PRA RANCANGAN PABRIK
PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN SABUN
TRANSPARAN
DARI MINYAK KELAPA SAWIT ( RBDPO ) DAN VCO
DENGAN KAPASITAS 150.000 TON/TAHUN
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia
OLEH :
NURJANNAH
NIM : 080405066
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
M E D A N
KATA PENGANTAR
Syukur alhamdulillah penulis ucapkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Transparan dari Minyak Kelapa Sawit (RBDPO) dan VCO Dengan Kapasitas 150.000 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 Ir. Renita Manurung, MT sebagai Dosen Pembimbing I yang telah memberikan arahan selama menyelesaikan tugas akhir ini.
2. Ibu Ir. 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 (mama tercinta) yang memberikan kasih sayang, motivasi dan semangat kepada penulis.
8. Special untuk kakak dan adik-adikku tercinta, keluarga besar Harahap, bapak alm. Ir. Harys srg, ibu Heni. R beserta keluarga besar Sei Tuan, Dana dan keluarga, tante DR. Asiah Yatim dan mama seto yang telah memberikan motivasi dan semangat kepada penulis.
10.Teman-teman ’08 dan sahabat-sahabatku (irfan, rara, ryan, asiah, irma, pristi, rini).
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, 19 Maret 2011 Penulis,
Nurjannah
INTI SARI
Pra rancangan pabrik pembuatan sabun transparan dari minyak kelapa sawit (RBDPO) dan VCO direncanakan berproduksi dengan kapasitas 150.000 ton/tahun. Kebutuhan bahan baku minyak sawit (RBDPO) 7.141,085 kg/jam, minyak kelapa (VCO) sebesar 1.785,271 kg/jam, KOH 177,739 kg/jam, gliserin 2.826,705 kg/jam, etanol 3580,492 kg/jam, gula 942,235kg/jam, asam sitrat
565,341 kg/jam, pewarna 565,341 kg/jam, dan pewangi 1.319,129 kg/jam.
Proses yang digunakan adalah proses saponifikasi trigliserida langsung dengan kondisi operasi pada tekanan 1 atm dan temperatur 80 oC. Konversi reaksi yang terjadi dalam reaktor sebesar 95 %.
Lokasi pabrik yang direncanakan didirikan di daerah Kawasan Industri Medan II (KIM II) kecamatan Medan Deli Sumatera Utara dengan luas area 12.320 m2. Tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 160 orang. Bentuk badan usaha yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas (PT) dan bentuk organisasi garis dan staf.
Hasil analisa terhadap aspek ekonomi diperoleh data sebagai berikut : − Total Modal Investasi : Rp. 1.181.400.934.952,27,- − Biaya Produksi : Rp. 3.813.193.785.047,20,- − Hasil Penjualan : Rp. 4.690.146.938.400,- − Laba Bersih : Rp. 610.815.371.310,-
− Profit Margin : 18,60 %
− Break Even Point : 29,33%
- Return on Investment : 17,99 %
- Return on Network : 25,713 %
− Pay Out Time : 6 tahun
− Internal Rate of Return : 24,2332 %
DAFTAR ISI
Hal
KATA PENGANTAR ... i
INTISARI ... iii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR TABEL ... vii
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiii BAB I PENDAHULUAN ... I-1 1.1 Latar Belakang ... I-1 1.2 Perumusan Masalah ... I-3 1.3 Tujuan Pra Rancangan Pabrik ... I-3 1.4 Manfaat Pra Rancangan Pabrik ... I-3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... II-1 2.1 Minyak Kelapa Sawit ( RBDPO) ... II-1 2.1 Virgin Coconut Oil ( VCO )...II-4
2.3 Sabun...II-6 2.3.1 Sejarah sabun...II-6 2.3.2 Pembuatan Sabun...II-6 2.3.3 Jenis –Jenis Sabun...II-7 2.4 Sifat – Sifat bahan baku dan Produk...II-7
2.4.1 Sifat – Sifat bahan baku...II-8 2.5 Proses Pembuatan Sabun...II-10
2.5.1 Netralisasi Asam Lemak...II-10 2.5.2 Saponifikasi Trigliserida Langsung...II-11 2.5.3 Saponifikasi Metil Ester Asam Lemak...II-12 2.6 Pemilihan Proses...II-13 2.7 Deskripsi Proses...II-14 BAB III NERACA MASSA………..III-1
3.3 Separator ... III-2 3.4 Tangki Mixing (TM-02) ... III-2 BAB IV NERACA PANAS ... IV-1 4.1 Tangki RBDPO (T-02) ... IV-2 4.2 Saponifikasi (TS-01) ... IV-2 4.3 Cooler (E-01) ... IV-2 4.4 Tangki Pengaduk (TM-02) ... IV-2 BAB V SPESIFIKASI PERALATAN ... V-1
5.1 Tangki Penyimpanan VCO (T-01)………V-1 5.2 Tangki Minyak Kelapa Sawit (RBDPO)………V-1
5.3 Tangki Produk Gliserol (T-03)……….V-2
5.4 Tangki Etanol (T-04)………V-2
5.5 Tangki Gliserin (T-05)……… …….V-3
5.6 Tangki Pewangi (T-06)……… …….V-4
5.7 Separator (S-01)………V-4
5.8 Tangki Mixing (TM-01)……… …………V-5
5.9 Tangki Saponifikasi (TS)……… …………..V-6
5.10 Tangki Mixer (TM-02)………V-6
5.11 Gudang produk Sabun Transparan……….V-7
5.13 Gudang bahan baku Pewarna………..V-8
5.14 Gudang bahan baku Asam Sitrat………V-8
5.15 Pompa Bahan VCO (P-101)………V-9
5.16 Pompa Bahan RBDPO (P-102)………V-9
5.17 Pompa Bahan Etanol (P-106)……….V-10
5.18 Pompa Bahan Gliserin (P-107)……….V-10
5.19 Pompa Bahan Pewangi (P-108)………V-10
5.20 Bucket Elevator (BE-01) KOH……….V-11
5.21 Bucket Elevator (BE-02) Gula………..V-11
5.22 Bucket Elevator (BE-03) Pwarna……….V-12
5.23 Bucket Elevator (BE-04) Asam Sitrat………..V-12
5.24 Cooler 01 (E-101)……… …………..V-13
BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA. ... ..VI-1 6.1 Instrumentasi ... VI-1
6.2 Keselamatan Kerja Pabrik ... VI-8 6.2.1 Secara Umum...VI-8
6.2.2 Secara Khusus...VI-9
BAB VII UTILITAS ... VII-1 7.1 Kebutuhan Uap (Steam) ... VII-1 7.2 Kebutuhan Air ... VII-2
7.2.1
Screening...VII-5
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 1.1 Data Import Sabun Transparan di Indonesi ... I-2 Tabel 2.1 Komposisi Asam Lemak dalam Minyak Sawit ... II-1 Tabel 2.2 Komposisi Asam Lemak virgin coconut oil (VCO) ...II-5 Tabel 2.3 Perbandingan ketiga proses saponifikasi berdasarkan keunggulan
Dan kelemahan masing-masing proses ...II-13 Tabel 3.1 Tangki Mixing KOH (TM-01) ... III-1 Tabel 3.2 Tangki Saponifikasi (TS) ... III-1 Tabel 3.3 Hasil Perhitungan Neraca massa pada Separator ... III-2 Tabel 3.4 Hasil Perhitungan Neraca massa pada Tangki Mixing (TM-02)... III-2 Tabel 4.1 Neraca Panas di Heater (E-101) ... IV-2 Tabel 4.2 Neraca Panas di Saponifikasi ... IV-2 Tabel 4.3 Neraca Panas di Cooler 01 ... IV-2 Tabel 4.4 Neraca Panas di Tangki Pengaduk 02 (TM-02) ... IV-2 Tabel 6.1 Daftar Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan
Sabun Transparan dari RBDPO dan VCO ... VI-7
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 2.1 Flowsheet Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun
Transparan dari RBDPO dan VCO ... II-16 Gambar 6.1 Instrumentasi Tangki Saponifikasi ... VI-4 Gambar 6.2 Instrumentasi pada Pompa ...VI-4 Gambar 6.3 Instrumentasi pada Tangki ...VI-5 Gambar 6.4 Instrumentasi pada Tangki Pencampur ...VI-5 Gambar 6.5 Instrumentasi Cooler ...VI-6 Gambar 6.6 Instrumentasi Separator ...VI-6 Gambar 7.1 Diagram Alir Pengolahan Air ... VII-27 Gambar 8.1 Tata Letak Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun
Transparan dari RBDPO dan VCO ... VIII-6 Gambar 9.1 Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pra Rancangan
DAFTAR LAMPIRAN
Hal
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ... LA-1 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS ... LB-1 LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN ... LC-1 LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI ALAT UTILITAS ... LD-1 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI ... LE-1
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Indonesia merupakan negara yang sedang giat-giatnya melaksanakan pembangunan pada segala bidang, dan juga merupakan negara yang memiliki berbagai potensi, baik potensi sumber daya alam dan energi, maupun sumber daya manusia. Salah satu bidang pembangunan yang paling diharapkan adalah bidang ekonomi dan salah satu sektor dalam bidang ekonomi adalah sektor industri.
