PRA RANCANGAN PABRIK
PEMBUATAN SIRUP GLUKOSA DARI PISANG RAJA DENGAN
KAPASITAS PRODUKSI 3700 TON/TAHUN
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Sarjana Teknik Kimia
OLEH :
JENNY V DAMANIK
NIM : 080405076
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A
F A K U L T A S T E K N I K
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas berkat
dan Anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul
Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sirup Glukosa dari Pisang Dengan Kapasitas Produksi 3700 Ton/Tahun. Tugas Akhir ini dikerjakan sebagai syarat untuk kelulusan
dalam sidang sarjana.
Selama mengerjakan Tugas akhir ini penulis begitu banyak mendapatkan bantuan
dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini perkenankanlah penulis
mengucapkan terima kasih kepada:
1. Ibu Dr. Ir. Iriany, MSi sebagai Dosen Pembimbing I yang telah memberikan arahan
selama menyelesaikan tugas akhir ini.
2. Ibu Netti Herlina, MT sebagai Dosen Pembimbing II yang telah memberikan arahan
selama menyelesaikan tugas akhir ini.
3. Bapak Dr. Ir. Irvan, MSi sebagai Ketua Departemen Teknik Kimia FT USU.
4. Ibu Ir.Renita Manurung,MT, sebagai Koordinator Tugas Akhir Departemen Teknik
Kimia FT USU.
5. Seluruh Dosen Pengajar Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara yang telah memberikan ilmu kepada penulis selama menjalani studi.
6. Para pegawai administrasi Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan
bantuan kepada penulis selama mengenyam pendidikan di Deparetemen Teknik
Kimia.
7. Dan yang paling istimewa Orang tua penulis yang saya sayangi (M. Damanik/M
Sidabutar) yang tidak pernah lupa memberikan motivasi dan semangat kepada
penulis.
8. Buat Abang (Baren, Harry), Kakak (Rany) dan Adek (Ady) yang memberikan
motivasi dan semangat buat penulis.
9. Teman seperjuangan Vindolina Padang sebagai partner penulis dalam penyelesaian
Tugas Akhir ini.
10.Para senior – senior ‘04, Teman-teman seperjuangan ’08 dan Adik-adik junior
11.Seluruh Pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu namanya yang juga turut
memberikan bantuan kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan dan
ketidaksempurnaan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang
sifatnya membangun demi kesempurnaan pada penulisan berikutnya. Semoga laporan ini
dapat bermanfaat bagi kita semua.
Medan, Januari 2011
Penulis,
INTISARI
Salah satu upaya peningkatan nilai tambah pada produk pisang adalah memanfaatkan pisang sebagai bahan baku pembuatan sirup glukosa, sirup glukosa banyak digunakan dalam pembuatan industri makanan dan minuman terutama dalam industri permen, selai, dan pembuatan buah kaleng. Proses pembuatan sirup glukosa dengan Hidrolisa secara enzimatis. Pabrik pembuatan Sirup Glukosa ini direncanakan berproduksi dengan kapasitas 3700 ton/tahun dengan masa kerja 330 hari dalam satu tahun. Lokasi pabrik direncanakan di daerah Kawasan Industri, Kabupaten Lubuk
Linggau, Propinsi Sumatera Selatan, dengan luas areal 7.000 m2. Tenaga kerja yang
dibutuhkan 90 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang Direktur dengan struktur organisasi sistem garis.
Hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan Sirup Glukosa ini ini adalah sebagai berikut:
• Total Modal Investasi : Rp 54,275,443,337.88
• Total Biaya Produksi : Rp 24,976,507,461
• Hasil Penjualan : Rp 59,969,061,504
• Laba Bersih : Rp 24,389,813,891
• Profit Margin (PM) : 58,059 % • Break Even Point (BEP) : 38,753 % • Return on Investment (ROI) : 44,937% • Pay Out Time (POT) : 2,225 tahun
• Return on Network (RON) : 74,895 % • Internal Rate of Return (IRR) : 62,098 %
DAFTAR ISI
Hal
KATA PENGANTAR ... i
INTISARI ... iii
DAFTAR ISI... iv
DAFTAR TABEL ... vii
DAFTAR GAMBAR ... xi
DAFTAR LAMPIRAN ... xi BAB I PENDAHULUAN ... I-1
1.1 Latar Belakang ... I-1
1.2 Perumusan Masalah ... I-2
1.3 Tujuan Pra Rancangan Pabrik ... I-3
1.4 Manfaat Pra Rancangan Pabrik ... I-3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... II-1
2.1 Sejarah Pisang ... II-2
2.2 Jenis-jenis Pisang ... II-2
2.3 Karakteristik Pisang Raja ... II-3
2.4 Gula-gula Karbohidrat ... II-4
2.5 Sirup Glukosa...II-7
2.6 Pembuatan Sirup Glukosa...II-8
BAB III NERACA MASSA ... III-1
3.1 Hammer Mill (HM) ... III-1
3.2 Reaktor 1 (R-1) ... III-1
3.3 Reaktor 2 (R-2) ... III-2
3.4 Filter Press (FP) ... III-3
3.5 Evaporator (EV) ... III-3
BAB IV NERACA PANAS ... IV-1
4.1 Hammer Mill (HM) ... IV-1
4.2 Reaktor 1 (R-1) ... IV-1
4.4 Reaktor 2 (R-2) ... IV-2
4.5 Filter Press (FP) ... IV-2
4.6 Evaporator (EV) ... IV-3
4.7 Cooler 2 (C-2) ... IV-3
BAB V SPESIFIKASI PERALATAN ... V-1 BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ... VI-1
6.1 Instrumentasi ... VI-1
6.2 Keselamatan Kerja Pabrik ... VI-3
BAB VII UTILITAS ... VII-1
7.1 Kebutuhan Air ... VII-1
7.2 Unit pengolahan Air ... VII-2
7.3 Kebutuhan Listrik ... VII-12
7.4 Kebutuhan Bahan Bakar ... VII-12
7.5 Unit Pengolahan Limbah ... VII-14
7.6 Spesifikasi Peralatan Utilitas ... VII-14
7.7 Spesifikasi Peralatan limbah ... VII-15
BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ... VIII-1
8.1 Lokasi Pabrik ... VIII-1
8.2 Tata Letak Pabrik... VIII-2
8.3 Perincian luas tanah ... VIII-3
BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ... IX-1
9.1 Organisasi Perusahaan ... IX-1
9.2 Manajemen Perusahaan ... IX-3
9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha ... IX-5
9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab... IX-6
9.5 Sistem Kerja ... IX-8
9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan ... IX-9
9.7 Sistem Penggajian ... IX-11
9.8 Kesejahteraan Karyawan ... IX-12
10.1 Modal Investasi ... X-1
10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC) ... X-4
10.3 Total Penjualan (Total Sales) ... X-5
10.4 Bonus Perusahaan ... X-5
10.5 Perkiraan Laba/Rugi Perusahaan,...X-5
10.6 Analisa Aspek Ekonomi ... X-5
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 1.1 Jumlah Produksi Pisang di Indonesia ... I-1
Tabel 1.2 Perkembangan Impor Sirup Gklukosa ... I-2
Tabel 2.1 Kompossisi Pisang raja ... II-3
Tabel 2.2 Syarat Mutu Sirup Glukosa ... II-7
Tabel 3.1 Neraca Massa pada Hammer Mill (HM) ... III-1
Tabel 3.2 Neraca Massa pada Reaktor 1 (R-1) ... III-1
Tabel 3.3 Neraca Massa pada Reaktor 2 (R-2) ... III-2
Tabel 3.4 Neraca Massa pada Filter Press (FP) ... III-3
Tabel 3.5 Neraca Massa pada Evaporator (EV) ... III-3
Tabel 4.1 Neraca Panas pada Hammer Mill (HM) ... IV-1
Tabel 4.2 Neraca Panas pada Reaktor 1 (R-1) ... IV-1
Tabel 4.3 Neraca Panas pada Cooler 1 (C-1) ... IV-1
Tabel 4.4 Neraca Panas pada Rektor 2 (R-2) ... IV-2
Tabel 4.5 Neraca Panas pada Filter Press (FP) ... IV-2
Tabel 4.6 Neraca Panas pada Evaporator (EV) ... IV-2
Tabel 6.1 Daftar Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan
Sirup Gukosa dari Pisang ... VI-3
Tabel 7.1 Kebutuhan Uap (steam) ... VII-1
Tabel 7.2 Kebutuhan Air Pendingin pada Alat ... VII-2
Tabel 7.3 Kebutuhan air proses pada alat ... VII-3
Tabel 7.4 Pemakaian Air Untuk Berbagai Kebutuhan ... VII-4
Tabel 7.5 Kualitas Air Sungai Musi,Palembang ... VII-4
Tabel 7.6 Perincian Kebutuhan Listrik ... VII-12
Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah ... VIII-3
Tabel 9.1 Jadwal Kerja Karyawan Shift ... IX-8
Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya ... IX-9
Tabel 9.3 Perincian Gaji Karyawan ... IX-10
Tabel LA.2 Neraca Massa pada Reaktor 1 (R-1) ... LA-5
Tabel LA.3 Neraca Massa pada Reaktor 2 (R-2) ... LA-7
Tabel LA.4 Neraca Massa pada Filter Press (FP) ... ...LA-11
Tabel LA.5 Neraca Massa Pada Evaporator (EV) ... LA-13
Tabel LB.1 Neraca Panas pada Hammer Mill ... LB-4
Tabel LB.2 Neraca Panas Reaktor 1(R-1) ... LB-7
Tabel LB.3 Neraca Panas Cooler 1 (C-1) ... LB-9
Tabel LB.4 Neraca Panas pada Reaktor 2 (R-2) ... LB-11
Tabel LB.5 Neraca Panas Pada Filter Press (FP) ... LB-14
Tabel LB.6 Neraca Panas Evaporator (EV) ... LB-16
Tabel LB.7 Neraca Panas Cooler 2 (C-2) ... LB-18
Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan ... LE-2
Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift ... LE-3
Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses ... LE-6
Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah ... LE-6
Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi ... LE-10
Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai ... LE-13
Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas ... LE-16
Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja ... LE-16
Tabel LE.9 Perkiraan Biaya Depresiasi ... LE-18
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 2.1 Struktur Fruktosa ... II-4
Gambar 2.2 Struktur Maltosa ... II-5
Gambar 2.3 Struktur Selulosa ... II-5
Gambar 2.4 Struktur Amilosa ... II-6
Gambar 2.5 Struktur Amilopektin ... II-7
Gambar 2.6 Flowsheet Pembuatan Sirup Glukosa dari Pisang ... II-11
Gambar 7.1 Diagram Alir Pengolahan Air ... VII-19
Gambar 8.1 Tata Letak Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sirup Glukosa .... VIII-5
Gambar 9.1 Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pra Rancangan
Pabrik Pembuatan Sirup Glukosa ... IX-14
Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage)
... LE-5
DAFTAR LAMPIRAN
Hal
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ... LA-1
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS ... LB-1
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN ... LC-1
LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI ALAT UTILITAS ... LD-1
INTISARI
Salah satu upaya peningkatan nilai tambah pada produk pisang adalah memanfaatkan pisang sebagai bahan baku pembuatan sirup glukosa, sirup glukosa banyak digunakan dalam pembuatan industri makanan dan minuman terutama dalam industri permen, selai, dan pembuatan buah kaleng. Proses pembuatan sirup glukosa dengan Hidrolisa secara enzimatis. Pabrik pembuatan Sirup Glukosa ini direncanakan berproduksi dengan kapasitas 3700 ton/tahun dengan masa kerja 330 hari dalam satu tahun. Lokasi pabrik direncanakan di daerah Kawasan Industri, Kabupaten Lubuk
Linggau, Propinsi Sumatera Selatan, dengan luas areal 7.000 m2. Tenaga kerja yang
dibutuhkan 90 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang Direktur dengan struktur organisasi sistem garis.
Hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan Sirup Glukosa ini ini adalah sebagai berikut:
• Total Modal Investasi : Rp 54,275,443,337.88
• Total Biaya Produksi : Rp 24,976,507,461
• Hasil Penjualan : Rp 59,969,061,504
• Laba Bersih : Rp 24,389,813,891
• Profit Margin (PM) : 58,059 % • Break Even Point (BEP) : 38,753 % • Return on Investment (ROI) : 44,937% • Pay Out Time (POT) : 2,225 tahun
• Return on Network (RON) : 74,895 % • Internal Rate of Return (IRR) : 62,098 %
BAB I
PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Pembangunan industri yang sedang dilaksanakan di Indonesia sebagai Negara
yang sedang berkembang merupakan usaha jangka panjang untuk merombak stuktur
perekonomian nasional. Sebagaimana pembangunan yang sedang berjalan saat ini,
Indonesia sudah seharusnya menuju era industrialisasi yang lebih menitik beratkan pada
sub sektor agrobisnis sesuai dengan kekayaan alam yang dimiliki.
Pembangunan agrobisnis ditingkatkan agar mampu menjamin pemanfaatan hasil
pertanian secara optimal dengan memberikan nilai tambah tinggi melalui pengembangan
dan penguasaan teknologi pengolahan, melalui keterkaitan yang menguntungkan bagi
petani, produsen dengan pihak industri ( GBHN, 1993).
Salah satu produk pertanian yang melimpah di Indonesia adalah pisang. Pada
tahun 2005 produksinya sebesar 5.177.607 ton/tahun. Pada tahun 2006 produksi pisang
menurun, tetapi pada tahun 2007-2008 produksi pisang semakin meningkat seperti yang
ditunjukkan pada tabel 1.1.
Tabel 1.1 Jumlah Produksi Pisang di Indonesia
Tahun Produksi di Indonesia
2005
2006
2007
2008
5177607
5037472
5454226
6004615
Sumber : Biro Statistik dan Perdagangan Indonesia
Salah satu upaya peningkatan nilai tambah pada produk pisang adalah
banyak digunakan dalam pembuatan industri makanan dan minuman terutama dalam
industri permen, selai, dan pembuatan buah kaleng.
Selama ini pisang hanya diolah menjadi makanan sereal, gula alkohol, atau
makanan ringan lainnya, seperti pisang goreng dan keripik. Hal ini tentunya akan
menguntungkan pihak petani pisang karena akan mempermudah bagi pemasaran hasil
tanaman dan juga menguntungkan pihak industri.
Dari tahun ketahun perkembangan impor sirup glukosa semakin meningkat
seperti terlihat pada tabel 1.2.
Tabel 1.2. Perkembangan Impor Sirup Glukosa (Glucose syrup) di Indonesia.
Tahun Impor ( ton/tahun )
2001 8248
2002 9751
2003 11105
2004 16140
2005 17357
2006 28809
Sumber : Biro Statistik dan Perdagangan Indonesia
Dari tabel 1.2 dapat disimpulkan bahwa, besar peluang untuk mendirikan pabrik
sirup glukosa, dengan pemanfaatan buah pisang raja sehingga dapat meningkatkan
perekonomian negara, khususnya petani pisang.
1.2Perumusan Masalah
Tanaman pisang sudah lama ditanam para petani hampir di semua daerah di
Indonesia yang selama ini dimanfaatkan sebagai bahan makanan. Dengan kandungan
karbohidrat yang tinggi maka pisang raja dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan
sirup glukosa yang kebutuhannya semakin meningkat dari tahun ketahun. Oleh karena
itu perlu dilakukan perancangan pabrik pembuatan sirup glukosa. Usaha tersebut dapat
mengurangi ketergantungan impor dan membuka peluang bagi insvestor lainnya dalam
1.3Tujuan Perancangan
Tujuan dari perancangan pabrik sirup glukosa dari pisang adalah untuk
mengaplikasikan ilmu yang didapat dari teknik kimia yang meliputi neraca massa, neraca
energi, spesifikasi peralatan, operasi teknik kimia, utilitas dan bagian ilmu teknik kimia
lainnya juga aspek ekonomi dalam pembiayaan pabrik sehingga memberikan gambaran
kelayakan pra rancangan pabrik sirup glukosa dari pisang.
1.4Manfaat Perancangan
Manfaat perancangan pabrik sirup glukosa adalah sebagai bahan acuan untuk
penelitian-penelitian dan perancangan selanjutnya tentang proses pembuatan sirup
glukosa dari pisang. Selain itu perancangan ini juga merupakan bahan aplikasi bagi
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sejarah Pisang
Kata pisang berasal dari bahasa Arab. Menurut Linneus pisang dimasukkan ke
dalam keluarga Musaceae, untuk memberikan penghargaan kepada Antonius Musa, yaitu
seorang dokter pribadi kaisar Romawi (Octaviani Agustinus) yang menganjurkan untuk
memakan pisang. Itulah sebabnya dalam bahasa latin, pisang disebut sebagai Musa
paradisiacal .
Menurut sejarah, pisang berasal dari Asia Tenggara yang oleh para penyebar
agama Islam disebarkan ke Afrika Barat, Amerika Selatan dan Amerika Tengah.
Selanjutnya pisang menyebar ke seluruh dunia, meliputi daerah tropis dan subtropis.
Negara-negara penghasil pisang yang terkenal di antaranya adalah: Brasilia, Filipina,
Panama, Honduras, India, Equador, Thailand, Karibia, Columbia, Mexico, Venezuela,
dan Hawai. Indonesia merupakan negara penghasil pisang nomor empat di dunia. Di
Asia, Indonesia termasuk penghasil pisang terbesar karena sekitar 50 persen produksi
pisang Asia berasal dari Indonesia. Sentra produksi pisang di Indonesia adalah: Jawa
Barat (Sukabumi, Cianjur, Bogor, Purwakarta, Serang), Jawa Tengah (Demak, Pati,
Banyumas, Sidorejo, Kesugihan, Kutosari, Pringsurat, Pemalang), Jawa Timur
(Banyuwangi, Malang), Sumatera Utara (Padangsidempuan, Natal, Samosir, Tarutung),
Sumatera Barat (Sungyang, Baso, Pasaman), Sumatera Selatan (Tebing Tinggi, OKI,
OKU, Baturaja), Lampung (Kayu Agung, Metro), Kalimantan, Sulawesi, Maluku, Bali
dan Nusa Tenggara Barat (wikipedia, 2010).
Tanaman Serbaguna Pisang telah lama akrab dengan masyarakat Indonesia,
terbukti dari seringnya pohon pisang digunakan sebagai perlambang dalam berbagai
upacara adat. Pohon pisang selalu melakukan regenerasi sebelum berbuah dan mati, yaitu
melalui tunas-tunas yang tumbuh pada bonggolnya. Iklim tropis yang sesuai serta kondisi
Indonesia. Pisang tidak mengenal musim panen, dapat berbuah setiap saat. Hasilnya
dapat mencapai 1 - 17 sisir setiap tandan atau 4 - 40 Kg per tandan, tergantung jenisnya.
Dalam satu tandan pisang tanduk terdapat 1 - 7 sisir, sedangkan pada pisang
ambon 7 - 17 sisir. Buahnya dapat dimakan langsung atau diolah terlebih dahulu. Pasar
pisang di dalam negeri sangat baik karena hampir semua masyarakat kita mengkonsumsi
pisang.
