Pra Rancangan Pabrik Dari Crude palm Oil (CPO) Dengan kapasitas 1500 Ton/Tahun
PRA RANCANGAN PABRIK ASAM OLEAT DARI CRUDE PALM OIL (CPO)
DENGAN KAPASITAS 1500 TON/TAHUN
KARYA AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Sains Terapan
O L E H GANDA JULIANUS H NIM: 025201035
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008
Universitas Sumatera Utara
LEMBAR PENGESAHAN
PRA RANCANGAN PABRIK ASAM OLEAT DARI CRUDE PALM OIL (CPO)
DENGAN KAPSITAS 1500 TON/TAHUN
KARYA AKHIR
OLEH
GANDA JULIANUS H NIM : 025201035
Pembimbing I
Telah Diperiksa/Disetujui: Pembimbing II
(Dr.Ir. Taslim, M.Si) NIP. 131 882 284
(Ir. Netti Herlina, MT) NIP. 132 243 746
Mengetahui Koordinator Karya Akhir
(Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si) NIP : 132 126 842
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Syukur Penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang memberikan kesehatan bagi Penulis, sehingga Penulis dapat menyelesaikkan penyusunan Karya Akhir ini yang berjudul “Pra Rancangan Pabrik Asam Oleat dari Crude Palm Oil (CPO) dengan Kapasitas 1500 Ton/Tahun”.
Penyusunan Karya akhir ini sebagai salah satu syarat yang harus dipenuhi untuk dapat mengikuti sidang sarjana pada Program Studi Teknologi Kimia Industri D-IV Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Rasa Terima Kasih yang tak terhingga kepada kedua orang tua tercinta, yang selalu membimbing dan memberikan segenap dukungan moril dan material bagi Penulis, serta sanak saudara yang tetap memberikan bantuan, dukungan dan tauladan, yang menjadi pengorbanan yang tak terbalaskan.
Dalam kesempatan ini, saya juga ingin menyampaikan ucapan terimakasih kepada semua pihak yang telah banyak membantu selama Penulis menyelesaikkan studi :
1. Dr.Ir. Taslim,M.Si, selaku Dosen Pembimbing I Karya Akhir. 2. Ir. Netty Herlina,MT, selaku Dosen Pembimbing II Karya Akhir. 3. Ir. Renita Manurung,MT, selaku Ketua Program Studi Teknologi Kimia Industri
D-IV Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 4. Dr. Ir. Irvan Msi, selaku koordinator Karya Akhir Program studi Teknologi Kimia
Industri D-IV Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 5. Seluruh Satff Pengajar Program Studi Teknologi Kimia Industri D-IV Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara. 6. Seluruh Staff Pegawai Administrasi Program Studi Teknologi Kimia Industri D-
IV Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 7. Teman-teman dan senior, khususnya Stambuk 2002 Program Studi Teknologi
Kimia Industri D-IV Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Dan semua pihak yang tidak mungkin disebutkan seluruhnya, terimakasih Penulis haturkan atas segala dukungannya.
Penulis menyadari bahwa Karya Akhir ini masih jauh dari sempurna karena Penulis sangat mengharapkan saran dan keritik guna peningkatan kualitas Karya
Universitas Sumatera Utara
Akhir di masa yang akan datang. Akhir kata, semoga Karya Akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.
Medan, April 2008 Penulis, Ganda Julianus H.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ........................................................................................ i INTISARI............................................................................................................ iii DAFTAR ISI....................................................................................................... iv DAFTAR TABEL............................................................................................... vi DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... viii BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... I-1
1.1 Latar Belakang ........................................................................................ I-1 1.2 Rumusan Masalah ................................................................................... I-3 1.3 Tujuan Perancangan ................................................................................ I-3 1.4 Ruang Lingkup........................................................................................ I-3 1.5 Manfaat Perancangan .............................................................................. I-4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA......................................................................... II-1 2.1 Minyak Sawit .......................................................................................... II-1 2.2 Proses Pembuatan Asam Oleat ............................................................... II-4 2.3 Deskripsi Proses ...................................................................................... II-6 BAB III NERACA MASSA ............................................................................... III-1 BAB IV NERACA PANAS................................................................................ 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 .................................................................................. VI-5 6.3 Keselamatan Kerja pada Unit Utilitas Pabrik Pembuatan Asam
Oleat dari CPO ........................................................................................ VI-6 BAB VII UTILITAS ........................................................................................... VII-1
7.1 Kebutuhan Uap (Steam) .......................................................................... VII-1 7.2 Kebutuhan Air......................................................................................... VII-2 7.3 Kebutuhan Bahan Kimia ......................................................................... VII-8 7.4 Kebutuhan Listrik.................................................................................... VII-8 7.5 Kebutuhan Bahan Bakar ......................................................................... VII-8 7.6 Unit Pengolahan Limbah......................................................................... VII-9 7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas................................................................... VII-17 BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK.......................................... VIII-1 8.1 Lokasi Pabrik .......................................................................................... VIII-1 8.2 Tata Letak Pabrik .................................................................................... VIII-3 8.3 Kebutuhan Areal untuk Pendirian Pabrik ............................................... VIII-5 BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ...................... IX-1 9.1 Organisasi Perusahaan ............................................................................ IX-1 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-12 BAB X ANALISA EKONOMI .......................................................................... X-1 10.1 Modal Investasi ..................................................................................... X-1
Universitas Sumatera Utara
10.2 Hasil Penjualan...................................................................................... X-3 10.3 Biaya Produksi Tetap ............................................................................ X-3 10.4 Perkiraan Laba Rugi Usaha................................................................... X-5 10.5 Analisa Aspek Ekonomi........................................................................ X-5 BAB XI KESIMPULAN .................................................................................... XI-1 DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ...................................... LA-1 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS ....................................... LB-1 LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN...................... LC-1 LAMPIRAN D PERHITUNGAN UTILITAS DAN SPESIFIKASI
PERALATAN............................................................................ LD-1 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI................................. LE-1
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Data Perkembangan Luas Areal Perkebunan Kelapa Sawit dan Produksinya di Indonesia dalam Kurun Waktu 10 tahun ................................................................................. I-1
Tabel 1.2 Kebutuhan Asam Oleat di Indonesia ................................................ I-2 Tabel 2.1 Komposisi Minyak Sawit Mentah (CPO) dan Minyak
Inti Sawit (PKO) ............................................................................... II-2 Tabel 3.1 Neraca Massa Pada Kolom Fraksinasi II (KF-102) ............................ III-1 Tabel 3.2 Neraca Massa Pada Kolom Fraksinasi I (KF-101) ............................. III-1 Tabel 3.3 Neraca Massa Pada Flash Tank I (FT-101) ........................................ III-2 Tabel 3.4 Neraca Massa Pada Splitting (SP-101) ............................................... III-2 Tabel 3.5 Neraca Massa Pada Separator (S-101)................................................ III-3 Tabel 3.6 Neraca Massa Pada Flash Tank II (FT-102) ....................................... III-3 Tabel 4.1 Neraca Panas Pada Heater (HE-101) .................................................. IV-1 Tabel 4.2 Neraca Panas Pada Separator (S-101)................................................. IV-1 Tabel 4.3 Neraca Panas Pada Splitting (SP-101) ................................................ IV-1 Tabel 4.4 Neraca Panas Pada Flash Tank I (FT-101) ......................................... IV-2 Tabel 4.5 Neraca Panas Pada Condensor I (CD-101) ......................................... IV-2 Tabel 4.6 Neraca Panas Pada Kolom Fraksinasi I (KF-101) .............................. IV-2 Tabel 4.7 Neraca Panas Pada Condensor II (CD-102)........................................ IV-3 Tabel 4.8 Neraca Panas Pada Kolom Fraksinasi II (KF-102)............................. IV-3 Tabel 4.9 Neraca Panas Pada Condensor III (CD-103) ...................................... IV-3 Tabel 4.10 Neraca Panas Pada Cooler I (C-101) ................................................ IV-4 Tabel 4.11 Neraca Panas Pada Cooler II (C-102) ............................................... IV-4 Tabel 4.12 Neraca Panas Pada Flash Tank II (FT-102) ...................................... IV-4 Tabel 4.13 Neraca Panas Pada Condensor IV (CD-104) .................................... IV-5 Tabel 7.1 Kualitas Sumur Bor PKS PT. Abdi Budi Mulia ................................. VII-2 Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah Pabrik Asam Oleat dari CPO .......................... VIII-5 Tabel 9.1 Jumlah, Tingkat pendidikan dan Gaji Tenaga Kerja........................... IX-10 Tabel 10.1 Modal Investasi Tetap....................................................................... X-2 Tabel 10.2 Perincian Modal Kerja (Working Capital)........................................ X-3 Tabel 10.3 Perincian Biaya Tetap (Fixed Cost) .................................................. X-4 Tabel 10.4 Perincian Biaya Variabel (Variable Cost) ........................................ X-4 Tabel LA.1 Neraca Massa Pada Kolom Fraksinasi II (KF-102)......................... LA-4 Tabel LA.2 Neraca Massa Pada Kolom Fraksinasi I (KF-101) .......................... LA-5 Tabel LA.3 Neraca Massa Pada Flash Tank I (FT-101) ..................................... LA-7 Tabel LA.4 Neraca Massa Pada Splitting (SP-101)............................................ LA-10 Tabel LA.5 Neraca Massa Pada Separator (S-101) ............................................ LA-11 Tabel LA.6 Neraca Massa Pada Flash Tank II (FT-102).................................... LA-13 Tabel LB.1 Neraca Panas Keluar pada Alur 1 .................................................... LB-2 Tabel LB.2 Neraca Panas Keluar pada Alur 2 .................................................... LB-3 Tabel LB.3 Neraca Panas pada Heater................................................................ LB-3 Tabel LB.4 Neraca Panas Keluar pada Alur 5 .................................................... LB-4 Tabel LB.5 Neraca Panas pada Separator ........................................................... LB-4 Tabel LB.6 Perhitungan Panas Reaksi Pembentukan pada Suhu 250C .............. LB-6 Tabel LB.7 Perhitungan Panas Reaksi Pembentukan pada Suhu 250C .............. LB-6
Universitas Sumatera Utara
Tabel LB.8 Perhitungan Panas Produk Pembentukan pada Suhu 2550C............ LB-6 Tabel LB.9 Perhitungan Panas Reaktan Pembentukan pada Suhu 2550C .......... LB-7 Tabel LB.10 Neraca Panas pada Splitting .......................................................... LB-8 Tabel LB.11 Neraca Panas Masuk pada Alur 8 .................................................. LB-9 Tabel LB.12 Neraca Panas Keluar pada Alur 10 ................................................ LB-9 Tabel LB.13 Neraca Panas Keluar pada Alur 11 ................................................ LB-9 Tabel LB.14 Neraca Panas pada Flash Tank I .................................................... LB-9 Tabel LB.15 Neraca Panas Keluar pada Alur 12 ................................................ LB-10 Tabel LB.16 Neraca Panas pada Condensor I..................................................... LB-11 Tabel LB.17 Neraca Panas Keluar pada Alur 13 ................................................ LB-11 Tabel LB.18 Neraca Panas Penguapan pada Alur 13 ......................................... LB-12 Tabel LB.19 Neraca Panas Penguapan pada Alur 14 ......................................... LB-12 Tabel LB.20 Neraca Panas pada Kolom Fraksinasi I ......................................... LB-13 Tabel LB.21 Neraca Panas Keluar pada Alur 19 ................................................ LB-14 Tabel LB.22 Neraca Panas pada Condensor II ................................................... LB-15 Tabel LB.23 Neraca Panas Keluar pada Alur 15 ................................................ LB-16 Tabel LB.24 Neraca Panas Penguapan pada Alur 15 ......................................... LB-16 Tabel LB.25 Neraca Panas Penguapan pada Alur 16 ......................................... LB-17 Tabel LB.26 Neraca Panas pada Kolom Fraksinasi II ........................................ LB-17 Tabel LB.27 Neraca Panas Keluar pada Alur 18 ................................................ LB-18 Tabel LB.28 Neraca Panas pada Condensor III .................................................. LB-19 Tabel LB.29 Neraca Panas Keluar pada Alur 17 ................................................ LB-19 Tabel LB.30 Neraca Panas pada Cooler I ........................................................... LB-20 Tabel LB.31 Neraca Panas Masuk pada Alur 7 .................................................. LB-21 Tabel LB.32 Neraca Panas Keluar pada Alur 20 ................................................ LB-21 Tabel LB.33 Neraca Panas Keluar pada Alur 21 ................................................ LB-21 Tabel LB.34 Neraca Panas pada Flash Tank II................................................... LB-21 Tabel LB.35 Neraca Panas Keluar pada Alur 22 ................................................ LB-22 Tabel LB.36 Neraca Panas pada Condensor IV.................................................. LB-23 Tabel LB.37 Neraca Panas Keluar pada Alur 23 ................................................ LB-23 Tabel LB.38 Neraca Panas pada Cooler II.......................................................... LB-24 Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan............................................................... LE-2 Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift..................................................... LE-3 Tabel LE.3 Perkiraan Harga Peralatan Proses .................................................... LE-5 Tabel LE.4 Perincian Harga Peralatan Utilitas ................................................... LE-6 Tabel LE.5 Sarana Transportasi.......................................................................... LE-8 Tabel LE.6 Sistem Gaji Karyawan...................................................................... LE-10 Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas ......................................................................... LE-12 Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja ..................................................................... LE-13 Tabel LE.9 Perkiraan Biaya Deprisiasi............................................................... LE-14 Tabel LE.10 Perincian Biaya Tetap (Fixed Cost) ............................................... LE-17 Tabel LE.11 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) ........................... LE-20
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Flowsheet Pembuatan asam Oleat dari CPO................................... II-10 Gambar 7.1. Flowsheet Pengolahan Air ............................................................. VII-27 Gambar 8.1 Tata Letak Pabrik ........................................................................... VIII-6 Gambar 9.1 Struktur Organisasi.......................................................................... IX-13 Gambar LE.1 Grafik Break Event Point Pabrik Asam Oleat.............................. LE-21
Universitas Sumatera Utara
BAB I PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG Kelapa sawit (elaisn guineesis jacg) merupakan komoditi non migas yang telah
ditetapkan sebagai salah satu komoditi yang dikembangkan menjadi produk lain untuk diekspor. Produksi kelapa sawit di Indonesia selalu mengalami peningkatan dari tahun ke tahun.
