Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Natrium Alginat (NA-ALGINAT) Dari Rumput Laut Coklat (PHAEOPHYCEAE) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 7000 Ton/tahun

(1)

Shofia Rija N : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Natrium Alginat (NA-ALGINAT) Dari Rumput Laut Coklat (PHAEOPHYCEAE) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 7000 Ton/tahun, 2009.

PRA RANCANGAN PABRIK

PEMBUATAN NATRIUM ALGINAT (NA-ALGINAT) DARI

RUMPUT LAUT COKLAT (PHAEOPHYCEAE) DENGAN

PROSES EKSTRAKSI

Kapasitas 7000 Ton/tahun

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan

Ujian Sarjana Teknik Kimia

Oleh :

SHOFIA RIJA N

040405049

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

(3)

KATA PENGANTAR

Segala puji, hormat dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Pengasih, yang selalu setia memberikan berkat-Nya dan kekuatan kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Natrium Alginat dari Rumput Laut Coklat (Phaeophyceae) dengan Kapasitas Produksi 7.000 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 penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Ibu Dr. Ir. Rosdanelli, MT, sebagai Dosen Pembimbing I yang telah membimbing dan memberikan masukan serta arahan kepada penulis selama menyelesaikan tugas akhir ini.

2. Bapak Ir. Indra Surya MSc, sebagai Dosen Pembimbing II yang telah membimbing dan memberikan masukan serta arahan kepada penulis selama menyelesaikan tugas akhir ini.

3. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si., sebagai Koordinator Tugas Akhir.

4. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, sebagai Ketua Departemen Teknik Kimia USU. 5. Orang tua yang telah memberikan duku ngan material dan spiritual.

6. Partner penulis atas kerjasamanya dalam penulisan tugas akhir ini.

7. Teman-teman Teknik Kimia Stambuk 2004 untuk doa, dukungan, saran dan kritik kepada penulis.

Dalam penyusunan tugas akhir ini, penulis menyadari masih banyak terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik dari pembaca yang bersifat konstruktif demi kesempurnaan penulisan ini. Akhir kata, semoga tulisan ini bermanfaat bagi kita semua. Terima Kasih.

Medan, Mei 2009 Penulis,

(4)

INTISARI

Na-Alginat banyak digunakan industri seperti industri makanan, minuman, obat-obatan, kosmetik, kertas, detergen, cat, tekstil, vernis, fotografi, kulit buatan dan lain-lain. Dalam industri zat ini digunakan sebagai pembentuk gel (gelling agent), pengemulsi dan penstabil emulsi (emulsifying dan stabilizing agent), pensuspensi (suspending agent), pengikat (binding agent), penghalus (finishing agent), pengeras kain (stiffening agent), pembentuk struktur (sizing agent), penjernih (clarifing agent) dan sebagainya.

Natrium alginat diproduksi dengan kapasitas 7.000 ton/tahun dengan 330 hari kerja dalam 1 tahun. Lokasi pabrik direncanakan beroperasi di daerah Pulau Bunyu, Kalimantan Timur dengan luas area 20.400 m2, tenaga kerja yang dibutuhkan sebanyak 137 orang, dengan bentuk badan usaha Perseoran Terbatas (PT), dengan sistem organisasi garis.

Hasil analisa ekonomi Pabrik Pembuatan Natrium Alginat adalah sebagai berikut :

 Modal Investasi : Rp 1.059.716.405.028,59

 Biaya Produksi : Rp 801.293.976.346,79

 Hasil Penjualan : Rp 1.096.860.600.000,00

 Laba Bersih : Rp 211.743.929.185,16

 Profit Margin : 26,81 %

 Break Event Point : 37,48 %

 Return of Investment : 20,11 %

 Pay Out Time : 4,97 tahun

 Return on Network : 33,52 %

 Internal Rate of Return : 36,49 %

Dari hasil analisa ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik Pembuatan Natrium Alginat dari Rumput Laut Coklat layak untuk didirikan.

