Pra Rancangan Pabrik Xylitol dari Tongkol Jagung dengan Kapasitas Produksi 10.000 Ton / Tahun

(1)

PRA RANCANGAN PABRIK

PEMBUATAN XYLITOL DARI TONGKOL

JAGUNG DENGAN KAPASITAS PRODUKSI

10.000TON/TAHUN

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan

Ujian Sarjana Teknik Kimia

Oleh :

BEN SANDER

060405055

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

(3)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas berkat

dan rahmatNya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Pra Rancangan

Pabrik Xylitol dari Tongkol Jagung dengan Kapasitas Produksi 10.000 Ton / Tahun.

Tugas akhir ini disusun untuk melengkapi tugas – tugas dan merupakan salah

satu syarat untuk mengikuti ujian sarjana pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas

Teknik, Universitas Sumatera Utara.

Dalam menyelesaikan tugas akhir ini penulis banyak menerima bantuan,

bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak, oleh karena itu penulis mengucapkan

terima kasih kepada:

1. Bapak Dr. Ir. Taslim, Msi., selaku dosen pembimbing sekaligus dosen penguji I

dalam penyusunan tugas akhir ini

2. Bapak Ir. Indra Surya, M.Sc., selaku co – dosen pembimbing dalam penyusunan

tugas akhir ini

3. Bapak Dr.Eng Ir. Irvan, M.Si, selaku Ketua Jurusan Departemen Teknik Kimia,

Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara dan sekaligus dosen penguji II

4. Ibu Dr. Ir. Fatimah, M.T., Sekretaris Jurusan Departemen Teknik Kimia, Fakultas

Teknik, Universitas Sumatera Utara

5. Ibu Ir. Renita Manurung, M.T., Koordinator Tugas Akhir Departemen Teknik

Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara

(4)

7. Bapak dan Ibu dosen serta pegawai Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik,

Universitas Sumatera Utara

8. Orangtua dan Saudara Penulis, yang telah banyak memberikan dukungan moril dan

materiil kepada penulis

9. Sella atas kerjasamanya dalam penulisan tugas akhir ini

Medan, Agustus 2011

Penulis,

(5)

INTISARI

Pabrik Xylitol dari Tongkol Jagung ini direncanakan akan berproduksi dengan kapasitas 10.000 ton/tahun dan beroperAsi selama 330 hari dalam setahun. Pabrik ini diharapkan dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri, dan juga membuka peluang ekspor. Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di daerah Kawasan Industri Medan, Belawan, dengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 12815 m2. Adapun pemilihan lokasi di Kawasan Industri Medan, Belawan karena dekat dengan sumber bahan baku, dekat dengan pelabuhan dan merupakan daerah lalu lintas perdagangan, baik dalam maupun luar negeri. Bentuk badan usaha yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas (PT) yang dikepalai oleh seorang Direktur dengan jumlah total tenaga kerja 150 orang. Adapun bentuk organisasi dari pabrik ini adalah organisasi garis dan staf. Dari hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan xylitol ini didapat nilai Profit Margin (PM) 10,02 %, Return on Invesment (ROI) sesudah pajak sebesar 16,77 %, Pay Out Time (POT) sesudah pajak 5,96 tahun. Sedangkan Break Even Point (BEP) adalah 42,97 %, dan

Internal Rate of Return (IRR) adalah 21,45 % Hasil analisa ekonomi tersebut

menunjukkan bahwa pabrik xylitol ini layak untuk didirikan.

(6)

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... i

INTI SARI ... iii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR TABEL ... ix BAB I PENDAHULUAN ... I-1 1.1 Latar Belakang ... I-1 1.2 Perumusan Masalah ... I-2 1.3 Tujuan Perancangan ... I-3 1.4 Manfaat Perancangan ... I-3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...II-1 2.1 Pendahuluan ...II-1 2.2 Tongkol Jagung ...II-1 2.3 Xyitol ...II-2

2.4 Sifat – Sifat Bahan Baku dan Produk ...II-3 2.4.1 Sifat – Sifat Bahan Baku ...II-3 2.4.2 Sifat – Sifat Produk ... .II-4 2.5 Proses-Proses yang Tersedia dalam Pembuatan Xylitol ...II-5

(7)

3.2 Flash Drum (D-101) ... III-1

3.3 Reaktor Hidrogenasi (R-201) ... III-1 3.4 Knock Out Drum (K-201) ... III-2 3.5 Evaporator (EV-301) ... III-2 3.6 Prilling Tower (PT-102) ... III-2 3.7 Ball Mill (BM-301) ... III-2 3.8 Screening (S-301) ... III-2 BAB IV HASIL PERHITUNGAN NERACA PANAS ... IV-1 4.1 Reaktor Hidrolisis (R-101) ... IV-1 4.2 Sub Cooler (HE-101) ... IV-1 4.3 Flash Drum (D-101) ... IV-1 4.4 Reaktor Hidrogenasi (R-201) ... IV-2 4.5 Cooler (HE-201) ... IV-2 4.6 Knock Out Drum (K-201) ... IV-2 4.7 Sub Cooler (HE-201) ... IV-2 4.8 Evaporator (EV-301) ... IV-3 4.9 Cooler (HE-301) ... IV-3 4.10 Prilling Tower (PT-301) ... IV-3 4.11 Sub Cooler (HE-102) ... IV-3 BAB V SPESIFIKASI PERALATAN ... V-1 BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ... VI-1 6.1 Instrumentasi ... VI-1

(8)

6.3.6.1 Asam Klorida ... VI-9

6.3.6.2 Hidrogen ... VI-10 BAB VII UTILITAS ... VII-1 7.1 Kebutuhan Uap (Steam) ... VII-1 7.2 Kebutuhan Air ... VII-2 7.2.1 Screening ... VII-5 7.2.2 Sedimentasi ... VII-5 7.2.3 Klarifikasi ... VII-5 7.2.4 Filtrasi ... VII-6 7.2.5 Demineralisasi ... VII-7 7.2.6 Deaerator ... VII-11 7.3 Kebutuhan Bahan Kimia ... VII-11 7.4 Kebutuhan Listrik ... VII-11 7.5 Kebutuhan Bahan Bakar ... VII-12 7.6 Kebutuhan Udara Pendingin ... VII-13 7.7 Unit Pengolahan Limbah... VII-15 BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ... VIII-1 8.1 Lokasi Pabrik ... VIII-1 8.2 Tata Letak Pabrik ... VIII-3 8.3 Perincian Luas Tanah ... VIII-5 BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ... IX-1 9.1 Organisasi Perusahaan ... IX-1

(9)

9.4.2 Dewan Komisaris ... IX-6

9.4.3 Direktur ... IX-6 9.4.4 Staf Ahli ... IX-7 9.4.5 Sekretaris ... IX-7 9.4.6 Manajer Produksi ... IX-7 9.4.7 Manajer Teknik ... IX-7 9.4.8 Manajer Umum dan Keuangan ... IX-7 9.4.9 Manajer Pembelian dan Pemasaran... IX-8 9.5 Sistem Kerja ... IX-8 9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan ... IX-9 9.7 Sistem Penggajian ... IX-11 9.8 Fasilitas Tenaga Kerja ... IX-12 9.8.1 Fasilitas Tenaga Kerja... IX-12 9.8.2 Tunjangan Tenaga Kerja ... IX-12 9.8.3 Jaminan Tenaga Kerja... IX-12 BAB X ANALISA EKONOMI ... X-1 10.1 Modal Investasi... X-1 10.1.1 Modal Investasi Tetap / Fixed Capital Investment (FCI) ... X-1 10.1.2 Modal Kerja / Working Capital (WC) ... X-3 10.2 Biaya Produksi Total (BPT) / Total Cost (TC) ... X-4 10.2.1 Biaya Tetap / Fixed Cost (FC) ... X-4 10.2.2 Biaya Variabel (BV) / Variable Cost (VC) ... X-4

(10)

10.5.6 Internal Rate of Return (IRR) ... X-7

(11)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Struktur Bangun Xylitol ... I-1 Gambar 2.1 Struktur Bangun Xylan ...II-2 Gambar 2.2 Struktur Bangun Xylosa ...II-2 Gambar 6.1 Contoh Penggunaan Flow Controller pada Pompa ... VI-4 Gambar 6.2 Contoh Penggunaan Temperature Controller pada Cooler ... VI-4 Gambar 6.3 Contoh Penggunaan Level Controller pada Reaktor ... VI-5 Gambar 6.4 Contoh Penggunaan Pressure Controller pada Kompresor ... VI-5 Gambar 7.1 Siklus Unit Pendingin ... VII-14 Gambar 8.1 Tata Letak Pra Rancangan Pabrik Xylitol dari Tongkol Jagung dengan

reaksi Hidrogenasi ... VIII-6 Gambar 9.1 Badan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik Pembuatan Xylitol.... IX-16 Gambar LD.1 Sketsa Sebagian Bar Screen ... LD-2 Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage) dan Tangki

