PABRIK GLISEROL DARI CPO DENGAN PROSES CONTINUE FAT SPLITTING.

PABRIK GLISEROL DARI CPO DENGAN PROSES

CONTINUE FAT SPLITTING

PRA RENCANA PABRIK

Oleh :

DANARAJI ADISAPUTRA

1031210038

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL ”VETERAN” JAWA TIMUR

SURABAYA

2013

LEMBAR PENGESAHAN

PRA RENCANA PABRIK

PABRIK GLISEROL DARI CPO DENGAN PROSES CONTINUE

FAT SPLITTING

Oleh :

DANARAJI ADISAPUTRA

NPM. 1031210038

Telah Dipertahankan Dihadapan Dan Diterima Oleh Tim Penguji Pada Tanggal 29 November 2013

Tim Penguji Dosen Pembimbing

1.

Ir. Mu’tasim Billah, MS Ir.Tutuk Harsini,MT

NIP. 1960 0504 198703 1 001 NIP. 19520916 198203 2 001

2.

Ir. Nurul Tri Wdjiati

NIP. 1961 0301 198903 2 001 3.

Ir. Isni Triutami

NIP. 1959 0710 1987703 2 001

Mengetahui,

Dekan Fakultas Teknologi Industri

Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur

Ir. Sutiyono, MT NIP.19600713 198703 1 001

iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan YME atas karunia dan rahmat-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan dengan baik pra rencana pabrik ini yang berjudul “Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continue Fat Splitting”.

Pra rencana ini disusun untuk memenuhi tugas yang diberikan kepada mahasiswa Program Studi Teknik Kimia, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana Teknik Kimia.

Sebagai dasar penyusunan pra rencana pabrik ini adalah teori yang diperoleh selama kuliah, data-data dari majalah, internet maupun literatur yang ada. Selanjutnya, dengan tersusunnya pra rencana pabrik ini, saya menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Ir. Sutiyono, MT selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.

2. Ibu Ir. Retno Dewati, MT selaku Kepala Jurusan Teknik Kimia, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.

3. Ibu Ir. Tutuk Harsini, MT selaku dosen pembimbing.

4. Bapak, Ibu, Saudara tercinta yang telah memberikan dorongan, doa, dan restu serta semangat demi berhasilnya studi kami.

5. Rekan-rekan serta semua pihak yang secara langsung maupun tidak langsung telah membantu sehingga pra rencana pabrik ini terselesaikan.

iv

Saya menyadari bahwa masih banyak terdapat kekurangan dalam penyusunan pra rencana pabrik ini oleh karena itu segala saran dan kritik yang bersifat membangun dan bermanfaat bagi kesempurnaan laporan ini akan kami terima dengan senang hati.

Akhir kata, semoga pra rencana pabrik ini dapat memberi manfaat bagi kita semua.

Surabaya, Juni 2013

v

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... iii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR TABEL ... vi

DAFTAR GRAFIK ... vii

DAFTAR GAMBAR ... viii

BAB I PENDAHULUAN ... I.1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... II.1 BAB III NERACA MASSA ... III.1 BAB IV NERACA PANAS... IV.1 BAB V SPESIFIKASI ALAT ... V.1 BAB VI PERENCANAAN ALAT UTAMA ... VI.1 BAB VII INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ... VII.1 BAB VIII UTILITAS ... VIII.1 BAB IX ANALISA EKONOMI ... IX.1 BAB X SISTEM ORGANISASI ... X.1 BAB XI TATA LETAK DAN LOKASI ... XI.1 BAB XII KESIMPULAN DAN DISKUSI ... XII.1 DAFTAR PUSTAKA ... ix

vi

DAFTAR TABEL

Tabel I.1 Data bahan baku CPO dalam negeri ... I.3 Tabel I.2 Data konsumsi Gliserol dalam negeri ... I.4 Tabel I.3 Data produsen gliserol Indonesia ... I.5 Tabel II.2 Seleksi Proses ... II.7

vii

DAFTAR GRAFIK

Grafik I.4 Penentuan kapasitas produksi ... I.5 Grafik I.4 Grafik Penentuan kapasitas produksi ... I.5

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar II.4 Gambar Diagram blok proses produksi Gliserol ... II.1 Gambar XI.1 Gambar Denah lokasi Pabrik ... XI.1 Gambar XI.2 Gambar Denah Pabrik ... XI.2

i

INTISARI

Perencanaan Pabrik Gliserol ini dimaksudkan untuk mengolah CPO yang melimpah di Indonesia untuk mencukupi kebutuhan konsumen serta membuka peluang lapangan pekerjaan.

Rencana lokasi pendirian pabrik ini di daerah Rokan Hilir, Riau, dengan perencanaan sebagai berikut:

1. Perencanaan Operasi : 24 jam / hari 2. Proses yang digunakan : 330 hari per tahun 3. Kapasitas Produksi : 13.500 ton per tahun 4. Bahan Baku Utama

- CPO : 17689.12 kg /jam

5. Kebutuhan Utilitas

- Bahan bakar : 750.604 liter / hari

- Air : 142726.7 m

3 / hari

- Listrik : 248.8 kWh

6. Bentuk Perusahaan : Perseroan Terbatas 7. Struktur Organisasi : Garis dan Staf 8. Jumlah Tenaga Kerja : 139 Orang

9. Umur Pabrik : 10 tahun

10.Masa Konstruksi : 2 Tahun

11.Lokasi Pabrik : Roksn Hilir-Riau

ii

12.Analisa Ekonomi

- Modal Tetap (FCI) : Rp. 205,420,648,775

- Modal Kerja (WCI) : Rp. 270,643,306,149

- Modal Total (TCI) : Rp. 476,063,954,923

- Internal Rate of Return (IRR) : 40 %

- Rate On Equity (ROE) : 38.9% %

- Pay Out Periode (POP) : 3 tahun 6hari

Tugas Akhir Bab I Pendahuluan

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

I-1

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Gliserol

Gliserin adalah nama komersia dari produk yang terdiri dari gliserol dan sejumlah kecil air. Gliserol sebenarnya merupakan Propanatriol. Berat Molekul 92,02 gr/mol, titik didih 290o dan Berat jenis 1,2617 gr/cm.

(Swern,D.,”Bailey’s Industrial Oil And Fat Produts”,Vol.5,Ed.5p.275).

Propanatriol.(Swern,D.,”Bailey’s Industrial Oil And Fat Products”,

Vol.5,Ed.5p.275). Gliserol 1,2,3-propanatriol ,gliserin CH2OHCOHCH2OH, adalah sebuah alcohol trihidrat berupa cairan kental,bening dengan rasa manis. (kirk Othmer,”Encycopedia Of Chemical Technogy”,Vol 11,Ed.3,p.

921).

Gliserol pertama kali ditemukan oleh Scheele pada tahun 1779, dengan memanaskan campuran minyak zaitun (olive oil) dan litharge, kemudian membilasnya dengan air. Bilasan dengan air tersebut, menghasilkan suatu larutan berasa manis, yang disebutnya sebagai “the

sweet principle of fats”. Sejak 1784, Scheele membuktikan bahwa substansi

yang sama dapat diperoleh dari minyak nabati dan lemak hewan seperti lard dan butter. Pada tahun 1811, Chevreul memberi nama hasil temuan Scheele ini dengan sebutan gliserin, yang berasal dari bahasa Yunani yaitu glyceros, yang berarti manis.

Perkembangan pembangunan industri di Indonesia semakin meningkat. Kemajuan ini tampak dengan semakin banyak berdirinya pabrik yang mengolah bahan mentah menjadi bahan jadi. Kegunaan gliserol sangat banyak, terutama adalah sebagai : resin sintetis, getah ester, obat – obatan kosmetika dan pasta gigi. Proses pengolahan tembakau dan makanan juga mengkonsumsi gliserin dalam jumlah besar sebagai bahan pembantu. (Kirk Othmer,”Encyclopedia Of Chemical Technology”,

Vol. 11, Ed. 3, p.921).

Perkembangan Pabrik Gliserol dari tahun-ketahun di Indonesia masih kecil dan melihat ketersediaan bahan baku CPO yang terbesar kedua setelah Malaysia mendorong untuk dikembangkannya pabrik gliserol. Dituntut juga perkembangan industry yang memanfaatkan gliserol untuk dijadikan bahan baku utama dalam produk olahan gliserol. Untuk proses pembuatan gliserol tergolong masih sederhana dan tidak terlalu sulit untuk pemrosesan.

Pertimbangan utama yang melatarbelakangi pendirian Pabrik Gliserol mendirikan suatu pabrik yang secara sosial-ekonomi cukup menguntungkan. Pendirian Pabrik Gliserol ini cukup menarik karena masih sedikit Pabrik Gliserol di Indonesia, dan juga karena prospeknya yang menguntungkan di masa mendatang.

Tugas Akhir Bab I Pendahuluan

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

I-2

1.1.1 Alasan Pendirian Pabrik

Perkembangan pembangunan industri di Indonesia semakin meningkat. Kemajuan ini tampak dengan semakin banyak berdirinya pabrik yang mengolah bahan mentah menjadi bahan jadi, serta meningkatnya industri barang untuk modal termasuk industri mesin dan peralatan. Istilah gliserol digunakan untuk zat kimia yang murni, sedang gliserin digunakan untuk istilah hasil pemurnian secara komersial.

Di samping itu, dilihat dari kebutuhan Gliserol yang semakin meningkat di Indonesia, maka Pabrik Gliserol ini layak didirikan atas dasar pertimbangan:

1. Sebagai pemasok bahan baku untuk industri-industri farmasi dan kosmetik dalam negeri.

2. Mengurangi jumlah impor gliserol sehingga dapat menghemat devisa negara.

3. Memacu tumbuhnya industri lain yang memerlukan gliserol sebagai bahan baku.

4. Membuka lapangan kerja baru.

Pertimbangan utama yang melatarbelakangi pendirian Pabrik Gliserol ini pada umumnya sama dengan sektor-sektor industri kimia yang lain, yaitu mendirikan suatu pabrik yang secara sosial-ekonomi cukup menguntungkan untuk saat in dan mendatang.

