• Tidak ada hasil yang ditemukan

Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Lemak Cokelat (Cocoa Butter Substitutes) dari Palm Kernel Oil (PKO) dengan Kapasitas Produksi 3.000 Ton/Tahun

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2016

Membagikan "Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Lemak Cokelat (Cocoa Butter Substitutes) dari Palm Kernel Oil (PKO) dengan Kapasitas Produksi 3.000 Ton/Tahun"

Copied!
177
0
0

Teks penuh

(1)

PRA RANCANGAN PABRIK

PEMBUATAN SUBSTITUSI LEMAK COKELAT (COCOA

BUTTER SUBSTITUTES/ CBS) DARI PALM KERNEL OIL (PKO)

DENGAN KAPASITAS 3.000 TON / TAHUN

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia

OLEH :

NIM: 040405017

AIRLANDO LUMBAN TOBING

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

LEMBAR PENGESAHAN

PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN SUBSTITUSI LEMAK COKELAT (COCOA BUTTER SUBSTITUTES/ CBS) DARI PALM KERNEL

OIL (PKO)DENGAN KAPASITAS 3.000 TON / TAHUN

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia

Oleh :

AIRLANDO LUMBAN TOBING NIM. 040405017

Telah Diperiksa/Disetujui :

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Ir. Indra Surya, MSc Dr. Ir. M. Yusuf Ritonga, MT

NIP : 19630609-198903-1-004 NIP : 19620819-198903-1-002

Telah Diuji / Disetujui,

Dosen Penguji I, Dosen Penguji II, Dosen Penguji III,

Ir. Indra Surya, M.Sc Ir. Renita Manurung, MT Dr. Ir. Hamidah Harahap, MSc

NIP : 19630609-198903-1-004 NIP : 19681214-199702-2-002 NIP : 19671029-199501-2-001

Mengetahui,

Koordinator Tugas Akhir

Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si NIP : 19680820-199501-1-001

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

(3)

DAFTAR ISI

Hal

KATA PENGANTAR ... i

INTISARI ...iii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR TABEL ... viii

(4)
(5)

BAB XI KESIMPULAN ...XI-1

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS

LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN

(6)

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Produksi Minyak Inti Sawit ... I-2 Tabel 1.2 Komposisi Asam Lemak pada Buah Cacao...I-2 Tabel 1.3 Komposisi Asam lemak pada Minyak Kelapa dan Minyak Inti Sawit

(%) ... I-2 Tabel 2.1 Komposisi Inti Sawit ... II-2 Tabel 2.2 Komposisi Minyak Inti sawit (PKO ... II-2 Tabel 2.3 Komposisi Asam Lemak dalam Minyak Inti Sawit ... II-3 Tabel 3.1 Neraca Massa Mixer I (M-110) ... III-1 Tabel 3.2 Neraca Massa Mixer II (M-210) ... III-1 Tabel 3.3 Neraca Massa Filter Press (H-213) ... III-2 Tabel 3.4 Neraca Massa Kolom Hidrolisa (D-310) ... III-2 Tabel 3.5 Neraca Massa Kolom Destilasi I (D-410) ... III-2 Tabel 3.6 Neraca Massa Kondensor (E-411) ... III-3 Tabel 3.7 Neraca Massa Reboiler (E-416) ... III-3 Tabel 3.8 Neraca Massa Kolom Destilasi II (D-420) ... III-4 Tabel 3.9 Neraca Massa Kondensor (E-421) ... III-4 Tabel 3.10 Neraca Massa Reboiler (E-426) ... III-5 Tabel 3.11 Neraca Massa Kolom Destilasi II (D-430) ... III-5 Tabel 3.12 Neraca Massa Kondensor (E-431) ... III-6 Tabel 3.13 Neraca Massa Reboiler (E-436) ... III-6 Tabel 3.14 Neraca Massa Reaktor Hidrogenasi (D-510) ... III-7 Tabel 3.15 Neraca Massa H2 Separator (H-514) ... III-7

(7)

Tabel 4.8 Neraca Panas Kondensor I (E-411) ...IV-3 Tabel 4.9 Neraca Panas Reboiler I (E-416) ...IV-3 Tabel 4.10 Neraca Panas Kondensor II (E-421)...IV-3 Tabel 4.11 Neraca Panas Reboiler II (E-426) ...IV-4 Tabel 4.12 Neraca Panas Kondensor III (E-431) ...IV-4 Tabel 4.13 Neraca Panas Reboiler III (E-436) ...IV-4 Tabel 4.14 Neraca Panas Cooler (E-414) ...IV-4 Tabel 4.15 Neraca Panas Cooler (E-418) ...IV-5 Tabel 4.16 Neraca Panas Cooler (E-424) ...IV-5 Tabel 4.17 Neraca Panas Cooler (E-428) ...IV-5 Tabel 4.18 Neraca Panas Cooler (E-434) ...IV-5 Tabel 4.19 Neraca Panas Cooler (E-438) ...IV-6 Tabel 4.20 Neraca Panas Reaktor Hidrogenasi (R-510) ...IV-6 Tabel 4.21 Neraca Panas H2 Separator (H-514) ...IV-6

Tabel 4.22 Neraca Panas Cooler (E-516) ...IV-7 Tabel 6.1 Daftar Instrumentasi pada Pabrik Pembuatan Intermediet Cocoa Butter

Substitutes (CBS) dari Palm Kernel Oil (PKO) ...VI-5

Tabel 7.1 Kebutuhan Uap (Steam) sebagai media pemanas ... VII-1 Tabel 7.2 Kebutuhan Oli Thermal Heater sebagai media pemanas ... VII-2 Tabel 7.3 Kebutuhan Air Pendingin pada Alat ... VII-3 Tabel 7.4 Pemakaian Air untuk Berbagai Kebutuhan ... VII-4 Tabel 7.5 Kualitas Air Sungai Deli, Daerah Kawasan Industri Medan ... VII-6 Tabel 7.6 Kebutuhan Daya pada Unit Proses ... VII-13 Tabel 7.7 Kebutuhan Daya pada Unit Utilitas ... VII-14 Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah ... VIII-7 Tabel 9.1 Pembagian Shift Karyawan ... IX-12 Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya ... IX-12 Tabel 9.3 Proporsi Gaji Karyawan per 1 shift ... IX-14 Tabel A.1 Titik Didih Umpan Masuk Destilasi I ...LA-11 Tabel A.2 Dew Point Destilat I ...LA-12

(8)

Tabel A.5 Omega Point Destilat I ...LA-14

Tabel A.6 Titik Didih Umpan Masuk Destilasi II ...LA-19 Tabel A.7 Dew Point Destilat II ...LA-20

Tabel A.8 Boiling Point Produk Bawah II ...LA-20 Tabel A.9 Omega Point Umpan II ...LA-21

(9)
(10)

Tabel LB.54 Kalor Keluar pada H2 Separator (H-514) ... LB-65

(11)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Flowdiagram Unit Pengolahan Limbah ... II-10 Gambar 6.1 Instrumentasi pada Tangki Cairan ...VI-6 Gambar 6.2 Instrumentasi pada Tangki Gas ...VI-6 Gambar 6.3 Instrumentasi pada Kolom Hidrolisa...VI-6 Gambar 6.4 Instrumentasi pada Kolom Destilasi ...VI-7 Gambar 6.5 Instrumentasi pada Akumulator ...VI-7 Gambar 6.6 Instrumentasi pada Heat Exchanger ...VI-8 Gambar 6.7 Instrumentasi pada Pompa ...VI-8 Gambar 6.8 Instrumentasi pada Kompresor ...VI-8 Gambar 6.9 Instrumentasi pada Blower ...VI-9 Gambar 6.10 Instrumentasi pada Expander...VI-9 Gambar 6.11 Instrumentasi pada Filter Press ...VI-9 Gambar 6.12 Instrumentasi pada Gas Separator ... VI-10 Gambar 8.1 Tata Letak Pabrik Pembuatan Propilen Glikol dari Gliserol ... VIII-9 Gambar 9.1 Struktur Organisasi Perusahaan ...IX-7 Gambar LD.1 Sketsa Sebagian Besar Bar Screen ... LD-2 Gambar LD.2 Grafik Entalpi dan Temperatur Cairan pada Cooling Tower ...LD-43 Gambar LD.3 Kurva Hy terhadap 1/(Hy*-Hy) ...LD-44 Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage) dan

(12)

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas berkat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul :

Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Lemak Cokelat (Cocoa Butter Substitutes) dari Palm Kernel Oil (PKO) dengan Kapasitas Produksi 3.000

Ton/Tahun.

Tugas Akhir ini disusun untuk melengkapi salah satu syarat mengikuti ujian sarjana pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, Penulis banyak menerima bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini juga, Penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Ir. Indra Surya, MSc sebagai Dosen Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan selama menyelesaikan tugas akhir ini.

2. Bapak Ir. M. Yusuf Ritonga, MT sebagai Dosen Pembimbing II yang telah memberikan bimbingan selama menyelesaikan tugas akhir ini.

3. Ibu Ir. Renita Manurung, MT sebagai ketua Departemen Teknik Kimia dan Bapak M. Hendra S Ginting, ST, MT sebagai sekretaris Departemen Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara

4. Bapak Dr. Ir. Irvan, MSi sebagai Koordinator Tugas Akhir Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

5. Seluruh Dosen Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan ilmu kepada penulis selama menjalani studi di Departemen Teknik Kimia FT USU.

6. Para pegawai administrasi Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan bantuan kepada penulis selama mengenyam pendidikan di Departemen Teknik Kimia FT USU.

(13)

memberikan motivasi, dukungan, semangat serta tak henti – hentinya mendoakan penulis.

8. Teman seperjuangan Rina Meilina F S sebagai partner penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

9. Teman-teman angkatan 2004 dan adik-adik junior stambuk ’05, ’06, ’07, ’08, ’09, dan ’010 yang telah banyak memberikan masukan, dukungan, dan semangat..