Pelarutan ... LE-5

(12)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Kandungan Pentosan pada Tumbuhan ...II-1 Tabel 2.2 Komposisi pada Tongkol Jagung ...II-3 Tabel 2.3 Perbandingan Proses Hidrogenasi Xylosa dan Fermentasi Xylosa ...II-8 Tabel 3.1 Neraca Massa Reaktor Hidrolisis (R-101) ... III-1 Tabel 3.2 Neraca Massa Flash Drum (D-101) ... III-1 Tabel 3.3 Neraca Massa Reakor Hidrogenasi (R-201) ... III-1 Tabel 3.4 Neraca Massa Knock Out Drum (K-201) ... III-2 Tabel 3.5 Neraca Massa Evaporator (EV-301) ... III-2 Tabel 3.6 Neraca Massa Prilling Tower (PT-102) ... III-2 Tabel 3.7 Neraca Massa Ball Mill (BM-301) ... III-2 Tabel 3.8 Neraca Massa Screening (S-301) ... III-2 Tabel 4.1 Neraca Panas Reaktor Hidrolisis (R-101) ... IV-1 Tabel 4.2 Neraca Panas Sub Cooler (HE-101) ... IV-1 Tabel 4.3 Neraca Panas Flash Drum (D-101) ... IV-1

Tabel 4.4 Neraca Panas Reaktor Hidrogenasi (R-201) ... IV-2 Tabel 4.5 Neraca Panas Cooler (HE-201) ... IV-2 Tabel 4.6 Neraca Panas Knock Out Drum (K-201) ... IV-2 Tabel 4.7 Neraca Panas Sub Cooler (HE-201) ... IV-2

(13)

Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah ... VIII-5

Tabel 9.1 Jadwal Kerja Karyawan Shift ... IX-9 Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya ... IX-10 Tabel 9.3 Perincian Gaji Karyawan ... IX-11 Tabel LC.1 Komponen dalam filtrat ... LC-7 Tabel LC.2 Sistem Perpipaan Pompa HCl ... LC-9 Tabel LC.3 Komposisi Umpan Masuk Reaktor Hidrolisis ... LC-11 Tabel LC.4 Komposisi Umpan Keluar Reaktor Hidrolisis ... LC-11 Tabel LC.5 Sistem Perpipaan Pompa 102 ... LC-17 Tabel LC.6 Sistem Perpipaan Pompa 104 ... LC-19 Tabel LC.7 Komposisi Umpan Masuk Flash Drum ... LC-20 Tabel LC.8 Sistem Perpipaan Pompa P-105 ... LC-22 Tabel LC.9 Komposisi Umpan Masuk Reaktor Hidrogenasi ... LC-23 Tabel LC.10 Komposisi Umpan Keluar Reaktor Hidrogenasi ... LC-23 Tabel LC.11 Sistem Perpipaan Pompa P-201 ... LC-30 Tabel LC.12 Sistem Perpipaan Pompa P-202 ... LC-37 Tabel LC.13 Komposisi Gas pada KO Drum... LC-38 Tabel LC.14 Sistem Perpipaan Pompa 203 ... LC-41 Tabel LC.15 Sistem Perpipaan Pompa 301 ... LC-45 Tabel LC.16 Sistem Perpipaan Pompa 302 ... LC-52 Tabel LC.17 Sistem Perpipaan Pompa 103 ... LC-77 Tabel LC.18 Sistem Perpipaan Pompa 106 ... LC-79

(14)

Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja ... LE-17

(15)

INTISARI

Pabrik Xylitol dari Tongkol Jagung ini direncanakan akan berproduksi dengan kapasitas 10.000 ton/tahun dan beroperAsi selama 330 hari dalam setahun. Pabrik ini diharapkan dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri, dan juga membuka peluang ekspor. Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di daerah Kawasan Industri Medan, Belawan, dengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 12815 m2. Adapun pemilihan lokasi di Kawasan Industri Medan, Belawan karena dekat dengan sumber bahan baku, dekat dengan pelabuhan dan merupakan daerah lalu lintas perdagangan, baik dalam maupun luar negeri. Bentuk badan usaha yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas (PT) yang dikepalai oleh seorang Direktur dengan jumlah total tenaga kerja 150 orang. Adapun bentuk organisasi dari pabrik ini adalah organisasi garis dan staf. Dari hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan xylitol ini didapat nilai Profit Margin (PM) 10,02 %, Return on Invesment (ROI) sesudah pajak sebesar 16,77 %, Pay Out Time (POT) sesudah pajak 5,96 tahun. Sedangkan Break Even Point (BEP) adalah 42,97 %, dan

Internal Rate of Return (IRR) adalah 21,45 % Hasil analisa ekonomi tersebut

menunjukkan bahwa pabrik xylitol ini layak untuk didirikan.

(16)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Xylitol adalah gula alkohol dengan rumus C5H12O5 sering juga disebut gula

kayu. Xylitol bukan saja gula yang bebas pemanis tetapi sesuatu yang unik di mana penggunaannya dapat kita temukan di bidang farmasi, kesehatan, dan industri makanan. Xylitol dapat ditemukan dalam buah-buahan, sayur-sayuran, cangkang kacang-kacangan, tongkol jagung dan lain-lain.

Gambar 1.1 Struktur Bangun Xylitol (Pauli Mattila, 2000)

Xylitol secara komersial telah banyak dimanfaatkan dalam bidang kesehatan. Xylitol mempunyai sifat yang menguntungkan yaitu rasa yang menarik, aman bagi kesehatan gigi karena sifatnya yang tidak merusak gigi (non cariogenik), juga membantu menurunkan pembentukan carries dan plaque pada gigi sehingga banyak digunakan untuk campuran pasta gigi. Tidak memerlukan insulin untuk mengatur metabolismenya, sehingga menguntungkan bagi penderita diabetes, mempunyai efek sensasi dingin yang menyenangkan, tahan panas dan tidak mengalami karamelisa. (Evi Indrawanto, 2007)

(17)

Cina, India, dan Jepang. Mengingat belum adanya produsen xylitol di Indonesia, maka

produk yang dihasilkan dari pabrik xylitol yang dirancang ini diorientasikan 100% untuk pasar dalam negeri dan ekspor ke luar negeri. Dengan orientasi ke pasar ekspor maka diharapkan bahwa hasil penjualan yang diperoleh bisa menambah devisa bagi negara.

Selain itu, dalam satu dekade terakhir ini, produksi jagung di Indonesia mengalami peningkatan yang cukup tinggi meskipun agak berfluktuasi. Produksi jagung tahun 2009 sebesar 17,63 juta ton meningkat sebanyak 1,31 juta ton (8,04%) dibandingkan tahun 2008. Produksi jagung 2010 diperkirakan sebesar 18,02 juta ton meningkat sebanyak 386,79 ribu ton (2,19%) dibandingkan tahun 2009. Kenaikan produksi diperkirakan terjadi karena peningkatan produktivitas sebesar 0,69 kuintal/hektar (1,63%) dan luas panen seluas 23,43 ribu hektar (BPS, 2009).

Selain untuk pangan, jagung digunakan untuk pakan dan bahan industri. Sampai saat ini kebutuhan dan permintaan jagung semakin meningkat. Peningkatan produksi kebutuhan jagung berarti terjadi pula peningkatan limbah, baik berupa jerami maupun tongkol jagung. Jerami jagung telah banyak dimanfaatkan untuk makanan ternak sedangkan tongkol jagung belum banyak digunakan. Tongkol jagung merupakan bagian terbesar dari limbah jagung. Dari berat jagung bertongkol, diperkirakan 40-50% adalah tongkol jagungnya. Oleh karena itu, dapat diperkirakan untuk produksi jagung 13 juta ton akan terjadi limbah tongkol jagung sekitar 10,6 juta ton/tahun. Berdasarkan hal tersebut perlu adanya perhatian dan penanganan untuk pemanfaatannya sehingga nilai ekonomis tongkol jagung meningkat. Pemanfaatan tongkol jagung untuk produksi xylitol selain meningkatkan nilai ekonomisnya juga dikarenakan mengandung xilan

tertinggi (12,4%) dibanding dengan limbah pertanian lain (Nur Richana, dkk. ,2007).

1.2 Perumusan Masalah

(18)

lingkungan, mudah diperoleh, jumlah yang melimpah, dan lebih murah, mendorong

untuk dibuatnya suatu pra rancangan pabrik pembuatan xylitol dari tongkol jagung.

1.3 Tujuan Perancangan

Secara umum, tujuan pra rancangan pabrik pembuatan xylitol dari tongkol jagung ini adalah menerapkan disiplin ilmu Teknik Kimia khususnya di bidang perancangan, proses, dan operasi teknik kimia sehingga memberikan gambaran kelayakan Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Xylitol.

Secara khusus, tujuan pra rancangan pabrik pembuatan xylitol dari tongkol jagung adalah adalah untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri Indonesia, mengurangi jumlah limbah tongkol jagung yang meningkat setiap tahunnya.

1.4 Manfaat Perancangan

Manfaat pra rancangan pabrik pembuatan pembuatan xylitol dari tongkol jagung adalah memberi gambaran kelayakan (feasibility) dari segi rancangan dan ekonomi pabrik ini untuk dikembangkan di Indonesia. Dimana nantinya gambaran tersebut menjadi patokan untuk pengambilan keputusan terhadap pendirian pabrik tersebut. Pembuatan xylitol diharapkan memenuhi kebutuhan dalam negeri dan ekspor Indonesia di masa yang akan datang.