Umumnya masyarakat menginginkan pisang yang rasanya manis atau manis
sedikit asam, serta beraroma harum. Di pasaran, pisang dijual dengan berbagai tingkatan
mutu, dengan harga yang sangat bervariasi satu sama lain.
Pisang dapat dimanfaatkan unt
persendian, mengurangi gejala radang sendi. Pisang merupakan makanan kaya kalium,
penurun tekanan darah, mengurangi resiko terjadinya peningkatan tekanan darah dan
2.2 Jenis-jenis pisang
Berdasarkan manfaatnya bagi kepentingan manusia, pohon pisang dibedakan atas
tiga macam, yaitu :
1. Pisang serat (noe. Musa texstiles)
Pisang serat adalah tanaman pisang yang tidak diambil buahnya tetapi diambil
seratnya. Pada awal abad 16, pigatotta menerangkan bahwa penduduk asli daerah cebu,
Filipina, memanfaatkan serat pisang manila ini untuk bahan pakaian. Karenanya pisang
ini dinamakan musa tekstilis.
2. Pisang hias (heliconia indica lamek)
Pisang hias juga tidak diambil buahnya. Tumbuhan ini memang bagus sekali ditanam
dimuka rumah sebagai hiasan. Pisang ini diperbanyak dengan mengggunakan anaknya.
Pisang hias dibagi 2 yaitu pisang kipas dan pisang-pisangan. Disebut pisang kipas karena
berasal dari daerah madagaskar). Sedang pisang-pisangan berbatang semu yang
kecil-kecil dan tumbuh berumpun indah ditanam dimuka rumah karena bentuknya kecil-kecil
3. Pisang buah (musa paradisiacal L.)
Pisang jenis ini sudah tidak asing lagi bagi kita karena banyak ditemui. Pisang
buah dapat dibedakan menjadi 4 golongan. Golongan pertama adalah yang dapat dimakan
langsung setelah masak, misalnya pisang kepok, pisang jus susu, pisang hijau, pisang
emas, pisang raja, dan sebagainya. Golongan kedua dapat dimakan setelah diolah terlebih
dahulu, misalnya pisang tanduk, pisang oli, pisang kapas, pisang bangkahulu, dan
sebagainya. Golongan ketiga adalah pisang yang dapat dimakan langsung setelah masak
maupun diolah dahulu, misalnya pisang kepok dan pisang raja. Sedangkan golongan
keempat adalah pisang yang dapat dimakan sewaktu masih mentah. Pisang ini adalah
pisang kelutuk (pisang batu) biasanya pisang ini dibuat rujak sewaktu masih muda.
2.3 Karakteristik pisang Raja
Pisang jenis ini tangkai buahnya terdiri atas 6 sisir yang masing-masing terdiri 15
buah. Berat 1 buah pisang sekitar 92 g dengan panjang 12-18 cm dan diameter 3,2 cm.
bentuk buahnya melengkung dengan bagian pangkal bulat. Warna daging buahnya
kuning kemerahan tanpa biji. Empulur buahnya nyata dengan tekstul kasar. Rasanya
manis. Lama tanaman berbunga sejak anakan adalah 14 bulan.
Komposisi pisang raja dapat dilihat pada tabel 2.1
Tabel 2.1 komposisi pisang raja
Komponen % berat
Karbohidrat
Protein
Kadar air
Lemak
Vitamin
31,8%
1,2%
65,8%
0,2%
Sumber : Direktorat Gizi Depertemen Kesehatan RI, 1979
2.4 Gula- gula karbohidrat
Pada umunya gula karbohidrat dibagi 3 kelompok:
1. Monosakarida
2. Disakarida
3. Polisakarida
1. Monosakarida(C6H12O6)
Monosakarida merupaka
digolongkan berdasarkan jumlah atom
Ini kemudian bergabung, menjadi misalnya aldoheksosa dan ketotriosa (wikipedia, 2010).
Selanjutnya, tiap atom karbon yang mengikat gugus hidroksil (kecuali pada kedua
ujungnya) bersifat
berlainan meskipun struktur dasarnya sama. disusun berlainan. Monosakarida meliputi
glukosa, galaktosa, fruktosa, manosa, dan lain-lain.
Gambar 2.1 Fruktosa, salah satu jenis monosakarida
2. Disakarida (C12H22O11)
Disakarida adalah karbohidrat yang tersusun dari 2 molekul monosakarida, yang
dihubungkan oleh ikatan glikosida. Ikatan glikosida terbentuk antara atom C suatu
akan menghasilkan 2 mol monosakarida. Berikut ini beberapa disakarida yang banyak
terdapat di alam. Disakarida melipu
Gambar 2.2 Struktur maltosa
3. Polisakarida (C12H22O11)
Polisakarida merupakan polimer monosakarida, mengandung banyak satuan
monosakarida yang dihubungkan oleh ikatan glikosida. Hidrolisis lengkap dari
polisakarida akan menghasilkan monosakarida. Glikogen dan amilum merupakan polimer
glukosa. Berikut beberapa polisakarida terpenting.
1.Selulosa
Selulosa merupakan polisakarida yang banyak dijumpai dalam dinding sel
pelindung seperti batang, dahan, daun dari tumbuh-tumbuhan. Selulosa merupakan
polimer yang berantai panjang dan tidak bercabang. Suatu molekul tunggal selulosa
merupakan polimer rantai lurus dari 1,4’-β-D-glukosa. Hidrolisis selulosa dalam HCl 4%
Gambar 2.3 Struktur selulosa
Dalam sistem pencernaan manusia terdapat enzim yang dapat memecahkan ikatan
α-glikosida, tetapi tidak terdapat enzim untuk memecahkan ikatan β-glikosida yang terdapat dalam selulosa sehingga manusia tidak dapat mencerna selulosa. Dalam sistem
pencernaan hewan herbivora terdapat beberapa bakteri yang memiliki enzim β-glikosida
sehingga hewan jenis ini dapat menghidrolisis selulosa.
2.Pati Amilum
Pati terbentuk lebih dari 500 molekul monosakarida. Merupakan polimer dari
glukosa. Pati terdapat dalam umbi-umbian sebagai cadangan makanan pada tumbuhan.
Jika dilarutkan dalam air panas, pati dapat dipisahkan menjadi dua fraksi utama, yaitu
amilosa dan amilopektin. Perbedaan terletak pada bentuk rantai dan jumlah monomernya.
Amilosa adalah polimer linier dari α-D-glukosa yang dihubungkan dengan ikatan
1,4-α. Dalam satu molekul amilosa terdapat 250 satuan glukosa atau lebih. Amilosa
membentuk senyawa kompleks berwarna biru dengan iodium. Warna ini merupakan uji
2.4 Struktur amilosa
Molekul amilopektin lebih besar dari amilosa. Strukturnya bercabang. Rantai
utama mengandung α-D-glukosa yang dihubungkan oleh ikatan 1,4'-α. Tiap molekul
glukosa pada titik percabangan dihubungkan oleh ikatan 1,6'-α.
Hidrolisis lengkap pati akan menghasilkan D-glukosa. Hidrolisis dengan enzim
tertentu akan menghasilkan dextrin dan maltosa (wikipedia, 2010).
2.5 Struktur amilopektin
2.5 Sirup Glukosa
Sirup glukosa adalah yang paling layak menggantikan gula. Sirup ini adalah
larutan cair sakarida nutritif yang telah dimurnikan dan dipekatkan dan larutan ini terdiri
Indonesia, sirup glukosa didefinisikan sebagai cairan jernih dan kental yang komponen
utamanya glukosa yang diperoleh dari hidrolisa pati.
Spesifikasi utama sirup glukosa yang diberikan oleh WHO, yaitu mempunyai
padatan kering minimal 70 %, dekstosa ekuivalen minimum 20 % dan 40 % sulfur
dioksida. Syarat mutu sirup glukosa dapat dilihat pada tabel 2.2.
Tabel 2.2 Syarat mutu sirup glukosa
Komponen Spesifikasi
Air
Abu (dasar kering)
Gula reduksi dihitung sebagai D-glukosa
Pati
Logam berbahaya (Pb,Cn, Zn)
Sulfurdioksida
Pemanis buatan
Maksimal 20 %
Maksimal 1 %
Minimum 30%
Tidak nyata
Negatif
Untuk kembang gula manis 400 ppm,
yang lainnya 40ppm
Negatif
(Sumber : SII 0418-81, BPOM medan)
Sampai saat ini peran gula sebagai pemanis masih didominasi oleh gula pasir
(sukrosa). Berdasarkan kenyataan tersebut, harus diusahakan alternatif bahan pemanis
selain sukrosa. Dewasa ini telah digunakan berbagai macam bahan pemanis alami dan
sintesis baik itu yang berkalori, rendah kalori, dan non kalori yang dijadikan alternatif
pengganti sukrosa seperti siklamat, aspartam, stevia, dan gula hasil hidrolisis pati. Contoh
gula hasil hidrolisis pati adalah sirup glukosa, fruktosa, dan maltosa.
Industri makanan dan minuman saat ini memiliki kecenderungan untuk
menggunakan sirup glukosa. Hal ini didasari oleh beberapa kelebihan sirup glukosa
dibandingkan sukrosa diantaranya sirup glukosa tidak mengkristal seperti halnya sukrosa
jika dilakukan pemasakan pada suhu tinggi, inti kristal tidak terbentuk sampai larutan
sirup glukosa mencapai kejenuhan 75% (Sa’id, 1987).
Sirup glukosa banyak digunakan dalam pembuatan industri makanan dan
2.5Pembuatan sirup glukosa 2.5.1 Deskripsi proses
Bahan baku yang digunakan untuk pembuatan sirup glukosa adalah pisang raja.