1.1.2 Ketersediaan bahan baku di Indonesia

Potensi CPO Indonesia sangat besar saat ini Indonesia telah menjadi produsen minyak sawit terbesar di dunia, melebihi Malaysia. Bahan baku untuk pembuatan gliserol adalah minyak kelapa (CPO). Ber iku t in i ad alah d ata ketersed iaan b ahan b aku d i Indo nesia :

Tabel I.1 Data Bahan Baku CPO dalam negeri Tahun Produksi CPO Indonesia (Ton)

2004 675.003

2005 743.248

2006 867.341

2007 881.392

2008 931.802

2009 987.298

2010 1.119.160

Tugas Akhir Bab I Pendahuluan

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

I-3

1.1.3 Kebutuhan Nasional

Indonesia merupakan negara terbesar kedua penghasil CPO di dunia setelah Malaysia. Bahkan diperkirakan akan menjadi produsen CPO terbesar di dunia pada tahun 2012. Dengan demikian sumber bahan baku pembuatan gliserol ini banyak tersedia.

Tabel I.2 Data Konsumsi Gliserol Dalam Negeri

Tahun Konsumsi Gliserol (Ton)

2004 27.071

2005 28.995

2006 30.919

2007 32.439

2008 33.712

2009 34.829

2010 36.5171

2011 37.9632

Sumber : Badan Statistik Surabaya (2012)

Semakin tingginya konsumsi gliserol dalam negeri membuat para perusahaan yang menggunakan gliserol sebagai bahan baku memperolehnya dari perusahaan yang memproduksi gliserol. Berikut ini adalah nama-nama perusahaan yang memproduksi gliserol :

Tabel I.3 Data Perusahaan produsen Gliserol Indonesia

Nama Perusahaan Lokasi

Kapasitas/Produksi (ton/thn)

PT. Sinar Oleochemical Int Medan 12.250

PT. Flora sawita Medan 5.400

PT. Cisadane Raya Chemical Tanggerang 5.500

PT. Sumi Asih Bekasi 3.500

PT. Sayap Mas Utama Bekasi 4.000

PT. Bukit Perak Semarang 1.440

PT. Wings Surya Surabaya 3.500

PT. Unilever Surabaya 8.450

(Sumber: Direktorat Jendral Industri Argo dan kimia,2009)

Tugas Akhir Bab I Pendahuluan

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

I-4

1.1.4 Aspek Pasar

Ada beberapa macam ukuran dan harga produk Gliserol yang selama ini beredar di pasar, yaitu sebagai berikut :

Tabel I.4 Daftar Harga Gliserol

Ukuran Harga (US$)

500 ml 23,02

1 Liter 46,02

10 Litrer 346,6

15 Liter 438,9

(Sumber : www.labdepotinc.com)

Dari data di atas dapat diketahui bahwa selama ini produk Gliserol yang dijual dipasar adalah dengan kemasan tidak seberapa besar. Oleh karena itu, selain dijual produk dengan kemasan pasar, bisa juga ditawarkan kepada konsumen produk dengan kemasan lebih besar, tetapi tentu saja dengan harga yang lebih murah.

1.1.5 Kapasitas

Pada grafik diatas diperoleh impor Gliserol dari tahun 2004 sampai tahun 2011 cenderung mengalami kenaikan. Dari grafik tersebut dapat diperkirakan impor surfaktant pada tahun selanjutnya akan mengalami kenaikan. Berdasarkan grafik diatas diperoleh persamaan: y = 1510.x +3x10 6

Dari grafik diatas dengan metode regresi linear ( Menggunakan Microsoft Excel ), maka di dapatkan persamaan untuk mencari kebutuhan pada tahun tertentu dengan persamaan :

y = 1510.x - 3E+06

20000 22000 24000 26000 28000 30000 32000 34000 36000 38000 40000

2003 2005 2007 2009 2011 2013

K o n s u m s i G li s e ro l (T o n ) Tahun

Tugas Akhir Bab I Pendahuluan

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

I-5

Y = 1510.x – 3.000.000 Keterangan : Y = Kapasitas (ton/th)

X = Tahun ke-n

Pabrik ini direncanakan beroperasi pada tahun 2022 Kapasitas pada tahun 2012 :

Y = (1510)(2022) – 3.000.000 = 53.220 ton / tahun.

Untuk itu kapasitas terpasang pada pabrik ini direncanakan mengambil 25% dari jumlah total produksi tahun 2014 sebesar :

25% x 53220ton/tahun = 13303ton/tahun ≈ 13500 ton/tahun

I.1.6. Sifat Fisik dan Kimia Bahan Baku 1. Minyak Sawit (CPO)

Sifat Fisika:

1. Spesific gravity (37,80C) : 0,9

2. Titik beku : 50C

3. Titik didih : 2980C

4. Densitas : 0,895 g/cm3

5. Kadar air (%) : 2

6. Bilangan Penyabunan : 198

7. Berat Molekul : 847,28 g/mol

8. Massa Jenis : 0.9

9. Rumus Kimia : C3H5(COOR)3

(Ketaren, 1986)

2 Air ( H2O)

Sifat Fisika:

1. Berat molekul : 18,016 gr/grmol

2. Rumus molekul : H2O

3. Densitas : 1 gr/ml

4. Viskositas : 0,01002 P

5. Panas spesifik : 1 kal/g

6. Tekanan uap : 760 mmHg

7. Panas laten : 80 kal/g

8. Indeks bias : 1,33 (Perry, 1984)

Tugas Akhir Bab I Pendahuluan

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

I-6

3 Gliserol Sifat Fisika:

Beberapa sifat fisis dan karakteristik yang penting dari gliserol, antara lain

1. Rumus molekul : C3H8O3

2. Berat Molekul : 92,09 gr/mol

3. Titik lebur :18,17 0C

4. Titik didih : 290 0C

5. Berat jenis : 1,2617 gr/cm

6. Specific gravity : 1,260

7. Tekanan Uap : 0,0025 mmHg pada 50 0C

8. Panas spesifik : 0,5795 kal/gram pada 26 0C (99,94 % gliserol)

9. Panas Penguapan : 21,060 kal/mol pada 55 0C 10.Panas Pembentukan : 159,60 kal/mol

11.Titik api : 204 0C

12.Flash point : 177 0C

(Sumber : Kirk dan Orthmer, 1971;Mc Graw Hill Encyclopedia, 1977; Perry, 1999)

1. Soda Kaustik (NaOH) Sifat Fisika:

1. Rumus Molekul : NaOH

2. Berat Molekul : 40

3. Warna : Putih

4. Sifat kristal : Higroskopis mudah mencair

5. Spesific gravity : 2,13

6. Titik lebur : 318,4 oC

7. Titik didih : 1,39 oC

8. Kelarutan dalam

setiap 100 bagian : - Air dingin (0oC) : 42 - Air panas (100oC) : 347

Tugas Akhir Bab I Pendahuluan

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

I-7

5 Fatty Acid (Asam Lemak)

1. Rumus Kimia : C16H23O2

2. Berat Molekul : 256,42 g/mol

3. Boiling point : 215 oC at 15 mmHg

4. Melting point : 52 oC

5. Flash point : 185 0C

6. Spesific gravity (at 20 0C) : 0.861 g/cm3

Tugas Akhir

Bab II Uraian Proses

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

II-1

BAB II URAIAN PROSES

II.1. Macam Proses Pembuatan

Gliserol dapat diproduksi melalui beberapa metode proses Penggolongan ini didasarkan pada perbedaan bahan baku yang digunakan. Ketiga cara itu antara lain yaitu :

Gambar II.1 Blok Diagaram Proses Produksi Gliserol

1. Proses Saponifikasi

Saponifikasi lemak dengan NaOH, menghasilkan gliserol dan sabun.

R1-COO- CH2 CH2OH

R2-COO-CH + 3NaOH 3R-COONa + CHOH

R3-COO- CH2 CH2OH

Trigliserida Sodium hidroksida Sabun Gliserol

Tugas Akhir

Bab II Uraian Proses

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

II-2

Proses saponifikasi ini berada dengan proses yang lain, dimana dalam proses ini dilakukan dengan beberapa tahap yang dirancang untuk saponifikasi lemak, Gliser o l yan g d id ap at u ntu k p ro ses ini han ya 1 2 -25 % sehin gga m as ih memerlu kan ta hap p emu rnian gliser o l sehing ga kad ar ya ng d id ap at m aks ima l ad alah 9 0 %.

2. Proses Fat Spliting A. Proses Twitchell

Gambar II.3 Blok Diagaram Proses Twitchell

Proses twitchell adalah proses yang mula-mula dikembangkan pada pemisahan asam lemak. Proses ini menggunakan cara yang relatif sederhana, disebabkan murah dan kemudahan dari instalasi dan operasinya. Tetapi secara umum proses ini memutuhkan konsumsi energi yang besar serta kualitas produk yang relatif rendah. Proses pemisahan menggunakan reagent twitchell dan H2SO4 seagai katalis. Reagentnya adalah campuran oleic atau asam lemak lainnya dengan naphtha tersulfonasi. Operasi terjadi dalam suatu wooden lead-lined, atau tong tahan kondisi asam. Kandungan lemak yang tercampur dengan air yang jumlahnya lebih kurang ½ dari jumlah lemak. H2SO4 dengan jumlah 1-2 % dan reagent twitchell 0,75–1,25 %, dipanaskan pada tekanan atmosfer selama 36 – 48 jam, dengan menggunakan steam terbuka. Proses biasanya diulangi 2 sampai 4 kali, pada tiap tahap menghasilkan gliserin dan air. Pada tahap akhir air ditambahkan dan campuran dipanaskan kembali hingga mendidih guna mencuci asam yang tertinggal. Pada periode reaksi yang panjang, steam yang dibutuhkan makin tinggi dan

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Tugas Akhir

Bab II Uraian Proses

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

II-3

diskolorasi asam lemak terjadi tidak merata, dan pemakaian proses ini relatif kurang menguntungkan kadar maksimal yang dicapai 85-90%.

B. Proses Enzimatis

Gambar II.3 Proses Spliting Enzimatis

Proses hidrolisa minyak nabati dengan menggunakan biokatalis enzim lipase memerlukan waktu selama 5 hari. Laju hidrolisis tidak berubah pada rentang suhu 24- 460C dan optimum pada rentang pH 4,8-7,2 sedangkan enzim menjadi kurang aktif pada suhu diatas 50 oC. kelemahan dari proses ini adalah untuk berekasi sempurna enzim memerlukan waktu 5 hari untuk proses. Gliserol yang awal yang didapat adalah sekitar 9-12% setelah berlanjut ketahap selelanjutnya gliserol hanya maksimal sampai 87-90 %.