(19)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pendahuluan

Xylitol saat ini menjadi bahan pemanis yang tergolong bunga gula. Pemanfaatan xylitol semakin digemari karena sifatnya yang baik bagi kesehatan seperti mencegah kerusakan pada gigi dan dapat digunakan sebagai pemanis bagi penderita diabetes. Hal ini terbukti dengan tingkat kebutuhan xylitol di dunia pada tahun 2001 yang mencapai angka 40000 ton senilai 28 juta dolar AS atau sekitar Rp 252,6 miliar (Lawalangy, 2007). Pembuatan xylitol dengan memanfaatkan tongkol jagung juga sekaligus meningkatkan nilai ekonomis tongkol jagung dan memberi jawaban bagi solusi limbah pertanian jagung yang semakin bertambah setiap tahunnya. Kandungan xylosa yang tinggi dalam tongkol jagung juga memberikan satu keuntungan dalam pemanfaatannya untuk menghasilkan xylitol. Kandungan xylosa dalam berbagai bahan baku dapat dilihat

pada tabel berikut.

Tabel 2.1 Kandungan Pentosan pada Tumbuhan

Tanaman Kandungan pentosan

Tongkol jagung 30-32%

Kulit gandum 29-32%

Kulit almound 30%

Kayu 27%

Ampas tebu 25-27%

Kulit bunga matahari 25%

Kulit hazelnut 23%

Reduksi ekstraksi minyak 21-23%

Kayu eucalyptus 20%

Sekam padi 16-18%

Kayu spruce 11%

Kayu pinus 9%

(20)

2.2 Tongkol Jagung

Jagung (Zea mays L.) merupakan salah sat

terpenting, selain satu siklus hidupnya diselesaikan dalam 80 – 150 hari. Paruh pertama dari siklus merupakan tahap pertumbuhan vegetatif dan paruh kedua untuk tahap pertumbuhan generatif. Tinggi tanaman jagung sangat bervariasi. Meskipun tanaman jagung umumnya berketinggian antara 1 – 3 meter, ada varietas yang dapat mencapai 6 meter. Tinggi tanaman biasa diukur dari permukaan tanah hingga ruas teratas sebelim bunga jantan.

Sebagai sumber menjadi alternatif sumber pangan di pangan pokok. Selain sebagai sumber karbohidrat, jagung digunakan untuk pakan dan bahan industri. Salah satu bagian dari jagung yang belum banyak dimanfaatkan adalah tongkol jagung. Tongkol jagung merupakan bagian terbesar dari jagung berkisar 40-50%.

2.3 Xylitol

Xylitol adalah senyawa organik yang tergolong gula dengan gugus hidroksi dengan formula (CHOH)3(CH2OH)2. Satu sendok the xylitol mengandung 9,6 kalori

tidak jauh dengan satu sendok teh gula tebu yang mengandung 15 kalori.

Gambar 2.1 Struktur Bangun Xylan (Zamora, 2005)

(21)

Xylitol ditemukan secara bersamaan oleh ilmuwan Jerman dan Perancis pada

akhir abad ke-19 dan pertama dipopulerkan di Eropa sebagai pemanis yang aman bagi penderita diabetes yang tidak dapat memproduksi insulin. Pengaruh penggunaan xylitol di bidang kesehatan gigi mulai diteliti pada awal 1970 di mana ilmuwan asal Universitas Turku menunjukkan bahwa xylitol baik untuk kesehatan gigi.

2.4 Sifat-Sifat Bahan Baku dan Produk

2.4.1 Sifat-Sifat Bahan Baku

A Tongkol jagung

Tabel 2.2 Komposisi pada Tongkol Jagung

Komposisi Persen massa

Selulosa 48%

Pentosan 36%

Lignin 10%

Abu 4%

Air 2%

(Rosmiati, 2008)

B Hidrogen (H2)

1. Berat molekul : 2,0015 g/mol

2. Wujud pada suhu kamar : gas 3. Titik didih (1 atm) : -252,8 oC

4. Titik beku : -259,2oC

5. Entalpi pembakaran : -286 kJ/mol

6. Tidak berbau dan berwarna

7. Mudah terbakar dan meledak jika kontak dengan udara luar

8. Larut dalam beberapa jenis logam sehingga berpotensi menyebabkan

kebocoran

9. Bila terjadi kebocoran dapat menyala dengan spontan dan api hidrogen sangat panas serta tidak dapat dilihat oleh mata telanjang.

(22)

C Asam klorida (HCl)

2. Wujud pada suhu kamar : cair

3. Titik didih (1 atm) : 48oC pada larutan 38%

4. Titik beku : -27,32oC

5. Densitas : 1,18 g/cm3

6. Entalpi pembentukan : -9,231 x 10-7 J/kmol 7. Entalpi pembakaran : -0,0286 x 10-9 J/kmol D Air (H2O)

2. Wujud pada suhu kamar : cair 3. Titik didih (1 atm) : 100oC

4. Titik beku : 0oC

5. Temperatur kritis : 347oC

6. Tekanan kritis : 217 atm

7. Entalpi pembentukan : -24.1814 x 10-7 J/kmol (Wikipedia, 2010)

E Nikel (Ni)

2. Wujud pada suhu kamar : padat 3. Titik didih (1 atm) : 2913oC

4. Titik lebur : 1455oC

5. Panas penguapan : 377,5 kJ/mol

(23)

2.4.2 Sifat-sifat Produk

A Xilan

1. Berat molekul : 132 kg/kmol

2. Spesifik graviti : 1,267

3. Titik didih : 108,6oC

4. Titik cair : 103oC

5. Densitas (128oC) : 103oC

6. Viskositas : 0,091 cp

7. Wujud : berbentuk kristal pada temperatur 203oC

B Xylosa (C5H10O5)

2. Titik didih (1 atm) : 168oC

3. Spesifik gravity : 1,535

4. Kelarutan : 117 mg per 100 ml di dalam air pada 20oC

(www.uspto.com)

C Xylitol (C5H12O5)

1. Berat molekul : 152,15 g/mol 2. Titik didih : 126oC (pada 1 atm) 3. Titik lebur : 92 – 96oC

4. Kelarutan : 169 g dalam 100 g air (20oC)

5. pH dalam air : 5-7

6. Kalor pelarutan : -34,8 kal/g (endotermik) 7. Berwarna putih dan merupakan serbuk kristal 8. Tidak berbau

(24)

2.5 Proses-proses yang tersedia dalam Pembuatan Xylitol

Proses pembuatan xylitol dari tongkol jagung dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu (Gerald Myer Jaffe, dkk., 1974) :

1. Hidrogenasi xylosa 2. Fermentasi xylosa

2.5.1 Hidrogenasi xylosa

Cara dengan menghidrolisa xylitol telah banyak dilakukan karena cara ini telah dibakukan oleh Asian and Pacific for Transfer of Technology (APCTT), di mana melalui program ini, APCTT bermaksud melakukan pengembangan kolaborasi kelembagaan dan meningkatkan kerjasama di sejumlah negara terkait promosi dan pemanfaatan energi terbarukan. Bahan baku yang digunakan dapat meliputi tongkol jagung, kulit gandum dan juga ampas tebu karena mengandung kandungan pentosan yang cukup tinggi.

Adapun bahan baku yang digunakan yaitu tongkol jagung. Tongkol jagung yang utuh dihancurkan menjadi potongan-potongan kecil dengan panjang maksimal 15 cm lalu dimasukkan ke dalam reaktor hidrolisis dengan keadaan operasi 90oC dan 1 atm. Di dalam reaktor ditambahkan katalis HCl 12% dari massa tongkol jagung. Produk dari reaktor adalah ampas tongkol jagung yang mengandung xylosa yang larut dalam asam. Ampas tongkol jagung tersebut kemudian dipisahkan dengan menggunakan filter press untuk mendapatkan xylosa yang masih mengandung asam klorida. Hasil keluaran dari filter press kemudian dilanjutkan ke flash drum untuk memisahkan asam klorida dan air dari campuran xylosa.

(25)

masih terkandung dalam campuran xylitol. Hasil dari evaporator berupa sirup xylitol

yang kental. Xylitol diumpankan ke prilling tower hingga diperoleh produk xylitol yang berupa kristal padat dengan tingkat kemurnian 98%.

Keuntungan proses hidrolisis xylitol ini antara lain : - Kemurnian dari xylitol mencapai 98%

- Lama operasi lebih cepat dan memperoleh jumlah yang banyak - Biaya produksi murah

2.5.2 Fermentasi Xylosa

Pembuatan xylitol dengan proses fermentasi sudah sejak lama digunakan sejak awal ditemukannya xylitol. Dalam proses fermentasi ini, produk yang dihasilkan tidak hanya xylitol tapi turunan – turunan dari produk xylitol. Proses ini juga menggunakan bahan baku tongkol jagung, kulit gandum dan ampas tebu dengan pertimbangan kadar pentosan yang cukup tinggi untuk diproses lebih lanjut menghasilkan xylitol.