Dari gudang Bahan Baku (GB) dengan bantuan Belt conveyor (BC) buah pisang
diangkut kedalam Hammer Mill (HM) untuk menghaluskan pisang jadi bubur dengan
suhu 30oC, pada penghalusan ditambahkan air kedalam hammer mill dengan
perbandingan antara air dan bahan baku pisang sebanyak 1:1. Selanjutnya bubur pisang
di masukkan dalam Reaktor Hidrolisa (RH) dengan suhu reaksi 95oC dan tekanan 1 atm.
Dengan penambahan CaCl2 dan enzim Takatherm tujuannya adalah untuk memberi
kesempatan semua molekul pati agar dapat terhidrolisa secara optimal. Pada reaktor
hidrolisa terjadi reaksi dengan konversi 98 %.
Larutan pati dialirkan ke cooler (C-1) dengan suhu 60 oC untuk proses
pendinginan. Kemudian dipompakan ke reaktor kedua dengan suhu tangki 60 oC dengan
penambahan enzim Diazyme dan clarex, setelah itu dialirkan ke Filter Press (FP) dengan
suhu 60oC untuk memisahkan sirup glukosa dengan ampasnya, dan dialirkan ke
Evaporator (EV) untuk proses pemekatan dengan suhu 100oC , kemudian dipompakan
lagi ke Cooler kedua (C-2) untuk proses pendinginan dengan suhu 60 oC Selanjutnya
sirup glukosa pekat di masukkan dalam Tangki Produk (TP )
2.7 Sifat-sifat bahan
1. Pisang Raja
Komposisi :
1. Protein : 1 %
2. Air : 70%
3. Karbohidrat : 27-30 %
4. Lemak : 0.2-0.3 %
5. Warna pisang : kuning
2. Aquadest (H2O)
1. Berat molekul : 18,016 g/gmol
2. Titik lebur : 0 °C
3. Titik didih : 100 °C
4. Densitas (4°C) : 1 gr/ml
5. Spesifik graviti (4°C) : 1
6. Indeks bias : 1,33320°C
7. Merupakan zat cair yang tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa.
(Perry, 1999)
B. Sifat-sifat Kimia:
1. Terbentuk dari reaksi H2 dan O2.
2 H2 + O2 → 2 H2O
2. Pada fasa cair, setiap molekul terikat satu sama lain oleh ikatan hidrogen.
3. Merupakan zat cair polar dan pelarut yang baik untuk berbagai senyawa
polar, tetapi partikel-partikelnya dapat berdisosiasi membentuk ion.
4. Merupakan elektrolit lemah, dapat terionisasi membentuk H3O+ dan OH-.
2 H2O → H3O+ + OH
-5. Mampu menguraikan suatu garam menjadi asam dan basa pembentuknya.
NaCl + H2O → NaOH + HCl
6. Bukan merupakan zat pengoksidasi yang kuat, namun dapat mengoksidasi.
3 Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4 H2
7. Merupakan zat pereduksi lemah. Zat yang paling cepat direduksi adalah
fluorin, Klorin direduksi dengan sangat lambat dalam keadaan dingin.
2 Cl2 + 2 H2O → O2 + 4H+ + 4Cl
(Fessenden& Fessenden, 1992 )
3. Sirup glukosa
Komposisi:
1. Berat molekul : 180,16 gr/mol
2. Spesifik grafity : 1,544 gr/mol
3. boiling point : 146 0C
4. Berasa manis
6. Termasuk monosakarida
BAB III
NERACA MASSA
Hasil perhitungan neraca massa pada proses pembuatan Sirup Glukosa dengan
kapasitas produksi 3700 ton/tahun adalah sebagai berikut :
Basis perhitungan : 1 jam operasi
Waktu kerja pertahun : 330 hari
Satuan operasi : kg/jam
Kapasitas per jam : 1262,62 kg/jam
3.1 Hammer Mill (HM)
Fungsi : untuk menghancurkan dan menghaluskan pisang jadi bubur
Tabel 3.1 Neraca Massa pada Hammer Mill (HM-01)
Komponen
Alur masuk Alur keluar
Alur 1 (kg/jam) Alur 2 (kg/jam) Alur 3 (kg/jam)
Pati 401,5131 - 401,5131
Air 830,8039 1262,62 2093,4239
Protein 15,1514 - 15,1514
Lemak 2,5252 - 2,5252
Vitamin 12,6262 - 12,6262
KOH - 2,3568 2,3568
Sub total 1262,6198 1264,9768 2527,5966
3.2 Reaktor 1 (R-01)
Fungsi : Memberi kesempatan semua molekul pati dapat terhidrolisa menjadi dekstrin
Tabel 3.2 Neraca Massa Reaktor Hidrolisa
Komponen Alur masuk Alur keluar
Alur 3 (kg/jam) Alur 4 (kg/jam) Alur 5 (kg/jam) Alur 6 (kg/jam)
Pati 401,5131 - - 8,0675
Air 2093,4239 - - 2071,566
Protein 15,1514 - - 15,1514
Lemak 2,5252 - - 2,5252
Vitamin 12,6262 - - 12,6262
KOH 2,3568 - - 2,3568
Takatherm - 2,8058 - 2,8058
CaCl2 - - 2,8058 2,8058
Dekstrin - - - 415,2465
SubTotal 2527,5966 2,8058 2,8058 2533,1512
Total 2533,1512 2533,1512
3.3 Reaktor 2 (R-02)
Fungsi : Memberi kesempatan semua molekul dekstrin dapat terhidrolisa menjadi sirup
glukosa
Tabel 3.3 Neraca Massa Tangki Berpengaduk
Komponen Alur masuk Alur keluar
Alur 6 (kg/jam) Alur 7 (kg/jam) Alur 8 (kg/jam) Alur 9 (kg/jam)
Pati 8,0676 - - 8,0676
Air 2071,566 - - 2050,1478
Protein 15,1514 - - 15,1514
Lemak 2,5252 - - 2,5252
KOH 2,3568 - - 2,3568
Takatherm 2,8058 - - 2,8058
Diazyme - 0,7014 - 0,7014
Clarex - - 1,4029 1,4029
CaCl2 2,8058 - - 2,8058
Dekstrin 415,2735 - - 8,3277
Glukosa - - 428,364
Sub Total 2533,1512 0,7014 1,4029 2535,2826
Total 2535,2826 2535,2826
3.4 Filter Press (FP-01)
Fungsi : Memisahkan komponen padat dari campuran sirup glukosa
Tabel 3.4 Neraca Massa Filter Fress
Komponen Alur masuk Alur Keluar
Alur 9 (kg/jam) Alur 10 (kg/jam) Alur 11 (kg/jam)
Pati 8,0676 7,9062 0,1613
Air 2050,1478 41,0029 2009,1448
Protein 15,1514 14,8483 0,3030
Lemak 2,5252 2,4746 0,0505
Vitamin 12,6262 0,2524 12,3736
KOH 2,3568 2,3096 0,0471
Takatherm 2,8058 2,7496 0,0561
Diazyme 0,7014 0,6873 0,0140
Clarex 1,4029 1,3748 0,0280
CaCl2 2,8058 2,7496 0,0561
Dekstrin 8,3277 8,1611 0,1665
Glukosa 428,364 8,5673 419,8016
Sub Total 2535,2826 93,08 2442,2026
3.5 Evaporator (EV-101)
Fungsi : Tempat Memekatkan sirup Glukosa
Tabel 3.5 Neraca Massa Evaporator
Komponen Alur masuk Alur Keluar
Alur 11 (kg/jam) Alur 12 (kg/jam) Alur 13 (kg/jam)
Pati 0,1613 - 0,1613
Air 2009,1448 1968,9619 40,1829
Protein 0,3030 - 0,3030
Lemak 0,0505 - 0,0505
Vitamin 12,3736 - 12,3736
KOH 0,0471 - 0,0471
Takatherm 0,0561 - 0,0561
Diazyme 0,0140 - 0,0140
Clarex 0,0280 - 0,0280
CaCl2 0,0561 - 0,0561
Dekstrin 0,1665 - 0,1665
Glukosa 419,8016 - 419,8016
Sub Total 2442,2026 1968,9619 473,2407
BAB IV
NERACA ENERGI
Basis Perhitungan : 1 jam operasi
Satuan operasi : kJ/jam
Temperatur basis : 30 oC
[image:31.612.87.528.268.352.2]4.1 Hammer Mill (HM)
Tabel 4.1 Neraca Panas Pada Hammer Mill
Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (Kj/jam)
Alur 1 18193,3199 Alur 3 44575,8372
Alur 2 26382,5173
Total 44575,8372 44575,8372
4.2 Reaktor 1 (R-1)
Tabel 4.2 Neraca panas Reaktor Hidrolisa
Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)
Alur 3 44575,8372 Alur 6 611340,3223
Alur 4 28,1634
Alur 5 0,00054
Steam 613033,9012
P. Reaksi - 46297,58
[image:31.612.81.531.449.598.2]4.3 COOLER (C-1)
Tabel 4.3 Neraca panas pada Cooler
Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)
Alur 6 611340,3223 Alur 7 305332,08
P. Pendingin - 306008,2423
Total 611340,3223 611340,3223
[image:32.612.85.525.271.426.2]4.4 Reaktor 2 (R-2)
Tabel 4.4 Neraca panas pada Reaktor 2
Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)
Alur 7 305332,08 Alur 10 302526,1956
Alur8 7,0403
Alur 9 14,0817
Steam 41757,998
P. Reaksi - 44585,0801
Total 347111,2 347111,2
4.5 Filter Press (FP)
Tabel 4.5 Neraca panas pada Filter Press
Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)
Alur 10 302526,1956 Alur 11 7598,4997
Alur 12 294927,6959
[image:32.612.85.525.503.590.2]4.6 Evaporator (EV)
Tabel 4.6 Neraca Panas Pada Evaporator
Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)