Asia Tenggara merupakan kawasan pengembang kelapa sawit peringkat pertama dunia, baik dari segi luas areal maupun produktivitasnya. Pada tahun 1995, Malaysia merupakan penghasil minyak sawit terbesar di dunia (Luas areal 4,5 juta hektar dengan produksi 7,5 juta ton CPO per tahun) dan Indonesia menduduki peringkat kedua (luas areal 2,025 juta hektar dengan produksi 4,48 juta ton CPO per tahun). Indonesia diperkirakan akan menduduki peringkat pertama menggantikan Malaysia sebagai produsen minyak sawit terbesar di dunia pada tahun 2009, karena pada tahun 2000 saja produksi CPO Indonesia sudah mencapai 7.465 ribu ton (Mustafa, 2004).
Minyak kelapa sawit akan menjadi komoditas andalan Indonesia dan merupakan sumber devisa negara yang tidak akan pernah kalah bersaing di pasar bebas karena kelapa sawit memiliki karakter yang khas yaitu hanya dapat dikembangkan di daerah beriklim tropis sehingga tidak semua negara dapat mengembangkannya.
Gambaran tentang peningkatan luas areal kelapa sawit di Indonesia dari tahun ke tahun seperti Tabel 1.1 dibawah ini :
Universitas Sumatera Utara
Tabel 1.1 Data perkembangan luas areal perkebunan kelapa sawit dan
produksinya di Indonesia dalam kurun waktu 10 tahun.
Produksi Minyak Mentah (Ton)
Tahun Luas Areal (Ha)
CPO
PKO
(Crude Palm Oil) (Palm Kernel Oil)
1991 1.301.996
2.657.600
551.345
1992 1.467.470
3.266.250
559.274
1993 1.613.187
3.421.449
602.229
1994 1.804.149
4.008.062
796.537
1995 2.024.986
4.479.670
942.063
1996 2.249.514
4.898.658
1.084.676
1997 2.516.079
5.380.447
1.229.333
1998 2.788.783
5.989.183
1.283.695
1999 2.975.120
5.989.183
1.369.453
2000 3.174.726
6.217.425
1.433.233
Sumber : Mustafa Hadi, 2004
Pengolahan minyak sawit baik berupa minyak sawit mentah, maupun minyak inti sawit (PKO) juga mengalami peningkatan yang cukup pesat. Salah satu jenis produk yang dihasilkan dari pengolahan CPO ialah asam oleat. Kegunaan produk ini (asam oleat) adalah sebagai berikut : • Industri minuman, seperti pembuatan susu, • Industri sabun dan deterjen, • Industri kosmetik,
Universitas Sumatera Utara
• Industri minyak goreng, dan
• Industri bahan makanan.
Kebutuhan asam oleat di Indonesia dari tahun ke tahun terjadi peningkatan
rincian kebutuhannya seperti Tabel 1.2 berikut ini :
Tabel 1.2 Kebutuhan asam oleat di Indonesia
Tahun
Ton/Tahun
1996
830.068
1997
925.598
1998
947.390
1999
965.400
2000
989.217
Sumber : Biro Pusat Statistik, 2000
Untuk memenuhi kebutuhan asam oleat dalam negeri Indonesia sampai sekarang
masih mengimpor, karena di Indonesia tidak terdapat pabrik pembuatan asam oleat.
Sumber import asam oleat terutama dari negara Jerman, China, dan Hongkong
(Darlin, 2004). Berdasarkan data kebutuhan asam oleat diatas, maka di Indonesia
sangat dibutuhkan pabrik asam oleat agar dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri.
Berdasarkan data yang ada, maka untuk menutupi kebutuhan asam oleat di sumatera
diperkirakaan kapasitas produksi pabrik direncanakan sebesar 1500 ton/tahun.
Proses mendapatkan Asam Oleat dari CPO, yaitu dimana trigliserida yang
merupakan kandungan terbesar dari minyak sawit mentah dipisahkan terlebih dahulu
menjadi asam lemak dan gliserol. Pemisahan ini dapat dilakukan dengan dua cara
yaitu :
1. Menggunakan kaustik soda (NaOH)
2. Menggunakan metode hidrolisa.
Universitas Sumatera Utara
Pemisahan dengan menggunakan kaustik soda, membutuhkan waktu yang cukup lama dan kwalitas asam lemak yang dihasilkan tidak baik, sedangkan pemisahan dengan menggunakan metode hidrolisa asam lemak yang dihasilkan mempunyai kwalitas yang baik dengan waktu yang singkat namun membutuhkan biaya yang cukup besar.
1.2 RUMUSAN MASALAH Kebutuhan asam oleat di Indonesia menunjukkan peningkatan dari tahun ke
tahun, dimana asam oleat ini dapat dihasilkan dengan cara hidrolisa CPO pada tekanan tinggi. Produksi CPO dalam negeri cukup memadai jika digunakan untuk berbagai keperluan. Berdasarkan hal tersebut di atas dan menghindarai import asam oleat, maka perlu didirikan pabrik asam oleat dengan bahan baku CPO.
1.3 TUJUAN PERENCANAAN Tujuan rancangan pabrik ini adalah memanfaatkan potensi CPO yang cukup
tersedia dan mengantisipasi kebutuhan asam oleat dari ketergantungan dengan negara lain atau pengimpor.
1.4 RUANG LINGKUP Pembuatan asam oleat dari CPO ini menggunakan proses hidrolisa pada tekanan
tinggi untuk memisahkan asam lemak bebas dan gliserol untuk mendapatkan kandungan asam oleat yang lebih tinggi diperlukan juga proses-proses pemisahan seperti fraksinasi.
Universitas Sumatera Utara
Ditinjau dari berbagai aspek antara lain : sumber bahan baku, transportasi, telekomunikasi, pemasaran produk, maka lokasi pabrik direncanakan di daerah Teluk Panji Kota Pinang, Sumatera Utara.
Berdasarkan proses pembuatan asam oleat dan untuk penyempurnaan perancangan pabrik ini, maka diperlukan juga analisa ekonomi.
1.5 MANFAAT RANCANGAN Ada beberapa manfaat dan dampak positif yang dibutuhkan dari rancangan
pabrik ini yaitu : 1. Manfaat bagi Pemerintah adalah untuk memenuhi kebutuhan asam oleat di Indonesia dan meningkatan Pendapatan Asli Daerah (PAD) dan menghemat devisa negara. 2. Manfaat bagi masyarakat adalah untuk menciptakan lapangan kerja sekaligus menurunkan laju pertumbuhan pengangguran di Indonesia. 3. Manfaat bagi institusi adalah menjadi suatu bahan penelitian dan pengembangan dalam riset untruk masa yang akan datang.
Universitas Sumatera Utara
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Salah satu dari golongan palem yang dapat menghasilkan asam oleat adalah kelapa sawit (Elaenisis guineensis jacq) yang terkenal terdiri dari beberapa varietas, yaitu termasuk dalam golongan subfamili cocoidese. Buah kelapa sawit terdiri dari kulit (evocarp), serabut (mesocarp), cangkang (endocarp), dan Inti (kernel). Tanaman sawit di Indonesia terdapat di daerah Sumatera Utara, Aceh, Sumatera Barat, Lampung, Riau Jawa Barat,dan Jambi (Darlin, 2004).
2.1 Minyak Sawit Minyak kelapa sawit yang dihasilkan dari kulit kelapa sawit dinamakan
minyak sawit mentah (Crude Palm Oil). CPO ini mengandung sekitar 500-700 ppm karoten, dan merupakan bahan pangan terbesar. Minyak yang terdapat di alam dibagi menjadi tiga golongan yaitu minyak mineral (mineral oil), minyak nabati (edible oil), dan minyak atsiri (volatile oil atau essensial oil). Minyak yang terdapat pada hewani disebut sterol (kolesterol) sedangkan pada tumbuhan (fitosterol) yang mengandung asam lemak jenuh, sehingga umumnya berbentuk cair. Minyak nabati dapat digolongkan menjadi tiga golongan yaitu (Bailey’, 1989) : 1. Drying oil, yang akan membentuk lapisan keras bila mongering di udara
misalkan minyak yang dapat digunakan untuk cat dan pernik contoh minyak kemiri, jarak, dan lain-lain.
Universitas Sumatera Utara
2. Semi drying oil seperti minyak jagung, biji kapas dan minyak bunga matahari. 3. Non-drying oil seperti minyak kelapa dan minyak tanah.
Sifat-sifat minyak kelapa sawit dipengaruhi oleh ikatan kimia unsur C, dan jumlah atom C yang membangun asam lemak tersebut, sedangkan sifat-sifat fisik dipengaruhi oleh sifat-sifat kimianya. Minyak merupakan gliserida yang terdiri dari berbagai asam lemak, sedangkan titik cair gliserida tersebut tergantung pada kejenuhan asam. Semakin jenuh asam lemaknya semakin tinggi titik cair dari minyak sawit tersebut. Minyak sawit murni mempunyai titik cair 24,40C–400C dan komposisi CPO dan PKO dapat dilihat pada Tabel 2.1 di bawah ini.
Tabel 2.1 Komposisi minyak sawit mentah (CPO) dan minyak inti sawit (PKO)
As. Lemak Rumus Kimia
CPO (%) PKO (%)
As.Kaprilat CH3(CH2)6CO2H
As.Kaproat CH3(CH2)8CO2H
As.Laurat CH3(CH2)10CO2H
As.Miristat CH3(CH2)12CO2H
As.Palmitat CH3(CH2)14CO2H
As.Stearat CH3(CH2)16CO2H
As.Oleat
CH3(CH2)7 CH=CH(CH2)7CO2H
As.Linoleat CH3(CH2)4
=CHCH2CH=CH(CH2)7O2H
1,1-2,5 40-46 3,6-3,7 39-45 7,0-11
3,0-4,0 3,0-7,0 46-52 14-17 6,5-9,6 1,0-2,5 13-19 0,5-2,0
Sumber : Ketaren, 1986
Universitas Sumatera Utara
Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan asam oleat ini adalah dari
minyak sawit mentah, karena kelapa sawit dewasa ini sedang dibudidayakan
secara besar-besaran oleh pemerintah. Adapun sifat-sifat kimia dan fisika CPO
adalah sebagai berikut :
Sifat kimia
a. Bilangan iodine (mgI2/1000 gr)
= 52-54
b. Bilangan penyabunan (mg KOH/gr)
= 198-205
c. Asam lemak bebas (%)
= 2,5-4,5
d. Kelembaban (%)
= 0,1
e. Pengaruh indeks pemutihan (%)
= 2,3-2,4
f. Bersifat hidrolisi
g. Tidak stabil pada suhu kamar
h. Mengandung zat warna alfa dan beta karotenoit = (0,05-0,2%)
i. Kandungan karoten
= 297-313
Sifat Fisika a. Spesifik gravity (250C/15,50C) b. Density (gr/ml) c. Massa jenis d. Indeks bias e. Berat molekul f. Melting point (0C) g. Boiling point (0C), P =10 mmHg
= 0,917-0,919 = 0,8910 = 0,9 =1,4565-1,0445 = 200,31 = 33-39 = 170
Universitas Sumatera Utara
Asam lemak adalah senyawa organik yang merupakan penyusun lemak dan minyak, baik nabati maupun hewani. Untuk mengkonversi atau mengubah minyak-minyak atau lemak dapat dilakukan dengan beberapa proses kimia seperti, hidrolisa, hidrogenasi, hidrolisa, alkalisasi, dan sulfonasi.
