu enantiomer berdasarkan bakteri yang digunakan (Hofvendahl
dan Hahn–Hägerdal, 2000).F
Proses fermentasi dapat digolongkan berdasarkan jenis bakteri yang digunakan;
(1) metoda heterofermentatif, menghasilkan kurang dari 1.8 mol asam laktat per
mol heksosa dengan hasil fermentasi lainnya dengan jumlah yang signifikan
diantaranya asam asetat, etanol, gliserol, manitol dan karbondioksida;
(2) metoda homofermantatif yang hanya menghasilkan asam laktat, atau
menghasilkan produk samping dengan jumlah yang sangat kecil. Metoda
homofermentatif ini banyak digunakan di industri, dengan konversi yield
glukosa menjadi asam laktat lebih dari 90% (Hofvendahl dan Hahn–
Hägerdal, 2000).

Gambar 2.3. Potensi produk dan teknologi asam laktat

Universitas Sumatera Utara

2. 3.2 Polimerisasi Asam Laktat
Langkah selanjutnya dari sintesa poli asam laktat adalah polimerisasi asam laktat.
Polimerisasi asam laktat sendiri terdiri dari tiga metode, yaitu:


Polimerisasi poli asam laktat dengan metode Polikondensasi Langsung
Polimerisasi kondensasi adalah metoda paling murah untuk menghasilkan

Poli asam laktat, namun sangat sulit untuk mendapatkan Poli asam laktat dengan
berat molekul yang tinggi (Averous, 2008). Polikondensasi langsung (konvensional)
i