Bahan baku yang digunakan dipotong terlebih dahulu menjadi potongan kecil diumpankan ke dalam reaktor dengan penambahan katalis H2SO4 pada kondisi

temperatur 100oC. Untuk menghilangkan adanya zat berbahaya ditambahkan juga kalsium karbonat (CaCO3). Keluaran dari reaktor dimasukkan ke evaporator untuk

menghilangkan air dalam campuran xylosa. Oleh karena campuran masih mengandung ion sulfat (SO42-) maka perlu ditambahkan resin ion exchange dengan alat ion exchanger

yang bertujuan untuk menghilangkan ion sulfat tersebut. Campuran xylosa kemudian dijernihkan warnanya dengan penambahan karbon aktif (activated carbon). Maka

didapatkan xylosa yang murni dan bebas dari zat berbahaya karena ion sulfat telah dihilangkan.

(26)

xylitol berada pada 90oC, kemudian dilanjutkan dengan proses kristalisasi dengan kristalizer pasa temperature 30oC dan tekanan 1 atm. Kristal xylitol lalu dikeringkan dengan menggunakan dryer. Keluaran dari dryer inilah yang berupa xylitol dengan kemurnian xylitol 65%.

Adapun keuntungan proses fermentasi xylitol ini adalah produk yang dihasilkan lebih bervariasi. Kelemahannya yaitu kemurnian xylitol hanya 65%, waktu operasi lebih lama dan banyak menggunakan bahan kimia lainnya seperti CaCO3 dan karbon aktif.

2.6 Seleksi Proses dalam Pembuatan Xylitol

Tabel di bawah ini menunjukkan perbandingan proses yang terjadi pada proses hidrogenasi xylitol dan fermentasi xylitol berdasarkan keunggulan dan kelemahannya. Tabel 2.3 Perbandingan Proses Hidrogenasi Xylosa dan Fermentasi Xylosa

Hidrogenasi Xylosa Fermentasi Xylosa

Keunggulan :

 Kemurnian xylitol mencapai 98%

 Waktu operasi lebih cepat : 1 jam

 Hasil yang diperoleh banyak

Keunggulan :

 Produk yang dihasilkan bervariasi

Kelemahan :

 Menggunakan tekanan tinggi

 Alat yang digunakan mudah terkorosi

Kelemahan :

 Kemurnian xylitol hanya 65%

 Waktu operasi lebih lama : 170 jam

 Banyak menggunakan bahan kimia

Dengan membandingkan kedua proses yang tersedia, maka proses yang lebih efektif untuk diterapkan dalam pembuatan xylitol dari tongkol jagung adalah proses

hidrogenasi xylosa.

2.7 Deskripsi Proses Pembuatan Xylitol

(27)

Bahan baku utama yang digunakan dalam keseluruhan proses pembuatan xylitol

ini adalah tongkol jagung, gas hidrogen (H2), asam klorida (HCl), air (H2O) dan nikel

(Ni).

Adapun tahap pembuatan xylitol ini mencakup 4 tahap yaitu (Gerald Myer Jaffe, dkk., 1974) :

1. Tahap persiapan bahan baku 2. Proses hidrolisis

3. Proses hidrogenasi 4. Proses pemurnian 5. Proses Prilling 6. Proses Packaging

2.6.1 Tahap Persiapan Bahan Baku

Tongkol jagung yang berasal dari gudang bahan baku dimasukkan ke dalam mesin pemotong (rotary knife cutter). Di dalam mesin tersebut, tongkol jagung dihancurkan sehingga menjadi potongan-potongan kecil dengan panjang maksimal 15 cm.

Asam klorida yang digunakan sebagai katalis untuk proses hidrogenasi dan gas hidrogen disalurkan dari tangki penyimpanan menuju ke proses hidrogenasi disimpan di dalam tangki penyimpanan untuk proses pembuatan xylitol.

2.6.2 Proses Hidrolisis

(28)

didih. Xylosa yang mempunyai titik didih tertinggi yaitu 168 oC akan terpisah dari HCl dan juga air dalam flash drum yang bertemperatur 120oC dan tekanan 1 atm.

2.6.3 Proses Hidrogenasi

Keluaran dari flash drum dilanjutkan ke reaktor hidrogenasi yang akan mereaksikan xylosa dengan gas hidrogen (H2) menghasilkan xylitol. Katalis yang

digunakan dalam proses ini adalah nikel (Ni). Keadaan operasi yang terjadi di dalam reaktor hidrogenasi yaitu 150oC dan bertekanan 30 atm.

2.6.4 Proses Pemurnian

(29)

P-202 P-301 SC-101 P-102 P-104 P-105 BA Steam Air pendingin P-203 P-302 P-101 LI G-101 C-101 Steam bekas Air pendingin bekas PR-301 HE-301 F-101 F-201 HE-201 R-101 S-301 GP BL-201 BM-301 Udara dingin

Udara dingin basah HE-202 6 2 12 18 21 22 23 25 26 T-101 HE-101 P-106 9 15 13 27 BL-301 HE-101 GTJ Air proses P-103 R-101 4 7 8 D-101 5 R-201 P-201 14 K-201 19 20 EV-301 BE-301 BC-301 E-101 1 TC LC TC PC TC 3 FC FC TC TC LC FC 17 TC FC LC FC TC FC FC TC 10 11 24 TC FC PC Limbah cair

Kode Nama Alat

GTJ Gudang Tongkol Jagung G-101 Tangki Hidrogen T-101 Tangki Asam Klorida SC-101 Screw Conveyor BC-301 Belt Conveyor BE-302 Bucket Elevator E-101 Elevator RC-101 Rotary Cutter R-101 Reaktor Hidrolisis R-201 Reaktor Hidrogenasi D-101 Flash Drum K-201 Knock Out Drum EV-301 Evaporator PR-301 Prilling Tower BM-301 Ball Mill S-301 Screening

P-101 Pompa

P-102 Pompa

P-103 Pompa

P-104 Pompa

P-105 Pompa

P-106 Pompa

P-201 Pompa

P-202 Pompa

P-203 Pompa

P-301 Pompa

P-302 Pompa

HE-101 Cooler HE-102 Sub Cooler HE-201 Cooler HE-202 Sub Cooler HE-301 Cooler BL-201 Blower BL-301 Blower C-101 Compressor F-101 Filter Press

GP Gudang Produk

BA Bak Ampas

H-101 Heater

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

DIAGRAM ALIR PRA-RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN XYLITOL DARI TONGKOL JAGUNG DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 10000 TON/TAHUN

Skala : Tanpa Skala Tanggal Tanda

Tangan

Digambar Nama : Ben Sander NIM : 060405055

Diperiksa/ Disetujui

1. Nama : Dr.Ir.Taslim, M.Si NIP : 196501151990031002 2. Nama : Ir. Indra Surya, M.Sc NIP : 196306091989031004

14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

- - - -

- 365,4992 - - - - 1214,0537 1377,6682 1271,913 1214,0537 1271,9133 141,3237 28,2647 113,059 28,2647 - 28,2647 - - -

- - - -

3,3228 - - 3,3228 3,9684 - -- - - - 1262,6336 - - 1262,6336 - 1262,633 1262,6336 - 1262,6336 1262,6336 - 1402,9262 1262,6336 140,2926

- - - -

2679,1934 1743,1674 1271,913 2679,1934 1275,8994 1403,9573 1290,8983 113,059 1290,8983 1262,6336 28,2647 1402,9262 1262,6336 140,2926 150 110 80 60 110 110 120 120 60 80 80 30 30 30

15 1 1 1 1 10 1 1 2 1 1 1 1 1

(30)

BAB III

HASIL PERHITUNGAN NERACA MASSA

Hasil perhitungan neraca massa pada proses pembuatan xylitol dengan bahan baku tongkol jagung dan kapasitas produksi 1262,6263 kg/jam atau 10000 ton/tahun diuraikan sebagai berikut :

Basis perhitungan : 1 jam operasi Waktu operasi : 330 hari / tahun Satuan operasi : kg/jam ; kmol/jam

[image:30.612.120.533.317.434.2]

3.1 Reaktor Hidrolisis (R-101)

Tabel 3.1 Neraca Massa Reaktor Hidrolisis (R-101)

Komponen Alur masuk Alur keluar

Alur 1 Alur 2 Alur 3 Alur 4

H2O 60,9165 2680,3275 - 2591,7219

Xylan 1096,4976 - - -

Ampas 1888,4126 - - 1888,4126

HCl - - 365,4992 365,4992

Xylosa - - - 1246,0200

Total 6091,6537 6091,6537

3.2 Flash Drum (D-101)

Tabel 3.2 Neraca Massa Flash Drum (D-101)

Alur 7 Alur 8 Alur 9

H2O 2591,7219 1214,0537 1377,6682

HCl 365,4992 - 365,4992

Xylosa 1246,0200 1246,0200 -

[image:30.612.117.537.490.578.2]

(31)

3.3 Reaktor Hidrogenasi (R-201)

Tabel 3.3 Neraca Massa Reakor Hidrogenasi (R-201)