Asam oleat dapat dihasilkan dari fraksinasi asam lemak yang diperoleh dari proses pengubahan minyak menjadi asam lemak. Dalam hal ini proses yang digunakan adalah proses hidrolisa. Reaksi hidrolisa yang terjadi adalah :
C3H8(OOCR)3 + 3H2O
C3H8(OH)3 + 3RCOOH
Asam oleat dapat dihasilkan dari fraksinasi asam lemak yang diperoleh
dari hidrolisa lemak. Dalam industri asam oleat banyak digunakan sebagai surface
active, emulsifier, dan produk-produk kosmetika. Sifat-sifat fisika dan kimia asam
oleat adalah sebagai berikut:
Sifat Fisika
a. Berat molekul (kg/mol)
= 282,45
b. Spesifik gravity c. Melting point (0C) d. Boiling point (0C)
= 0,895 = 16,3 = 360
Universitas Sumatera Utara
e. Tidak larut dalam air f. Mudah terhidrogenasi g. Merupakan asam lemak tak jenuh h. Tidak berwarna
Sifat Kimia a. Rumus b. Bilangan asam c. Larut dalam pelarut organic seperti alkohol (Daniel, 1982)
= C18H34O2 = 280,1
2.2 Proses Pembuatan Asam Oleat Pada prinsipnya pembuatan asam oleat dibagi menjadi tiga tahap, yaitu:
1. proses pemisahan gum (degumming) 2. proses hidrolisa minyak sawit mentah 3. proses fraksinasi asam lemak
2.2.1 Proses Pemisahan Gum (Degumming) Pemisahan gum merupakan proses pemisahan getah atau lendir-lendir
yang terdiri dari fosfatida, protein, residu, karbohidrat, air, dan resin. Biasanya proses ini dilakukan dengan dehidrasi gum atau kotoran lain, supaya bahan tersebut lebih mudah dari minyak, kemudian diteruskan dengan proses pemusingan (centrifusi). Caranya adalah dengan memasukkan uap air panas ke dalam minyak disusul dengan pengaliran air dan selanjutnya disentrifusi sehingga
Universitas Sumatera Utara
bagian lendir terpisah dari air. Pada waktu proses sentrifusi berlangsung, ditambahkan bahan kimia yang dapat menyerap air misalnya asam mineral pekat atau garam dapur (NaCl). Suhu minyak pada waktu proses sentrifusi berpisah antara 32-500C, dan pada suhu tersebut kekentalan minyak akan berkurang sehingga gum mudah terpisah dari minyak (Ketaren,1986).
2.2.2 Proses Hidrolisa Minyak Sawit Mentah Minyak sawit mentah merupakan bahan baku pembuatan asam oleat
proses ini dihidrolisa dalam reaktor, hidrolisa biasa disebut dengan splitting dilakukan secara kontinu dan berlawanan arah pada temperatur dan tekanan tinggi, sehingga menghasilkan asam lemak dan gliserin. Sistem berlawanan arah terjadi pada temperatur 2400C dan tekanan 47-49 atm (Bailey, 1964). Minyak dipompakan dari bagian menara kira-kira 90 cm dari atas menara, sedangkan air dialirkan melalui puncak menara. Perbandingan antara minyak dan air yang direaksikan adalah 40-50% berat minyak (Bailey, 1964). Minyak disemburkan menembus campuran gliserin yang terakumulasi di bagian bawah menara, selanjutnya menembus campuran air dan minyak sehingga mencapai hidrolisa yang sempurna. Sistem yang kontinu dan berlawanan arah dengan temperatur dan tekanan tinggi dan akan menghasilkan derajat hidrolisa yang tinggi. Keuntungan dari pemakaian proses hidrolisa ini adalah proses pemisahan asam lemak dengan gliserol lebih murni, sedangkan kerugiannya asam lemak yang dihidrolisa masih mengandung air dengan kandungan air yang cukup tinggi.
Universitas Sumatera Utara
2.2.3 Proses Fraksinasi Asam Lemak Untuk menghasilkan asam lemak dengan kemurnian yang tinggi (98%),
maka dilakukan fraksinasi asam lemak yang merupakan hasil hidrolisa minyak sawit mentah. Ada 4 jenis proses fraksinasi asam lemak, yaitu:
a. Fraksinasi kering adalah proses fraksinasi yang dilakukan berdasarkan pada berat molekul dan komposisi dari suatu material. Proses ini lebih murah dibandingkan dengan proses yang lain namun hasil kemurnian fraksinasinya kurang memberi mutu yang baik.
b. Proses fraksinasi basah (wet frakcination) Fraksinasi basah adalah proses fraksinasi menggunakan zat pembasah (wetting agent) atau disebut juga proses hydrophilization atau detergent proses. Hasil fraksinasi dari proses ini sama dengan proses fraksinasi kering.
c. Proses fraksinasi dengan menggunakan pelarut (solven) frakcination adalah proses fraksinasi menggunakan pelarut misalnya aseton. Proses ini lebih mahal dibandingkan dengan proses fraksinasi lainnya, karena menggunakan bahan pelarut serta tingginya biaya produksi.
d. Proses fraksinasi dengan pengembunan (frakcination condensation) Proses fraksinasi ini merupakan proses fraksinasi yang didasarkan kepada titik didih dari suatu zat /bahan sehingga dihasilkan suatu produk dengan kemurnian yang tinggi. Fraksinasi pengembunan ini mempunyai biaya yang cukup tinggi, namun proses produksi lebih cepat dan kemurniannya lebih tinggi.
Universitas Sumatera Utara
Berdasarkan dari keuntungannya, maka pemisahan asam oleat dari rancangan ini menggunakan fraksinasi dengan proses penggembunan, karena produk asam oleat yang diinginkan lebih kurang 98%, sehingga asam oleat yang dihasilkan bersifat murni.
2.3 Deskripsi Proses Pembuatan Asam Oleat Dari Minyak Sawit Mentah 2.3.1 Tangki Bahan Baku Minyak Sawit mentah
Tangki bahan baku ini dirancang dengan kapasitas 2000 ton/tahun dari asam oleat. Tangki ini terbuat dari logam jenis stainless steel. Titik beku dari CPO adalah 20-260C, maka temperatur dalam tangki adalah 350C lebih tinggi dari titik bekunya.
2.3.2 Proses Degumming Proses degumming adalah tahap yang meliputi proses penghilangan lendir
dan getah-getah dari bahan baku CPO. Bahan baku ini kemudian dipompakan ke heater (HE-101)dan dipanaskan hingga 800C. CPO yang dipanaskan di dalam heater ini kemudian dialirkan ke separator (S-101) untuk proses penghilangan gum (lendir serta kotoran). Proses ini dilakukan dengan cara dehidrasi gum agar bahan tersebut lebih mudah terpisah dari CPO, kemudian dilanjutkan dengan proses pemusingan (centrifusi). Caranya adalah dengan memberikan uap air panas kedalam minyak disusul dengan pengaliran air dari puncak menara dan selanjutnya disentrifusi sehingga bagian gum, lendir, dan kotoran terpisah dari CPO.
Universitas Sumatera Utara
2.3.3 Proses Hidrolisa
Splitter (SP-101) adalah tempat berlangsungnya proses hidrolisa minyak
sawit mentah. Reaksi hidrolisa minyak sawit mentah dapat dituliskan sebagai
berikut :
C3H8(OOCR)3 + 3H2O
C3H8(OH)3 + 3RCOOH
CPO masuk pada temperatur 350C dari dasar menara, sedangkan air masuk dari bagian atas menara. Perbandingan air masuk adalah 40-50% berat dari lemak. Tekanan splitter 50-55 atm dengan temperatur 2250C dan reaksi berlangsung secara kontinu.
Pada splitter terbentuk dua produk yaitu produk atas yang mempunyai titik didih rendah menghasilkan asam lemak, sedangkan produk bawah yang mempunyai titik didih tinggi akan menghasilkan gliserol. Asam lemak yang keluar dari splitter akan mengalir ke kolom flash tank asam lemak (FT-101) pada tekanan 54 atm. Sedangkan gliserol yang keluar dari bawah mengalir ke flash tank gliserol (FT-102) pada tekanan yang sama (Bailey, 1982).
Universitas Sumatera Utara
2.3.4 Flash Tank Asam Lemak Produk yang keluar dari splitter, kemudian mengalir ke flash tank asam
lemak (FT-101). Pada splitter produk yang keluar pada tekanan sangat tinggi, maka pada flash tank tekanan tersebut diturunkan sehingga air akan menguap. Kondisi proses ini diekspansikan dari tekanan 54 atm menjadi 40 atm dan suhu 1000C, Komposisi yang keluar dari splitter C14 = 2%; C16 = 4%; C18 = 4%; C18F1 = 4%; C18F2 = 8%; C18F3 = 1 maks (Dieekelmann dan Heisnz, 1998).
2.3.6 Kolom Fraksinasi-01 Pada kolom fraksinasi (KF-101) terjadi untuk pemisahan asam lemak
antara fraksi berat dan fraksi ringan berdasarkan titik didih. Asam lemak yang berasal dari flash tank akan dipompakan ke kolom fraksinasi (KF-101) kemudian dipanaskan pada suhu 2550C dan tekanan 1 atm. Pada kolom fraksinasi (KF-101) ini dipisahkan asam lemak antara fraksi ringan yaitu C14, C16, H2O dan 10,46% C18 sebagai produk atas dan fraksi berat yaitu C18, C18F1, C18F2, C18F3 sebagai produk bawah. Produk atas sebagai fraksi ringan pada fase uap akan dikondensasikan pada condenser (CD-102) dan kemudian dipompakan ke tangki penyimpanan asam palmitat (T-102). Sedangkan produk bawah sebagai fraksi berat akan dipompakan ke fraksinasi (KF-102) untuk pemisah lanjutan dengan mendapatkan asam oleat.
2.3.7 Kolom Fraksinasi-02 Pada kolom fraksinasi (KF-102) terjadi pemisahan lanjutan terjadi untuk
mendapatkan asam oleat sebagai fraksi ringan dan asam linoleat sebagai fraksi
Universitas Sumatera Utara
berat. Umpan dari bagian bawah fraksinasi (KF-101) dipompakan ke kolom fraksinasi(KF-102) kemudian dipanaskan pasa suhu 3700C dan tekanan 1 atm. Pada kolom fraksinasi (KF-102) ini akan dipisahkan asam oleat sebagai fraksi ringan yaitu 1% C18, 98 %C18F1 dan 1% C18F2 pada produk atas dan asam linoleat sebagai fraksi berat yaitu C18F1, C18F2, C18F3 pada produk bawah. Produk atas sebagai fraksi ringan pada fase uap dikondensasikan pada condenser(CD-103) dan kemudian dipompakan ke tangki penyimpanan asam oleat (T-103). Sedangkan produk bawah sebagai fraksi berat akan diturunkan suhunya menjadi 860C di cooler (C-101) dan kemudian dipompakan ke tangki penyimpanan asam linoleat (T-104).
2.3.8 Tangki Produk Asam Oleat Asam oleat yang berbentuk cair dipompakan ke tangki produk (T-103).
Tangki produk dirancang dengan temperatur lebih tinggi dari titik beku asam oleat yaitu 860C. Tangki asam oleat dirancang dari stainless steel yang tahan korosi. Asam oleat yang dihasilkan dari kolom fraksinasi (KF-102) dengan kemurnian 98% siap dipasarkan untuk dapat diolah menjadi produk lain.
