Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Gliserol dari Pati Jagung dengan Proses Hidrolisis-hidrogenasi dengan kapasitas 4.500 ton/tahun

PRA RANCANGAN PABRIK

PEMBUATAN GLISEROL DARI PATI JAGUNG DENGAN
PROSES HIDROLISIS-HIDROGENASI DENGAN KAPASITAS
4500 TON/TAHUN

TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia

Oleh :
Daniel Aprialdi Nadeak
040405062

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2010

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan atas rahmat dan anugerah-Nya
sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Pra Rancangan
Pabrik Pembuatan Gliserol dari Pati Jagung dengan Proses Hidrolisishidrogenasi dengan kapasitas

4.500 ton/tahun. Tugas Akhir ini dikerjakan

sebagai syarat untuk kelulusan dalam sidang sarjana.
Selama mengerjakan Tugas akhir ini penulis begitu banyak mendapatkan
bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini perkenankanlah
penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Kedua orang tua penulis yang teristimewa yang selalu mendoakan penulis,
memberikan dukungan dana dan tidak pernah lupa memberikan motivasi dan
semangat kepada penulis
2. Bapak Dr. Ir. M. Turmuzi Lubis, MS sebagai Dosen Pembimbing I yang telah
memberikan arahan selama menyelesaikan tugas akhir ini
3. Bapak M. Hendra S. Ginting, ST, MT sebagai Dosen Pembimbing II yang telah
memberikan arahan selama menyelesaikan tugas akhir ini
4. Ibu Ir. Renita Manurung, MT sebagai Ketua Departemen Teknik Kimia FT USU

5. Bapak Dr. Ir. Irvan, MSi sebagai Koordinator Tugas Akhir Departemen Teknik
Kimia FT USU.
6. Seluruh Dosen Pengajar Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara yang telah memberikan ilmu kepada penulis selama menjalani
studi.
7. Para pegawai administrasi Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan
bantuan kepada penulis selama mengenyam pendidikan di Deparetemen Teknik
Kimia.
8. Teman-teman stambuk ‘04 tanpa terkecuali. Thanks buat kebersamaan dan
semangatnya.
9. Teman seperjuangan, Guntur A. Sianipar sebagai partner penulis dalam
penyelesaian Tugas Akhir ini.
10. Adik-adik junior stambuk ’05, ’06, ’07, ’08 dan ’09.

Universitas Sumatera Utara

11. 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 laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Medan,

2010
Penulis,

Daniel A. Nadeak
040405062

Universitas Sumatera Utara

INTISARI
Gliserol dapat diperoleh melalui reaksi hidrolisis-hidrogenasi pati jagung
dimana produksi yang dihasilkan banyak digunakan pada industry kosmetik
(lotions), shampoo, kondisioner, sabun dan deterjen. Pabrik pembuatan Gliserol ini
direncanakan berproduksi dengan kapasitas 4.500 ton/tahun dengan masa kerja 330
hari dalam satu tahun. Lokasi pabrik direncanakan di daerah Kuta Gambir,
Kabupaten Dairi, Sumatera Utara dengan luas areal 6.000 m2. Tenaga kerja yang

dibutuhkan 150 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang
dipimpin oleh seorang General Manager dengan struktur organisasi sistem garis dan
staf.


















Hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan stirena ini adalah sebagai berikut:
Modal Investasi

: Rp 109.106.559.309

Biaya Produksi

: Rp 84.537.394.146

Hasil Penjualan

: Rp 134.999.995.680

Laba Bersih

: Rp 35.517.940.179

Profit Margin

: 37,57 %

Break Event Point

: 39,1 %

Return of Investment

: 32,55 %

Pay Out Time

: 3,07 tahun

Return on Network

: 54,26 %

 Internal Rate of Return : 45,77 %
Dari hasil analisa ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik

Pembuatan Gliserol dari Pati Jagung layak untuk didirikan.

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

Hal
KATA PENGANTAR ..............................................................................................i
INTISARI .............................................................................................................. iii
DAFTAR ISI .......................................................................................................... iv
DAFTAR TABEL .................................................................................................vii
DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. ix
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................... x
DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................xi
BAB I

BAB II

PENDAHULUAN .............................................................................. I-1

1.1

Latar Belakang ............................................................................ I-1

1.2

Perumusan Masalah .................................................................... I-2

1.3

Tujuan Pra Rancangan Pabrik ..................................................... I-2

1.4

Manfaat Perancangan .................................................................. I-3

TINJAUAN PUSTAKA DAN DESKRIPSI PROSES ...................... II-1
2.1

Gliserol ...................................................................................... II-1

2.2

Pati Jagung ................................................................................ II-1

2.3

Sifat-sifat bahan ......................................................................... II-3

2.4

Pemilihan Proses........................................................................ II-5

2.5

Deskripsi Proses ........................................................................ II-5

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

6.2

Keselamatan Kerja Pabrik ........................................................ VI-8

BAB VII UTILITAS....................................................................................... VII-1
7.1

Kebutuhan Uap (Steam) .......................................................... VII-1

7.2

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

7.3

Kebutuhan Listrik ................................................................. VII-12

Universitas Sumatera Utara

BAB VIII

BAB IX

7.4

Unit Pengolahan Limbah ...................................................... VII-13

7.6

Spesifikasi Peralatan Utilitas................................................. VII-17

LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ................................... VIII-1
8.1

Lokasi Pabrik......................................................................... VIII-1

8.2

Tata Letak Pabrik .................................................................. VIII-6

8.3

Perincian luas tanah ............................................................... VIII-7

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

Organisasi Perusahaan ........................................................... IX-1
9.1.1 Bentuk Organisasi Garis.................................................. IX-2
9.1.2 Bentuk Organisasi Fungsionil ......................................... IX-2
9.1.3 Bentuk Organisasi Garis dan Staf .................................... IX-3
9.1.4 Bentuk Organisasi Fungsionil dan staf ............................ IX-3

BAB X

9.2

Manajemen Perusahaan ........................................................... IX-3

9.3

Bentuk Hukum Badan Usaha ................................................... IX-4

9.4

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

9.5

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

9.6

Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan .............................. IX-9

9.7

Sistem Penggajian ................................................................. IX-11

9.8

Fasilitas Tenaga Kerja ........................................................... IX-12

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

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 1.1

Impor Kalsium Magnesium Asetat Indonesia .................................. I-2

Tabel 3.1

Neraca Massa pada Tangki Pencampur I (M – 101) .......................III-1

Tabel 3.2

Neraca Massa pada Reaktor ( R – 201) ..........................................III-1

Tabel 3.3

Neraca Massa pada Filter Press (FP – 101) ....................................III-2

Tabel 3.4

Neraca Massa pada Tangki Netralisasi (TT – 201).........................III-2

Tabel 3.5

Neraca Massa pada Evaporator 1 (FE-201) ...................................III-2

Tabel 3.6

Neraca Massa pada Crystallizer(CR-201) ......................................III-3

Tabel 3.7

Neraca Massa pada Drum drier(DE-201) ......................................III-3

Tabel 3.8

Neraca Massa pada Furnace (B – 101)...........................................III-3