Alur 12 302526,1956 Alur 13 619420,1067
Alur 14 13456,7806
Steam 330350,6917
Total 632876,8873 632876,8873
4.7 COOLER (C-2)
Tabel 4.7 Neraca panas pada Cooler
Masuk (kJ / jam) Keluar (kJ/ jam)
Alur 14 13456,7806 Alur 15 6667,5208
P.Pendingin 6789,2598
[image:33.612.85.530.311.396.2]BAB V
SPESIFIKASI PERALATAN
5.1 Gudang Penyimpanan Bahan Baku (GB)
Fungsi : Menyimpan bahan baku pisang sebelum diproses
Bentuk Bangunan : Gedung berbentuk persegi panjang ditutup atap
Bahan Konstruksi : Dinding : Batu Bata
: Lantai : Beton
: Atap : Asbes
-Jumlah : 1 Unit
Kondisi ruangan : Temperatur : 30oC
: Tekanan : 1 atm
Kondisi fisik :
-Panjang gudang = 2,6 m
-Lebar = 12 m
-Tinggi = 6 m
5.2 Belt Conveyer (BC)
Fungsi : Untuk mengangkut buah pisang ke Hammer Mill (HM)
Bahan kontruksi : Karet
Kapasitas yang diangkut : 1262,62 kg /jam
Lebar Belt : 3 ft = 1,05 m
Panjang Belt : 15 ft = 4,5 m
Tinggi Belt : 3,8 ft = 1,14 m
Horse Power : 0,1567 Hp
Hp motor : 0,1959
5.3 Hammer Mill (HM-01)
Fungsi : Untuk menghancurkan dan menghaluskan pisang jadi bubur
Laju bahan baku : 3030,288 kg/jam
Panjang : 11,6 ft = 3,5 m
Daya Bersih E : 34,47 Hp
5.4 Reaktor (R-01)
Fungsi : Untuk memberi kesempatan semua molekul pati dapat
terhidrolisa
Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi
Temperatur : 95oC
Tekanan : 1 atm
Laju alir : 5685,3882 kg/jam
Volume Reaktor : 11,2336 m3 9,3614 m3
Kondisi fisik :
- Diameter Tangki : 2,1208 m
- Tinggi Tangki : 3,358 m
- Tebal : 1/4 in
Jenis pengaduk : Propeller
Untuk propeller standar (Geankoplis,1997), diperoleh :
Da/Dt = 1/3 ; Da = 1/3 x 2,1208 m = 0,7006 m
C/Dt = 1/3 ; C = 1/3 x 2,1208 m = 0,7006 m
L/Da = 1/4 ; L = 1/4 x 0,7006 m = 0,1751 m
W/Da = 1/5 ; W = 1/5 x 0,7006 m = 0,1401 m
J/Dt = 1/10 ; J = 1/10 x 2,1208 m = 0,2120
Digunakan motor penggerak dengan daya, 0,1502 Hp = ¼ hp
5.5 Cooler (E-101)
Fungsi : Menurunkan temperatur campuran sebelum dialirkan ke filter press
Jumlah : 1 unit
Diameter luar : ¾ in
BWG : 18
Pitch : 15/16 triangular pitch
Panjang tube : 20 ft
Jumlah tube : 65,0296 buah
Diameter shell : 12 in
5.6 Reaktor (R-02)
Fungsi : Untuk memberi kesempatan semua molekul pati dapat
terhidrolisa
Bentuk : silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal
Jumlah : 4 unit
Jenis : Reaktor alir tangki berpengaduk
Kondisi operasi :
Temperatur : 60oC
Tekanan : 1 atm
Volume Reaktor : 225,2488 m3
Kondisi fisik :
-Diameter Tangki : 5,3482 m
-Tinggi Tangki : 7,1309 m
Jenis pengaduk : Propeller
Untuk propeller standar (Geankoplis,1997), diperoleh :
Da/Dt = 1/3 ; Da = 1/3 x 5,3482 m = 1,7827 m
C/Dt = 1/3 ; C = 1/3 x 5,3482 m = 1,7827 m
L/Da = 1/4 ; L = 1/4 x 1,7827 m = 0,4456 m
W/Da = 1/5 ; W = 1/5 x 1,7827 m = 0,3565 m
J/Dt = 1/10 ; J = 1/10 x 5,3482 m = 0,5348 m
5.7 Filter Press (FP-01)
Fungsi : Memisahkan komponen padat dari campuran hasil reaksi
Jenis : silinder vertikal dengan tutup ellipsoidal
Material : kanvas
Jumlah : 2 unit
Kondisi fisik :
Volume tangki : 4,9297 m3
Diameter tangki : 1,7739 m
Tinggi tangki : 5,3217 m
Tebal shell tangki : 0,1905 in
5.8 Evaporator (EV-101)
Fungsi : Tempat memekatkan larutan
Jenis : 1 – 2 shell and tube
Jumlah : 1
Kondisi fisik :
Laju umpan masuk : 2442,2026 kg/jam
Volume tangki : 21,7084 m3
Diameter tangki : 2,6417 m
Tinggi tangki : 3,5222 m
Tebal tutup : 0,2003 in
Tinggi tutup : 0, 6604 m
5.9 Tangki Penyimpanan Sirup Glukosa (TP)
Fungsi : Untuk menyimpan sirup glukosa
Bentuk : Silinder vertikal dengan tutup ellipsoidal
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi
Temperatur : 60oC
Tekanan : 1 atm
Volume Tangki : 63,6278 m3
Diameter : 3,7806 m
Tinggi Tangki : 5,0408 m
Tebal tutup atas yang digunakan = ½ in
5.10 Cooler (E-102) temperatur campuran sebelum dialirkan ke Tangki Produk
Jumlah : 1 unit
Jenis : 1-2 Shell and tube
Diameter luar : 1 1/4 in
BWG : 18
Pitch : 19/16 triangular pitch
Panjang tube : 20 ft
Jumlah tube : 105,22 buah
Diameter shell : 12 in
5.11 Pompa 1 (P-101)
Fungsi : Memompakan bubur pati dari hammer mill ke tangki hidrolisa
Jenis : Centrifugal pump
Jumlah : 1 unit
Bahan Konstruksi : commercial steel
Kondisi operasi :
Temperatur : 30 0C
Daya motor = 1/4 hp
5.12 Pompa 2 (P-102)
Fungsi : Memompakan bubur pati dari Reaktor 1 ke Cooler
Jenis : Centrifugal pump
Jumlah : 1 unit
Bahan Konstruksi : commercial steel
Kondisi operasi :
Daya motor = 1/4 hp
5.13 Pompa 3 (P-103)
Fungsi : Memompakan bubur pati dari Cooler ke Reaktor 2
Jenis : Centrifugal pump
Jumlah : 1 unit
Bahan Konstruksi : commercial steel
Kondisi operasi :
Temperatur : 60 0C
Daya motor = 1/4 hp
5.14 Pompa 4 (P-104)
Fungsi : Memompakan bubur pati dari Reaktor 2 ke Filter Press
Jenis : Centrifugal pump
Jumlah : 1 unit
Bahan Konstruksi : commercial steel
Kondisi operasi :
Temperatur : 60 0C
Daya motor = 1/4 hp
5.15 Pompa 5(P-105)
Fungsi : Memompakan bubur pati dari Filter Press ke Evaporator
Jenis : Centrifugal pump
Jumlah : 1 unit
Bahan Konstruksi : commercial steel
Kondisi operasi :
Temperatur : 60 0C
5.16 Pompa 6 (P-106)
Fungsi : Memompakan bubur pati dari Evaporator ke Cooler
Jenis : Centrifugal pump
Jumlah : 1 unit
Bahan Konstruksi : commercial steel
Kondisi operasi :
Temperatur : 100 0C
Daya motor = 1/4 hp
BAB VI
INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA
6.1 Instrumentasi
Instrumen adalah suatu alat yang dipakai di dalam suatu proses kontrol untuk
mengatur jalannya proses agar diperoleh hasil sesuai dengan yang diharapkan. Dalam
suatu pabrik kimia, pemakaian instrumen merupakan suatu hal yang sangat penting
karena dengan adanya rangkaian instrumen tersebut maka operasi semua peralatan yang
ada di dalam pabrik dapat dimonitor dan dikontrol dengan cermat, mudah dan efisien,
sehingga kondisi operasi selalu berada dalam kondisi yang diharapkan. Namun pada
dasarnya, tujuan pengendalian tersebut adalah agar kondisi proses di pabrik mencapai
tingkat kesalahan (error) yang paling minimum sehingga produk dapat dihasilkan secara
optimal (Perry, 1999).
Fungsi instrumen adalah sebagai pengontrol, penunjuk (indicator), pencatat
(recorder), dan pemberi tanda bahaya (alarm). Instrumen bekerja dengan tenaga mekanik
atau tenaga listrik dan pengontrolannya dapat dilakukan secara manual atau otomatis.
Instrumen digunakan dalam industri kimia untuk mengukur variabel-variabel proses
seperti temperatur, tekanan, densitas, viskositas, panas spesifik, konduktifitas, pH,
kelembaman, titik embun, tinggi cairan (liquid level), laju alir, komposisi, dan moisture
content. Instrumen-instrumen tersebut mempunyai tingkat batasan operasi sesuai dengan
kebutuhan pengolahan (Timmerhaus, 2004).
Variabel-variabel proses yang biasanya dikontrol/diukur oleh instrumen adalah
(Considine,1985):
1. Variabel utama, seperti temperatur, tekanan, laju alir, dan level cairan.
2. Variabel tambahan, seperti densitas, viskositas, panas spesifik, konduktivitas, pH,
humiditas, titik embun, komposisi kimia, kandungan kelembaban, dan variabel
lainnya.