C. Proses Batch Autoclave

Gambar II.2 Proses Spliting Autoclave

Proses hidrolisa minyak nabati dengan menggunakan penambahan air sebanyak 30-60% dari volume minyak nabati dan menambahkan katalis CaO,MgO,BaO dan ZnO memerlukan waktu selama 5-10 jam. Laju hidrolisis berjalan rentang suhu 230-240 0C dan

Tugas Akhir

Bab II Uraian Proses

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

II-4

optimum menggunakan steam dengan suhu 150-1750C . kelamahan dari proses ini adalah untuk berekasi sempurna memerlukan jumlah dan beberapa macam katalis selain itu juga reactor yang digunakan harus berbahan stailess/copper yang harganya mahal mengingat adanya penambahan katalis yang menyebabkan korosif. Proses ini gliserol yang dicapai hanya maksimal sampai 95-98 %.

D. Proses Kontinue

Gambar II.2 Proses Spliting Kontinue

Proses kontinu counter current dilakukan dengan menggunakan suhu dan tekanan yang tinggi. Hidrolisis lemak peran suhu dan tekanan dipergunakan untuk mempercepat waktu reaksi. Aliran counter current penuh dari minyak dan air guna menghasilkan suatu derajat pemanasan yang maksimal, tanpa memerlukan katalis.Menara pemanasan merupakan alat utama. Kebanyakan dari menara pemisah mempunyai konfigurasi sama dan dioperasikan dengan cara sama, tergantung dari kapasitas, menara bisa berkapasitas pada diameter 508 – 1220 mm dengan tinggi 18 – 25 m, yang terbuat dari bahan tahan korosi seperti baja steanless 316

Suatu rancangan pemisahan lurgi counter current single stage, lemak terdegradasi pada sebuah cincin sparge bagian tengah sekitar 1 m dari dasar dengan sebuah pompa bertekanan tinggi. Air terdapat pada bagian atas dengan perbandingan 0 – 50 % dari berat lemak. temperatur pemisah yang tinggi (250 – 260 C) cukup menjamin penghancuran fase air pada lemak. Volume kosong menara digunakan sebagai tempat reaksi. Lemak mentah lewat sebagai fase yang bersentuhan dari dasar atas menara, sementara

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Tugas Akhir

Bab II Uraian Proses

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

II-5

cairan lebih berat mengalir turun sebagai fase terdispersi dalam bentuk campuran. Lemak dan asam. Gliserol awal yang diperoleh antara 10-25% sehingga apabila diproses selanjutnya derajat pemisahan dapat dicapai hingga 99 %.

Pada proses pemecahan lemak dan minyak selanjutnya menggunakan tekanan tinggi, lebih efisiendibandingkan proses lain dengan waktu reaksi 2–3 jam. Penghilangan zat asam yang mengandung lemak punterjadi. Sebagai hasil dari pertukaran panas yang efisien proses ini diusahakan memakai panas yang tinggi. Pada perancangan pabrik gliserin, biasanya menggunakan proses kontinu ini sebagai metode hidrolisis,dan kami pun telah menetapkan proses ini merupakan proses yang dipakai, pemilihan proses ini berdasarkan pertimbangan:

1. konversi produk lebih tinggi

2. waktu reaksi lebih singkat

3. biaya operasi lebih murah

3. Proses Transifikasi

Gambar II.2 Proses Transifikasi

Alkoholis minyak dan lemak dengan alkohol mono hidroksi alifatik seperti methanol dapat dikatalisa dengan asam atau alkali akan tetapi reaksi dengan katalis alkali (misalnya sodium) pada umumnya laju reaksinya lebih cepat, lebih sempurna dan temperaturnya lebih rendah. Gliserol dapat dihasilkan dengan cara interesterifikasi trigliserida dengan methanol yang mengikut i persamaan berikut:

Tugas Akhir

Bab II Uraian Proses

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

II-6

Gliserol yang dihasilkan dari hidrolisa lemak atau minyak pada unit fat Splitting ini mengandung air manis (sweet water) dengan kadar 10- 12%. Kandungan air biasanya diuapkan untuk mendapatkan gliserol murni kadar maksimum yang diperoleh adalah 85-90%. Selain itu juga perlu adanya biaya tambahan untuk methanol yang harganya lebih mahal. Tidak sebanding dengan kadar yang didapat.

Tugas Akhir

Bab II Uraian Proses

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

II-7

II.2. Pemilihan Proses

Berikut ini adalah macam proses pembuatan gliserol dengan proses hidrolisi (Fat Splitting ) ;

Tabel 2.1 Seleksi Proses Hidrolisis

Jenis Proses

Splitting Twichell Enzimat is Autoclave

Hidrolisa Kontinyu Suhu (oC) 100-105 24-46 230-240 240-250

Tekanan

(atm) Atmosferik Atmosferik 28-30 45-50 Katalis / enzim Asam alkilaryl sulfonat atau asam sikloalifatic sulfonat Asam laurat dan enzim lipase CaO,BaO,Mg

O dan ZnO None Waktu

(jam) 12-48 jam 5 Hari 5-10 jam 2-3 jam Mode

Operasi Batch Batch Batch Continuous Peralatan Logam monel,

copper,

Logam st ainlees

st eel

Auto-clave

stainless steel Stainless steel

Hidrolisa 85-90% terhidrolisa,5-15% larutan gliserol, tergantung jenis lemak 87-90% terhidrolisa,9 -12% larutan gliserol, tergantung jenis lemak 95-98% terhidrolisa,10 -15% larutan gliserol, tergantung jenis lemak 97-99% terhidrolisis,10-25% larutan gliserol, tergantung jenis lemak Keunggulan

Suhu dan tekan rendah, sesuai

untuk skala yang kecil, biaya awal kecil

karena alat sederhana dan

tidak mahal

Penggunaan suhu,tekanan dan alat yang sederhana tidak mahal lebih cocok untuk dalam skala industri kecil Waktu reaksi lebih cepat dari proses Twitchell, hasil jernih, konversi tinggi, biaya tahuanan rendah Konversi produk tinggi, sebanding dengan biaya awal proses yang tinggi, biaya tenaga kerja rendah, memenuhi standart jual.

Tugas Akhir

Bab II Uraian Proses

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

II-8

Jenis Proses

Splitting Twichell Enzimat is Autoclave

Hidrolisa Kontinyu Kelemahan Penanganan katalis, waktu reaksi sangat lama, apabila CPO dengan kualitas rendah, menyebabkan kerusakan pada katalis cenderung membentuk asam berwarna gelap, membutuhkan

lebih dai 2-4 kali proses konsentrasi gliserin tinggi, tidak dapat dikontrol secara otomatis, biaya buruh tinggi Pengunaan enzim, dan pengontrolan suhu, sangat berperan dalam proses.apabila suhu terlalu lebih dari 50 C enzim akan

mati maka produk gliserol yang didapat akan berkadar kecil, selain

itu waktu 5 hari yang dibutuhkan relatif lama untuk memperoleh kadar ideal gliserol.

Biaya awal cukup tinggi, waktu reaksi agak lama ,konsumsi energi cukup besar,penggunaan bermacam katalis membuat biaya operasi bertambah selain itu peralatan perlu khusus Biaya awal tinggi, suhu dan tekanan tinggi sehingga perlu skill dan pengalaman tinggi, investasi alat dan konsumsi energi besar

II.2.1 Pemilihan Proses

Ditinjau dari beberapa hal, maka diplih proses pembuatan gliserol dengan bahan baku CPO kelapa yang tepat adalah proses Hidrolisa Kontinyu”.

II.3. Diskripsi Proses

Pada proses pembuatan Gliserol dari CPO dilakukan dalam tiga tahap proses yaitu :

1. Proses Continuous Fat Spliting 2. Proses Pemurnian Gliserol

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Tugas Akhir

Bab II Uraian Proses

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

II-9

II.2.1 Proses Continuous Fat Spliting

Reaksi antara CPO dengan air berlangsung dalam reaktor yang disebut sebagai fat splitting coloumn (kolom hidrolisa) yang beroperasi pada suhu 250-2600C, tekanan 54 bar dan waktu reaksi 2 jam. Dengan rasio air sebanyak 70% dari berat CPO. Reaksi yang terjadi adalah reaksi endotermis, sehingga diperlukan panas. Kondisi tersebut dapat dicapai dengan mengalirkan steam secara kontak dengan temperatur 275 0C dengan tekanan 54 bar. Reaksinya:

Produk yang terbentuk terpisah berdasarkan perbedaan berat jenis, gliserol akan keluar melalui bagian bawah kolom Splitting berupa Sweet Water (Gliserol dengan kadar 12%) bersama dengan air sedangkan asam lemak yang memiliki berat lebih ringan akan keluar melalui bagian atas fat splitting coloumn (kolom hidrolisa). Produk gliserol yang terbentuk ditampung pada flash tank gliserol. Asam lemak ditampung pada flash tank asam lemak. Flash tank berfungsi untuk mengurangi kadar air yang mempunyai effisiensi 80% dari asam lemak pada produk dan mengurangi tekanan serta tempat penampungan sementara produk. Asam lemak dari flash tank dialirkan ketangki produk asam lemak sebagai produk samping.

Produk flash tank gliserol Dialirkan pada tangki Netraliser dengan menambahkan soda kaustik (NaOH) sebanyak 0.5 % dari jumlah yang masuk. Pemberian NaOH dimaksudkan agar memperoleh kemurnian gliserol yang tinggi Pada proses ini tidak ada gliserol yang dikembalikan (recovery) ke reaktor. Untuk produksi dalam jumlah besar dapat dilakukan dengan menggunakan proses pemanasan. Sebab produk (sabun dan gliserol) yang dihasilkan memilki kualitas tinggi, zat pewarna dan pengotor lainnya dan dibersihkan pada saat pemanasan serta sebagian lemak yang terkandung dalam gliserol dapat

Tugas Akhir

Bab II Uraian Proses

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

II-10

direkoveri (Miner & Dalton 1953).