10. 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 Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Desember 2010 Penulis,

(14)

INTISARI

Lemak cokelat dapat digunakan pada produk pangan, farmasi dan kosmetik. Lemak cokelat adalah buah yang dihasilkan dari pohon kakao (Theobroma cacao). Dengan adanya kemajuan IPTEK, maka lemak cokelat juga dapat diperoleh dari minyak kelapa atau coconut oil (CNO) yang mana dikenal dengan pengganti lemak cokelat (Cocoa Butter Substitutes). Akan tetapi dengan kondisi industri minyak kelapa saat ini yang tidak berkembang atau bahkan tingkat produktifitasnya cenderung turun, maka produk-produk turunan yang selama ini menggunakan CNO sebagai feedstock terpakasa harus mencari penggantinya.

Kita tahu bahwa Indonesia memiliki banyak sumber minyak nabati, misalnya kelapa sawit. Sampai saat ini Indonesia merupakan produsen kedua setelah Malaysia. Ketersediaan dan produksi minyak dan lemak nabati dari kelapa sawit diperkirakan akan meningkat terus. Dengan peningkatan produksi minyak sawit yang semakin pesat, maka secara otomatis menyebabkan peningkatan minyak inti sawit pula. Minyak sawit dan minyak inti sawit merupakan bahan baku yang penting dalam pengembangan hard-butters seperti produk pengganti cocoa butter (Cocoa Butter

Substitutes/CBS) dan produk sejenis cocoa butter (Cocoa Butter Equivalent/CBE,

Cocoa Butter Replacer/CBR ). Hal ini dikarenakan minyak inti sawit atau Palm

Kernel Oil (PKO) memiliki rantai karbon yang mirip dengan CNO. Keduanya

memiliki karakteristik fisik yang juga serupa satu dengan yang lain, sehingga PKO dapat juga digunakan dalam pembuatan CBS. Cocoa Butter Substitutes (CBS) diproduksi melalui proses fraksinasi dan hidrogenasi. Proses produksi CBS terdiri dari beberapa tahap reaksi yaitu degummning, bleaching, hidrolisa, fraksinasi (destilasi) bertahap, dan hidrogenasi.

(15)

Hasil evaluasi ekonomi Pabrik Pembuatan Cocoa Butter Substitutes (CBS) dari PKO ini sebagai berikut:

• Total Modal Investasi : Rp 476.254.187.775,-

• Total Biaya Produksi : Rp 748.813.489.120,-

• Hasil Penjualan : Rp 878.431.978.990,-

• Laba Bersih : Rp 129.618.489.869,-

Profit Margin (PM) : 14,68 %

Break Even Point (BEP) : 59,29 %

Return on Investment (ROI) : 18,96 %

Pay Out Time (POT) : 5,27 tahun

Return on Network (RON) : 31,60 %

Internal Rate of Return (IRR) : 33,19 %

Dari hasil evaluasi ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik Pembuatan

(16)

INTISARI

Lemak cokelat dapat digunakan pada produk pangan, farmasi dan kosmetik. Lemak cokelat adalah buah yang dihasilkan dari pohon kakao (Theobroma cacao). Dengan adanya kemajuan IPTEK, maka lemak cokelat juga dapat diperoleh dari minyak kelapa atau coconut oil (CNO) yang mana dikenal dengan pengganti lemak cokelat (Cocoa Butter Substitutes). Akan tetapi dengan kondisi industri minyak kelapa saat ini yang tidak berkembang atau bahkan tingkat produktifitasnya cenderung turun, maka produk-produk turunan yang selama ini menggunakan CNO sebagai feedstock terpakasa harus mencari penggantinya.

Kita tahu bahwa Indonesia memiliki banyak sumber minyak nabati, misalnya kelapa sawit. Sampai saat ini Indonesia merupakan produsen kedua setelah Malaysia. Ketersediaan dan produksi minyak dan lemak nabati dari kelapa sawit diperkirakan akan meningkat terus. Dengan peningkatan produksi minyak sawit yang semakin pesat, maka secara otomatis menyebabkan peningkatan minyak inti sawit pula. Minyak sawit dan minyak inti sawit merupakan bahan baku yang penting dalam pengembangan hard-butters seperti produk pengganti cocoa butter (Cocoa Butter

Substitutes/CBS) dan produk sejenis cocoa butter (Cocoa Butter Equivalent/CBE,

Cocoa Butter Replacer/CBR ). Hal ini dikarenakan minyak inti sawit atau Palm

Kernel Oil (PKO) memiliki rantai karbon yang mirip dengan CNO. Keduanya

memiliki karakteristik fisik yang juga serupa satu dengan yang lain, sehingga PKO dapat juga digunakan dalam pembuatan CBS. Cocoa Butter Substitutes (CBS) diproduksi melalui proses fraksinasi dan hidrogenasi. Proses produksi CBS terdiri dari beberapa tahap reaksi yaitu degummning, bleaching, hidrolisa, fraksinasi (destilasi) bertahap, dan hidrogenasi.

(17)

Hasil evaluasi ekonomi Pabrik Pembuatan Cocoa Butter Substitutes (CBS) dari PKO ini sebagai berikut:

• Total Modal Investasi : Rp 476.254.187.775,-

• Total Biaya Produksi : Rp 748.813.489.120,-

• Hasil Penjualan : Rp 878.431.978.990,-

• Laba Bersih : Rp 129.618.489.869,-

Profit Margin (PM) : 14,68 %

Break Even Point (BEP) : 59,29 %

Return on Investment (ROI) : 18,96 %

Pay Out Time (POT) : 5,27 tahun

Return on Network (RON) : 31,60 %

Internal Rate of Return (IRR) : 33,19 %

Dari hasil evaluasi ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik Pembuatan

(18)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Lemak cokelat dapat digunakan pada produk pangan, dan kosmetik. Dalam industri pangan dapat digunakan produk emulsifier seperti butter, produk berbasis gula seperti ice cream dan sebagai bahan tambahan dalam pembuatan karamel, susu dan margarin. Sedangkan untuk kosmetik dapat digunakan sebagai bahan tambahan dalam pembuatan sabun yang dapat melembutkan dan melembabkan kulit.

Lemak cokelat adalah buah yang dihasilkan dari pohon kakao (Theobroma

cacao). Dengan adanya kemajuan IPTEK, maka lemak cokelat juga dapat diperoleh

dari minyak kelapa atau coconut oil (CNO) yang mana dikenal dengan pengganti lemak cokelat (Cocoa butter substitutes). Akan tetapi dengan kondisi industri minyak kelapa saat ini yang tidak berkembang atau bahkan tingkat produktifitasnya cenderung turun, maka produk-produk turunan yang selama ini menggunakan CNO sebagai feedstock terpakasa harus mencari penggantinya.

Produk-produk lemak yang selama ini menggunakan bahan baku CNO atau lebih popular disebut sebagai lauric oil antara lain confectionary fats, ice cream cake, dan

cocoa butter substitutes.

Di Indonesia permintaan CNO sebenarnya tidak pernah surut, bahkan terus meningkat. Akan tetapi, karena harga CNO selalu tinggi, sehingga produksi CNO semakin turun. Minyak kelapa yang sebagian besar dihasilkan dari kebun-kebun rakyat, kapasitas produksinya tidak pernah meningkat . Sementara dari kebun-kebun tua yang sudah tidak diperbaharui lagi menyebabkan produksi minyak kelapa juga masih langka.

(19)

Di Indonesia sendiri cocoa butter telah banyak diproduksi, yang mana berdasarkan data BPS tahun 2007 nilai ekspor dari cocoa butter mencapai 2.360.006 kg dan di Sumatera sendiri masih mengimpor cocoa butter dari Malaysia, New Zealand sebanyak 8.345 kg.

Indonesia sendiri memiliki banyak sumber minyak nabati, misalnya kelapa sawit. Sampai saat ini Indonesia merupakan produsen kedua setelah Malaysia. Ketersediaan dan produksi minyak dan lemak nabati dari kelapa sawit diperkirakan akan meningkat terus. Dengan peningkatan produksi minyak sawit yang semakin pesat, maka secara otomatis menyebabkan peningkatan minyak inti sawit pula. Hal ini dapat dilihat dari produk peningkatan minyak inti sawit dari tahun ke tahun.

Tabel 1.1 Produksi Minyak Inti Sawit

Tahun Produksi Minyak Inti sawit (ribu ton)

1998 912,1

1999 1012,4

2000 1039,7

2001 1081,2

2002 1145,1

Sumber: Data Eksport- Inport Biro Pusat Statistik, 2003

Adapun komposisi asam lemak yang terdapat dalm buah cacao dapat dilihat pada Tabel 1.2.

Tabel 1.2 Komposisi Asam lemak pada buah Cacao

Asam Lemak Buah Cacao

Asam miristat (14:10) Asam palmitat (16:0) Asam palmitoleat (16:1)

Asam stearat (18:0) Asam oleat (18:1) Asam linoleat (18:2) Asam linolenat (18:3)

0.1 25.4

0.2 33.2 32.6 2.8 0.1

(20)

Minyak sawit dan minyak inti sawit merupakan bahan baku yang penting dalam pengembangan hard-butters seperti produk pengganti cocoa butter (cocoa butter substitutes/CBS) dan produk sejenis cocoa butter (cocoa butter equipment/CBE). Hal ini dikarenakan minyak inti sawit atau Palm kernel oil (PKO) memiliki rantai karbon yang mirip dengan CNO. Keduanya memiliki karakteristik fisik yang juga serupa satu dengan yang lain, sehingga PKO dapat juga digunakan dalam pembuatan CBS. Adapun komposisi asam lemak yang terdapat dalam kedua minyak ini dapat dilihat pada Tabel 1.3.