Secara umum, kerja dari alat-alat instrumen dapat dibagi dalam dua bagian yaitu
operasi secara manual dan operasi secara otomatis. Penggunaan instrumen pada suatu
peralatan proses bergantung pada pertimbangan ekonomis dari sistem peralatan itu
dipasang pada peralatan proses (manual control) atau disatukan dalam suatu ruang
kontrol yang dihubungkan dengan bagian peralatan (automatic control). (Perry,1999).
Menurut sifatnya konsep dasar pengendalian proses ada dua jenis, yaitu:
Pengendalian secara manual
Tindakan pengendalian yang dilakukan oleh manusia. Sistem pengendalian ini
merupakan sistem yang ekonomis karena tidak membutuhkan begitu banyak
instrumentasi dan instalasi. Namun pengendalian ini berpotensi tidak praktis dan tidak
aman karena sebagai pengendalinya adalah manusia yang tidak lepas dari kesalahan.
Pengendalian secara otomatis
Berbeda dengan pengendalian secara manual, pengendalian secara otomatis
menggunakan instrumentasi sebagai pengendali proses, namun manusia masih terlibat
sebagai otak pengendali. Banyak pekerjaan manusia dalam pengendalian secara
manual diambil alih oleh instrumentasi sehingga membuat sistem pengendalian ini
sangat praktis dan menguntungkan.
Hal-hal yang diharapkan dari pemakaian alat-alat instrumentasi adalah:
Kualitas produk dapat diperoleh sesuai dengan yang diinginkan
Pengoperasian sistem peralatan lebih mudah
Sistem kerja lebih efisien
Penyimpangan yang mungkin terjadi dapat diketahui dengan cepat
Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam instrumen-instrumen adalah
(Timmerhaus,2004):
1. Range yang diperlukan untuk pengukuran
2. Level instrumentasi
3. Ketelitian yang dibutuhkan
4. Bahan konstruksi instrumen, dan
5. Pengaruh pemasangan instrumentasi pada kondisi proses
6.2 Tujuan Pengendalian
Tujuan perancangan sistem pengendalian dari pabrik pembuatan Sirup Glukosa
dengan proses Hidrolisis Pati demi keamanan operasi pabrik yang mencakup:
• Mempertahankan variabel-variabel proses seperti temperatur dan tekanan tetap
• Mendeteksi situasi berbahaya kemungkinan terjadinya kebocoran alat, karena beberap zat yang digunakan pada pabrik pembuatan Sirup ini berbahaya bagi
manusia. Pendeteksian dilakukan dengan menyediakan alarm dan sistem
penghentian operasi secara otomatis (automatic shut down systems).
• Mengontrol setiap penyimpangan operasi agar tidak terjadi kecelakaan kerja
maupun kerusakan pada alat proses.
Instrumentasi yang umum digunakan pada pabrik adalah:
• Temperature Controller (TC)
• Level Controller (LC)
• Flow Controller (FC)
• Pressure Controller (PC)
Pada pabrik pembuatan pabrik sirup glukosa dari pisang inntrumen yang
digunakan :
• Pengontrol temperatur, digunakan pada evaporator dan cooler.
• Pengontrol tinggi cairan, digunakan pada tangki.
• Pengontrol laju alir yang digunakan pada pompa.
[image:43.612.82.531.493.666.2]• Pengontrol tekanan digunakan pada evaporator
Tabel 6.1 Daftar instrumentasi pada pra rancangan pabrik pembuatan sirup glukosa dari
Pisang Raja
No Nama Alat Jenis Intrumentasi
1 Tangki Produk Level Controller (LC)
2 Pompa Flow Controller (FC)
3 Evaporator Temperature Controller (TC)
Pressure Controller (PC)
4 Reaktor Temperature Controller (TC)
Presure Controller (PC)
6.3 Keselamatan Kerja Pada Pabrik Pembuatan Sirup Glukosa Dari Pisang
Keselamatan kerja merupakan bagian dari kelangsungan produksi pabrik, oleh
karena itu aspek ini harus diperhatikan secara serius dan terpadu. Untuk itu perlu
diperhatikan cara pengendalian keselamatan kerja dan keamanan pabrik pada saat
perancangan dan saat pabrik beroperasi.
Segala pedoman pokok dalam usaha penanggulangan masalah kerja, Pemerintah
Republik Indonesia telah mengeluarkan Undang-Undang Keselamatan Kerja pada
tanggal 12 Januari 1970. Makin tingi tingkat keselamatan kerja dari suatu pabrik maka
makin meningkat pula aktivitas kerja pada karyawan. Hal ini disebabkan oleh
keselamatan kerja yang sudah terjamin dan suasana kerja yang menyenangkan.
Untuk mencapai hal tersebut menjadi tanggung jawab dan kewajiban perancang
pabrik untuk merencanakanya. Hal-hal yang perlu dipertimbangkan dalam perancangan
pabrik untuk menjamin adanya keselamatan kerja adalah sebagai berikut :
• Adanya penerangan yang cukup dan sistem pertukaran udara yang baik.
• Penanganan dan pengangkutan bahan harus seminimal mungkin.
• Setiap ruang gerak harus aman dan tidak licin.
• Jarak antar mesin-mesin dan peralatan lain cukup luas.
• Setiap mesin dan peralatan lainya harus dilengkapi alat pencegah.
kebakaran
• Tanda-tanda pengaman harus dipasang pada setiap tempat yang
berbahaya.
• Penyediaan fasilitas pengungsian bila terjadi kebakaran.
Dalam rancangan pabrik pembuatan sirup glukosa dari pisang, usaha-usaha
pencegahan terhadap bahaya-bahaya yang mungkin terjadi, hal-hal yang perlu dilakukan
adalah :
6.3.1 Pencegahan terhadap Kebakaran dan Peledakan
• Alarm dipasang pada tempat yang penting dan strategis, di laboratorium
• Peralatan pabrik yang berupa tangki dibuat man hole dan hand hole yang cukup untuk pemeriksaan.
• Sietem perlengkapan energi seperti pipa bahan bakar, saluran udara,
saluran steam, dan air dibedakan warnanya dan letaknya tidak menggangu
gerakan karyawan.
• Mobil pemadam kebakaran yang ditempatkan di fire station setiap saat
dalam keadaan siaga.
• Bahan- bahan yang mudah terbakar dan meledak harus disimpan dalam
tempat yang aman dan dikontrol secara teratur.
6.3.2 Peralatan Perlindungan Diri
• Pakaian dan perlengkapan perlindungan.
• Sepatu pengaman.
• Pelindung mata.
• Masker udara.
• Sarung tangan.
6.3.3 Keselamatan kerja terhadap listrik
• Setiap instalasi dan alat-alat listrik harus diamankan dengan pemakaian
sekring atau pemutus arus listrik otomatis lainya.
• Sistem perkabelan listrik harus dirancang terpadu dengan tata letak pabrik
untuk menjaga keselamatan dan kemudahan jika harus dilakukan
perbaikan.
• Penempatan dan pemasangan motor-motor listrik tidak boleh menggangu
lalu lintas pekerja.
• Memasang papan tanda larangan yang jelas pada daerah sumber tegangan
tinggi.
• Isolasi kawat hantaran listrik harus disesuaikan dengan keperluan.
• Setiap peralatan yang menjulang tinggi harus dilengkapi dengan alat
• Kabel-kabel listrik yang letaknya berdekatan dengan alat-alat yang bekerja pada suhu tinggi harus diisolasi secara khusus.
6.3.4 Pencegahan terhadap gangguan Kesehatan
• Setiap karyawan diwajibkan memakai pakaian kerja selama berada di
dalam lokasi pabrik.
• Dalam menangani bahan-bahan kimia yang berbahaya, karyawan
diharuskan memakai sarung tangan karet serta panutup hidung dan mulut.
• Bahan-bahan kimia yang selama pembuatan, pengelolaan, pengangkutan,
penyimpanan dan penggunanya dapat menimbulkan ledakan, kebakaran,
korosi maupun gangguan terhadap kesehatan harus ditangani secara
cermat.
• Poliklinik yang memadai disediakan di lokasi pabrik.
6.3.5 Pencegahan terhadap Bahaya Mekanis
• Alat-alat dipasang dengan penahan alat yang cukup berat untuk mencegah
kemungkinan terguling atau terjatuh.
• Sistem ruang gerak karyawan dibuat cukup lebar dan tidak menghambat
kegiatan karyawan.
• Jalur perpipaan sebaiknya berada diatas permukaan tanah atau 3,5 m bila
diluar gedung agar tidak menghalangi kendaraan yang lewat.
• Letak alat diatur sedemikian rupa sehingga para operator dapat bekerja
dengan tenang dan tidak akan menyulitkan apabila ada perbaikan atau
pembongkaran.
• Pada alat-alat yang bergerak atau berputar harus diberi tutup pelindung
BAB VII
UTILITAS
Utilitas merupakan unit penunjang kelancaran suatu proses produksi pabrik. Oleh
karena itu, unit-unit harus dirancang sedemikian rupa sehingga dapat menjamin
kelangsungan operasi suatu pabrik.