Salah satu sub sektor industri adalah sub sektor industri kimia, yang diharapkan dapat berkembang pesat guna mengimbangi kebutuhan yang semakin berkembang dan meningkat sesuai dengan kemajuan perekonomian bangsa. Di Indonesia masih sedikit terdapat industri yang menggunakan minyak kelapa sawit sebagai bahan baku yang diproses untuk menghasilkan suatu produk. Minyak kelapa sawit dapat dipergunakan dalam industri melalui proses penyulingan, penjernihan dan penghilangan bau atau RBDPO (Refined Bleached and Deodorized Palm Oil). Selain minyak kelapa sawit, VCO juga sering dipakai dalam industri kimia.
Virgin coconut oil atau VCO adalah minyak yang dihasilkan dari buah kelapa segar. Berbeda dengan minyak kelapa biasa, VCO dihasilkan tanpa adanya proses pemanasan. Selain warna dan rasa yang berbeda, VCO memiliki asam lemak yang tidak terhidrogenasi seperti minyak kelapa biasa. VCO menjadi populer karena manfaatnya untuk kesehatan kulit. Maka dari itu RBDPO dan VCO sangat baik dijadikan bahan baku dalam industri pembuatan sabun transparan.
lembut di kulit dan penampakanya berkilau jika dibandingkan dengan jenis sabun yang lain seperti sabun mandi biasa (opaque) dan sabun translucent.
Sabun merupakan salah satu produk industri kimia yang sangat dibutuhkan masyarakat konsumen Indonesia, namun untuk memenuhi kebutuhan itu masih dilakukan dengan mengimpor sabun, diantaranya dari negara Hongkong, Japan, Taiwan, Singapore, dan Malaysia.
Berdasarkan data-data pada tabel 1.1 dapat dilihat impor sabun transparan di Indonesia.
Tabel 1.1 Data Import Sabun Transparan di Indonesia
Tahun Import (Ton/Tahun)
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
226 265 293 317 336 378 375 380 395 414 (BPS, 2009)
Berdasarkan data diatas dapat disimpulkan bahwa kebutuhan konsumen akan sabun terus meningkat dari tahun ke tahun. Hal ini tentu menyebabkan kebutuhan sabun pada masa yang akan datang juga akan terus meningkat, sejalan dengan laju pertumbuhan penduduk dan pertumbuhan aneka industri yang menggunakan bahan baku sabun.
1.2 Perumusan Masalah
dan bagaimana kelayakan pra rancangan pabrik ini untuk dilanjutkan ke tahap perancangan yang lebih terperinci berdasarkan hasil analisa ekonominya.
1.3 Tujuan Pra Rancangan
Tujuan pembuatan suatu pra rancangan pabrik pembuatan sabun transparan dari minyak kelapa sawit (RBDPO) dan minyak kelapa (VCO) adalah untuk menerapkan disiplin ilmu teknik kima khususnya di bidang perancangan, proses, dan operasi teknik kimia sehingga akan memberikan gambaran kelayakan pra rancangan pabrik pembuatan sabun transparan dari bahan minyak kelapa sawit (RBDPO) dan minyak kelapa (VCO).
1.4 Manfaat Pra Rancangan
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Minyak Kelapa Sawit (RBDPO)
Refined, Bleached and Deodorized Palm Oil (RBDPO) adalah minyak
sawit yang telah mengalami proses penyulingan untuk menghilangkan asam lemak bebas serta penjernihan untuk menghilangkan warna dan penghilangan bau. Proses pengolahan kelapa sawit menjadi minyak goreng sawit dimulai dari proses pengolahan tandan buah segar menjadi crude palm oil (CPO).
Setelah kelapa sawit berubah menjadi CPO, maka proses selanjutnya adalah
mengolah CPO menjadi minyak goreng sawit. Secara garis besar proses pengolahan CPO menjadi minyak goreng sawit, terdiri dari dua tahap yaitu tahap pemurnian (refinery) dan pemisahan (fractionation). Tahap pemurnian terdiri dari penghilangan gum (degumming). Pemucatan (bleaching) dan penghilangan bau (deodorization). Tahap pemisahan terdiri dari proses pengkristalan (crystalization) dan pemisahan fraksi. Pada proses ini terjadi pemanasan CPO untuk mempermudah pemompaan CPO ke tangki berikutnya.. Hasil dari proses ini disebut DPO (Degummed Palm Oil). DPO yang dihasilkan dari proses degumming dipompa menuju dryer dengan kondisi vakum. Setelah dari dryer, DPO dipompakan ke reaktor yang terlebih dahulu melewati static mixer kemudian turun ke slurry tank. Di dalam slurry tank, terjadi pemanasan lagi sampai temperatur 90-120°Cdan penambahan H3PO4 dan CaCO3. Slurry Oil dari slurry tank akan mengalir turun bleacher. Dari bleacher minyak dialirkan dan dipompakan ke niagara filter untuk filtrasi. Hasil dari filtrasi ini adalah DBPO (Degummed Bleached Palm Oil) yang selanjutnya dialirkan ke intermediate tank (tangki siwang) untuk tahap deodorizing.
yang dapat menimbulkan bau seperti keton dan aldehid dengan pemanasan pada temperatur 240-265°C. DBPO yang sudah hilang baunya dipompakan kembali ke SHE untuk mengalami pertukaran panas. Dalam hal ini minyak sudah dalam bentuk RBDPO (Refined Bleached Palm Oil). RBDPO kemudian mengalami pertukaran panas lagi dengan CPO pada PHE. Dari PHE, RBDPO dialirkan ke Plate Cooler Water (PCW) selanjutnya RBDPO difiltrasi. Kemudian di analisa di laboratorium, jika sesuai dengan spesifikasi maka RBDPO bisa dialirkan langsung ke tangki penampungan atau ke tangki kristalisasi sesuai dengan kualitasnya untuk diproses pada tahap fraksinasi.
Minyak sawit terdiri dari gliserida campuran yang merupakan ester dari gliserol dan asam lemak rantai panjang. Dua jenis asam lemak yang paling dominan dalam minyak sawit yaitu asam palmitat, C16:0 (jenuh), dan asam oleat, C18:1 (tidak jenuh). Umumnya, komposisi asam lemak minyak sawit dapat dilihat pada Tabel 2.1 di bawah ini.
Tabel 2.1 Komposisi Asam Lemak dalam Minyak Sawit
Nama Asam Lemak Rumus Asam Lemak Komposisi
Laurat C12:0 0,2 %
Myristat C14:0 1,1 %
Palmitat C16:0 44,0 %
Stearat C18:0 4,5 %
Oleat C18:1 39,2 %
Linoleat C18:2 10,1 %
Lainnya - 0,9 %
[Sumber: Iyung Pahan.2008]
2.2 Virgin Coconut Oil (VCO)
Virgin Coconut Oil terbuat dari daging kelapa segar. Menurut Codex
berkualitas tinggi. Keunggulan dari VCO ini adalah jernih, tidak berwarna, tidak mudah tengik dan tahan hingga dua tahun (Andi, 2005).
Komponen utama VCO adalah asam lemak jenuh sekitar 90% dan asam lemak tak jenuh sekitar 10%. Asam lemak jenuh VCO didominasi oleh asam laurat yang memiliki rantai C12. VCO mengandung ± 53% asam laurat dan sekitar 7% asam kapriat. Keduanya merupakan asam lemak jenuh rantai sedang yang biasa disebut
Medium Chain Fatty Acid (MCFA), sedangkan menurut Price(2004), VCO
mengandung 92% lemak jenuh, 6% lemak mono tidak jenuh dan2% lemak poli tidak jenuh. Yang terdapat dalam VCO seperti yang disajikan dalam table 2.2 dibawah ini.
Tabel 2.2 komposisi Asam Lemak virgin coconut oil (VCO)
Asam Lemak Rumus Kimia Jumlah
(%) a. Asam lemak jenuh
Asam Kaproat C5H11COOH 0,4
Asam Kaprat C9H19COOH 6
Asam Laurat C11H23COOH 46
Asam Miristat C13H27COOH 19,9
Asam Palmitat C15H31COOH 9,8
Asam Stearat C17H35COOH 3,4
Asam Kaprilat C7H17COOH 6,8
b.Asam Lemak Tak Jenuh
Asam Oleat C17H33COOH 6,4
Asam Linoleat C17H31COOH 1,3
Dari tabel 2.2 dapat kita lihat bahwa VCO memiliki kandungan Asam Laurat yang sangat tinggi, dimana Asam Laurat ini sangat perlu dalam proses pembuatan sabun transparan yang berfungsi untuk menghaluskan dan melembabkan kulit.
2.3 Sabun
Sabun pertama kali dibuat dari lemak yang dipanaskan dengan abu. Sekitar tahun 2800 SM para ahli arkeologi dari kota Babylonia kuno menemukan bejana dari tanah liat yang didalamnya terdapat sabun. Pada tahun yang sama yaitu sekitar tahun 2800 SM, orang Mesir kuno sudah mandi dengan menggunakan sabun. Hal ini diketahui dari dokumen Ebers Papyrus tentang orang Mesir, yaitu tahun 1500 SM yang mengatakan bahwa sabun yang mereka pakai pada saat itu berasal dari campuran minyak hewan dan minyak tumbuhan dengan campuran garam. Mereka menggunakan sabun selain untuk mandi jug untuk perawatan kulit.
Pabrik sabun pertama kali berdiri pada abad ke-7 di Negara Eropa (Italia, Spanyol, dan Perancis). Dalam proses pembuatannya mereka dijaga ketat oleh tentara, karena formulanya dianggap rahasia. Kemudian sekitar tahun 1608 pembuatan sabun dikembangkan oleh negara Amerika.