Tabel 1.3 Komposisi Asam lemak pada Minyak Kelapa dan Minyak Inti Sawit (%) Asam Lemak Minyak Kelapa (CNO) Minyak Inti Sawit (PKO)

C6

C8

C10

C12

C14

C16

C18

C18:1

C18:2

Asam Lemak Lainnya

0,4

7,3

6,6

47,8

18,1

8,9

2,7

6,4

1,6

0,1

0,3

4,2

3,7

48,7

15,6

7,5

1,8

14,8

2,6

0,1

Sumber: Pantzaris, 2001

(21)

Harga bahan baku yaitu minyak inti sawit (PKO) berkisar US$ 680 per ton. Harga jual lemak cokelat (cocoa butter) di pasar internasional saat ini berkisar US$ 5.200 per ton. Diperkirakan dimasa yang akan datang harga cokelat olahan akan semakin meningkat, ini dipacu oleh hasil penelitian yang menyatakan mengkonsumsi cokelat sangat baik bagi kesehatan. Keseimbangan produksinya akan lebih cenderung mengalami defisit karena beberapa negara produsen utama menghadapi berbagai kendala dalam upaya meningkatkan produksinya untuk mengimbangi kenaikan konsumsi. Oleh karena itu unit pembuatan CBS dari PKO ini layak didirikan untuk memenuhi kebutuhan pengganti lemak cokelat (CBS) baik dalam negeri maupun untuk kebutuhan ekspor (Anonim, Harian Bisnis 2007).

1.2Tujuan Perancangan

Secara umum, tujuan pra rancangan pabrik pembuatan Cocoa Butter Substitutes (CBS) ini adalah menerapkan disiplin ilmu Teknik Kimia khususnya di bidang perancangan, proses, dan operasi teknik kimia sehingga dapat memberikan gambaran kelayakan Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Cocoa Butter Substitutes (CBS).

Secara khusus, tujuan pra rancangan pabrik pembuatan Cocoa Butter Substitute (CBS) ini adalah untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri akan pengganti lemak cokelat (cocoa butter subsitutes) sehingga dapat mengurangi ketergantungan impor

cocoa butter.

1.3Rumusan Masalah

Sehubungan dengan meningkatnya produksi cokelat serta tingginya kebutuhan akan cokelat olahan, maka diperlukan suatu usaha untuk mengolah minyak inti sawit (PKO) degan mendirikan pabrik lemak cokelat mentah. Tugas akhir ini memaparkan bagaimana pra rancangan Pabrik Pembuatan Lemak Cokelat (Cocoa Butter

Substitutes/ CBS) dari minyak inti sawit ( Palm Kernel Oil/PKO ) berdasarkan:

(22)

1.4Manfaat Perancangan

Manfaat pra perancangan pabrik pembuatan Lemak Cokelat (Cocoa Butter

Substitutes/ CBS) dari minyak inti sawit ( Palm Kernel Oil/PKO) adalah memberikan

gambaran kelayakan dari segi rancangan dan ekonomi pabrik sehingga akan mendukung pertumbuhan industri cocoa butter (CB) Indonesia. Hal ini, diharapkan akan dapat memenuhi kebutuhan CB domestik.

(23)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1Lemak Cokelat

Rasa cokelat masih sulit didefinisikan. Dalam bukunya Emperors Chocolate, Joel Glenn Brenner menggambarkan riset terkini tentang rasanya. Rasa cokelat tercipta dari campuran 1.200 macam zat, tanpa satu rasa yang jelas-jelas dominan. Sebagian dari zat itu rasanya sangat tidak enak kalau berdiri sendri. Karenaya, sampai kini belum ada rasa cokelat tiruan.

Menurut Wikimedia Foundation Inc dalam Saputra (2008), mendefenisikan di antara zat-zat penghasil rasa cokelat terdapat lemak. Titik leleh lemak cokelat ini hanya sedikit di bawah suhu normal tubuh manusia. Cokelat adalah bahan yang relatif mahal, bila dibandingkan dengan gula atau minyak nabati. Lemak cokelat sering digantikan minyak yang lebih murah, seperti lesitin dari kedelai atau minyak palem dan juga dapat diperoleh dari fraksinasi dan hidrogenasi dari minyak inti sawit ( Eka Saputra, 2008).

Fungsi dari lemak cokelat, antara lain:

• Dapat melembutkan dan melembabkan kulit

• Dapat mengeraskan sabun dan menunda sabun menjadi tengik

• Sebagai sumber vitamin E yang mempunyai banyak manfaat untuk kulit • Mengandung tocopherol dan polyophenol yang berfungsi sebagai penangkal

radikal bebas

• Mencegah/ menunda terjadinya keriput dan melindungi kulit dari polusi dan menjadikan kulit bercahaya dan awet muda

(24)

2.2Minyak Inti Sawit (Palm Kernel Oil)

Minyak inti sawit merupakan salah satu bagian yang dihasilkan dari biji sawit. Biji sawit tersebut terdiri dari inti sawit dan cangkang. Dari inti sawit inilah dihasilkan minyak inti sawit (PKO), sementara cangkangnya banyak digunakan sebagai arang aktif, bahan pengisi dan partikel board. Pemisahan inti sawit dari bijinya berdasarkan perbedaan berat jenis antara inti sawit dan cangkangnya. Alat yang digunakan untuk pemisahan adalah hydrocyclone separator, dalam hal ini inti dan cangkang dipisahkan oleh aliran air yang berputar dalam sebuah tabung dengan biji-bijinya yang telah pecah dalam larutan lempung yang mempunyai berat jenis 1,16. Inti sawit terapung dan cangkangnya tenggelam. Proses selanjutnya pencucian inti sawit, kemudian dikeringkan pada suhu 800C untuk menghindari kerusakan akibat mikroorganisme. Komposisi inti sawit dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Komposisi Inti Sawit

Komposisi Inti Sawit Komposisi (%)

Abu 2

non nitrogen 24

Selulosa 5

Protein 9,0

Air 8

Minyak (PKO) 52

Setelah kering, inti sawit diolah lebih lanjut dengan ekstraksi sehingga dihasilkan minyak inti sawit (PKO). Hasil samping dari ekstraksi adalah bungkil inti sawit (Kernel Oil Cake). Uraian komposisi PKO dapat dilihat pada tabel 2.2.

Tabel 2.2 Komposisi Minyak Inti sawit (PKO)

Karakteristik PK O Komposisi (%)

Trigliserida 98,61

Lain-lain (Air dan Impurities)

Impurities: pospatida, senyawa tidak tersabunkan, penyebab warna,

dan peptida.

1,39

(25)

Trigliserida dalam minyak inti sawit terdiri dari ester gliserol dan asam lemak. Asam-asam lemak ini ada yang jenuh dan tidak jenuh. Berikut adalah tabel komposisi asam lemak dalam minyak inti sawit (PKO).

Tabel 2.3 Komposisi Asam Lemak dalam Minyak Inti Sawit

Asam Lemak Komposisi (%)

Asam Kaproat 0,3

Asam kaprilat 0,9

Asam kaprat 4

Asam laurat 49,6

Asam miristat 16

Asam palmitat 8

Asam stearat 5,4

Asam oleat 13,7

Asam linoleat 2

Asam Akridat 0,1

Sumber: Pantzaris, 2001

2.3Sifat-sifat Bahan

2.3.1Minyak Inti sawit (PKO)

- Bilangan Iodine (mgI2 / 1000 gr) : 14-20

- Bilangan penyabunan (mgKOH/g) : 245-255 - Asam lemak bebas (%) : 5,0 maks - Zat yang tersabunkan : 0,8 maks

- Kandungan karbon (%)

C6 :1, 5 maks

C8 : 3-5

C10 : 3-7

C12 : 40-52

C14 : 34-48

(26)

C18 : 1-3

C18:1 : 11-19

C18:2 : 0,5-2

C20 : 1 maks

- Spesifik gravity (250C/ 15,50C) : 0,917-0,919 - Refraktif gndeks, pada 800C : 1,448-1,480

- Titer (0C) : 20-24

- Boiling goint (0C) pada P=10mmHg : 170

- Berat molekul : 200,31

- Melting point : 43,6

( Perry, 1992)

2.3.2Bleaching Earth a. Sifat-sifat fisik:

- Karakteristik : Flow- calzined kieselgul- based filter aid

- Bentuk : serbuk putih

- Wet density : 275 gr/liter

- Bulk density : 170 gr/liter

- Nilai pH : 9

- Kekasaran 0-100µ : 5,0 %

b. Sifat-sifat kimia:

- Loss of ignition : 0,2 %

- Kelembaman : 0,2 %

- Komposisi (%)

SiO2 : 89

Al2O3 : 4,2

Fe2O3 : 1,2

CaO : 0,7

(27)

2.3.3Hidrogen a. Sifat-sifat fisik:

- Berat molekul : 2,016 gr/mol

- Titik didih (1 atm) : - 252,80C

- Titik lebur : - 259,20C

- Densitas gas (1 atm, 00C) : 0,06973 gr/liter

- Spesifik gravity : 0,0695

- Viskositas (250) : 0,00892 cP

- Konduktivitas termal (250) : 0,000444 kal/cm.cm2.det.0C

- Potensial ionisasi : 13,54 volt

- Panas penguapan (- 252,80C) : 107 kal/gr - Kapasitas panas (250) : 3,42 kal/gr.0C

- Temperatur kritis : - 240)C

- Tekanan kritis : 13 atm

- Densitas kritis : 0,0301 gr/cm3

b. Sifat-sifat Kimia:

- Reaksi dengan oksigen akan menghasilkan air

- Hidrogen sangat reaktif terhadap senyawa halogen, reaksi dengan fluorin membentuk senyawa HF

- Dengan nitrogen, hidrogen bereaksi membentuk ammonia

- Hidrogen bereaksi pada temperatur tertentu dengan sejumlah logam seperti dengan lithium membentuk senyawa LiH

- Hidrogenasi asetaldehid menghasilkan etil alkohol

2.3.4Air sebagai bahan pembantu

- Berat Molekul : 18 gr/mol

- Titik Didih : 1000C

- Densitas : 1,0 gr/cm3

- Spesifik Gravity : 1,0

(28)

2.4Deskripsi Proses

Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan bahan pengganti lemak cokelat (CBS) yaitu minyak inti sawit (PKO) difraksinasi untuk menghasilkan fatty acid berdasarkan kandungan fatty acid yang terdapat dalam buah cokelat (cacao). Kemudian fatty acid yang dihasikan sebagai produk akhir dapat digunakan sebagai

feedstock dalam pembuatan CBS melalui reaksi glikolisis (reaksi asam lemak dengan

gliserol menjadi trigliserida). Akan tetapi pra rancangan pabrik ini hanya sekadar membahas proses pembuatan bahan yang diperlukan dalam pembuatan lemak cokelat (CBS).