H2O 1413,2370 - 1413,2370

H2 - 19,9364 3,3228

Xylosa 1246,0200 - -

Xylitol - - 1262,6336

Total 2679,1934 2679,1934

3.4 Knock Out Drum (K-201)

Tabel 3.4 Neraca Massa Knock Out Drum (K-201)

H2O 1413,2370 1271,9133 141,3237

H2 3,9864 3,9864 -

Xylitol 1262,6336 - 1262,6336

Total 2679,8570 2679,8570

3.5 Evaporator (EV-301)

Tabel 3.5 Neraca Massa Evaporator (EV-301)

H2O 141,3237 113,0590 28,2647

Xylitol 1262,6336 - 1515,152

Total 1403,9573 1403,9573

3.6 Prilling Tower (PT-102)

Tabel 3.6 Neraca Massa Prilling Tower (PT-102)

H2O 28,2647 - 28,2647

Xylitol 1262,6336 1262,6336 -

(32)

3.7 Ball Mill (BM-301)

Tabel 3.7 Neraca Massa Ball Mill (BM-301)

Xylitol 1262,6336 140,2926 1402,9262

Total 1402,9262 1402,9262

3.8 Screening (S-301)

Tabel 3.8 Neraca Massa Screening (S-301)

Xylitol 1402,9262 1262,6336 140,2926

(33)

BAB IV

HASIL PERHITUNGAN NERACA PANAS

4.1 Reaktor Hidrolisis (R-101)

Tabel 4.1 Neraca Panas Reaktor Hidrolisis (R-101)

Komponen Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)

H2O

Xylan HCl Xylosa

Qr dQ/dT

0 0 0 - - 1981230,525

1066682,706 - 120348,0583 259068,7403 535131,0204

-

Total 1981230,525 1981230,525

4.2 Sub Cooler (HE-101)

Tabel 4.2 Neraca Panas Sub Cooler (HE-101)

H2O

HCl Xylosa

dQ/dT

703865,1175 166886,6078 177257,5592 -759493,5787

215494,6956 18480,2233 54540,7874

-

Total 201055,0273 288515,7063

4.3 Heater (H-101)

Tabel 4.3 Neraca Panas Heater (H-101)

H2O

HCl Xylosa

dQ/dT

215494,6956 18480,1803 54540,7874 3460176,028

3529721,788 14512,6475 204508,2555

-

(34)

4.4 Reaktor Hidrogenasi (R-201)

Tabel 4.4 Neraca Panas Reaktor Hidrogenasi (R-201)

H2O

Xylosa H2

Xylitol Qr dQ/dT

443335,6659 204527,9529 2656961,899

- - 9983020,613

743083,2571 - 11648940,16 360691,6935 623433,0637

-

Total 13376148,17 13376148,17

[image:34.612.114.554.122.637.2]

4.5Cooler (HE-201)

Tabel 4.5 Neraca Panas Cooler (HE-201)

H2O

H2

Xylitol dQ/dT

480500,784 148363,02 360691,6395 - 788500,4162

98926,632 1134,7362 100993,6591

-

Total 201055,0273 201055,0273

4.6 Knock Out Drum (K-201)

Tabel 4.6 Neraca Panas Knock Out Drum (K-201)

H2O

H2

Xylitol dQ/dT

98926,632 1134,7362 100993,6591 543025,2125

44335,8541 1000,5027 245270,3149

-

Total 744080,2398 744080,2398

4.7 Sub Cooler (HE-201)

H2O

H2

dQ/dT

2937104,884 1000,3482 -2645482,657

291975,9002 646,6749

-

(35)

4.8 Evaporator (EV-301)

Tabel 4.8 Neraca Panas Evaporator (EV-301)

H2O

Xylitol dQ/dT

44335,8541 245270,3149

284498,253

299978,776 274125,646

-

Total 574104,422 574104,422

4.9 Cooler (HE-301)

Tabel 4.9 Neraca Panas Cooler (HE-301)

H2O

Xylitol dQ/dT

8866,9203 274125,646 - 57710,6623

8866,9203 216414,9837

-

Total 225281,904 225281,904

4.10 Prilling Tower (PT-301)

Tabel 4.10 Neraca Panas Prilling Tower (PT-301)

H2O

Xylitol Qr dQ/dT

8866,9203 216414,9837

- -112464,8777

2939,5317 194917,762 -310674,32

-

Total -112817,0263 -112817,0263

4.11 Sub Cooler (HE-102)

H2O

H2

dQ/dT

2931225,713 3678,4386 -2862476,571

105756,2033 3678,4386

-

(36)

BAB V

SPESIFIKASI PERALATAN

1. Gudang Penyimpanan Bahan Baku Tongkol Jagung (GTJ)

Fungsi : Menyimpan bahan baku tongkol jagung sebelum diproses

Bahan konstruksi : Dinding : beton Lantai : aspal

Bentuk : Gedung berbentuk persegi-panjang ditutup atap

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi : Temperatur = 30°C

Tekanan = 1 atm

Kapasitas : 895,1001 m3

Ukuran : Panjang = 12,1422 m

Lebar = 12,1442 m

Tinggi = 6,0711 m

2. Rotary Knife Cutter (RC-101)

Fungsi : Mengecilkan tongkol jagung

Mixer jenis : Rotary Knife

Bahan konstruksi : Baja Karbon

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi : Temperatur = 250C

Tekanan = 1 atm

Jumlah : 1 unit

Laju alir : 3045,8267 kg/jam

(37)

3. Screw Conveyor (S-101)

Fungsi : Transportasi tongkol jagung ke reaktor hidrolisis (R-101)

Jenis : horizontal screw conveyor

Bahan Konstruksi : carbon steel

Tekanan = 1 atm

Jumlah : 1 unit

Daya : ¼ HP

4. Tangki Penyimpanan Hidrogen (G-101)

Fungsi : Menyimpan hidrogen umpan

Bahan konstruksi : Low Alloy steel SA-318

Bentuk : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal

Jenis Sambungan : Double welded butt joints

Jumlah : 1 unit

Kondisi Operasi : Temperatur = 25oC

Tekanan = 30 atm

Diameter tangki : 2,2804 m

Tinggi total tangki : 3,9907 m

Pdesain : 53,3352 psi

Tebal dinding tangki : 0,5007 in Tebal dinding head : 0,5006 in

5. Tangki Penyimpanan HCl (T-101)

Fungsi : Menyimpan larutan HCl

Bahan konstruksi : Stainless Steel SA-304

Bentuk : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal

(38)

Tekanan = 1 atm

Diameter tangki : 5,1463 m

Tinggi total tangki : 5,1463 m

6. Filter Press and Plate Frame (F-101)

Fungsi : Memisahkan ampas dari campuran xylosa, HCl dan air

Bahan konstruksi : Stainless steel SA-304

Bentuk : Plate and Frame filter press

Jumlah : 1 unit

Tekanan = 1 atm

Laju Alir : 4203,2411 kg/jam

Jumlah plate : 24 buah

Jumlah frame : 24 buah

7. Bak penampungan Ampas Tongkol Jagung (BA)

Fungsi : Menampung ampas dari Filter Press Plate and Frame

Bahan konstruksi : Beton

Bentuk : Prisma segi empat beraturan

Jumlah : 1 unit

Tekanan = 1 atm

(39)

Tinggi = 2,2588 m

8. Pompa HCl (P-101)

Fungsi : Memompa HCl dari T-101 ke Reaktor Hidrolisis (R-101)

Jenis : Centrifugal pump

Jumlah : 1 unit

Bahan Konstruksi : Stainless Steel SA-301 Kondisi Operasi : Temperatur = 25oC

Tekanan = 1 atm

Diameter pipa : 0,0224 ft Panjang pipa : 20,3147 ft Kapasitas : 0,0035 ft3/s

Daya : ¼ HP

9. Reaktor Hidrolisis (R-101)

Fungsi : Tempat terjadinya reaksi xylan menjadi xylosa

Jenis : Mixed Flow Reactor

Bentuk : silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Stainless steel SA-340

Jenis pengaduk : turbin datar enam daun

Jumlah baffle : 4 buah

Jumlah : 3 unit

Kondisi Operasi : Temperatur = 90oC Tekanan = 1 atm

Diameter tangki : 1,6724 m Tinggi total tangki : 2,5086 m

(40)

Tebal jaket : 1,0044 in

Tebal insulator : 0,25 in

Jenis pengaduk : flat six blade open turbine (turbin datar enam daun)

Jumlah Baffle : 4

10.Pompa (P-102)

Fungsi : Memompa HCl dan xylosa dari Reaktor (R-101) ke Filter Press

Jumlah : 1 unit

Bahan Konstruksi : Stainless Steel SA-304 Kondisi Operasi : Temperatur = 25oC

Tekanan = 1 atm

Daya : ¼ HP

11.Pompa (P-104)

Fungsi : Memompa campuran HCl dan xylosa ke Flash Drum

Jumlah : 1 unit

Bahan Konstruksi : Commercial Steel

Tekanan = 1 atm

(41)

12.Flash Drum (D-101)

Fungsi : Memisahkan xylosa dari campurannya

Bentuk : silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Low Alloy Steel SA-203 Grade A