Sabun pertama kali dipatenkan pada tahun 1791 oleh seorang kimiawan dari Perancis yang bernama Nicholas Leblanc. Dimana pada saat itu Leblanc membuat sabun dari soda abu (Natrium Karbonat) dari garam. Setelah Leblanc berhasil membuat sabun dari soda abu, lalu teman Leblanc yang berasal dari Negara Perancis membuat sabun dari lemak, gliserin dan asam lemak.
Setelah itu ahli kimia berkebangsaan Belgia, bernama Ernest Solvay membuat sabun secara modern dengan proses ammonia. Pada abad ke-19 sabun menjadi barang yang mahal, sehingga dikenakan pajak yang tinggi.
Kemudian setelah pajak untuk produksi sabun dan biaya produksi sabun semakin murah, sabun menjadi satu hal yang umum bagi masyarakat karena produksi sabun semakin meningkat dan berkembang. Setelah itu pada tahun 1970an sabun cair ditemukan.
2.3.2 Pembentukan Sabun
Pembentukan sabun di bagi menjadi dua bagian, yaitu: - Safonifikasi : Reaksi asam lemak dengan NaOH/KOH
- Reaksi asam lemak dengan metal/logam akan menghasilkan metallic soap. Adapun jenis-jenis reaksinya yaitu:
||
- 2R – C – OH + ZnO ---> (RCOO)2Zn + H2O
O O || ||
- 2R – C – OH + NaOH ---> 2 R – C – ONa + H2O
caustic soda sabun (keras)
O O
|| - R – C – OH + KOH ---> 2R – C – OK + H2O
caustic potash sabun (lunak)
Untuk memperoleh kembali asam lemak, sabun yang terbentuk direaksikan dengan HCL.
O O || ||
R – C – ONa + HCl ---> R – C – OH + NaCl sabun asam lemak
2.3.3 Jenis – jenis Sabun
Sabun berdasarkan jenisnya terbagi menjadi tiga, yaitu : 1. Sabun Opaqoe.
Sabun Opaqoe adalah jenis sabun yang biasa digunakan sehari – hari yang memiliki tampilan tidak transparan.
2. Sabun Translucent.
Sabun translucent dari segi penampakan tampak cerah dan tembus cahaya tapi tidak yerlalu bening dan agak berkabut sehingga agak transparan. 3. Sabun Transparan.
2.4 Sifat – sifat bahan baku dan produk
Spesifikasi bahan yang digunakan dalam pembuatan sabun transparan sebagai berikut :
2.4.1 Sifat – sifat bahan baku
1. Refined Bleached and Deodorized Palm Oil (RBDPO) Sifat – sifat :
• Densitas, g/ml 50oC : 0.8896 – 0.8910 • Indeks refraksi, nD 50 :1.4544 – 1.4550
• Angka Penyabunan, mgKOH/g minyak :190 – 202
• Kemurnian : 98,5 %
(BPS,2007)
2. Virgin Coconut Oil
(VCO)
• Titik cair (oC) : 22-26
• Densitas (60oC) :
0,890-0,895
• Berat spesifik (40oC/air
pada 20oC) : 0,908-0,921
• Bilangan penyabunan
: 248-265 (Andi, 2005)
3. Kalium Hidroksida
(KOH) Sifat – sifat :
• Berat molekul : 56,10 gr/mol
• Spesifik grafity : 2,044
• Titik leleh : 380 0C
• Densitas : 1,5143 g/cm3
• Tekanan uap 100 0C : 1064 mmHg
• Komposisi : KOH 30 % berat Air 70 % berat (Perry, 1997)
.
4. Gliserin
• Berat Molekul : 92,09 g/mol
• Densitas : 1,26 g/ cm3
• Titik didih : 290 0C
• Titik leleh : 17,9 0C
• Indeks bias, 20 0C : 1, 47399
• Tekanan uap, 100 0C : 26 KPa
• Viskositas, 20 0C : 1495 cp
• Specific gravity, 25/25 0C : 1, 2620 • Panas penguapan, 55 0C : 88,12 J/mol
• Flash point : 177 0C
• Fire point : 204 0C
(Perry, 1997)
5. Asam Sitrat
• Densitas : 1,665 ×103
kg/m3
• Titik lebur :
(
• Temperatur penguraian
termal : 448 K (175 °C)
6. Etanol
• Berat Molekul : 46,07
• Densitas : 0,789 g/cm3
• Titik Didih : 78,4
0
C
• Titik Leleh :
−114,3 0
C
• a) : 15,9
• : 1,200
7. Gula
● Berat molekul : 180,18 gr/mol ● Spesific gravity : 1,544
● Suhu lebur : 146°C
● Kelarutan dalam air : 82 gr/100 ml (17,5°C) ● Tidak mudah atau sedikit larut dalam alkohol. ● Pada bentuk kristal monohidratnya berwarna putih.
8. Pewangi
Pewangi merupakan bahan yang ditambahkan dalam suatu produk kosmetik dengan bertujuan untuk menutupi bau yang tidak enak dari bahan lain dan untuk memberikan wangi yang menyenangkan terhadap pemakainya. Jumlah yang ditambahkan tergantung kebutuhan tetapi biasanya 0,5-5% untuk campuran sabun. Pewangi yang biasa dipakai adalah Essential Oil dan Fragrance Oils. Pewangi yang digunakan pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Transparan ini adalah Essential Oils.
2.4.2 Sifat-sifat Produk
1. Sabun Transparan
● Penampilan : Padat
● Warna gas/uap : Kuning muda
● Pelarutnya : NaOH
● Warna larutan terhadap pelarut : Putih
● Titik leleh : 150 - 180°F
● pH : 7 – 9,5
(www.MSDS Sabun.com,2007)
2. Gliserol
● Berat Molekul : 92,09 g/mol
● Densitas : 1,26 g/ cm3
● Titik didih : 290 0C
● Titik leleh : 17,9 0C
● Indeks bias, 20 0C : 1, 47399 ● Tekanan uap, 100 0C : 26 KPa
● Viskositas, 20 0C : 1495 cp
● Specific gravity, 25/25 0C : 1, 2620 ● Panas penguapan, 55 0C : 88,12 J/mol
● Flash point : 177 0C
● Fire point : 204 0C
(Perry, 1997)
2.5 Proses Pembuatan Sabun. 2.5.1 Netralisasi Asam Lemak
Proses ini disebut proses netralisasi asam lemak karena pada proses ini menggunakan asam lemak sebagai bahan baku disamping kaustik soda. Baik asam lemak jenuh maupun tidak keduanya digunakan untuk memproduksi sabun transparan.
Di dalam pabrik, asam lemak yang telah dipisahkan dari gliserida di dalam kolom Splitting, diumpankan ke multi Heat Exchanger, menggunakan pompa piston, dan dipanaskan sampai suhu 110-120 0C dengan menggunakan steam. Disamping itu kaustik soda juga dipanaskan dan diumpankan melalui pompa piston yang sama namun pada head yang berbeda. Perbandingan antara kaustik soda dan asam lemak dinyatakan dengan bilangan asam dari asam lemak umpan.
Turbodisperser, mixer, pompa untuk sirkulasi dan tangki Netralisasi merupakan bagian terpenting pada proses ini. Asam lemak dan kaustik soda dicampur dalam Turbodisperser yang dilengkapi pengaduk. Kualitas campuran dipengaruhi oleh pengadukan.
Dari Turbodisperser campuran sabun transparan, asam lemak dan Kaustik Soda dialirkan ke dalam mixer yang dilengkapi dengan jaket pendingin melalui bagian bawah mixer. Hasil pencampuran berupa asam lemak dan kaustik soda yang tidak bereaksi kemudian akan dikeluarkan lagi dari saluran di bagian samping mixer untuk diumpankan kembali ke Turbodisperser dengan bantuan pompa sirkulasi.
Sementara oleh sistem kontrol Netralisasi, sabun yang masuk ke mixer diteruskan ke holding mixer. Sistem pengontrol ini digunakan oleh Mazzoni (Spitz, 1995). Dari Holding Mixer, sabun transparan yang telah terbentuk dikeringkan. Pada hasil akhir akan diperoleh 58-60 % asam lemak dalam produk sabun transparan.
Mazzoni memperkenalkan sistem yang lain pada proses pembuatan sabun transparan melalui Netralisasi asam lemak ini, yaitu dengan menggunakan Na2CO3 akan membentuk CO2 menurut persamaan reaksi sebagai berikut :
2NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O
Natrium Hidroksida Karbondioksida Natrium Karbondioksida Air
Gas CO2 yang terbentuk dipisahkan dengan gas separator dimana gas CO2
dihilangkan dengan steam. Disamping memisahkan CO2, gas separator juga dapat
memisahkan senyawa-senyawa volatile lain yang terdapat pada sabun transparan, sehingga dihasilkan sabun transparan yang lebih murni. Proses netralisasi asam lemak dengan Na2CO3 dan NaOH ini dikenal dengan nama Mazzoni CC,
sementara proses yang terdahulu yakni Netralisasi asam lemak dengan menggunakan NaOH dengan nama Mazzoni.
RCO2H + NaOH RCO2Na + H2O
Asan lemak Natrium Hidroksida Sabun Air
2.5.2 Saponifikasi Trigliserida Langsung
Proses ini dilakukan dengan jalan mereaksikan trigliserida (lemak/minyak) dengan basa secara langsung untuk menghasilkan sabun transparan. Proses saponifikasi ini hampir sama dengan proses menggunakan ketel, hanya saja proses ini dilakukan secara kontiniu sementara proses dengan ketel memakai sistem batch.