2.4.1Proses Degumming

Bahan baku yang berupa minyak inti sawit (PKO) secara normal mengandung bahan-bahan seperti fosfolipida, lechitin, getah (gum) dan bahan-bahan lain yang dapat membentuk emulsi. Pada tahap ini akan dihilangkan getah dan zat-zat lain yang dapat menyebabkan emulsi tersebut. Bahan baku PKO masuk ke tangki berpengaduk (M-110) pada temperatur 1200C dan 1 atm dimana pada reaktor tersebut terjadi pengadukan dan pencampuran dengan H3PO4 85% masuk dengan

kondisi reaksi 1200C dan 1 atm. Keluaran reaktor dipompakan ke Mixer Bleaching (M-210).

2.4.2Proses Bleaching

Keluaran dari M-110 diumpankan pada tangki berpengaduk (M-210) yang mana direaksikan dengan Bleaching Earth ( bisa berupa activated clays,

diatomaceous earths, atau recovereable silicas). Tujuannya adalah untuk

(29)

2.4.3Splitting (Hidrolisis Asam Lemak)

Minyak yang telah bebas dari impuritiesnya diumpankan ke tangki D-310. Di kolom ini terjadi reaksi hidrolisa pada temperatur 2550C dan tekanan 55 bar (agar reaktan dan produk tetap dalam fasa cair).

Pada kondisi ini, air dimasukkan dari atas kolom dan PKO dari bawah kolom. Perbedaan densitas menyebabkan air turun kebawah dan mulai terjadi reaksi hidrolisa pada area heat exchange gliserol ke PKO, yang mana hasil reaksi berupa lemak yang terus bergerak ke atas melalui fasa bahan fatty continuous sampai ke area

heat exchange asam lemak ke air untuk didinginkan oleh air dari atas kolom dalam

serangkaian trays.

Asam lemak yang sudah terpisah diproses lebih lanjut ke kolom fraksinasi destilasi. Sementara gliserol yang dihasilkan didinginkan oleh cooler (E-312) dan disimpan dalam tangki produk F-313.

Reaksi hidrolisis yang terjadi dalam kolom splitting:

CH2-COOR CH2-OH

CH-COOR2 + 3H2O CH-OH + 3RCOOH

CH2-COOR CH2-OH

Trigliserida Air Gliserol Asam Lemak

2.4.4Fraksinasi Asam Lemak (Destilasi)

Fraksinasi bertujuan untuk memisahkan minyak menjadi fraksi-fraksinya. Dalam hal ini dilakukan pemisahan tiga kali untuk menghasilkan produk akhir yang sesuai dengan komposisi CBS, yaitu Asam Palmitat (C16), Asam Stearat (C18), dan Asam Arakidat (C20).

2.4.5Hidrogenasi Asam Lemak

(30)

CBS unhydrogenated yang berasal dari F-435 di pompakan ke R-510 dan

direaksikan dengan gas hidrogen dalam suatu reaktor fixed bed. Hasil yang diperoleh adalah asam lemak hidrogenasi (butter) dan hidrogen. Untuk memisahkan gas hidrogen dari campuran digunakan separator H-514 yang selanjutnya hidrogen tersebut dikembalikan ke dalam tangki penyimpanan gas hidrogen untuk dapat digunakan kembali. Kemudian dialirkan lagi ke filter press H-515 untuk memisahkan produk dari katalis sehingga produk akhir CBS diperoleh dan dialirkan ke tangki penyimpanan produk F-518.

2.5Unit Pengolahan Limbah

Limbah dari suatu pabrik harus diolah sebelum dibuang ke badan air atau atmosfer, karena limbah tersebut mengandung bermacam-macam zat yang dapat membahayakan alam sekitar maupun manusia itu sendiri. Demi kelestarian lingkungan hidup, maka setiap pabrik harus mempunyai unit pengolahan limbah.

Sumber-sumber limbah cair pabrik pembuatan Cocoa Butter Substitutes (CBS) ini meliputi:

1. Limbah proses

Proses pembuatan Cocoa Butter Substitutes menghasilkan limbah proses yaitu : a. Alur 7

11

Air , Impurities Earth, Bleaching phospor, asam

F = 45,3177 kg/jam

Total limbah = 45,3177 kg/jam 2. Limbah cair hasil pencucian peralatan pabrik

Limbah ini diperkirakan mengandung kerak dan kotoran-kotoran yang melekat pada peralatan pabrik.

3. Limbah domestik

Limbah ini mengandung bahan organik sisa pencernaan yang berasal dari kamar mandi di lokasi pabrik, serta limbah dari kantin berupa limbah padat dan limbah cair. Limbah domestik dari pabrik Cocoa Butter Substitutes (CBS) diolah pada

septic tank yang tersedia di lingkungan pabrik sehingga tidak membutuhkan

(31)

4. Limbah laboratorium

Limbah yang berasal dari laboratorium ini mengandung bahan-bahan kimia yang digunakan untuk menganalisa mutu bahan baku yang digunakan, mutu produk yang dihasilkan, serta yang dipergunakan untuk penelitian dan pengembangan proses.

Pengolahan limbah cair pabrik ini dilakukan dengan menggunakan activated

sludge (sistem lumpur aktif). Alasan pemilihan proses pengolahan limbah tersebut

adalah :

- Limbah yang dihasilkan mengandung impur ities dari PKO yang merupakan bahan organik.

- Tidak terlalu membutuhkan lahan yang besar.

- Proses pengolahan ini dapat menghasilkan effluent dengan BOD yang lebih rendah (Perry, 1997).

Perhitungan Untuk Sistem Pengolahan Limbah

Diperkirakan jumlah air buangan pabrik:

1. Limbah proses = 45,3177 kg/jam = 0,0022 m3/jam 2. Pencucian peralatan pabrik = 50 liter/jam = 0,050 m3/jam

(Metcalf dan Eddy, 1991)

3. Limbah domestik dan kantor

Limbah domestik untuk kantor perorangan = 15 L/hari

(hal 19, Metcalf dan Eddy, 1991) Limbah domestik untuk kantin perorangan = 9 L/hari

(hal 18, Metcalf dan Eddy, 1991) Total limbah domestik yang dihasilkan

= (127 orang x 15 L/hari ) + (127 orang x 9 L/hari ) = 3048 L/hari = 0,1270 m3/jam

[image:31.595.93.542.682.732.2]

4. Limbah laboratorium = 15 liter/jam = 0,015 m3/jam Total air buangan = (0,0022 + 0,0050 + 0,1270 + 0,015) m3/jam = 0,1942 m3/jam

Gambar 2.1 Flowdiagram Unit Pengolahan Limbah Bak

Penampungan

Bak Pengendapan

Awal

Bak Netralisasi Tangki Aerasi

(32)

2.5.1 Bak Penampungan (BP)

Bak penampungan berfungsi sebagai tempat menampung air buangan sementara. Limbah proses, limbah cair hasil pencucian peralatan pabrik, dan limbah laboratorium ditampung pada bak-bak penampung yang tersedia untuk mengendapkan padatan-padatan terlarut maupun tak terlarut dalam air buangan pabrik.

2.5.2 Bak Sedimentasi Awal (BSA)

Bak sedimentasi awal berfungsi untuk menghilangkan padatan dengan cara pengendapan. Di sini terjadi pengendapan lanjut dari padatan-padatan terlarut maupun tak terlarut dalam air buangan pabrik.

2.5.3 Bak Netralisasi (BN)

Air buangan pabrik yang mengandung bahan organik mempunyai pH = 5 (Hammer, 1998). Limbah pabrik yang terdiri dari bahan-bahan organik harus dinetralkan sampai pH = 6 (Kep.42/MENLH/10/1998). Untuk menetralkan limbah digunakan soda abu (Na2CO3).

2.5.4 Kolam Aerasi (KA)

Proses lumpur aktif merupakan proses aerobik di mana flok biologis (lumpur yang mengandung biologis) tersuspensi di dalam campuran lumpur yang mengandung O2. Biasanya mikroorganisme yang digunakan merupakan kultur

campuran.