Berdasarkan kebutuhannya, utilitas pabrik Sirup Glukosa diklasifikasikan sebagai berikut
:
1. Kebutuhan Air
Kebutuhan air ini terdiri dari:
Kebutuhan air proses
Kebutuhan uap (steam)
Kebutuhan air pendingin
Air untuk berbagai kebutuhan
2. Kebutuhan Bahan Kimia untuk utilitas
3. Kebutuhan Tenaga Listrik
4. Kebutuhan Bahan Bakar
5. Unit Pengolahan Limbah
7.1 Kebutuhan Air
Dalam proses produksi, air memegang peranan penting, baik untuk kebutuhan
proses maupun kebutuhan domestik. Kebutuhan air suatu pabrik meliputi air proses, uap
(steam), air pendingin, dan air untuk berbagai kebutuhan. Kebutuhan air pada pabrik
• Kebutuhan Air Proses
Perhitungan kebutuhan air proses pada pabrik Sirup glukosa yang diperoleh dari
[image:48.612.103.458.156.227.2]lampiran A dapat dilihat pada Tabel 7.1 di bawah ini :
Tabel 7.1 Kebutuhan air proses pada berbagai alat
No. Nama Alat Kode Alat Kebutuhan (kg/jam)
1. Hammer mill HM-01 1262,62
Total 1262,62
Tambahan untuk faktor keamanan diambil sebesar 30 % (Perry, 1999) maka
Total air yang dibutuhkan = (1 + faktor keamanan) x Kebutuhan air proses
= (1,3) x 1262,62 kg/jam = 1641,406 kg/j am.
• Kebutuhan Uap (Steam)
Uap digunakan dalam pabrik sebagai media pemanas alat-alat perpindahan panas.
Steam diproduksi dalam ketel. Perhitungan kebutuhan steam pada pabrik pembuaatn
Sirup glukosa yang diperoleh dari LB.2, LB.4, LB.6 dapat dilihat pada Tabel 7.2 di
bawah ini :
Tabel 7.2 Kebutuhan Uap sebagai media pemanas pada berbagai alat
No. Nama Alat Kode Alat Kebutuhan (kg/jam)
1.
2.
3.
Tangki Reaktor Hidrolisa
Tangki Reaktor Berpengaduk
Evaporator
R – 01
R – 02
EV – 101
260,069
17,7145
140,1412
Total 417,9247
Tambahan untuk faktor keamanan diambil sebesar 30 % (Perry, 1999) maka :
Total steam yang dibutuhkan = (1 + faktor keamanan) x Kebutuhan uap
= (1,3) x 417,9247 kg/jam = 543,3021 kg/j am.
Diperkirakan 80% kondensat dapat digunakan kembali (Evans,1978), sehingga:
Kondensat yang digunakan kembali = 80% × 543,3021 kg/jam
= 434,6412 kg/jam
Kebutuhan air tambahan untuk ketel = 20% × 543,3021 kg/jam
• Kebutuhan Air Pendingin
Perhitungan kebutuhan air pendingin pada pabrik sirup glukosa dari pisang yang
[image:49.612.106.482.155.247.2]diperoleh dari LB.3, LB.7 dapat dilihat pada Tabel 7.3 di bawah ini :
Tabel 7.3 kebutuhan Air Pendingin pada Berbagai Alat
No. Nama Alat Kode Alat Kebutuhan (kg/jam)
1.
2.
Cooler I
Cooler II
E – 101
E – 102
3011,8921
66,8234
Total 3078,7155
Air pendingin bekas digunakan kembali setelah didinginkan dalam menara
pendingin air. Dengan menganggap terjadi kehilangan air selama proses sirkulasi, maka
air tambahan yang diperlukan adalah jumlah air yang hilang karena penguapan, drift loss,
dan blowdown (Perry, 1999).
Air yang hilang karena penguapan dapat dihitung dengan persamaan ;
We = 0,00085 Wc (Pers.12-10, Perry, 1999)
Dimana :
Wc = Jumlah air pendingin yang diperlukan =
3078,7155 kg/jam
T1 = Temperatur air pendingin masuk = 30 oC = 86 oF
T2 = Temperatur air pendingin keluar = 55 oC = 131 oF
Maka :
We = 0,00085 x 3078,7155 x (55-30) = 65,4227 kg/jam
Air yang hilang karena drift loss biasanya 0,1 – 0,2 % dari air pendingin yang masuk ke
menara air (Perry, 1999). Diperkirakan drift loss 0,2 %, maka :
Wd = 0,002 x 65,4227 = 0,1308 kg/jam
Air yang hilang blowdown bergantung pada jumlah siklus sirkulasi air pendingin,
biasanya antara 3 – 5 siklus (Perry, 1999). Diperkirakan 5 siklus, maka :
Wb = 65,4227 16, 3556 /
1 5 1
e
W
kg jam
Sehingga air tambahan yang diperlukan = We + Wd + Wb
= 65,4227 kg/jam + 0,1308 +16, 3556 kg/jam
= 81,9091 kg/jam
• Air untuk berbagai kebutuhan
a. Kebutuhan air domestik
Kebutuhan air domestik untuk tiap orang/shift adalah 40–100 ltr/hari
(Metcalf, 1991). Diambil 80 liter/hari = 3,33 liter/jam
ρair pada 30oC = 995,68 kg/m3 ; Jumlah karyawan = 100 orang
Maka total air domestik = 3,33 liter/jam × 100
= 333 ltr/jam × 0,99568 kg/liter = 331,56 kg/jam
b. Kebutuhan air laboratorium
Kebutuhan air untuk laboratorium adalah 1000 – 1800 ltr/hari
(Metcalf dan Eddy, 1991), Maka diambil 1500 ltr/hari = 62,230 kg/jam.
c. Kebutuhan air kantin dan tempat ibadah
Kebutuhan air untuk kantin dan rumah ibadah adalah 40 – 120 liter/hari
(Metcalf dan Eddy, 1991), Maka diambil 120 liter/hari = 5 liter/jam
ρair pada 30oC= 995,68 kg/m3 ; Pengunjung rata – rata = 70 orang.
Maka total kebutuhan airnya = 5 × 70 = 350 ltr/jam × 0,99568 kg/liter
= 348,488 kg/jam
d. Kebutuhan air poliklinik
Kebutuhan air untuk poliklinik adalah 400 – 600 ltr/hari.
(Metcalf dan Eddy, 1991), Maka diambil 400 ltr/hari = 24,892 kg/liter
Tabel 7.4 Pemakaian Air Untuk Berbagai Kebutuhan
Tempat Jumlah (kg/jam)
Domestik 331,56
Laboratorium 62,230
Kantin dan tempat ibadah 348,4880
Poliklinik 24,892
Maka total kebutuhan air yang diperlukan pada pengolahan awal tiap jamnya
adalah :
= air tambahan proses + air tambahan pendingin + air tambahan ketel + air untuk
berbagai kebutuhan
= 1641,406 + 81,9091 + 108,6604 + 767,1784 = 2599,1539 kg/jam.
Sumber air untuk pabrik sirup glukosa dari pisang ini adalah dari Sungai Musi,
Propinsi Sumatera Selatan dengan debit air 5,421 m3/detik. Adapun kualitas air Sungai
[image:51.612.92.512.255.591.2]Musi dapat dilihat pada tabel 7.4 sebagai berikut.
Tabel 7.4 Kualitas Air Sungai Musi, Sumatera Selatan
Parameter Satuan Kadar
Suhu Kekeruhan pH Ammonium Aluminum Besi terlarut Kesadahan : Kalsium Magnesium Seng Timbal Mangan Timah Sianida Bikarbonat Karbonat Klorida Nitrat Nitrit Pospat Sulfat CO2 bebas
°C NTU
mg/L mg/L mg/L
mg/L CaCO3
mg/L CaCO3
mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L ± 28 146 7,7 0,34 0,4 0,79 93,5 55,8 0,1 - 0,6 0,005 0,008 370,1 - 20,5 0,11 0,03 0,4 6 32,1
(Sumber: data hasil rata-rata tahunan pemantauan kualitas air [BPSDA-Propinsi
7.2 Unit Pengolahan Air
Kebutuhan air untuk pabrik Sirup glukosa dari pisang diperoleh dari sungai Musi
yang terletak di kawasan pabrik. Untuk menjamin kelangsungan penyediaan air, maka di
lokasi pengambilan air dibangun fasilitas penampungan air (water reservoar) yang juga
merupakan tempat pengolahan awal air sungai. Pengolahan ini meliputi penyaringan
sampah dan kotoran yang terbawa bersama air. Selanjutnya air dipompakan ke lokasi
pabrik untuk diolah dan digunakan sesuai dengan keperluannya. Pengolahan air di pabrik
terdiri dari beberapa tahap, yaitu (Degremont, 1991) :
1. Screening
2. Sedimentasi
3. Koagulasi dan flokulasi
4. Filtrasi
5. Demineralisasi
6. Deaerasi
7.2.1 Screening
Tahap screening merupakan tahap awal dari pengolahan air. Adapun tujuan
screening adalah (Degremont, 1991):
- Menjaga struktur alur dalam utilitas terhadap objek besar yang mungkin merusak
fasilitas unit utilitas.
- Memudahkan pemisahan dan menyingkirkan partikel-partikel padat yang besar yang
terbawa dalam air sungai.
Pada tahap ini, partikel yang besar akan tersaring tanpa bantuan
bahan kimia. Sedangkan partikel-partikel yang lebih kecil akan terikut bersama air
menuju unit pengolahan selanjutnya.
7.2.2 Sedimentasi
Setelah air disaring pada tahap screening, di dalam air tersebut masih terdapat
partikel-partikel padatan kecil yang tidak tersaring pada screening. Untuk menghilangkan
padatan-padatan tersebut, maka air yang sudah disaring tadi dimasukkan ke dalam bak
7.2.3 Koagulasi dan Flokulasi
Koagulasi dan flokulasi merupakan proses penghilangan kekeruhan di dalam air
dengan cara mencampurkannya dengan larutan Al2(SO4)3 dan Na2CO3 (soda abu).