Langkah pertama dari proses saponifikasi ini adalah pembentukan sabun transparan dimana trigliserida ( lemak/minyak), basa kalium dipanaskan didalam Tangki Saponifikasi dan diaduk pada suhu 80 0C dan tekanan 1 atm. Lebih dari 95% lemak berhasil disaponifikasikan pada proses ini. Disini hasil saponifikasi terbentuk dua produk, yaitu sabun dan gliserol.
Reaksi yang terjadi selama proses penyabunan yaitu :
Produk yang keluar dari Tangki Saponifikasi adalah sabun. Kemudian sabun dimasukkan ke dalam Tangki Mixer untuk menambahkan zat aditif lainnya. Kemudian dilanjutkan dengan perlakuan selanjutnya berupa pencetakan, packing, dan sabun transparan yang siap untuk di pasarkan.
2.5.3 Saponifikasi Metil Ester Asam Lemak
Metil ester asam lemak dihasilkan dari reaksi-esterifikasi trigliserida (lemak/minyak) dengan metanol yang membebaskan gliserin. Seperti pada proses
O
C
O R
CH2
O
O C
C R R O
O CH
CH2
3 KOH CH- OH
CH2OH
O
C
O R
CH2OH
O
O C
C R R O
O K
K
K
saponifikasi asam lemak, gliserin tidak terlibat dalam proses saponifikasi, hal ini akan mempermudah proses pemurnian sabun. Pemisahan metil ester asam lemak dengan gliserin dilakukan melalui proses destilasi. Metilester asam lemak kemudian direaksikan dengan kaustik soda didalam sebuah reaktor alir turbulen pada suhu 120 0C sehingga dihasilkan produk sabun dengan konversi asam lemak yang cukup tinggi.
Metanol yang terdapat dalam campuran reaksi dipisahkan dengan menggunakan flash drum, produk sabun yang telah bebas dari metanol dialirkan ke reaktor alir turbular kedua melalui pompa vakum untuk menyempurnakan reaksi. Hasilnya berupa sabun yang dikeringkan pada pengering vakum untuk menghasilkan lembaran-lembaran sabun (Spitz, 1990).
Proses ini hampir sama dengan proses saponifikasi asam lemak, perbedaan terletak pada adanya metanol yang dihasilkan dalam proses saponifikasi metil ester asam lemak. Secara umum persamaan reaksi dari proses ini dinyatakan sebagai berikut (Riegel, 1985) :
Trigliserida ROOMe + Gliserida RCO2Me + NaOH RCO2Na + MeOH
Metil ester natrium hidroksda sabun Metanol
2.6 Pemilihan Proses
Dalam proses pembuatan sabun transparan dipilih proses pembuatan sabun dengan proses Saponifikasi langsung Trigliserida. Proses saponifikasi adalah suatu proses pembuatan sabun yang berlangsung dengan mereaksikan asam lemak dengan alkali yang menghasilkan gliserol atau air dan sejenis sabun transparan berupa garam karboksil. Perbandingan ketiga proses saponifikasi dapat dilihat pada tabel 2.3.
Tabel 2.3 Perbandingan ketiga proses saponifikasi berdasarkan keunggulan dan kelemahan masing- masing proses.
Saponifikasi
Trigliserida Langsung
1.Adanya Gliserol terlibat dalam Proses.
2.Trigliserida langsung digunakan tanpa proses.
3.Temperatur dan tekanan yang digunakan tidak begitu tinggi
(T = 80 OC, P = 1 atm). 4.Tidak ada Limbah
5.Biaya pemeliharaan lebih murah.
6.Prosesnya sederhana.
Konversi reaksi 95 % (Spitz, 1995)
Saponifikasi Asam Lemak
1.Asam Lemak langsung digunakan tanpa proses. 2.Tidak ada Limbah. 3.Konversi reaksi 97 %
(Othmer,1967)
1.Tidak ada gliserol terlibat dalam proses. 2.Temperatur dan tekanan
yang digunakan begitu tinggi untuk proses fat splitting
( T= 120 OC, P= 2 atm). 2.Biaya pemeliharaan
mahal.
3.Prosesnya rumit.
Saponifikasi Metil Ester
1.Adanya Gliserol terlibat dalam proses.
2.Temperatur dan tekanan yang dibutuhkan tidak begitu tinggi.
(T = 60 OC, P = 1 atm) 3.Konversi reaksi 98 % (Othmer, 1967).
1.Adanya Proses
pendahuluan yaitu reaksi inter esterifikasi. 2.Biaya pemeliharaan
mahal.
Keuntungan yang diperoleh dari proses Saponifikasi langsung trigliserida ini adalah :
a. Penanganan operasinya lebih mudah karena hanya meenggunakan beberapa tangki, seperti Tangki Saponifikasi, Tangki mixing, Tangki bahan baku dan Tangki produk.
b. Tidak membutuhkan suhu dan tekanan yang tinggi. c. Pemeliharaan lebih murah.
d. Minyak yang terkonversi lebih banyak menjadi sabun transparan, yaitu sekitar 95 % dibandingkan dengan proses Saponifikasi asam lemak.
2.7 Deskripsi Proses
Sejumlah minyak kelapa sawit (RBDPO) 99,85 % dari tangki umpan (T-01) dan Virgin Coconut Oil (VCO) 99,95 % darj tangki (T-02) dipompakan ke tangki saponifikasi (TS) bersama dengan larutan KOH 30 % (TM-01) yang berfungsi menetralisir asam pada proses saponifikasi yang berlangsung pada suhu 800C dan tekanan 1 atm selama 2 jam. Panas yang diperoleh berasal dari saturated steam dengan kondisi 1000C pada tekanan 1 atm. Sabun yang berbentuk pasta keluar dari tangki saponifkasi kemudian dimasukkan ke Separator untuk memisahkan sabun dengan gliserol dan air. Hasil pemisahan dialirkan ke cooler (C) untuk menurunkan temperatur menjadi 40 0C, kemudian dialirkan ke tangki mixer (T-02). Dilakukan penambahan zat aditif berupa Etanol 96% sebanyak 3.580,492 kg/jam yang berfungsi untuk menjernihkan larutan sabun, ditambahkan Gliserin sebanyak 2.826,705 kg/jam dari tangki penyimpanan (T-05) yang berfungsi untuk melembutkan, melembabkan kulit serta mencegah iritasi. Kemudian penambahan asam sitrat sebanyak 565,341 kg/jam dari gudang penyimpanan bahan baku (G-01) yang berfungsi sebagai zat pengawet dan menurunkan kadar alkali, sehingga menghasilkan pH yang seimbang (7). Dan yang terakhir adalah penambahan pewangi (essential oil) sebanyak 1.319,129 kg/jam dari tangki penyimpanan (T-06) yang berfungsi memberi wangi aromatik pada sabun transparan.
yang berfungsi untuk memberi warna pada sabun transparan dan memberikan warna lebih mengkilat.
BAB III NERACA MASSA
3.1 NERACA MASSA
Kapasitas produksi : 150.000 ton/tahun Basis perhitungan : 1 jam Operasi Satuan massa : kg/jam
Jumlah hari kerja : 330 hari Jumlah jam operasi : 24 jam/hari
Kemurnian produk : 99,5 %
3.1.1. TANGKI MIXING KOH 30% (TM-01)
Tabel 3.1 Hasil Perhitungan Neraca Massa Pada Tangki Mixing KOH 30 % (TM-01).
Komponen Massa Masuk (kg/jam)
Massa keluar (kg/jam)
Alur 3 Alur 4 Alur 5
KOH 177,739 - 177,739
Air - 414,724 414,724
3.1.2. TANGKI SAPONIFIKASI (TS)
Tabel 3.2 Hasil Perhitungan Neraca Massa pada Tangki Saponifikasi (TS).
KOMPONEN Massa Masuk (kg/jam)
Massa Keluar (kg/jam) Alur 9 Alur 10 Alur 11 Alur 20
VCO 1.785,271 - - -
RBDPO - 7.141,085 - -
KOH - - 177,739 -
Air - - 414,724 -
Sabun - - - 9.518,819
SUBTOTAL 1.785,271 7.141,085 592,463 9.518,819
TOTAL 9.518,819 9.518,819
[image:33.595.112.484.122.345.2]3.1.3. SEPARATOR
Tabel 3.3 Hasil Perhitungan Neraca massa pada Separator
KOMPONEN Massa Masuk (kg/jam) Massa Keluar (kg/jam)
Alur 6 Alur 7 Alur 8
Sabun 9.518,819 - 8.480,114
Air - 141,476 273,248
Gliserol - 529,758 -
Impuritis - - 94,223
SUB TOTAL 9.518,819 671,234 8.847,585
LA.3.1.4. TANGKI MIXING (TM-02)
Tabel 3.4 Hasil Perhitungan Neraca massa pada Tangki Mixing (TM-02)
KOMPONEN Massa Masuk (kg/jam)
Massa
Keluar
(kg/jam)
Alur 9 Alur 10 Alur 11 Alur 12 Alur 15 Alur 17 Alur 19 Alur 20
Sabun 8.480,114 - - - 8.480,114
Air 273,248 143,219 28,267 - - - 26,383 471,117
Etanol - 3580,492 - - - 3580,492
Gliserol - - 2.826,705 - - - - 2.826,705
Gula - - - 942,235 - - - 942,235
Asam Sitrat - - - - 565,341 - - 565,341
Pewarna - - - 565,341 565,341
Pewangi - - - 1.319,129 1.319,129
Impuritis 94,223 - - - 94,223
SUB TOTAL 8847,585 3723,711 2854,972 942,235 565,341 565,341 1345,512 18.844,697
BAB IV
NERACA PANAS
NERACA PANAS
Basis perhitungan : 1 jam operasi Satuan operasi : kJ/jam
Temperatur referensi : 25oC = 298 K
Perhitungan Panas Bahan Masuk (Qin) dan keluar (Qout)
∫
= m Cp dT
Q i. i. ………...………..………...(4
-1)
+ +
= BP
∫
∫
298
T
BP i g vl
i l
i Cp dT ΔH Cp dT
F
Q ………...……...(4
-2)
Keterangan : Persamaan (2) di atas merupakan perhitungan panas bahan yang disertai perubahan fasa (phase transition) (Reklaitis,1983).