Reaksi saponifikasi dapat ditulis sebagai berikut : Reaksi 1 :

RCOOH + NaOH 3RCOONa + H2O Asam Lemak Soda Kaustik Sabun air Reaksi 2:

C3H5(OOCR)3 + NaOH 3 RCOONa + C3H8O3 Trigelirisida Soda Kaustik Sabun Gliserol

Proses ini djalankan dengan memberikan pemanas dengan steam pada tangki netraliser agar reaksi berjalan dengan sempurna sampai terbentuk sabun. Tahap selanjutnya dialirkan ke sentrifuge untuk memisahkan gliserol dengan busa. Alat ini lebih mudah dan efisien untuk memisahkan larutan gliserol dengan kosentrasi antara 60-70% gliserol. kemudian tahap selanjutnya adalah pemurnian gliserol

II.2.3 Proses Pemurnian Gliserol

Pada evaporator, air (titik didih 100 0C) dan produk, gliserol (titik didih 760 mmHg = 290 0C) dipisahkan berdasarkan perbedaan titik didih. Kondisi operasi evaporator pertama temperatur 120 0C dan tekanan 1,5 atm untuk memekatkan produk utama gliserol dengan cara memisahkan air dalam produk gliserol sedangkan pada evaporator kedua temperatur 100 0C dan tekanan 1 atm. Produk utama gliserol keluar dari evaporator kedua dengan konsentrasi 99 % didinginkan pada cooler (CO) hingga mencapai temperatur 90 0C dan ditampung pada tangki produk gliserol.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Tugas Akhir

Bab III Neraca Massa

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

III-1

BAB III

NERACA MASSA

Kapasitas : 13500 ton / tahun

:1847.91 kg / jam Kebutuhan bahan baku : 17689.12 kg / jam

Proses : Kontinyu

1. NERACA MASSA REAKTOR FAT SPLITTING (F-110)

Komponen

Aliran Kg/jm

Masuk Keluar

[1] [2] [3] [4]

Trigliserida

Tri Miristat 420.1166 - - 4.201

Tri Palmitat 8368.723 - - 83.687

Tri Stearat 789.8192 - - 7.898

Tri Oleat 5881.632 - - 58.816

Tri Linoleat 1344.374 - - 13.444

Asam lemak

As. Miristat 22.1114 - 394.033 22.1114

As. Palmitat 440.4591 - 7894.574 440.4591

As. Stearat 41.56943 - 748.725 41.56943

As. Oleat 309.5596 - 5572.604 309.5596

As. Linoleat - - 1273.345 70.75648

Gliserol - - - 1821.964

Steam - 1512.302 442.888

Total 17689.12 1512.302 16326.169 2874.466

Tugas Akhir

Bab III Neraca Massa

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

III-2

2. NERACA MASSA FLASH TANK ASAM LEMAK (F-310)

Komponen

Aliran Kg/jam

Masuk Keluar

[3] [4 a] [5 a]

Asam Lemak

As. Miristat 394.033 - 394.033

As. Palmitat 7894.574 - 7894.574

As. Stearat 748.725 - 748.725

As. Oleat 5572.604 - 5572.604

As. Linoleat 1273.345 - 1273.345

H2O 442.888 442.888 -

Total 16326.169 442.888 15883.281

16326.169 16326.169

3. NERACA MASSA FLASH TANK GLISEROL (F-320)

Komponen

Aliran Kg/jam

Masuk Keluar

[4 b] [5 b]

Trigliserida

Tri Miristat 4.201 4.201

Tri Palmitat 83.687 83.687

Tri Stearat 7.898 7.898

Tri Oleat 58.816 58.816

Tri Linoleat 13.444 13.444

Asam lemak

As. Miristat 22.111 22.111

As. Palmitat 440.459 440.459

As. Stearat 41.569 41.569

As. Oleat 309.560 309.560

As. Linoleat 70.756 70.756

Gliserol 1821.964 1821.964

Total 2706.420 2706.420

Tugas Akhir

Bab III Neraca Massa

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

III-3

4. NERACA MASSA TANGKI PELARUT NaOH (M-330)

Komponen

Aliran Kg/jam

Masuk Keluar

[6b] [7b] [8b]

NaOH 421.058 421.058

H2O 2631.615 2631.615

Total 421.058 2631.615 3052.674

3052.674 3052.674

5. NERACA MASSA TANGKI NETRALISER GLISEROL (M-340)

Komponen

Aliran Kg/jam

Masuk Keluar

[5 b] [8 b] [9 b]

Trigliserida

Tri Miristat 4.201 - -

Tri Palmitat 83.687 - -

Tri Stearat 7.898 - -

Tri Oleat 58.816 - -

Tri Linoleat 13.444 - -

Asam Lemak

As. Miristat 22.111 - -

As. Palmitat 440.459 - -

As. Stearat 41.569 - -

As. Oleat 309.560 - -

As. Linoleat 70.756 - -

NaOH - 421.058

Gliserol 1821.964 - 1840.367

Sabun - - 1395.599627

H2O - 8421.169 8480.727

Total 2874.466 8842.227 11716.694

Tugas Akhir

Bab III Neraca Massa

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

III-4

6. NERACA MASSA DEKANTER (H-350)

Komponen

Aliran Kg/jam

Masuk Keluar

[9 b] [10 b] [11 b]

Gliserol 1840.367 1840.367

Sabun 1395.600 1395.600

H2O 8480.727 - 8480.727

Total 9876.327 1395.600 8480.727

9876.327 9876.327

7. NERACA MASSA EVAPORATOR I (V-410)

Komponen

Aliran Kg/jam

Masuk Keluar

[11 b] [12 b] [13 b]

Gliserol 1840.367 - 1840.367

H2O 8480.727 8226.305 254.422

Total 10321.094 8226.305 2094.789

10321.094 10321.094

8. NERACA MASSA EVAPORATOR II (V-420)

Komponen

Aliran Kg/jam

Masuk Keluar

[12 b] [14 b] [15 b]