Tabel 4.1

Neraca Energi pada Furnace (B–101) .......................................... IV-1

Tabel 4.2

Neraca Energi pada Waste heat boiler (E–101) ............................. IV-1

Tabel 4.3

Neraca Energi pada Heater 1(E-101) ............................................ IV-1

Tabel 4.4

Neraca Energi pada Reaktor 1(R-201) .......................................... IV-2

Tabel 4.5

Neraca Energi pada Evaporator 1 (FE-201) .................................. IV-2

Tabel 4.6

Neraca Energi pada Cooler (E–201) ............................................. IV-2

Tabel 4.7

Neraca Energi pada Crystallizer (CR–201) ................................... IV-2

Tabel 4.8

Neraca Energi pada Drum drier (DE–201) .................................... IV-3

Tabel 6.1

Daftar Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan
Kalsium Asetat dan Magnesium Asetat ....................................... VI-4

Tabel 7.1

Kebutuhan Uap pada Alat ........................................................... VII-1

Tabel 7.2

Kebutuhan Air Pendingin pada Alat ............................................ VII-2

Tabel 7.3

Kebutuhan Air Umpan Boiler ...................................................... VII-3

Tabel 7.4

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

Tabel 7.5

Kualitas Air Sungai Lau Gunung, Dairi ....................................... VII-5

Tabel 7.6

Perincian Kebutuhan Listrik ...................................................... VII-12

Tabel 8.1

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

Tabel 9.1

Jadwal Kerja Karyawan Shift........................................................ IX-9

Tabel 9.2

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

Tabel 9.3

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

Universitas Sumatera Utara

Tabel LB.1

Kapasitas Panas Bahan ................................................................ LB-1

Tabel LB.2

Nilai Konstanta a,b,c dan d untuk perhitungan Cp fasa cair ......... LB-3

Tabel LB.3

Nilai Konstanta a,b,c dan d untuk perhitungan Cp fasa cair ......... LB-2

Tabel LB.4

Neraca Panas Total Furnace ........................................................ LB-5

Tabel LB.5

Neraca Panas Total Waste Heat Boiler ........................................ LB-7

Tabel LB.6

Neraca Panas Total Heater .......................................................... LB-9

Tabel LB.7

Neraca Panas Total Reaktor........................................................LB-13

Tabel LB.8

Neraca Panas Total Evaporator 1................................................LB-17

Tabel LB.9

Neraca Panas Total Cooler .........................................................LB-19

Tabel LB.10 Neraca Panas Total Crystallizer ..................................................LB-22
Tabel LB.11 Neraca Panas Total Drum drier ..................................................LB-25
Tabel LC.1

Data pada Alur 1 ......................................................................... LC-1

Tabel LC.2

Data pada Alur 5 ......................................................................... LC-4

Tabel LC.7

Komposisi Gas pada Knock-out Drum (KO-101) ........................LC-17

Tabel LD.1

Perhitungan Entalpi dalam Penentuan Tinggi Menara Pendingin LD-31

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-7

Tabel LE.5

Biaya Sarana Transportasi .......................................................... LE-11

Tabel LE.6

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

Tabel LE.7

Perincian Biaya Kas ................................................................... LE-15

Tabel LE.8

Perincian Modal Kerja................................................................ LE-16

Tabel LE.9

Aturan Depresiasi Sesuai UU Republik Indonesia
No.17 Tahun 2000...................................................................... LE-18

Tabel LE.10 Perhitungan Biaya Depresiasi Sesuai UU RI
No. 17 Tahun 2000 ..................................................................... LE-18
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

Hal
Gambar 6.1

Instrumentasi Tangki Cairan ....................................................... VI-5

Gambar 6.2

Instrumentasi Pompa ................................................................... VI-5

Gambar 6.3

Instrumentasi Heater dan cooler .................................................. VI-5

Gambar 6.4

Instrumentasi Reaktor ................................................................. VI-6

Gambar 6.5

Instrumentasi Furnace ................................................................. VI-6

Gambar 6.6

Instrumentasi Waste Heat Boiler ................................................. VI-6

Gambar 6.7

Instrumentasi Tangki Netralisasi ................................................. VI-7

Gambar 6.8

Instrumentasi Crystallizer dan drier ............................................. VI-7

Gambar 6.9

Instrumentasi Filter Press ........................................................... VI-7

Gambar 6.10

Instrumentasi Evaporator ............................................................ VI-8

Gambar 7.1

Diagram Alir Pengolahan Air Pra Rancangan Pabrik
Pembuatan Kalsium Asetat dan Magnesium Asetat...................VII-27

Gambar 8.1

Tata Letak Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Pabrik ................ VIII-9

Gambar 9.1

Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pra Rancangan
Pabrik Pembuatan Kalsium Asetat dan Magnesium Asetat ........ IX-13

Gambar LD.1 Sketsa Sebagian Bar Screen ....................................................... LD-2
Gambar LD.2 Grafik Entalpi dan Temperatur Cairan pada Cooling Tower .... LD-30
Gambar LD.3 Kurva Hy terhadap 1/(Hy*– Hy) .............................................. LD-31
Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage) ............... LE-5
Gambar LE.2 Grafik BEP .............................................................................. LE-28

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN

Hal
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 ALAT UTILITAS ............... LD-1
LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI ..................................... LE-1

Universitas Sumatera Utara

INTISARI
Gliserol dapat diperoleh melalui reaksi hidrolisis-hidrogenasi pati jagung
dimana produksi yang dihasilkan banyak digunakan pada industry kosmetik
(lotions), shampoo, kondisioner, sabun dan deterjen. Pabrik pembuatan Gliserol ini
direncanakan berproduksi dengan kapasitas 4.500 ton/tahun dengan masa kerja 330
hari dalam satu tahun. Lokasi pabrik direncanakan di daerah Kuta Gambir,
Kabupaten Dairi, Sumatera Utara dengan luas areal 6.000 m2. Tenaga kerja yang
dibutuhkan 150 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang
dipimpin oleh seorang General Manager dengan struktur organisasi sistem garis dan
staf.


















Hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan stirena ini adalah sebagai berikut:
Modal Investasi

: Rp 109.106.559.309

Biaya Produksi

: Rp 84.537.394.146

Hasil Penjualan

: Rp 134.999.995.680

Laba Bersih

: Rp 35.517.940.179

Profit Margin

: 37,57 %

Break Event Point

: 39,1 %

Return of Investment

: 32,55 %

Pay Out Time

: 3,07 tahun

Return on Network

: 54,26 %

 Internal Rate of Return : 45,77 %
Dari hasil analisa ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik

Pembuatan Gliserol dari Pati Jagung layak untuk didirikan.