(5)

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ... i

INTISARI ... ii

DAFTAR ISI ... iii

DAFTAR GAMBAR ... vi

DAFTAR TABEL ... vii BAB I PENDAHULUAN ... I-1 1.1 Latar Belakang ... I-1 1.2 Perumusan Masalah ... I-2 1.3 Tujuan Perancangan... I-2 1.4 Manfaat ... I-3 BAB II PERANCANGAN PROSES ... II-1

2.1 Rumput Laut ... II-1 2.2 Natrium Alginat ... II-3 2.3 Sifat Bahan Baku ... II-7 2.4 Sifat Produk ... II-10 2.5 Proses Pembuatan Natrium Alginat ... II-10 2.6 Seleksi Proses ... II-11 2.7 Deskripsi Proses ... II-12 2.8 Pengolahan Limbah ... II-13 BAB III NERACA MASSA ... III-1 BAB IV NERACA PANAS ... IV-1 BAB V SPESIFIKASI PERALATAN... V-1

5.1 Tangki-tangki Penyimpanan Bahan Baku dan Produk ... V-1 5.2 Mixer ... V-4 5.3 Tangki Perendaman ... V-7 5.4 Alat-alat Transportasi Fluida... V-9 5.6 Crusher ... V-14 5.7 Ball Mill ... V-14 5.8 Alat-alat Pemisah dan Pencuci ... V-14 5.7 Reaktor ... V-18

(6)

5.8 Alat – alat Penukar Panas ... V-20 5.9 Kolom Distilasi... V-21 BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ... VI-1

6.1 Instrumentasi ... VI-1 6.2 Keselamatan Kerja ... VI-7 6.3 Keselamatan Kerja pada Pabrik Pembuatan Natrium Alginat VI-8 BAB VII UTILITAS ... VII-1

7.1 Kebutuhan Steam (Uap) ... VII-1 7.2 Kebutuhan Air ... VII-2 7.3 Unit Pengolahan Air ... VII-6 7.4 Kebutuhan Listrik ... VII-12 7.5 Kebutuhan Bahan Bakar ... VII-13 7.6 Spesifikasi Peralatan Utilitas... VII-16 BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK... VIII-1

8.1 Lokasi Pabrik... VIII-4 8.2 Tata Letak Pabrik ... VIII-7 8.3 Perincian Luas Tanah ... VIII-9 BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ... IX-1

9.1 Organisasi Perusahaan ... IX-1 9.2 Manajemen Perusahaan ... IX-3 9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha ... IX-5 9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab ... IX-6 9.5 Sistem Kerja ... IX-8 9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan ... IX-11 9.7 Fasilitas Tenaga Kerja ... IX-13 BAB X ANALISA EKONOMI ... X-1

10.1 Modal Investasi ... X-1 10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC) ... X-4 10.3 Total Penjualan (Total Sales) ... X-5 10.4 Bonus Perusahaan ... X-5 10.5 Perkiraan Rugi/Laba Usaha ... X-5 10.6 Analisa Aspek Ekonomi ... X-5

(7)

BAB XI KESIMPULAN ... XI-1 DAFTAR PUSTAKA ... DP-1 LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ... LA-1 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS ... LB-1 LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN ... LC-1 LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN

UTILITAS ... LD-1 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI ... LE-1

(8)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Jenis – Jenis Sargassum yang ada di Indonesia ... II-2 Gambar 2.2 Struktur Asam mannuronik dan asam guluronik ... II-3 Gambar 2.3 Skema Sistem Pengolahan Air Limbah ... II-14 Gambar 6.1 Instrumentasi Alat-alat Proses pada Pra Rancangan Pabrik

Pembuatan Natrium Alginat... VI-5 Gambar 8.1 Tata Letak Pabrik Pembuatan Natrium Alginat ... VIII-10 Gambar 9.1 Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik Pembuatan Natrium Alginat ... IX-10 Gambar LD.1 Sketsa Bar Screen, satuan mm ... LD-2 Gambar LD.2 Kurva Entalpi vs Temperatur Cairan pada

Cooling Tower (CT) ... LD-72

Gambar LD.3 Kurva Hy vs 1/(Hy*– Hy) ... LD-73

Gambar LE.1 Kurva Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage) dan Tangki Pelarutan ... LE-5 Gambar LE.2 Kurva Harga Peralatan untuk Kolom Distilasi ... LE-6 Gambar LE.3 Kurva Harga Tiap Tray dalam Kolom Distilasi ... LE-7