Dimana :
Q : Jumlah panas (kJ/jam)
mi = Ni = Fi : Jumlah bahan yang masuk (kg/jam)
Cpi : Kapasitas panas masuk (kJ/kg K)
Cpli : Kapasitas panas cairan masuk (kJ/kg K)
Cpgi : Kapasitas panas gas masuk (kJ/kg K)
4.1 Tangki RBDPO
Fungsi : Menaikkan temperatur RBDPO
Tabel 4.1 Neraca Panas di Heater (E-101)
Masuk (kkal/jam) Masuk (kkal/jam)
Panas umpan 24.379,664
Panas steam 243.796,641
Panas produk 268.176,306
Σ 268.176,306 268.176,306
4.2 Saponifikasi
Fungsi : Tempat berlangsungnya reaksi pembentukan Sabun Tabel 4.2 Neraca Panas di Saponifikasi
Masuk (kkal/jam) Masuk (kkal/jam)
Panas umpan 277.695,456
Panas steam 18.124,91
Panas produk 299.462,045
Σ 299.462,045 299.462,045
4.3 Cooler - 01
[image:36.595.113.515.102.729.2]Fungsi : Menurunkan suhu sebelum diumpankan ke TM - 02 Tabel 4.3 Neraca Panas di Cooler - 01
Masuk (kJ/jam) Keluar (kJ/jam)
Panas umpan 239.411,754
Panas Qc 174.117,639
Panas produk 65.294,114
Σ 239.411,754 239.411,754
4.4 Tangki Pengaduk 02
Tabel 4.4 Neraca Panas di Tangki Pengaduk 02
Masuk (kJ/jam) Keluar (kJ/jam)
Panas umpan 93.118,311
Panas Qr 58.616,359
Panas produk 151.734,670
Σ 151.734,670 151.734,670
BAB V
SPESIFIKASI PERALATAN
5.1 Tangki Penyimpanan VCO (T-01) Fungsi : Tangki penyimpan VCO.
Bentuk : Tangki silinder vertikal dengan alas datar dan tutup datar. Bahan : Carbon steel, SA – 285, Gr.C
Jumlah : 1 unit
Lama penyimpanan : 30 hari
Laju alir massa VCO = 1.785,271 kg/jam Kondisi operasi :
Temperatur (T) = 30 oC Tekanan (P) = 1 atm Kondisi fisik :
Silinder
- Diameter : 11,402 m - Tinggi : 17,1034 m - Tebal : 2 in Tutup
- Diameter : 11,402 m - Tebal : 2 in
5.2 Tangki minyak kelapa sawit (RBDPO) (T-02)
Fungsi : Tangki penyimpan minyak kelapa sawit (RBDPO). Bentuk : Tangki silinder vertikal dengan alas datar dan tutup datar. Bahan : Carbon steel, SA – 285, Gr.C
Jumlah : 3 unit
Lama penyimpanan : 30 hari Kondisi operasi :
Kondisi fisik : Silinder
- Diameter : 11,6700 m - Tinggi : 17,5051 m
- Tebal : 2 in Tutup
- Diameter : 11,6700 m - Tebal : 2 in
5.3 Tangki Produk Gliserol
Fungsi : Tangki penyimpan Gliserol.
Bentuk : Tangki silinder vertikal dengan alas datar dan tutup datar. Bahan : Carbon steel, SA – 285, Gr.C
Jumlah : 1 unit
Lama penyimpanan : 30 hari Kondisi operasi :
Temperatur (T) = 30 oC Tekanan (P) = 1 atm Laju alir massa : 671,234kg/jam Kondisi fisik :
Silinder
- Diameter : 7,3038 m - Tinggi : 10,962 m - Tebal : 1,5 in Tutup
- Diameter : 7,3038 m - Tebal : 1,5 in
5.4 Tangki Etanol
Fungsi : Tangki penyimpanan Etanol.
Jumlah : 1 unit
Lama penyimpanan : 30 hari Kondisi operasi :
Temperatur (T) = 30 oC Tekanan (P) = 1 atm Laju Alir massa : 3580,492 kg/jam
Kondisi operasi : - Temperatur : 30 °C - Tekanan : 1 atm Kondisi fisik : Silinder
- Diameter : 9,5356 m - Tinggi : 16,7331 m - Tebal : 2 in
Tutup
- Diameter : 9,5356 m
- Tebal : 2 in
5.5 Tangki Gliserin
Fungsi : Tangki penyimpan Gliserin.
Bentuk : Tangki silinder vertikal dengan alas datar dan tutup datar. Bahan : Carbon steel, SA – 285, Gr.C
Jumlah : 1 unit
Lama penyimpanan : 30 hari
Laju Alir massa : 2.826,705 kg/jam Kondisi operasi :
Temperatur (T) = 30 oC Tekanan (P) = 1 atm Kondisi fisik :
Silinder
- Tebal : 2 in Tutup
- Diameter : 11,80448 m - Tebal : 2 in
5.6 Tangki Pewangi
Fungsi : Tangki penyimpan Pewangi.
Bentuk : Tangki silinder vertikal dengan alas datar dan tutup datar. Bahan : Carbon steel, SA – 285, Gr.C
Jumlah : 1 unit
Lama penyimpanan : 30 hari Laju Alir massa :
Kondisi operasi :
Temperatur (T) = 30 oC Tekanan (P) = 1 atm Kondisi fisik :
Silinder
- Diameter : 10,1969 m - Tinggi : 15,295 m
- Tebal : 2 in Tutup
- Diameter : 10,1969 m
- Tebal : 2 in
5.7 Separator
Fungsi : Untuk memisahkan sabun dengan gliserol dan impurities berdasarkan gaya Gravitasi, lama pemisahan 60 menit
Bentuk : Tangki silinder vertikal dengan alas datar dan tutup datar. Bahan : Carbon steel, SA – 285, Gr.C
Jumlah : 1 unit
- Temperatur : 30 °C - Tekanan : 3 atm Kondisi fisik :
Silinder
- Diameter :
1,1144 m - Tinggi : 1,378 m - Tebal : 1,5 in Tutup
- Diameter : 1,1144 m - Tebal : 1,5 in
5.8 Tangki Mixing (TM-01)
Fungsi : Tempat menghomogenkan larutan KOH dan air.
Jenis : Tangki pencampur berpengaduk marine propeller 3 daun dengan tutup ellipsoidal.
Bentuk : Tangki silinder vertikal dengan alas datar dan tutup
ellipsoidal.
Bahan : Stainless steel, SA – 240 tipe 304,18 Cr – 8 Ni. Jumlah : 1 unit
Laju Alir massa : 592,463 kg/jam Kondisi operasi :
- Temperatur (T) = 30 oC - Tekanan (P) = 1 atm Kondisi fisik :
Silinder
- Diameter : 1,026 m - Tinggi : 1,539 m - Tebal : 1,5 in Tutup
5.9 Tangki Saponifikasi (TS)
Fungsi : untuk mereaksikan RBDPO dan VCO dengan KOH membentuk sabun.
Jenis : Silinder tegak, alas dan tutup elipsoidal.
Bentuk : Tangki silinder vertikal dengan alas datar dan tutup
ellipsoidal.
Bahan : Carbon Steel, SA-283 grade C. Jumlah : 1 unit
Laju alir massa = 9.518,819 kg/jam Kondisi fisik :
Silinder
- Diameter : 1,6052 m - Tinggi : 2,4078 m - Tebal : 1,5 in Tutup
- Diameter : 1,6052 m - Tebal : 1,5 in
5.10 Tangki Mixer -02 (TM-02)
Fungsi : untuk menghomogenkan sabun, etanol, gliserin, gula, asam sitrat, pewangi dan pewarna.
Jenis : Silinder tegak, alas dan tutup elipsoidal.
Bentuk : Tangki silinder vertikal dengan alas datar dan tutup
ellipsoidal.
Bahan : Carbon Steel, SA-283 grade C. Jumlah : 1 unit
Laju alir massa = 18.844,697 kg/jam Kondisi fisik :
Silinder
- Tebal : 1,5 in
Tutup
- Diameter : 2,250 m - Tebal : 1,5 in
Pengaduk
- Kecepatan putaran(N) = 60 rpm = 1 rps - Diameter impeler (Da) = 0,750 m
- Tinggi pengaduk dari dasar (E) = 0,750 m
Jaket Pemanas
- Diameter dalam jaket (D1) = 2,289 m - Diameter luar jaket (D2) = 2,329 m
5.11 Gudang produk sabun transparan
Fungsi : Gudang penyimpan sabun transparan.
