Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan Kapasitas Produksi 15.000 Ton Tahun
LAMPIRAN A
PERHITUNGAN NERACA MASSA
Perhitungan neraca massa pada proses pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm
Kernel Oil (CPKO) diuraikan sebagai berikut :
Kapasitas Produksi
= 15.000 ton/tahun
Waktu Operasi
= 330 hari/tahun
Basis Perhitungan
= 1 jam operasi
Satuan Operasi
= kg/jam
Kapasitas Produksi Per Jam
= 15.000
ton
tahun
×
1 ton
330 hari
×
1 hari
24 jam
×
1.000 kg
1 ton
= 1893,9394 kg/jam
Bahan Baku
= Crude Palm Kernel Oil (CPKO)
Kemurnian Bahan Baku (CPKO)
= Trigliserida (99,8%) dan Air (H2O) (0,2%)
Kemurnian Produk Akhir
= Asam Laurat (99,9558%) dan Asam KaprilatAsam Miristat (0,0442%)
Keterangan
:
-F
= Laju Alir Massa, kg/jam
-w
= Fraksi Massa
-x
= Fraksi Mol Cair
-y
= Fraksi Mol Uap
-P
= Tekanan (atm)
-T
= Suhu (˚C)
- Vd
= Uap Destilat (Vapour Destilat)
- Vb
= Uap Reboiler (Vapour Reboiler)
- Ld
= Liquid Destilat
- Lb
= Liquid Reboiler
- CPKO
= Crude Palm Kernel Oil
- H2O
= Air
Untuk Trigliserida :
- C8
= Trikaprilin
- C10
= Trikaprin
- C12
= Trilaurin
- C14
= Trimiristin
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
- C16
= Tripalmitin
- C18
= Tristearin
- C18:1
= Triolein
- C18:2
= Trilinolein
- C20
= Triarakidin
Untuk asam lemak :
- C8
= Asam Kaprilat
- C10
= Asam Kaprat
- C12
= Asam Laurat
- C14
= Asam Miristat
- C16
= Asam Palmitat
- C18
= Asam Stearat
- C18:1
= Asam Oleat
- C18:2
= Asam Linoleat
- C20
= Asam Arakidat
Adapun komposisi trigliserida atau asam lemak yang terkandung pada CPKO
adalah sebagai berikut (Quality Assurance PT.FSC, 2015) :
- Tri-Kaprilin (C8)
: 3,908%
- Tri-Kaprin (C10)
: 3,908%
- Tri-Laurin (C12)
: 46,794%
- Tri-Miristin (C14)
: 16,733%
- Tri-Palmitin (C16)
: 8,717%
- Tri-Stearin (C18)
: 2,104%
- Tri-Olein (C18:1)
: 15,531%
- Tri-Linolein (C18:2)
: 2,204%
- Tri-Arakidin (C20)
: 0,100%
Penentuan Berat Molekul (BM) Trigliserida dan Asam Lemak pada CPKO
Dari data komposisi di atas, maka berat molekul trigliserida dan asam lemak
dapat dilihat pada Tabel LA.1 berikut.
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
Tabel LA.1 Berat Molekul Trigliserida dan Asam Lemak pada CPKO (Crude Palm
Kernel Oil)
Komponen
% Berat
(%)
Berat
BM Trigliserida
BM Asam Lemak
(kg/kmol)
(kg/kmol)
BM Trigliserida
Rata-rata
(kg/kmol)
BM
Asam Lemak
Rata-rata
(kg/kmol)
Tri-Kaprilin (C8)
3,9078
0,0391
470,6180
144,2100
18,3909
5,6355
Tri-Kaprin (C10)
3,9078
0,0391
554,8400
172,2700
21,6821
6,7320
Tri-Laurin (C12)
46,7936
0,4679
639,0000
200,3200
299,0110
93,7369
Tri-Miristin (C14)
16,7335
0,1673
723,1600
228,3800
121,0097
38,2159
Tri-Palmitin (C16)
8,7174
0,0872
807,3200
256,4300
70,3776
22,3541
Tri-Stearin (C18)
2,1042
0,0210
891,4800
284,4800
18,7586
5,9861
Tri-Olein (C18:1)
15,5311
0,1553
885,4300
282,4700
137,5167
43,8706
Tri-Linolein (C18:2)
2,2044
0,0220
879,3800
280,4500
19,3851
6,1823
Tri-Arakidin (C20)
0,1002
0,0010
975,6400
312,5400
0,9776
0,3132
100,0000
1,0000
707,1094
223,0265
Total
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
Maka diperoleh :
BM CPKO (Trigliserida)
= 707,1094 kg/kmol
BM CPKO-FA (Asam Lemak)
= 223,0265 kg/kmol
BM Air
= 18,0200 kg/kmol
BM Gliserol
= 92,0900 kg/kmol
Penentuan Kapasitas
Dalam perencanaan pendirian suatu pabrik dibutuhkan suatu prediksi kapasitas agar
produksi yang dihasilkan dapat memenuhi kebutuhan terutama kebutuhan dalam negeri.
Perkiraan kapasitas pabrik dapat ditentukan dari nilai impor dan ekspor setiap tahun
dengan menggunakan rumus berikut :
F = P ( 1 + i )n
Dimana :
F = nilai impor & ekspor tahun 2015
P = nilai impor & ekspor tahun 2014
i = parameter kenaikan impor & ekspor tiap tahun
n = jumlah tahun (1)
Tabel LA.2 Data Kebutuhan Impor dan Ekspor Asam Laurat
Tahun
Jumlah Impor
(Ton)
% Kenaikan
Jumlah Ekspor
(Ton)
% Kenaikan
2010
381,8056
-
2572,4740
-
2011
567,9110
48,74
4354,1398
69,26
2012
577,9656
1,77
4557,7883
4,68
2013
778,2692
34,66
4931,3269
8,20
2014
860,6858
10,59
6999,3836
41,94
Rata-rata
19,152
24,816
(Sumber : Badan Pusat Statistik, 2010-2014)
Dari data diatas, maka diperoleh nilai rata-rata kenaikan impor dan ekspor berturut-turut
adalah 19,152% dan 24,816%.
F
= P ( 1 + i )n
F(2015) = (860,6858 + 6999,3836) (1 + (0,19152 + 0,24816))1
= 11.315,9847 ton
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
Maka dapat diprediksikan nilai impor dan ekspor pada tahun 2015 adalah
11.315,9847 ton. Berdasarkan perkiraan kebutuhan asam laurat pada tahun 2015, maka
pra rancangan pabrik ini akan menutupi kebutuhan impor dan ekspor tersebut sebesar
15.000 ton/tahun. Rancangan pabrik asam laurat ini dibuat dengan kapasitas 15.000
ton/tahun yang direncankan ditujukan untuk memenuhi kebutuhan impor dan ekspor.
Produksi Asam Laurat
= 15.000
ton
tahun
×
1 ton
330 hari
×
1 hari
24 jam
×
1.000 kg
1 ton
= 1893,9394 kg/jam
Untuk perhitungan kapasitas bahan baku, digunakan basis perhitungan umpan bahan
baku 1.000 kg/jam. Berikut perhitungannya :
LA.1 Kolom Splitting (C-101)
8
Air
PKO-FA,
Air
4
Steam
CPKO,
Air
3
C-101
5
Gliserol,
CPKO Sisa,
Air Sisa
Pada splitting (C-101) reaksi yang terjadi adalah reaksi hidrolisis yaitu pemutusan
ikatan air pada trigliserida pada suhu 2θ8,8˚C dan tekanan η4 bar dengan konversi
reaksi sebesar 99,5%. Dengan reaksi sebagai berikut :
O
CH2-O-C-R1
O
CH-O-C-R2
CH2OH
+ 3H2O
O
CHOH
+ RCOOH + RCOOH + RCOOH
CH2OH
CH2-O-C-R3
Trigliserida
Air
Gliserol
Asam Lemak
Alur 3
Berdasarkan data gas chromatography, umpan CPKO terdiri dari 99,8% trigliserida dan
0,2% air. Dengan komposisi sebagai berikut (Quality Assurance PT. FSC, 2015) :
- Tri-Kaprilin (C8)
= 3,9000%
- Tri-Kaprin
= 3,9000%
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
- Tri-Laurin
= 46,7000%
- Tri-Miristin
= 16,7000%
- Tri-Palmitin
= 8,7000%
- Tri-Stearin
= 2,1000%
- Tri-Olein
= 15,5000%
- Tri-Linolein
= 2,2000%
- Tri-Arakidin
= 0,1000%
- Air
= 0,2000%
Perhitungan dilakukan dengan alur maju dan laju umpan bahan baku CPKO
yang digunakan sebesar 1000 kg/jam. Sehingga diperoleh perhitungan untuk alur 3
adalah :
F3CPKO
= 99,8% x 1000 kg/jam = 998 kg/jam
N3CPKO
=
F3Air
= 0,2% x 1000 kg/jam = 2 kg/jam
N3Air
=
998 kg/jam
707,1094 kg/kmol
2 kg/jam
18,2000 kg/kmol
= 1,4114 kmol/jam
= 0,1110 kmol/jam
Perhitungan untuk masing-masing komposisi CPKO :
F3Tri-Kaprilin
= 3,9000% x 1000 kg/jam = 39 kg/jam
N3Tri-Kaprilin
=
F3Tri-Kaprin
= 3,9000% x 1000 kg/jam = 39 kg/jam
N3Tri-Kaprin
=
F3Tri-Laurin
= 46,7000% x 1000 kg/jam = 467 kg/jam
N3Tri-Laurin
=
F3Tri-Miristin
= 16,7000% x 1000 kg/jam = 167 kg/jam
N3Tri-Miristin
=
F3Tri-Palmitin
= 8,7000% x 1000 kg/jam = 87 kg/jam
N3Tri-Palmitin
=
F3Tri-Stearin
= 2,1000% x 1000 kg/jam = 21 kg/jam
39 kg/jam
707,1094 kg/kmol
39 kg/jam
707,1094 kg/kmol
467 kg/jam
707,1094 kg/kmol
167 kg/jam
707,1094 kg/kmol
87 kg/jam
707,1094 kg/kmol
= 0,0052 kmol/jam
= 0,0052 kmol/jam
= 0,6604 kmol/jam
= 0,2362 kmol/jam
= 0,1230 kmol/jam
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
21 kg/jam
N3Tri-Stearin
=
F3Tri-Olein
= 15,5000% x 1000 kg/jam = 155 kg/jam
N3Tri-Olein
=
F3Tri-Linolein
= 2,2000% x 1000 kg/jam = 22 kg/jam
N3Tri-Linolein
=
F3Tri-Arakidin
= 0,1000% x 1000 kg/jam = 1 kg/jam
N3Tri-Arakidin
=
F3Air
= 0,2000% x 1000 kg/jam = 2 kg/jam
N3Air
=
Konversi CPKO
= 99,5% (data sheet PT.FSC, 2015)
F3CPKO mula-mula
= 998 kg/jam = 1,4114 kmol/jam
F3CPKO bereaksi
= 99,50% x 998 kg/jam = 993,0100 kg/jam
N3CPKO bereaksi
=
707,1094 kg/kmol
155 kg/jam
707,1094 kg/kmol
22 kg/jam
707,1094 kg/kmol
1 kg/jam
707,1094 kg/kmol
2 kg/jam
18,0200 kg/kmol
= 0,0297 kmol/jam
= 0,2192 kmol/jam
= 0,0311 kmol/jam
= 0,0014 kmol/jam
= 0,1110 kmol/jam
993,0100 kg/jam
707,1094 kg/kmol
= 1,4043 kmol/jam
Alur 4
Umpan bahan baku air proses sebesar 70,8% dari umpan bahan baku CPKO (data sheet
PT.FSC, 2015) :
F4Air
= 70,8% x 1000 kg/jam = 708 kg/jam
N4Air
=
708 kg/jam
18,0200 kg/kmol
= 39,2897 kmol/jam
Berdasarkan reaksi hidrolisis, perbandingan mol air bereaksi dengan CPKO bereaksi
adalah 3 : 1, maka diperoleh :
3
N4Air bereaksi
= x 1,4043 kmol/jam = 4,2130 kmol/jam
F4Air bereaksi
= 4,2130 kmol/jam x 18,0200 kg/kmol = 75,9177 kg/jam
1
Alur Steam
Umpan steam sebesar 16,2% dari umpan bahan baku CPKO (data sheet PT.FSC, 2015):
FSteam
= 16,2% x 1000 kg/jam = 162 kg/jam
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
NSteam
=
162 kg/jam
18,0200 kg/kmol
= 8,9900 kmol/jam
Alur 8
3
N8PKO-FA+Air
= x 1,4043 kmol/jam = 4,2130 kmol/jam
F8PKO-FA+Air
= 4,2130 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 939,6036 kg/jam
1
Perhitungan untuk masing-masing komposisi PKO-FA :
F8Asam Kaprilat
= 3,9000% x 939,6036 kg/jam = 36,6455 kg/jam
N8Asam Kaprilat
=
F8Asam Kaprat
= 3,9000% x 939,6036 kg/jam = 36,6455 kg/jam
N8Asam Kaprat
=
F8Asam Laurat
= 46,7000% x 939,6036 kg/jam = 438,7949 kg/jam
N8Asam Laurat
=
F8Asam Miristat
= 16,7000% x 939,6036 kg/jam = 156,9138 kg/jam
N8Asam Miristat
=
F8Asam Palmitat
= 8,7000% x 939,6036 kg/jam = 81,7455 kg/jam
N8Asam Palmitat
=
F8Asam Stearat
= 2,1000% x 939,6036 kg/jam = 19,7317 kg/jam
N8Asam Stearat
=
F8Asam Oleat
= 15,5000% x 939,6036 kg/jam = 145,6386 kg/jam
N8Asam Oleat
=
F8Asam Linoleat
= 2,2000% x 939,6036 kg/jam = 20,6713 kg/jam
N8Asam Linoleat
=
F8Asam Arakidat
= 0,1000% x 939,6036 kg/jam = 0,9396 kg/jam
N8Asam Arakidat
=
F8Air
= 0,2000% x 939,6036 kg/jam = 1,8792 kg/jam
36,6455 kg/jam
223,0265 kg/kmol
36,6455 kg/jam
223,0265 kg/kmol
428,7949 kg/jam
223,0265 kg/kmol
156,9138 kg/jam
223,0265 kg/kmol
81,7455 kg/jam
223,0265 kg/kmol
19,7317 kg/jam
223,0265 kg/kmol
145,6386 kg/jam
223,0265 kg/kmol
20,6713 kg/jam
223,0265 kg/kmol
0,9396 kg/jam
223,0265 kg/kmol
= 0,1643 kmol/jam
= 0,1643 kmol/jam
= 1,9675 kmol/jam
= 0,7036 kmol/jam
= 0,3665 kmol/jam
= 0,0885 kmol/jam
= 0,6530 kmol/jam
= 0,0927 kmol/jam
= 0,0042 kmol/jam
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
N8Air
=
1,8792 kg/jam
223,0265 kg/kmol
= 0,0084 kmol/jam
Alur 5
Berdasarkan reaksi hidrolisis di atas, perbandingan mol gliserol yang terbentuk dengan
CPKO yang bereaksi adalah 1 : 1, maka diperoleh perhitungan alur 5 :
1
N5Gliserol
= x 1,4043 kmol/jam = 1,4043 kmol/jam
F5Gliserol
= 1,4043 kmol/jam x 92,0900 kg/kmol = 129,3241 kg/jam
F5CPKO Sisa
= F3CPKO mula-mula - F3CPKO bereaksi
1
= 998 kg/jam – 993,0100kg/jam = 4,9900 kg/jam
4,9900 kg/jam
N5CPKO Sisa
=
F5Air Sisa
= (F4Air mula-mula + FSteam) -( F4Air bereaksi + F3Air )
707,1094 kg/kmol
= 0,0071 kmol/jam
= (708 kg/jam + 162 kg/jam) – (75,9177 kg/jam + 2 kg/jam)
= 794,0823 kg/jam
LA.2 Dryer (D-101)
Air
34
PKO-FA
Air
13
D-101
14
PKO-FA
Pada dryer (D-101) diharapkan air yang masuk dari alur 13 akan diuapkan 100%,
sehingga dihasilkan PKO-FA yang terbebas dari air. Pada alur 14 PKO-FA tidak
berubah komposisi dan laju alirnya, maka diperoleh :
8
F13
PKO-FA+Air = FPKO-FA+Air = 939,6036 kg/jam
F13
PKO-FA
= 937,7244 kg/jam
F13
Air
= 1,8792 kg/jam
Alur 34
F34
Air
= 100% x 1,8792 kg/jam = 1,8792 kg/jam
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
N34
Air
=
1,8792 kg/jam
18,0200 kg/kmol
= 0,0084 kmol/jam
Alur 14
F14
PKO-FA
= 100% x 937,7244 kg/jam = 937,7244 kg/jam
N14
PKO-FA
=
937,7244 kg/jam
223,0265 kg/kmol
= 4,2045 kmol/jam
Perhitungan untuk masing-masing komposisi PKO-FA :
F14
Asam Kaprilat
= 100% x 36,6455 kg/jam = 36,6455 kg/jam
N14
Asam Kaprilat
=
F14
Asam Kaprat
= 100% x 36,6455 kg/jam = 36,6455 kg/jam
N14
Asam Kaprat
=
F14
Asam Laurat
= 100% x 438,7949 kg/jam = 438,7949 kg/jam
N14
Asam Laurat
=
F14
Asam Miristat
= 100% x 156,9138 kg/jam = 156,9138 kg/jam
N14
Asam Miristat
=
F14
Asam Palmitat
= 100% x 81,7455 kg/jam = 81,7455 kg/jam
N14
Asam Palmitat
=
F14
Asam Stearat
= 100% x 19,7317 kg/jam = 19,7317 kg/jam
N14
Asam Stearat
=
F14
Asam Oleat
= 100% x 145,6386 kg/jam = 145,6386 kg/jam
N14
Asam Kaprilat
=
F14
Asam Linoleat
= 100% x 20,6713 kg/jam = 20,6713 kg/jam
N14
Asam Linoleat
=
F14
Asam Arakidat
= 100% x 0,9396 kg/jam = 0,9396 kg/jam
N14
Asam Arakidat
=
36,6455 kg/jam
223,0265 kg/kmol
36,6455 kg/jam
223,0265 kg/kmol
438,7949 kg/jam
223,0265 kg/kmol
156,9138 kg/jam
223,0265 kg/kmol
81,7455 kg/jam
223,0265 kg/kmol
19,7317 kg/jam
223,0265 kg/kmol
145,6386 kg/jam
223,0265 kg/kmol
20,6713 kg/jam
223,0265 kg/kmol
0,9396 kg/jam
223,0265 kg/kmol
= 0,1643 kmol/jam
= 0,1643 kmol/jam
= 1,9675 kmol/jam
= 0,7036 kmol/jam
= 0,3665 kmol/jam
= 0,0885 kmol/jam
= 0,6530 kmol/jam
= 0,0927 kmol/jam
= 0,0042 kmol/jam
LA.3 Kolom Fraksinasi I (C-102)
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
Vd
18
17
CD-101
V-101
21
C8
C10
C12
C14
C16
C18
C18:1
C18:2
C20
19
Ld
C8
C10
C12
16
22 Vb
C-102
E-1
24
23
RB-101
Lb
C10
C12
C14
C16
C18
C18:1
C18:2
C20
Alur 16
Umpan masuk kolom fraksinasi I :
F16
Asam Kaprilat
= 36,6455 kg/jam
F16
Asam Kaprat
= 36,6455 kg/jam
F16
Asam Laurat
= 438,7949 kg/jam
F16
Asam Miristat
= 156,9138 kg/jam
F16
Asam Palmitat
= 81,7455 kg/jam
F16
Asam Stearat
= 19,7317 kg/jam
F16
Asam Oleat
= 145,6386 kg/jam
F16
Asam Linoleat
= 20,6713 kg/jam
F16
Asam Arakidat
= 0,9396 kg/jam
Alur 21 (Destilat)
Pada fraksinasi I akan memisahkan asam kaprilat dan asam kaprat dengan adanya
sedikit asam laurat. Destilat produk mengandung asam kaprilat dan asam kaprat sebesar
99,8% dan asam laurat sebesar 0,2% (Data Quality Assurance PT.FSC, 2015).