2.5.5 Tangki Sedimentasi (TS)

(33)

2.6 Perhitungan Spesifikasi Peralatan Unit Pengolahan Limbah 2.6.1 Bak Penampungan (BP)

Fungsi : Tempat menampung air buangan sementara Bahan konstruksi : Beton kedap air

Jumlah : 1 unit

Laju volumetrik air buangan = 0,1942 m3/jam Waktu penampungan air buangan = 10 hari

Volume air buangan = (0,1942 × 10 × 24)/2 = 23,3040 m3

Bak terisi 90 % maka volume bak = 0,9 23,3040

= 25,8933 m3

Direncanakan ukuran bak sebagai berikut: - panjang bak (p) = 3 × lebar bak (l) - tinggi bak (t) = lebar bak (l) Maka:

Volume bak = p × l × t 25,8933 m3 = 3 l × l × l lebar = 2,0513 m Jadi, panjang bak = 6,1538 m lebar bak = 2,0513 m tinggi bak = 2,0513 m Luas bak = 12,6231 m2

Tekanan Hidrostatik: PHidrostatik = ρ × g × l

= 996,24 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 2,0513 m = 20026,8230 Pa = 20,0268 kPa

Po = 101,3250 kPa

(34)

2.6.2 Pompa Bak Penampung (PL-01)

Fungsi : Memompa cairan limbah dari bak penampungan ke bak pengendapan awal

Jenis : Pompa sentrifugal Bahan konstruksi : Commercial steel

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi:

- Temperatur = 300C

- Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,1586 lbm/ft3

- Viskositas air (µ) = 0,8007 cP = 0,000538 lbm/ft⋅jam

Laju alir massa (F) = 237,3177 kg/jam = 0,1453 lbm/detik

Debit air/laju alir volumetrik, 3

m m /ft lb 62,1586 /s lb 0,1453 ρ F

Q= =

= 0,0023 ft3/s Desain pompa

Di,opt = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13 (Walas, 1990)

= 3,9 × (0,0023 ft3/s)0,45 × (62,1586 lbm/ft3)0,13

= 0,0117 in

Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (2003), dipilih pipa dengan spesifikasi: Ukuran nominal : 1 in

Schedule number : 40

Diameter Dalam (ID) : 1,0490 in = 0,0874 ft = 0,0226 m Diameter Luar (OD) : 1,3150 in = 0,1096 ft

Inside sectional area : 0,006 ft2

Kecepatan linier: v = A Q

= 2

3 ft 0,006 /s ft 0,0023

= 0,3897 ft/s

Bilangan Reynold : NRe =

(35)

Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε = 0,00015 (Geankoplis, 2003) Pada NRe = 3935,2111 dan ε/D = 0,00015 m /0,0874 m = 0,0017

maka harga f = 0,013 (Geankoplis, 2003)

Friction loss:

1 Sharp edge entrance: hc = 0,55

α 2 1 2 1 2 v A A     − = ) 174 , 32 )( 1 ( 2 0,3897 ) 0 1 ( 5 , 0 2 −

= 0,0012 ft.lbf/lbm

2 elbow 90°: hf = n.Kf.

c g v . 2 2 = 2(0,75) ) 174 , 32 ( 2 0,38972

= 0,0035 ft.lbf/lbm

1 check valve: hf = n.Kf.

c g v . 2 2 = 1(2) ) 174 , 32 ( 2 0,38972

= 0,0047 ft.lbf/lbm

Pipa lurus 20 ft: Ff = 4f

c g D v L . 2 . . 2

= 4(0,013)

( )(

)

(

0,0874

) (

.2.32,174

)

0,3897 .

20 2

= 0,0281 ft.lbf/lbm

1 Sharp edge exit: hex = n

c g v A A . . 2 1 2 2 2 1 α   

 − = 1

( ) ( )( )

174 , 32 1 2 0,3897 0 1 2 2 −

= 0,0024 ft.lbf/lbm Total friction loss: ∑ F = 0,0399 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli:

(

)

(

)

F W 0

ρ P P z z g v v 2α 1 s 1 2 1 2 2 1 2

2 +∑ + =

− + − +

− (Geankoplis, 2003)

dimana : v1 = v2

P1 = P2

∆Z = 13 ft

maka:

( )

13ft 0 0,0399ft.lbf/lbm W 0

bm/lbf.s 32,174ft.l

32,174ft/s

0 2 s

2 = + + + +

Ws = –13,0399 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, η= 80 %

Ws = - η × Wp - 13,0399 = - 0,8 × Wp

(36)

Daya pompa : P = m × Wp

= 0,1450lbm/s×16,2998 ft.lbf/lbm×

s 550ft.lbf/

hp 1

= 0,0043 hp

Maka dipilih pompa dengan daya motor 0,005 hp.

2.6.3 Bak Sedimentasi Awal (BSA)

Fungsi : Menghilangkan padatan dengan cara pengendapan. Bahan konstruksi : Beton kedap air

Jumlah : 1 unit

Laju volumetrik air buangan = 0,1942 m3/jam

Waktu tinggal air = 5 jam (Perry, 1997) Volume bak (V) = 0,1942 m3/jam × 5 jam = 0,9710 m3

Bak terisi 90 % maka volume bak = 0,9 0,9710

= 1,0789 m3

Direncanakan ukuran bak sebagai berikut: - panjang bak (p) = 2 × lebar bak (l) - tinggi bak (t) = lebar bak (l) Maka: Volume bak = p × l × t

1,0789 m3 = 2l × l × l l = 0,8140 m Jadi, panjang bak = 1,6281 m lebar bak = 0,8140 m tinggi bak = 0,8140 m Luas bak = 1,3253 m2

Tekanan Hidrostatik: PHidrostatik = ρ × g × l

= 996,24 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 0,8140 m = 7947,6500 Pa = 7,9476 kPa

Po = 101,3250 kPa

(37)

2.6.4 Pompa Bak Pengendapan Awal (PL-02)

Fungsi : Memompa limbah dari bak pengendapan awal ke bak netralisasi

Jenis : Pompa sentrifugal Bahan konstruksi : Commercial steel

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi:

- Temperatur = 300C

- Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,1419 lbm/ft3

- Viskositas air (µ) = 0,8007 cP = 0,000538 lbm/ft⋅jam

Laju alir massa (F) = 237,3177 kg/jam = 0,1453 lbm/detik

Debit air/laju alir volumetrik, 3

m m /ft lb 62,1586 /s lb 0,1453 ρ F

Q= =

= 0,0023 ft3/s Desain pompa

Di,opt = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13 (Walas, 1990)

= 3,9 × (0,0023 ft3/s)0,45 × (62,1586 lbm/ft3)0,13

= 0,0117 in

Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (2003), dipilih pipa dengan spesifikasi: Ukuran nominal : 1 in

Schedule number : 40

Diameter Dalam (ID) : 1,0490 in = 0,0874 ft = 0,0226 m Diameter Luar (OD) : 1,3150 in = 0,1096 ft

Inside sectional area : 0,006 ft2

Kecepatan linier: v = A Q

= 2

3 ft 0,006 /s ft 0,0023

= 0,3897 ft/s

Bilangan Reynold : NRe =

(38)

Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε = 0,00015 (Geankoplis, 2003) Pada NRe = 3935,2111 dan ε/D = 0,00015 m /0,0874 m = 0,0017

maka harga f = 0,013 (Geankoplis, 2003)

Friction loss:

1 Sharp edge entrance: hc = 0,55

α 2 1 2 1 2 v A A     − = ) 174 , 32 )( 1 ( 2 0,3897 ) 0 1 ( 5 , 0 2 −

= 0,0012 ft.lbf/lbm

2 elbow 90°: hf = n.Kf.

c g v . 2 2 = 2(0,75) ) 174 , 32 ( 2 0,38972

= 0,0035 ft.lbf/lbm

1 check valve: hf = n.Kf.

c g v . 2 2 = 1(2) ) 174 , 32 ( 2 0,38972

= 0,0047 ft.lbf/lbm

Pipa lurus 20 ft: Ff = 4f

c g D v L . 2 . . 2

= 4(0,013)

( )(

)

(

0,0874

) (

.2.32,174

)

0,3897 .

20 2

= 0,0281 ft.lbf/lbm

1 Sharp edge exit: hex = n

c g v A A . . 2 1 2 2 2 1 α   

 − = 1

( ) ( )( )

174 , 32 1 2 0,3897 0 1 2 2 −

= 0,0024 ft.lbf/lbm Total friction loss: ∑ F = 0,0399 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli:

(

)

(

)

F W 0

ρ P P z z g v v 2α 1 s 1 2 1 2 2 1 2

2 +∑ + =

− + − +

− (Geankoplis, 2003)

dimana : v1 = v2

P1 = P2

∆Z = 22 ft

maka:

( )

22ft 0 0,0939ft.lbf/lbm W 0

bm/lbf.s 32,174ft.l

32,174ft/s

0 2 s

2 = + + + +

Ws = –22,0399 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, η= 80 %

Ws = - η × Wp - 22,0399 = - 0,8 × Wp

(39)

Daya pompa : P = m × Wp

= 0,1450lbm/s×27,5498 ft.lbf/lbm×

s 550ft.lbf/

hp 1

= 0,0073 hp

Maka dipilih pompa dengan daya motor 0,05 hp.

2.6.6 Bak Netralisasi

Fungsi : Tempat menetralkan pH limbah. Bahan konstruksi : Beton kedap air

Jumlah : 1 unit

Kebutuhan Na2CO3 untuk menetralkan pH air limbah adalah 0,15 mg Na2CO3/ 30

ml air limbah (Lab. Analisa FMIPA USU, 1999). Jumlah air buangan = 0,1942 m3/jam = 194,1997 liter/jam

Kebutuhan Na2CO3:

= (194,1997 liter/jam) × (0,15 mg/0,03 liter) × (1 kg/106 mg) = 0,0010 kg/jam

Laju volumetrik air buangan = 0,1942 m3/jam

Direncanakan waktu penampungan air buangan selama 1 hari.

Volume air buangan = 0,1942 m3/ jam × 1 hari × 24 jam/1 hari = 4,6608 m3 Direncanakan menggunakan 1 buah bak penetralan.

Bak yang digunakan direncanakan terisi 90% bagian.