Universitas Sumatera Utara

BAB I
PENDAHULUAN
Indonesia merupakan salah satu negara berkembang di dunia, dimana sedang
giat melaksanakan pembangunan nasional di berbagai bidang mengingat besarnya
potensi sumber daya alam yang dimiliki.Memasuki era globalisasi dan perdagangan
bebas, Indonesia perlu meningkatkan pembangunan untuk menghindari ketinggalan
dari negara-negara lain di dunia. Terlebih dalam rangka mencapai tujuan nasional,
yaitu mewujudkan masyarakat adil dan makmur, pembangunan yang merata di
berbagai sektor kehidupan perlu ditingkatkan demi kemajuan bangsa dan Negara.
Tumbuhan jagung banyak terdapat di Indonesia dengan kandungan pati yang
cukup besar didalamnya. Tanaman Jagung (Zea Mays L) adalah tanaman yang banyak
dibudidayakan di Indonesia dan merupakan tanaman pokok kedua setelah padi. Namun
demikian seiring berjalannya waktu, perkembangan industri makanan,farmasi, dan kimia
begitu pesat dimana jagung (pati) tidak hanya berfungsi sebagai salah satu sumber

bahan makanan pokok, tetapi juga mampu menjadi bahan baku dalam industri kimia
khususnya pada pembuatan gliserol.
Istilah gliserol digunakan untuk zat kimia yang murni, sedang gliserin
digunakan untuk istilah hasil pemurnian secara komersial (Kirk Othmer, 1966). Pada
penganekaragaman industri kimia khususnya, gliserol adalah salah satu bahan yang
penting dimana dibutuhkan pada berbagai industri, misalnya: obat-obatan, bahan
makanan, kosmetik, pasta gigi, industri kimia, larutan anti beku, dan tinta printer.
Jika dilihat dari banyaknya kebutuhan gliserol di Indonesia, maka untuk mencukupi
kebutuhan bahan gliserol di Indonesia masih didatangkan dari luar negeri.
Berdasarkan Tabel 1.1 data impor statistik dari tahun 2004 – 2008, kebutuhan
gliserol di Indonesia adalah sebagai berikut :

Universitas Sumatera Utara

Tabel 1.1 Kebutuhan Gliserol di Indonesia
Tahun

Kebutuhan Gliserol
(dalam kg)

Nilai (US$)

2004

358.972

292.459

2005

1.290.587

900.619

2006

1.322.051

985.592

2007

715.368

739.963

2008

2.308.873

2.982.878

Sehubungan dengan hal tersebut sangat tepat jika pemerintah mengambil
kebijaksanaan yang pada hakekatnya bertujuan untuk mengurangi ketergantungan
terhadap negara lain dalam memenuhi kebutuhan masyarakat yaitu dengan
membangun industri-industri yang dapat mengganti peranan bahan impor.
Disamping itu dengan didirikannya pabrik ini akan membuat kesempatan terciptanya
lapangan kerja baru dan juga dengan adanya pabrik ini akan mendorong berdirinya
pabrik-pabrik lain yang menggunakan bahan dasar gliserol di Indonesia.

1.2 Rumusan Masalah
Kebutuhan akan gliserol di Indonesia sangatlah besar, hal ini dapat dilihat
dari pertumbuhan industri-industri farmasi, makanan, dan kosmetik. Untuk
mengurangi jumlah impor gliserol sehingga dapat menghemat devisa negara maka
perlu didirikan pabrik pembuatan gliserol.mengingat indonesia sebagai pemasok
bahan baku khususnya jagung (pati) dalam negeri.

1.3 Tujuan Prarancangan Pabrik
Prarancangan pabrik pembuatan gliserol ini bertujuan untuk menerapkan
disiplin ilmu Teknik Kimia khususnya di bidang perencanaan pabrik kimia, proses
industri kimia dan operasi teknik kimia, sehingga akan diperoleh gambaran
kelayakan prarancangan pabrik pembuatan gliserol.

Universitas Sumatera Utara

1.4 Manfaat Prarancangan Pabrik
Manfaat prarancangan pabrik gliserol adalah untuk memperkirakan pendirian
suatu pabrik baru atau menyempurnakan proses dari pabrik yang sudah ada untuk
tujuan pengembangan, dimana untuk mendirikan suatu pabrik baru dibutuhkan
analisa-analisa baik dari segi proses, peralatan, keselamatan kerja, tata letak, dan
terutama aspek ekonomi yang tercakup dalam prarancangan pabrik tersebut.

Universitas Sumatera Utara

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Gliserol
Gliserol atau sering disebut juga gliserin adalah senyawa murni, merupakan
larutan kental tidak berwarna dan mempunyai rasa yang manis. Senyawa ini pertama
kali ditemukan oleh Scheele pada tahun 1779 melalui pemanasan campuran minyak
zaitun dan litharge yang kemudian diekstraksi dengan air (Kirk dan Othmer, 1971).
Gliserol juga merupakan suatu senyawa yang mempunyai gugus hidroksil
lebih dari dua atau merupakan tiga senyawa alkohol yang saling berkaitan (tribasic
alcohol) dengan nama 1,2,3-propanatriol.
Istilah gliserol hanya digunakan untuk senyawa murni 1, 2, 3, - propanatriol,
(CH2OHCHOHCH2OH). Istilah gliserin digunakan untuk produk komersial yang
dimurnikan. Biasanya mengandung 95 % atau lebih gliserol. Berbagai tingkatan
gliserol tersedia secara komersial (McGraw Hill Encyclopedia, 1977). Hal tersebut
agak membedakan kandungan gliserol dalam berbagai karakteristik seperti warna,
bau, dan logam pengotor. Akhiran –ol pada gliserol mengandung arti keberadaan
gugus hidroksid. Pengucapan gliserin adalah jarang karena akhiran ini secara kimia
menandakan basa dan tidak dipakai pada gliserol. Kedua istilah ini digunakan tanpa
perbedaan dalam penggunaan secara komersil.
Gliserol terikat pada asam lemak yang merupakan komponen penyusunan
lemak/minyak. Gliserol mempunyai rumus molekul sebagai berikut (Kirk dan
Othmer,1971) :
CH2

CH

CH2

OH

OH

OH

Gambar 2.1 Rumus molekul Gliserol
Jika direaksikan dengan air dan alkohol, maka akan menyebabkan rasa dingin
pada kulit, sehingga banyak digunakan pada industri kosmetik (lotions), shampo,
kondisioner, sabun dan deterjen, pada penyamakan kulit serta industri tekstil
(pelapisan anti air dan anti api) (Bailey, 1991),

Karena merupakan senyawa

higroskopis, maka digunakan untuk mencegah kekeringan pada tembakau,
pembuatan tinta dan parfum. Selain itu, gliserol juga digunakan sebagai bahan baku