Maka perhitungan untuk masing-masing komponen pada destilat I adalah :
F21
Asam Kaprilat
= 36,6455 kg/jam
N21
Asam Kaprilat
=
F21
Asam Kaprat
= 99,90% x 36,6455 kg/jam = 36,6079 kg/jam
36,6455 kg/jam
223,0265 kg/kmol
= 0,1643 kmol/jam
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
N21
Asam Kaprat
=
36,6079 kg/jam
223,0265 kg/kmol
= 0,1641 kmol/jam
Sehingga :
F21
Asam Kaprilat+Asam Kaprat =
36,6455 +36,6079 kg/jam
0,998
= 73,3992 kg/jam
F21
Asam Laurat
= 0,2% x 438,7949 kg/jam = 0,8876 kg/jam
N21
Asam Laurat
=
0,8876 kg/jam
223,0265 kg/kmol
= 0,0039 kmol/jam
Alur 24 (Bottom)
F24
21
= F16 - F21
Asam Kaprilat+Asam Kaprat - FAsam Laurat
= 937,7244 kg/jam – 74,1300 kg/jam
= 863,5943 kg/jam
Dengan neraca masing-masing komponen adalah :
F24
Asam Kaprat
21
= F16
Asam Kaprat - FAsam Kaprat
= 36,6445 kg/jam –36,6079kg/jam
= 0,0366 kg/jam
0,0366 kg/jam
N24
Asam Kaprat
=
F24
Asam Laurat
21
= F16
Asam Laurat - FAsam Laurat
223,0265 kg/kmol
= 0,0002 kmol/jam
= 438,7949 kg/jam – 0,8776 kg/jam
= 437,9173 kg/jam
437,9173 kg/jam
N24
Asam Laurat
=
F24
Asam Miristat
= F16
Asam Miristat = 156,9138 kg/jam
N24
Asam Miristat
=
F24
Asam Palmitat
= F16
Asam Palmitat = 81,7455 kg/jam
N24
Asam Palmitat
=
F24
Asam Stearat
= F16
Asam Stearat = 19,7317 kg/jam
N24
Asam Stearat
=
F24
Asam Oleat
= F16
Asam Oleat
N24
Asam Oleat
=
223,0265 kg/kmol
156,9138 kg/jam
223,0265 kg/kmol
81,7455 kg/jam
223,0265 kg/kmol
19,7317 kg/jam
223,0265 kg/kmol
= 1,9635 kmol/jam
= 0,7036 kmol/jam
= 0,3665 kmol/jam
= 0,0885 kmol/jam
= 145,6386 kg/jam
145,6386 kg/jam
223,0265 kg/kmol
= 0,6530 kmol/jam
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
F24
Asam Linoleat
= F16
Asam Linoleat = 20,6713 kg/jam
N24
Asam Linoleat
=
F24
Asam Arakidat
= F16
Asam Arakidat = 0,9396 kg/jam
N24
Asam Arakidat
=
20,6713 kg/jam
223,0265 kg/kmol
0,9396 kg/jam
223,0265 kg/kmol
= 0,0927 kmol/jam
= 0,0042 kmol/jam
LA.4 Kondensor I (CD-101)
Vd
17
18
CD-101
V-101
21
C8
C10
C12
C14
C16
C18
C18:1
C18:2
C20
19
Ld
C8
C10
C12
16
C-102
E-1
Menentukan Kondisi Umpan
Untuk menghitung suhu umpan dapat dihitung dengan rumus berikut :
Ʃpi . xi F = P, dimana:
pi
= Vapour pressure (kPa) pada T tertentu (˚C)
xi F
= Fraksi mol umpan
P
= Tekanan operasi (kPa)
Untuk mendapatkan vapour pressure dari masing-masing komponen, dibutuhkan Trial
suhu (T).
Tekanan operasi (P) = 40 torr = 5,32 kPa
Trial I
Suhu (T) = 203,2 ˚C = 47θ,3η ˚K
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
Tabel LA.3 Titik Didih Umpan Masuk Kolom Fraksinasi I (C-102)
Komponen
N (kmol/jam)
F (kg/jam)
xif
pi
Asam Kaprilat
0,5691
Asam Kaprat
K = pi/P
yif = xif.Ki
126,9135
0,0391
35,8880
6,7459
0,2636
0,5691
126,9135
0,0391
14,1760
2,6647
0,1041
Asam Laurat
6,8140
1519,7074
0,4679
5,8144
1,0929
0,5114
Asam Miristat
2,4367
543,4500
0,1673
2,2096
0,4153
0,0695
Asam Palmitat
1,2694
283,1146
0,0872
0,8792
0,1653
0,0144
Asam Stearat
0,3064
68,3380
0,0210
0,3896
0,0732
0,0015
Asam Oleat
2,2616
504,3997
0,1553
0,9966
0,1873
0,0291
Asam Linoleat
0,3210
71,5922
0,0220
1,0612
0,1995
0,0044
Asam Arakidat
0,0146
3,2542
0,0010
0,1848
0,0347
0,0000
Jumlah
14,5619
3247,6830
1,0000
0,9981
Dari perhitungan diatas, pada suhu 203,2˚C diperoleh harga Ʃyif ≈ 1,0000.
Berdasarkan harga yif inilah disimpulkan bahwa kondisi operasi untuk umpan masuk ke
kolom fraksinasi I (C-102) adalah P = 40 torr (η,32 kPa) dan T = 203,2˚C (47θ,3η ˚K).
Menentukan Kondisi Operasi Atas (Kondensor Total)
Untuk mengetahui suhu pada destilat, maka perlu perhitungan trial dew point dengan
syarat Ʃyid/Ki ≈ 1,0000 terpenuhi.
P = 27 torr = 3,60 kPa
Trial I
Suhu (T) = 1η8,70˚C = 431,8η˚K
Tabel LA.4 Dew Point Destilat pada Kondensor I (CD-101)
Komponen
N (kmol/jam)
F (kg/jam)
Asam Kaprilat
0,5691
126,9135
0,4943
7,4800
2,0778
0,2379
Asam Kaprat
0,5685
126,7865
0,4938
2,5180
0,6994
0,7060
Asam Laurat
0,0136
3,0394
0,0118
0,7828
0,2174
0,0544
1,1512
256,7394
1,0000
Jumlah
yid
pi
Ki
xid = yid/Ki
0,9984
Dari perhitungan diatas, pada suhu 1η8,70˚C diperoleh harga Ʃx id ≈ 1,0000.
Berdasarkan harga xid inilah disimpulkan bahwa kondisi operasi pada kondensor I (CD101) adalah P = 27 torr (3,θ0 kPa) dan T = 1η8,70˚C (431,8η˚K).
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
Menentukan Kondisi Operasi Bottom (Reboiler)
Untuk mengetahui suhu pada Vb, maka perlu perhitungan trial bubble point dengan
syarat Ʃxiw.Ki ≈ 1,0000 terpenuhi.
P= 50 torr = 6,67 kPa
Trial I
Suhu (T) = 22η ˚C = 498,1η˚K
Tabel LA.5 Bubble Point Produk Bawah pada Reboiler I (RB-101)
Komponen
N (kmol/jam)
F (kg/jam)
xiw
pi
Ki
yiw = Ki.xiw
Asam Kaprat
0,0006
0,1269
0,0000
29,0000
4,3478
0,0002
Asam Laurat
6,8004
1516,6680
0,5071
10,0000
1,4993
0,7603
Asam Miristat
2,4367
543,4500
0,1817
5,0000
0,7496
0,1362
Asam Palmitat
1,2694
283,1146
0,0947
2,1000
0,3148
0,0298
Asam Stearat
0,3064
68,3380
0,0228
1,0000
0,1499
0,0034
Asam Oleat
2,2616
504,3997
0,1686
2,2000
0,3298
0,0556
Asam Linoleat
0,3210
71,5922
0,0239
2,5000
0,3748
0,0090
Asam Arakidat
0,0146
3,2542
0,0011
0,4900
0,0735
0,0001
Jumlah
13,4107
2990,9436
1,0000
0,9945
Dari perhitungan diatas, pada suhu 22η˚C diperoleh harga Ʃyiw ≈ 1,0000.
Berdasarkan harga yiw inilah disimpulkan bahwa kondisi operasi pada reboiler I (RB101) adalah P = η0 torr (θ,θ7 kPa) dan T = 22η˚C (498,1η˚K).
Refluks Minimun Destilat
Menghitung harga q
q=
panas untuk mendidihkan umpan + panas untuk menguapkan umpan
panas laten dari 1 mol umpan
Dengan suhu umpan masuk adalah 203,2˚C (47θ,3η ˚K) dapat dihitung nilai q dengan
menggunakan data yang terdapat pada Tabel LA.6 berikut.
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
Tabel LA.6 Data Kondisi untuk Menghitung Harga q
Komponen
xif
Panas laten
Panas laten
xif . Panas
Cp
Cp
(kcal/kg)
(kcal/kmol)
Laten
(kcal/kg.K)
(kcal/kmol.K)
xif.Cp.∆t
Asam Kaprilat
0,0391
96,5000
13916,2650
543,8220
0,770
111,0417
867,8610
Asam Kaprat
0,0391
91,5000
15762,7050
615,9774
0,770
132,6479
1036,7271
Asam Laurat
0,4679
88,0000
17628,1600
8248,8484
0,770
154,2464
14435,4847
Asam Miristat
0,1673
85,0000
19412,3000
3248,3508
0,770
175,8526
5885,2473
Asam Palmitat
0,0872
81,5000
20899,0450
1821,8606
0,770
197,4511
3442,5342
Asam Stearat
0,0210
79,5000
22616,1600
475,8911
0,770
219,0496
921,8520
Asam Oleat
0,1553
81,5000
23021,3050
3575,4532
0,770
217,5019
6756,0710
Asam Linoleat
0,0220
82,5000
23137,1250
510,0368
0,770
215,9465
952,0687
Asam Arakidat
0,0010
77,0000
24065,5800
24,1138
0,770
240,6558
48,2276
Total
1,0000
19064,3542
34346,0737
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
Maka diperoleh nilai q sebesar :
(19064,3542+34346,0737)
q
=
q
= 2,8016
19064,3542
Menghitung harga relative volatility (α)
a. Pada kondensor atas (T = 1η8,7 ˚C)
α1 =
v,p light key
v,p heavy key
=
v,p C10
v,p C12
=
0,6994
0,2174
α1 = 3,2167
b. Pada reboiler bottom (T = 22η ˚C)
α2 =
v,p light key
v,p heavy key
=
v,p C10
v,p C12
=
4,3478
1,4993
α2 = 2,9000
c. Harga αrata-rata
αavg = α1 α2 =
3,2167 (2,9000) = 3,0542
Mencari Harga Minimum Stages pada Refluks Total
SM = NMin
log
SM =
xbh
xbl
log αavg
log
=
xdl
xdh
0,1641
0,0039
1,9635
0,0002
log 3,0542
SM = 11,7η02 ≈ 12
Minimum Refluks-Underwood Method
Suhu rata-rata = (1η8,70˚C + 22η˚C)/2 = 191,90˚C
Tabel LA.7 Data untuk Menghitung Relative Volatility rata-rata
Pada T = 191,90˚C
Komponen
Ki
αi
Asam Kaprilat
3,7205
6,2021
Asam Kaprat
1,4494
2,4161
Asam Laurat (HK)
0,5999
1,0000
Asam Miristat
0,1917
0,3195
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
Tabel LA.7 Data untuk Menghitung Relative Volatility rata-rata (Lanjutan)
Pada T = 191,90˚C
Komponen
αi
Ki
Asam Palmitat
0,0746
0,1243
Asam Stearat
0,0328
0,0547
Asam Oleat
0,0977
0,1628
Asam Linoleat
0,1065
0,1776
Asam Arakidat
0,0158
0,0264
L
Untuk menghitung harga (D)min perlu dihitung harga . Harga
dihitung dengan
menggunakan rumus sebagai berikut :
1–q=
xFi
1-
αavg
Jadi, perlu adanya Trial harga
sehingga persamaan diatas sama dengan harga
1-q. Dimana : q = 2,8016 maka 1 – q = 1 – 2,8016 = -1,8016
Trial harga harus diantara 2,4η1θ-1,0000.
Trial I
= 1,2η47
Tabel LA.8 Perhitungan Harga
xif
αi.xif
αi-θ
Asam Kaprilat
0,0391
0,2424
4,9474
0,0490
Asam Kaprat
0,0391
0,0944
1,1614
0,0813
Asam Laurat
0,4679
0,4679
-0,2547
-1,8372
Asam Miristat
0,1673
0,0535
-0,9352
-0,0572
Asam Palmitat
0,0872
0,0108
-1,1304
-0,0096
Asam Stearat
0,0210
0,0012
-1,2000
-0,0010
Asam Oleat
0,1553
0,0253
-1,0919
-0,0232
Asam Linoleat
0,0220
0,0039
-1,0771
-0,0036
Asam Arakidat
0,0010
0,0000
-1,2283
0,0000
Jumlah
1,0000
Komponen
αi. xif /αi-θ
-1,8015
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
Dari perhitungan diatas, diperoleh harga
:
= 1,2547
Σ
xFi
1-
= -1,8015
αavg
L
+1=
D min
=
αC8 x8d
αC8 -
+
αC10 x10d
α10 -
6,2021×0,4943
6,2021-1,2547
+
+
αC12 x12d
αC12 -
2,4161×0,4938
2,4161-1,2547
+
1,0000×0,0118
1,0000-1,2547
= 1,6006 - 1
L
= 0,6006
D min
Menentukan Operation Reflux dan Theoritical Trays-Gilliland Plot
Minimum trays = SM = 12
L
D min
Harga
= 0,6006
S-SM
S+1
diperoleh dari grafik hubungan antara theoritical plates dengan reflux
ratio. Berikut data yang diperlukan untuk membuat grafik.