Bentuk : Dinding bata,pondasi beton,atap dari rangka plat dan seng. Jumlah : 1 unit
Lama penyimpanan : 30 hari Kondisi operasi :
Temperatur (T) = 30 oC Tekanan (P) = 1 atm Laju alir massa Sabun = 18.844,697 kg/jam Kebutuhan ruang = 10.759,859 m3
Kondisi fisik :
- Panjang gudang = 40 m
- Lebar gudang = 40 m
- Tinggi gudang = 16 m
5.12 Gudang bahan baku gula Fungsi : Gudang penyimpan gula
Jumlah : 1 unit
Lama penyimpanan : 30 hari Kondisi operasi :
Temperatur (T) = 30 oC Tekanan (P) = 1 atm Laju alir massa Gula = 942,235kg/jam Kebutuhan ruang = 559,7435 m3
Kondisi fisik :
- Panjang gudang = 10 m
- Lebar gudang = 10 m
- Tinggi gudang = 6 m
5.13 Gudang bahan baku Pewarna Fungsi : Gudang penyimpan pewarna
Bentuk : Dinding bata,pondasi beton,atap dari rangka plat dan seng. Jumlah : 1 unit
Lama penyimpanan : 30 hari Kondisi operasi :
Temperatur (T) = 30 oC Tekanan (P) = 1 atm
Laju alir massa Pewarna = 565,341 kg/jam
Kebutuhan ruang = 265,6955 m3 Kondisi fisik :
- Panjang gudang = 7 m
- Lebar gudang = 7 m
- Tinggi gudang = 4 m
5.14 Gudang bahan baku Asam Sitrat Fungsi : Gudang penyimpan asam sitrat
Jumlah : 1 unit
Lama penyimpanan : 30 hari Kondisi operasi :
Temperatur (T) = 30 oC Tekanan (P) = 1 atm
Laju alir massa Asam Sitrat = 565,341 kg/jam
Kebutuhan ruang = 323,823 m3 Kondisi fisik :
- Panjang gudang = 8 m
- Lebar gudang = 8 m
- Tinggi gudang = 4 m
5.15 Pompa Bahan VCO (L-101)
Fungsi : Memompa bahan dari tangki bahan baku ke tangki saponifikasi Jenis : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 unit Kondisi operasi :
Tekanan = 1 atm Temperatur = 30 oC
Laju alir massa (F) = 1.785,271 kg/jam Daya motor = 0,5 hp
5.16 Pompa Bahan RBDPO (P-102)
Fungsi : Memompa bahan dari tangki bahan baku ke tangki saponifikasi Jenis : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 unit Kondisi operasi :
Tekanan = 1 atm Temperatur = 30 oC
5.17 Pompa Bahan Etanol (P-106)
Fungsi : Memompa bahan dari tangki bahan baku ke tangki mixer-02 Jenis : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 unit Kondisi operasi :
Tekanan = 1 atm Temperatur = 30 oC
Laju alir massa (F) = 3580,492kg/jam Daya motor = 0,5 hp
5.18 Pompa Bahan Gliserin (P-107)
Fungsi : Memompa bahan dari tangki bahan baku ke tangki mixer-02 Jenis : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 unit Kondisi operasi :
Tekanan = 1 atm Temperatur = 30 oC
Laju alir massa (F) = 2.826,705 kg/jam Daya motor = 0,5 hp
5.19 Pompa Bahan Pewangi (P-108)
Fungsi : Memompa bahan dari tangki bahan baku ke tangki mixer-02 Jenis : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 unit Kondisi operasi :
Tekanan = 1 atm Temperatur = 30 oC
5.20 Bucket Elevator (BE-01) KOH
Fungsi : Mengangkut Katalis Kalium Hidroksida (KOH) dari gudang ke tangki saponifikasi .
Jenis : Spaced-Bucket Centrifugal-Discharge Elevator Bahan : Malleable-iron
Jumlah : 1 unit Kondisi operasi :
- Temperatur (T) : 30 oC
- Tekanan (P) : 1 atm (14,699 psi) Laju bahan yang diangkut = 177,739 kg/jam Kondisi Fisik :
- Tinggi elevator (∆Z) = 7,62 m
- Ukuran bucket = (6 x 4 x 4¼) in - Jarak antar bucket = 0,30480 m - Kecepatan bucket = 1,143 m/s - Rasio daya/tinggi = 0,02
- Power poros = 1 hp
- Kecepatan putaran = 43 rpm
- Lebar belt = 0,17780 m
Daya motor : 2 hp
5.21 Bucket Elevator (BE-02) Gula
Fungsi : Mengangkut gula dari gudang ketangki mixing. Jenis : Spaced-Bucket Centrifugal-Discharge Elevator Bahan : Malleable-iron
Jumlah : 1 unit Kondisi operasi :
- Temperatur (T) : 30 oC
Kondisi Fisik :
- Tinggi elevator (∆Z) = 7,62 m
- Ukuran bucket = (6 x 4 x 4¼) in - Jarak antar bucket = 0,30480 m - Kecepatan bucket = 1,143 m/s - Rasio daya/tinggi = 0,02
- Power poros = 1 hp
- Kecepatan putaran = 43 rpm
- Lebar belt = 0,17780 m
Daya motor : 2 hp
5.22 Bucket Elevator (BE-03) Pewarna
Fungsi : Mengangkut pewarna dari gudang dan ketangki mixing. Jenis : Spaced-Bucket Centrifugal-Discharge Elevator
Bahan : Malleable-iron Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi :
- Temperatur (T) : 30 oC
- Tekanan (P) : 1 atm (14,699 psi) Laju bahan yang diangkut = 452,273 kg/jam Kondisi Fisik :
- Tinggi elevator (∆Z) = 7,62 m
- Ukuran bucket = (6 x 4 x 4¼) in - Jarak antar bucket = 0,30480 m - Kecepatan bucket = 1,143 m/s - Rasio daya/tinggi = 0,02
- Power poros = 1 hp
- Kecepatan putaran = 43 rpm
- Lebar belt = 0,17780 m
5.23 Bucket Elevator (BE-03) Asam Sitrat
Fungsi : Mengangkut asam Sitrat dari gudang dan ketangki mixing. Jenis : Spaced-Bucket Centrifugal-Discharge Elevator
Bahan : Malleable-iron Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi :
- Temperatur (T) : 30 oC
- Tekanan (P) : 1 atm (14,699 psi) Laju bahan yang diangkut = 565,341 kg/jam Kondisi Fisik :
- Tinggi elevator (∆Z) = 7,62 m
- Ukuran bucket = (6 x 4 x 4¼) in - Jarak antar bucket = 0,30480 m - Kecepatan bucket = 1,143 m/s - Rasio daya/tinggi = 0,02
- Power poros = 1 hp
- Kecepatan putaran = 43 rpm
- Lebar belt = 0,17780 m
Daya motor : 2 hp
5.24 Cooler 01 (E-101)
Fungsi : Menurunkan temperatur bahan yang keluar dari separator sebelum dimasukkan kedalam tangki mixer 02.
Jenis : Double Pipe Heat Exchanger Jumlah : 1 unit
Fluida Panas : senyawa campuran
- Flowrate, W = 8.847,585 Kg/jam Fluida dingin : air pendingin
BAB VI
INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA
6.1 Instrumentasi
Instrumentasi adalah peralatan yang dipakai di dalam suatu proses kontrol untuk mengatur jalannya suatu proses agar diperoleh hasil sesuai dengan yang diharapkan. Alat-alat instrumentasi dipasang pada setiap peralatan proses dengan tujuan agar para teknisi dapat memantau dan mengontrol kondisi di lapangan. Dengan adanya istrumentasi ini pula, para teknisi dapat segera melakukan tindakan apabila terjadi kejanggalan dalam proses. 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 (Considine, 1985).
Tujuan pabrik secara keseluruhan adalah untuk mengkonversi bahan baku tertentu menjadi produk yang diinginkan menggunakan sumber-sumber energi yang tersedia, dengan cara yang paling ekonomis. Selama operasi ini, suatu pabrik kimia harus memenuhi beberapa persyaratan yang ditentukan perancangnya dan kondisi-kondisi teknis, ekonomi, serta sosial secara umum dengan adanya perubahan-prubahan eksternal yang mempengaruhi (gangguan). Diantara persyaratan-persyaratan tersebut adalah sebagai berikut:
1. Keamanan
2. Spesifikasi produk
3. Peraturan-peraturan yang berhubungan dengan lingkungan 4. Jenis peralatan yang digunakan
5. Ekonomi
Peralatan Instrumentasi berfungsi sebagai pengontrol, penunjuk pencatat, dan pemberi tanda bahaya. Peralatan instrumentasi biasanya bekerja dengan tenaga mekanik atau tenaga listrik dan pengontrolannya dapat dilakukan secara manual atau otomatis. Penggunaan instrumen pada suatu peralatan proses tergantung pada pertimbangan ekonomio dan system peralatan itu sendiri. Pada pemakaian alat-alat instrumen dekat peralatan proses (kontrol manual) atau disatukan dalam suatu ruang kontrol yang dihubungkan dengan bangsal peralatan (kontrol otomatis) (Timmerhaus dkk, 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, huiditas, titik embun, komposisi kimia, kandungan kelembaban, dan variabel lainnya.
Instrumentasi yang umum digunakan untuk pengendalian proses dalam suatu pabrik atau industri (Considine,1985) adalah :
(1) Variabel Temperatur
a. Temperature Controller (TC)
Temperature controller (TC) merupakan instrumen pengatur temperatur
dalam bentuk panas sebagai sinyal mekanis atau listrik. Pengaturan temperatur dilakukan dengan mengatur jumlah panas yang harus ditambahkan atau dikeluarkan dari dalam suatu unit proses yang sedang bekerja.
b. Temperature Indicator (TI)
Merupakan instrumen untuk mengetahui temperatur suatu cairan atau temperatur operasi dari suatu alat.