Universitas Sumatera Utara

pembuatan alkyl resins (digunakan pada plitur dan cat), farmasi (campuran pada obat
batuk, anastesi serta pasta gigi), bahan tambahan pada cat kuku, pembersih wajah,
serta nutrisi fermentasi. Dalam makanan, gliserol ditambahkan pada pembuatan
permen dan es krim untuk mencegah kristalisasi (McGraw Hill Encyclopedia, 1977).
Gliserol terdapat dalam bentuk kombinasi dalam lemak hewan dan minyak
tumbuh-tumbuhan. Sangat jarang ditemukan dalam keadaan bebas pada lemak.
Gliserol terdapat dalam minyak dan lemak, berkombinasi dengan asam palmitat,
asam stearat, dan asam oleat dalam bentuk gliseril ester dari asam-asam ini
(tripalmitin, tri stearin, tri olein). Gliserol juga berkombinasi dengan gliserida
berbagai asam lemak pada minyak seperti minyak kelapa, minyak sawit, minyak biji
kapas, minyak kacang kedelai, dan minyak zaitun yang menghasilkan sejumlah besar
gliserol daripada yang didapatkan pada lemak seperti lemak babi. Dalam beberapa
jenis lemak dan minyak, gliserol berkombinasi parsial dengan asam-asam lainnya
misalnya dalam mentega dimana 5% dari total lemak adalah gliserol-tributirat atau
tributirin. Gliserol juga terdapat dalam kuning telur dan otak manusia dalam bentuk
asam fosfo-gliserat. Penelitian Pasteur juga telah menemukan keberadaan gliserol
sebagai komponen tetap diantara produk-produk fermentasi.
Gliserol juga terjadi secara alami seperti trigliserida pada seluruh sel hewan
dan tumbuhan dalam bentuk lipida seperti lesitin dan sepalin. Lemak kompleks ini
berbeda dari lemak biasa dimana selalu mengandung sisa asam fosfat di tempat sisa
suatu asam lemak (McGraw Hill Encyclopedia, 1977).

2.2 Pati Jagung
Pati jagung terbuat dari endosperma jagung

yang mengandung pati

amilopektin amylose dan molekul. Dalam bahasa sehari-hari (bahkan kadang-kadang
di khazanah ilmiah), istilah "pati" kerap dicampuradukkan dengan "tepung" serta
"kanji". "Pati" (bahasa Inggris starch) adalah penyusun (utama) tepung.
Pati merupakan komponen utama pangan yang dihasilkan oleh tanaman. Pati
merupakan campuran dua jenis polisakarida yang berbeda yaitu:
a. Amilosa
Amilosa adalah polimer linear yang terhubung 1,4 pendek rantai glukosa.
Pada umumnya molekul amilosa terdiri atas 50 sampai 500 unit glukosa yang

Universitas Sumatera Utara

bergabung dalam rantai lurus. Pada pati (tepung) jagung amilosa fraksi adalah sekitar
25-30% dan memiliki berat molekul sekitar 250.000.

b. Amilopektin
Amilopektin terdiri dari sekitar 70-75% dari pati jagung ditemukan di kernel
dan memiliki berat molekul sekitar 50-500 juta.

Amilopektin adalah polimer

bercabang mengulang dasar 1,4 unit glukosa dihubungkan dengan cabang-cabang
yang terhubung 1,6 glukosa. Terjadi percabangan tidak teratur dalam pati, kira-kira
satu per lima unit glukosa.
Skema dari struktur kedua senyawa tersebut dapat digambarkan sebagai
berikut.
(1->4)-alpha-D-glucopyranan
CH2OH

CH2OH

CH2OH

O

O

OH

O

OH

O

O
OH

OH

O

OH

CH2OH

O

OH

O
OH

CH2OH

O

OH

OH

CH2OH

O

OH

O

OH

OH

OH
OH

amilosa (www.steve.gb.com)

CH2OH

CH2OH
O

O

OH

OH
O

O

OH
CH2OH

CH2

CH2OH
O

OH

OH

O

OH

O
OH

CH2OH
O

O
O
OH

O

O
OH

OH

amilopektin (www.chemsoc.org)
Gambar 1.1 Struktur molekul amilosa dan amilopektin.
Percobaan mikroskopik memperlihatkan bahwa pati beberapa sel tanaman
terlihat berupa granula-granula kecil (Kimia Pangan 311). Lapisan terluar tiap-tiap
granula terdiri atas molekul-molekul pati yang rapat berhimpitan pada air dingin. Pati
dari sumber-sumber tanaman yang berbeda dicirikan dengan bentuk granula dan
distribusi dari ukuran granula. Granula pati jagung terlihat pada gambar berikut.

Universitas Sumatera Utara

Gambar 1.2 Tipe granula pati jagung

2.3 Sifat-sifat Bahan
2.3.1 Gliserol ( C3H5(OH)3 )
A. Sifat Fisika
- Rumus Molekul

: CH2OH
CHOH

- Nama Lain

CH2OH
: 1,2,3-Propanatriol
1,2,3-Trihidroksipropana
Gliserin
Gliseritol
Glycyl Alcohol

- Berat Molekul

: 92,095 g/mol

- Titik Didih

: 290 0C

- Titik Leleh

: 18 0C

- Temperatur Kritis

: 451,85oC

- Tekanan Kritis

: 65,82778 atm

- Specific Gravity (25 0C) : 1,262
- Densitas

: 1,261 g/cm3

- Viskositas

: 1,5 Pa.s

- Panas Jenis

: 0,497 kal/goC

- Energi

: 4,32 kkal/g

- Flash Point

: 160oC

- Kemurnian

: 99%

- Impur itas

: Air 1%

(www.jtbaker.com/msds/w/0600.htm)

Universitas Sumatera Utara

B. Sifat Kimia
-

Gliserol dapat bereaksi dengan phosporus pentachloride membentuk gliseril
triklorida CH2Cl-CHCl-CH2Cl

-

Gliserol dapat bereaksi dengan asam membentuk ester
contohnya : gliserol monoasetat CH2OH-CHOH-CH2OOCCH3, gliserol
triasetat, triasetin, gliceril trinitrat (nitroglycerine) CH2ONO2-CHONO2CH2ONO2, dll

-

Gliserol dapat bereaksi dengan oxidator
contohnya : dilute nitric acid membentuk glyceric acid CH2OH-CHOHCOOH, tartronic acid COOH-CHOH-COOH.

-

Gliserol dapat bereaksi dengan sodium hydrogen sulfate atau phosphorous
pentoxide dipanaskan, membentuk akrolein CH2=CHCHO.

-

Gliserol dapat bereaksi dengan fosfor ditambahkan dengan iodin membentuk
allil iodida, CH2=CHCH2I, dimana dengan HI menghasilkan propilen
CH2=CHCH3, dan kemudian iso propil iodida CH3CHICH3

-

Gliserol dapat bereaksi dengan Natrium atau NaOH membentuk alkoholates.
(Sumber : Mc Graw Hill Encyclopedia, 1977)

2.3.2 Pati Jagung ( cornstarch )
A. Sifat Fisika
-

Berbentuk granula – granula kecil. Lapisan terluar tiap-tiap granula terdiri
atas molekul-molekul pati yang rapat berhimpitan pada air dingin (Kimia
Pangan 311)

-

Sebagai polimer panjang struktural terdiri dari dua kelas: amilosa yang
memberikan sifat keras (pera) dan amilopektin yang menyebabkan sifat
lengket.

-

Berpotensi sebagai pengental maupun penstabil

-

Sebagai karbohidrat kompleks yang tidak larut dalam air dingin, berwujud
bubuk putih, tawar dan tidak berbau.