Tabel LA.9 Data untuk Membuat Grafik Hubungan Theoritical Plates VS Reflux Ratio
Asumsi (L/D)0
[(L/D)0-(L/D)M]/(L/D)0+1
(S-Sm)/(S+1)
Theoritical Stages
0,6006
0,0000
∞
∞
0,8000
0,1108
0,4106
27,4350
1,0000
0,1997
0,3048
23,1059
1,5000
0,3598
0,1470
18,6476
2,0000
0,4665
0,0580
16,7910
2,5000
0,5427
0,0000
15,7588
∞
-
-
12,0000
Dari data diatas, dapat dibuat grafik (plot) antara reflux ratio dan theoretical
stages. Kemudian diambil titik yang paling mendekati sumbu refluks minimum, dan
dibentuk segitiga sehingga dicari luas segitiga maksimum seperti pada gambar LA.1
berikut.
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
30
Minimum Reflux
Ratio = 0,6006
Theoritical Stages
25
20
15
Minimum
Theoritical
Stages = 12
10
5
0
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
Reflux Ratio (L/D)
Gambar LA.1 Grafik Plot antara Reflux Ratio dan Theoritical Stages
Dari gambar di atas dapat diperoleh hasil sebagai berikut :
Reflux ratio (L/D) = 1,40
Theoretical stages = 19,20
Jika diperoleh harga : RD =
Ld
D
= 1,40
Ld
= 1,40 x 0,3324 kmol/jam = 0,4653 kmol/jam
Vd
= Ld + D
= 0,4653 kmol/jam + 0,3324 kmol/jam
= 0,7977 kmol/jam
Komposisi :
L
d
= XAsam
Kaprilat
L
d
= XAsam
Kaprat
L
d
= XAsam
Laurat
X21
Asam Kaprilat
d
= XAsam
Kaprilat
X21
Asam Kaprat
d
= XAsam
Kaprat
X21
Asam Laurat
d
= XAsam
Laurat
V
= 0,4943
V
= 0,4938
V
= 0,0118
Alur 17 (Vd)
Vd
N17
=N
N17
Asam Kaprilat
17
d
= XAsam
Kaprilat x N = 0,4943 x 0,7977 kmol/jam = 0,3943 kmol/jam
F17
Asam Kaprilat
= 0,3943 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 87,9469 kg/jam
N17
Asam Kaprat
17
d
= XAsam
Kaprat x N = 0,4938 x 0,7977 kmol/jam = 0,3939 kmol/jam
F17
Asam Kaprat
= 0,3939 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 87,8589 kg/jam
= 0,7977 kmol/jam
V
V
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
N17
Asam Laurat
F17
Asam Laurat
V
17
d
= XAsam
Laurat x N = 0,0118 x 0,7977 kmol/jam = 0,0094 kmol/jam
= 0,0094 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 2,1062 kg/jam
Alur 19 (Ld)
Ld
N19
=N
N19
Asam Kaprilat
19
d
= XAsam
Kaprilat x N = 0,4943 x 0,4653 kmol/jam = 0,2300 kmol/jam
F19
Asam Kaprilat
= 0,2300 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 51,3024 kg/jam
N19
Asam Kaprat
19
d
= XAsam
Kaprat x N = 0,4938 x 0,4653 kmol/jam = 0,2298 kmol/jam
F19
Asam Kaprat
= 0,2298 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 51,2511 kg/jam
N19
Asam Laurat
19
d
= XAsam
Laurat x N = 0,0118 x 0,4653 kmol/jam = 0,0055 kmol/jam
F19
Asam Laurat
= 0,0055 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 1,2286 kg/jam
= 0,4653 kmol/jam
L
L
L
LA.5 Reboiler I (RB-101)
C8
C10
C12
C14
C16
C18
C18:1
C18:2
C20
16
C10
C12
C14
C16
C18
C18:1
C18:2
C20
22 Vb
C-102
E-1
24
23
RB-101
Lb
Karena umpan merupakan sebagian uap dan sebagian cair, maka :
Vd
0,7977 kmol/jam
= Vb + (1 - q) F
(McCabe, 1997)
= Vb + (1 - 2,8016) (4,2045)
Vb
= 8,3726 kmol/jam
Lb
= Vb + B
= 8,3726 kmol/jam + 3,8722 kmol/jam
Lb
= 12,2477 kmol/jam
Komposisi :
L
V
L
V
X24
Asam Kaprat
b
b
= XAsam
Kaprat = XAsam Kaprat = 0,00004
X24
Asam Laurat
b
b
= XAsam
Laurat = XAsam Laurat = 0,5071
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
L
V
L
V
L
V
X24
Asam Miristat
b
b
= XAsam
Miristat = XAsam Miristat = 0,1817
X24
Asam Palmitat
b
b
= XAsam
Palmitat = XAsam Palmitat = 0,0947
X24
Asam Stearat
b
b
= XAsam
Stearat = XAsam Stearat = 0,0228
X24
Asam Oleat
b
= XAsam
Oleat
X24
Asam Linoleat
b
b
= XAsam
Linoleat = XAsam Linoleat = 0,0239
X24
Asam Arakidat
b
b
= XAsam
Arakidat = XAsam Arakidat = 0,0011
L
V
b
= XAsam
Oleat
L
V
L
V
= 0,1686
Alur 23 (Lb)
Lb
N23
=N
N23
Asam Kaprat
23
b
= XAsam
Kaprat x N = 0,00004 x 12,2477 kmol/jam = 0,0005 kmol/jam
F23
Asam Kaprat
= 0,0005 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 0,1105 kg/jam
N23
Asam Laurat
23
b
= XAsam
Laurat x N = 0,5071 x 12,2477 kmol/jam = 6,2091 kmol/jam
F23
Asam Laurat
= 6,2091 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 1384,8020 kg/jam
N23
Asam Miristat
23
b
= XAsam
Miristat x N = 0,1817 x 12,2477 kmol/jam = 2,2248 kmol/jam
F23
Asam Miristat
= 2,2248 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 496,2000 kg/jam
N23
Asam Palmitat
23
b
= XAsam
Palmitat x N = 0,0947 x 12,2477 kmol/jam = 1,1591 kmol/jam
F23
Asam Palmitat
= 1,1591 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 258,4994 kg/jam
N23
Asam Stearat
23
b
= XAsam
Stearat x N = 0,0228 x 12,2477 kmol/jam = 0,2798 kmol/jam
F23
Asam Stearat
= 0,2798 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 62,3964 kg/jam
N23
Asam Oleat
23
b
= XAsam
Oleat x N = 0,1686 x 12,2477 kmol/jam = 2,0650 kmol/jam
F23
Asam Oleat
= 2,0650 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 460,5449 kg/jam
N23
Asam Linoleat
23
b
= XAsam
Linoleat x N = 0,0239 x 12,2477 kmol/jam = 0,2931 kmol/jam
F23
Asam Linoleat
= 0,2931 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 65,3677 kg/jam
N23
AsamArakidat
23
b
= XAsam
Arakidat x N = 0,0011 x 12,2477 kmol/jam = 0,0133 kmol/jam
F23
Asam Arakidat
= 0,0133 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 2,9713 kg/jam
= 12,2477 kmol/jam
L
L
L
L
L
L
L
L
Alur 22 (Vb)
Vb
N22
=N
N22
Asam Kaprat
22
b
= XAsam
Kaprat x N = 0,00004 x 8,3726 kmol/jam = 0,0004 kmol/jam
F22
Asam Kaprilat
= 0,0004 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 0,0792 kg/jam
= 8,3726 kmol/jam
L
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
L
N22
Asam Laurat
22
b
= XAsam
Laurat x N = 0,5071 x 8,3726 kmol/jam = 4,2456 kmol/jam
F22
Asam Laurat
= 4,2456 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 946,8848 kg/jam
N22
Asam Miristat
22
b
= XAsam
Miristat x N = 0,1817 x 8,3726 kmol/jam = 1,5213 kmol/jam
F22
Asam Miristat
= 1,5213 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 339,2862 kg/jam
N22
Asam Palmitat
22
b
= XAsam
Palmitat x N = 0,0947 x 8,3726 kmol/jam = 0,7925 kmol/jam
F22
Asam Palmitat
= 0,7925 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 176,7539 kg/jam
N22
Asam Stearat
22
b
= XAsam
Stearat x N = 0,0228 x 8,3726 kmol/jam = 0,1913 kmol/jam
F22
Asam Stearat
= 0,1913 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 42,6647 kg/jam
N22
Asam Oleat
22
b
= XAsam
Oleat x N = 0,1686 x 8,3726 kmol/jam = 1,4120 kmol/jam
F22
Asam Oleat
= 1,4120 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 314,9063 kg/jam
N22
Asam Linoleat
22
b
= XAsam
Linoleat x N = 0,0239 x 8,3726 kmol/jam = 0,2004 kmol/jam
F22
Asam Linoleat
= 0,2004 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 44,6964 kg/jam
N22
AsamArakidat
22
b
= XAsam
Arakidat x N = 0,0011 x 8,3726 kmol/jam = 0,0091 kmol/jam
F22
Asam Arakidat
= 0,0091 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 2,0317 kg/jam
L
L
L
L
L
L
LA.6 Kolom Fraksinasi II (C-103)
Vd
26
25
CD-102
V-102
29
C10
C12
C14
C16
C18
C18:1
C18:2
C20
27
Ld
C10
C12
C14
24
30 Vb
C-103
E-1
32
31
Lb
RB-102
C12
C14
C16
C18
C18:1
C18:2
C20
Alur 24
Umpan masuk kolom fraksinasi II :
F24
= 863,5943 kg/jam
Neraca untuk masing-masing komponen :
F24
Asam Kaprat
= 0,0366 kg/jam
F24
Asam Laurat
= 437,9173 kg/jam
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
F24
Asam Miristat
= 156,9138 kg/jam
F24
Asam Palmitat
= 81,7455 kg/jam
F24
Asam Stearat
= 19,7317 kg/jam
F24
Asam Oleat
= 145,6386 kg/jam
F24
Asam Linoleat
= 20,6713 kg/jam
F24
Asam Arakidat
= 0,9396 kg/jam
Alur 29 (Destilat)
Pada fraksinasi II akan memisahkan asam laurat dengan adanya sedikit asam kaprat dan
asam miristat. Destilat produk mengandung asam laurat dan asam kaprat sebesar 99,9%,
serta asam miristat sebesar 0,1% (Data Quality Assurance PT.FSC, 2015).
Maka perhitungan untuk masing-masing komponen pada destilat II adalah :
F29
Asam Kaprat
= 0,0366 kg/jam
N29
Asam Kaprat
=
F29
Asam Laurat
= 99,90% x 437,9173 kg/jam = 437,4794 kg/jam
N29
Asam Laurat
=
F29
Asam Kaprat+Asam Laurat =
0,0366 kg/jam
223,0265 kg/kmol
437,4794 kg/jam
223,0265 kg/kmol
= 0,0002 kmol/jam
= 1,9616 kmol/jam
0,0366 + 437,4794 kg/jam
0,999
= 437,9540 kg/jam
F29
Asam Miristat
= 0,1% x 156,9138 kg/jam = 0,1569 kg/jam
N29
Asam Miristat
=
0,1569 kg/jam
223,0265 kg/kmol
= 0,0007 kmol/jam
Alur 32 (Bottom)
F32
= F24 - F29
Asam Kaprat+Asam Laurat
= 863,5943 kg/jam – 437,6729 kg/jam
= 425,9214 kg/jam
Dengan neraca masing-masing komponen adalah :
F32
Asam Laurat
29
= F24
Asam Laurat - FAsam Laurat
= 437,9173 kg/jam – 437,4794 kg/jam
= 0,4379 kg/jam
0,4379 kg/jam
N32
Asam Laurat
=
F32
Asam Miristat
29
= F24
Asam Miristat - FAsam Miristat
223,0265 kg/kmol
= 0,0020 kmol/jam
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
= 156,9138 kg/jam – 0,1569 kg/jam
= 156,7569 kg/jam
156,7569 kg/jam
N32
Asam Miristat
=
F32
Asam Palmitat
= F24
Asam Palmitat = 81,7455 kg/jam
N32
Asam Palmitat
=
F32
Asam Stearat
= F24
Asam Stearat = 19,7317 kg/jam
N32
Asam Stearat
=
F32
Asam Oleat
= F24
Asam Oleat
N32
Asam Oleat
=
F32
Asam Linoleat
= F24
Asam Linoleat = 20,6713 kg/jam
N32
Asam Linoleat
=
F32
Asam Arakidat
= F24
Asam Arakidat = 0,9396 kg/jam
N32
Asam Arakidat
=
223,0265 kg/kmol
81,7455 kg/jam
223,0265 kg/kmol
19,7317 kg/jam
223,0265 kg/kmol
= 0,7029 kmol/jam
= 0,3665 kmol/jam
= 0,0855 kmol/jam
= 145,6386 kg/jam
145,6386 kg/jam
223,0265 kg/kmol
20,6713 kg/jam
223,0265 kg/kmol
0,9396 kg/jam
223,0265 kg/kmol
= 0,6530 kmol/jam
= 0,0927 kmol/jam
= 0,0042 kmol/jam
LA.7 Kondensor II (CD-102)
Vd
25
26
CD-101
V-106
29
C10
C12
C14
C16
C18
C18:1
C18:2
C20
27
Ld
C10
C12
C14
24
C-103
E-1
Menentukan Kondisi Umpan
Untuk menghitung suhu umpan dapat dihitung dengan rumus berikut :
Ʃpi . xi F = P, dimana:
pi
= Vapour pressure (kPa) pada T tertentu (˚C)
xi F
= Fraksi mol umpan
P
= Tekanan operasi (kPa)
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
Untuk mendapatkan vapour pressure dari masing-masing komponen, dibutuhkan Trial
suhu (T).
Tekanan operasi (P) = 35,8 torr = 4,77 kPa
Trial I
Suhu (T) = 211,4 ˚C = 484,ηη ˚K
Tabel LA.10 Titik Didih Umpan Masuk Kolom Fraksinasi II (C-103)
Komponen
N (kmol/jam)
F (kg/jam)
xif
Asam Kaprat
0,0006
0,1269
0,0000
Asam Laurat
6,8004
1516,6680
Asam Miristat
2,4367
Asam Palmitat
pi
Ki = pi/P
yif = xif.Ki
19,7520
4,1409
0,0002
0,5071
7,3888
1,5490
0,7855
543,4500
0,1817
3,2592
0,6833
0,1241
1,2694
283,1146
0,0947
1,3384
0,2806
0,0266
Asam Stearat
0,3064
68,3380
0,0228
0,6192
0,1298
0,0030
Asam Oleat
2,2616
504,3997
0,1686
1,4493
0,3038
0,0512
Asam Linoleat
0,3210
71,5922
0,0239
1,6024
0,3359
0,0080
Asam Arakidat
0,0146
3,2542
0,0011
0,2996
0,0628
0,0001
Jumlah
13,4107
2990,9436
1,0000
0,9987
Dari perhitungan diatas, pada suhu 211,4˚C diperoleh harga Ʃyif ≈ 1,0000.
Berdasarkan harga yif inilah dapat disimpulkan bahwa kondisi operasi untuk umpan
masuk ke kolom fraksinasi II (C-103) adalah P = 35,80 torr (4,77 kPa) dan T =
211,40˚C (484,ηη ˚K).
Menentukan Kondisi Operasi Atas (Kondensor Total)
Untuk mengetahui suhu pada destilat, maka perlu perhitungan trial dew point dengan
syarat Ʃyid/Ki ≈ 1,0000 terpenuhi.
P = 26,25 torr = 3,50 kPa
Trial I
Suhu (T) = 188,η0 ˚C = 4θ1,θη ˚K
Tabel LA.11 Dew Point Destilat pada Kondensor II (CD-102)
Komponen
Asam Kaprat
N (kmol/jam)
F (kg/jam)
yid
pi
Ki
xid = yid/Ki
0,0006
0,1269
0,0001
8,6880
2,4823
0,0000
Asam Laurat
6,7936
1515,1513
0,9996
3,4980
0,9994
1,0001
Asam Miristat
0,0024
0,5434
0,0004
1,0594
0,3027
0,0012
Jumlah
6,7966
1515,8216
1,0000
1,0013
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
Dari perhitungan diatas, pada suhu 188,η0˚C diperoleh harga Ʃx id ≈ 1,0000.