Volume bak = 9 , 0 4,6608

= 5,1787 m3

Direncanakan ukuran bak sebagai berikut: - panjang bak (p) = 2 × lebar bak (l) - tinggi bak (t) = lebar bak (l)

(40)

Jadi, panjang bak = 2,7466 m lebar bak = 1,3732 m tinggi bak = 1,3732 m Luas bak = 3,7713 m2 Tekanan Hidrostatik:

PHidrostatik = ρ × g × l

= 996,24 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 1,3732 m = 36819,5293 Pa = 36,8195 kPa

Po = 101,3250 kPa

P = 36,8195 kPa + 101,3250 kPa = 138,1445 kPa Pdesign = 1,2 × 138,1445 kPa = 165,7734 kPa

2.6.7 Pompa Bak Netralisasi (PL-03)

Fungsi : Memompa limbah dari bak netralisasi ke tangki aerasi Jenis : Pompa sentrifugal

Bahan konstruksi : Commercial steel

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi:

- Temperatur = 300C

- Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,1419 lbm/ft3

- Viskositas air (µ) = 0,8007 cP = 0,000538 lbm/ft⋅jam

Laju alir massa (F) = 237,3177 kg/jam = 0,1453 lbm/detik

Debit air/laju alir volumetrik,

3 m

m

/ft lb 62,1586

/s lb 0,1453 ρ

F

Q= =

= 0,0023 ft3/s Desain pompa

Di,opt = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13 (Walas, 1990)

= 3,9 × (0,0023 ft3/s)0,45 × (62,1586 lbm/ft3)0,13

(41)

Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (2003), dipilih pipa dengan spesifikasi: Ukuran nominal : 1 in

Schedule number : 40

Diameter Dalam (ID) : 1,0490 in = 0,0874 ft = 0,0226 m Diameter Luar (OD) : 1,3150 in = 0,1096 ft

Inside sectional area : 0,006 ft2

Kecepatan linier: v = A Q

= 2

3 ft 0,006 /s ft 0,0023

= 0,3897 ft/s

Bilangan Reynold : NRe =

μ D v ρ× × = lbm/ft.s 0,000538 ) ft 0874 , 0 )( s / ft 0,3897 )( ft / lbm 1568 , 62 ( 3 = 3935,2111

Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε = 0,00015 (Geankoplis, 2003) Pada NRe = 3935,2111 dan ε/D = 0,00015 m /0,0874 m = 0,0017

maka harga f = 0,013 (Geankoplis, 2003)

Friction loss:

1 Sharp edge entrance: hc = 0,55

α 2 1 2 1 2 v A A     − = ) 174 , 32 )( 1 ( 2 0,3897 ) 0 1 ( 5 , 0 2 −

= 0,0012 ft.lbf/lbm

2 elbow 90°: hf = n.Kf.

c g v . 2 2 = 2(0,75) ) 174 , 32 ( 2 0,38972

= 0,0035 ft.lbf/lbm

1 check valve: hf = n.Kf.

c g v . 2 2 = 1(2) ) 174 , 32 ( 2 0,38972

= 0,0047 ft.lbf/lbm

Pipa lurus 20 ft: Ff = 4f

c g D v L . 2 . . 2

= 4(0,013)

( )(

)

(

0,0874

) (

.2.32,174

)

0,3897 .

20 2

= 0,0281 ft.lbf/lbm

1 Sharp edge exit: hex = n

c g v A A . . 2 1 2 2 2 1 α   

 − = 1

( ) ( )( )

174 , 32 1 2 0,3897 0 1 2 2 −

(42)

Dari persamaan Bernoulli:

(

)

(

)

F W 0

ρ P P z z g v v 2α 1 s 1 2 1 2 2 1 2

2 +∑ + =

− + − +

− (Geankoplis, 2003)

dimana : v1 = v2

P1 = P2

∆Z = 22 ft

maka:

( )

22ft 0 0,0399ft.lbf/lbm W 0

bm/lbf.s 32,174ft.l

32,174ft/s

0 2 s

2 = + + + +

Ws = –22,0399 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, η= 80 %

Ws = - η × Wp - 22,0399 = - 0,8 × Wp

Wp = 27,5498 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m × Wp

= 0,1450lbm/s×27,5498 ft.lbf/lbm×

s 550ft.lbf/

hp 1

= 0,0073 hp

Maka dipilih pompa dengan daya motor 0,05 hp.

2.6.8 Pengolahan Limbah dengan Sistem Activated Sludge (Lumpur Aktif) Proses lumpur aktif merupakan proses aerobis di mana flok biologis (lumpur yang mengandung biologis) tersuspensi di dalam campuran lumpur yang mengandung O2. Biasanya mikroorganisme yang digunakan merupakan kultur

campuran. Flok biologis ini sendiri merupakan makanan bagi mikroorganisme ini sehingga akan diresirkulasi kembali ke tangki aerasi.

Data:

Laju volumetrik (Q) = 0,1942 m3/jam = 1231,2875 gal/hari

BOD5 (So) = 935 mg/liter (www.digilib.biologi.lipi.go.id,2010)

Mixed Liquor Volatile Suspended Solid (X) = 150 mg/l

(43)

Dari Metcalf & Eddy (1991) diperoleh data sebagai berikut:

- Koefisien cell yield (Y) = 0,8 mg VSS/mg BOD5

- Koefisien endogenous decay (Kd) = 0,025 hari-1

Direncanakan:

Waktu tinggal sel (θc) = 10 hari

1. Penentuan Efisiensi

Berdasarkan Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 3 Tahun 1998 Tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kawasan Industri (MenLH, 1998), diperoleh kadar maksimum BOD5 yang diizinkan adalah 50 mg/liter. Pabrik CBS ini mengolah

limbah hingga BOD5 935 mg/liter maka efisiensi pengolahan adalah:

100 S S S E o o − ×

=

100 935

50 935

E= − × (Metcalf & Eddy, 1991)

E = 94,65%

2. Penentuan Volume Aerator (Vr)

) .θ k X(1 S) .Q.Y(S θ Vr c d o c + −

= (Metcalf & Eddy, 1991)

10) 0,025 mg/l)(1 (150 mg/l 50) 0,8)(935 gal/hari)( ,6429 hari)(1231 (10 × + − =

= 46505,8348 gal = 176,0140 m3

(44)

Maka, panjang = 11,0925 m lebar = 5,5463 m

Faktor kelonggaran = 0,5 m di atas permukaan air (Metcalf & Eddy, 1991) Tinggi = (5,5463 + 0,5 ) m = 6,0463 m

Tekanan Hidrostatik: PHidrostatik = ρ × g × l

= 996,24 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 6,0463 m = 59030,4717 Pa = 59,0305 kPa

Po = 101,3250 kPa

P = 59,0305 kPa + 101,3250 kPa = 160,3555 kPa Pdesign = 1,2 × 160,3555 kPa = 192,4266 kPa

4. Penentuan Jumlah Flok yang Diresirkulasi (Qr)

Tangki aerasi

Tangki sedimentasi

Q Q + Qr

X

Qr Xr

Qw

Qw' Xr

Qe Xe Bak Penampung

dan Pengendapan

Asumsi:

Qe = Q = 0,1942 m3/jam 1231,2875 gal/hari

Xe = 0,001 X = 0,001 × 150 mg/l = 0,15 mg/l

Xr = 0,999 X = 0,999 × 150 mg/l = 149,85 mg/l

Px = Qw × Xr (Metcalf & Eddy, 1991)

Px = Yobs .Q.(So – S) (Metcalf & Eddy, 1991)

c d obs

θ k 1

Y Y

+

= (Metcalf & Eddy, 1991)

0) (0,025).(1 1

0,8 Yobs

+

= = 0,64

Px = (0,64) (1231,2875 gal/hari) (935 – 50) mg/l

(45)

Neraca massa pada tangki sedimentasi:

Akumulasi = jumlah massa masuk – jumlah massa keluar 0 = (Q + Qr)X – Qe Xe – Qw Xr

0 = QX + QrX – Q(0,001X) - Px

150 3 699962,332 1) 01 )(150)(0,0 (1231,2875 X P 1) QX(0,001 Q x r + − = + − =

= 3436,3593 gal/hari

5. Penentuan Waktu Tinggal di Aerator (θ)

1231,2875 46493,4169 Q

Vr

θ= = = 37,76 hari

6. Penentuan Daya yang Dibutuhkan

Type aerator yang digunakan adalah surface aerator.

Kedalaman air = 4,6871 m, dari Tabel 8.28, Metcalf & Eddy, 1991 diperoleh daya aeratornya 20 hp.

2.6.9 Pompa Tangki Aerasi (PL-04)

Fungsi : Memompa limbah dari tangki aerasi ke tangki sedimentasi Jenis : Pompa sentrifugal

Bahan konstruksi : Commercial steel

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi:

- Temperatur = 300C

- Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,1586 lbm/ft3

- Viskositas air (µ) = 0,8007 cP = 0,000538 lbm/ft⋅jam

Laju alir massa (F) = 237,3177 kg/jam = 0,1453 lbm/detik

Debit air/laju alir volumetrik,

3 m m /ft lb 62,1586 /s lb 0,1453 ρ F

Q= =

(46)

Desain pompa

Di,opt = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13 (Walas, 1990)

= 3,9 × (0,0023 ft3/s)0,45 × (62,1586 lbm/ft3)0,13

= 0,0117 in

Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (2003), dipilih pipa dengan spesifikasi: Ukuran nominal : 1 in

Schedule number : 40

Diameter Dalam (ID) : 1,0490 in = 0,0874 ft = 0,0226 m Diameter Luar (OD) : 1,3150 in = 0,1096 ft

Inside sectional area : 0,006 ft2

Kecepatan linier: v = A Q

= 2

3 ft 0,006 /s ft 0,0023

= 0,3897 ft/s

Bilangan Reynold : NRe =

μ D v ρ× × = lbm/ft.s 0,000538 ) ft 0874 , 0 )( s / ft 0,3897 )( ft / lbm 1586 , 62 ( 3 = 3935,2111

Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε = 0,00015 (Geankoplis, 2003) Pada NRe = 3935,2111 dan ε/D = 0,00015 m /0,0874 m = 0,0017

maka harga f = 0,013 (Geankoplis, 2003)

Friction loss:

1 Sharp edge entrance: hc = 0,55

α 2 1 2 1 2 v A A     − = ) 174 , 32 )( 1 ( 2 0,3897 ) 0 1 ( 5 , 0 2 −

= 0,0012 ft.lbf/lbm

2 elbow 90°: hf = n.Kf.

c g v . 2 2 = 2(0,75) ) 174 , 32 ( 2 0,38972

= 0,0035 ft.lbf/lbm

1 check valve: hf = n.Kf.

c g v . 2 2 = 1(2) ) 174 , 32 ( 2 0,38972

= 0,0047 ft.lbf/lbm

Pipa lurus 20 ft: Ff = 4f

c g D v L . 2 . . 2

= 4(0,013)

( )(

)

(

0,0874

) (

.2.32,174

)

0,3897 .