Gambar LE.4 Kurva Break Event Point (BEP) Pabrik Pembuatan MMA

melalui Direct Methacrylate Process ... LE-33

(9)

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 1.1 Volume ekspor hasil perikanan utama Indonesia ... I-1 Tabel 1.2 Prediksi peluang pasar rumput laut ... I-2 Tabel 2.1 Skema Sistem Pengolahan Air Limbah ... II-14 Tabel 3.1 Neraca Massa Vibrating Washer (VW-101) ... III-1 Tabel 3.2 Neraca Massa Mixer I (M-101) ... III-1 Tabel 3.3 Neraca Massa Tangki Perendaman I (T-103) ... III-2 Tabel 3.4 Neraca Massa Vibrate Screen (VS-101) ... III-2 Tabel 3.5 Neraca Massa Mixer II (M-102) ... III-2 Tabel 3.6 Neraca Massa Tangki Perendaman II (T-104) ... III-2 Tabel 3.7 Neraca Massa Vibrate Washer II (VW-102) ... III-3 Tabel 3.8 Neraca Massa Crusher (C-101) ... III-3 Tabel 3.9 Neraca Massa Gudang Sargassum (G-102) ... III-3 Tabel 3.10 Neraca Massa Mixer III (M-201) ... III-3 Tabel 3.11 Neraca Massa Ekstraktor (EK-201) ... III-4 Tabel 3.12 Neraca Massa Filter Press I (FP-201)... III-4 Tabel 3.13 Neraca Massa Mixer IV (M-202) ... III-4 Tabel 3.14 Neraca Massa Reaktor I (R-201) ... III-5 Tabel 3.15 Neraca Massa Sentrifuse I ... III-5 Tabel 3.16 Neraca Massa Reaktor II (R-202) ... III-5 Tabel 3.17 Neraca Massa Sentrifuse II ... III-6 Tabel 3.18 Neraca Massa Rotary Dryer (RD-201) ... III-6 Tabel 3.19 Neraca Massa Ball Mill (BM-201) ... III-6 Tabel 3.20 Neraca Massa Kolom Distilasi (D-201) ... III-7 Tabel 3.21 Neraca Massa Kondensor Kolom Distilasi (E-202) ... III-7 Tabel 3.22 Neraca Massa Reboiler Kolom Distilasi (E-203) ... III-7 Tabel 4.1 Neraca Panas Tangki Perendaman I (T-103) ... IV-1 Tabel 4.2 Neraca Panas Kolom Ekstraksi (EK-201) ... IV-1 Tabel 4.3 Neraca Panas Reaktor I (R-201) ... IV-1 Tabel 4.4 Neraca Panas Reaktor II (R-202) ... IV-2 Tabel 4.5 Neraca Panas Rotary Dryer (RD-201) ... IV-2

(10)

Tabel 4.6 Neraca Panas Heater (E-201) ... IV-2 Tabel 4.7 Neraca Panas Kondensor (E-202) ... IV-2 Tabel 4.8 Neraca Panas Reboiler (E-203) ... IV-3 Tabel 4.9 Neraca Panas Kondensor Recovery (E-204) ... IV-3 Tabel 6.1 Daftar Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan

Natrium Alginat ... VI-4 Tabel 7.1 Kebutuhan Uap ... VII-1 Tabel 7.2 Kebutuhan Air Pendingin ... VII-2 Tabel 7.3 Pemakaian Air Domestik... VII-4 Tabel 7.4 Kualitas Air Sungai ... VII-5 Tabel 7.5 Perincian Kebutuhan Listrik pada Unit Proses ... VII-12 Tabel 7.6 Perincian Kebutuhan Listrik pada Unit Utilitas ... VII-13 Tabel 8.1 Pembagian Penggunaan Areal Tanah... VIII-9 Tabel 9.1 Jadwal Kerja Karyawan Shift ... IX-9 Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya ... IX-11 Tabel LA.1 Neraca Massa Vibrating Washer ... LA-3 Tabel LA.2 Neraca Massa Mixer I (M-101) ... LA-4 Tabel LA.3 Neraca Massa Tangki Perendaman I (T-103) ... LA-5 Tabel LA.4 Neraca Massa Vibrate Screen (VS-101) ... LA-6 Tabel LA.5 Neraca Massa Mixer II (M-102) ... LA-7 Tabel LA.6 Neraca Massa Tangki Perendaman II (T-104) ... LA-8 Tabel LA.7 Neraca Massa Vibrating Washer II (VW-102) ... LA-9 Tabel LA.8 Neraca Massa Crusher (C-101) ... LA-10 Tabel LA.9 Neraca Massa Gudang Penyimpanan (G-102) ... LA-10 Tabel LA.10 Neraca Massa Ekstraktor (EK-201) ... LA-11 Tabel LA.11 Neraca Massa Filter Press I (FP-101) ... LA-13 Tabel LA.12 Neraca Massa Mixer IV (M-104)... LA-15 Tabel LA.13 Neraca Massa Reaktor I (R-201) ... LA-17 Tabel LA.14 Neraca Massa Sentrifus I (SF-201) ... LA-18 Tabel LA.15 Neraca Massa Reaktor II (R-202) ... LA-21 Tabel LA.16 Neraca Massa Sentrifus II (SF-202) ... LA-23 Tabel LA.17 Neraca Massa Rotary Dryer (RD-201) ... LA-24

(11)

Tabel LA.18 Neraca Massa Ball Mill (BM-101) ... LA-25 Tabel LA.19 Neraca Massa Kolom Distilasi (D-201) ... LA-26 Tabel LA.20 Data Bilangan Antoine ... LA-26 Tabel LA.21 Komposisi Distilasi Multikomponen 1 ... LA-30 Tabel LA.22 Neraca Massa Kondensor Kolom Distilasi (E-202) ... LA-32 Tabel LA.23 Neraca Massa Reboiler Kolom Distilasi (E-203) ... LA-34 Tabel LB.1 Data kapasitas panas cairan

Cp(g ) = a + bT + cT2 + dT3 + eT4 [ J/mol K ] ... LB-1

Tabel LB.2 Nilai Cp NaOH berdasarkan %mol ... LB-2 Tabel LB.3 Nilai Cp Na2CO3 berdasarkan % berat ... LB-2

Tabel LB.4 Kontribusi Gugus untuk Metode Missenard (J/mol.K) ... LB-3 Tabel LB.5 Panas laten [ J/mol ] ... LB-5 Tabel LB.6 Data Steam dan Air Panas yang Digunakan ... LB-5 Tabel LB.7 Panas Reaksi Pembentukan ... LB-5 Tabel LB.8 Kontribusi Gugus untuk Metode Joback (kJ/mol) ... LB-5 Tabel LB.9 Panas Masuk Tangki Perendaman I ... LB-6 Tabel LB.10 Panas Keluar Tangki Perendaman I ... LB-7 Tabel LB.11 Neraca Panas Tangki Perendaman I ... LB-7 Tabel LB.12 Neraca Panas Ekstraktor (EK-101) ... LB-10 Tabel LB.13 Neraca Panas Masuk Reaktor I (R-101) ... LB-11 Tabel LB.14 Neraca Panas Reaktor I (R-201) ... LB-12 Tabel LB.15 Panas Masuk Reaktor II (R – 202) ... LB-13 Tabel LB.16 Panas Keluar Reaktor II (R – 202) ... LB-13 Tabel LB.17 Neraca Panas Reaktor II (R-202) ... LB-15 Tabel LB.18 Panas Masuk Rotary Dryer (RD-201) ... LB-15 Tabel LB.19 Panas Keluar Rotary Dryer (RD-201) ... LB-16 Tabel LB.20 Neraca Panas Rotary Dryer (RD-201) ... LB-16 Tabel LC.1 Komposisi Campuran Tangki Perendaman I ... LC-27 Tabel LC.2 Komposisi Campuran Tangki Perendaman II ... LC-31 Tabel LC.3 Komposisi campuran dalam Rotary Steam Drier (RD-201) ... LC-96 Tabel LC.4 komposisi Filtrat pada Filter Press (FP-101) ... LC-99 Tabel LC.5 komposisi Cake pada Filter Press (FP-101) ... LC-99