Jumlah : 1 unit

Tebal dinding tangki : 1,5 in

13.Pompa (P-105)

Fungsi : Memompa H2O dan xylosa ke reaktor hidrogenasi (R-102)

Jumlah : 1 unit

Bahan Konstruksi : Commercial Steel Kondisi Operasi : Temperatur = 100oC

Tekanan = 1 atm

Diameter pipa : 0,2955 ft Panjang pipa : 20,3450 ft

Kapasitas : 0,0245 ft3/s

Daya : ¼ HP

14.Reaktor Hidrogenasi (R-201)

Fungsi : Tempat terjadinya reaksi hidrogenasi xylosa menjadi xylitol

Jenis : Continuous Stirred Tank Reactor

(42)

Jenis pengaduk : turbin datar enam daun

Jumlah baffle : 4 buah

Jumlah : 1 unit

Tebal jaket : 1,0892 in

15.Pompa (P-201)

Fungsi : Memompa campuran air ,H2 dan xylitol ke cooler (HE-201)

Jenis : Centrifugal Pump

Jumlah : 1 unit

Tekanan = 1 atm

Diameter pipa : 0,2955 ft Panjang pipa : 20,3174 ft

Kapasitas : 0,028 ft3/s

Daya : ¼ HP

16.Cooler (HE-201)

Fungsi : Menurunkan suhu H2O, H2 dan xylitol sebelum diumpankan ke

Knock-Out Drum (K-201) Tipe : Double and pipe exchanger

(43)

Luas Permukaan : 43,5 ft2

Jumlah : 1 unit

17.Pompa (P-202)

Fungsi : Memompa campuran air, H2dan xylitol ke Knock-Out Drum (K-201)

Jumlah : 1 unit

Tekanan = 1 atm

Daya : ¼ HP

18.Knock-Out Drum (K-201)

Fungsi : Memisahkan H2 dari campurannya

Bentuk : silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade C

Jumlah : 1 unit

Pdesain : 1084,3861 kPa

(44)

19.Pompa (P-203)

Fungsi : Memompa air dan xylitol ke evaporator (C-301)

Jumlah : 1 unit

Tekanan = 1 atm

Daya : ¼ HP

20.Evaporator (C-301)

Fungsi : Meningkatkan konsetnrasi xylitol

Tipe : Vertikal – Tube Evaporator

Dipakai : ¾ in OD Tube 18 BWG, panjang = 12 ft, 8 pass

Jumlah : 1 unit

21.Pompa (P-301)

Fungsi : Memompa campuran air dan xylitol ke cooler (HE-301)

Jumlah : 1 unit

Tekanan = 1 atm

(45)

22.Cooler (HE-301)

Fungsi : Menurunkan suhu H2O, H2 dan xylitol sebelum diumpankan ke

prilling tower

Tipe : Double pipe exchanger

Dipakai : 20 ft, 2 x 1¼ in IPS

Jumlah : 1 unit

23.Pompa (P-302)

Fungsi : Memompa H2O dan xylitol ke prilling tower (K-301)

Jumlah : 1 unit

Tekanan = 1 atm

Daya : ¼ HP

24.Prilling Tower (K-301)

Fungsi : Mengkristalkan xylitolsehingga terbentuk kristal xylitol

Jenis : Direct contact air cooling crystallizer Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-285 Grade C

Jumlah : 1 unit

(46)

25.Ball Mill (BM-301)

Fungsi : Menggiling xylitol menjadi butir-butiran halus.

Jenis : roll ball mill

Bahan konstruksi : Carbon steel

Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 1262,6336 kg/jam = 0,3507 kg/s

Ukuran produk : 15 mm

Daya : 15 HP

26.Screener (S-301)

Fungsi : Mengayak kristal xylitol agar mempunyai diameter partikel yang seragam

Jenis : Sieve Tray, Tyler Standart Screen

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-283, grade C

Jumlah : 1 unit

ayakan dengan spesifikasi:

• Ukuran = 100 mesh

• Bukaan ayakan = 0,147 mm

• Nominal diameter kawat = 0,107 mm

Dpi = 0,2368 mm

27.Belt Conveyor (BC-301)

Fungsi : Transportasi xylitol ke gudang penyimpanan (GP)

Jenis : horizontal bet conveyor

Tekanan = 1 atm

Jumlah : 1 unit

(47)

28.Gudang Penyimpanan Xylitol(GP)

Fungsi : Menyimpan xylitol

Bentuk bangunan : Gedung berbentuk persegi-panjang ditutup atap Bahan konstruksi : Dinding : beton

Lantai : semen

Jumlah : 1 unit

Tekanan = 1 atm

Kebutuhan : 30 hari

Lebar = 2,6475 m

Tinggi = 2,6475 m

29.Blower (BL-201)

Fungsi : Memompa udara dingin menuju Prilling Tower

Jenis : Centrifugal Blower

Bahan konstruksi : Carbon Steel

Tekanan = 1 atm

Daya : ¼ HP

30.Blower (BL-301)

Fungsi : Memompa udara dingin menuju Prilling Tower

Jenis : Centrifugal Blower

Bahan konstruksi : Carbon Steel

Tekanan = 1 atm

(48)

31.Kompressor (C-101)

Fungsi : Menaikkan tekanan gas H2 sebelum diumpankan

ke reaktor

Jenis : Reciprocating compressor

Diameter dalam (ID) : 2,067 in Diameter luar (OD) : 2,375 in

Luas penampang : 0,0233 ft2

32.Subcooler (HE-101)

Fungsi : Menurunkan suhu H2O, HCl, ampas dan xylosa sebelum

diumpankan ke Filter Press Tipe : Double pipe exchanger

Jumlah : 1 unit

33.Subcooler (HE-102)

Fungsi : Mengkondensasikan HCl dan air

Jumlah : 1 unit

34.Cooler (HE-202)

Fungsi : Menurunkan temperatur H2 dan air

(49)

35.Pompa (P-103)

Fungsi : Memompa larutan xylosa, HCl dan air ke filter press

Jenis : Pulp pump

Jumlah : 1 unit

Tekanan = 1 atm

Daya : ¼ HP

36.Pompa (P-106)

Fungsi : Memompa larutan HCl dan air

Jumlah : 1 unit

Tekanan = 1 atm

Daya : ¼ HP

37.Elevator (E-101)

Fungsi : Transportasi tongkol jagung ke rotary cutter Bahan Konstruksi : carbon steel

Tekanan = 1 atm

(50)

Daya : ¼ HP

38.Bucket Elevator (BE-301)

Fungsi : Transportasi xylitol ke ball mill

Tekanan = 1 atm

Jumlah : 1 unit

(51)

BAB VI

INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

6.1 Instrumentasi

Instrumentasi adalah suatu alat yang dipakai di dalam suatu proses kontrol untuk mengatur jalannya suatu proses agar diperoleh hasil sesuai dengan yang diharapkan. Alat-alat pengendali tersebut dipasang pada setiap peralatan penting agar dengan mudah dapat diketahui kejanggalan-kejanggalan yang terjadi pada setiap bagian. Pada dasarnya tujuan pengendalian adalah untuk mencapai harga error yang paling minimum.

Fungsi instrumentasi adalah 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 ekonomi dan sistem peralatan itu sendiri. Pada pemakaian alat-alat instrumen juga harus

ditentukan apakah alat-alat tersebut dipasang diatas papan instrumen dekat peralatan proses (kontrol manual) atau disatukan dalam suatu ruang kontrol yang dihubungkan dengan bangsal peralatan (kontrol otomatis).

Variabel-variabel proses yang biasanya dikontrol / diukur oleh instrumen tersebut adalah (Considine,1985) :

1. Variabel utama, seperti temperatur, tekanan, laju alir, dan level cairan.

2. Variabel tambahan, seperti densitas, viskositas, panas spesifik, konduktivitas, pH, humiditas, titik embun, komposisi kimia, kandungan kelembaban, dan variabel lainnya.

Pada dasarnya sistem pengendalian terdiri dari : 1. Elemen Perasa / sensing (Primary Element)

Elemen yang merasakan (menunjukkan) adanya perubahan dari harga variabel yang diukur.

(52)

Elemen pengukur adalah suatu elemen yang sensitif terhadap adanya perubahan

temperatur, tekanan, laju aliran, maupun tinggi fluida. Perubahan ini merupakan sinyal dari proses dan disampaikan oleh elemen pengukur ke elemen pengontrol. 3. Elemen pengontrol (controlling element)

Elemen pengontrol yang menerima sinyal kemudian akan segera mengatur perubahan-perubahan proses tersebut sama dengan nilai set point (nilai yang diinginkan). Dengan demikian elemen ini dapat segera memperkecil ataupun meniadakan penyimpangan yang terjadi.

4. Elemen pengontrol akhir (final control element)

Elemen ini merupakan elemen yang akan mengubah masukan yang keluar dari elemen pengontrol ke dalam proses sehingga variabel yang diukur tetap berada dalam batas yang diinginkan dan merupakan hasil yang dikehendaki.