20 2

(47)

1 Sharp edge exit: hex = n c g v A A . . 2 1 2 2 2 1 α   

 − = 1

( ) ( )( )

174 , 32 1 2 0,3897 0 1 2 2 −

= 0,0024 ft.lbf/lbm Total friction loss: ∑ F = 0,0399 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli:

(

)

(

)

F W 0

ρ P P z z g v v 2α 1 s 1 2 1 2 2 1 2

2 +∑ + =

− + − +

− (Geankoplis, 2003)

dimana : v1 = v2

P1 = P2

∆Z = 10 ft

maka:

( )

10ft 0 0,0399ft.lbf/lbm W 0

bm/lbf.s 32,174ft.l 32,174ft/s 0 s 2 2 = + + + +

Ws = –10,0399 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, η= 80 %

Ws = - η × Wp - 10,0399 = - 0,8 × Wp

Wp = 12,5498 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m × Wp

= 0,1450lbm/s×12,5498 ft.lbf/lbm×

s 550ft.lbf/

hp 1

= 0,0033 hp

Maka dipilih pompa dengan daya motor 0,005 hp.

2.6.10 Tangki Sedimentasi

Fungsi : mengendapkan flok biologis dari tangki aerasi dan sebagian diresirkulasi kembali ke tangki aerasi.

Laju volumetrik air buangan = (1231,2875+ 3436,3593) gal/hari = 4667,6468 gal/hari = 17,6691 m3/hari

(48)

Luas tangki (A) = (17,6691 m3/hari) / (33 m3/m2 hari) = 0,5354 m3 A = ¼ π D2

D = (4A/π)1/2 = (4 × 0,5354 / 3,14 )1/2 = 0,8259 m

Kedalaman tangki, H = V/A = 1,4665 / 0,5354 = 2,7390 m

Tekanan Hidrostatik: PHidrostatik = ρ × g × l

= 996,24 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 2,7390 m = 26741,2733 Pa = 26,7413 kPa

Po = 101,3250 kPa

P = 26,7413 kPa + 101,3250 kPa = 128,0663 kPa Pdesign = 1,2 × 128,0663 kPa = 153,6795 kPa

2.6.11 Pompa Tangki Sedimentasi (PL-05)

Fungsi : Memompa air resirkulasi dari tangki sedimentasi ke tangki aerasi

Jenis : Pompa sentrifugal Bahan konstruksi : Commercial steel

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi:

- Temperatur = 300C

- Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,1586 lbm/ft3

- Viskositas air (µ) = 0,8007 cP = 0,000538 lbm/ft⋅jam

Laju alir massa (F) = 237,3177 kg/jam = 0,1453 lbm/detik

Debit air/laju alir volumetrik,

3 m

m

/ft lb 62,1586

/s lb 0,1453 ρ

F

Q= =

= 0,0023 ft3/s Desain pompa

Di,opt = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13 (Walas, 1990)

= 3,9 × (0,0023 ft3/s)0,45 × (62,1586 lbm/ft3)0,13

(49)

Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (2003), dipilih pipa dengan spesifikasi: Ukuran nominal : 1 in

Schedule number : 40

Diameter Dalam (ID) : 1,0490 in = 0,0874 ft = 0,0226 m Diameter Luar (OD) : 1,3150 in = 0,1096 ft

Inside sectional area : 0,006 ft2

Kecepatan linier: v = A Q

= 2

3 ft 0,006 /s ft 0,0023

= 0,3897 ft/s

Bilangan Reynold : NRe =

μ D v ρ× × = lbm/ft.s 0,000538 ) ft 0874 , 0 )( s / ft 0,3897 )( ft / lbm 1586 , 62 ( 3 = 3935,2111

Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε = 0,00015 (Geankoplis, 2003) Pada NRe = 3935,2111 dan ε/D = 0,00015 m /0,0874 m = 0,0017

maka harga f = 0,013 (Geankoplis, 2003)

Friction loss:

1 Sharp edge entrance: hc = 0,55

α 2 1 2 1 2 v A A     − = ) 174 , 32 )( 1 ( 2 0,3897 ) 0 1 ( 5 , 0 2 −

= 0,0012 ft.lbf/lbm

2 elbow 90°: hf = n.Kf.

c g v . 2 2 = 2(0,75) ) 174 , 32 ( 2 0,38972

= 0,0035 ft.lbf/lbm

1 check valve: hf = n.Kf.

c g v . 2 2 = 1(2) ) 174 , 32 ( 2 0,38972

= 0,0047 ft.lbf/lbm

Pipa lurus 20 ft: Ff = 4f

c g D v L . 2 . . 2

= 4(0,013)

( )(

)

(

0,0874

) (

.2.32,174

)

0,3897 .

20 2

= 0,0281 ft.lbf/lbm

1 Sharp edge exit: hex = n

c g v A A . . 2 1 2 2 2 1 α   

 − = 1

( ) ( )( )

174 , 32 1 2 0,3897 0 1 2 2 −

(50)

Dari persamaan Bernoulli:

(

)

(

)

F W 0

ρ P P z z g v v 2α 1 s 1 2 1 2 2 1 2

2 +∑ + =

− + − +

− (Geankoplis, 2003)

dimana : v1 = v2

P1 = P2

∆Z = 22 ft

maka:

( )

22ft 0 0,0399ft.lbf/lbm W 0

bm/lbf.s 32,174ft.l

32,174ft/s

0 2 s

2 = + + + +

Ws = –22,0399 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, η= 80 %

Ws = - η × Wp

- 22,0399 = - 0,8 × Wp Wp = 27,5498 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m × Wp

= 0,1450lbm/s×27,5496 ft.lbf/lbm×

s 550ft.lbf/

hp 1

= 0,0073 hp

Maka dipilih pompa dengan daya motor 0,05 hp.

2.7 Spesifikasi Peralatan Pengolahan Limbah 2.7.1 Bak Penampungan

Fungsi : Tempat menampung air buangan sementara Bentuk : Persegi panjang

Bahan konstruksi : Beton kedap air

Kondisi operasi : Temperatur 25°C dan tekanan 1,44 atm

Jumlah : 2 unit

Kapasitas : 23,3040 m3

Panjang : 6,1538 m

Lebar : 2,0513 m

(51)

2.7.2 Pompa Bak Penampung (PL-01)

Fungsi : Memompa cairan limbah dari bak penampungan ke bak pengendapan awal

Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit

Bahan konstruksi : Commercial steel Kapasitas : 0,0023 m3/s Daya motor : 0,005 hp

2.7.3 Bak Sedimentasi Awal

Fungsi : Menghilangkan padatan dengan cara pengendapan Bentuk : Persegi panjang

Bahan konstruksi : Beton kedap air

Kondisi operasi : Temperatur 25°C dan tekanan 1,29 atm

Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 0,9710 m3

Panjang : 1,6281 m

Lebar : 0,8140 m

Tinggi : 0,8140 m

2.7.4 Pompa Bak Pengendapan Awal (PL-02)

Fungsi : Memompa cairan limbah dari bak pengendapan awal ke bak netralisasi

Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit

(52)

2.7.5 Bak Netralisasi

Fungsi : Tempat menetralkan pH limbah Bentuk : Persegi panjang

Bahan konstruksi : Beton kedap air

Kondisi operasi : Temperatur 25°C dan tekanan 1,64 atm

Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 4,6608 m3

Panjang : 2,7464 m

Lebar : 1,3732 m

Tinggi : 1,3732 m

2.7.6 Pompa Bak Netralisasi (PL-03)

Fungsi : Memompa cairan limbah dari bak netralisasi ke tangki aerasi

Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit

Bahan konstruksi : Commercial steel Kapasitas : 0,0023 ft3/s Daya motor : 0,005 hp

2.7.7 Tangki Aerasi

Fungsi : Mengolah limbah Bentuk : Persegi panjang Bahan konstruksi : Beton kedap air

Kondisi operasi : Temperatur 25°C dan tekanan 1,89 atm

Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 175,9633 m3

Panjang : 11,0925 m

Lebar : 5,5463 m

(53)

2.7.8 Pompa Tangki Aerasi (PL-04)

Fungsi : Memompa cairan limbah dari tangki aerasi ke tangki sedimentasi

Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit

Bahan konstruksi : Commercial steel Kapasitas : 0,0023 m3/s Daya motor : 0,005 hp

2.7.9 Tangki Sedimentasi

Fungsi : mengendapkan flok biologis dari tangki aerasi dan sebagian diresirkulasi kembali ke tangki aerasi. Bentuk : Silinder tegak dengan alas datar

Bahan konstruksi : Beton kedap air

Kondisi operasi : Temperatur 25°C dan tekanan 1,52 atm

Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 1,4665 m3 Diameter : 0,8259 m

Tinggi : 2,7390 m

2.7.10 Pompa Tangki Sedimentasi (PL-05)

Fungsi : Memompa air resirkulasi dari tangki sedimentasi ke tangki aerasi

Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit

(54)

BAB III

NERACA MASSA

Hasil perhitungan neraca massa pra rancangan pabrik pembuatan Cocoa Butter

Substitutes (CBS) adalah sebagai berikut:

Kapasitas produksi : 3000 ton/tahun Basis perhitungan : 1 jam operasi Waktu kerja per tahun : 330 hari

3.1 MIXER I ( M-110)

Tabel 3.1 Neraca Massa pada Mixer I (M-110) Komponen Laju alir Masuk

(kg.jam-1)

Laju Alir Keluar (kg.jam-1)