-

Menyimpan kelebihan glukosa (sebagai produk fotosintesis) dalam jangka
panjang.

-

Memiliki daya tahan simpan, dan mudah dicampur dengan bahan lain.

Universitas Sumatera Utara

B. Sifat Kimia
-

Pati jagung mengalami gelation, gelatinization dan retrogradation pada
pemanasan, pendinginan dan penyimpanan

-

Bila dipanaskan dalam air itu membentuk viskos, buram pasta.

-

Hidrolisis pati terjadi disebabkan oleh pengaruh asam atau suatu enzim. Jika
pati dipanaskan dengan penambahan asam akan terpecah sempurna menjadi
molekul- molekul yang lebih kecil, menghasilkan produk akhir glukosa.
Dengan persamaan reaksi sebagai berikut :
(C6H10O5)n + nH2O →
Pati

nC6H12O6

Air

Glukosa

2.3.3 Air (H2O)
A. Sifat Fisika
-

Rumus Molekul

:H–O–H

-

Berat Molekul

: 18, 0153 g/mol

-

Titik Didih

: 100 0C

-

Titik Beku

: 0 0C

-

Temperatur Kritis

: 374,15 0C

-

Tekanan Kritis

: 218,3074 atm

-

Densitas

: 0,998 g/cm3 (cair, 20oC)
0,92 g/cm3 (padatan)

-

Panas Jenis

: 0,9995 kal/g 0C

-

Kenampakan

: Cairan jernih

-

Kemurnian

: 100%

(ChemCad 5.7)

B. Sifat – sifat Kimia :
-

Merupakan zat cair polar dan pelarut yang baik untuk berbagai senyawa
polar, tetapi partikel – partikelnya dapat berdisosiasi membentuk ion.

-

Dapat menyebabkan korosi pada logam besi.

-

Terbentuk dari reaksi H2 dan O2.
2 H2 + O2

2 H2O

Universitas Sumatera Utara

-

Pada fasa cair, setiap molekul terikat satu sama lain oleh ikatan hidrogen.

-

Bersifat volatil dan mudah di uapkan maupun diembunkan

-

Banyak dihasilkan dari sisa pembakaran bahan bahan organik
CnH2n+2 + 2nO2

-

Merupakan elektrolit lemah, dapat terionisasi membentuk H3O+ dan OH-.
2 H2O

-

nCO2 + 2nH2O
H3O+ + OH-

Bukan merupakan zat pengoksidasi yang kuat, namun dapat mengoksidasi.
3 Fe + 4H2O

-

Fe3O4 + 4 H2

Reaksi hidrolisis antara minyak dan air akan menghasilkan asam lemak dan
gliserol, menurut reaksi:
C3H5(COOR)3 + H2O C3H5(OH)3 + 3HOOCR

2.3.4 Hidrogen ( H2 )
A. Sifat Fisika
-

Berat molekul

: 2,016 gr/mol

-

Titik didih (1 atm)

: - 252, 8 0C

-

Titik lebur

: -252,9 oC

-

Densitas gas (1 atm, 0 0C)

: 0,08987 gr/liter

-

Spesifik gravity

: 0,0695

-

Viskositas (25 0C)

: 0,000444 kal/cm.cm2.det.0C

-

Potensial ionisasi

: 13,54 volt

-

Panas penguapan(-252,8 0C) : 107 kal/gr.0C

-

Kapasitas panas (25 0C)

: 3,42 kal/gr.0C

-

Temperatur kritis

: - 240 0C

-

Tekanan kritis

: 12 atm

-

Densitas kritis

: 0,0301 gr/cm3

B. Sifat Kimia
-

Reaksi dengan oksigen akan menghasilkan air

-

Hidrogen sangat rektif terhadap senyawa halogen, reaksi dengan fluorin
membentuk senyawa HF

-

Dengan nitrogen, hidogen bereaksi membentuk ammonia

Universitas Sumatera Utara

-

Hidrogen bereaksi pada temperature tertentu dengan sejumlah logam, seperti
dengan -lithium membentuk senyawa LiH

-

Hidrogen asetaldehid menghasilkan etil alcohol

2.3.5 Cobalt pada silica – alumina
Katalis jenis ini merupakan katalis yang menggunakan logam cobalt (Co)
sebagai primary dimana sebagai suportnya (pembawa) menggunakan silica alumina. Dispersinya katalis logam (Co) pada supportnya (silica alumina) menambah
daya guna katalis tersebut dimana bila dikombinasikan memberi bifunctional, yaitu
bersifat asam yang dipengaruhi dari luas permukaan substrat (support) sebesar 180 –
800 m2/g dan fungsi hydrogenating yang berasal dari logam yang terdapat dari
golongan VIII unsur periodic seperti besi, kobalt, nikel, ruthenium, rhodium,
palladium, osmium, iridium, dan platinum atau kombinasi dengan golongan VI unsur
periodik seperti molybdenum dan tungsten. Keseimbangan 2 fungsi ini menaikkan
aktifitas dan keefektivitas katalis. Sehingga katalis ini dapat digunakan pada suhu
reaksi yang tinggi (390 0C – 400 0C) dengan laju aliran volumetric umpan rendah

sebesar ≥ 2. ( US, Patent NO 6773657 B2, may 2004) Pada umumnya kandungan

cobalt pada katalis yang diinginkan sebesar 15-35 % wt. Adapun metoda pembuatan
katalis ini dengan cara memecahkan (extruding) material support dengan material
logam katalis secara bersamaan, atau dengan cara mengendapkan materal katalis
logam ke dalam support. Adapun bentuk fisik katalis support dapat berupa powder
(bubuk), partikel, pellets, monoliths, honeycombs, packed beds, foams, dan aerosol
dan katalis logamnya dapat berupa satu atau kombinasi dengan logam lainnya,
campuran precursor pada logam, promoter, dan campuran precursor dengan
promoter.

Universitas Sumatera Utara

2.4 Deskripsi Proses
Gliserol dapat diperoleh dengan berbagai cara yaitu :
1. Pembuatan gliserol dari bahan baku lemak dan minyak dengan proses hidrolisa,
alkoholisis, dan saponifikasi
2. Proses hidrolisa ephichlorohydrin dengan larutan natrium hidoksida (NaOH) dan
larutan natrium karbonat (NaCO3)
3. Proses hidrolisa – hidrogenasi pati jagung (cornstarch) dengan katalis Cobalt pada
Silica alumina

2.4.1 Pembuatan Gliserol dari reaksi hidrolisa lemak dan minyak
Pada umumnya gliserol dibuat dari hidrolisa lemak dan minyak. Gliserol dan
asam lemak adalah senyawa organik yang merupakan penyusun lemak dan minyak,
baik nabati maupun hewani. Untuk mengkonversi atau mengubah lemak atau minyak
menjadi gliserol dapat dilakukan dengan hidrolisa pada tekanan tinggi. Proses
hidrolisa biasanya dijaga pada suhu 250-260 0C dan tekanan 54-56 bar. Gliserol yang
dihasilkan sekitar 90 % dari jumlah minyak sawit yang dikonsumsi dengan kadar
sekitar 12 % (Ritonga, 1994).