Universitas Sumatera Utara
BAB III NERACA MASSA
3.1 Kolom Fraksinasi 2
Tabel 3.1 Neraca massa pada Kolom Fraksinasi 02
Komponen Massa masuk
Massa Keluar (Kg/jam)
(Kg/jam) Alur 12 Alur 13 Alur 14
C18 C18F1 C18F2 C18F3 Sub Total
2,083 209,982 40,446 4,958 257,47
2,083 204,166 2,083 208,333
5,816 38,363 4,958 49,137
Total
257,47
257,47
3.2 Kolom Fraksinasi 1
3.2 Hasil Perhitungan neraca massa pada Kolom Fraksinasi 1
Komponen Massa Masuk
Massa Keluar
Kg/jam (Alur 10) Alur 11 Alur 12
C14 C16 C18 C18F1 C18F2 C18F3 H2O
9,578 205,948 19,158 209,982 40,446
4,958 1195,109
9,578 205,948 17,075
1195,109
2,083 209,982 40,446 4,958 -
Sub Total
1685,176 1.415,562 257,47
TOTAL
1685,176
1685,176
Universitas Sumatera Utara
3.3. Flash Tank 1
Tabel 3.3 Hasil Perhitungan neraca massa pada Flash Tank
Komponen Massa masuk Massa Keluar
(Kg/jam) Alur 8 Alur 9 Alur 10
C14 C16 C18 C18F1 C18F2 C18F3 H2O
9,578 205,948 19,158 209,982 40,446
4,958 1275,803
- 9,578
- 205,948
- 19,158
- 209,982
- 40,446
- 4,958
80,694
1195,109
Sub Total
1765,87
80,694 1685,176
TOTAL
1.765,87
1.765,87
3.4 Splitting
Tabel 3.4 Hasil Perhitungan neraca massa pada Splitting
Komponen
Massa Masuk (Kg/jam)
Massa Keluar (Kg/jam)
Alur 4 Alur 5 Alur 6
Alur 7
Alur 8
CPO
840,751
-
- 7,699
-
Gliserol
--
- 80,670
-
Asam Lemak
--
-
- 485,117
H2O Steam
57,133 313,447
-
- - 3.326,24
2051,34 1275,803 - 85,151
Sub Total
897,994 313,447 3.326,24 2139,709 1851,021
TOTAL
3.990,73
3.990,73
Universitas Sumatera Utara
3.5 Seperator
Tabel 3.5 Hasil perhitungan neraca massa pada Seperator
Komponen
Massa Masuk (Kg/jam) Massa Keluar (Kg/jam)
Alur 1 Alur 2
Alur 3 Alur 4
CPO
840,751
--
840,751
Impuritis
1,684
- 1,684
-
H2O - 58,97 1,718 57,252
842,435
58,97 3,402
898,003
TOTAL
901,405
901,405
3.6 Flash Tank 2
Tabel 3.6 Hasil Perhitungan neraca massa pada Flash Tank
Komponen Massa masuk Massa Keluar
(Kg/jam) Alur 7 Alur 15 Alur 16
Gliserol
80,670
- 80,670
CPO
7,699
- 7,699
H2O
2051,34
1921,14
130,2
Sub Total 2.139,709
1.921,14
217,469
TOTAL
2.139,709
2.139,709
Universitas Sumatera Utara
BAB IV NERACA PANAS
4.1 Heater
Tabel 4.1 Hasil Perhitungan neraca panas pada Heater
Komponen Panas Masuk (Kkal/jam) Panas Keluar (Kkal/jam)
CPO
4.380,662
19.712,979
Steam
15.332,317
-
Total
19.712,979
19.712,979
4.2 Seperator Tabel 4.2 Hasil perhitungan neraca panas pada Seperator
Komponen Panas Masuk (Kkal/jam) Panas Keluar (Kkal/jam)
CPO
19.712,979
15.301,668
H2O
294,850
2.003,820
Impuritie
- 2.702,341
Total
20.007,829
20.007,829
4.3 Splitting
Tabel 4.3 Perhitungan neraca panas reaktan Splitting
Komponen Panas Masuk (Kkal/jam) Panas Keluar (Kkal/jam)
Trigliserida
15.301,668
101.345,467
Gliserol
-
10.007,962
C14 C16 C18 -
1.248,994 32.203,656 2.937,068
C18F1 C18F2 C18F3
-
30.891,443 6.408,852 700,826
H2O ∆HR 2550C
1.880,810 -
85.305,935 -740,694
Steam
251.436,79
-
Universitas Sumatera Utara
Total
270.309,513
270.309,513
4.4 Flash Tank 01 Tabel 4.4 Hasil Perhitungan neraca Panas Flash Tank-01
Komponen
C14 C16 C18 C18F1 C18F2 C18F3 H2O
TOTAL
Panas Masuk (Kkal/jam) 749,957
18.906,026 1.804,296 18.142,444 3.549,136
461,837 172.233,405 215.847,101
Panas Keluar (Kkal/jam) 749,957
18.906,026 1.804,296 18.142,444 3.549,136
461,837 172.233,405 215.847,101
4.5 Condensor 01 Tabel 4.5 Hasil perhitungan neraca panas pada condensor –01
Komponen Panas Masuk (Kkal/jam) Panas Keluar (Kkal/jam)
H2O 10.893,69
6.052,05
Pendingin
-
4.841,64
Total
10.893,69
10.893,69
4.6 Kolom Fraksinasi 01 Tabel 4.6 Hasil perhitungan neraca panas pada kolom Fraksinasi – 01
Komponen Panas Masuk (Kkal/jam) Panas Keluar (Kkal/jam)
C14
749,957
749,957
C16 C18 C18F1
18.906,026 1.732,841 18.142,444
18.906,026 1.732,841 18.142,444
C18F2
3.549,136
3.549,136
C18F3 H2O
461,837 161.339,715
461,837 281.442,194
Steam
134.295,653
-
Total
339.249,064
339.249,064
Universitas Sumatera Utara
4.7 Condensor-02 Tabel 4.7 Hasil perhitungan neraca panas yang keluar dari Condensor-02
Komponen Panas Masuk (Kkal/jam) Panas Keluar (Kkal/jam)
C14 1.602,399
972,167
C16 31.056,689
24.507,812
C18 H2O Pendingin
2.805,689 161.339,715
-
2.246,275 209.144,329 80.036,911
Total
316.907,24
316.907,24
4.8 Kolom Fraksinasi-02 Tabel 4.8 Hasil perhitungan neraca panas pada kolom Fraksinasi – 02
Komponen C18 C18F1 C18F2 C18F3
Steam
Total
Panas Masuk (Kkal/jam) 188,407
18.330,851 3.549,136
461,837 8.565,032 30.906,858
Panas Keluar (Kkal/jam) 277,143
27.092,136 3.144,160
393,417 -
30.906,858
4.9 Condensor –03
Tabel 4.9 Hasil perhitungan neraca panas pada condensor –03
Komponen Panas Masuk (Kkal/jam) Panas Keluar (Kkal/jam)
C18 C18F1
277,143 26.664,079
396,353 37.109,212
C18F2
276,526
384,521
Pendingin
- -10.672,338
Total
27.217,748
27.217,748
Universitas Sumatera Utara
4.10 Cooler -01 Tabel 4.10 Hasil perhitungan neraca panas pada cooler –01
Komponen Panas Masuk (Kkal/jam) Panas Keluar (Kkal/jam)
C18F1
428,057
1.057,116
C18F2
2.867,634
7.081,809
C18F3 Pendingin
393,417 -
971,569 -5.421,386
Total
3.689,109
3.689,108
4.11 Cooler-02 Tabel 4.11 Hasil perhitungan neraca panas pada cooler –02
Komponen Panas Masuk (Kkal/jam) Panas Keluar (Kkal/jam)
C18 C18F1
277,143 26.664,079
378,606 37.689,043
C18F2
276,526
408,186
Pendingin
- -11.258,087
Total
27.217,748
27.217,748
4.12 Flash Tank-02 Tabel 4.12 Hasil Perhitungan neraca Panas Flash Tank-02
Komponen Gliserol CPO H2O
TOTAL
Panas Masuk (Kkal/jam) 541.571,188 540,469 276.930,9 819.042,557
Panas Keluar (Kkal/jam) 541.571,188 540,469 276.930,9 819.042,557
4.13 Condensor-04 Tabel 4.13 Hasil perhitungan neraca panas pada condensor –04
Komponen Panas Masuk (Kkal/jam) Panas Keluar (Kkal/jam)
C18 C18F1 C18F2 Pending in
428,057 2.867,634
393,417 5.305,664
1.106,668 6.972,858 915,246
-
Total
8.994,772
8.994,772
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
BAB V SPESIFIKASI PERALATAN
5.1 Tangki CPO
Fungsi
: Untuk menyimpan bahan baku CPO selama 28 hari.
Jenis
: Storage Tank
Bentuk Kapasitas
: Selinder tegak dengan bentuk ellipsoidal : 700,755 m3
Jumlah
: 1 unit
Diameter
: 8,938 m
Tinggi
: 11,172 m
Tebal Plate
: ½ in
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-300
5.2 Pompa CPO
Fungsi
: Memompakan CPO dari Tangki CPO ke Seperator
Jenis
: Pompa sentrifugal
Diameter Optimum : 0,752 in Laju alir volumetrik : 0,008 ft3/detik
Jumlah
: 1 Unit
Tenaga Pompa : 0,047 HP
Bahan Konstruksi : Carbon Steel
5.3 Heater
Universitas Sumatera Utara
Fungsi
: untuk memanaskan CPO
Jenis
: Horizontal Shell dan Tube Exchanger
Shell
ID : 8 in
Pases
:6
Tube
OD : ¾ in, 10 BMG
Panjang
: 10 ft
Jumlah
: 20
Pitch
: 1 in
Luas Perpindahan Panas : 46,611 ft2
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
5.4 Splitting
Fungsi
: Tempat mereaksikan CPO dengan air (proses hidrolisa)
Bentuk
: Silinder dengan tutup bawah ellips dan tutup datar.
Diameter
: 2,319 m
Jumlah
: 1 unit
Tinggi
: 3,361 m
Tebal Plate
: ¼ in
Waktu Tinggal : 12 jam
Bahan konstruksi : Carbon steel
5.5 Seperator Fungsi Bentuk Volume
: Memisahkan CPO dari kotoran (gum). : Bejana horizontal dengan tutup ellipsoidal. : 1,930 m3
Universitas Sumatera Utara
Diameter
: 1,217 m
Jumlah
: 1 unit
Tinggi
: 1,898
Tebal Plate
:1/4 in
Waktu tinggal : 1,5 jam
Bahan konstruksi : Carbon steel
5.6 Pompa seperator
Fungsi
: Memompakan CPO dan air yang akan diumpankan ke
Splitting dari Seperator.
Jenis
: Pompa sentrifugal
Diameter Optimum : 0,009 in
Kecepatan laju alir : 2,369 ft/s
Jumlah
: 1 unit
Tenaga motor : 0,023 Hp
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-300
5.7 Flash Tanki 1 Fungsi : Menurunkan tekanan dan menguapkan air dari produk menara
atas splitting. Bentuk : Silinder vertikal dengan alas berbentuk ellipsoidal. Diameter : 1,147 m Jumlah : 1 unit Tinggi : 1,720 m Tebal Plate :0,089 in Bahan Konstruksi : Cost Iron
Universitas Sumatera Utara
5.8 Pompa Flash Tank 1
Fungsi
: Memompakan CPO dan air yang akan diumpankan ke
Splitting dari Seperator.
Jenis
: Pompa sentrifugal
Diameter Optimum : 0,009 in
Kecepatan laju alir : 2,369 ft/s
Jumlah
: 1 unit
Tenaga motor : 0,023 Hp
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-300
5.9 Kolom Fraksinasi –01
Fungsi : untuk memisahkan asam lemak dari farksi ringan (C14, C16, C18
dan
air) sebagai asam palmitat dari farksi berat (C18, C18F1, C18F2,
C18F3) dan sebagai produk asam linoleat.
Jenis : Closed Steam fraksination dengan Buble Cap Vertikal.
Bentuk
: Vertikal
Jumlah Plate
: 9,180
Diameter
: 1,717 m
Tekanan Operasi : 1 atm
Bahan Konstruksi : Carbon steel
5.10 Kolom Fraksinasi –02 Fungsi : untuk memisahkan asam lemak dari farksi ringan (C18, C18F1,
Universitas Sumatera Utara
C18F2) dan produk asam oleat dari farksi berat (C18F1, C18F2,
C18F3) dans sebagai produk asam linoleat.
Jenis : Closed Steam fraksination dengan Buble Cap Vertikal.
Bentuk
: Vertikal
Jumlah Plate
: 14,541
Diameter
: 1,266 m
Tekanan Operasi : 1 atm
Tebal Plate
: 1,5 in
Bahan Konstruksi : Carbon steel
5.11 Condensor –01
Fungsi
: Mendinginkan dan mengkondensasikan uap air yang
diperoleh dari flash tank-01
Jenis
: Horizontal Shell and Tube Exchanger
OD : ¾ in
Picth
: 1 in
Jumlah
: 1 unit
Luas Perpindahan : 12,239 ft2
Bahan Konstruksi : Carbon steel
5.12 Condensor-02
Fungsi
: Mendinginkan air dari fase uap menjadi fase cair yang
diperoleh dari fraksinasi –01.
Jenis
: Horizontal Shell and Tube Exchanger
OD : ¾ in
Pitch
: 1 in
Jumlah
: 1 unit
Universitas Sumatera Utara
Luas Perpindahan : 78,813 ft2 Bahan Konstruksi : Carbon steel
5.13 Condensor –03
Fungsi
: mendinginkan air dari fase uap menjadi fase cair yang
diperoleh dari fraksinasi-02
Jenis
: Horizontal Shell and Tube Exchanger
OD : ¾ in
Jumlah
: 1 unit
Pitch
: 1 in
Luas Perpindahan : 35,919 ft2
Bahan Konstruksi : Carbon steel
5.14 Condensor –04
Fungsi
: Mendinginkan dan mengkondensasikan uap air yang
diperoleh dari flash tank-02
Jenis
: Horizontal Shell and Tube Exchanger
OD : ¾ in
Jumlah
: 1 unit
Pitch
: 1 in
Luas Perpindahan : 291,391 ft2
Bahan Konstruksi : Carbon Steel
5.15 Cooler –01 Fungsi : Untuk menurunkan suhu produk bagian bawah kolom
fraksinasi-02
Universitas Sumatera Utara
Jenis
: Shell dan Tube Exchanger
Shell
ID : 8 in
Pases
:1
Tube
OD : ¾ in, 10 BMG
Panjang
: 10 ft
Jumlah
: 1 unit
Pitch
: 1 in
Luas Perpindahan Panas : 11 ft2
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
5.16 Cooler –02
Fungsi : Untuk menurunkan suhu produk bagian bawah flash Tank 02.
Jenis
: Shell dan Tube Exchanger
Shell
ID : 8 in
Pases
:1
Tube
OD : ¾ in, 10 BMG
Panjang
: 10 ft
Jumlah
: 1 unit
Pitch
: 1 in
Luas Perpindahan Panas : 21,647 ft2
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
5.17 Pompa Kolom Fraksinasi-02
Universitas Sumatera Utara
Fungsi
: Untuk memompakan produk ke tangki penyimpanan
Asam Oleat.
Jenis
: Pompa sentrifugal
Diameter Optimum : 0,149 in Laju alir volumetrik : 0,277 ft3/detik
Jumlah
: 1 Unit
Tenaga Pompa : 0,0006 HP
Bahan Konstruksi : Carbon Steel
5.18 Flash Tank –02 Fungsi : Menurunkan tekanan dan menguapkan air dari produk menara
atas splitting. Bentuk : Silinder vertikal dengan alas berbentuk ellipsoidal. Diameter : 1,147 m Jumlah : 1 unit Tinggi : 1,720 m Tebal Plate :0,089 in Bahan Konstruksi : Cost Iron
5.19 Pompa Flash Tank -02
Fungsi
: Memompakan Gliserin ke cooler 102.