2 4 5

PKO (TG) 1505,7747 - 1505,7747

H2O 19,1028 0,2259 19,3286

Impur ities 2,1225 - 2,1225

H3PO4 - 1,2799 1,2799

Total 1527 1,5058 1528,5058

1528,5058 1528,5058

3.2 MIXER II ( M-210)

Tabel 3.2 Neraca Massa pada Mixer II (M-210) Komponen Laju alir Masuk

(kg.jam-1)

Laju Alir Keluar (kg.jam-1)

6 8 9

PKO 1505,7747 - 1505,7747

H2O 19,3286 - 19,3286

Impur ities 2,1225 - 2,1225

H3PO4 1,2799 - 1,2799

Bleaching Earth - 22,5866 22,5866

Total 1528,5058 22,5866 1551,0924

1551,0924 1551,0924

(55)
[image:55.595.115.463.100.282.2]

Tabel 3.3 Neraca Massa pada Filter Press (H-213) Komponen Laju alir Masuk

(kg.jam-1)

Laju Alir Keluar (kg.jam-1)

9 10 11

PKO 1505,7747 - -

PKO Bleached - 1505,7747 -

H2O 19,3286 19,3286

Impur ities 2,1225 2,1225

H3PO4 1,2799 - 1,2799

Bleaching Earth 22,5866 - 22,5866

[image:55.595.114.506.101.643.2]

Total 1551,0924 1505,7747 45,3177 1551,0924 1551,0924 3.4 KOLOM HIDROLISA ( D-310)

Tabel 3.4 Neraca Massa pada Kolom Hidrolisa (D-310)

Komponen Laju Alir Masuk (kg.jam-1) Laju Alir Keluar (kg.jam-1)

13 14 15 17

PKO Bleached 1505,7747 - - -

H2O - 178,9312 - 148,5129

Asam Lemak - - 1355,1972 150,5775

Gliserol - - - 30,4183

Total 1505,7747 178,9312 1355,1972 415,9575

1684,7059 1684,7059

[image:55.595.117.507.470.681.2]

3.5 KOLOM DESTILASI I ( D-410)

Tabel 3.5 Neraca Massa pada Kolom Destilasi I (D-410)

Komponen Laju alir Masuk (kg.jam-1) Laju Alir Keluar (kg.jam-1)

20 24 29

C6 4,0656 4,0656 -

C8 12,1968 12,1968 -

C10 54,2079 54,2079 -

C12 672,1778 0,6406 671,5372

C14 216,8316 0,0712 216,7604

C16 108,4158 - 108,4158

C18:0 73,1807 - 73,1807

C18:1 185,6620 - 185,6620

C18:2 27,1039 - 27,1039

C20 1,3552 - 1,3552

Total 1355,1972 71,1821 1284,0152

1355,1972 1355,1972

3.6 KONDENSOR I (E-411)

(56)

Komponen Laju alir Masuk (kg.jam-1) Laju Alir Keluar (kg.jam-1)

21 23 24

C6 8,3977 4,3321 4,0656

C8 25,1931 12,9963 12,1968

C10 111,9691 57,7613 54,2079

C12 1,3233 0,6826 0,6406

C14 0,1470 0,0758 0,0712

C16 - - -

C18:0 - - -

C18:1 - - -

C18:2 - - -

C20 - - -

Total 147,0302 75,8481 71,1821

147,0302 147,0302

[image:56.595.110.504.82.287.2]

3.7 REBOILER I (E-416)

Tabel 3.7 Neraca Massa pada Reboiler (E-416) Komponen Laju alir Masuk

(kg.jam-1)

Laju Alir Keluar (kg.jam-1)

27 28 29

C6 - - -

C8 - - -

C10 - - -

C12 1498,9816 827,4444 671,5372

C14 483,8448 267,0845 216,7604

C16 242,0019 133,5861 108,4158

C18:0 163,3513 90,1706 73,1807

C18:1 414,4282 228,7662 185,6620

C18:2 60,5005 33,3965 27,1039

C20 3,0250 1,6698 1,3552

(57)
[image:57.595.116.460.462.687.2]

3.8 KOLOM DESTILASI II ( D-420)

Tabel 3.8 Neraca Massa pada Kolom Destilasi II (D-420) Komponen Laju alir Masuk

(kg.jam-1)

Laju Alir Keluar (kg.jam-1)

30 34 39

C6 - - -

C8 - - -

C10 - - -

C12 671,5372 671,5372 -

C14 216,7604 216,7604 -

C16 108,4158 8,0754 100,3403

C18:0 73,1807 0,8973 72,2834

C18:1 185,6620 - 185,6620

C18:2 27,1039 - 27,1039

C20 1,3552 - 1,3552

Total 1284,0152 897,2703 386,7449 1284,0152 1284,0152

3.9 KONDENSOR II (E-421)

Tabel 3.9 Neraca Massa pada Kondensor (E-421) Komponen Laju alir Masuk

(kg.jam-1)

Laju Alir Keluar (kg.jam-1)

31 33 34

C6 - - -

C8 - - -

C10 - - -

C12 2173,5679 1502,0308 671,5372

C14 701,5894 484,8291 216,7604

C16 26,1378 18,0624 8,0754

C18:0 2,9042 2,0069 0,8973

C18:1 - - -

C18:2 - - -

C20 - - -

Total 2904,1994 2006,9291 897,2703 2904,1994 2904,1994

3.10 REBOILER II (E-426)

Tabel 3.10 Neraca Massa pada Reboiler (E-426)

(58)

(kg.jam-1) (kg.jam-1)

37 38 39

C6 - - -

C8 - - -

C10 - - -

C12 - - -

C14 - - -

C16 1455,9556 1355,6153 100,3403

C18:0 1048,8442 976,5609 72,2834

C18:1 2693,9878 2508,3257 185,6620

C18:2 393,2829 366,1789 27,1039

C20 19,6641 18,3089 1,3552

Total 5611,7347 5224,9898 386,7449 5611,7347 5611,7347

[image:58.595.118.459.83.287.2]

3.11 KOLOM DESTILASI III ( D-430)

Tabel 3.11 Neraca Massa pada Kolom Destilasi III (D-430) Komponen Laju alir Masuk

(kg.jam-1)

Laju Alir Keluar (kg.jam-1)

40 44 49

C6 - - -

C8 - - -

C10 - - -

C12 - - -

C14 - - -

C16 100,3403 98,0398 2,3005

C18:0 72,2834 67,8737 4,4097

C18:1 185,6620 184,7674 0,8947

C18:2 27,1039 25,2641 1,8398

C20 1,3552 1,1312 0,2240

Total 386,7449 377,0763 9,6686

386,7449 386,7449

3.12 KONDENSOR III (E-431)

Tabel 3.12 Neraca Massa pada Kondensor (E-431) Komponen Laju alir Masuk

(kg.jam-1)

Laju Alir Keluar (kg.jam-1)

(59)

C6 - - -

C8 - - -

C10 - - -

C12 - - -

C14 - - -

C16 411,2538 313,2140 98,0398

C18:0 284,7142 216,8405 67,8737

C18:1 775,0553 590,2879 184,7674

C18:2 105,9769 80,7128 25,2641

C20 4,7452 3,6140 1,1312

Total 1581,7455 1204,6692 377,0763 1581,7455 1581,7455

[image:59.595.118.458.84.257.2]

3.13 REBOILER III (E-436)

Tabel 3.13 Neraca Massa pada Reboiler (E-436) Komponen Laju alir Masuk

(kg.jam-1)

Laju Alir Keluar (kg.jam-1)

47 48 49

C6 - - -

C8 - - -

C10 - - -

C12 - - -

C14 - - -

C16 457,3497 455,0492 2,3005

C18:0 876,6522 872,2425 4,4097

C18:1 177,8591 176,9645 0,8947

C18:2 365,7647 363,9249 1,8398

C20 44,5256 44,3016 0,2240

Total 1922,1513 1912,4827 9,6686 1922,1513 1922,1513

3.14 REAKTOR HIDROGENASI (R-510)

Tabel 3.14 Neraca Massa pada Reaktor Hidrogenasi (R-510)

Komponen Laju alir Masuk (kg.jam-1) Laju Alir Keluar (kg.jam-1)

52 54 55 56

C8 - - - -

C10 - - - -

C12 - - - -

C14 - - - -

C16 98,0398 - - 98,0398

C18:0 67,8737 - - 279,5765

C18:1 184,7674 - - -

(60)

C20 1,1312 - 1,1312

H2 - 641,0297 - 639,3583

Ni - - 0,7542 0,7542

Total 377,0763 641,0297 0,7542 1018,8601

1018,8601 1018,8601

3.15 H2 SEPARATOR (H-514)

Tabel 3.15 Neraca Massa pada H2 Separator (H-514)

Komponen Laju alir Masuk (kg.jam-1)

Laju Alir Keluar (kg.jam-1)

56 57 58

C8 - - -

C10 - - -

C12 - - -

C14 - - -

C16 98,0398 - 98,0398

C18:0 279,5765 - 279,5765

C18:1 - - -

C18:2 - - -

C20 1,1312 1,1312

H2 639,3583 639,3583 -

Total 1018,1059 639,3583 378,7476

(61)

BAB IV

NERACA PANAS

Basis perhitungan : 1 jam operasi Satuan operasi : kJ/jam Temperatur basis : 25oC

[image:61.595.101.393.64.802.2]

4.1 Heater (E-113)

Tabel 4.1 Neraca Panas Heater (E-113)

Komponen Masuk (kJ/jam) Keluar (kJ/jam)

Umpan 1588,5360 -

Produk - 43684,7387

Steam 42096,2028 -

Total 43684,7387 43684,7387

4.2 Mixer I (

Gambar

Gambar 2.1 Flowdiagram Unit Pengolahan Limbah
Tabel 3.4 Neraca Massa pada Kolom Hidrolisa (D-310)
Tabel 3.7 Neraca Massa pada Reboiler (E-416)
Tabel 3.8 Neraca Massa pada Kolom Destilasi II (D-420)
+7

Referensi

Dokumen terkait