Dalam hal ini proses hidrolisa yang terjadi adalah :
CH2-COOR
CH-COOR

CH2-OH
+ 3 H2O

CH2-COOR
Trigliserida

CH-OH

+ 3 RCOOH

CH2OH
Air

Gliserol

Asam lemak

Adapun kerugian dari proses ini antara lain :
1. Temperatur reaksi tinggi (250-260 oC)
2. Tekanan 54-56 bar (53,3-55,3 atm)
3. Gliserol yang dihasilkan sekitar 90 % dari jumlah minyak sawit yang dikonsumsi
4. Kadar gliserol yang dihasilkan sebesar 12 %
Adapun keuntungan dari proses ini antara lain :
1. Dapat menggunakan atau tanpa katalis
2. Bahan baku mudah di dapat

Universitas Sumatera Utara

2.4.2 Pembuatan Gliserol dari proses hidrolisa Ephichlorohydrin dengan larutan
natrium hidroksida (NaOH)
Bahan baku yang digunakan pada proses ini adalah ephichlorohydrin. Dalam
proses ini ephichlorohydrin dihidrolisa dengan larutan Natrium Hidroksida (NaOH)
pada tekanan 1 atm dan suhu 80 0C – 200 0C (www. solvaychemical.us, 2003)
Persamaan reaksi yang terjadi sebagai berikut :
CH2 – CH – CH2CL + NaOH + H2O
OH

CH2 – CH – CH2 + NaCl
OH

Ephichlorohydrin

OH

OH

Gliserol

Adapun kerugian dari proses ini antara lain :
-

pH-nya sangat tinggi

-

NaOH harus diencerkan sebelum direaksikan

Adapun keuntungan dari proses ini antara lain :
-

Penguraian dari Ephichlorohydrin dan 3-Chloro 1,2-propanadiol lambat

-

Prosesnya lebih sederhana

-

Konversi reaksi sebesar 98 %

2.4.3 Proses hidrolisis – hidrogenasi pati (cornstarch) dengan katalis Cobalt pada
Silica alumina
Proses hidrolisa – hidrogenasi pati menjadi gliserol dilakukan dengan proses
multi-stage. Proses multi-stage dipakai untuk mengubah pati secara katalis, dimana
hidrogen dan air sebagai cairan pembawa dilewatkan dari bawah bersama pati ke
dalam reaktor pertama (zona reaksi pertama), reaksi yang terjadi merupakan reaksi
hidrolisis-hidrogenasi. Kemudian produk cair yang berasal dari reaktor pertama di
umpankan ke reaktor kedua (zona reaksi kedua), reaksi yang terjadi merupakan
reaksi hidrogenasi. Dimana pada tahap terakhir diperoleh gliserol dengan konversi
98%. Proses ini dilakukan pada temperatur dan tekanan tinggi.
Proses ini memiliki beberapa keuntungan antara lain bahan baku yang mudah
diperoleh dan berkesinambungan, konversi dan efisiensi umpan yang tinggi, efek
terhadap lingkungan sedikit, serta relatif bersih dan aman. Oleh karena itu, pada

Universitas Sumatera Utara

tugas akhir ini dipilih proses pembuatan gliserol dari pati jagung melalui reaksi
hidrolisis-hidrogenasi.

2.5 Deskripsi Proses
Bahan baku yang digunakan dalam proses pembuatan gliserol melalui reaksi
hidrolisis – hidrogenasi ini adalah pati jagung (cornstarch). Sebelum diumpankan ke
dalam reactor pati jagung harus dihidrolisa dengan air terlebih dahulu di dalam tanki
mixer

pada

untuk

menghasilkan

glukosa.

Air

digunakan

karena

air

.kemudian glukosa yang terbentuk bersama dengan hidrogen diumpankan kedalam
reactor jenis fluidized bed reactor (FBR) pada temperatur 145 0C – 176 0C dan
tekanan parsial hidrogen sebesar 102 atm – 170 atm untuk menghasilkan gliserol.
Reaksi ini berlangsung dalam fasa gas – cair dengan bantuan katalis Cobalt pada
Silica-alumina (us Patent 3,471,580, Oktober 1969). Di dalam reactor terjadi reaksi :
( C6H10O5 )n + n H2O → n C6H12O6
Pati

Air

Glukosa

n C6H12O6 + n H2 → n C6H14O6
Glukosa

Sorbitol

n C6H14O6 + H2

→ n C3H5(OH)3

Sorbitol

Gliserol

Sehingga reaksi pembentukan gliserol secara keseluruhan dengan menganggap
(n = 1) sebagai berikut :

C6H10O5

:

+ H2O

+ H2 →

Pati

C3H5(OH)3
Gliserol

Gambar 2. Skema reaksi hidrolisis-hidrogenasi pati jagung menjadi gliserol

Reaksi yang terjadi merupakan reaksi eksotermis. Untuk menjaga agar suhu
dalam reactor tetap, maka dilakukan pengontrolan suhu dengan menggunakan jaket
pendingin dimana air sebagai media pendinginnya.

Universitas Sumatera Utara

Hasil yang diperoleh adalah gliserol, pati jagung, air, sorbitol, dan hydrogen
berlebih. Untuk memisahkan gas hydrogen dari campuran digunakan separator gas –
liquid pada temperatur 90 0C yang selanjutnya hydrogen tersebut dipanaskan untuk
dapat digunakan kembali.
Campuran gliserol, glukosa, air, dan sorbitol dimurnikan dalam Knock-Out
drum (KO-drum). Pada produk atas diperoleh glukosa, air dan sorbitol yang
selanjutnya dapat digunakan kembali dan diumpankan kembali dalam tanki
penyimpanan.
Gliserol yang diperoleh sebagai produk utama selanjutnya didinginkan
sehingga dapat disimpan dalam tangki penyimpnan.

Universitas Sumatera Utara

BAB III
NERACA MASSA
Hasil perhitungan neraca massa pada proses pembuatan gliserol dengan
kapasitas produksi 4.500 ton/tahun diuraikan sebagai berikut :
Basis perhitungan

: 1 jam operasi

Satuan operasi

: kg/jam

3.1 Mixer
Tabel 3.1 Neraca massa Mixer (M-101)
Komponen

Masuk (kg/jam)
Alur 1

(C6H10O5)n

Keluar (kg/jam)

Alur 2

Alur 3

528,5

-

528,5

H2O

-

1585,5

1585,5

Total

2114

2114

3.2 Reaktor Hidrolisis – Hidrogenasi ( R-201)
Tabel 3.2 Neraca massa Reaktor Hidrolisis – Hidrogenasi ( R-201)
Komponen

Masuk (kg/jam)
Alur 4

(C6H10O5)n

Keluar (kg/jam)

Alur 9

Alur 10

528,5

-

-

C3H8O3

-

-

480,2173

C6H14O6

-

-

118,7494

1585,5

-

1526,7778

-

158,423

146,6785

H2O
H2
Total

2272,4230

2272,4230

Universitas Sumatera Utara

3.3 Reaktor Hidrogenasi (R-202)
Tabel 3.3 Neraca massa Reaktor Hidrogenasi (R-202)
Komponen

Masuk (kg/jam)