Berdasarkan harga xid inilah dapat disimpulkan bahwa kondisi operasi pada kondensor
II (CD-102) adalah P = 2θ,2η torr (3,η0 kPa) dan T = 188,η0˚C (4θ1,θη˚K).
Menentukan Kondisi Operasi Bottom (Reboiler)
Untuk mengetahui suhu pada Vb, maka perlu perhitungan trial bubble point dengan
syarat Ʃxiw.Ki ≈ 1,0000 terpenuhi.
P= 43,50 torr = 5,80 kPa
Trial I
Suhu (T) = 23θ˚C = η09,1η˚K
Tabel LA.12 Bubble Point Produk Bawah pada Reboiler II (RB-102)
Komponen
N (kmol/jam)
F (kg/jam)
xiw
pi
Ki
yiw = Ki.xiw
Asam Laurat
0,0068
1,5167
0,0010
17,9200
3,0897
0,0032
Asam Miristat
2,4343
542,9065
0,3680
8,9600
1,5448
0,5686
Asam Palmitat
1,2694
283,1146
0,1919
3,8160
0,6579
0,1263
Asam Stearat
0,3064
68,3380
0,0463
2,1000
0,3621
0,0168
Asam Oleat
2,2616
504,3997
0,3419
4,2240
0,7283
0,2490
Asam Linoleat
0,3210
71,5922
0,0485
4,4800
0,7724
0,0375
Asam Arakidat
0,0146
3,2542
0,0022
1,0664
0,1839
0,0004
Jumlah
6,6141
1475,1219
1,0000
1,0017
Dari perhitungan diatas, pada suhu 23θ˚C diperoleh harga Ʃyiw ≈ 1,0000.
Berdasarkan harga yiw inilah dapat disimpulkan bahwa kondisi operasi pada reboiler II
(RB-102) adalah P = 43,η0 torr (η,80 kPa) dan T = 23θ˚C (η09,1η˚K).
Refluks Minimun Destilat
Menghitung harga q
q=
panas untuk mendidihkan umpan + panas untuk menguapkan umpan
panas laten dari 1 mol umpan
Dengan suhu umpan masuk adalah 211,4 ˚C (484,ηη ˚K), maka dapat dihitung nilai q
dengan menggunakan data pada Tabel LA.13 berikut.
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
Tabel LA.13 Data Kondisi untuk Menghitung Harga q
Komponen
xif
Panas laten
Panas laten
xif. Panas
Cp
Cp
(kcal/kg)
(kcal/kmol)
Laten
(kcal/kg.K)
(kcal/kmol.K)
xif.Cp.Dt
Asam Kaprat
0,0000
88,8000
15297,5760
0,6491
0,7920
136,4378
1,2216
Asam Laurat
0,5071
85,8000
17187,4560
8715,5318
0,7920
158,6534
16975,1743
Asam Miristat
0,1817
82,8000
18909,8640
3435,8939
0,7920
180,8770
6934,5303
Asam Palmitat
0,0947
79,8000
20463,1140
1936,9832
0,7920
203,0926
4056,3049
Asam Stearat
0,0228
77,8000
22132,5440
505,6913
0,7920
225,3082
1086,2094
Asam Oleat
0,1686
80,4000
22710,5880
3829,9663
0,7920
223,7162
7960,6135
Asam Linoleat
0,0239
81,4000
22828,6300
546,4336
0,7920
222,1164
1121,8134
Asam Arakidat
0,0011
75,4000
23565,5160
25,6396
0,7920
247,5317
56,8261
Jumlah
1,0000
18996,7889
38192,6934
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
Maka diperoleh nilai q sebesar :
18996,7889 + 38192,6934
q
=
q
= 3,0105
18996,7889
Menghitung harga relative volatility (α)
a. Pada kondensor atas (T = 188,η˚C)
α1 =
v,p light key
v,p heavy key
=
v,p C12
v,p C14
=
0,9994
0,3027
α1 = 3,3019
b. Pada reboiler bottom (T = 23θ˚C)
α2 =
v,p light key
v,p heavy key
=
v,p C12
v,p C14
=
3,0897
1,5448
α2 = 2,0000
c. Harga αrata-rata
αavg = α1 α2 =
3,3019 (2,0000) = 2,5698
Mencari Harga Minimum Stages pada Refluks Total
SM = NMin
log
SM =
xbh
xbl
log αavg
log
=
xdl
xdh
1,9619
0,0007
0,7029
0,0020
log 2,5698
SM = 14,θ3η8 ≈ 1η
Minimum Refluks-Underwood Method
Suhu Rat-rata = (188,η0˚C +23θ˚C)/2 = 212,30˚C
Tabel LA.14 Data untuk Menghitung Relative Volatility rata-rata
Pada T = 212,30˚C
Komponen
Ki
αi
Asam Kaprat
3,5110
6,0349
Asam Laurat
1,3037
2,2409
Asam Miristat (HK)
0,5818
1,0000
Asam Palmitat
0,2394
0,4116
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
Tabel LA.14 Data untuk Menghitung Relative Volatility rata-rata (Lanjutan)
Pada T = 212,30˚C
Komponen
Ki
αi
Asam Stearat
0,1111
0,1910
Asam Oleat
0,2584
0,4442
Asam Linoleat
0,2865
0,4925
Asam Arakidat
0,0538
0,0925
L
Untuk menghitung harga (D)min perlu dihitung harga . Harga
dihitung dengan
menggunakan rumus sebagai berikut :
1–q=
xFi
1-
Jadi, perlu adanya Trial harga
αavg
sehingga persamaan diatas sama dengan harga 1-q.
Dimana : q = 3,0105, maka 1 – q = 1 – 3,0105 = -2,0105
Trial harga harus diantara 2,18θ2 - 1,0000.
Trial I
= 1,0θηη
Tabel LA.1η Perhitungan Harga
xif
αi.xif
αi - θ
Asam Kaprat
0,0000
0,0003
4,9694
0,0001
Asam Laurat
0,5071
1,1363
1,1754
0,9668
Asam Miristat
0,1817
0,1817
-0,0655
-2,7740
Asam Palmitat
0,0947
0,0390
-0,6539
-0,0596
Asam Stearat
0,0228
0,0044
-0,8745
-0,0050
Asam Oleat
0,1686
0,0749
-0,6213
-0,1206
Asam Linoleat
0,0239
0,0118
-0,5730
-0,0206
Asam Arakidat
0,0011
0,0001
-0,9730
-0,0001
Jumlah
1,0000
Komponen
Dari perhitungan diatas, diperoleh harga
αi.xif/αi - θ
-2,0130
:
= 1,0655
Σ
xFi
1-
= -2,0130
αavg
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
L
+1=
D min
=
αC10 x10d
αC10 -
+
αC12 x12d
6,0349×0,0001
6,0349-1,0655
α12 -
+
+
αC14 x14d
αC14 -
2,2409×0,9996
2,2409-1,0655
+
1,0000×0,0004
1,0000-1,0655
= 1,9003 - 1
L
= 0,9003
D min
Menentukan Operation Reflux dan Theoritical Trays-Gilliland Plot
Minimum trays = SM = 15
L
D min
Harga
= 0,9003
S-SM
S+1
diperoleh dari grafik hubungan antara theoritical plates dengan reflux
ratio. Berikut data yang diperlukan untuk membuat grafik.
Tabel LA.16 Data untuk Membuat Grafik Hubungan Theoritical Plates VS Reflux Ratio
Asumsi (L/D)0
[(L/D)0-(L/D)M]/(L/D)0+1
(S-Sm)/(S+1)
Theoritical Stages
0,9003
0,0000
∞
∞
1,5000
0,2399
0,3003
26,9398
2,0000
0,3666
0,1859
23,0132
2,5000
0,4571
0,1143
21,0716
3,0000
0,5249
0,0647
19,9016
4,0000
0,6199
0,0000
18,5495
∞
-
-
15,0000
Dari data diatas, dapat dibuat grafik (plot) antara reflux ratio dan theoretical
stages. Kemudian diambil titik yang paling mendekati sumbu refluks minimum, dan
dibentuk segitiga sehingga dicari luas segitiga maksimum seperti pada Gambar LA.2
berikut.
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
30
Minimum Reflux
Ratio = 0,9003
Theoritical Stages
25
20
15
Minimum
Theoritical
Stages = 15
10
5
0
0.0
1.0
2.0
3.0
Reflux Ratio (L/D)
4.0
5.0
Gambar LA.2 Grafik Plot antara Reflux Ratio dan Theoritical Stages
Dari gambar di atas dapat diperoleh hasil sebagai berikut :
Reflux ratio (L/D) = 2,6
Theoretical stages = 20,9
Jika diperoleh harga : RD =
Ld
D
= 2,6
Ld
= 2,6 x 1,9624 kmol/jam = 5,1023 kmol/jam
Vd
= Ld + D
= 5,1023 kmol/jam + 1,9624 kmol/jam
= 7,0647 kmol/jam
Komposisi :
L
d
= XAsam
Kaprilat
L
d
= XAsam
Kaprat
L
d
= XAsam
Laurat
X28
Asam Kaprilat
d
= XAsam
Kaprilat
X28
Asam Kaprat
d
= XAsam
Kaprat
X28
Asam Lauat
d
= XAsam
Laurat
V
= 0,0001
V
= 0,9996
V
= 0,0004
Alur 25 (Vd)
Vd
N25
=N
N25
Asam Kaprilat
25
d
= XAsam
Kaprilat x N = 0,0001 x 7,0647 kmol/jam = 0,0006 kmol/jam
F25
Asam Kaprilat
= 0,0006 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 0,1319 kg/jam
N25
Asam Laurat
25
d
= XAsam
Laurat x N = 0,9996 x 7,0647 kmol/jam = 7,0616 kmol/jam
= 7,0647 kmol/jam
V
V
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
F25
Asam Laurat
= 7,0616 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 1574,9257 kg/jam
N25
Asam Miristat
25
d
= XAsam
Miristat x N = 0,0004 x 7,0647 kmol/jam = 0,0025 kmol/jam
F25
Asam Miristat
= 0,0025 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 0,5649 kg/jam
V
Alur 27 (Ld)
Ld
N27
=N
N27
Asam Kaprat
27
d
= XAsam
Kaprat x N = 0,0001 x 5,1023 kmol/jam = 0,0004 kmol/jam
F27
Asam Kaprat
= 0,0004 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 0,0953 kg/jam
N27
Asam Laurat
27
d
= XAsam
Laurat x N = 0,9996 x 5,1023 kmol/jam = 5,1001 kmol/jam
F27
Asam Laurat
= 5,1001 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 1137,4463 kg/jam
N27
Asam Miristat
27
d
= XAsam
Miristat x N = 0,0004 x 5,1023 kmol/jam = 0,0018 kmol/jam
F27
Asam Miristat
= 0,0018 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 0,4080 kg/jam
= 5,1023 kmol/jam
L
L
V
LA.8 Reboiler II (RB-102)
C10
C12
C14
C16
C18
C18:1
C18:2
C20
24
C12
C14
C16
C18
C18:1
C18:2
C20
30 Vb
C-103
E-1
33
31
RB-102
Lb
Karena umpan merupakan sebagian uap dan sebagian cair, maka :
Vd
7,0647 kmol/jam
= Vb + (1 - q) F
(McCabe, 1997)
= Vb + (1 - 3,0105) (3,8722 kmol/jam)
Vb
= 14,8496 kmol/jam
Lb
= Vb + B
= 14,8496 kmol/jam + 1,9097 kmol/jam
Lb
= 16,7594 kmol/jam
Komposisi :
X33
Asam Laurat
L
V
b
b
= XAsam
Laurat = XAsam Laurat = 0,0010
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
L
V
L
V
L
V
X33
Asam Miristat
b
b
= XAsam
Miristat = XAsam Miristat = 0,3680
X33
Asam Palmitat
b
b
= XAsam
Palmitat = XAsam Palmitat = 0,1919
X33
Asam Stearat
b
b
= XAsam
Stearat = XAsam Stearat = 0,0463
X33
Asam Oleat
b
= XAsam
Oleat
X33
Asam Linoleat
b
b
= XAsam
Linoleat = XAsam Linoleat = 0,0485
X33
Asam Arakidat
b
b
= XAsam
Arakidat = XAsam Arakidat = 0,0022
L
V
b
= XAsam
Oleat
L
V
L
V
= 0,3419
Alur 31 (Lb)
N31
Lb
=N
= 16,7594 kmol/jam
L
N31
Asam Laurat
31
b
= XAsam
Laurat x N = 0,0010 x 16,7594 kmol/jam = 0,0172 kmol/jam
F31
Asam Laurat
= 0,0172 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 3,8431 kg/jam
N31
Asam Miristat
31
b
= XAsam
Miristat x N = 0,3680 x 16,7594 kmol/jam = 6,1682 kmol/jam
F31
Asam Miristat
= 6,1682 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 1375,6609 kg/jam
N31
Asam Palmitat
31
b
= XAsam
Palmitat x N = 0,1919 x 16,7594 kmol/jam = 3,2166 kmol/jam
F31
Asam Palmitat
= 3,2166 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 717,3790 kg/jam
N31
Asam Stearat
31
b
= XAsam
Stearat x N = 0,0463 x 16,7594 kmol/jam = 0,7764 kmol/jam
F31
Asam Stearat
= 0,7764 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 173,1605 kg/jam
N31
Asam Oleat
31
b
= XAsam
Oleat x N = 0,3419 x 16,7594 kmol/jam = 5,7307 kmol/jam
F31
Asam Oleat
= 5,7307 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 1278,0891 kg/jam
N31
Asam Linoleat
31
b
= XAsam
Linoleat x N = 0,0485 x 16,7594 kmol/jam = 0,8134 kmol/jam
F31
Asam Linoleat
= 0,8134 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 181,4062 kg/jam
N31
AsamArakidat
31
b
= XAsam
Arakidat x N = 0,0022 x 16,7594 kmol/jam = 0,0370 kmol/jam
F31
Asam Arakidat
= 0,0370 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 8,2457 kg/jam
L
L
L
L
L
L
Alur 30 (Vb)
Vb
N30
=N
N30
Asam Laurat
30
b
= XAsam
Laurat x N = 0,0010 x 14,8496 kmol/jam = 0,0153 kmol/jam
F30
Asam Laurat
= 0,0153 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 3,4051 kg/jam
N30
Asam Miristat
30
b
= XAsam
Miristat x N = 0,3680 x 14,8496 kmol/jam = 5,4653 kmol/jam
F30
Asam Miristat
= 5,4653 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 1218,9040 kg/jam
= 14,8496 kmol/jam
L
L
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
L
N30
Asam Palmitat
30
b
= XAsam
Palmitat x N = 0,1919 x 14,8496 kmol/jam = 2,8500 kmol/jam
F30
Asam Palmitat
= 2,8500 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 635,6335 kg/jam
N30
Asam Stearat
30
b
= XAsam
Stearat x N = 0,0463 x 14,8496 kmol/jam = 0,6879 kmol/jam
F30
Asam Stearat
= 0,6879 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 153,4288 kg/jam
N30
Asam Oleat
30
b
= XAsam
Oleat x N = 0,3419 x 14,8496 kmol/jam = 5,0777 kmol/jam
F30
Asam Oleat
= 5,0777 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 1132,4505 kg/jam
N30
Asam Linoleat
30
b
= XAsam
Linoleat x N = 0,0485 x 14,8496 kmol/jam = 0,7207 kmol/jam
F30
Asam Linoleat
= 0,7207 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 160,7349 kg/jam
N30
AsamArakidat
30
b
= XAsam
Arakidat x N = 0,0022 x 14,8496 kmol/jam = 0,0328 kmol/jam
F30
Asam Arakidat
= 0,0328 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 7,3061 kg/jam
L
L
L
L
Dari perhitungan di atas, diperoleh data untuk basis umpan 1.000 kg/jam, asam
laurat yang dihasilkan sebesar 437,4794 kg/jam, maka untuk kapasitas produksi 15.000
ton/tahun atau 1893,9394 kg/jam, dapat dihitung kapasitas bahan baku yang digunakan
sebagai berikut :
Kapasitas Bahan Baku (x)
=
1000 kg/jam
x
=
437,4794 kg/jam
1893,9394 kg/jam
kg
kg
× 1000
jam
jam
kg
437,4794 jam
1893,9394
=
= 4329,2082 kg/jam
Dari perhitungan diatas, diperoleh kapasitas bahan baku 4329,2082 kg/jam atau
34.287,3289 ton/tahun. Dari ketersediaan bahan baku untuk tahun 2015 masih
memenuhi. Ketersediaan bahan baku CPKO pada tahun 2015 dapat dihitung sebagai
berikut.