Jenis
: Pompa sentrifugal
Diameter Optimum : 0,009 in
Kecepatan laju alir : 2,369 ft/s
Jumlah
: 1 unit
Tenaga motor : 0,023 Hp
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-300
Universitas Sumatera U
DENGAN KAPASITAS 1500 TON/TAHUN
KARYA AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Sains Terapan
O L E H GANDA JULIANUS H NIM: 025201035
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008
Universitas Sumatera Utara
LEMBAR PENGESAHAN
PRA RANCANGAN PABRIK ASAM OLEAT DARI CRUDE PALM OIL (CPO)
DENGAN KAPSITAS 1500 TON/TAHUN
KARYA AKHIR
OLEH
GANDA JULIANUS H NIM : 025201035
Pembimbing I
Telah Diperiksa/Disetujui: Pembimbing II
(Dr.Ir. Taslim, M.Si) NIP. 131 882 284
(Ir. Netti Herlina, MT) NIP. 132 243 746
Mengetahui Koordinator Karya Akhir
(Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si) NIP : 132 126 842
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Syukur Penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang memberikan kesehatan bagi Penulis, sehingga Penulis dapat menyelesaikkan penyusunan Karya Akhir ini yang berjudul “Pra Rancangan Pabrik Asam Oleat dari Crude Palm Oil (CPO) dengan Kapasitas 1500 Ton/Tahun”.
Penyusunan Karya akhir ini sebagai salah satu syarat yang harus dipenuhi untuk dapat mengikuti sidang sarjana pada Program Studi Teknologi Kimia Industri D-IV Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Rasa Terima Kasih yang tak terhingga kepada kedua orang tua tercinta, yang selalu membimbing dan memberikan segenap dukungan moril dan material bagi Penulis, serta sanak saudara yang tetap memberikan bantuan, dukungan dan tauladan, yang menjadi pengorbanan yang tak terbalaskan.
Dalam kesempatan ini, saya juga ingin menyampaikan ucapan terimakasih kepada semua pihak yang telah banyak membantu selama Penulis menyelesaikkan studi :
1. Dr.Ir. Taslim,M.Si, selaku Dosen Pembimbing I Karya Akhir. 2. Ir. Netty Herlina,MT, selaku Dosen Pembimbing II Karya Akhir. 3. Ir. Renita Manurung,MT, selaku Ketua Program Studi Teknologi Kimia Industri
D-IV Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 4. Dr. Ir. Irvan Msi, selaku koordinator Karya Akhir Program studi Teknologi Kimia
Industri D-IV Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 5. Seluruh Satff Pengajar Program Studi Teknologi Kimia Industri D-IV Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara. 6. Seluruh Staff Pegawai Administrasi Program Studi Teknologi Kimia Industri D-
IV Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 7. Teman-teman dan senior, khususnya Stambuk 2002 Program Studi Teknologi
Kimia Industri D-IV Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Dan semua pihak yang tidak mungkin disebutkan seluruhnya, terimakasih Penulis haturkan atas segala dukungannya.
Penulis menyadari bahwa Karya Akhir ini masih jauh dari sempurna karena Penulis sangat mengharapkan saran dan keritik guna peningkatan kualitas Karya
Universitas Sumatera Utara
Akhir di masa yang akan datang. Akhir kata, semoga Karya Akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.
Medan, April 2008 Penulis, Ganda Julianus H.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ........................................................................................ i INTISARI............................................................................................................ iii DAFTAR ISI....................................................................................................... iv DAFTAR TABEL............................................................................................... vi DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... viii BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... I-1
1.1 Latar Belakang ........................................................................................ I-1 1.2 Rumusan Masalah ................................................................................... I-3 1.3 Tujuan Perancangan ................................................................................ I-3 1.4 Ruang Lingkup........................................................................................ I-3 1.5 Manfaat Perancangan .............................................................................. I-4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA......................................................................... II-1 2.1 Minyak Sawit .......................................................................................... II-1 2.2 Proses Pembuatan Asam Oleat ............................................................... II-4 2.3 Deskripsi Proses ...................................................................................... II-6 BAB III NERACA MASSA ............................................................................... III-1 BAB IV NERACA PANAS................................................................................ 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 .................................................................................. VI-5 6.3 Keselamatan Kerja pada Unit Utilitas Pabrik Pembuatan Asam
Oleat dari CPO ........................................................................................ VI-6 BAB VII UTILITAS ........................................................................................... VII-1
7.1 Kebutuhan Uap (Steam) .......................................................................... VII-1 7.2 Kebutuhan Air......................................................................................... VII-2 7.3 Kebutuhan Bahan Kimia ......................................................................... VII-8 7.4 Kebutuhan Listrik.................................................................................... VII-8 7.5 Kebutuhan Bahan Bakar ......................................................................... VII-8 7.6 Unit Pengolahan Limbah......................................................................... VII-9 7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas................................................................... VII-17 BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK.......................................... VIII-1 8.1 Lokasi Pabrik .......................................................................................... VIII-1 8.2 Tata Letak Pabrik .................................................................................... VIII-3 8.3 Kebutuhan Areal untuk Pendirian Pabrik ............................................... VIII-5 BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ...................... IX-1 9.1 Organisasi Perusahaan ............................................................................ IX-1 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-12 BAB X ANALISA EKONOMI .......................................................................... X-1 10.1 Modal Investasi ..................................................................................... X-1
Universitas Sumatera Utara
10.2 Hasil Penjualan...................................................................................... X-3 10.3 Biaya Produksi Tetap ............................................................................ X-3 10.4 Perkiraan Laba Rugi Usaha................................................................... X-5 10.5 Analisa Aspek Ekonomi........................................................................ X-5 BAB XI KESIMPULAN .................................................................................... XI-1 DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ...................................... LA-1 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS ....................................... LB-1 LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN...................... LC-1 LAMPIRAN D PERHITUNGAN UTILITAS DAN SPESIFIKASI
PERALATAN............................................................................ LD-1 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI................................. LE-1
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Data Perkembangan Luas Areal Perkebunan Kelapa Sawit dan Produksinya di Indonesia dalam Kurun Waktu 10 tahun ................................................................................. I-1
Tabel 1.2 Kebutuhan Asam Oleat di Indonesia ................................................ I-2 Tabel 2.1 Komposisi Minyak Sawit Mentah (CPO) dan Minyak
Inti Sawit (PKO) ............................................................................... II-2 Tabel 3.1 Neraca Massa Pada Kolom Fraksinasi II (KF-102) ............................ III-1 Tabel 3.2 Neraca Massa Pada Kolom Fraksinasi I (KF-101) ............................. III-1 Tabel 3.3 Neraca Massa Pada Flash Tank I (FT-101) ........................................ III-2 Tabel 3.4 Neraca Massa Pada Splitting (SP-101) ............................................... III-2 Tabel 3.5 Neraca Massa Pada Separator (S-101)................................................ III-3 Tabel 3.6 Neraca Massa Pada Flash Tank II (FT-102) ....................................... III-3 Tabel 4.1 Neraca Panas Pada Heater (HE-101) .................................................. IV-1 Tabel 4.2 Neraca Panas Pada Separator (S-101)................................................. IV-1 Tabel 4.3 Neraca Panas Pada Splitting (SP-101) ................................................ IV-1 Tabel 4.4 Neraca Panas Pada Flash Tank I (FT-101) ......................................... IV-2 Tabel 4.5 Neraca Panas Pada Condensor I (CD-101) ......................................... IV-2 Tabel 4.6 Neraca Panas Pada Kolom Fraksinasi I (KF-101) .............................. IV-2 Tabel 4.7 Neraca Panas Pada Condensor II (CD-102)........................................ IV-3 Tabel 4.8 Neraca Panas Pada Kolom Fraksinasi II (KF-102)............................. IV-3 Tabel 4.9 Neraca Panas Pada Condensor III (CD-103) ...................................... IV-3 Tabel 4.10 Neraca Panas Pada Cooler I (C-101) ................................................ IV-4 Tabel 4.11 Neraca Panas Pada Cooler II (C-102) ............................................... IV-4 Tabel 4.12 Neraca Panas Pada Flash Tank II (FT-102) ...................................... IV-4 Tabel 4.13 Neraca Panas Pada Condensor IV (CD-104) .................................... IV-5 Tabel 7.1 Kualitas Sumur Bor PKS PT. Abdi Budi Mulia ................................. VII-2 Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah Pabrik Asam Oleat dari CPO .......................... VIII-5 Tabel 9.1 Jumlah, Tingkat pendidikan dan Gaji Tenaga Kerja........................... IX-10 Tabel 10.1 Modal Investasi Tetap....................................................................... X-2 Tabel 10.2 Perincian Modal Kerja (Working Capital)........................................ X-3 Tabel 10.3 Perincian Biaya Tetap (Fixed Cost) .................................................. X-4 Tabel 10.4 Perincian Biaya Variabel (Variable Cost) ........................................ X-4 Tabel LA.1 Neraca Massa Pada Kolom Fraksinasi II (KF-102)......................... LA-4 Tabel LA.2 Neraca Massa Pada Kolom Fraksinasi I (KF-101) .......................... LA-5 Tabel LA.3 Neraca Massa Pada Flash Tank I (FT-101) ..................................... LA-7 Tabel LA.4 Neraca Massa Pada Splitting (SP-101)............................................ LA-10 Tabel LA.5 Neraca Massa Pada Separator (S-101) ............................................ LA-11 Tabel LA.6 Neraca Massa Pada Flash Tank II (FT-102).................................... LA-13 Tabel LB.1 Neraca Panas Keluar pada Alur 1 .................................................... LB-2 Tabel LB.2 Neraca Panas Keluar pada Alur 2 .................................................... LB-3 Tabel LB.3 Neraca Panas pada Heater................................................................ LB-3 Tabel LB.4 Neraca Panas Keluar pada Alur 5 .................................................... LB-4 Tabel LB.5 Neraca Panas pada Separator ........................................................... LB-4 Tabel LB.6 Perhitungan Panas Reaksi Pembentukan pada Suhu 250C .............. LB-6 Tabel LB.7 Perhitungan Panas Reaksi Pembentukan pada Suhu 250C .............. LB-6
Universitas Sumatera Utara
Tabel LB.8 Perhitungan Panas Produk Pembentukan pada Suhu 2550C............ LB-6 Tabel LB.9 Perhitungan Panas Reaktan Pembentukan pada Suhu 2550C .......... LB-7 Tabel LB.10 Neraca Panas pada Splitting .......................................................... LB-8 Tabel LB.11 Neraca Panas Masuk pada Alur 8 .................................................. LB-9 Tabel LB.12 Neraca Panas Keluar pada Alur 10 ................................................ LB-9 Tabel LB.13 Neraca Panas Keluar pada Alur 11 ................................................ LB-9 Tabel LB.14 Neraca Panas pada Flash Tank I .................................................... LB-9 Tabel LB.15 Neraca Panas Keluar pada Alur 12 ................................................ LB-10 Tabel LB.16 Neraca Panas pada Condensor I..................................................... LB-11 Tabel LB.17 Neraca Panas Keluar pada Alur 13 ................................................ LB-11 Tabel LB.18 Neraca Panas Penguapan pada Alur 13 ......................................... LB-12 Tabel LB.19 Neraca Panas Penguapan pada Alur 14 ......................................... LB-12 Tabel LB.20 Neraca Panas pada Kolom Fraksinasi I ......................................... LB-13 Tabel LB.21 Neraca Panas Keluar pada Alur 19 ................................................ LB-14 Tabel LB.22 Neraca Panas pada Condensor II ................................................... LB-15 Tabel LB.23 Neraca Panas Keluar pada Alur 15 ................................................ LB-16 Tabel LB.24 Neraca Panas Penguapan pada Alur 15 ......................................... LB-16 Tabel LB.25 Neraca Panas Penguapan pada Alur 16 ......................................... LB-17 Tabel LB.26 Neraca Panas pada Kolom Fraksinasi II ........................................ LB-17 Tabel LB.27 Neraca Panas Keluar pada Alur 18 ................................................ LB-18 Tabel LB.28 Neraca Panas pada Condensor III .................................................. LB-19 Tabel LB.29 Neraca Panas Keluar pada Alur 17 ................................................ LB-19 Tabel LB.30 Neraca Panas pada Cooler I ........................................................... LB-20 Tabel LB.31 Neraca Panas Masuk pada Alur 7 .................................................. LB-21 Tabel LB.32 Neraca Panas Keluar pada Alur 20 ................................................ LB-21 Tabel LB.33 Neraca Panas Keluar pada Alur 21 ................................................ LB-21 Tabel LB.34 Neraca Panas pada Flash Tank II................................................... LB-21 Tabel LB.35 Neraca Panas Keluar pada Alur 22 ................................................ LB-22 Tabel LB.36 Neraca Panas pada Condensor IV.................................................. LB-23 Tabel LB.37 Neraca Panas Keluar pada Alur 23 ................................................ LB-23 Tabel LB.38 Neraca Panas pada Cooler II.......................................................... LB-24 Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan............................................................... LE-2 Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift..................................................... LE-3 Tabel LE.3 Perkiraan Harga Peralatan Proses .................................................... LE-5 Tabel LE.4 Perincian Harga Peralatan Utilitas ................................................... LE-6 Tabel LE.5 Sarana Transportasi.......................................................................... LE-8 Tabel LE.6 Sistem Gaji Karyawan...................................................................... LE-10 Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas ......................................................................... LE-12 Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja ..................................................................... LE-13 Tabel LE.9 Perkiraan Biaya Deprisiasi............................................................... LE-14 Tabel LE.10 Perincian Biaya Tetap (Fixed Cost) ............................................... LE-17 Tabel LE.11 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) ........................... LE-20
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Flowsheet Pembuatan asam Oleat dari CPO................................... II-10 Gambar 7.1. Flowsheet Pengolahan Air ............................................................. VII-27 Gambar 8.1 Tata Letak Pabrik ........................................................................... VIII-6 Gambar 9.1 Struktur Organisasi.......................................................................... IX-13 Gambar LE.1 Grafik Break Event Point Pabrik Asam Oleat.............................. LE-21
Universitas Sumatera Utara
BAB I PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG Kelapa sawit (elaisn guineesis jacg) merupakan komoditi non migas yang telah
ditetapkan sebagai salah satu komoditi yang dikembangkan menjadi produk lain untuk diekspor. Produksi kelapa sawit di Indonesia selalu mengalami peningkatan dari tahun ke tahun.