Gliserol 1840.367 - 1840.367

H2O 254.422 246.789 7.633

Total 2094.789 246.7892 1848.000

2094.789 2094.789

Tugas Akhir

Bab IV Neraca Panas

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

IV-1

BAB IV

NERACA PANAS

Kapasitas : 13500 ton / tahun

:1847.91 kg / jam Kebutuhan bahan baku : 17689.12 kg / jam

Proses : Kontinyu

1. NERACA PANAS TANGKI PENYIMPAN BAHAN BAKU (F-110)

Panas Masuk Panas Keluar

Komponen Kkal/jam Komponen Kkal/jam

Entalpi CPO masuk pada Entalpi CPO masuk pada

suhu 30 oC suhu 100 oC

Trigliserida Trigliserida

Tripalmitin 2845.1318 Tripalmitin 13500.6272

Trimiristin _{44948.8874 Trimiristin 212186.7845}

Tristearin _{4837.3343 Tristearin 23048.2742}

Triolein _{32531.9559 Triolein 154369.5831}

Trilinolein _{7916.0308 Trilinolein 37644.2432}

Asam lemak Asam lemak

Asam Palmitat 44.0492 Asam Palmitat 131.1450

Asam Miristat 3297.6037 Asam Miristat 3363.5136

Asam Stearat 500.9908 Asam Stearat 2222.2598

Asam Olein 2770.1018 Asam Olein 10312.8025

Asam Linoliet 850.0139 Asam Linoliet 3886.5580

100542.0996 460665.7910

Q suplay 445648.5225 H Peleburan 58215.3

Qloss 27309.5311

Tugas Akhir

Bab IV Neraca Panas

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

IV-2

2. NERACA PANAS REAKTOR FAT SPLITTING (R-220)

Panas Masuk Panas Keluar

Komponen Kkal/jam Komponen Kkal/jam

Entalpi CPO masuk pada suhu 100 oC

Entalpi CPO masuk pada suhu 250 oC

Trigliserida Bagian Atas

Tripalmitin 93916.3224 Asam Lemak

Trimiristin 1478398.5735 Asam Palmitat 3775.1028

Tristearin 160134.4726 Asam Miristat 96821.1777

Triolein 1073862.9671 Asam Stearat 63969.3593

Trilinolein 261697.8943 Asam Olein 296861.4954

Asam lemak Asam Linoliet 111877.3884

Asam Palmitat 1120.6683 H2O 25.507103

Asam Miristat 72690.3535

Asam Stearat 15856.3101 Bagian Bawah

Asam Olein 76678.8006 Gliserol 526322.6811

Asam Linoliet 27162.6078 Tripalmitin 3886.2534

H20 52728.9249 Trimiristin 61079.5041

3314247.8951 Tristearin 6634.6128

Triolein 44436.4035

Trilinolein 10836.1683

Asam Lemak

Asam Palmitat 67273.6343

Asam Miristat 1735375.5357

Asam Stearat 1152180.4589

Asam Olein 5344016.5497

Asam Linoliet 2013363.1481

Q suplay 7726716.367 Qloss 552488.367

∆ Hr 131748.7058

Total 11040964.2618 11040964.2618

Tugas Akhir

Bab IV Neraca Panas

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

IV-3

3. NERACA PANAS COOLER ASAM LEMAK (F-310)

Panas Masuk Panas Keluar

Komponen Kkal/jam Komponen Kkal/jam

Entalpi Asam Lemak masuk

pada Suhu 250oC

Entalpi CPO keluar pada suhu 100 oC

Asam Lemak 10327651.3691 Asam Lemak 6970651.5753

Air 3690.7367 Air 3690.7367

6974342.3120

Q Serap _3356999.7938

Tugas Akhir

Bab IV Neraca Panas

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

IV-4

4. NERACA PANAS COOLER GLISEROL (F-320)

Panas Masuk Panas Keluar

Komponen Kkal/jam Komponen Kkal/jam

Entalpi Gliserol masuk

pada suhu 250 oC

Entalpi Gliserol masuk

pada suhu 100 oC

Trigliserida Trigliserida

Tripalmitin 5829.3801 Tripalmitin 1878.3264

Trimiristin _{91619.2561 Trimiristin 29567.9715}

Tristearin 9951.9192 Tristearin 3202.6895

Triolein 66654.6053 Triolein 21477.2593

Trilinolein 16254.2524 Trilinolein 5233.9579

Asam lemak Asam lemak

Asam Palmitat _{5662.6542 Asam Palmitat 2241.3366}

Asam Miristat _{145231.7665 Asam Miristat 145380.7070}

Asam Stearat _{95954.0389 Asam Stearat 31712.6202}

Asam Olein _{445292.2431 Asam Olein 153357.6012}

Asam Linoliet _{167816.0826 Asam Linoliet 54325.2156}

Gliserol 789484.0216 Gliserol 251413.0206

1839750.2201 699790.7059

Q Serap 1139959.5142

Total 1839750.2201 Total 1839750.2201

Tugas Akhir

Bab IV Neraca Panas

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

IV-5

5. NERACA PANAS TANGKI PELARUT NaOH (M-330)

Panas Masuk Panas Keluar

Komponen Kkal/jam Komponen Kkal/jam

Entalpi NaOH masuk pada

suhu 30 oC

Entalpi Gliserol masuk

pada 30 oC

NaOH 1745.0399 NaOH 27418.3663

Air _{9787.2697 Air 97872.6965}

Q Suply _{120353.0197 Q Loss 6594.2665}

Tugas Akhir

Bab IV Neraca Panas

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

IV-6

6. NERACA PANAS NETRALISER ( M-340 )

Panas Masuk Panas Keluar

Komponen Kkal/jam Komponen Kkal/jam

Entalpi Gliserol masuk pada suhu 100 oC

Entalpi Gliserol masuk pada sush

80 oC

Trigliserida Trigliserida

Tripalmitin _{1043.6109 Tripalmitin -}

Trimiristin _{16428.1652 Trimiristin -}

Tristearin _{1779.4359 Tristearin -}

Triolein _{11932.9107 Triolein -}

Trilinolein _{2908.0224 Trilinolein -}

Asam lemak Asam lemak

Asam Palmitat 1245.3018 Asam Palmitat -

Asam Miristat _{80774.5053 Asam Miristat -}

Asam Stearat 17619.7465 Asam Stearat -

Asam Olein 85206.5218 Asam Olein -

Asam Linoliet 30183.4577 Asam Linoliet -

Gliserol 139686.7768 Gliserol 29632.6434

NaOH _{31419.7743 H2O 696.2824}

H2O 1121.5614 Sabun 269701.9758

421349.7909 300030.9016

Q Loss 121318.8893

Total 421349.7909 Total 421349.7909

Tugas Akhir

Bab IV Neraca Panas

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

IV-7

7. NERACA PANAS EVAPORATOR (V-410)

Panas Masuk Panas Keluar

Komponen Kkal/jam Komponen Kkal/jam

Entalpi Gliserol masuk pada suhu 150 oC

Entalpi Gliserol Keluar

pada suhu 120 oC

Gliserol 111122.4126 Gliserol 1227577.7210

Air 2611.0592 Air 13.9256

Q supply 1179919.4607 Air Proses Keluar 1378.639249

Q loss 64682.6466

Total 1293652.9325 Total 1293652.9325

8. NERACA PANAS EVAPORATOR II (V-420)

Panas Masuk Panas Keluar

Komponen Kkal/jam Komponen Kkal/jam

Entalpi Gliserol masuk pada suhu 120oC

Entalpi Gliserol Keluar

pada suhu 60oC

Gliserol 244729.7047 Gliserol 42635.0419

Air 7392.3670 Air 1774.1681

Q supply 187260.3450

Air Proses Keluar 373004.0859

Q loss 21969.1208

Tugas Akhir

Bab IV Neraca Panas

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

IV-8

9. NERACA PANAS COOLER ASAM LEMAK (E-312)

Panas Masuk Panas Keluar

Komponen Kkal/jam Komponen Kkal/jam

Entalpi Gliserol masuk

pada suhu 60 oC

Entalpi Gliserol masuk

pada suhu 30 oC

Asam Lemak Asam Lemak

Asam Palmitat 9297.0666 Asam Palmitat 187.53730

Asam Miristat 676317.5626 Asam Miristat 14120.64741

Asam Stearat 107156.8529 Asam Stearat 2155.81416

Asam Olein 595026.2015 Asam Olein 11913.59114

Asam Linoliet 182010.816 Asam Linoliet 3654.59154

Q Terserap 1537776.3180

Total 1569808.4996 Total 1569808.4996

Tugas Akhir

Bab IV Neraca Panas

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

IV-9

10. NERACA PANAS COOLER GLISEROL (E-424)

Panas Masuk Panas Keluar

Komponen Kkal/jam Komponen Kkal/jam

Entalpi Gliserol masuk

pada suhu 60 oC

Entalpi Gliserol masuk

pada suhu 30 oC

Gliserol _{81489.7692 Gliserol 37410.7054}

Q serap 44079.0639

Tugas Akhir

Bab IV Neraca Panas

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

IV-10

11. NERACA PANAS COOLER GLISEROL (E-424)

Panas Masuk Panas Keluar

Komponen Kkal/jam Komponen Kkal/jam

Entalpi Sabun masuk

pada suhu 80oC

Entalpi Sabun Keluar pada suhu 30 oC

Sabun 9641481.678

7

Sabun

24673.78197

Q Terserap

9616807.896 7 Total

9641481.678

7 Total

9641481.678 7

Tugas Akhir

Bab V Spesifikasi Alat

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

V-1

BAB V

SPESIFIKASI PERALATAN

1. TANGKI PENYIMPAN BAHAN BAKU CPO (F-111)

Fungsi : Untuk Penyimpanan Bahan Baku CPO selama 7 Hari Type : Silinder tegak , tutup atas standar

Diameter Shell :

Tinggi total tangki : 1770.78 ft Tinggi shell : 876.15 ft Diameter, inside : 549.44 ft Tebal Shell : 2 ₅in

Dimensi Tutup :

Tinggi tutup Atas : 74.55 ft Tebal tutup atas :3 ₅ in Tebal tutup bawah : 3 ₅ in

Bahan Konstruksi : Stainless Steel SA-240 Jumlah Vessel : 1 buah

2. POMPA CPO ( E-113 )

Fungsi : Mengalirkan CPO dari tangki penampung ke reactor fatsplitting

Type : Reciprocating Pump

Dasar Pemilihan : Sesuai untuk viskositas CPO

Bahan : Stainless Steel

Perpipaan : 3 1 ₂in sch 40 Rate Volumetrik : 89.4641 gpm Total Dyamic Head : 57.2339 ft lbf / lbm Effisiensi Motor : 82%

Tugas Akhir

Bab V Spesifikasi Alat

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

V-2

Jumlah : 1 buah

3. HEATER CPO ( E-113 )

Fungsi : Memanaskan CPO dari suhu 300C sampai suhu 100 0C Tyepe : Double pipe Heat Exchanger

Shell side

ID : 19 ¼ in

Phasses : 2

∆P : 1,0827 psi

Tube Side

OD : ¾ in

Panjang : 29 ft

Jumlah : 74 buah

∆P : 1,3346 psi

Bahan Konstruksi : Carbon steel Jumlah Alat : 1 buah

4. Reaktor Fatspliting (R-210)

Fungsi : Untuk mereksikan cpo dengan steam

Type : Silinder tegak , tutup atas standar dan tutup bawah konis

Diameter Shell :

Tinggi total tangki : 205.4 ft

Tinggi shell : 243.554 ft

Diameter, inside : 102.73 ft

Tebal Shell : :5 5 ₆ in

Dimensi Tutup :

Tinggi tutup Atas : 24.72 ft Tinggi tutup bawah : 24.72 ft

Tugas Akhir

Bab V Spesifikasi Alat

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

V-3

Tebal tutup atas : 5 5 ₆ in Tebal tutup bawah :5 5 ₆ in

Bahan Konstruksi : Stainless Steel SA-240

Jumlah Vessel : 1 buah

5. Cooler Asam Lemak (E-211)

Fungsi : Menurunkan suhu Asam lemak yang keluar dari reaktor Fatsplitting

Tyepe : shell and tube Heat Exchanger (Fixed Tube) Shell side

ID : 23 ¼ in

Phasses : 6

∆P : 8.1733 psi

Tube Side

OD : ¾ in

Panjang : 12 ft Jumlah : 528 buah

∆P : 1.12029 psi

Bahan Konstruksi : Carbon steel Jumlah Alat : 1 buah

6. FLASH TANK ASAM LEMAK (F-310)

Fungsi : Mengurangi tekanan dan memisahkan uap air pada produk asam lemak yang keluar dari reactor fatspliting

Dasar Pemilihan : Efisien untuk menurunkan temperature dan tekanan dengan cepat

Bahan Konstruksi : Carbon steel SA-grade C (Brownell:253) Volume : 349.95 cuft

Tugas Akhir

Bab V Spesifikasi Alat

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

V-4

Diameter : 18 ft (216 in) Teabal shell : 0.375 in (3/8 in) Tebal tutup atas : 0.375 in (3/8 in) Jumlah : 1 buah

7. COOLER GLISEROL I (E-212)

Fungsi : Mendinginkan campuran gliserol yang keluar dari reactor Fatsplitting

Tyepe : shell and tube Exchanger (Fixed Tube) Shell side

ID : 36 1 ₅ in

Phasses : 5

∆P : 5.62425 psi

Tube Side

OD : 3 ₄ in Panjang : 10 ft Jumlah : 137 buah

∆P : 0.32458 psi

Bahan Konstruksi : Carbon steel Jumlah Alat : 1 buah

8. FLASH TANK GLISEROL

Fungsi : Mengurangi tekanan pada campuran gliserol yang keluar dari reactor fatspliting

Dasar Pemilihan : Efisien untuk menurunkan temperature dan tekanan dengan cepat

Bahan Konstruksi : Carbon steel SA-grade C Volume : 90.1507 cuft

Tinggi : 18.46 ft (221.52 in)

Tugas Akhir

Bab V Spesifikasi Alat

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

V-5

Diameter : 8.23 ft (98.7 in) Tebal shell : 0.44 in (1/2 in) Tebal tutup atas : 0.494 in (1/2 in) Tebal tutup bawah : 0.494 in (1/2 in) Jumlah : 1 buah

9. TANGKI PELARUT NaOH (M-330)

Fungsi : Melarutkan NaOH dengan air untuk proses Netralisasi untuk 7 hari

Type : Silinder tegak , tutup atas standar dan tutup bawah dilengkapi dengan pengaduk

Jenis Bahan : Carbon Steel SA-283 grade C

Jumlah : 1 buah

Diameter Shell :

Diameter, : 46.7 ft

Tebal Shell : 1 ₅in

Tinggi shell : 98 ft

Dimensi Tutup :

Tinggi tutup bawah : 1.6181 ft Tinggi tutup bawah : 1.6181 ft Tebal tutup atas :1 ₅ in Tebal tutup bawah : 1 ₅ in

Sistem Pengaduk :

Dipakai impeller jenis Turbin dengan 3 buah flat blade dengan 1 buah impeller

Diameter Impeler : 10.5 ft

Panjang blade : 2.6342 ft

Lebar Blade : 2.1073 ft

Tugas Akhir

Bab V Spesifikasi Alat

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

V-6

10. TANGKI NETRALISASI (M-340)

Fungsi : Tempat proses netralisasi kandungan asam lemak berlebih dengan penambahan NaOH

Tyepe : Silinder tegak , tutup atas standar dan tutup bawah dilengkapi dengan pengaduk dan jaket

Diameter Shell :

Diameter, inside : 10.5 ft

Tebal Shell : 1 ₅in

Tinggi shell : 27.76 ft

Dimensi Tutup :

Tinggi tutup bawah : 4.505 ft Tinggi tutup bawah : 4.505 ft Tebal tutup atas :1 ₅ in Tebal tutup bawah : 1 ₅ in

Sistem Pengaduk :

Dipakai impeller jenis Turbin dengan 3 buah flat blade dengan 1 buah impeller

Diameter Impeler : 7.40 ft

Panjang blade : 3.3519 ft

Lebar Blade : 1.481 ft

Power motor : 3 hp

Sistem Pengaduk :