Tabel LA.17 Ketersediaan Bahan Baku CPKO di Indonesia
Tahun
2010
2011
2012
2013
2014
Ketersediaan CPKO di Indonesia (Ton) % Kenaikan
1.010.073,5200
1.062.440,8400
5,18
1.196.713,9200
12,64
1.277.972,2300
PERHITUNGAN NERACA MASSA
Perhitungan neraca massa pada proses pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm
Kernel Oil (CPKO) diuraikan sebagai berikut :
Kapasitas Produksi
= 15.000 ton/tahun
Waktu Operasi
= 330 hari/tahun
Basis Perhitungan
= 1 jam operasi
Satuan Operasi
= kg/jam
Kapasitas Produksi Per Jam
= 15.000
ton
tahun
×
1 ton
330 hari
×
1 hari
24 jam
×
1.000 kg
1 ton
= 1893,9394 kg/jam
Bahan Baku
= Crude Palm Kernel Oil (CPKO)
Kemurnian Bahan Baku (CPKO)
= Trigliserida (99,8%) dan Air (H2O) (0,2%)
Kemurnian Produk Akhir
= Asam Laurat (99,9558%) dan Asam KaprilatAsam Miristat (0,0442%)
Keterangan
:
-F
= Laju Alir Massa, kg/jam
-w
= Fraksi Massa
-x
= Fraksi Mol Cair
-y
= Fraksi Mol Uap
-P
= Tekanan (atm)
-T
= Suhu (˚C)
- Vd
= Uap Destilat (Vapour Destilat)
- Vb
= Uap Reboiler (Vapour Reboiler)
- Ld
= Liquid Destilat
- Lb
= Liquid Reboiler
- CPKO
= Crude Palm Kernel Oil
- H2O
= Air
Untuk Trigliserida :
- C8
= Trikaprilin
- C10
= Trikaprin
- C12
= Trilaurin
- C14
= Trimiristin
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
- C16
= Tripalmitin
- C18
= Tristearin
- C18:1
= Triolein
- C18:2
= Trilinolein
- C20
= Triarakidin
Untuk asam lemak :
- C8
= Asam Kaprilat
- C10
= Asam Kaprat
- C12
= Asam Laurat
- C14
= Asam Miristat
- C16
= Asam Palmitat
- C18
= Asam Stearat
- C18:1
= Asam Oleat
- C18:2
= Asam Linoleat
- C20
= Asam Arakidat
Adapun komposisi trigliserida atau asam lemak yang terkandung pada CPKO
adalah sebagai berikut (Quality Assurance PT.FSC, 2015) :
- Tri-Kaprilin (C8)
: 3,908%
- Tri-Kaprin (C10)
: 3,908%
- Tri-Laurin (C12)
: 46,794%
- Tri-Miristin (C14)
: 16,733%
- Tri-Palmitin (C16)
: 8,717%
- Tri-Stearin (C18)
: 2,104%
- Tri-Olein (C18:1)
: 15,531%
- Tri-Linolein (C18:2)
: 2,204%
- Tri-Arakidin (C20)
: 0,100%
Penentuan Berat Molekul (BM) Trigliserida dan Asam Lemak pada CPKO
Dari data komposisi di atas, maka berat molekul trigliserida dan asam lemak
dapat dilihat pada Tabel LA.1 berikut.
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
Tabel LA.1 Berat Molekul Trigliserida dan Asam Lemak pada CPKO (Crude Palm
Kernel Oil)
Komponen
% Berat
(%)
Berat
BM Trigliserida
BM Asam Lemak
(kg/kmol)
(kg/kmol)
BM Trigliserida
Rata-rata
(kg/kmol)
BM
Asam Lemak
Rata-rata
(kg/kmol)
Tri-Kaprilin (C8)
3,9078
0,0391
470,6180
144,2100
18,3909
5,6355
Tri-Kaprin (C10)
3,9078
0,0391
554,8400
172,2700
21,6821
6,7320
Tri-Laurin (C12)
46,7936
0,4679
639,0000
200,3200
299,0110
93,7369
Tri-Miristin (C14)
16,7335
0,1673
723,1600
228,3800
121,0097
38,2159
Tri-Palmitin (C16)
8,7174
0,0872
807,3200
256,4300
70,3776
22,3541
Tri-Stearin (C18)
2,1042
0,0210
891,4800
284,4800
18,7586
5,9861
Tri-Olein (C18:1)
15,5311
0,1553
885,4300
282,4700
137,5167
43,8706
Tri-Linolein (C18:2)
2,2044
0,0220
879,3800
280,4500
19,3851
6,1823
Tri-Arakidin (C20)
0,1002
0,0010
975,6400
312,5400
0,9776
0,3132
100,0000
1,0000
707,1094
223,0265
Total
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
Maka diperoleh :
BM CPKO (Trigliserida)
= 707,1094 kg/kmol
BM CPKO-FA (Asam Lemak)
= 223,0265 kg/kmol
BM Air
= 18,0200 kg/kmol
BM Gliserol
= 92,0900 kg/kmol
Penentuan Kapasitas
Dalam perencanaan pendirian suatu pabrik dibutuhkan suatu prediksi kapasitas agar
produksi yang dihasilkan dapat memenuhi kebutuhan terutama kebutuhan dalam negeri.
Perkiraan kapasitas pabrik dapat ditentukan dari nilai impor dan ekspor setiap tahun
dengan menggunakan rumus berikut :
F = P ( 1 + i )n
Dimana :
F = nilai impor & ekspor tahun 2015
P = nilai impor & ekspor tahun 2014
i = parameter kenaikan impor & ekspor tiap tahun
n = jumlah tahun (1)
Tabel LA.2 Data Kebutuhan Impor dan Ekspor Asam Laurat
Tahun
Jumlah Impor
(Ton)
% Kenaikan
Jumlah Ekspor
(Ton)
% Kenaikan
2010
381,8056
-
2572,4740
-
2011
567,9110
48,74
4354,1398
69,26
2012
577,9656
1,77
4557,7883
4,68
2013
778,2692
34,66
4931,3269
8,20
2014
860,6858
10,59
6999,3836
41,94
Rata-rata
19,152
24,816
(Sumber : Badan Pusat Statistik, 2010-2014)
Dari data diatas, maka diperoleh nilai rata-rata kenaikan impor dan ekspor berturut-turut
adalah 19,152% dan 24,816%.
F
= P ( 1 + i )n
F(2015) = (860,6858 + 6999,3836) (1 + (0,19152 + 0,24816))1
= 11.315,9847 ton
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
Maka dapat diprediksikan nilai impor dan ekspor pada tahun 2015 adalah
11.315,9847 ton. Berdasarkan perkiraan kebutuhan asam laurat pada tahun 2015, maka
pra rancangan pabrik ini akan menutupi kebutuhan impor dan ekspor tersebut sebesar
15.000 ton/tahun. Rancangan pabrik asam laurat ini dibuat dengan kapasitas 15.000
ton/tahun yang direncankan ditujukan untuk memenuhi kebutuhan impor dan ekspor.
Produksi Asam Laurat
= 15.000
ton
tahun
×
1 ton
330 hari
×
1 hari
24 jam
×
1.000 kg
1 ton
= 1893,9394 kg/jam
Untuk perhitungan kapasitas bahan baku, digunakan basis perhitungan umpan bahan
baku 1.000 kg/jam. Berikut perhitungannya :
LA.1 Kolom Splitting (C-101)
8
Air
PKO-FA,
Air
4
Steam
CPKO,
Air
3
C-101
5
Gliserol,
CPKO Sisa,
Air Sisa
Pada splitting (C-101) reaksi yang terjadi adalah reaksi hidrolisis yaitu pemutusan
ikatan air pada trigliserida pada suhu 2θ8,8˚C dan tekanan η4 bar dengan konversi
reaksi sebesar 99,5%. Dengan reaksi sebagai berikut :
O
CH2-O-C-R1
O
CH-O-C-R2
CH2OH
+ 3H2O
O
CHOH
+ RCOOH + RCOOH + RCOOH
CH2OH
CH2-O-C-R3
Trigliserida
Air
Gliserol
Asam Lemak
Alur 3
Berdasarkan data gas chromatography, umpan CPKO terdiri dari 99,8% trigliserida dan
0,2% air. Dengan komposisi sebagai berikut (Quality Assurance PT. FSC, 2015) :
- Tri-Kaprilin (C8)
= 3,9000%
- Tri-Kaprin
= 3,9000%
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
- Tri-Laurin
= 46,7000%
- Tri-Miristin
= 16,7000%
- Tri-Palmitin
= 8,7000%
- Tri-Stearin
= 2,1000%
- Tri-Olein
= 15,5000%
- Tri-Linolein
= 2,2000%
- Tri-Arakidin
= 0,1000%
- Air
= 0,2000%
Perhitungan dilakukan dengan alur maju dan laju umpan bahan baku CPKO
yang digunakan sebesar 1000 kg/jam. Sehingga diperoleh perhitungan untuk alur 3
adalah :
F3CPKO
= 99,8% x 1000 kg/jam = 998 kg/jam
N3CPKO
=
F3Air
= 0,2% x 1000 kg/jam = 2 kg/jam
N3Air
=
998 kg/jam
707,1094 kg/kmol
2 kg/jam
18,2000 kg/kmol
= 1,4114 kmol/jam
= 0,1110 kmol/jam
Perhitungan untuk masing-masing komposisi CPKO :
F3Tri-Kaprilin
= 3,9000% x 1000 kg/jam = 39 kg/jam
N3Tri-Kaprilin
=
F3Tri-Kaprin
= 3,9000% x 1000 kg/jam = 39 kg/jam
N3Tri-Kaprin
=
F3Tri-Laurin
= 46,7000% x 1000 kg/jam = 467 kg/jam
N3Tri-Laurin
=
F3Tri-Miristin
= 16,7000% x 1000 kg/jam = 167 kg/jam
N3Tri-Miristin
=
F3Tri-Palmitin
= 8,7000% x 1000 kg/jam = 87 kg/jam
N3Tri-Palmitin
=
F3Tri-Stearin
= 2,1000% x 1000 kg/jam = 21 kg/jam
39 kg/jam
707,1094 kg/kmol
39 kg/jam
707,1094 kg/kmol
467 kg/jam
707,1094 kg/kmol
167 kg/jam
707,1094 kg/kmol
87 kg/jam
707,1094 kg/kmol
= 0,0052 kmol/jam
= 0,0052 kmol/jam
= 0,6604 kmol/jam
= 0,2362 kmol/jam
= 0,1230 kmol/jam
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
21 kg/jam
N3Tri-Stearin
=
F3Tri-Olein
= 15,5000% x 1000 kg/jam = 155 kg/jam
N3Tri-Olein
=
F3Tri-Linolein
= 2,2000% x 1000 kg/jam = 22 kg/jam
N3Tri-Linolein
=
F3Tri-Arakidin
= 0,1000% x 1000 kg/jam = 1 kg/jam
N3Tri-Arakidin
=
F3Air
= 0,2000% x 1000 kg/jam = 2 kg/jam
N3Air
=
Konversi CPKO
= 99,5% (data sheet PT.FSC, 2015)
F3CPKO mula-mula
= 998 kg/jam = 1,4114 kmol/jam
F3CPKO bereaksi
= 99,50% x 998 kg/jam = 993,0100 kg/jam
N3CPKO bereaksi
=
707,1094 kg/kmol
155 kg/jam
707,1094 kg/kmol
22 kg/jam
707,1094 kg/kmol
1 kg/jam
707,1094 kg/kmol
2 kg/jam
18,0200 kg/kmol
= 0,0297 kmol/jam
= 0,2192 kmol/jam
= 0,0311 kmol/jam
= 0,0014 kmol/jam
= 0,1110 kmol/jam
993,0100 kg/jam
707,1094 kg/kmol
= 1,4043 kmol/jam
Alur 4
Umpan bahan baku air proses sebesar 70,8% dari umpan bahan baku CPKO (data sheet
PT.FSC, 2015) :
F4Air
= 70,8% x 1000 kg/jam = 708 kg/jam
N4Air
=
708 kg/jam
18,0200 kg/kmol
= 39,2897 kmol/jam
Berdasarkan reaksi hidrolisis, perbandingan mol air bereaksi dengan CPKO bereaksi
adalah 3 : 1, maka diperoleh :
3
N4Air bereaksi
= x 1,4043 kmol/jam = 4,2130 kmol/jam
F4Air bereaksi
= 4,2130 kmol/jam x 18,0200 kg/kmol = 75,9177 kg/jam
1
Alur Steam
Umpan steam sebesar 16,2% dari umpan bahan baku CPKO (data sheet PT.FSC, 2015):
FSteam
= 16,2% x 1000 kg/jam = 162 kg/jam
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
NSteam
=
162 kg/jam
18,0200 kg/kmol
= 8,9900 kmol/jam
Alur 8
3
N8PKO-FA+Air
= x 1,4043 kmol/jam = 4,2130 kmol/jam
F8PKO-FA+Air
= 4,2130 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 939,6036 kg/jam
1
Perhitungan untuk masing-masing komposisi PKO-FA :
F8Asam Kaprilat
= 3,9000% x 939,6036 kg/jam = 36,6455 kg/jam
N8Asam Kaprilat
=
F8Asam Kaprat
= 3,9000% x 939,6036 kg/jam = 36,6455 kg/jam
N8Asam Kaprat
=
F8Asam Laurat
= 46,7000% x 939,6036 kg/jam = 438,7949 kg/jam
N8Asam Laurat
=
F8Asam Miristat
= 16,7000% x 939,6036 kg/jam = 156,9138 kg/jam
N8Asam Miristat
=
F8Asam Palmitat
= 8,7000% x 939,6036 kg/jam = 81,7455 kg/jam
N8Asam Palmitat
=
F8Asam Stearat
= 2,1000% x 939,6036 kg/jam = 19,7317 kg/jam
N8Asam Stearat
=
F8Asam Oleat
= 15,5000% x 939,6036 kg/jam = 145,6386 kg/jam
N8Asam Oleat
=
F8Asam Linoleat
= 2,2000% x 939,6036 kg/jam = 20,6713 kg/jam
N8Asam Linoleat
=
F8Asam Arakidat
= 0,1000% x 939,6036 kg/jam = 0,9396 kg/jam
N8Asam Arakidat
=
F8Air
= 0,2000% x 939,6036 kg/jam = 1,8792 kg/jam
36,6455 kg/jam
223,0265 kg/kmol
36,6455 kg/jam
223,0265 kg/kmol
428,7949 kg/jam
223,0265 kg/kmol
156,9138 kg/jam
223,0265 kg/kmol
81,7455 kg/jam
223,0265 kg/kmol
19,7317 kg/jam
223,0265 kg/kmol
145,6386 kg/jam
223,0265 kg/kmol
20,6713 kg/jam
223,0265 kg/kmol
0,9396 kg/jam
223,0265 kg/kmol
= 0,1643 kmol/jam
= 0,1643 kmol/jam
= 1,9675 kmol/jam
= 0,7036 kmol/jam
= 0,3665 kmol/jam
= 0,0885 kmol/jam
= 0,6530 kmol/jam
= 0,0927 kmol/jam
= 0,0042 kmol/jam
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
N8Air
=
1,8792 kg/jam
223,0265 kg/kmol
= 0,0084 kmol/jam
Alur 5
Berdasarkan reaksi hidrolisis di atas, perbandingan mol gliserol yang terbentuk dengan
CPKO yang bereaksi adalah 1 : 1, maka diperoleh perhitungan alur 5 :
1
N5Gliserol
= x 1,4043 kmol/jam = 1,4043 kmol/jam
F5Gliserol
= 1,4043 kmol/jam x 92,0900 kg/kmol = 129,3241 kg/jam
F5CPKO Sisa
= F3CPKO mula-mula - F3CPKO bereaksi
1
= 998 kg/jam – 993,0100kg/jam = 4,9900 kg/jam
4,9900 kg/jam
N5CPKO Sisa
=
F5Air Sisa
= (F4Air mula-mula + FSteam) -( F4Air bereaksi + F3Air )
707,1094 kg/kmol
= 0,0071 kmol/jam
= (708 kg/jam + 162 kg/jam) – (75,9177 kg/jam + 2 kg/jam)
= 794,0823 kg/jam
LA.2 Dryer (D-101)
Air
34
PKO-FA
Air
13
D-101
14
PKO-FA
Pada dryer (D-101) diharapkan air yang masuk dari alur 13 akan diuapkan 100%,
sehingga dihasilkan PKO-FA yang terbebas dari air. Pada alur 14 PKO-FA tidak
berubah komposisi dan laju alirnya, maka diperoleh :
8
F13
PKO-FA+Air = FPKO-FA+Air = 939,6036 kg/jam
F13
PKO-FA
= 937,7244 kg/jam
F13
Air
= 1,8792 kg/jam
Alur 34
F34
Air
= 100% x 1,8792 kg/jam = 1,8792 kg/jam
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
N34
Air
=
1,8792 kg/jam
18,0200 kg/kmol
= 0,0084 kmol/jam
Alur 14
F14
PKO-FA
= 100% x 937,7244 kg/jam = 937,7244 kg/jam
N14
PKO-FA
=
937,7244 kg/jam
223,0265 kg/kmol
= 4,2045 kmol/jam
Perhitungan untuk masing-masing komposisi PKO-FA :
F14
Asam Kaprilat
= 100% x 36,6455 kg/jam = 36,6455 kg/jam
N14
Asam Kaprilat
=
F14
Asam Kaprat
= 100% x 36,6455 kg/jam = 36,6455 kg/jam
N14
Asam Kaprat
=
F14
Asam Laurat
= 100% x 438,7949 kg/jam = 438,7949 kg/jam
N14
Asam Laurat
=
F14
Asam Miristat
= 100% x 156,9138 kg/jam = 156,9138 kg/jam
N14
Asam Miristat
=
F14
Asam Palmitat
= 100% x 81,7455 kg/jam = 81,7455 kg/jam
N14
Asam Palmitat
=
F14
Asam Stearat
= 100% x 19,7317 kg/jam = 19,7317 kg/jam
N14
Asam Stearat
=
F14
Asam Oleat
= 100% x 145,6386 kg/jam = 145,6386 kg/jam
N14
Asam Kaprilat
=
F14
Asam Linoleat
= 100% x 20,6713 kg/jam = 20,6713 kg/jam
N14
Asam Linoleat
=
F14
Asam Arakidat
= 100% x 0,9396 kg/jam = 0,9396 kg/jam
N14
Asam Arakidat
=
36,6455 kg/jam
223,0265 kg/kmol
36,6455 kg/jam
223,0265 kg/kmol
438,7949 kg/jam
223,0265 kg/kmol
156,9138 kg/jam
223,0265 kg/kmol
81,7455 kg/jam
223,0265 kg/kmol
19,7317 kg/jam
223,0265 kg/kmol
145,6386 kg/jam
223,0265 kg/kmol
20,6713 kg/jam
223,0265 kg/kmol
0,9396 kg/jam
223,0265 kg/kmol
= 0,1643 kmol/jam
= 0,1643 kmol/jam
= 1,9675 kmol/jam
= 0,7036 kmol/jam
= 0,3665 kmol/jam
= 0,0885 kmol/jam
= 0,6530 kmol/jam
= 0,0927 kmol/jam
= 0,0042 kmol/jam
LA.3 Kolom Fraksinasi I (C-102)
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
Vd
18
17
CD-101
V-101
21
C8
C10
C12
C14
C16
C18
C18:1
C18:2
C20
19
Ld
C8
C10
C12
16
22 Vb
C-102
E-1
24
23
RB-101
Lb
C10
C12
C14
C16
C18
C18:1
C18:2
C20
Alur 16
Umpan masuk kolom fraksinasi I :
F16
Asam Kaprilat
= 36,6455 kg/jam
F16
Asam Kaprat
= 36,6455 kg/jam
F16
Asam Laurat
= 438,7949 kg/jam
F16
Asam Miristat
= 156,9138 kg/jam
F16
Asam Palmitat
= 81,7455 kg/jam
F16
Asam Stearat
= 19,7317 kg/jam
F16
Asam Oleat
= 145,6386 kg/jam
F16
Asam Linoleat
= 20,6713 kg/jam
F16
Asam Arakidat
= 0,9396 kg/jam
Alur 21 (Destilat)
Pada fraksinasi I akan memisahkan asam kaprilat dan asam kaprat dengan adanya
sedikit asam laurat. Destilat produk mengandung asam kaprilat dan asam kaprat sebesar
99,8% dan asam laurat sebesar 0,2% (Data Quality Assurance PT.FSC, 2015).