Asia Tenggara merupakan kawasan pengembang kelapa sawit peringkat pertama dunia, baik dari segi luas areal maupun produktivitasnya. Pada tahun 1995, Malaysia merupakan penghasil minyak sawit terbesar di dunia (Luas areal 4,5 juta hektar dengan produksi 7,5 juta ton CPO per tahun) dan Indonesia menduduki peringkat kedua (luas areal 2,025 juta hektar dengan produksi 4,48 juta ton CPO per tahun). Indonesia diperkirakan akan menduduki peringkat pertama menggantikan Malaysia sebagai produsen minyak sawit terbesar di dunia pada tahun 2009, karena pada tahun 2000 saja produksi CPO Indonesia sudah mencapai 7.465 ribu ton (Mustafa, 2004).
Minyak kelapa sawit akan menjadi komoditas andalan Indonesia dan merupakan sumber devisa negara yang tidak akan pernah kalah bersaing di pasar bebas karena kelapa sawit memiliki karakter yang khas yaitu hanya dapat dikembangkan di daerah beriklim tropis sehingga tidak semua negara dapat mengembangkannya.
Gambaran tentang peningkatan luas areal kelapa sawit di Indonesia dari tahun ke tahun seperti Tabel 1.1 dibawah ini :
Universitas Sumatera Utara
Tabel 1.1 Data perkembangan luas areal perkebunan kelapa sawit dan
produksinya di Indonesia dalam kurun waktu 10 tahun.
Produksi Minyak Mentah (Ton)
Tahun Luas Areal (Ha)
CPO
PKO
(Crude Palm Oil) (Palm Kernel Oil)
1991 1.301.996
2.657.600
551.345
1992 1.467.470
3.266.250
559.274
1993 1.613.187
3.421.449
602.229
1994 1.804.149
4.008.062
796.537
1995 2.024.986
4.479.670
942.063
1996 2.249.514
4.898.658
1.084.676
1997 2.516.079
5.380.447
1.229.333
1998 2.788.783
5.989.183
1.283.695
1999 2.975.120
5.989.183
1.369.453
2000 3.174.726
6.217.425
1.433.233
Sumber : Mustafa Hadi, 2004
Pengolahan minyak sawit baik berupa minyak sawit mentah, maupun minyak inti sawit (PKO) juga mengalami peningkatan yang cukup pesat. Salah satu jenis produk yang dihasilkan dari pengolahan CPO ialah asam oleat. Kegunaan produk ini (asam oleat) adalah sebagai berikut : • Industri minuman, seperti pembuatan susu, • Industri sabun dan deterjen, • Industri kosmetik,
Universitas Sumatera Utara
• Industri minyak goreng, dan
• Industri bahan makanan.
Kebutuhan asam oleat di Indonesia dari tahun ke tahun terjadi peningkatan
rincian kebutuhannya seperti Tabel 1.2 berikut ini :
Tabel 1.2 Kebutuhan asam oleat di Indonesia
Tahun
Ton/Tahun
1996
830.068
1997
925.598
1998
947.390
1999
965.400
2000
989.217
Sumber : Biro Pusat Statistik, 2000
Untuk memenuhi kebutuhan asam oleat dalam negeri Indonesia sampai sekarang
masih mengimpor, karena di Indonesia tidak terdapat pabrik pembuatan asam oleat.
Sumber import asam oleat terutama dari negara Jerman, China, dan Hongkong
(Darlin, 2004). Berdasarkan data kebutuhan asam oleat diatas, maka di Indonesia
sangat dibutuhkan pabrik asam oleat agar dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri.
Berdasarkan data yang ada, maka untuk menutupi kebutuhan asam oleat di sumatera
diperkirakaan kapasitas produksi pabrik direncanakan sebesar 1500 ton/tahun.
Proses mendapatkan Asam Oleat dari CPO, yaitu dimana trigliserida yang
merupakan kandungan terbesar dari minyak sawit mentah dipisahkan terlebih dahulu
menjadi asam lemak dan gliserol. Pemisahan ini dapat dilakukan dengan dua cara
yaitu :
1. Menggunakan kaustik soda (NaOH)
2. Menggunakan metode hidrolisa.
Universitas Sumatera Utara
Pemisahan dengan menggunakan kaustik soda, membutuhkan waktu yang cukup lama dan kwalitas asam lemak yang dihasilkan tidak baik, sedangkan pemisahan dengan menggunakan metode hidrolisa asam lemak yang dihasilkan mempunyai kwalitas yang baik dengan waktu yang singkat namun membutuhkan biaya yang cukup besar.
1.2 RUMUSAN MASALAH Kebutuhan asam oleat di Indonesia menunjukkan peningkatan dari tahun ke
tahun, dimana asam oleat ini dapat dihasilkan dengan cara hidrolisa CPO pada tekanan tinggi. Produksi CPO dalam negeri cukup memadai jika digunakan untuk berbagai keperluan. Berdasarkan hal tersebut di atas dan menghindarai import asam oleat, maka perlu didirikan pabrik asam oleat dengan bahan baku CPO.
1.3 TUJUAN PERENCANAAN Tujuan rancangan pabrik ini adalah memanfaatkan potensi CPO yang cukup
tersedia dan mengantisipasi kebutuhan asam oleat dari ketergantungan dengan negara lain atau pengimpor.
1.4 RUANG LINGKUP Pembuatan asam oleat dari CPO ini menggunakan proses hidrolisa pada tekanan
tinggi untuk memisahkan asam lemak bebas dan gliserol untuk mendapatkan kandungan asam oleat yang lebih tinggi diperlukan juga proses-proses pemisahan seperti fraksinasi.
Universitas Sumatera Utara
Ditinjau dari berbagai aspek antara lain : sumber bahan baku, transportasi, telekomunikasi, pemasaran produk, maka lokasi pabrik direncanakan di daerah Teluk Panji Kota Pinang, Sumatera Utara.
Berdasarkan proses pembuatan asam oleat dan untuk penyempurnaan perancangan pabrik ini, maka diperlukan juga analisa ekonomi.
1.5 MANFAAT RANCANGAN Ada beberapa manfaat dan dampak positif yang dibutuhkan dari rancangan
pabrik ini yaitu : 1. Manfaat bagi Pemerintah adalah untuk memenuhi kebutuhan asam oleat di Indonesia dan meningkatan Pendapatan Asli Daerah (PAD) dan menghemat devisa negara. 2. Manfaat bagi masyarakat adalah untuk menciptakan lapangan kerja sekaligus menurunkan laju pertumbuhan pengangguran di Indonesia. 3. Manfaat bagi institusi adalah menjadi suatu bahan penelitian dan pengembangan dalam riset untruk masa yang akan datang.
Universitas Sumatera Utara
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Salah satu dari golongan palem yang dapat menghasilkan asam oleat adalah kelapa sawit (Elaenisis guineensis jacq) yang terkenal terdiri dari beberapa varietas, yaitu termasuk dalam golongan subfamili cocoidese. Buah kelapa sawit terdiri dari kulit (evocarp), serabut (mesocarp), cangkang (endocarp), dan Inti (kernel). Tanaman sawit di Indonesia terdapat di daerah Sumatera Utara, Aceh, Sumatera Barat, Lampung, Riau Jawa Barat,dan Jambi (Darlin, 2004).
2.1 Minyak Sawit Minyak kelapa sawit yang dihasilkan dari kulit kelapa sawit dinamakan
minyak sawit mentah (Crude Palm Oil). CPO ini mengandung sekitar 500-700 ppm karoten, dan merupakan bahan pangan terbesar. Minyak yang terdapat di alam dibagi menjadi tiga golongan yaitu minyak mineral (mineral oil), minyak nabati (edible oil), dan minyak atsiri (volatile oil atau essensial oil). Minyak yang terdapat pada hewani disebut sterol (kolesterol) sedangkan pada tumbuhan (fitosterol) yang mengandung asam lemak jenuh, sehingga umumnya berbentuk cair. Minyak nabati dapat digolongkan menjadi tiga golongan yaitu (Bailey’, 1989) : 1. Drying oil, yang akan membentuk lapisan keras bila mongering di udara
misalkan minyak yang dapat digunakan untuk cat dan pernik contoh minyak kemiri, jarak, dan lain-lain.
Universitas Sumatera Utara
2. Semi drying oil seperti minyak jagung, biji kapas dan minyak bunga matahari. 3. Non-drying oil seperti minyak kelapa dan minyak tanah.
Sifat-sifat minyak kelapa sawit dipengaruhi oleh ikatan kimia unsur C, dan jumlah atom C yang membangun asam lemak tersebut, sedangkan sifat-sifat fisik dipengaruhi oleh sifat-sifat kimianya. Minyak merupakan gliserida yang terdiri dari berbagai asam lemak, sedangkan titik cair gliserida tersebut tergantung pada kejenuhan asam. Semakin jenuh asam lemaknya semakin tinggi titik cair dari minyak sawit tersebut. Minyak sawit murni mempunyai titik cair 24,40C–400C dan komposisi CPO dan PKO dapat dilihat pada Tabel 2.1 di bawah ini.
Tabel 2.1 Komposisi minyak sawit mentah (CPO) dan minyak inti sawit (PKO)
As. Lemak Rumus Kimia
CPO (%) PKO (%)
As.Kaprilat CH3(CH2)6CO2H
As.Kaproat CH3(CH2)8CO2H
As.Laurat CH3(CH2)10CO2H
As.Miristat CH3(CH2)12CO2H
As.Palmitat CH3(CH2)14CO2H
As.Stearat CH3(CH2)16CO2H
As.Oleat
CH3(CH2)7 CH=CH(CH2)7CO2H
As.Linoleat CH3(CH2)4
=CHCH2CH=CH(CH2)7O2H
1,1-2,5 40-46 3,6-3,7 39-45 7,0-11
3,0-4,0 3,0-7,0 46-52 14-17 6,5-9,6 1,0-2,5 13-19 0,5-2,0
Sumber : Ketaren, 1986
Universitas Sumatera Utara
Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan asam oleat ini adalah dari
minyak sawit mentah, karena kelapa sawit dewasa ini sedang dibudidayakan
secara besar-besaran oleh pemerintah. Adapun sifat-sifat kimia dan fisika CPO
adalah sebagai berikut :
Sifat kimia
a. Bilangan iodine (mgI2/1000 gr)
= 52-54
b. Bilangan penyabunan (mg KOH/gr)
= 198-205
c. Asam lemak bebas (%)
= 2,5-4,5
d. Kelembaban (%)
= 0,1
e. Pengaruh indeks pemutihan (%)
= 2,3-2,4
f. Bersifat hidrolisi
g. Tidak stabil pada suhu kamar
h. Mengandung zat warna alfa dan beta karotenoit = (0,05-0,2%)
i. Kandungan karoten
= 297-313
Sifat Fisika a. Spesifik gravity (250C/15,50C) b. Density (gr/ml) c. Massa jenis d. Indeks bias e. Berat molekul f. Melting point (0C) g. Boiling point (0C), P =10 mmHg
= 0,917-0,919 = 0,8910 = 0,9 =1,4565-1,0445 = 200,31 = 33-39 = 170
Universitas Sumatera Utara
Asam lemak adalah senyawa organik yang merupakan penyusun lemak dan minyak, baik nabati maupun hewani. Untuk mengkonversi atau mengubah minyak-minyak atau lemak dapat dilakukan dengan beberapa proses kimia seperti, hidrolisa, hidrogenasi, hidrolisa, alkalisasi, dan sulfonasi.