Diameter Jaket : 54.2 ft

Tinggi jaket : 68.7 ft

Tebal jaket : 1 ₅ in

Tugas Akhir

Bab V Spesifikasi Alat

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

V-7

11. DEKANTER (H-350)

Fungsi : Untuk memisahkan gliserol yang bercampur dengan soap stock

Type : Tangki Silinder Horisontal dan sisi-sisinya berbentuk elips

Bahan Konstruksi : Stainlees Steel SA-304

Jumlah : 1 Buah

Dimensi Shell :

Diameter shell : 18.7 ft Tinggi tangki total : 24.5371 ft Tinggi cairan : 18.4028 ft Panjang Tangki : 67.296 ft Tebal Shell : 3 ₅ in

12. POMPA PRODUK GLISEROL (L-351)

Fungsi : Mengalirkan campuran gliserol ke evaporator

Type : Reciprocating pump

Bahan : Stainless Steel

Perpipaan : 2 in sch 40

Rate Volumetrik : 39.9035 gpm Total Dyamic Head : 54.3438 ft lbf / lbm Effisiensi Motor : 82%

Power : 2 Hp

Tugas Akhir

Bab V Spesifikasi Alat

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

V-8

13. POMPA PRODUK SABUN (L-352)

Fungsi : Mengalirkan produk samping sabun ke tangki penampung sabun

Type : Reciprocating pump

Bahan : Stainless Steel

Perpipaan : 2 1 ₂in sch 40 Rate Volumetrik : 46.4715 gpm Total Dyamic Head : 35.6413 ft lbf / lbm Effisiensi Motor : 82%

Power : 2 Hp

Jumlah : 1 buah

14. TANGKI PENYIMPAN PRODUK SABUN (L-352)

Fungsi : Menyimpan produk samping sabun untuk 7 hari Type : Silinder tegak , tutup atas standar

Jenis Bahan : Carbon Steel SA-283 grade C

Jumlah : 1 buah

Diameter Shell :

Diameter, inside : 144 3 ₈ ft Tebal Shell : 1 ₅in Tinggi shell : 24.5 ft

Dimensi Tutup :

Tinggi tutup atas : 48.462 ft Tebal tutup atas :1 ₅ in

Tugas Akhir

Bab V Spesifikasi Alat

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

V-9

15. EVAPORATOR I (V-410)

Fungsi : Menghilangkan komponen air pada gliserol

Type : Silinder tegak dan tutup atas dengan bentuk bagian bawah kerucut (Long tube evaporator Calandria)

Diameter Shell :

Diameter shell , inside : 39.37 ft Diameter shell , outside : 39.49 ft Tinggi total tangki : 132.30 ft

Tebal Shell : 3 ₄in

Dimensi Tutup :

Tebal tutup atas (dished) : 1 ₇ ft Tebal tutup bawah (dished ) : 1 ₇ ft Tinggi tutup bawah : 75.312 ft

Bahan Konstruksi : Stainless Steel SA-283

Jumlah Vessel : 1 buah

16. POMPA EVAPORATOR I (L-411)

Fungsi : Mengalirkan campuaran gliserol ke evaporator II

Type : Reciprocating pump

Bahan : Stainless Steel

Perpipaan : 2 1 ₂in sch 40 Rate Volumetrik : 31.256gpm Total Dyamic Head : 50.711 ft lbf / lbm Effisiensi Motor : 82%

Power : 2 Hp

Tugas Akhir

Bab V Spesifikasi Alat

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

V-10

17. EVAPORATOR II (V-410)

Fungsi : Menghilangkan komponen air pada gliserol

Type : Silinder tegak dan tutup atas dengan bentuk bagian bawah kerucut (Long tube evaporator Calandria)

Diameter Shell :

Diameter shell , inside : 30.37 ft Diameter shell , outside : 30.49 ft Tinggi total tangki : 130.822 ft Tebal Shell : 3 ₄in

Dimensi Tutup :

Tebal tutup atas (dished) : 1 ₇ in Tebal tutup bawah (dished ) : 1 ₇ in Tinggi tutup bawah : 72.11 in

Bahan Konstruksi : Stainless Steel SA-283

Jumlah Vessel : 1 buah

18. POMPA EVAPORATOR II (L-412)

Fungsi : Mengalirkan campuaran gliserol ke tangki penampung gliserol

Type : Reciprocating

Bahan : Stainless Steel

Perpipaan : 2 in sch 40 Rate Volumetrik : 28.256 gpm Total Dyamic Head : 50.711 ft lbf / lbm Effisiensi Motor : 80 %

Power : 2 Hp

Jumlah : 1 buah

Tugas Akhir

Bab V Spesifikasi Alat

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

V-11

19. BAROMETRIK KONDENSOR ( E-422 )

Fungsi : Mengkondensasi uap dan menjaga tekanan

evaporator

Type : Multi Jet

Bahan : Stainless Steel

Rate Volumetrik : 1546,43313 cuft/menit Diameter Pipa : 12 in

Panjang Total Pipa : 34 ft

Tekanan : 1,765164 psia

Jumlah : 1 buah

20. STEAM JET EJECTOR ( G-423 )

Fungsi : Memvakumkan Evaporator

Type : Single stage steam jet ejector

Dasar Pemilihan : Sesuai untuk penjagaan vacum

Bahan : Stainless Steel

Inlet : 1.22 in

Outlet : 0.9185 in

Panjang : 11.022 in

Kapasitas : 257.09 kg/jam

Jumlah : 1 buah

21. HOT WELL

Fungsi : Menampung kondensat selama 1 jam

Kapasitas : 2 m3

Bentuk : Persegi Panjang

Ukuran : Panjang = 1,6 m

Lebar = 1,6 m Tinggi = 0,8 m

Tugas Akhir

Bab V Spesifikasi Alat

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

V-12

Bahan Konstruksi : Beton

Jumlah : 1 buah

22. TANGKI PENYIMPAN PRODUK GLISEROL (F-325)

Fungsi : Untuk menyimpan produk gliserida dalam tangki penampung untuk 7 hari

Type : Silinder tegak , tutup atas dan tutup bawah dished

Dimensi Shell :

Diameter shell , inside : 311.37 ft Diameter shell , otside : 322.96 ft Tinggi tangki total : 629.20 ft Tinggi Shell : 622.7 ft Tebal Shell : 1 ₃ in

Dimensi Tutup :

Tebal tutup atas (dished) : 1 ₃in Tinggi tutup atas : 48.46 ft

Bahan Konstruksi : Stainless Steell SA-240

Jumlah Vessel : 1 buah

Tugas Akhir

Bab VI Spesifikasi Alat Utama

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

VI-1

BAB V1

SPESIFIKASI ALAT UTAMA

REAKTOR FATSPLITTING VI.A. Keterangan Alat fix

Nama Alat : Reaktor FAT SPLTTING ( R - 210 )

Fungsi : Sebagai tempat bereaksinya trigliserida dan steam untuk membentuk gliserida dan asam

lemak Type :

Monobloc Vessel for high pressure dengan tutup atas dan bawah

berbentuk standart dishead dan dilengkapi jacket.

Jenis : Continous Bahan : Stainless Steel Jumlah Alat : 1 buah

VI. B. Prinsip Kerja

Reaktor Fatsplitting merupakan suatu bejana berbentuk silinder dengan outlet atas dan bawah berbentuk standart dishead dimana dalam reaktor tersebut bagian atas

Tugas Akhir

Bab VI Spesifikasi Alat Utama

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

VI-2

asam lemak dan uap air akan menguap terlebih dahulu kemudian bagian bawah tersisa

produk gliserida dan sedikit campuran asam lemak dan trigliserida yang tidak ikut bereaksi

kemudian akan dimurniakan lagi dengan proses netralisasi asam lemak dan trigliserida dalam tangki

netralisasi

VI. C. Kondisi Operasi

Tekanan Operasi : 50 atm

Suhu Operasi : 250 o C

VI. D. Tahap - tahap Perencanaan 1. Perencanaan dimensi reaktor

Perhitungan Densitas bahan masuk ke reaktor :

Komponen Berat (Kg/jam) Fraksi(Xi)  (gr/cc) Xi/r

Trigliserida

- Tripalmitin _{420.1166 0.0219 0.8850 0.02472}

- Trimiristin _{8368.7226 0.4358 0.8620 0.50561}

- Tristearin _{789.8192 0.0411 0.9500 0.04330}

- Triliolein 5881.6323 0.3063 0.9250 0.33115

- Triolein _{1344.3731 0.0700 0.8530 0.08208}

FFA _0.0000

- As. Palmitat 22.1114 0.0012 0.853 0.00135

- As. Miristat _{440.4591 0.0229 0.8622 0.02661}

- As. Stearat _{41.5694 0.0022 0.8470 0.00256}

- As. Linoleat _{309.5596 0.0161 0.9000 0.01791}

- As. Oleat _{70.7565 0.0037 0.8950 0.00412}

H2O 1512.3019 0.0788 1.0000 0.07876

Total 19201.4216 1 1.11816

( 1 gr/ cc = 62.43 lb/ cuft )

Tugas Akhir

Bab VI Spesifikasi Alat Utama

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

VI-3

1 = ∑ xi = 1.11816

 

 = 1 = 0.894323 gr/ cc

1.11816

= 894.3233 kg/ m3 = 55.8326 lb/ cuft

 Campuran = 55.8326 lb/ cuft

Perhitungan Viskositas cam puran (m) bahan masuk reakt or:

m = 1 + 0.5 s

L ( ₁ - _{s )}4

(Perry 5th ed hal 3-247 pers 3-126)

s = Vs = ( m /  ) padat an VL ( m /  ) larut an Dimana :

s = Fraksi Volume solid

m = Viscosit as campuran 1 x 62.43

L = Viscosit as Pelarut 1.11816

Vs = Laju alir volumet rik padat an 55.8326045 55832.6 VL = Laju alir volumet rik larut an

s = 17689.1198 / 55832.605 = 0.014756 19201.4216 / 894.323

L = 0.2838 cp (  Pelarut pada 250 oC Geankoplis App A-2 )

Sehingga :

m =

1 + 0.5 x 0.014756

0.2838 1 - 0.014756

m

= 1.06910 x 0.2838

Tugas Akhir

Bab VI Spesifikasi Alat Utama

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

VI-4

Perhitungan Densitas bahan keluar ke reaktor :