Maka perhitungan untuk masing-masing komponen pada destilat I adalah :
F21
Asam Kaprilat
= 36,6455 kg/jam
N21
Asam Kaprilat
=
F21
Asam Kaprat
= 99,90% x 36,6455 kg/jam = 36,6079 kg/jam
36,6455 kg/jam
223,0265 kg/kmol
= 0,1643 kmol/jam
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
N21
Asam Kaprat
=
36,6079 kg/jam
223,0265 kg/kmol
= 0,1641 kmol/jam
Sehingga :
F21
Asam Kaprilat+Asam Kaprat =
36,6455 +36,6079 kg/jam
0,998
= 73,3992 kg/jam
F21
Asam Laurat
= 0,2% x 438,7949 kg/jam = 0,8876 kg/jam
N21
Asam Laurat
=
0,8876 kg/jam
223,0265 kg/kmol
= 0,0039 kmol/jam
Alur 24 (Bottom)
F24
21
= F16 - F21
Asam Kaprilat+Asam Kaprat - FAsam Laurat
= 937,7244 kg/jam – 74,1300 kg/jam
= 863,5943 kg/jam
Dengan neraca masing-masing komponen adalah :
F24
Asam Kaprat
21
= F16
Asam Kaprat - FAsam Kaprat
= 36,6445 kg/jam –36,6079kg/jam
= 0,0366 kg/jam
0,0366 kg/jam
N24
Asam Kaprat
=
F24
Asam Laurat
21
= F16
Asam Laurat - FAsam Laurat
223,0265 kg/kmol
= 0,0002 kmol/jam
= 438,7949 kg/jam – 0,8776 kg/jam
= 437,9173 kg/jam
437,9173 kg/jam
N24
Asam Laurat
=
F24
Asam Miristat
= F16
Asam Miristat = 156,9138 kg/jam
N24
Asam Miristat
=
F24
Asam Palmitat
= F16
Asam Palmitat = 81,7455 kg/jam
N24
Asam Palmitat
=
F24
Asam Stearat
= F16
Asam Stearat = 19,7317 kg/jam
N24
Asam Stearat
=
F24
Asam Oleat
= F16
Asam Oleat
N24
Asam Oleat
=
223,0265 kg/kmol
156,9138 kg/jam
223,0265 kg/kmol
81,7455 kg/jam
223,0265 kg/kmol
19,7317 kg/jam
223,0265 kg/kmol
= 1,9635 kmol/jam
= 0,7036 kmol/jam
= 0,3665 kmol/jam
= 0,0885 kmol/jam
= 145,6386 kg/jam
145,6386 kg/jam
223,0265 kg/kmol
= 0,6530 kmol/jam
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
F24
Asam Linoleat
= F16
Asam Linoleat = 20,6713 kg/jam
N24
Asam Linoleat
=
F24
Asam Arakidat
= F16
Asam Arakidat = 0,9396 kg/jam
N24
Asam Arakidat
=
20,6713 kg/jam
223,0265 kg/kmol
0,9396 kg/jam
223,0265 kg/kmol
= 0,0927 kmol/jam
= 0,0042 kmol/jam
LA.4 Kondensor I (CD-101)
Vd
17
18
CD-101
V-101
21
C8
C10
C12
C14
C16
C18
C18:1
C18:2
C20
19
Ld
C8
C10
C12
16
C-102
E-1
Menentukan Kondisi Umpan
Untuk menghitung suhu umpan dapat dihitung dengan rumus berikut :
Ʃpi . xi F = P, dimana:
pi
= Vapour pressure (kPa) pada T tertentu (˚C)
xi F
= Fraksi mol umpan
P
= Tekanan operasi (kPa)
Untuk mendapatkan vapour pressure dari masing-masing komponen, dibutuhkan Trial
suhu (T).
Tekanan operasi (P) = 40 torr = 5,32 kPa
Trial I
Suhu (T) = 203,2 ˚C = 47θ,3η ˚K
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
Tabel LA.3 Titik Didih Umpan Masuk Kolom Fraksinasi I (C-102)
Komponen
N (kmol/jam)
F (kg/jam)
xif
pi
Asam Kaprilat
0,5691
Asam Kaprat
K = pi/P
yif = xif.Ki
126,9135
0,0391
35,8880
6,7459
0,2636
0,5691
126,9135
0,0391
14,1760
2,6647
0,1041
Asam Laurat
6,8140
1519,7074
0,4679
5,8144
1,0929
0,5114
Asam Miristat
2,4367
543,4500
0,1673
2,2096
0,4153
0,0695
Asam Palmitat
1,2694
283,1146
0,0872
0,8792
0,1653
0,0144
Asam Stearat
0,3064
68,3380
0,0210
0,3896
0,0732
0,0015
Asam Oleat
2,2616
504,3997
0,1553
0,9966
0,1873
0,0291
Asam Linoleat
0,3210
71,5922
0,0220
1,0612
0,1995
0,0044
Asam Arakidat
0,0146
3,2542
0,0010
0,1848
0,0347
0,0000
Jumlah
14,5619
3247,6830
1,0000
0,9981
Dari perhitungan diatas, pada suhu 203,2˚C diperoleh harga Ʃyif ≈ 1,0000.
Berdasarkan harga yif inilah disimpulkan bahwa kondisi operasi untuk umpan masuk ke
kolom fraksinasi I (C-102) adalah P = 40 torr (η,32 kPa) dan T = 203,2˚C (47θ,3η ˚K).
Menentukan Kondisi Operasi Atas (Kondensor Total)
Untuk mengetahui suhu pada destilat, maka perlu perhitungan trial dew point dengan
syarat Ʃyid/Ki ≈ 1,0000 terpenuhi.
P = 27 torr = 3,60 kPa
Trial I
Suhu (T) = 1η8,70˚C = 431,8η˚K
Tabel LA.4 Dew Point Destilat pada Kondensor I (CD-101)
Komponen
N (kmol/jam)
F (kg/jam)
Asam Kaprilat
0,5691
126,9135
0,4943
7,4800
2,0778
0,2379
Asam Kaprat
0,5685
126,7865
0,4938
2,5180
0,6994
0,7060
Asam Laurat
0,0136
3,0394
0,0118
0,7828
0,2174
0,0544
1,1512
256,7394
1,0000
Jumlah
yid
pi
Ki
xid = yid/Ki
0,9984
Dari perhitungan diatas, pada suhu 1η8,70˚C diperoleh harga Ʃx id ≈ 1,0000.
Berdasarkan harga xid inilah disimpulkan bahwa kondisi operasi pada kondensor I (CD101) adalah P = 27 torr (3,θ0 kPa) dan T = 1η8,70˚C (431,8η˚K).
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
Menentukan Kondisi Operasi Bottom (Reboiler)
Untuk mengetahui suhu pada Vb, maka perlu perhitungan trial bubble point dengan
syarat Ʃxiw.Ki ≈ 1,0000 terpenuhi.
P= 50 torr = 6,67 kPa
Trial I
Suhu (T) = 22η ˚C = 498,1η˚K
Tabel LA.5 Bubble Point Produk Bawah pada Reboiler I (RB-101)
Komponen
N (kmol/jam)
F (kg/jam)
xiw
pi
Ki
yiw = Ki.xiw
Asam Kaprat
0,0006
0,1269
0,0000
29,0000
4,3478
0,0002
Asam Laurat
6,8004
1516,6680
0,5071
10,0000
1,4993
0,7603
Asam Miristat
2,4367
543,4500
0,1817
5,0000
0,7496
0,1362
Asam Palmitat
1,2694
283,1146
0,0947
2,1000
0,3148
0,0298
Asam Stearat
0,3064
68,3380
0,0228
1,0000
0,1499
0,0034
Asam Oleat
2,2616
504,3997
0,1686
2,2000
0,3298
0,0556
Asam Linoleat
0,3210
71,5922
0,0239
2,5000
0,3748
0,0090
Asam Arakidat
0,0146
3,2542
0,0011
0,4900
0,0735
0,0001
Jumlah
13,4107
2990,9436
1,0000
0,9945
Dari perhitungan diatas, pada suhu 22η˚C diperoleh harga Ʃyiw ≈ 1,0000.
Berdasarkan harga yiw inilah disimpulkan bahwa kondisi operasi pada reboiler I (RB101) adalah P = η0 torr (θ,θ7 kPa) dan T = 22η˚C (498,1η˚K).
Refluks Minimun Destilat
Menghitung harga q
q=
panas untuk mendidihkan umpan + panas untuk menguapkan umpan
panas laten dari 1 mol umpan
Dengan suhu umpan masuk adalah 203,2˚C (47θ,3η ˚K) dapat dihitung nilai q dengan
menggunakan data yang terdapat pada Tabel LA.6 berikut.
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
Tabel LA.6 Data Kondisi untuk Menghitung Harga q
Komponen
xif
Panas laten
Panas laten
xif . Panas
Cp
Cp
(kcal/kg)
(kcal/kmol)
Laten
(kcal/kg.K)
(kcal/kmol.K)
xif.Cp.∆t
Asam Kaprilat
0,0391
96,5000
13916,2650
543,8220
0,770
111,0417
867,8610
Asam Kaprat
0,0391
91,5000
15762,7050
615,9774
0,770
132,6479
1036,7271
Asam Laurat
0,4679
88,0000
17628,1600
8248,8484
0,770
154,2464
14435,4847
Asam Miristat
0,1673
85,0000
19412,3000
3248,3508
0,770
175,8526
5885,2473
Asam Palmitat
0,0872
81,5000
20899,0450
1821,8606
0,770
197,4511
3442,5342
Asam Stearat
0,0210
79,5000
22616,1600
475,8911
0,770
219,0496
921,8520
Asam Oleat
0,1553
81,5000
23021,3050
3575,4532
0,770
217,5019
6756,0710
Asam Linoleat
0,0220
82,5000
23137,1250
510,0368
0,770
215,9465
952,0687
Asam Arakidat
0,0010
77,0000
24065,5800
24,1138
0,770
240,6558
48,2276
Total
1,0000
19064,3542
34346,0737
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
Maka diperoleh nilai q sebesar :
(19064,3542+34346,0737)
q
=
q
= 2,8016
19064,3542
Menghitung harga relative volatility (α)
a. Pada kondensor atas (T = 1η8,7 ˚C)
α1 =
v,p light key
v,p heavy key
=
v,p C10
v,p C12
=
0,6994
0,2174
α1 = 3,2167
b. Pada reboiler bottom (T = 22η ˚C)
α2 =
v,p light key
v,p heavy key
=
v,p C10
v,p C12
=
4,3478
1,4993
α2 = 2,9000
c. Harga αrata-rata
αavg = α1 α2 =
3,2167 (2,9000) = 3,0542
Mencari Harga Minimum Stages pada Refluks Total
SM = NMin
log
SM =
xbh
xbl
log αavg
log
=
xdl
xdh
0,1641
0,0039
1,9635
0,0002
log 3,0542
SM = 11,7η02 ≈ 12
Minimum Refluks-Underwood Method
Suhu rata-rata = (1η8,70˚C + 22η˚C)/2 = 191,90˚C
Tabel LA.7 Data untuk Menghitung Relative Volatility rata-rata
Pada T = 191,90˚C
Komponen
Ki
αi
Asam Kaprilat
3,7205
6,2021
Asam Kaprat
1,4494
2,4161
Asam Laurat (HK)
0,5999
1,0000
Asam Miristat
0,1917
0,3195
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
Tabel LA.7 Data untuk Menghitung Relative Volatility rata-rata (Lanjutan)
Pada T = 191,90˚C
Komponen
αi
Ki
Asam Palmitat
0,0746
0,1243
Asam Stearat
0,0328
0,0547
Asam Oleat
0,0977
0,1628
Asam Linoleat
0,1065
0,1776
Asam Arakidat
0,0158
0,0264
L
Untuk menghitung harga (D)min perlu dihitung harga . Harga
dihitung dengan
menggunakan rumus sebagai berikut :
1–q=
xFi
1-
αavg
Jadi, perlu adanya Trial harga
sehingga persamaan diatas sama dengan harga
1-q. Dimana : q = 2,8016 maka 1 – q = 1 – 2,8016 = -1,8016
Trial harga harus diantara 2,4η1θ-1,0000.
Trial I
= 1,2η47
Tabel LA.8 Perhitungan Harga
xif
αi.xif
αi-θ
Asam Kaprilat
0,0391
0,2424
4,9474
0,0490
Asam Kaprat
0,0391
0,0944
1,1614
0,0813
Asam Laurat
0,4679
0,4679
-0,2547
-1,8372
Asam Miristat
0,1673
0,0535
-0,9352
-0,0572
Asam Palmitat
0,0872
0,0108
-1,1304
-0,0096
Asam Stearat
0,0210
0,0012
-1,2000
-0,0010
Asam Oleat
0,1553
0,0253
-1,0919
-0,0232
Asam Linoleat
0,0220
0,0039
-1,0771
-0,0036
Asam Arakidat
0,0010
0,0000
-1,2283
0,0000
Jumlah
1,0000
Komponen
αi. xif /αi-θ
-1,8015
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
Dari perhitungan diatas, diperoleh harga
:
= 1,2547
Σ
xFi
1-
= -1,8015
αavg
L
+1=
D min
=
αC8 x8d
αC8 -
+
αC10 x10d
α10 -
6,2021×0,4943
6,2021-1,2547
+
+
αC12 x12d
αC12 -
2,4161×0,4938
2,4161-1,2547
+
1,0000×0,0118
1,0000-1,2547
= 1,6006 - 1
L
= 0,6006
D min
Menentukan Operation Reflux dan Theoritical Trays-Gilliland Plot
Minimum trays = SM = 12
L
D min
Harga
= 0,6006
S-SM
S+1
diperoleh dari grafik hubungan antara theoritical plates dengan reflux
ratio. Berikut data yang diperlukan untuk membuat grafik.