Asam oleat dapat dihasilkan dari fraksinasi asam lemak yang diperoleh dari proses pengubahan minyak menjadi asam lemak. Dalam hal ini proses yang digunakan adalah proses hidrolisa. Reaksi hidrolisa yang terjadi adalah :
C3H8(OOCR)3 + 3H2O
C3H8(OH)3 + 3RCOOH
Asam oleat dapat dihasilkan dari fraksinasi asam lemak yang diperoleh
dari hidrolisa lemak. Dalam industri asam oleat banyak digunakan sebagai surface
active, emulsifier, dan produk-produk kosmetika. Sifat-sifat fisika dan kimia asam
oleat adalah sebagai berikut:
Sifat Fisika
a. Berat molekul (kg/mol)
= 282,45
b. Spesifik gravity c. Melting point (0C) d. Boiling point (0C)
= 0,895 = 16,3 = 360
Universitas Sumatera Utara
e. Tidak larut dalam air f. Mudah terhidrogenasi g. Merupakan asam lemak tak jenuh h. Tidak berwarna
Sifat Kimia a. Rumus b. Bilangan asam c. Larut dalam pelarut organic seperti alkohol (Daniel, 1982)
= C18H34O2 = 280,1
2.2 Proses Pembuatan Asam Oleat Pada prinsipnya pembuatan asam oleat dibagi menjadi tiga tahap, yaitu:
1. proses pemisahan gum (degumming) 2. proses hidrolisa minyak sawit mentah 3. proses fraksinasi asam lemak
2.2.1 Proses Pemisahan Gum (Degumming) Pemisahan gum merupakan proses pemisahan getah atau lendir-lendir
yang terdiri dari fosfatida, protein, residu, karbohidrat, air, dan resin. Biasanya proses ini dilakukan dengan dehidrasi gum atau kotoran lain, supaya bahan tersebut lebih mudah dari minyak, kemudian diteruskan dengan proses pemusingan (centrifusi). Caranya adalah dengan memasukkan uap air panas ke dalam minyak disusul dengan pengaliran air dan selanjutnya disentrifusi sehingga
Universitas Sumatera Utara
bagian lendir terpisah dari air. Pada waktu proses sentrifusi berlangsung, ditambahkan bahan kimia yang dapat menyerap air misalnya asam mineral pekat atau garam dapur (NaCl). Suhu minyak pada waktu proses sentrifusi berpisah antara 32-500C, dan pada suhu tersebut kekentalan minyak akan berkurang sehingga gum mudah terpisah dari minyak (Ketaren,1986).
2.2.2 Proses Hidrolisa Minyak Sawit Mentah Minyak sawit mentah merupakan bahan baku pembuatan asam oleat
proses ini dihidrolisa dalam reaktor, hidrolisa biasa disebut dengan splitting dilakukan secara kontinu dan berlawanan arah pada temperatur dan tekanan tinggi, sehingga menghasilkan asam lemak dan gliserin. Sistem berlawanan arah terjadi pada temperatur 2400C dan tekanan 47-49 atm (Bailey, 1964). Minyak dipompakan dari bagian menara kira-kira 90 cm dari atas menara, sedangkan air dialirkan melalui puncak menara. Perbandingan antara minyak dan air yang direaksikan adalah 40-50% berat minyak (Bailey, 1964). Minyak disemburkan menembus campuran gliserin yang terakumulasi di bagian bawah menara, selanjutnya menembus campuran air dan minyak sehingga mencapai hidrolisa yang sempurna. Sistem yang kontinu dan berlawanan arah dengan temperatur dan tekanan tinggi dan akan menghasilkan derajat hidrolisa yang tinggi. Keuntungan dari pemakaian proses hidrolisa ini adalah proses pemisahan asam lemak dengan gliserol lebih murni, sedangkan kerugiannya asam lemak yang dihidrolisa masih mengandung air dengan kandungan air yang cukup tinggi.
Universitas Sumatera Utara
2.2.3 Proses Fraksinasi Asam Lemak Untuk menghasilkan asam lemak dengan kemurnian yang tinggi (98%),
maka dilakukan fraksinasi asam lemak yang merupakan hasil hidrolisa minyak sawit mentah. Ada 4 jenis proses fraksinasi asam lemak, yaitu:
a. Fraksinasi kering adalah proses fraksinasi yang dilakukan berdasarkan pada berat molekul dan komposisi dari suatu material. Proses ini lebih murah dibandingkan dengan proses yang lain namun hasil kemurnian fraksinasinya kurang memberi mutu yang baik.
b. Proses fraksinasi basah (wet frakcination) Fraksinasi basah adalah proses fraksinasi menggunakan zat pembasah (wetting agent) atau disebut juga proses hydrophilization atau detergent proses. Hasil fraksinasi dari proses ini sama dengan proses fraksinasi kering.
c. Proses fraksinasi dengan menggunakan pelarut (solven) frakcination adalah proses fraksinasi menggunakan pelarut misalnya aseton. Proses ini lebih mahal dibandingkan dengan proses fraksinasi lainnya, karena menggunakan bahan pelarut serta tingginya biaya produksi.
d. Proses fraksinasi dengan pengembunan (frakcination condensation) Proses fraksinasi ini merupakan proses fraksinasi yang didasarkan kepada titik didih dari suatu zat /bahan sehingga dihasilkan suatu produk dengan kemurnian yang tinggi. Fraksinasi pengembunan ini mempunyai biaya yang cukup tinggi, namun proses produksi lebih cepat dan kemurniannya lebih tinggi.
Universitas Sumatera Utara
Berdasarkan dari keuntungannya, maka pemisahan asam oleat dari rancangan ini menggunakan fraksinasi dengan proses penggembunan, karena produk asam oleat yang diinginkan lebih kurang 98%, sehingga asam oleat yang dihasilkan bersifat murni.
2.3 Deskripsi Proses Pembuatan Asam Oleat Dari Minyak Sawit Mentah 2.3.1 Tangki Bahan Baku Minyak Sawit mentah
Tangki bahan baku ini dirancang dengan kapasitas 2000 ton/tahun dari asam oleat. Tangki ini terbuat dari logam jenis stainless steel. Titik beku dari CPO adalah 20-260C, maka temperatur dalam tangki adalah 350C lebih tinggi dari titik bekunya.
2.3.2 Proses Degumming Proses degumming adalah tahap yang meliputi proses penghilangan lendir
dan getah-getah dari bahan baku CPO. Bahan baku ini kemudian dipompakan ke heater (HE-101)dan dipanaskan hingga 800C. CPO yang dipanaskan di dalam heater ini kemudian dialirkan ke separator (S-101) untuk proses penghilangan gum (lendir serta kotoran). Proses ini dilakukan dengan cara dehidrasi gum agar bahan tersebut lebih mudah terpisah dari CPO, kemudian dilanjutkan dengan proses pemusingan (centrifusi). Caranya adalah dengan memberikan uap air panas kedalam minyak disusul dengan pengaliran air dari puncak menara dan selanjutnya disentrifusi sehingga bagian gum, lendir, dan kotoran terpisah dari CPO.
Universitas Sumatera Utara
2.3.3 Proses Hidrolisa
Splitter (SP-101) adalah tempat berlangsungnya proses hidrolisa minyak
sawit mentah. Reaksi hidrolisa minyak sawit mentah dapat dituliskan sebagai
berikut :
C3H8(OOCR)3 + 3H2O
C3H8(OH)3 + 3RCOOH
CPO masuk pada temperatur 350C dari dasar menara, sedangkan air masuk dari bagian atas menara. Perbandingan air masuk adalah 40-50% berat dari lemak. Tekanan splitter 50-55 atm dengan temperatur 2250C dan reaksi berlangsung secara kontinu.
Pada splitter terbentuk dua produk yaitu produk atas yang mempunyai titik didih rendah menghasilkan asam lemak, sedangkan produk bawah yang mempunyai titik didih tinggi akan menghasilkan gliserol. Asam lemak yang keluar dari splitter akan mengalir ke kolom flash tank asam lemak (FT-101) pada tekanan 54 atm. Sedangkan gliserol yang keluar dari bawah mengalir ke flash tank gliserol (FT-102) pada tekanan yang sama (Bailey, 1982).
Universitas Sumatera Utara
2.3.4 Flash Tank Asam Lemak Produk yang keluar dari splitter, kemudian mengalir ke flash tank asam
lemak (FT-101). Pada splitter produk yang keluar pada tekanan sangat tinggi, maka pada flash tank tekanan tersebut diturunkan sehingga air akan menguap. Kondisi proses ini diekspansikan dari tekanan 54 atm menjadi 40 atm dan suhu 1000C, Komposisi yang keluar dari splitter C14 = 2%; C16 = 4%; C18 = 4%; C18F1 = 4%; C18F2 = 8%; C18F3 = 1 maks (Dieekelmann dan Heisnz, 1998).
2.3.6 Kolom Fraksinasi-01 Pada kolom fraksinasi (KF-101) terjadi untuk pemisahan asam lemak
antara fraksi berat dan fraksi ringan berdasarkan titik didih. Asam lemak yang berasal dari flash tank akan dipompakan ke kolom fraksinasi (KF-101) kemudian dipanaskan pada suhu 2550C dan tekanan 1 atm. Pada kolom fraksinasi (KF-101) ini dipisahkan asam lemak antara fraksi ringan yaitu C14, C16, H2O dan 10,46% C18 sebagai produk atas dan fraksi berat yaitu C18, C18F1, C18F2, C18F3 sebagai produk bawah. Produk atas sebagai fraksi ringan pada fase uap akan dikondensasikan pada condenser (CD-102) dan kemudian dipompakan ke tangki penyimpanan asam palmitat (T-102). Sedangkan produk bawah sebagai fraksi berat akan dipompakan ke fraksinasi (KF-102) untuk pemisah lanjutan dengan mendapatkan asam oleat.
2.3.7 Kolom Fraksinasi-02 Pada kolom fraksinasi (KF-102) terjadi pemisahan lanjutan terjadi untuk
mendapatkan asam oleat sebagai fraksi ringan dan asam linoleat sebagai fraksi
Universitas Sumatera Utara
berat. Umpan dari bagian bawah fraksinasi (KF-101) dipompakan ke kolom fraksinasi(KF-102) kemudian dipanaskan pasa suhu 3700C dan tekanan 1 atm. Pada kolom fraksinasi (KF-102) ini akan dipisahkan asam oleat sebagai fraksi ringan yaitu 1% C18, 98 %C18F1 dan 1% C18F2 pada produk atas dan asam linoleat sebagai fraksi berat yaitu C18F1, C18F2, C18F3 pada produk bawah. Produk atas sebagai fraksi ringan pada fase uap dikondensasikan pada condenser(CD-103) dan kemudian dipompakan ke tangki penyimpanan asam oleat (T-103). Sedangkan produk bawah sebagai fraksi berat akan diturunkan suhunya menjadi 860C di cooler (C-101) dan kemudian dipompakan ke tangki penyimpanan asam linoleat (T-104).
2.3.8 Tangki Produk Asam Oleat Asam oleat yang berbentuk cair dipompakan ke tangki produk (T-103).
Tangki produk dirancang dengan temperatur lebih tinggi dari titik beku asam oleat yaitu 860C. Tangki asam oleat dirancang dari stainless steel yang tahan korosi. Asam oleat yang dihasilkan dari kolom fraksinasi (KF-102) dengan kemurnian 98% siap dipasarkan untuk dapat diolah menjadi produk lain.