(12)

Tabel LC.6 Komposisi campuran pada Sentrifus I (SF-201) ... LC-100 Tabel LC.7 Komposisi campuran pada Sentrifus II (SF-202) ... LC-101 Tabel LC.8 Komposisi campuran pada Kolom Ekstraksi (EK-201) ... LC-102 Tabel LC.9 Komposisi cairan dalam Reaktor I (R-201)... LC-110 Tabel LC.10 Komposisi cairan dalam Reaktor II (R-202) ... LC-115 Tabel LC.11 Komposisi Gas pada Reaktor II (R-202) ... LC-116 Tabel LD.1 Perhitungan Entalpi dalam Penentuan Tinggi

Menara Pendingin ... LD-72 Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan dan Sarana Lainnya ... LE-1

Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift ... LE-3 Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses ... LE-8 Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah ... LE-10 Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi ... LE-13 Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai... LE-17 Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas ... LE-20 Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja ... LE-21 Tabel LE.9 Aturan depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No. 36

Tahun 2008 ... LE-22 Tabel LE.10 Perhitungan Biaya Depresiasi sesuai UURI No. 36

Tahun 2008 ... LE-23 Tabel LE.11 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) ... LE-31

(13)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Rumput laut merupakan bagian terbesar dari tanaman laut yang memegang peran cukup penting dalam fungsinya sebagai bahan makanan dan obat-obatan. Secara garis besar, rumput laut dibedakan sebagai penghasil agar, karaginan, furcelaran, dan alginat

Indonesia merupakan salah satu negara penghasil dan pengekspor rumput laut yang cukup penting di Asia. Industri pengolahan bahan baku rumput laut menjadi bahan setengah jadi apalagi bahan jadi belum banyak dilakukan di Indonesia hanya masih dalam skala kecil. Sehingga sebagian besar produksi rumput laut di ekspor sebagai bahan mentah, yaitu rumput laut yang telah dikeringkan.

Apabila senyawa agar, karaginan, dan alginat dapat diproduksi di dalam negeri, maka nilai impor dari jenis senyawa tersebut dapat menjadi investasi negara dan akan lebih menguntungkan lagi bila sanggup mengekspor hasil olahan dari rumput laut tersebut dan memberikan lapangan kerja bagi masyarakat.

Tabel 1 Volume ekspor hasil perikanan utama Indonesia (ton)

KOMODITAS 2001 2002 2003 2004 2005

Udang 128.830 124.765 137.636 139.450 147.000 Tuna/Cakalang 84.205 92.797 117.092 94.221 124.780 Rumput Laut 27.874 28.560 40.162 51.011 63.020

Mutiara 22 6 12 2 10

(14)

Tabel 2 Prediksi peluang pasar rumput laut Jenis Bahan

Baku

2006 2007 2008 2009 2010

Jenis Eucheuma 202.300 218.100 235.300 253.900 274.100

Produksi Luar Negeri

135.000 140.000 145.000 155.000 165.000

Peluang pasar 67.300 78.100 90.300 98.900 109.100 Jenis Glacilaria

sp.

79.200 87.040 95.840 105.440 116.000

Produksi Luar Negeri

40.500 44.000 48.500 54.000 61.000

Peluang pasar 38.700 43.040 47.340 51.440 55.000 Sumber : Jana T. Anggadireja, Tim RL BPPT, 2005

1.2 Rumusan Masalah

Pemanfaatan rumput laut di Indonesia sekarang ini masih terbatas sebagai bahan ekspor dalam bentuk rumput laut kering. Pengolahan rumput laut lebih lanjut menjadi bahan baku bagi industri seperti natrium alginat masih sangat sedikit. Padahal penggunaan natrium alginat sangat luas dalam industri – industri terutama makanan dan farmasi. Oleh karena itu perlu dibuat suatu perancangan pabrik natrium alginat dengan menerapkan disiplin ilmu Teknik Kimia sehingga diharapkan akan mengurangi ketergantungan pada impor negara lain dan memberdayakan petani-petani rumput laut yang ada di Indonesia.