Tabel LA.9 Data untuk Membuat Grafik Hubungan Theoritical Plates VS Reflux Ratio
Asumsi (L/D)0
[(L/D)0-(L/D)M]/(L/D)0+1
(S-Sm)/(S+1)
Theoritical Stages
0,6006
0,0000
∞
∞
0,8000
0,1108
0,4106
27,4350
1,0000
0,1997
0,3048
23,1059
1,5000
0,3598
0,1470
18,6476
2,0000
0,4665
0,0580
16,7910
2,5000
0,5427
0,0000
15,7588
∞
-
-
12,0000
Dari data diatas, dapat dibuat grafik (plot) antara reflux ratio dan theoretical
stages. Kemudian diambil titik yang paling mendekati sumbu refluks minimum, dan
dibentuk segitiga sehingga dicari luas segitiga maksimum seperti pada gambar LA.1
berikut.
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
30
Minimum Reflux
Ratio = 0,6006
Theoritical Stages
25
20
15
Minimum
Theoritical
Stages = 12
10
5
0
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
Reflux Ratio (L/D)
Gambar LA.1 Grafik Plot antara Reflux Ratio dan Theoritical Stages
Dari gambar di atas dapat diperoleh hasil sebagai berikut :
Reflux ratio (L/D) = 1,40
Theoretical stages = 19,20
Jika diperoleh harga : RD =
Ld
D
= 1,40
Ld
= 1,40 x 0,3324 kmol/jam = 0,4653 kmol/jam
Vd
= Ld + D
= 0,4653 kmol/jam + 0,3324 kmol/jam
= 0,7977 kmol/jam
Komposisi :
L
d
= XAsam
Kaprilat
L
d
= XAsam
Kaprat
L
d
= XAsam
Laurat
X21
Asam Kaprilat
d
= XAsam
Kaprilat
X21
Asam Kaprat
d
= XAsam
Kaprat
X21
Asam Laurat
d
= XAsam
Laurat
V
= 0,4943
V
= 0,4938
V
= 0,0118
Alur 17 (Vd)
Vd
N17
=N
N17
Asam Kaprilat
17
d
= XAsam
Kaprilat x N = 0,4943 x 0,7977 kmol/jam = 0,3943 kmol/jam
F17
Asam Kaprilat
= 0,3943 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 87,9469 kg/jam
N17
Asam Kaprat
17
d
= XAsam
Kaprat x N = 0,4938 x 0,7977 kmol/jam = 0,3939 kmol/jam
F17
Asam Kaprat
= 0,3939 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 87,8589 kg/jam
= 0,7977 kmol/jam
V
V
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
N17
Asam Laurat
F17
Asam Laurat
V
17
d
= XAsam
Laurat x N = 0,0118 x 0,7977 kmol/jam = 0,0094 kmol/jam
= 0,0094 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 2,1062 kg/jam
Alur 19 (Ld)
Ld
N19
=N
N19
Asam Kaprilat
19
d
= XAsam
Kaprilat x N = 0,4943 x 0,4653 kmol/jam = 0,2300 kmol/jam
F19
Asam Kaprilat
= 0,2300 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 51,3024 kg/jam
N19
Asam Kaprat
19
d
= XAsam
Kaprat x N = 0,4938 x 0,4653 kmol/jam = 0,2298 kmol/jam
F19
Asam Kaprat
= 0,2298 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 51,2511 kg/jam
N19
Asam Laurat
19
d
= XAsam
Laurat x N = 0,0118 x 0,4653 kmol/jam = 0,0055 kmol/jam
F19
Asam Laurat
= 0,0055 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 1,2286 kg/jam
= 0,4653 kmol/jam
L
L
L
LA.5 Reboiler I (RB-101)
C8
C10
C12
C14
C16
C18
C18:1
C18:2
C20
16
C10
C12
C14
C16
C18
C18:1
C18:2
C20
22 Vb
C-102
E-1
24
23
RB-101
Lb
Karena umpan merupakan sebagian uap dan sebagian cair, maka :
Vd
0,7977 kmol/jam
= Vb + (1 - q) F
(McCabe, 1997)
= Vb + (1 - 2,8016) (4,2045)
Vb
= 8,3726 kmol/jam
Lb
= Vb + B
= 8,3726 kmol/jam + 3,8722 kmol/jam
Lb
= 12,2477 kmol/jam
Komposisi :
L
V
L
V
X24
Asam Kaprat
b
b
= XAsam
Kaprat = XAsam Kaprat = 0,00004
X24
Asam Laurat
b
b
= XAsam
Laurat = XAsam Laurat = 0,5071
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
L
V
L
V
L
V
X24
Asam Miristat
b
b
= XAsam
Miristat = XAsam Miristat = 0,1817
X24
Asam Palmitat
b
b
= XAsam
Palmitat = XAsam Palmitat = 0,0947
X24
Asam Stearat
b
b
= XAsam
Stearat = XAsam Stearat = 0,0228
X24
Asam Oleat
b
= XAsam
Oleat
X24
Asam Linoleat
b
b
= XAsam
Linoleat = XAsam Linoleat = 0,0239
X24
Asam Arakidat
b
b
= XAsam
Arakidat = XAsam Arakidat = 0,0011
L
V
b
= XAsam
Oleat
L
V
L
V
= 0,1686
Alur 23 (Lb)
Lb
N23
=N
N23
Asam Kaprat
23
b
= XAsam
Kaprat x N = 0,00004 x 12,2477 kmol/jam = 0,0005 kmol/jam
F23
Asam Kaprat
= 0,0005 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 0,1105 kg/jam
N23
Asam Laurat
23
b
= XAsam
Laurat x N = 0,5071 x 12,2477 kmol/jam = 6,2091 kmol/jam
F23
Asam Laurat
= 6,2091 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 1384,8020 kg/jam
N23
Asam Miristat
23
b
= XAsam
Miristat x N = 0,1817 x 12,2477 kmol/jam = 2,2248 kmol/jam
F23
Asam Miristat
= 2,2248 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 496,2000 kg/jam
N23
Asam Palmitat
23
b
= XAsam
Palmitat x N = 0,0947 x 12,2477 kmol/jam = 1,1591 kmol/jam
F23
Asam Palmitat
= 1,1591 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 258,4994 kg/jam
N23
Asam Stearat
23
b
= XAsam
Stearat x N = 0,0228 x 12,2477 kmol/jam = 0,2798 kmol/jam
F23
Asam Stearat
= 0,2798 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 62,3964 kg/jam
N23
Asam Oleat
23
b
= XAsam
Oleat x N = 0,1686 x 12,2477 kmol/jam = 2,0650 kmol/jam
F23
Asam Oleat
= 2,0650 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 460,5449 kg/jam
N23
Asam Linoleat
23
b
= XAsam
Linoleat x N = 0,0239 x 12,2477 kmol/jam = 0,2931 kmol/jam
F23
Asam Linoleat
= 0,2931 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 65,3677 kg/jam
N23
AsamArakidat
23
b
= XAsam
Arakidat x N = 0,0011 x 12,2477 kmol/jam = 0,0133 kmol/jam
F23
Asam Arakidat
= 0,0133 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 2,9713 kg/jam
= 12,2477 kmol/jam
L
L
L
L
L
L
L
L
Alur 22 (Vb)
Vb
N22
=N
N22
Asam Kaprat
22
b
= XAsam
Kaprat x N = 0,00004 x 8,3726 kmol/jam = 0,0004 kmol/jam
F22
Asam Kaprilat
= 0,0004 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 0,0792 kg/jam
= 8,3726 kmol/jam
L
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
L
N22
Asam Laurat
22
b
= XAsam
Laurat x N = 0,5071 x 8,3726 kmol/jam = 4,2456 kmol/jam
F22
Asam Laurat
= 4,2456 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 946,8848 kg/jam
N22
Asam Miristat
22
b
= XAsam
Miristat x N = 0,1817 x 8,3726 kmol/jam = 1,5213 kmol/jam
F22
Asam Miristat
= 1,5213 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 339,2862 kg/jam
N22
Asam Palmitat
22
b
= XAsam
Palmitat x N = 0,0947 x 8,3726 kmol/jam = 0,7925 kmol/jam
F22
Asam Palmitat
= 0,7925 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 176,7539 kg/jam
N22
Asam Stearat
22
b
= XAsam
Stearat x N = 0,0228 x 8,3726 kmol/jam = 0,1913 kmol/jam
F22
Asam Stearat
= 0,1913 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 42,6647 kg/jam
N22
Asam Oleat
22
b
= XAsam
Oleat x N = 0,1686 x 8,3726 kmol/jam = 1,4120 kmol/jam
F22
Asam Oleat
= 1,4120 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 314,9063 kg/jam
N22
Asam Linoleat
22
b
= XAsam
Linoleat x N = 0,0239 x 8,3726 kmol/jam = 0,2004 kmol/jam
F22
Asam Linoleat
= 0,2004 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 44,6964 kg/jam
N22
AsamArakidat
22
b
= XAsam
Arakidat x N = 0,0011 x 8,3726 kmol/jam = 0,0091 kmol/jam
F22
Asam Arakidat
= 0,0091 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 2,0317 kg/jam
L
L
L
L
L
L
LA.6 Kolom Fraksinasi II (C-103)
Vd
26
25
CD-102
V-102
29
C10
C12
C14
C16
C18
C18:1
C18:2
C20
27
Ld
C10
C12
C14
24
30 Vb
C-103
E-1
32
31
Lb
RB-102
C12
C14
C16
C18
C18:1
C18:2
C20
Alur 24
Umpan masuk kolom fraksinasi II :
F24
= 863,5943 kg/jam
Neraca untuk masing-masing komponen :
F24
Asam Kaprat
= 0,0366 kg/jam
F24
Asam Laurat
= 437,9173 kg/jam
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
F24
Asam Miristat
= 156,9138 kg/jam
F24
Asam Palmitat
= 81,7455 kg/jam
F24
Asam Stearat
= 19,7317 kg/jam
F24
Asam Oleat
= 145,6386 kg/jam
F24
Asam Linoleat
= 20,6713 kg/jam
F24
Asam Arakidat
= 0,9396 kg/jam
Alur 29 (Destilat)
Pada fraksinasi II akan memisahkan asam laurat dengan adanya sedikit asam kaprat dan
asam miristat. Destilat produk mengandung asam laurat dan asam kaprat sebesar 99,9%,
serta asam miristat sebesar 0,1% (Data Quality Assurance PT.FSC, 2015).
Maka perhitungan untuk masing-masing komponen pada destilat II adalah :
F29
Asam Kaprat
= 0,0366 kg/jam
N29
Asam Kaprat
=
F29
Asam Laurat
= 99,90% x 437,9173 kg/jam = 437,4794 kg/jam
N29
Asam Laurat
=
F29
Asam Kaprat+Asam Laurat =
0,0366 kg/jam
223,0265 kg/kmol
437,4794 kg/jam
223,0265 kg/kmol
= 0,0002 kmol/jam
= 1,9616 kmol/jam
0,0366 + 437,4794 kg/jam
0,999
= 437,9540 kg/jam
F29
Asam Miristat
= 0,1% x 156,9138 kg/jam = 0,1569 kg/jam
N29
Asam Miristat
=
0,1569 kg/jam
223,0265 kg/kmol
= 0,0007 kmol/jam
Alur 32 (Bottom)
F32
= F24 - F29
Asam Kaprat+Asam Laurat
= 863,5943 kg/jam – 437,6729 kg/jam
= 425,9214 kg/jam
Dengan neraca masing-masing komponen adalah :
F32
Asam Laurat
29
= F24
Asam Laurat - FAsam Laurat
= 437,9173 kg/jam – 437,4794 kg/jam
= 0,4379 kg/jam
0,4379 kg/jam
N32
Asam Laurat
=
F32
Asam Miristat
29
= F24
Asam Miristat - FAsam Miristat
223,0265 kg/kmol
= 0,0020 kmol/jam
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
= 156,9138 kg/jam – 0,1569 kg/jam
= 156,7569 kg/jam
156,7569 kg/jam
N32
Asam Miristat
=
F32
Asam Palmitat
= F24
Asam Palmitat = 81,7455 kg/jam
N32
Asam Palmitat
=
F32
Asam Stearat
= F24
Asam Stearat = 19,7317 kg/jam
N32
Asam Stearat
=
F32
Asam Oleat
= F24
Asam Oleat
N32
Asam Oleat
=
F32
Asam Linoleat
= F24
Asam Linoleat = 20,6713 kg/jam
N32
Asam Linoleat
=
F32
Asam Arakidat
= F24
Asam Arakidat = 0,9396 kg/jam
N32
Asam Arakidat
=
223,0265 kg/kmol
81,7455 kg/jam
223,0265 kg/kmol
19,7317 kg/jam
223,0265 kg/kmol
= 0,7029 kmol/jam
= 0,3665 kmol/jam
= 0,0855 kmol/jam
= 145,6386 kg/jam
145,6386 kg/jam
223,0265 kg/kmol
20,6713 kg/jam
223,0265 kg/kmol
0,9396 kg/jam
223,0265 kg/kmol
= 0,6530 kmol/jam
= 0,0927 kmol/jam
= 0,0042 kmol/jam
LA.7 Kondensor II (CD-102)
Vd
25
26
CD-101
V-106
29
C10
C12
C14
C16
C18
C18:1
C18:2
C20
27
Ld
C10
C12
C14
24
C-103
E-1
Menentukan Kondisi Umpan
Untuk menghitung suhu umpan dapat dihitung dengan rumus berikut :
Ʃpi . xi F = P, dimana:
pi
= Vapour pressure (kPa) pada T tertentu (˚C)
xi F
= Fraksi mol umpan
P
= Tekanan operasi (kPa)
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
Untuk mendapatkan vapour pressure dari masing-masing komponen, dibutuhkan Trial
suhu (T).
Tekanan operasi (P) = 35,8 torr = 4,77 kPa
Trial I
Suhu (T) = 211,4 ˚C = 484,ηη ˚K
Tabel LA.10 Titik Didih Umpan Masuk Kolom Fraksinasi II (C-103)
Komponen
N (kmol/jam)
F (kg/jam)
xif
Asam Kaprat
0,0006
0,1269
0,0000
Asam Laurat
6,8004
1516,6680
Asam Miristat
2,4367
Asam Palmitat
pi
Ki = pi/P
yif = xif.Ki
19,7520
4,1409
0,0002
0,5071
7,3888
1,5490
0,7855
543,4500
0,1817
3,2592
0,6833
0,1241
1,2694
283,1146
0,0947
1,3384
0,2806
0,0266
Asam Stearat
0,3064
68,3380
0,0228
0,6192
0,1298
0,0030
Asam Oleat
2,2616
504,3997
0,1686
1,4493
0,3038
0,0512
Asam Linoleat
0,3210
71,5922
0,0239
1,6024
0,3359
0,0080
Asam Arakidat
0,0146
3,2542
0,0011
0,2996
0,0628
0,0001
Jumlah
13,4107
2990,9436
1,0000
0,9987
Dari perhitungan diatas, pada suhu 211,4˚C diperoleh harga Ʃyif ≈ 1,0000.
Berdasarkan harga yif inilah dapat disimpulkan bahwa kondisi operasi untuk umpan
masuk ke kolom fraksinasi II (C-103) adalah P = 35,80 torr (4,77 kPa) dan T =
211,40˚C (484,ηη ˚K).
Menentukan Kondisi Operasi Atas (Kondensor Total)
Untuk mengetahui suhu pada destilat, maka perlu perhitungan trial dew point dengan
syarat Ʃyid/Ki ≈ 1,0000 terpenuhi.
P = 26,25 torr = 3,50 kPa
Trial I
Suhu (T) = 188,η0 ˚C = 4θ1,θη ˚K
Tabel LA.11 Dew Point Destilat pada Kondensor II (CD-102)
Komponen
Asam Kaprat
N (kmol/jam)
F (kg/jam)
yid
pi
Ki
xid = yid/Ki
0,0006
0,1269
0,0001
8,6880
2,4823
0,0000
Asam Laurat
6,7936
1515,1513
0,9996
3,4980
0,9994
1,0001
Asam Miristat
0,0024
0,5434
0,0004
1,0594
0,3027
0,0012
Jumlah
6,7966
1515,8216
1,0000
1,0013
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
Dari perhitungan diatas, pada suhu 188,η0˚C diperoleh harga Ʃx id ≈ 1,0000.
Berdasarkan harga xid inilah dapat disimpulkan bahwa kondisi operasi pada kondensor
II (CD-102) adalah P = 2θ,2η torr (3,η0 kPa) dan T = 188,η0˚C (4θ1,θη˚K).