Komponen Berat (Kg/jam) Fraksi (Xi) (gr/cc) Xi/

Trigliserida

- Tripalmitin _{4.2012 0.0002 0.8850 0.00025}

- Trimiristin _{83.6872 0.0044 0.8620 0.00506}

- Tristearin _{7.8982 0.0004 0.9500 0.00043}

- Triliolein 58.8163 0.0031 0.9250 0.00331

- Triolein _{13.4437 0.0007 0.8530 0.00082}

FFA _0.0000

- As. Palmitat 416.1442 0.0217 0.8622 0.02514

- As. Miristat _{8335.0327 0.4341 0.8470 0.51252}

- As. Stearat _{790.2949 0.0412 0.9000 0.04573}

- As. Linoleat _{5882.1638 0.3064 0.8950 0.34229}

- As. Oleat _{1344.1012 0.0700 0.8950 0.07822}

Gliserin 1821.9637 0.0949 1.2000 0.07908

H2O 442.8884 0.0231 1.0000 0.02307

Total 19200.6355 1.000 1.11591

( 1 gr/cc = 62.43 lb/cuft )

1 = ∑ xi = _1.11591

 

 = 1 = 0.896132 gr/cc

1.11591

= 896.1316 kg/m3

= 55.9455 lb/ cuf t

 Campuran = 55.9455 lb/ cuft

Perhitungan Viskositas cam puran (m) bahan keluar reakt or :

m = 1 + 0.5 s

L ( ₁ - _{s )}4

....(Perry 5th ed hal 247 pers

3-126)

s = Vs = ( m / padatan ) VL ( m /  ) larut an

Dimana :

s = Fraksi Volume solid

m = Viscositas campuran

Tugas Akhir

Bab VI Spesifikasi Alat Utama

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

VI-5

L = Viscositas Pelarut

Vs = Laju alir volumetrik padatan

VL = Laju alir volumetrik larutan

s = 18757.7471 / 55945.495 = 0.015648 19200.6355 / 896.13158

L = 0.2838 cp (  Pelarut pada 240 oC Geankoplis App A-2 )

Sehingga :

m= 1 + 0.5 x 0.015648 0.2838

1 - 0.015648

4

m

= 1.07346 x 0.2838

= 0.3046 cp = 0.0002 lb/ ft .s

Dengan waktu tinggal 2 _{jam dimana volume bahan mengisi Volume}

tangki. Digunakan 1 buah reaktor, sehingga volume larutan : 80%

756.624302 cuft/jam x 2 jam = 1513.249 cuft

1

Sehingga volume tangki = 1513.2486 = 1891.561 cuft

80%

Menentukan ukuran tangki dan ketebalannya : Perhitungan Diameter Tangki :

Asumsi Dimension rat io : H/ D = 2 Volume = 0.25  D^2 H

1891.560755 = 0.25 . D^2 2 D 1891.560755 = 1.57 D^ 3

1204.815767 = D^ 3

10.64078204 = D D = 10.640782 ft = 127.6893845 H = 2 x 10.640782 = 21.28156 f t

= 255.3788 in

Bahan Konstruksi :

Carbon steel type SA - 283 grade C, dari brownell & young di peroleh :

f = 12650 psi

E = 0.8

Tugas Akhir

Bab VI Spesifikasi Alat Utama

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

VI-6

Tutup atas berbentuk dished, dari Brownell & Young Tab. 5.7 P - 91 :

Rc = 90 in

rc = 5.5 in

AB = ( ID / 2 ) - rc = 127.6894

- 5.5

2

= 58.344692 in

BC = Rc - rc = 90 - 5.5 = 84.5 in

Tinggi Silinder

Tinggi head (h) = Rc - (BC2 - AB^2)0,5

h

= 90 - [ ( 84.5 )2

-( 58.34469 ) 2 ] 0,5

= 90 - 61.124029 6

= 28.8759713 in = 2.4063 ft

Volume dishead head = 1.05 h^2 x (3RC - h)

1.05 x ( 2.4063 )2 x 3 90 -1.2512

12

= 128.8949 cuft

Tinggi Total = Tinggi silinder + Tinggi tutup atas + Tinggi tutup bawah

= 21.2815641 + 2.4063 + 2.4063

= 26.0942 ft

Volume silinder = 1/4 x p x D2 x 2D

= 1.57 X ( 10.640782 )3 = 1891.56 cuft

Volume larutan dalam tangki (cuft)

= 0.8 x 1891.56

= 1513.2486 cuft

Tinggi larutan dalam tangki

= 4 x

Vol. Larutan

3.14 x D^2

hl = 17.0253 ft

Tugas Akhir

Bab VI Spesifikasi Alat Utama

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

VI-7

Menentukan tebal minimum shell :

Untuk Perhitungan reaktor bertekanan tinggi maka perhitungan tebal shell menggunakan monobloc vessel. (Brownell, Chapter 14)

Bahan Konstruksi :

Bahan yang digunakan Low Alloy steel, SA-353

f = 12650 psi

E = 0.8

c = 0.125 in

Dimana :

ft = Stress Tangensial ; psi

fr = Stress radial ; psi

t = Tebal shell ; in

ri = Jari - jari dalam ; in

ro = Jari - jari luar ; in

Menentukan Diameter luar ( do )

K = f + P

1/2

f - P ...( Brownell pers 14.54 hal

286 ) Dimana :

P = 50 atm =

735.000

0 psi

Sehingga :

K = 12650 + 735.000

1/2

= 1.059

9

12650 - 735.000

do = 1.0599 x 10.6408 = 11.278 ft

= 135.33 in

λ =

Fakt or

keamanan 1.5 ft (m ax) = fy.p =

.P1 K2 + 1

( Brow nel & Young, Pers 14.14b ; hal 274 )

K^2 -

1

fy.p = 1.5 x 735.000

0 1.0599 ^2 + 1

1.0599 ^2 - 1

Tugas Akhir

Bab VI Spesifikasi Alat Utama

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

VI-8

M aximum- shear - st ress Theor y K = fy.p

1/ 2

fy.p -  Pi 3 0,5 18975

18975 - 1.5 x 735.00 x 3 0,5

= 1.0545

K = do

do =

K x di di

do = 1.0545 x

10.6407

82 = 11.220 ft = 134.64 in Dari Brow nel figure 14.6 hal 277 unt uk :

. p / f =

1.5 x 735 / 18975 = 0.058103 Diperoleh di = 18 in

t - c

t - c = 127.6894 = 7.093855 in 18

t = 7.093855 + 0.125 = 7.218855 in Tebal t ut p at as (t h)

Dari per s. 13.10, Brow nel & Young, diperoleh

t h = P . Rc . W + c dimana,

2. f. E - 0,2P Dari H & R, t able 4-3 hal 87

rc/ Rc = 5.5 / 90 = 0.0611 W = 1.8

Ph = . g. h

= 55.9455 x 17.0253 / 144

1/2

Tugas Akhir

Bab VI Spesifikasi Alat Utama

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

VI-9

= 6.6145 psi

Pop = 735.0000 + 6.6145 = 741.61 psi Unt uk fakt or keamanan = 10%

P design = 1.1 x 741.6145 = 815.7759 psi

t h = 815.7759 x 90 x 1.8

2 12650 x 0.8 - 0.2 x 815.7759

+ 0.125

= 6.707494 in 0.558958

Untuk tebal tutup bawah disamakan dengan tebal shell = 7.2189 in

Dari Brow nell & Young Table 5 - 7 hal 89 diperoleh : Rc = 228 in

rc = 13.75 in

AB = (ID/ 2 ) - rc = 127.6894 - 13.75 = 50.09469 in 2

BC = Rc - rc = 228 - 13.75 = 214.25 in

Perhitungan tinggi :

Tinggi head (h) = Rc - (BC2 - AB2)0,5

h = 228 - [ ( 214.25 )2-( 50.09469 ) 2 ] 0,5 = 228 - 208.31127

Tugas Akhir

Bab VI Spesifikasi Alat Utama

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

VI-10

Spesifikasi :

Nama Alat : Reaktor FAT SPLTTING ( R - 210 )

Fungsi :

Sebagai tempat bereaksinya trigliserida dan steam untuk membentuk

gliserida dan asam lemak

Type : Monobloc Vessel for high pressure dengan tutup atas dan bawah

berbentuk standart dishead dan dilengkapi jacket.

Bahan Stainless steel

Jumlah alat : 1 Buah

Dimensi Tangki :

Volume : 1891.56 cuft

Diameter : 10.64 ft 127.689385 in

Tinggi shel : 21.28 ft 255.378769 in

tinggi total : 26.09 ft 313.130712 in

Tebal shell : 7.22 in

Tinggi tutup atas : 1.6407 ft 19.69 in

Tinggi tutup

bawah : 1.6407 ft 19.69 in

Tebal tutup atas : 7.2189 in

Tebal tutup

bawah : 7.2189 in

Tugas Akhir

Bab VII Instrumentasi dan Keselamatan Kerja

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

VII-1

BAB VII

INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

VII.1. Instrumentasi

Dalam proses industri kimia, instrumentasi mempunyai peranan yang sangat penting dalam pengendalian suatu rangkaian proses. Instrumentasi disisni berfungsi sebagai alat ukur yang terdiri dari indikator (penunjuk), pencatat dan alat kontrol (pengendali). Adapun kondisi operasi dari suatu peralatan yang diatur oleh instrumentasi adalah suhu, tekanan, rate aliran, tinggi cairan/ padatan dalam suatu tangki dan sebagainya.

Pengendalian peralatan suatu proses bisa dilakukan secara otomatis. Pengendalian secara manual digunakan apabila pengendalian dari proses sepenuhnya ditangani oleh tenaga manusia. Pengendalian proses dilakukan secara otomatis apabila pengaturan peralatan proses cukup rumit atau memerlukan pengontrolan yang tepat dan tidak memungkinkan untuk dilakukan secara manual, biaya pengoperasian dari alat kontrol ini lebih murah dibanding dengan biaya secara manual. Disamping itu pengendalian secara otomatis mempunyai beberapa keuntungan, antara lain :

1. mengurangi kebutuhan tenaga kerja.

2. keselamatan kerja dipabrik dapat lebih terjamin. 3. produk yang dihasilkan lebih dapat diharapkan. 4. ketelitian pengaturan proses cukup tinggi.

Oleh karena itu dalam perencanaan pendirian pabrik ini, pengoperasian peralatan proses labih cenderung menggunakan alat kontrol otomatis. Namun demikian tenaga kerja masih sangat diperlukan dalam pengawasan proses.