Pengendalian peralatan instrumentasi dapat dilakukan secara otomatis dan semi otomatis. Pengendalian secara otomatis adalah pengendalian yang dilakukan dengan mengatur instrumen pada kondisi tertentu, bila terjadi penyimpangan variabel yang dikontrol maka instrumen akan bekerja sendiri untuk mengembalikan variabel pada kondisi semula, instrumen ini bekerja sebagai controller. Pengendalian secara semi otomatis adalah pengendalian yang mencatat perubahan-perubahan yang terjadi pada variabel yang dikontrol. Untuk mengubah variabel-variabel ke nilai yang diinginkan dilakukan usaha secara manual, instrumen ini bekerja sebagai pencatat (recorder).

Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam instrumen-instrumen adalah:

1. Range yang diperlukan untuk pengukuran

2. Level instrumentasi

3. Ketelitian yang dibutuhkan 4. Bahan konstruksinya

5. Pengaruh pemasangan instrumentasi pada kondisi proses Instrumentasi yang umum digunakan dalam pabrik adalah : 1. Untuk variabel temperatur:

(53)

pengendalian.

- Temperature Indicator (TI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk

mengamati temperatur dari suatu alat.

2. Untuk variabel tinggi permukaan cairan

- Level Controller (LC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati

ketinggian cairan dalam suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat melakukan pengendalian.

- Level Indicator (LI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati

ketinggian cairan dalam suatu alat. 3. Untuk variabel tekanan

- Pressure Controller (PC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati

tekanan operasi suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat melakukan pengendalian.

- Pressure Indicator (PI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati

tekanan operasi suatu alat. 4. Untuk variabel aliran cairan

- Flow Controller (FC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati laju alir larutan atau cairan yang melalui suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat melakukan pengendalian.

[image:53.612.116.541.580.687.2]

- Flow Indicator (FI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati laju aliran atau cairan suatu alat. (Kallen, 1961)

Tabel 6.1 Daftar Instrumentasi Pada Pabrik Pembuatan Xylitol

No Nama alat Jenis instrumen Kegunaan

1 Tangki cairan Level Indicator (LI) Menunjukkan tinggi cairan dalam tangki

2 Tangki Gas Pressure

Indicator (PI)

Menunjukkan tekanan gas dalam tangki

3 Reaktor Temperature

(54)

Pressure

Indicator (PI) Mengamati tekanan dalam reaktor

Level Controller (LC) Mengontrol ketinggian cairan

dalam reaktor

4 Pompa Flow Controller (FC) Mengontrol laju alir pada pompa

5 Evaporator

Temperature

Controller (TC) Mengontrol suhu dalam evaporator

Level Controller (LC)

Mengontrol ketinggian cairan dalam evaporator

6 Prilling Tower Temperature

Controller (TC)

Mengontrol suhu dalam prilling tower

7 Cooler Temperature

Controller (TC) Mengontrol suhu dalam cooler

8 Blower Flow Controller (FC) Mengontrol laju alir pada blower

9 Kompressor Pressure

Controller (PC)

Mengontrol tekanan pada kompressor

10 Flash Drum

Temperature

Controller (TC) Mengontrol suhu dalam flash drum

Mengontrol ketinggian cairan dalam flash drum

11 Knock Out

Drum

Temperature Controller (TC)

Mengontrol suhu dalam knock out drum

Mengontrol ketinggian cairan dalam knock out drum

[image:54.612.115.544.80.457.2]

FC

(55)

[image:55.612.261.382.90.236.2]

TC

Gambar 6.2 Contoh Penggunaan Temperature Controller pada Cooler

[image:55.612.251.403.278.423.2]

LC

Gambar 6.3 Contoh Penggunaan Level Controller pada Reaktor

PC

Gambar 6.4 Contoh Penggunaan Pressure Controller pada Kompresor

6.2 Keselamatan Kerja

[image:55.612.260.401.466.557.2]

(56)

perancangan dan saat pabrik beroperasi.

Salah satu faktor yang penting sebagai usaha menjamin keselamatan kerja adalah dengan menumbuhkan dan meningkatkan kesadaran karyawan akan pentingnya usaha untuk menjamin keselamatan kerja. Usaha-usaha yang dapat dilakukan antara lain: - Melakukan pelatihan secara berkala bagi karyawan

- Membuat peraturan tata cara dengan pengawasan yang baik dan memberi sanksi bagi karyawan yang tidak disiplin

- Membeli karyawan dengan keterampilan menggunakan peralatan secara benar dan cara-cara mengatasi kecelakaan kerja

Sebagai pedoman pokok dalam usaha penanggulangan masalah kerja, Pemerintah Republik Indonesia telah mengeluarkan Undang-Undang Keselamatan Kerja yaitu UU no 13 tahun 2003. Semakin tinggi tingkat keselamatan kerja dari suatu pabrik maka makin meningkat pula aktivitas kerja para karyawan. Hal ini disebabkan oleh keselamatan kerja yang sudah terjamin dan suasana kerja yang menyenangkan.

Untuk mencapai hal tersebut adalah menjadi tanggung jawab dan kewajiban para perancang untuk merencanakannya. Hal-hal yang perlu dipertimbangkan dalam perancangan pabrik untuk menjamin adanya keselamatan kerja adalah sebagai berikut: - Penanganan dan pengangkutan bahan harus seminimal mungkin

- Adanya penerangan yang cukup dan sistem pertukaran udara yang baik - Jarak antar mesin-mesin dan peralatan lain cukup luas

- Setiap ruang gerak harus aman dan tidak licin

- Setiap mesin dan peralatan lainnya harus dilengkapi alat pencegah kebakaran

- Tanda-tanda pengaman harus dipasang pada setiap tempat yang berbahaya - Penyediaan fasilitas pengungsian bila terjadi kebakaran

6.3 Keselamatan Kerja Pada Pabrik Pembuatan Xylitol

Dalam rancangan pabrik pembuatan xylitol, usaha-usaha pencegahan terhadap bahaya-bahaya yang mungkin terjadi dilakukan sebagai berikut:

6.3.1 Pencegahan Terhadap Kebakaran dan Peledakan

(57)

- Untuk mengetahui adanya bahaya kebakaran maka sistem alarm dipasang pada tempat yang strategis dan penting seperti laboratorium dan ruang proses.

- Pada peralatan pabrik yang berupa tangki dibuat main hole dan hand hole yang cukup untuk pemeriksaan.

- Sistem perlengkapan energi seperti pipa bahan bakar, saluran udara, saluran steam, dan air dibedakan warnanya dan letaknya tidak menggangu gerakan karyawan. - Mobil pemadam kebakaran yang ditempatkan di fire station setiap saat dalam

keadaan siaga.

- Bahan-bahan yang mudah terbakar dan meledak harus disimpan dalam tempat

yang aman dan dikontrol secara teratur.

Sesuai dengan peraturan yang tertulis dalam Peraturan Tenaga Kerja No. Per/02/Men/1983 tentang instalasi alarm kebakaran otomatis, yaitu:

- Detektor Kebakaran, merupakan alat yang berfungsi untuk mendeteksi secara dini adanya suatu kebakaran awal. Alat ini terbagi atas:

1. Smoke detector adalah detector yang bekerja berdasarkan terjadinya akumulasi

asap dalam jumlah tertentu.

2. Gas detector adalah detector yang bekerja berdasarkan kenaikan konsentrasi gas

yang timbul akibat kebakaran ataupun gas-gas lain yang mudah terbakar.

3. Alarm Kebakaran, merupakan komponen dari sistem deteksi dan alarm

kebakaran yang memberikan isyarat adanya suatu kebakaran. Alarm ini berupa : - Alarm kebakaran yang memberi tanda atau isyarat berupa bunyi khusus

(audible alarm)

- Alarm kebakaran yang memberi tanda atau isyarat yang tertangkap oleh pandangan mata secara jelas (visible alarm)

- Panel Indikator Kebakaran

(58)

6.3.2 Peralatan Perlindungan Diri

Beberapa peralatan yang digunakan untuk perlindungan diri yaitu :

- Pakaian dan perlengkapan pelindung

- Sepatu pengaman

- Pelindung mata - Masker udara - Sarung tangan

6.3.3 Keselamatan Kerja Terhadap Listrik

Upaya yang dilakukan untuk mendapat keselamatan kerja terhadap listrik antara lain :

- Setiap instalasi dan alat-alat listrik harus diamankan dengan pemakaian sekring atau pemutus arus listrik otomatis lainnya.

- Sistem perkabelan listrik harus dirancang secara terpadu dengan tata letak pabrik untuk menjaga keselamatan dan kemudahan jika harus dilakukan perbaikan.

- Penempatan dan pemasangan motor-motor listrik tidak boleh mengganggu lalu lintas pekerja.

- Memasang papan tanda larangan yang jelas pada daerah sumber tegangan tinggi. - Isolasi kawat hantaran listrik harus disesuaikan dengan keperluan.

- Setiap peralatan yang menjulang tinggi harus dilengkapi dengan alat penangkal petir yang dibumikan.

- Kabel-kabel listrik yang letaknya berdekatan dengan alat-alat yang bekerja pada suhu tinggi harus diisolasi secara khusus.