(2) Variabel Ketinggian Cairan a. Level Controller (LC)
b. Level Indicator (LI)
Level Indicator (LI) merupakan instrumen yang digunakan untuk
mengetahui tinggi suatu cairan dalam tangki. (3) Variabel Laju Alir
a. Flow Recorder Controller (FRC)
Merupakan instrumen untuk merekam dan mengontrol laju alir suatu aliran atau laju alir operasi suatu alat.
b. Flow Controller (FC)
Instrumen untuk mengukur kecepatan aliran fluida dalam pipa atau unit lainnya, biasanya diatur dengan mengubah keluaran dari alat yang menyebabkan fluida bergerak atau mengalir dalam sistem pipa.
c. Flow Indicator (FI)
Merupakan alat untuk mengetahui laju alir suatu aliran atau laju alir operasi suatu alat.
(4) Variabel Tekanan
a. Pressure Controller (PC)
Instrumen untuk mengukur tekanan atau pengubah sinyal dalam bentuk gas menjadi sinyal mekanis, dimana dapat dilakukan dengan mengatur jumlah uap atau gas yang keluar dari suatu alat yang tekanannya ingin dideteksi.
b. Pressure Indicator (PI)
Merupakan alat untuk mengetahui tekanan aliran atau temperatur operasi dari suatu alat.
Instrumentasi yang digunakan pada pra rancangan pabrik pembuatan sabun transparan dari bahan baku campuran minyak kelapa sawit (RBDPO) dan minyak kelapa (VCO) ini adalah pada unit atau alat berikut :
6.1.1 Tangki Saponifikasi
Instrumentasi pada Tangki Saponifikasi mencakup Electric Heat Control (EHC), Temperature Indicator (TI), Pressure Indicator (PI), dan Level Control (LC). Electric Heat Control (EHC) berfungsi untuk mengontrol panas dari listrik.
alat. Pressure indicator (PI) digunakan untuk mengukur tekanan dan temperatur dalam tangki saponifikasi pada saat reaksi berlangsung. Level Control (LC) berfungsi untuk mengontrol ketinggian cairan dalam Tangki saponifikasi. Flow
Control (FC) berfungsi untuk mengetahui laju keluaran dari tangki saponifikasi.
TS
FC LC EHC
TI
[image:53.595.216.404.170.348.2]PI C/ C ( 0 0)
Gambar 6.1 Instrumentasi Tangki Saponifikasi 6.1.2 Pompa
Variabel yang dikontrol pada pompa adalah laju aliran . Untuk mengetahui laju aliran pada pompa dipasang pengendali aliran Flow Control (FC). Jika laju aliran pompa lebih besar dari yang diinginkan, maka secara otomatis katup (control valve) masukan akan menutup atau memperkecil pembukaan katup. Demikian pula jika laju aliran pompa lebih kecil dari yang diinginkan, maka secara otomatis katup masukan pompa akan memperbesar pembukaan katup.
FC
Gambar 6.2 Instrumentasi pada Pompa
6.1.3 Tangki bahan baku dan bahan pendukung
[image:53.595.234.392.555.637.2](FC) yaitu untuk mengatur laju alir bahan dalam pipa dengan mengatur bukaan katup aliran bahan. Isi tangki dipompakan ke ruang proses dengan menggunakan pompa yang dilengkapi dengan katup yang dihubungkan ke ruangan pengendali dan katup by pass yang dapat digerakkan secara manual untuk mengantisipasi jika katup yang dihubungkan ke ruangan pengendali rusak.
LI
[image:54.595.231.384.207.308.2]FC
Gambar 6.3 Instrumentasi pada Tangki
6.1.4 Tangki Pencampur
Tangki pencampur ini dilengkapi dengan pengendali ketinggian atau Level
Controller (LC) yang berfungsi untuk mengontrol ketinggian cairan di dalam
tangki. Prinsip kerja dari Level Controller (LC) ini adalah dengan menggunakan pelampung (floater) sehingga isi tangki dapat terlihat dari posisi jarum penunjuk di luar tangki yang digerakkan oleh pelampung. Electric Heat Control (EHC) berfungsi untuk mengontrol panas dari listrik. Temperature Indicator (TI) berfungsi mengamati temperature dari suatu alat. Flow Control (FC) berfungsi untuk mengetahui laju keluaran dari tangki mixing.
EHC TI
FC LC AC/DC (110-220 V)
[image:54.595.216.387.581.725.2]LC
PI
6.1.5 Cooler
Instrumentasi pada cooler mengunakan temperature controller (TC) yang berfungsi untuk mengatur temperatur bahan keluaran cooler dengan mengatur bukaan katup masukan air pendingin yang dialirkan. Jika temperatur di bawah kondisi yang diharapkan (set point), maka valve akan dibuka lebih besar dan jika tempratur diatas kondisi yang diharapkan maka valve akan terbuka lebih kecil.
[image:55.595.224.408.228.375.2]TC
Gambar 6.5 Instrumentasi Cooler
6.1.6 Separator
Instrumentasi pada separator mencakup pressure indicator (PI) dan level
controller (LC). Pressure indicator (PI) berfungsi untuk menunjukkan tekanan
dalam separator. Level controller (LC) berfungsi untuk mengontrol tinggi cairan yang ada di dalam separator dengan mengatur aliran umpan yang masuk.
[image:55.595.249.367.538.726.2]Tabel 6.1 Daftar Penggunaan Instrumentasi Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Transparan Dari Bahan Baku Campuran Minyak Kelapa Sawit (RBDPO) dan Minyak Kelapa (VCO).
No Nama Alat Kode Alat Instrumentasi Fungsi
1 Tangki
saponifikasi TS
EHC Mengontrol panas dari listrik
TI Berfungsi untuk mengamati temperature dari suatu alat
PI
Menunjukkan tekanan dan temperatur dalam tangki saponifikasi
LC Mengontrol ketinggian cairan
FC Mengontrol laju keluaran
2 Pompa P-01 s/d P-12 FC Mengontrol laju alir keluaran
3
Tangki Bahan Baku dan Bahan Pendukung
T-01 s/d T-07
LI Menunjukkan tinggi cairan dalam tangki
TC Mengontrol temperatur pada jaket
4 Tangki
Pencampur TM
EHC Mengontrol panas dari listrik
LC Menunjukkan tinggi cairan dalam tangki
TI Mengamati temperature dari suatu alat
FC Mengontrol laju aliran
5 Cooler C
LC Menunjukkan tinggi cairan dalam tangki
TC Mengontrol temperatur keluaran fluida
dalam separator
LC
untuk mengontrol tinggi cairan yang ada di dalam separator dengan mengatur aliran umpan yang masuk
6.2 KESELAMATAN KERJA PABRIK 6.2.1 Secara Umum
Keselamatan kerja adalah suatu usaha untuk mencegah terjadinya kecelakaan, cacat, ataupun kematian. Keselamatan kerja dan keamanan pabrik merupakan faktor yang perlu diperhatikan secara serius. Sehubungan dengan bahaya yang dapat timbul dari mesin, bahan baku dan produk, sifat zat serta keadaan tempat kerja harus mendapat perhatian yang serius sehingga dapat dikendalikan dengan baik untuk menjamin kesehatan karyawan. Sebagai pedoman pokok penanggulangan masalah keselamatan kerja, pemerintah RI telah mengeluarkan Undang-Undang Keselamatan Kerja lembaran Negara RI Nomor 13 tahun 2003 (Konradus, 2007).
Untuk menjamin keselamatan kerja, maka dalam perencanaan suatu pabrik perlu diperhatikan beberapa hal (Garanoz, dkk., 1995), yaitu :
a. Sistem pencegahan kebocoran pada tangki penyimpanan bahan kimia beracun maupun yang bertemperatur tinggi.
b. Sistem penerangan yang cukup dan sistim sirkulasi udara yang baik. c. Sistem penyimpanan material dan perlengkapan.
d. Sistem pemadam kebakaran pada mesin dan daerah yang rawan kebakaran. Disamping itu terdapat beberapa peraturan dasar keselamatan kerja yang harus diperhatikan pada saat bekerja di setiap pabrik-pabrik kimia, yaitu:
a. Tidak boleh merokok atau makan.
6.2.2 Secara Khusus
Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Transparan Dari Bahan Baku Campuran Minyak Kelapa Sawit (RBDPO) Dan Minyak Kelapa (VCO) ini, usaha-usaha pencegahan terhadap bahaya-bahaya yang mungkin terjadi dilakukan dengan cara (Garanoz, dkk., 1995 dan Sembiring, 2006) :
1. Pencegahan terhadap ledakan dan kebakaran
a. Memasang sistem alarm pada tempat yang strategis dan penting, seperti:
power station, laboratorium, dan ruang proses.
b. Mobil pemadam kebakaran harus selalu dalam keadaan siap siaga di fire
station.
c. Fire hydrant ditempatkan di daerah penyimpanan (storage), proses,
dan
perkantoran.
d. Fire extinguisher disediakan pada bangunan pabrik untuk memadamkan
api yang relatif kecil.
e. Gas detector dipasang pada daerah proses, penyimpanan (storage), dan
daerah perpipaan dan dihubungkan dengan gas alarm di ruang kontrol untuk mendeteksi kebocoran gas.
f. Smoke detector ditempatkan pada setiap sub-stasiun listrik untuk
mendeteksi kebakaran melalui asapnya.