A. Pemilihan Instrumentasi

Untuk dapat menentukan jenis instrumentasi yang perlu digunakan pada suatu peralatan, terlebih dahulu perlu ditinjau kondisi operasi. Jadi harus diketahui input apa saja yang tak dapat dikontrol serta output dari alat

Tugas Akhir

Bab VII Instrumentasi dan Keselamatan Kerja

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

VII-2

kontrol yang diinginkan. Pemakaian instrumentasi harus menguntungkan baik ditinjau dari segi proses maupun segi ekonomi.

Kriteria ini meliputi :

1. Mudah dalam pengawasan dan pengaturan 2. Mudah dalam perawatan dan perbaikan. 3. Mudah dalam mendapatkan suku cadang

4. Harga peralatan relatif murah dengan kualitas yang memadai.

B. Macam-macam Instrumentasi

1. Pengatur suhu

a. T.I. ( Temperatur Indikator) Fungsi : Penunjuk suhu b. T.C. (Temperatur Controller)

Fungsi : Mengendalikan suhu agar dapat dipertahankan pada harga yang telah ditentukan.

2. Pengatur tekanan

a. P.I. ( Pressure Indikator) Fungsi : Penunjuk tekanan b. P.C.( Pressure Controller)

Fungsi : Mengatur tekanan agar dapat dipertahankan pada harga yang diperlukan.

3. Pengatur aliran

a. F.C. ( Flow Controller )

Fungsi : mengendalikan rate aliran b. F.R.C. ( Flow Recorder & Controller )

Fungsi : mencatat dan mengatur rate aliran. 4. Pengatur tinggi liquida

a. L.I. ( Level Indikator )

Fungsi : penunjuk tinggi bahan dalam aliran. b. L.C. ( Level Controller )

Tugas Akhir

Bab VII Instrumentasi dan Keselamatan Kerja

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

VII-3

Fungsi : pengatur tinggi bahan dalam peralatan agar bertahan pada ketinggian yang telah ditentukan.

Beberapa syarat penting yang harus diperhatikan dalam perancangan pabrik antara lain :

1. Tidak boleh terjadi konflik antar unit, di mana terdapat dua pengendali pada satu aliran.

2. Penggunaan supervisory computer control untuk mengkoordinasikan tiap unit pengendali.

3. Control valve yang digunakan sebagai elemen pengendali akhir memiliki opening position 70 %.

4. Dilakukan pemasangan check valve pada pompa dengan tujuan untuk menghindari fluida kembali ke aliran sebelumnya. Check valve yang dipasangkan pada pipa tidak boleh lebih dari satu dalam one dependent

line. Pemasangan check valve diletakkan setelah pompa.

5. Seluruh pompa yang digunakan dalam proses diletakkan di permukaan tanah dengan pertimbangan syarat safety dari kebocoran.

6. Pada perpipaan yang dekat dengan alat utama dipasang flange dengan tujuan untuk mempermudah pada saat maintenance.

Tugas Akhir

Bab VII Instrumentasi dan Keselamatan Kerja

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

VII-4

Berikut adalah Instrumentasi Pabrik Gliserol dari Coconut Palm Oil (CPO) :

Tabel VII.2 Daftar Instrumentasi Pabrik Pembuatan Gliserol dari CPO Sawit

No Nama alat

Jenis instrumen

Kegunaan

1 Pompa FC Mengontrol laju alir cairan dalam pipa

2

Tangki cairan dan tangki produk

LI TC

Menunjukkan tinggi cairan dalam tangki

3

Kolom Hidrolisa Evaporator I Evaporator II

PC dan TC

Mengatur serta menunjukkan tekanan dan temperatur kolom hidrolisa dan

4 Heater dan cooler TC Mengontrol suhu dalam alat

1. Pompa

F C

Gambar VII.1 Instrumentasi Pompa

Tugas Akhir

Bab VII Instrumentasi dan Keselamatan Kerja

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

VII-5

Variabel yang dikontrol pada pompa adalah laju aliran (flow

rate). Untuk mengetahui laju aliran pada pompa dipasang flow control

(FC). Jika laju aliran pompa lebih besar dari yang diinginkan maka secara otomatis katup pengendali (control valve) akan menutup atau memperkecil pembukaan katup.

2. Tangki Penampung

L I

Gambar VII.2 Instrumentasi Tangki Cairan

Instrumentasi pada tangki cairan mencakup level indicator (LI) yang berfungsi untuk menunjukkan tinggi cairan didalam tangki.

3. Kolom Hidrolisa

P C

T C

Tugas Akhir

Bab XII Diskusi dan Kesimpulan

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim XII-1

BAB XII

DISKUSI DAN KESIMPULAN XII.1. Diskusi

Untuk menilai sampai mana kelayakan Pra Rencana Pabrik Gliserol ini, maka perlu ditinjau beberapa hal sebagai berikut :

1. Bahan Baku

2. Teknik dan Peralatan

Secara teknik Pra Rencana Pabrik ini digunakan banyak peralatan yang umum dipakai dalam industri kimia, mudah didapat dan tidak terlalu rumit dalam perancangan dan pengoperasiannya

3. Lokasi Pabrik

Pemilihan lokasi dalam Pra Rencana Pabrik Gliserol ini adalah Rokan Hilir, Riau, Sumatra. Dengan mempertimbangkan faktor-faktor bahan baku, daerah pemasaran, daerah persediaan tower dan bahan bakar, persediaan air, iklim, cuaca, dan sarana transportasi seperti yang sudah dibahas di BAB XI.

4. Ekonomi

Faktor ekonomi merupakan faktor dominan yang perlu dipertimbangkan dalam pendirian suatu pabrik. Beberapa indikasi ekonomi yang dapat dipakai untuk menilai kelayakan Pra Rencana Pabrik Gliserol ini adalah :

a. Rate of Equity (ROE)

b. Internal Rate of Return (IRR) c. Pay Out Time (POT)

d. Break Event Point (BEP)

Metode yang dipakai dalam menganalisa Pra Rencana Pabrik Gliserol ini adalah Metode Discounted Cash Flow, karena cara ini lebih akurat dan mendekati kebenaran dimana setiap nilai modal diproyeksikan ke dalam nilai sekarang dengan memperhatikan perubahan-perubahan variable-variabel ekonomis seperti yang di bahas pada BAB XI

Berdasarkan uraian pada bab – bab sebelumnya, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Perencanaan Operasi : 24 jam / hari 2. Proses yang digunakan : 330 hari per tahun 3. Kapasitas Produksi : 13.500 ton per tahun 4. Bahan Baku

CPO : 17689.12 kg /jam 5. Kebutuhan Utilitas

Bahan bakar : 750.604 liter / hari

Air : 142726.7 m3 / hari

Listrik : 248.8 kWh

6. Bentuk Perusahaan : Perseroan Terbatas 7. Struktur Organisasi : Garis dan Staf 8. Jumlah Tenaga Kerja : 139 Orang

9. Umur Pabrik : 10 tahun

10. Masa Konstruksi : 2 Tahun

Tugas Akhir

Bab XII Diskusi dan Kesimpulan

Program Studi S - 1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim XII-3

12. Analisa Ekonomi

Modal Tetap (FCI) : Rp. 205,420,648,775 Modal Kerja (WCI) : Rp. 270,643,306,149 Modal Total (TCI) : Rp. 476,063,954,923 Internal Rate of Return (IRR) : 40 %

Rate On Equity (ROE) : 38.9% % Pay Out Periode (POP) : 3 tahun 6hari Break Event Point (BEP) : 33.71%

Dari uraian diatas, dapat dilihat bahwa baik dipandang dari segi teknik maupun ekonomis pabrik Gliserol dari CPO ini layak untuk didirikan.

Anonim. 2008d. http://www.bankindonesia.co.id Tanggal : 5 Desember 2009 Bapedal. 2005. Laporan Baku Mutu Air. Sumut.

Bank Mandiri. 2008. Cicilan Ringan KPR dan Kredit Usaha. Jakarta.

Bernasconi, G. 1995. Teknologi Kimia. Bagian 1 dan 2. PT. Pradnya Paramita. Jakarta. BPS. 2004 ,2005, 2006, 2007. Data Ekspor Indonesia. Badan Pusat Statistik.

Brownell, L.E., Young E.H.. 1959. Process Equipment Design. Wiley Eastern Ltd. New Delhi.

Crities, Ron dan George Tchobanoglous, 1998. Small and Decentralized Wastemanagement System. Singapore: Mc.Graw-Hill, Inc.

Degremont. 1991. Water Treatment Hadbook. 5th Edition, New York: John Wiley &

Sons.

Geankoplis, C.J.. 1997. Transport Processes and Unit Operations. 3 rd editions.

Prentice-Hall of India. New Delhi.

Kawamura. 1991. An Integrated Calculation of Wastewater Engeneering. John Willey and Sons. Inc. New York.

Lorch, Walter. 1981. Handbook of Water Purification. Britain : McGraw-Hill Book Company, Inc.

Kern, D.Q.. 1965. Process Heat Transfer. McGraw-Hill Book Company. New York Ketaren, S, 1986, Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan, Cetakan I,

UI-Press, Jakarta.

Kirk, R.E. dan Othmer, D.F. 1981. Encyclopedia of Chemical Engineering Technology. New York: John Wiley and Sons Inc.

x

McCabe, W.L., Smith, J.M. 1997. Operasi Teknik Kimia. Edisi Keempat. Penerbit Erlangga. Jakarta.

Metcalf dan Eddy, 1991. Wastewater Engineering Treatment, Disposal, Reuse. McGraw-HillBook Company, New Delhi.

Montgomery, Douglas C. 1992. Reka Bentuk dan Analisis Uji Kaji (Terjemahan). Kuala Lumpur: Penerbit Universiti Sains Malaysia Pulau Pinang.

Perry, Jhon H. (Ed). 1999. Perry’s Chemical Engeneers’ Handbook. Edisi Ketujuh, McGraw-Hill Book Company, New York.

Peters, M.S; Klaus D. Timmerhaus dan Ronald E.West. 2004. Plant Design and Economics for Chemical Engineer. 5th Edition. International Edition. Mc.Graw-Hill. Singapore.

Swern,D.,”Bailey’s Industrial Oil And Fat Produts”,Vol.5,Ed.5p.27

Smith, J.M., Van Ness, H.C.. 2001. Chemical Engineering Thermodynamics. Edisi Keenam, McGraw-Hill Book Company, New York.

Sutarto. 2002. Dasar-dasar Organisasi. Yogyakarta : Gajah Mada University Press Treybal, R.E.. 1984. Mass Transfer Operation. McGraw-Hill Book Company, New

York.

Walas, Stanley M. 1988. Chemical Process Equipment. United States of America : Butterworth Publisher.