6.3.4 Pencegahan Terhadap Gangguan Kesehatan

Upaya yang dilakukan untuk mencegah terjadinya gangguan kesehatan antara lain :

- Setiap karyawan diwajibkan untuk memakai pakaian kerja selama berada di dalam lokasi pabrik.

(59)

memakai sarung tangan karet serta penutup hidung dan mulut.

- Bahan-bahan kimia yang selama pembuatan, pengelolaan, pengangkutan,

penyimpanan, dan penggunaannya dapat menimbulkan ledakan, kebakaran, korosi, maupun gangguan terhadap kesehatan harus ditangani secara cermat.

- Poliklinik yang memadai disediakan di lokasi pabrik.

6.3.5 Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis

Upaya yang dapat dilakukan untuk mencegah terjadinya bahaya mekanis antara

lain :

- Alat-alat dipasang dengan penahan yang cukup berat untuk mencegah kemungkinan terguling atau terjatuh.

- Sistem ruang gerak karyawan dibuat cukup lebar dan tidak menghambat kegiatan karyawan.

- Jalur perpipaan sebaiknya berada di atas permukaan tanah atau diletakkan pada atap lantai pertama kalau di dalam gedung atau setinggi 4,5 meter bila diluar gedung agar tidak menghalangi kendaraan yang lewat.

- Letak alat diatur sedemikian rupa sehingga para operator dapat bekerja dengan tenang dan tidak akan menyulitkan apabila ada perbaikan atau pembongkaran.

- Pada alat-alat yang bergerak atau berputar harus diberikan tutup pelindung untuk menghindari terjadinya kecelakaan kerja.

Untuk mencapai keselamatan kerja yang tinggi, maka ditambahkan nilai-nilai disiplin bagi para karyawan yaitu :

- Setiap karyawan bertugas sesuai dengan pedoman-pedoman yang diberikan. - Setiap peraturan dan ketentuan yang ada harus dipatuhi.

- Perlu keterampilan untuk mengatasi kecelakaan dengan menggunakan peralatan yang ada.

- Setiap kecelakaan atau kejadian yang merugikan harus segera dilaporkan pada atasan. - Setiap karyawan harus saling mengingatkan perbuatan yang dapat menimbulkan

(60)

- Setiap kontrol secara periodik terhadap alat instalasi pabrik oleh petugas

maintenance.

6.3.6 Pencegahan Terhadap Bahan Kimia Berbahaya

Beberapa bahan kimia yang digunakan dalam pabrik pembuatan xylitol dari tongkol jagung ini beracun dan berbahaya. Oleh karena itu perlu adanya penanganan bahan kimia, pencegahan dan penanggulangan bila terjadi kecelakaan kerja.

6.3.6.1 Asam klorida

Berikut ini beberapa cara penanganan asam klorida :

- Kondisi penyimpanan : disimpan dalam tangki yang yang terbuat dari bahan yang tidak mudah korosi dalam hal ini Stainless Steel SA-304 pada suhu kamar.

- Pencegahan terhadap bahaya kecelakaan :

 Digunakan dalam ruangan yang memiliki ventilasi yang memadai.

 Tidak menggunakan lensa kontak dan harus menggunakan pelindung mata untuk menghindari iritasi pada mata.

 Selalu menggunakan sarung tangan, sepatu boot, dan pakaian laboratorium ketika bekerja dengan bahan kimia ini.

 Ketika bekerja di daerah yang memungkinkan asam klorida untuk menguap

selalu digunakan respirator untuk mencegah terhirupnya bahan kimia ini. - Penanggulangan bila terjadi kecelakaan kerja :

 Bila terjadi kontak dengan mata maka mata dibilas dengan air dengan jumlah banyak selama lebih kurang 20 menit. Apabila iritasi berlanjut segera diberikan bantuan medis.

 Bila terjadi kontak dengan kulit yang menyebabkan iritasi dan luka bakar maka kulit segera dibilas.

(61)

 Bila terhirup yang akan menyebabkan iritasi dan gangguan pada saluran pernafasan maka segera dipindahkan ke ruangan terbuka dengan udara segar, berikan bantuan pernafasan bila tidak bernafas dan segera diberikan bantuan medis.

6.3.6.2 Hidrogen

Berikut ini beberapa cara penanganan gas hidrogen :

- Kondisi penyimpanan : gas hidrogen disimpan dalam tangki berbentuk elipsoidal diletakkan dalam ruangan yang kering dengan suhu kamar dilengkapi dengan ventilasi yang memadai. Suhu tangki tidak boleh melebihi 52oC karena dapat menyebabkan ledakan. Tangki juga harus dijauhkan dari api.

- Penanganan khusus terhadap gas hidrogen :

 Hanya digunakan di tempat yang memiliki ventilasi baik.

 Tangki tempat penyimpanan gas hidrogen tidak boleh mengalami goncangan jadi tangki harus diletakkan vertikal dengan kaki yang kokoh.

 Untuk mengalirkan gas hidrogen harus menggunakan regulator penurun tekanan.

 Tidak dibenarkan memanaskan tangki untuk mempercepat laju keluar gas

hidrogen dari tangki.

 Digunakan check valve atau trap di jalur pembuangan untuk mencegah

(62)

BAB VII

UTILITAS

Dalam suatu pabrik, utilitas merupakan unit penunjang utama dalam memperlancar jalannya proses produksi. Oleh karena itu, segala sarana dan prasarananya harus dirancang sedemikian rupa sehingga dapat menjamin kelangsungan operasi suatu pabrik.

Berdasarkan kebutuhannya, utilitas pada pabrik pembuatan xylitol dari tongkol jagung adalah sebagai berikut :

1. Kebutuhan uap (steam) 2. Kebutuhan air

3. Kebutuhan bahan kimia 4. Kebutuhan listrik 5. Kebutuhan bahan bakar 6. Kebutuhan udara pendingin

7. Unit pengolahan limbah

7.1 Kebutuhan Uap (Steam)

Uap digunakan dalam pabrik sebagai media pemanas. Kebutuhan uap pada pabrik pembuatan xyltiol dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Tabel 7.1 Kebutuhan Uap Sebagai Media Pemanas

Nama Alat Jumlah Uap (Kg/jam)

Reaktor Hidrolisis (R-101) 689,0278

Heater (H-101) 1239,8065

Reaktor Hidrogenasi (R-201) 3471,8719

Knock Out Drum (K-201) 1526,7779

Evaporator (E-301) 146,7621

Total 7074,2462

Steam yang digunakan adalah saturated steam dengan temperatur 200oC, tekanan

(63)

Total steam yang dibutuhkan = 1,2 × 7074,2462 kg/jam

= 8489,0954 kg/jam

Diperkirakan 80% kondensat dapat digunakan kembali, sehingga : Kondensat yang digunakan kembali = 80% × 8489,0954 kg/jam

= 6791,2764 kg/jam

Kebutuhan tambahan untuk ketel uap = 20% × 8489,0954 kg/jam = 1697,8191 kg/jam

7.2 Kebutuhan Air

Dalam proses produksi, air memegang peranan penting, baik untuk kebutuhan proses maupun kebutuhan domestik. Kebutuhan air pada pabrik pembuatan xylitol adalah sebagai berikut :

1. Kebutuhan air untuk ketel

Air untuk umpan ketel uap = 1697,8191 kg/jam 2. Kebutuhan air proses

Kebutuhan air proses pada pabrik pembuatan xylitol adalah 2680,3275 kg/jam 3. Kebutuhan air untuk pendingin

[image:63.612.169.482.501.616.2]

Kebutuhan air pendingin pada pabrik pembuatan xyltiol dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Tabel 7.2 Kebutuhan Air Pendingin

Nama Alat Jumlah Air Pendingin (Kg/jam)

Subcooler (HE-101) 7309,0803

Subcooler (HE-102) 27547,3972

Cooler (HE-201) 7588,2312

Subcooler (HE-202) 25459,1294

Cooler (HE-301) 555,3857

Total 68459,2238

(64)

maka air tambahan yang diperlukan adalah jumlah air yang hilang karena

penguapan, drift loss, dan blowdown (Perry, 1997).

Air yang hilang karena penguapan dapat dihitung dengan persamaan :

We = 0,00085 Wc (T2 – T1) (Perry, 1997)

dimana : Wc = jumlah air pendingin yang diperlukan

T1 = temperatur air pendingin masuk = 25°C = 77°F

T2 = temperatur air pendingin keluar = 50°C = 122°F

We = 0,0085 × 68459,2238 × (122-77)

= 2618,5653 kg/jam

Air yang hilang karena drift loss sekitar 0,1-0,2 % dari air pendingin yang masuk ke menara air (Perry, 1997). Ditetapkan drift loss 0,2 %, maka :

Wd = 0,002 × 68459,2238

= 136,9184 kg/jam

Air yang hilang karena blowdown bergantung pada jumlah siklus sirkulasi air pendingin, sekitar 3-5 siklus (Perry, 1997). Ditetapkan 3 siklus, maka :

1 S

W

W e

b

−

= (Perry, 1997)

1 3 2618,5653 Wb

− =

= 1309,2827 kg/jam

Sehingga air tambahan yang diperlukan = We + Wd + Wb

= 2618,5653 + 136,9184 + 1309,2827

= 4064,7664 kg/jam