Menentukan Kondisi Operasi Bottom (Reboiler)
Untuk mengetahui suhu pada Vb, maka perlu perhitungan trial bubble point dengan
syarat Ʃxiw.Ki ≈ 1,0000 terpenuhi.
P= 43,50 torr = 5,80 kPa
Trial I
Suhu (T) = 23θ˚C = η09,1η˚K
Tabel LA.12 Bubble Point Produk Bawah pada Reboiler II (RB-102)
Komponen
N (kmol/jam)
F (kg/jam)
xiw
pi
Ki
yiw = Ki.xiw
Asam Laurat
0,0068
1,5167
0,0010
17,9200
3,0897
0,0032
Asam Miristat
2,4343
542,9065
0,3680
8,9600
1,5448
0,5686
Asam Palmitat
1,2694
283,1146
0,1919
3,8160
0,6579
0,1263
Asam Stearat
0,3064
68,3380
0,0463
2,1000
0,3621
0,0168
Asam Oleat
2,2616
504,3997
0,3419
4,2240
0,7283
0,2490
Asam Linoleat
0,3210
71,5922
0,0485
4,4800
0,7724
0,0375
Asam Arakidat
0,0146
3,2542
0,0022
1,0664
0,1839
0,0004
Jumlah
6,6141
1475,1219
1,0000
1,0017
Dari perhitungan diatas, pada suhu 23θ˚C diperoleh harga Ʃyiw ≈ 1,0000.
Berdasarkan harga yiw inilah dapat disimpulkan bahwa kondisi operasi pada reboiler II
(RB-102) adalah P = 43,η0 torr (η,80 kPa) dan T = 23θ˚C (η09,1η˚K).
Refluks Minimun Destilat
Menghitung harga q
q=
panas untuk mendidihkan umpan + panas untuk menguapkan umpan
panas laten dari 1 mol umpan
Dengan suhu umpan masuk adalah 211,4 ˚C (484,ηη ˚K), maka dapat dihitung nilai q
dengan menggunakan data pada Tabel LA.13 berikut.
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
Tabel LA.13 Data Kondisi untuk Menghitung Harga q
Komponen
xif
Panas laten
Panas laten
xif. Panas
Cp
Cp
(kcal/kg)
(kcal/kmol)
Laten
(kcal/kg.K)
(kcal/kmol.K)
xif.Cp.Dt
Asam Kaprat
0,0000
88,8000
15297,5760
0,6491
0,7920
136,4378
1,2216
Asam Laurat
0,5071
85,8000
17187,4560
8715,5318
0,7920
158,6534
16975,1743
Asam Miristat
0,1817
82,8000
18909,8640
3435,8939
0,7920
180,8770
6934,5303
Asam Palmitat
0,0947
79,8000
20463,1140
1936,9832
0,7920
203,0926
4056,3049
Asam Stearat
0,0228
77,8000
22132,5440
505,6913
0,7920
225,3082
1086,2094
Asam Oleat
0,1686
80,4000
22710,5880
3829,9663
0,7920
223,7162
7960,6135
Asam Linoleat
0,0239
81,4000
22828,6300
546,4336
0,7920
222,1164
1121,8134
Asam Arakidat
0,0011
75,4000
23565,5160
25,6396
0,7920
247,5317
56,8261
Jumlah
1,0000
18996,7889
38192,6934
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
Maka diperoleh nilai q sebesar :
18996,7889 + 38192,6934
q
=
q
= 3,0105
18996,7889
Menghitung harga relative volatility (α)
a. Pada kondensor atas (T = 188,η˚C)
α1 =
v,p light key
v,p heavy key
=
v,p C12
v,p C14
=
0,9994
0,3027
α1 = 3,3019
b. Pada reboiler bottom (T = 23θ˚C)
α2 =
v,p light key
v,p heavy key
=
v,p C12
v,p C14
=
3,0897
1,5448
α2 = 2,0000
c. Harga αrata-rata
αavg = α1 α2 =
3,3019 (2,0000) = 2,5698
Mencari Harga Minimum Stages pada Refluks Total
SM = NMin
log
SM =
xbh
xbl
log αavg
log
=
xdl
xdh
1,9619
0,0007
0,7029
0,0020
log 2,5698
SM = 14,θ3η8 ≈ 1η
Minimum Refluks-Underwood Method
Suhu Rat-rata = (188,η0˚C +23θ˚C)/2 = 212,30˚C
Tabel LA.14 Data untuk Menghitung Relative Volatility rata-rata
Pada T = 212,30˚C
Komponen
Ki
αi
Asam Kaprat
3,5110
6,0349
Asam Laurat
1,3037
2,2409
Asam Miristat (HK)
0,5818
1,0000
Asam Palmitat
0,2394
0,4116
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
Tabel LA.14 Data untuk Menghitung Relative Volatility rata-rata (Lanjutan)
Pada T = 212,30˚C
Komponen
Ki
αi
Asam Stearat
0,1111
0,1910
Asam Oleat
0,2584
0,4442
Asam Linoleat
0,2865
0,4925
Asam Arakidat
0,0538
0,0925
L
Untuk menghitung harga (D)min perlu dihitung harga . Harga
dihitung dengan
menggunakan rumus sebagai berikut :
1–q=
xFi
1-
Jadi, perlu adanya Trial harga
αavg
sehingga persamaan diatas sama dengan harga 1-q.
Dimana : q = 3,0105, maka 1 – q = 1 – 3,0105 = -2,0105
Trial harga harus diantara 2,18θ2 - 1,0000.
Trial I
= 1,0θηη
Tabel LA.1η Perhitungan Harga
xif
αi.xif
αi - θ
Asam Kaprat
0,0000
0,0003
4,9694
0,0001
Asam Laurat
0,5071
1,1363
1,1754
0,9668
Asam Miristat
0,1817
0,1817
-0,0655
-2,7740
Asam Palmitat
0,0947
0,0390
-0,6539
-0,0596
Asam Stearat
0,0228
0,0044
-0,8745
-0,0050
Asam Oleat
0,1686
0,0749
-0,6213
-0,1206
Asam Linoleat
0,0239
0,0118
-0,5730
-0,0206
Asam Arakidat
0,0011
0,0001
-0,9730
-0,0001
Jumlah
1,0000
Komponen
Dari perhitungan diatas, diperoleh harga
αi.xif/αi - θ
-2,0130
:
= 1,0655
Σ
xFi
1-
= -2,0130
αavg
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
L
+1=
D min
=
αC10 x10d
αC10 -
+
αC12 x12d
6,0349×0,0001
6,0349-1,0655
α12 -
+
+
αC14 x14d
αC14 -
2,2409×0,9996
2,2409-1,0655
+
1,0000×0,0004
1,0000-1,0655
= 1,9003 - 1
L
= 0,9003
D min
Menentukan Operation Reflux dan Theoritical Trays-Gilliland Plot
Minimum trays = SM = 15
L
D min
Harga
= 0,9003
S-SM
S+1
diperoleh dari grafik hubungan antara theoritical plates dengan reflux
ratio. Berikut data yang diperlukan untuk membuat grafik.
Tabel LA.16 Data untuk Membuat Grafik Hubungan Theoritical Plates VS Reflux Ratio
Asumsi (L/D)0
[(L/D)0-(L/D)M]/(L/D)0+1
(S-Sm)/(S+1)
Theoritical Stages
0,9003
0,0000
∞
∞
1,5000
0,2399
0,3003
26,9398
2,0000
0,3666
0,1859
23,0132
2,5000
0,4571
0,1143
21,0716
3,0000
0,5249
0,0647
19,9016
4,0000
0,6199
0,0000
18,5495
∞
-
-
15,0000
Dari data diatas, dapat dibuat grafik (plot) antara reflux ratio dan theoretical
stages. Kemudian diambil titik yang paling mendekati sumbu refluks minimum, dan
dibentuk segitiga sehingga dicari luas segitiga maksimum seperti pada Gambar LA.2
berikut.
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
30
Minimum Reflux
Ratio = 0,9003
Theoritical Stages
25
20
15
Minimum
Theoritical
Stages = 15
10
5
0
0.0
1.0
2.0
3.0
Reflux Ratio (L/D)
4.0
5.0
Gambar LA.2 Grafik Plot antara Reflux Ratio dan Theoritical Stages
Dari gambar di atas dapat diperoleh hasil sebagai berikut :
Reflux ratio (L/D) = 2,6
Theoretical stages = 20,9
Jika diperoleh harga : RD =
Ld
D
= 2,6
Ld
= 2,6 x 1,9624 kmol/jam = 5,1023 kmol/jam
Vd
= Ld + D
= 5,1023 kmol/jam + 1,9624 kmol/jam
= 7,0647 kmol/jam
Komposisi :
L
d
= XAsam
Kaprilat
L
d
= XAsam
Kaprat
L
d
= XAsam
Laurat
X28
Asam Kaprilat
d
= XAsam
Kaprilat
X28
Asam Kaprat
d
= XAsam
Kaprat
X28
Asam Lauat
d
= XAsam
Laurat
V
= 0,0001
V
= 0,9996
V
= 0,0004
Alur 25 (Vd)
Vd
N25
=N
N25
Asam Kaprilat
25
d
= XAsam
Kaprilat x N = 0,0001 x 7,0647 kmol/jam = 0,0006 kmol/jam
F25
Asam Kaprilat
= 0,0006 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 0,1319 kg/jam
N25
Asam Laurat
25
d
= XAsam
Laurat x N = 0,9996 x 7,0647 kmol/jam = 7,0616 kmol/jam
= 7,0647 kmol/jam
V
V
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
F25
Asam Laurat
= 7,0616 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 1574,9257 kg/jam
N25
Asam Miristat
25
d
= XAsam
Miristat x N = 0,0004 x 7,0647 kmol/jam = 0,0025 kmol/jam
F25
Asam Miristat
= 0,0025 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 0,5649 kg/jam
V
Alur 27 (Ld)
Ld
N27
=N
N27
Asam Kaprat
27
d
= XAsam
Kaprat x N = 0,0001 x 5,1023 kmol/jam = 0,0004 kmol/jam
F27
Asam Kaprat
= 0,0004 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 0,0953 kg/jam
N27
Asam Laurat
27
d
= XAsam
Laurat x N = 0,9996 x 5,1023 kmol/jam = 5,1001 kmol/jam
F27
Asam Laurat
= 5,1001 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 1137,4463 kg/jam
N27
Asam Miristat
27
d
= XAsam
Miristat x N = 0,0004 x 5,1023 kmol/jam = 0,0018 kmol/jam
F27
Asam Miristat
= 0,0018 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 0,4080 kg/jam
= 5,1023 kmol/jam
L
L
V
LA.8 Reboiler II (RB-102)
C10
C12
C14
C16
C18
C18:1
C18:2
C20
24
C12
C14
C16
C18
C18:1
C18:2
C20
30 Vb
C-103
E-1
33
31
RB-102
Lb
Karena umpan merupakan sebagian uap dan sebagian cair, maka :
Vd
7,0647 kmol/jam
= Vb + (1 - q) F
(McCabe, 1997)
= Vb + (1 - 3,0105) (3,8722 kmol/jam)
Vb
= 14,8496 kmol/jam
Lb
= Vb + B
= 14,8496 kmol/jam + 1,9097 kmol/jam
Lb
= 16,7594 kmol/jam
Komposisi :
X33
Asam Laurat
L
V
b
b
= XAsam
Laurat = XAsam Laurat = 0,0010
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
L
V
L
V
L
V
X33
Asam Miristat
b
b
= XAsam
Miristat = XAsam Miristat = 0,3680
X33
Asam Palmitat
b
b
= XAsam
Palmitat = XAsam Palmitat = 0,1919
X33
Asam Stearat
b
b
= XAsam
Stearat = XAsam Stearat = 0,0463
X33
Asam Oleat
b
= XAsam
Oleat
X33
Asam Linoleat
b
b
= XAsam
Linoleat = XAsam Linoleat = 0,0485
X33
Asam Arakidat
b
b
= XAsam
Arakidat = XAsam Arakidat = 0,0022
L
V
b
= XAsam
Oleat
L
V
L
V
= 0,3419
Alur 31 (Lb)
N31
Lb
=N
= 16,7594 kmol/jam
L
N31
Asam Laurat
31
b
= XAsam
Laurat x N = 0,0010 x 16,7594 kmol/jam = 0,0172 kmol/jam
F31
Asam Laurat
= 0,0172 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 3,8431 kg/jam
N31
Asam Miristat
31
b
= XAsam
Miristat x N = 0,3680 x 16,7594 kmol/jam = 6,1682 kmol/jam
F31
Asam Miristat
= 6,1682 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 1375,6609 kg/jam
N31
Asam Palmitat
31
b
= XAsam
Palmitat x N = 0,1919 x 16,7594 kmol/jam = 3,2166 kmol/jam
F31
Asam Palmitat
= 3,2166 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 717,3790 kg/jam
N31
Asam Stearat
31
b
= XAsam
Stearat x N = 0,0463 x 16,7594 kmol/jam = 0,7764 kmol/jam
F31
Asam Stearat
= 0,7764 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 173,1605 kg/jam
N31
Asam Oleat
31
b
= XAsam
Oleat x N = 0,3419 x 16,7594 kmol/jam = 5,7307 kmol/jam
F31
Asam Oleat
= 5,7307 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 1278,0891 kg/jam
N31
Asam Linoleat
31
b
= XAsam
Linoleat x N = 0,0485 x 16,7594 kmol/jam = 0,8134 kmol/jam
F31
Asam Linoleat
= 0,8134 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 181,4062 kg/jam
N31
AsamArakidat
31
b
= XAsam
Arakidat x N = 0,0022 x 16,7594 kmol/jam = 0,0370 kmol/jam
F31
Asam Arakidat
= 0,0370 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 8,2457 kg/jam
L
L
L
L
L
L
Alur 30 (Vb)
Vb
N30
=N
N30
Asam Laurat
30
b
= XAsam
Laurat x N = 0,0010 x 14,8496 kmol/jam = 0,0153 kmol/jam
F30
Asam Laurat
= 0,0153 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 3,4051 kg/jam
N30
Asam Miristat
30
b
= XAsam
Miristat x N = 0,3680 x 14,8496 kmol/jam = 5,4653 kmol/jam
F30
Asam Miristat
= 5,4653 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 1218,9040 kg/jam
= 14,8496 kmol/jam
L
L
M. Yashin Nahar : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan
Kapasitas 15.000 Ton/Tahun
Universitas Sumatera Utara
L
N30
Asam Palmitat
30
b
= XAsam
Palmitat x N = 0,1919 x 14,8496 kmol/jam = 2,8500 kmol/jam
F30
Asam Palmitat
= 2,8500 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 635,6335 kg/jam
N30
Asam Stearat
30
b
= XAsam
Stearat x N = 0,0463 x 14,8496 kmol/jam = 0,6879 kmol/jam
F30
Asam Stearat
= 0,6879 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 153,4288 kg/jam
N30
Asam Oleat
30
b
= XAsam
Oleat x N = 0,3419 x 14,8496 kmol/jam = 5,0777 kmol/jam
F30
Asam Oleat
= 5,0777 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 1132,4505 kg/jam
N30
Asam Linoleat
30
b
= XAsam
Linoleat x N = 0,0485 x 14,8496 kmol/jam = 0,7207 kmol/jam
F30
Asam Linoleat
= 0,7207 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 160,7349 kg/jam
N30
AsamArakidat
30
b
= XAsam
Arakidat x N = 0,0022 x 14,8496 kmol/jam = 0,0328 kmol/jam
F30
Asam Arakidat
= 0,0328 kmol/jam x 223,0265 kg/kmol = 7,3061 kg/jam
L
L
L
L
Dari perhitungan di atas, diperoleh data untuk basis umpan 1.000 kg/jam, asam
laurat yang dihasilkan sebesar 437,4794 kg/jam, maka untuk kapasitas produksi 15.000
ton/tahun atau 1893,9394 kg/jam, dapat dihitung kapasitas bahan baku yang digunakan
sebagai berikut :
Kapasitas Bahan Baku (x)
=
1000 kg/jam
x
=
437,4794 kg/jam
1893,9394 kg/jam
kg
kg
× 1000
jam
jam
kg
437,4794 jam
1893,9394
=
= 4329,2082 kg/jam
Dari perhitungan diatas, diperoleh kapasitas bahan baku 4329,2082 kg/jam atau
34.287,3289 ton/tahun. Dari ketersediaan bahan baku untuk tahun 2015 masih
memenuhi. Ketersediaan bahan baku CPKO pada tahun 2015 dapat dihitung sebagai
berikut.
Tabel LA.17 Ketersediaan Bahan Baku CPKO di Indonesia
Tahun
2010
2011
2012
2013
2014
Ketersediaan CPKO di Indonesia (Ton) % Kenaikan
1.010.073,5200
1.062.440,8400
5,18
1.196.713,9200
12,64
1.277.972,2300