1.3 Tujuan Rancangan

(15)

memenuhi kebutuhan natrium alginat di Indonesia dan dapat membuka lapangan kerja bagi masyarakat sekitarnya.

1.4. Manfaat

1. Pendirian pabrik ini diharapkan dapat mengurangi ketergantungan natrium alginat impor yang harganya jauh lebih mahal dibanding dengan produksi dalam negeri, karena kebutuhan natrium alginat di Indonesia saat ini masih diimpor dari China, Jepang, dan beberapa negara Eropa

2. Meningkatkan pendapatan masyarakat terutama bagi petani rumput laut dan membuka lapangan pekerjaan baru sehingga akan meningkatkan perekonomian masyarakat

3. Merupakan sumbangan akademik dalam memperkaya khasanah ilmu pengetahuan, khususnya mengenai pengolahan rumput laut dari jenis

(16)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sargassum

Rumput laut diketahui kaya akan nutrisi esensial, seperti enzim, asam nukleat, asam amino, mineral, trace elements, dan vitamin A, B, C, D, E, dan K. Karena kandungan gizinya yang tinggi, rumput laut mampu meningkatkan sistem kerja hormonal, limfatik, dan juga saraf. Selain itu, rumput laut juga bisa meningkatkan

fungsi pertahanan tubuh, memperbaiki sistem kerja

sistem pencernaan.(info sehat.com)

Beberapa jenis rumput laut yang terdapat di Indonesia dan memiliki arti ekonomis penting adalah:

1. Rumput laut penghasil agar-agar (agarophyte), yaitu Gracilaria, Gelidium, Gelidiopsis, dan Hypnea

2. Rumput laut penghasil karaginan (Carragenophyte), yaitu Eucheuma spinosum, Eucheuma cottonii, Eucheuma striatum

3. Rumput laut penghasil algin, yaitu Sargasum, Macrocystis, dan Lessonia

(17)

Gambar 1. Jenis – jenis Sargassum yang ada di Indonesia

Rumput laut coklat penghasil alginat (alginofit) biasanya tumbuh di perairan sub tropis terutama untuk jenis Macrocytis, Laminaria, Aschophyllum, Nerocytis,

Ecklonia, Fucus dan Sargassum. Sedangkan rumput laut coklat yang tumbuh di

perairan tropis seperti di Indonesia terutama jenis-jenis Sargassum, Turbinaria,

Padina, Dyctyota dan yang paling banyak ditemukan adalah jenis Sargassum dan Turbinaria.

Alginat merupakan konstituen dari dinding sel pada alga yang banyak dijumpai pada alga coklat (Phaeophycota). Senyawa ini merupakan heteropolisakarida dari hasil pembentukan rantai monomer mannuronic acid dan gulunoric acid. Kandungan alginat dalam alga tergantung pada jenis alganya. Kandungan terbesar alginat (30-40 % berat kering) dapat diperoleh dari jenis Laminariales dan Sargassum sedangkan Turbinaria hanya mengandung 16-18 % berat kering. (Putra, 2006)

(18)

1. Algin

Algin merupakan asam alginik, alginik dalam bentuk derivat garam dinamakan garam alginat terdiri dari sodium alginat, potasium alginat dan amonium alginat. Garam alginat tidak larut dalam air, tetapi larut dalam larutan alkali. Asam alginik tersusun dari asam D-Manuronik dan asam L – Guluronik.

Gambar 3 Struktur asam mannuronik dan asam Guluronik 2. Manfaat alginat.

Kandungan koloid alginat dari algae Sargassum dalam industri kosmetik digunakan sebagai bahan pembuat sabun, pomade, cream bodylotion, sampo dan cat rambut. Di industri farmasi sebagai bahan pembuat kapsul obat, tablet, salep, emulsifier, suspensi dan stabilizer. Di bidang pertanian sebagai bahan campuran insektisida dan pelindung kayu. Di industri makanan sebagai bahan pembuat saus dan campuran mentega. Manfaat lainnya dalam industri fotografi, kertas, tekstil dan keramik. Di bidang kesehatan iodine digunakan sebagai obat pencegah penyakit gondok.