2. Memakai peralatan perlindungan diri
Di dalam pabrik harus disediakan peralatan perlindungan diri, seperti : a. Pakaian kerja
Pakaian luar dibuat dari bahan-bahan seperti katun, wol, serat, sintetis, dan asbes, pada musim panas sekalipun tidak diperkenankan bekerja dengan keadaan badan atas terbuka.
b. Sepatu pengaman
c. Helm pengaman
Helm yang lembut baik dari plastik maupun dari kulit memberikan perlindungan terhadap percikan-percikan bahan kimia, terutama apabila bekerja dengan pipa-pipa yang letaknya lebih tinggi dari kepala, maupun tangki-tangki serta peralatan lain yang dapat bocor.
d. Sarung tangan
Apabila menangani beberapa bahan kimia yang bersifat korosif maka para operator diwajibkan menggunakan sarung tangan untuk menghindari hal-hal yang tidak diinginkan.
e. Masker
Berguna untuk memberikan perlindungan terhadap debu-debu yang berbahaya, gas beracun, ataupun uap bahan kimia agar tidak terhirup. f. Tutup telinga (ear plug)
Berguna untuk memberikan perlindungan terhadap telinga dari kebisingan/ suara mesin-mesin produksi.
3. Pencegahan terhadap bahaya mekanis
a. Sistem ruang gerak karyawan dibuat cukup luas dan tidak menghambat kegiatan kerja karyawan.
b. Alat-alat dipasang dengan penahan yang cukup kuat.
c. Peralatan berbahaya seperti boiler bertekanan tinggi, reaktor bertekanan tinggi, dan tangki gas bertekanan tinggi harus diberi pagar pengaman.
4. Pencegahan terhadap bahaya listrik
a. Setiap instalasi dan alat-alat listrik harus diamankan dengan pemakaian
skring atau pemutus hubungan arus listrik secara otomatis lainnya.
b. Sistem perkabelan listrik harus dipasang secara terpadu dengan tata letak pabrik sehingga jika ada perbaikan dapat dilakukan dengan mudah.
c. Memasang papan tanda bahaya yang jelas pada daerah sumber tegangan tinggi.
e. Setiap peralatan atau bangunan yang menjulang tinggi harus dilengkapi dengan penangkal petir yang dibumikan.
5. Menerapkan nilai-nilai disiplin bagi karyawan
a. Setiap karyawan bertugas sesuai dengan pedoman-pedoman yang diberikan dan mematuhi setiap peraturan dan ketentuan yang diberikan. b. Setiap kecelakaan kerja atau kejadian yang merugikan segera dilaporkan
ke atasan.
c. Setiap karyawan harus saling mengingatkan akan perbuatan yang dapat menimbulkan bahaya.
d. Setiap ketentuan dan peraturan harus dipatuhi.
6. Penyediaan poliklinik di lokasi pabrik
Poliklinik disediakan untuk tempat pengobatan akibat terjadinya kecelakaan secara tiba-tiba, misalnya: menghirup gas beracun, patah tulang, luka terbakar pingsan/syok, dan lain sebagainya. Apabila terjadi kecelakaan kerja, seperti terjadinya kebakaran pada pabrik maka hal-hal yang harus dilakukan adalah : a. Mematikan seluruh kegiatan pabrik baik mesin maupun listrik.
b. Mengaktifkan alat pemadam kebakaran, dalam hal ini alat pemadam kebakaran yang digunakan disesuaikan dengan jenis kebakaran yang terjadi.
Keselamatan kerja yang tinggi dapat dipakai dengan penambahan nilai-nilai disiplin bagi karyawan (Garanoz, dkk., 1995 dan Sembiring, 2006), yaitu :
a. Setiap karyawan bertugas sesuai dengan pedoman-pedoman yang diberikan. b. Setiap peraturan dan ketentuan yang harus dipenuhi.
c. Setiap kecelakaan atau kejadian yang merugikan harus segera dilaporkan kepada pimpinan.
d. Setiap karyawan harus saling mengigatkan perbuatan yang dapat menimbulkan bahaya.
BAB VII
UTILITAS
Utilitas merupakan unit penunjang utama dalam memperlancar jalannya suatu proses produksi. Dalam suatu pabrik, utilitas memegang peranan yang penting. Karena suatu proses produksi dalam suatu pabrik tidak akan berjalan dengan baik jika utilitas tidak ada. Oleh sebab itu, segala sarana dan prasarananya harus dirancang sedemikian rupa sehingga dapat menjamin kelangsungan operasi suatu pabrik.
Berdasarkan kebutuhannya, utilitas pada pabrik pembuatan sabun transparan dari minyak kelapa sawit (RBDPO) dan VCO adalah sebagai berikut: 1. Kebutuhan uap (steam)
2. Kebutuhan air 3. Kebutuhan listrik 4. Kebutuhan bahan bakar 5. Unit pengolahan limbah
7.1 Kebutuhan Uap (Steam)
Uap digunakan dalam pabrik sebagai media pemanas. Kebutuhan uap pada pabrik pembuatan sabun transparan dari minyak kelapa sawit (RBDPO) dan VCO dapat dilihat dari tabel di bawah ini.
Tabel 7.1 Kebutuhan Uap (Steam) Pabrik Pembuatan Sabun Transparan dari minyak kelapa sawit (RBDPO) dan VCO
Nama Alat Kebutuhan Uap (kg/jam)
Tangki RBDPO 451,535
Tangki Saponifikasi 41,631
Tangki Pengaduk 02 108,563
Total 601,729
Steam yang digunakan adalah saturated steam pada temperatur 100 oC dan tekanan 1 bar. Jumlah steam yang dibutuhkan adalah 601,729 kg/jam.
= 10 % × 601,729 kg/jam = 60,1729 kg/jam
Jadi total steam yang dibutuhkan = 601,729 + 60,1729 kg/jam = 661,9019 kg/jam
Diperkirakan 80 % kondensat dapat digunakan lagi,
Kondensat yang digunakan = 80 % x 661,9019 kg/jam = 529,5215 kg/jam
Maka air yang dibutuhkan ketel uap adalah : = 661,9019 - 529,5215 = 132,3803 kg/jam
7.2 Kebutuhan Air
Dalam proses produksi, air memegang peranan penting, baik untuk kebutuhan proses maupun kebutuhan domestik. Adapun kebutuhan air pada pabrik pembuatan Sabun Transparan dari RBDPO dan VCO ini adalah sebagai berikut:
• Air untuk umpan ketel = 105,0332 kg/jam • Air Proses = 414,724 kg/jam
• Air Pendingin :
Tabel 7.2 Kebutuhan Air Pendingin pada Alat Nama Alat Kebutuhan Air (kg/jam)
Cooler (E-101) 8.800,932
Total 8.800,932
Air pendingin bekas digunakan kembali setelah didinginkan dalam refrigerator. 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 (T2 – T1) (Perry,
1997)
Di mana: Wc = jumlah air masuk menara = 50.594,1741 kg/jam T1 = temperatur air masuk = 30 °C = 86 °F
Maka,
We = 0,00085 × 8.800,919 × (104-86)
= 134,6540 kg/jam
Air yang hilang karena drift loss biasanya 0,1 – 0,2 % dari air pendingin yang masuk ke refrigerator (Perry, 1999). Ditetapkan drift loss 0,2 %, maka:
Wd = 0,002 × 8.800,919 = 17,6018 kg/jam
Air yang hilang karena blowdown bergantung pada jumlah siklus sirkulasi air pendingin, biasanya antara 3 – 5 siklus (Perry, 1997). Ditetapkan 5 siklus, maka:
Wb =
1
−
S We
=
1 5 134,6540
− = 33,6635 kg/jam (Perry, 1999)
Sehingga air tambahan yang diperlukan = We + Wd + Wb
= 134,6540 + 17,6018 + 33,6635
= 185,9194 kg/jam
• Air untuk berbagai kebutuhan Kebutuhan air domestik
Kebutuhan air domestik untuk tiap orang/shift adalah 40 – 100 ltr/hari …... (Met Calf, 1991)
Diambil 100 ltr/hari x
jam hari
24 1
= 4.16 ≈ 4 liter/jam
ρair = 1000 kg/m3 = 1 kg/liter
Jumlah karyawan = 160 orang
Maka total air domestik = 4 x 160 = 604 ltr/jam x 1 kg/liter = 604 kg/jam Pemakaian air untuk kebutuhan lainnya dapat dilihat pada tabel 7.4 berikut.
Tabel 7.4 Pemakaian air untuk berbagai kebutuhan Kebutuhan Jumlah air (kg/jam)
Domestik dan kantor 640
Laboratorium 100
Kantin dan tempat ibadah 150
Total 940
Sehingga total kebutuhan air yang memerlukan pengolahan awal adalah = 132,3803 +185,9194 + 414,724 + 940 = 1673,0237 kg/jam
[image:64.595.171.453.246.700.2]Sumber air untuk pabrik pembuatan Sabun Transparan dari RBDPO dan VCO ini adalah dari Sungai Deli, Belawan, Propinsi Sumatera Utara. Adapun kualitas air Sungai Serayu dapat dilihat pada tabel 7.5 sebagai berikut.
Tabel 7.5 Kualitas Air Sungai Deli, Belawan
No Parameter Jumlah (mg/l)
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. Alkalinitas Aluminium Arsen Bikarbonat Karbonat (CO3)
Clorida (Cl) Calsium (Ca)