Universitas Sumatera Utara
BAB III NERACA MASSA
3.1 Kolom Fraksinasi 2
Tabel 3.1 Neraca massa pada Kolom Fraksinasi 02
Komponen Massa masuk
Massa Keluar (Kg/jam)
(Kg/jam) Alur 12 Alur 13 Alur 14
C18 C18F1 C18F2 C18F3 Sub Total
2,083 209,982 40,446 4,958 257,47
2,083 204,166 2,083 208,333
5,816 38,363 4,958 49,137
Total
257,47
257,47
3.2 Kolom Fraksinasi 1
3.2 Hasil Perhitungan neraca massa pada Kolom Fraksinasi 1
Komponen Massa Masuk
Massa Keluar
Kg/jam (Alur 10) Alur 11 Alur 12
C14 C16 C18 C18F1 C18F2 C18F3 H2O
9,578 205,948 19,158 209,982 40,446
4,958 1195,109
9,578 205,948 17,075
1195,109
2,083 209,982 40,446 4,958 -
Sub Total
1685,176 1.415,562 257,47
TOTAL
1685,176
1685,176
Universitas Sumatera Utara
3.3. Flash Tank 1
Tabel 3.3 Hasil Perhitungan neraca massa pada Flash Tank
Komponen Massa masuk Massa Keluar
(Kg/jam) Alur 8 Alur 9 Alur 10
C14 C16 C18 C18F1 C18F2 C18F3 H2O
9,578 205,948 19,158 209,982 40,446
4,958 1275,803
- 9,578
- 205,948
- 19,158
- 209,982
- 40,446
- 4,958
80,694
1195,109
Sub Total
1765,87
80,694 1685,176
TOTAL
1.765,87
1.765,87
3.4 Splitting
Tabel 3.4 Hasil Perhitungan neraca massa pada Splitting
Komponen
Massa Masuk (Kg/jam)
Massa Keluar (Kg/jam)
Alur 4 Alur 5 Alur 6
Alur 7
Alur 8
CPO
840,751
-
- 7,699
-
Gliserol
--
- 80,670
-
Asam Lemak
--
-
- 485,117
H2O Steam
57,133 313,447
-
- - 3.326,24
2051,34 1275,803 - 85,151
Sub Total
897,994 313,447 3.326,24 2139,709 1851,021
TOTAL
3.990,73
3.990,73
Universitas Sumatera Utara
3.5 Seperator
Tabel 3.5 Hasil perhitungan neraca massa pada Seperator
Komponen
Massa Masuk (Kg/jam) Massa Keluar (Kg/jam)
Alur 1 Alur 2
Alur 3 Alur 4
CPO
840,751
--
840,751
Impuritis
1,684
- 1,684
-
H2O - 58,97 1,718 57,252
842,435
58,97 3,402
898,003
TOTAL
901,405
901,405
3.6 Flash Tank 2
Tabel 3.6 Hasil Perhitungan neraca massa pada Flash Tank
Komponen Massa masuk Massa Keluar
(Kg/jam) Alur 7 Alur 15 Alur 16
Gliserol
80,670
- 80,670
CPO
7,699
- 7,699
H2O
2051,34
1921,14
130,2
Sub Total 2.139,709
1.921,14
217,469
TOTAL
2.139,709
2.139,709
Universitas Sumatera Utara
BAB IV NERACA PANAS
4.1 Heater
Tabel 4.1 Hasil Perhitungan neraca panas pada Heater
Komponen Panas Masuk (Kkal/jam) Panas Keluar (Kkal/jam)
CPO
4.380,662
19.712,979
Steam
15.332,317
-
Total
19.712,979
19.712,979
4.2 Seperator Tabel 4.2 Hasil perhitungan neraca panas pada Seperator
Komponen Panas Masuk (Kkal/jam) Panas Keluar (Kkal/jam)
CPO
19.712,979
15.301,668
H2O
294,850
2.003,820
Impuritie
- 2.702,341
Total
20.007,829
20.007,829
4.3 Splitting
Tabel 4.3 Perhitungan neraca panas reaktan Splitting
Komponen Panas Masuk (Kkal/jam) Panas Keluar (Kkal/jam)
Trigliserida
15.301,668
101.345,467
Gliserol
-
10.007,962
C14 C16 C18 -
1.248,994 32.203,656 2.937,068
C18F1 C18F2 C18F3
-
30.891,443 6.408,852 700,826
H2O ∆HR 2550C
1.880,810 -
85.305,935 -740,694
Steam
251.436,79
-
Universitas Sumatera Utara
Total
270.309,513
270.309,513
4.4 Flash Tank 01 Tabel 4.4 Hasil Perhitungan neraca Panas Flash Tank-01
Komponen
C14 C16 C18 C18F1 C18F2 C18F3 H2O
TOTAL
Panas Masuk (Kkal/jam) 749,957
18.906,026 1.804,296 18.142,444 3.549,136
461,837 172.233,405 215.847,101
Panas Keluar (Kkal/jam) 749,957
18.906,026 1.804,296 18.142,444 3.549,136
461,837 172.233,405 215.847,101
4.5 Condensor 01 Tabel 4.5 Hasil perhitungan neraca panas pada condensor –01
Komponen Panas Masuk (Kkal/jam) Panas Keluar (Kkal/jam)
H2O 10.893,69
6.052,05
Pendingin
-
4.841,64
Total
10.893,69
10.893,69
4.6 Kolom Fraksinasi 01 Tabel 4.6 Hasil perhitungan neraca panas pada kolom Fraksinasi – 01
Komponen Panas Masuk (Kkal/jam) Panas Keluar (Kkal/jam)
C14
749,957
749,957
C16 C18 C18F1
18.906,026 1.732,841 18.142,444
18.906,026 1.732,841 18.142,444
C18F2
3.549,136
3.549,136
C18F3 H2O
461,837 161.339,715
461,837 281.442,194
Steam
134.295,653
-
Total
339.249,064
339.249,064
Universitas Sumatera Utara
4.7 Condensor-02 Tabel 4.7 Hasil perhitungan neraca panas yang keluar dari Condensor-02
Komponen Panas Masuk (Kkal/jam) Panas Keluar (Kkal/jam)
C14 1.602,399
972,167
C16 31.056,689
24.507,812
C18 H2O Pendingin
2.805,689 161.339,715
-
2.246,275 209.144,329 80.036,911
Total
316.907,24
316.907,24
4.8 Kolom Fraksinasi-02 Tabel 4.8 Hasil perhitungan neraca panas pada kolom Fraksinasi – 02
Komponen C18 C18F1 C18F2 C18F3
Steam
Total
Panas Masuk (Kkal/jam) 188,407
18.330,851 3.549,136
461,837 8.565,032 30.906,858
Panas Keluar (Kkal/jam) 277,143
27.092,136 3.144,160
393,417 -
30.906,858
4.9 Condensor –03
Tabel 4.9 Hasil perhitungan neraca panas pada condensor –03
Komponen Panas Masuk (Kkal/jam) Panas Keluar (Kkal/jam)
C18 C18F1
277,143 26.664,079
396,353 37.109,212
C18F2
276,526
384,521
Pendingin
- -10.672,338
Total
27.217,748
27.217,748
Universitas Sumatera Utara
4.10 Cooler -01 Tabel 4.10 Hasil perhitungan neraca panas pada cooler –01
Komponen Panas Masuk (Kkal/jam) Panas Keluar (Kkal/jam)
C18F1
428,057
1.057,116
C18F2
2.867,634
7.081,809
C18F3 Pendingin
393,417 -
971,569 -5.421,386
Total
3.689,109
3.689,108
4.11 Cooler-02 Tabel 4.11 Hasil perhitungan neraca panas pada cooler –02
Komponen Panas Masuk (Kkal/jam) Panas Keluar (Kkal/jam)
C18 C18F1
277,143 26.664,079
378,606 37.689,043
C18F2
276,526
408,186
Pendingin
- -11.258,087
Total
27.217,748
27.217,748
4.12 Flash Tank-02 Tabel 4.12 Hasil Perhitungan neraca Panas Flash Tank-02
Komponen Gliserol CPO H2O
TOTAL
Panas Masuk (Kkal/jam) 541.571,188 540,469 276.930,9 819.042,557
Panas Keluar (Kkal/jam) 541.571,188 540,469 276.930,9 819.042,557
4.13 Condensor-04 Tabel 4.13 Hasil perhitungan neraca panas pada condensor –04
Komponen Panas Masuk (Kkal/jam) Panas Keluar (Kkal/jam)
C18 C18F1 C18F2 Pending in
428,057 2.867,634
393,417 5.305,664
1.106,668 6.972,858 915,246
-
Total
8.994,772
8.994,772
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
BAB V SPESIFIKASI PERALATAN
5.1 Tangki CPO
Fungsi
: Untuk menyimpan bahan baku CPO selama 28 hari.
Jenis
: Storage Tank
Bentuk Kapasitas
: Selinder tegak dengan bentuk ellipsoidal : 700,755 m3
Jumlah
: 1 unit
Diameter
: 8,938 m
Tinggi
: 11,172 m
Tebal Plate
: ½ in
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-300
5.2 Pompa CPO
Fungsi
: Memompakan CPO dari Tangki CPO ke Seperator
Jenis
: Pompa sentrifugal
Diameter Optimum : 0,752 in Laju alir volumetrik : 0,008 ft3/detik
Jumlah
: 1 Unit
Tenaga Pompa : 0,047 HP
Bahan Konstruksi : Carbon Steel
5.3 Heater
Universitas Sumatera Utara
Fungsi
: untuk memanaskan CPO
Jenis
: Horizontal Shell dan Tube Exchanger
Shell
ID : 8 in
Pases
:6
Tube
OD : ¾ in, 10 BMG
Panjang
: 10 ft
Jumlah
: 20
Pitch
: 1 in
Luas Perpindahan Panas : 46,611 ft2
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
5.4 Splitting
Fungsi
: Tempat mereaksikan CPO dengan air (proses hidrolisa)
Bentuk
: Silinder dengan tutup bawah ellips dan tutup datar.
Diameter
: 2,319 m
Jumlah
: 1 unit
Tinggi
: 3,361 m
Tebal Plate
: ¼ in
Waktu Tinggal : 12 jam
Bahan konstruksi : Carbon steel
5.5 Seperator Fungsi Bentuk Volume
: Memisahkan CPO dari kotoran (gum). : Bejana horizontal dengan tutup ellipsoidal. : 1,930 m3
Universitas Sumatera Utara
Diameter
: 1,217 m
Jumlah
: 1 unit
Tinggi
: 1,898
Tebal Plate
:1/4 in
Waktu tinggal : 1,5 jam
Bahan konstruksi : Carbon steel
5.6 Pompa seperator
Fungsi
: Memompakan CPO dan air yang akan diumpankan ke
Splitting dari Seperator.
Jenis
: Pompa sentrifugal
Diameter Optimum : 0,009 in
Kecepatan laju alir : 2,369 ft/s
Jumlah
: 1 unit
Tenaga motor : 0,023 Hp
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-300
5.7 Flash Tanki 1 Fungsi : Menurunkan tekanan dan menguapkan air dari produk menara
atas splitting. Bentuk : Silinder vertikal dengan alas berbentuk ellipsoidal. Diameter : 1,147 m Jumlah : 1 unit Tinggi : 1,720 m Tebal Plate :0,089 in Bahan Konstruksi : Cost Iron
Universitas Sumatera Utara
5.8 Pompa Flash Tank 1
Fungsi
: Memompakan CPO dan air yang akan diumpankan ke
Splitting dari Seperator.
Jenis
: Pompa sentrifugal
Diameter Optimum : 0,009 in
Kecepatan laju alir : 2,369 ft/s
Jumlah
: 1 unit
Tenaga motor : 0,023 Hp
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-300
5.9 Kolom Fraksinasi –01
Fungsi : untuk memisahkan asam lemak dari farksi ringan (C14, C16, C18
dan
air) sebagai asam palmitat dari farksi berat (C18, C18F1, C18F2,
C18F3) dan sebagai produk asam linoleat.
Jenis : Closed Steam fraksination dengan Buble Cap Vertikal.
Bentuk
: Vertikal
Jumlah Plate
: 9,180
Diameter
: 1,717 m
Tekanan Operasi : 1 atm
Bahan Konstruksi : Carbon steel
5.10 Kolom Fraksinasi –02 Fungsi : untuk memisahkan asam lemak dari farksi ringan (C18, C18F1,
Universitas Sumatera Utara
C18F2) dan produk asam oleat dari farksi berat (C18F1, C18F2,
C18F3) dans sebagai produk asam linoleat.
Jenis : Closed Steam fraksination dengan Buble Cap Vertikal.
Bentuk
: Vertikal
Jumlah Plate
: 14,541
Diameter
: 1,266 m
Tekanan Operasi : 1 atm
Tebal Plate
: 1,5 in
Bahan Konstruksi : Carbon steel
5.11 Condensor –01
Fungsi
: Mendinginkan dan mengkondensasikan uap air yang
diperoleh dari flash tank-01
Jenis
: Horizontal Shell and Tube Exchanger
OD : ¾ in
Picth
: 1 in
Jumlah
: 1 unit
Luas Perpindahan : 12,239 ft2
Bahan Konstruksi : Carbon steel
5.12 Condensor-02
Fungsi
: Mendinginkan air dari fase uap menjadi fase cair yang
diperoleh dari fraksinasi –01.
Jenis
: Horizontal Shell and Tube Exchanger
OD : ¾ in
Pitch
: 1 in
Jumlah
: 1 unit
Universitas Sumatera Utara
Luas Perpindahan : 78,813 ft2 Bahan Konstruksi : Carbon steel
5.13 Condensor –03
Fungsi
: mendinginkan air dari fase uap menjadi fase cair yang
diperoleh dari fraksinasi-02
Jenis
: Horizontal Shell and Tube Exchanger
OD : ¾ in
Jumlah
: 1 unit
Pitch
: 1 in
Luas Perpindahan : 35,919 ft2
Bahan Konstruksi : Carbon steel
5.14 Condensor –04
Fungsi
: Mendinginkan dan mengkondensasikan uap air yang
diperoleh dari flash tank-02
Jenis
: Horizontal Shell and Tube Exchanger
OD : ¾ in
Jumlah
: 1 unit
Pitch
: 1 in
Luas Perpindahan : 291,391 ft2
Bahan Konstruksi : Carbon Steel
5.15 Cooler –01 Fungsi : Untuk menurunkan suhu produk bagian bawah kolom
fraksinasi-02
Universitas Sumatera Utara
Jenis
: Shell dan Tube Exchanger
Shell
ID : 8 in
Pases
:1
Tube
OD : ¾ in, 10 BMG
Panjang
: 10 ft
Jumlah
: 1 unit
Pitch
: 1 in
Luas Perpindahan Panas : 11 ft2
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
5.16 Cooler –02
Fungsi : Untuk menurunkan suhu produk bagian bawah flash Tank 02.
Jenis
: Shell dan Tube Exchanger
Shell
ID : 8 in
Pases
:1
Tube
OD : ¾ in, 10 BMG
Panjang
: 10 ft
Jumlah
: 1 unit
Pitch
: 1 in
Luas Perpindahan Panas : 21,647 ft2
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
5.17 Pompa Kolom Fraksinasi-02
Universitas Sumatera Utara
Fungsi
: Untuk memompakan produk ke tangki penyimpanan
Asam Oleat.
Jenis
: Pompa sentrifugal
Diameter Optimum : 0,149 in Laju alir volumetrik : 0,277 ft3/detik
Jumlah
: 1 Unit
Tenaga Pompa : 0,0006 HP
Bahan Konstruksi : Carbon Steel
5.18 Flash Tank –02 Fungsi : Menurunkan tekanan dan menguapkan air dari produk menara
atas splitting. Bentuk : Silinder vertikal dengan alas berbentuk ellipsoidal. Diameter : 1,147 m Jumlah : 1 unit Tinggi : 1,720 m Tebal Plate :0,089 in Bahan Konstruksi : Cost Iron
5.19 Pompa Flash Tank -02
Fungsi
: Memompakan Gliserin ke cooler 102.
Jenis
: Pompa sentrifugal
Diameter Optimum : 0,009 in
Kecepatan laju alir : 2,369 ft/s
Jumlah
: 1 unit
Tenaga motor : 0,023 Hp
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-300
Universitas Sumatera U