Keluar (kg/jam)

Alur 11

Alur 12

C3H8O3

480,2173

588,2663

C6H14O6

118,7494

11,8749

1526,7778

1526,7778

146,6785

145,5040

2272,4230

2272,4230

H2O
H2
Total

3.4 Separator Gas-liquid (S-301)
Tabel 3.4 Neraca massa Separator Gas-liquid (S-301)
Komponen

Masuk (kg/jam)
Alur 13

Keluar (kg/jam)
Alur 14

Alur 15

C3H8O3

588,2663

-

588,2663

C6H14O6

11,8749

-

11,8749

1526,7778

-

1526,7778

145,5040

145,5040

-

H2O
H2
Total

2272,4230

2272,4230

3.5 Flash Drum ( D-303)
Tabel 3.5 Neraca massa Flash - Drum ( D-303)
Komponen

Masuk (kg/jam)

Keluar (kg/jam)

Alur 16

Alur 17

Alur 18

C3H8O3

588,2663

20,0844

568,1818

C6H14O6

11,8749

-

11,8749

H2O

1526,7778

1519,9550

7,9972

Total

2126,9190

2126,9190

Universitas Sumatera Utara

BAB IV
NERACA PANAS
Basis perhitungan

: 1 jam operasi

Satuan operasi

: kJ/jam

Temperatur basis

: 25 0C

4.1 Heater – 01 (E-105)
Tabel 4.1 Neraca panas Heater - 01 (E-105)
Alur masuk (kJ/jam)

Alur Keluar (kJ/jam)

Umpan

168420,0316

-

Produk

-

1020463,6619

Steam

852.043,6303

-

Total

1020463,6619

1020463,6619

4.2 Heater – 02 (E-107)
Tabel 4.2 Neraca panas Heater - 02 (E-107)
Alur masuk (kJ/jam)

Alur Keluar (kJ/jam)

Umpan

17036,7482

-

Produk

-

64938,2231

Steam

47901,4749

-

Total

64938,2231

64938,2231

4.3 Reaktor Hidrolisis – Hidrogenasi (R-201)
Tabel 4.3 Neraca panas Reaktor Hirolisis – Hidrogenasi (R-201)
Alur masuk (kJ/jam)

Alur keluar (kJ/jam)

Umpan

1085401,8850

-

Produk

-

1146458,9230

69112,1406

-

-

8055,1026

1154514,0256

1154514,0256

r. ∆ Hr

Air pendingin
Total

Universitas Sumatera Utara

4.4 Heater – 03 (E-203)
Tabel 4.4 Neraca panas Heater – 03 (E-203)
Alur masuk (kJ/jam)

Alur Keluar (kJ/jam)

Umpan

1146458,9233

-

Produk

-

1450442,3284

Steam

303983,4047

-

Total

1450442,3280

1450442,3280

4.5 Reaktor Hidrogenasi (R-202)
Tabel 4.5 Neraca panas Reaktor Hidrogenasi (R-202)
Alur masuk (kJ/jam)

Alur keluar (kJ/jam)

Umpan

1450442,3280

-

Produk

-

1449813,7391

3640,7778

-

-

4270,4667

1454082,2058

1454082,2058

r. ∆ Hr

Air pendingin
Total

4.6 Cooler I (E-204)
Tabel 4.6 Neraca panas Cooler I (E-204)
Alur masuk (kJ/jam)

Alur keluar (kJ/jam)

Umpan

1449813,7391

-

Produk

-

1380758,3093

Air pendingin

-

69055,3498

1449813,7391

1449813,7391

Total

Universitas Sumatera Utara

4.7 Cooler II (E-305)
Tabel 4.7 Neraca panas Cooler II (E-305)
Alur masuk (kJ/jam)

Alur keluar (kJ/jam)

Umpan

271949,4889

-

Produk

-

116029,6578

Air pendingin

-

155919,8311

271949,4889

281949,4989

Total

4.8 Condensor (E-308)
Tabel 4.8 Neraca panas Condensor (E-308)
Alur masuk (kJ/jam)

Alur keluar (kJ/jam)