Larutan Al2(SO4)3 berfungsi sebagai koagulan utama dan larutan Na2CO3 sebagai bahan
koagulan tambahan yaitu berfungsi sebagai bahan pambantu untuk mempercepat
pengendapan dan penetralan pH. Pada bak clarifier, akan terjadi proses koagulasi dan
flokulasi. Tahap ini bertujuan menyingkirkan Suspended Solid (SS) dan koloid
(Degremont, 1991) :
Koagulan yang biasa dipakai adalah alum. Reaksi hidrolisis akan terjadi menurut
reaksi :
M3+ + 3H2O M(OH)3 + 3 H+
Dalam hal ini, pH menjadi faktor yang penting dalam penyingkiran koloid. Kondisi
pH yang optimum penting untuk terjadinya koagulasi dan terbentuknya flok-flok
(flokulasi). Koagulan yang biasa dipakai adalah larutan alum Al2(SO4)3. Sedangkan
pengatur pH dipakai larutan soda abu Na2CO3 yang berfungsi sebagai bahan pembantu
untuk mempercepat pengendapan dan penetralan pH. Dua jenis reaksi yang akan terjadi
adalah (Degremont, 1991) :
Al2(SO4)3 + 6 Na2CO3 + 6H2O 2Al(OH)3↓ + 12Na+ + 6HCO3- + 3SO43-
2Al2(SO4)3 + 6 Na2CO3 + 6H2O 4Al(OH)3↓ + 12Na+ + 6CO2 + 6SO4
3-Reaksi koagulasi yang terjadi :
Al2(SO4)3 + 3H2O + 3Na2CO3 2Al(OH)3 + 3Na2SO4 + 3CO2
Selain penetralan pH, soda abu juga digunakan untuk menyingkirkan kesadahan
permanent menurut proses soda dingin menurut reaksi (Degremont, 1991)
CaCl2 + Na2CO3 2NaCl + CaCO3
Selanjutnya flok-flok yang akan mengendap ke dasar clarifier karena gaya
gravitasi, sedangkan air jernih akan keluar melimpah (overflow) yang selanjutnya akan
masuk ke penyaring pasir (sand filter) untuk penyaringan.
Pemakaian larutan alum umumnya hingga 50 ppm terhadap jumlah air yang akan
diolah, sedangkan perbandingan pemakaian alum dan abu soda = 1 : 0,54 (Crities, 2004).
Perhitungan alum dan abu soda yang diperlukan :
Total kebutuhan air = 2599,1539 kg/jam
Pemakaian larutan alum = 50 ppm
Pemakaian larutan soda abu = 0,54 × 50 = 27 ppm
Larutan alum Al2(SO4)3 yang dibutuhkan = 50.10-6 × 2599,1539 = 0,12 kg/jam
Larutan abu soda Na2CO3 yang dibutuhkan = 27.10-6 × 2599,1539 = 0,070 kg/jam
7.2.4 Filtrasi
Filtrasi dalam pemurnian air merupakan operasi yang sangat umum dengan tujuan
menyingkirkan Suspended Solid (SS), termasuk partikulat BOD dalam air (Metcalf &
Eddy, 1991).
Material yang digunakan dalam medium filtrasi dapat bermacam-macam : pasir,
antrasit (crushed anthracite coal), karbon aktif granular (Granular Carbon Active atau
GAC), karbon aktif serbuk (Powdered Carbon Active atau PAC) dan batu garnet.
Penggunaan yang paling umum dipakai di Afrika dan Asia adalah pasir dan gravel
sebagai bahan filter utama, menimbang tipe lain cukup mahal (Kawamura, 1991).
Unit filtrasi dalam pabrik pembuatan Sirup Glukosa menggunakan media filtrasi
granular (Granular Medium Filtration) sebagai berikut :
1. Lapisan atas terdiri dari pasir hijau (green sand). Lapisan ini bertujuan memisahkan
flok dan koagulan yang masih terikut bersama air. Lapisan yang digunakan setinggi
20 in (50,8 cm).
2. Untuk menghasilkan penyaringan yang efektif, perlu digunakan medium berpori
misalnya atrasit atau marmer. Untuk beberapa pengolahan dua tahap atau tiga tahap
pada pengolahan effluent pabrik, perlu menggunakan bahan dengan luar permukaan
ataupun Granular Active Carbon/GAC) (Degremont, 1991). Pada pabrik ini,
digunakan antrasit setinggi 10 in (25,4 cm).
3. Lapisan bawah menggunakan batu kerikil/gravel setinggi 16 in (40,64 cm) (Metcalf
& Eddy, 1991).
Bagian bawah alat penyaring dilengkapi dengan strainer sebagai penahan. Selama
pemakaian, daya saring sand filter akan menurun. Untuk itu diperlukan regenerasi secara
berkala dengan cara pencucian balik (back washing). Dari sand filter, air dipompakan ke
Bak Penampungan sebelum didistribusikan untuk berbagai kebutuhan.
Untuk air domestik, laboratorium, kantin, dan tempat ibadah, serta poliklinik,
dilakukan proses klorinasi, yaitu mereaksikan air dengan klor untuk membunuh
kuman-kuman di dalam air. Klor yang digunakan biasanya berupa kaporit, Ca(ClO)2.
Perhitungan kebutuhan kaporit, Ca(ClO)2 :
Total kebutuhan air yang memerlukan proses klorinasi = 767,1784 kg/jam
Kaporit yang digunakan direncanakan mengandung klorin 70 %
Kebutuhan klorin = 2 ppm dari berat air
Total kebutuhan kaporit = (2.10-6 × 767,1784)/0,7 = 0,0022 kg/jam
7.2.5 Demineralisasi
Air untuk umpan ketel dan proses harus murni dan bebas dari garam-garam
terlarut. Untuk itu perlu dilakukan proses demineralisasi, dimana alat demineralisasi
dibagi atas :
a. Penukar kation
Berfungsi untuk mengikat logam – logam alkali dan mengurangi kesadahan air yang
digunakan. Proses yang terjadi adalah pertukaran antara kation Ca, Mg, dan Mn yang
larut dalam air dengan kation hidrogen dan resin. Resin yang digunakan bertipe gel
dengan merek IR–22 (Lorch, 1981).
Reaksi yang terjadi :
2H+R + Ca2+ Ca2+R + 2H+
2H+R + Mg2+ Mg2+R + 2H+
Untuk regenerasi dipakai H2SO4 dengan reaksi :
Ca2+R + H2SO4 CaSO4 + 2H+R
Mg2+R + H2SO4 MgSO4 + 2H+R
Mn2+R + H2SO4 MnSO4 + 2H+R
Perhitungan kesadahan kation :
Air Sungai Musi mengandung kation Fe2+, NH4+, Al3+, Zn2+, Mn2+, Pb2+, Ca2+, dan Mg2+
masing-masing 0,79 mg/L, 0,34 mg/L, 0,4 mg/L, 0,1 mg/L, 0,6 mg/L, 0 mg/L, 93,5
mg/L, dan 55,8 mg/L (Tabel 7.4).
Total kesadahan kation = (0,79 + 0,34 + 0,4 + 0,1 + 0,6 + 0+ 93,5 + 55,8) mg/L
= 151,53 mg/L = 0,15153 g/L
Jumlah air yang diolah = 108,6604 kg/jam
= 3
3 108,6604 kg/jam
1000 L/m
995,5 kg/m × = 108,7147 L/jam
Kesadahan air = 0,15153 gr/L ×108,7147 L/jam × 24 jam/hari × 10-3 kg/gr
= 0,3953 kg/hari
Ukuran Cation Exchanger
Jumlah air yang diolah = 108,6604 kg/jam
Dari Tabel 12.4, The Nalco Water Handbook, 1988 diperoleh :
- Diameter penukar kation = 2 ft – 0 in
- Luas penampang penukar kation = 3,14 ft2
- Jumlah penukar kation = 1 unit
Volume resin yang diperlukan
Total kesadahan air = 0,3953 kg/hari
Dari Tabel 12.2, Nalco, 1988, diperoleh :
- Kapasitas resin = 20 kgr/ft3
- Kebutuhan regenerant = 6 lb H2SO4/ft3 resin
Kebutuhan resin =
3
0,3953 kg/hari
20 kg/ft = 0,01976 ft 3
/hari
Tinggi resin = 0,01976
3,14
Tinggi minimum resin 30 in = 2,5 ft (Tabel 12.4, Nalco, 1988)
Sehingga volume resin yang dibutuhkan = 2,5 ft × 3,14 ft2 = 7,85 ft3
Waktu regenerasi =
3 3
7,85 ft 20 kg/ft 0,3953 kg/hari
× = 397,16 hari
Kebutuhan regenerant H2SO4 = 0,3953 kg/hari ×
3 3
kgr/ft 20
lb/ft 6
= 0,1185 lb/hari = 0,0022 kg/jam
Perhitungan kesadahan anion :
Perhitungan Kesadahan Anion
Air Sungai Musi, mengandung Anion : nitrat, nitrit, pospat, Cl-, SO42-, CN-, CO32-,
masing-masing 0,11 mg/L, 0,03 mg/L, 0,4 mg/L, 20,5 mg/L, 6 mg/L, 0,008 mg/L, dan
370,1 mg/L (Tabel 7.4).
Total kesadahan anion = (0,11 + 0,03 + 0,4 + 20,5 + 6 + 0,008 + 370,1) mg/L
= 397,148 mg/L = 0,397148 gr/L
Jumlah air yang diolah = 108,6604 kg/jam
= 3
3 108,9975 kg/jam
1000 L/m
996,24 kg/m × = 108,7147 L/jam
Kesadahan air = 0,397148 gr/L × 108,7141 L/jam × 24 jam/hari × 10-3 kg/gr
=1,0362 kg/hari
Ukuran Anion Exchanger
Jumlah air yang diolah =1513,8514 kg/jam