Umpan

177054,5057

-

Produk

-

4586,0009

Air pendingin

-

172468,5048

177054,5057

177054,5057

Total

Universitas Sumatera Utara

BAB V
SPESIFIKASI PERALATAN
5.1 Gudang Penyimpanan Pati Jagung (G-101)
Fungsi

: tempat penyimpanan pati untuk kebutuhan 30 hari

Bentuk

: prisma segiempat beraturan

Bahan konstruksi

: dinding beton dan atap dari seng

Kapasitas pati

: 528,5 kg/jam

Kapasitas gudang

: 528,5 kg/jam x 24 jam/hari x 30 hari = 380.520 kg

Jumlah

: 1 unit

Kondisi penyimpanan :
•

•

Temperatur

: 30 0C

Tekanan

: 1 atm

Kondisi fisik :
•

•

•

Lebar gudang

: 14,3 m

Tinggi gudang

:4m

Panjang gudang

: 22,8 m

5.2 Tangki Penyimpanan Hidrogen (T-108)
Fungsi

: tempat menyimpan hidrogen untuk kebutuhan 7 hari

Bentuk

: silinder horizontal dengan tutup ellipsoidal

Bahan konstruksi

: Casting Stell SA-336, Grade F25

Jumlah

: 3 unit

Kapasitas

: 127,242 m3

Kondisi penyimpanan :
•

•

Temperatur

: 163 0C

Tekanan

: 90 atm

Kondisi fisik :
•

•

•

Diameter

: 4,6 m

Panjang

: 8,43 m

Tebal

: 9 ¼ in

Universitas Sumatera Utara

5.3 Tangki Penyimpanan Gliserol (T-307)
Fungsi

: tempat menyimpan gliserol untuk kebutuhan 30 hari

Bentuk

: silinder dengan alas datar dan tutup datar

Bahan konstruksi

: Carbon Stell SA-285, Grade C

Jumlah

: 1 unit

Kapasitas

: 403,70 m3

Kondisi penyimpanan :
•

•

Temperatur

: 40 0C

Tekanan

: 1 atm

Kondisi fisik :
•

•

•

Diameter

: 5,5534 m

Panjang

: 16,660 m

Tebal

: ½ in

5.4 Tangki Pencampuran Pati dan Air (M-103)
Fungsi

: menghomogenkan pati dan air

Bentuk

: silinder vertikal dengan alas datar dan tutup
ellipsoidal

Bahan konstruksi

: Carbon Stell SA-285, Grade C

Jumlah

: 1 unit

Kapasitas

: 2,2593 m3

Kondisi penyimpanan :
•

•

Temperatur

: 30 0C

Tekanan

: 1 atm

Kondisi fisik :
•

•

•

Diameter

: 1,4220 m

Panjang

: 1,4220 m

Tebal

: ¼ in

Diameter

: 1,4220 m

Tinggi

: 0,3555 m

Tebal

: ¼ in

Tutup :
•

•

•

Universitas Sumatera Utara

Pengaduk :
•

•

Jenis

: turbin impeller daun enam

Jumlah baffle

: 4 buah

•

Diameter

: 0,4740 m

Daya motor

: 1/10 hp

•

5.5 Reaktor Hidrolisis-hidrogenasi (R-201)
Fungsi

: Tempat mengkonversi Pati menjadi Gliserol

Jenis

: Reaktor Unggun Fluidisasi

Bentuk

: silinder tegak, tutup dan alas ellipsoidal

Bahan konstruksi

: Casting Stell SA-336, Grade F25

Jumlah

: 2 unit

Kondisi operasi :
•

•

•

Temperatur

: 163 oC

Tekanan

: 115,677 atm

Katalis

: kobalt dalam silika alumina

Kecepatan minimum fluidisasi (Umf) = 0,665 cm/s
Kecepatan gas (Uo) = 6,65 cm/s
Kecepatan akhir gas (Ut) = 51,117 cm/s
Jumlah katalis (W) = 8227,81 kg
Pressure drop (∆pd) = 0,557 atm
Diameter reaktor (Dt) = 1 m
Tinggi reaktor = 5,109 m

5.6 Reaktor Hidrogenasi (R-202)
Fungsi

: Tempat mengkonversi Pati menjadi Gliserol

Jenis

: Reaktor Unggun Fluidisasi

Bentuk

: silinder tegak, tutup dan alas ellipsoidal

Bahan konstruksi

: Casting Stell SA-336, Grade F25

Jumlah

: 2 unit

Kondisi operasi :
•

Temperatur

: 163 dan 189 oC

Universitas Sumatera Utara

•

•

Tekanan

: 115,677 atm

Katalis

: kobalt dalam silika alumina

Kecepatan minimum fluidisasi (Umf) = 0,665 cm/s
Kecepatan gas (Uo) = 6,65 cm/s
Kecepatan akhir gas (Ut) = 51,117 cm/s
Jumlah katalis (W) = 9086 kg
Pressure drop (∆pd) = 0,557 atm
Diameter reaktor (Dt) = 1 m
Tinggi reaktor = 5,559 m

5.7 Separator Gas-liquid (S-301)
Fungsi

: memisahkan H2 dari campurannya

Bentuk

: silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal

Bahan konstruksi

: Casting Stell SA-336, Grade F25

Jumlah

: 1 unit

Kapasitas

: 2,733 m3

Kondisi penyimpanan
•

•

Temperatur

: 186oC

Tekanan

: 1700 psi = 115,667 atm

Kondisi fisik
Silinder
•

•

•

Diameter

: 1,172 m

Tinggi

: 1,758 m

Tebal

: 4 in

Diameter

: 1,172 m

Tinggi

: 0,2293 m

Tebal

: 4 in

Tutup
•

•

•

Universitas Sumatera Utara

5.8 Flash drum (D-303)
Fungsi

: memurnikan gliserol

Bentuk

: silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal

Bahan konstruksi

: Carbon Steel SA-285 grade C

Jumlah

: 1 unit

Kapasitas

: 2,5393 m3

Kondisi penyimpanan
•

•

Temperatur

: 186oC

Tekanan

: 1 atm

Kondisi fisik
Silinder
•

•

•

Diameter

: 1,2083 m

Tinggi

: 1,8125 m

Tebal

: 1 ½ in

Diameter

: 1,2083 m

Panjang

: 0,3021 m

Tebal

: 1 ½ in

Tutup
•

•

•

5.9 Belt Conveyor (C-102)
Fungsi

: Mengangkut pati menuju tangki mixer (M-103)

Jenis

: flat belt

Bahan

: karet

Jumlah

: 1 unit

Kapasitas Belt Conveyer (T) = 634,2 kg/jam = 0,6342 ton/jam
Spesifikasi Belt Conveyer
-

Lebar (L1) = 14 in

-

Kecepatan Belt Conveyer = 3 in

-

Tebal belt = 3 in

-

Power tripper = 2 Hp

-

Panjang Belt Conveyer, L = 10 m = 32,808 ft

-

w = 0,5 lb/in

Universitas Sumatera Utara

-

Lo = 100 ft

-

∆Z = 16,9 ft

Daya (power) Belt Conveyer = 2 ¼ Hp

5.10 Kompresor 1 (JC-106)
Fungsi

: menaikkan tekanan hidrogen sebelum dimasukkan ke
dalam

Tangki Hidrogenasi (T-106)

Jenis

: centrifugal compressor

Bahan konstruksi

: commercial steel

Jumlah

: 3 unit yang disusun seri

Kapasitas

: 1893,4795 m3/jam

Daya motor

: 10 ¾ Hp

5.11 Kompresor 2 (JC-109)
Fungsi

: menaikkan tekanan hidrogen sebelum dimasukkan ke
dalam Reaktor Hidrolisis-hidrogenasi (R-201)

Jenis

: centrifugal compressor

Bahan konstruksi

: commercial steel

Jumlah

: 3 unit yang disusun seri

Kapasitas

: 1893,4795 m3/jam

Daya motor

: 3 ½ Hp

5.12Heater 1 (E-105)
Fungsi
•

: menaikkan

•

•

Jumlah

: 1 unit

•

Diameter tube

: 1 in OD

Jenis tube

: 18 BWG

•

Panjang tube

: 12 ft

Pass

: 2

•

larutan

pati

sebelum

dimasukkan ke reaktor hidrolisis-hidrogenasi (R-201)
Jenis

•

temperatur

: 2-4 shell and tube exchanger

Bahan konstruksi : Carbon Steel

Universitas Sumatera Utara

Pitch (PT)

: 1 1/4 in triangular pitch

5.13Heater 2 (E-107)
Fungsi
•

•

•

: menaikkan temperatur gas hidrogen sebelum
dimasukkan ke
Jenis

tangki hidrogen (T-106)

: 2-4 shell and tube exchanger

Bahan konstruksi : Carbon Steel
Jumlah

: 1 unit

•

Diameter tube

: 1 in OD

Jenis tube

: 18 BWG

•

Panjang tube

: 12 ft

Pass

: 2

Pitch (PT)

: 1 1/4 in triangular pitch

•

•

•

5.14 Heater 3 (E-204)
Fungsi

: menaikkan temperatur keluaran reactor hidrolisishidrogenasi (R-201) dimasukkan ke reaktor

•

•

•

hidrogenasi (R-204)
Jenis

: 2-4 shell and tube exchanger

Bahan konstruksi : Carbon Steel
Jumlah

: 1 unit

•

Diameter tube

: 1 in OD

Jenis tube

: 18 BWG

•

Panjang tube

: 12 ft

Pass

: 2

Pitch (PT)

: 1 1/4 in triangular pitch

•

•

•

5.15Cooler 1 (E-304)
Fungsi

: menurunkan temperatur keluaran Reaktor
Hidrogenasi hingga pada temperatur di Separator

•

Gas-liquid
Jenis

: 2-4