2.2 Natrium Alginat (NaC6H7O6)n

Natrium Alginat merupakan zat yang terdapat pada rumput laut coklat (Phaeophyceae). Asam alginat adalah suatu getah selaput (membran mucilage) yang disebut juga gummi alami, sedangkan alginat merupakan bentuk garam dari asam alginat. Gummi alami merupakan suatu polisakarida, dan secara umum polisakarida yang terdapat pada rumput laut disebut phycocolloid. Polisakarida terpenting pada rumput laut coklat adalah asam alginat dan turunannya seperti fukoidan, funoran dan laminaran yang merupakan komponen penyusun dinding sel seperti halnya selulosa dan pektin.

(19)

cerna. Saat larut dalam air, serat natrium alginat membentuk kisi-kisi seperti jala yang mampu mengikat kuat banyak molekul air dan menahan zat terlarut air dengan baik.

Asam alginat adalah suatu polisakarida bahan alam yang diperoleh dari alga coklat. Biopolimer ini adalah suatu kopolimer yang terdiri atas residu (1-4)-D-asam manuronat (M) dan (1-4)-L-asam guluronat (G), yang tersusun dalam blok-blok homopolimer dari masing-masing tipe (MM, GG) dan dalam blok-blok heteropolimer (MG). (1,2) Natrium alginat, yang merupakan garam natrium dari asam alginat bersifat sangat hidrofilik dan juga bersifat membentuk gel dengan ion kalsium. (Rhama, 2007)

2.2.1 Manfaat Natrium Alginat

Na-Alginat banyak digunakan industri seperti industri makanan, minuman, obat-obatan, kosmetik, kertas, detergen, cat, tekstil, vernis, fotografi, kulit buatan dan lain-lain. Dalam industri zat ini digunakan sebagai pembentuk gel (gelling agent), pengemulsi dan penstabil emulsi (emulsifying dan stabilizing agent), pensuspensi (suspending agent), pengikat (binding agent), penghalus (finishing agent), pengeras kain (stiffening agent), pembentuk struktur (sizing agent), penjernih (clarifing agent) dan sebagainya. Untuk kebutuhan industri di Indonesia yang saat ini terus berkembang, kebutuhan Na-Alginat masih disuplai melalui impor dari beberapa negara seperti Perancis, Inggris, RRC, dan Jepang dalam jumlah 599.000 kg dengan nilai US $ 2.773.517. Dari informasi yang diperoleh, kebutuhan pasar dunia akan produk inipun terus meningkat yang berarti peluang yang menjanjikan baik untuk pasar domestik ataupun pasar ekspor. Saat ini nilai jual Na-Alginat dipasaran sekitar 170-200 ribu per kilogram.(Riyanto, 2007).

(20)

Khasiat biologi dan kimiawi senyawa alginat juga dimanfaatkan pada pembuatan obat antibakteri, antitumor, penurun tekanan darah tinggi, dan mengatasi gangguan kelenjar. Rumput laut memang ibarat tanaman dewa. Itu karena unsur-unsur mineral yang terkandung di dalamnya seperti iodium, seng, dan selenium.(suara merdeka, 2007)

Bahan pewarna alami ini kini mulai banyak digunakan menggeser pewarna sintetis. Hal ini tentunya akan memberi banyak keuntungan bagi Indonesia yang memiliki rumput laut jenis alga coklat yang melimpah.

Selain ramah lingkungan karena bukan bahan kimia berbahaya dan beracun, harga pewarna alami dari rumput laut juga relatif murah dibandingkan pewarna kimia sintetis. Pembuatan batik cap dengan pewarna rumput laut dapat menekan biaya hingga 25 persen. (Putra, 2006)

Alginat juga banyak digunakan dalam pembekuan produk perikanan. Alginat dan polifosfat ditambahkan pada air untuk glazing, efektif untuk mencegah terjadinya

drip loss (kehilangan cairan dari badan ikan sewaktu proses thawing) mencegah

oksidasi lemak, dan kemunduran mutu lainnya selama penyimpanan beku.

2.5.2 Kebutuhan Natrium Alginat

Produksi alginat secara komersial telah dilakukan oleh beberapa negara maju menggunakan alga dari kelas Phaeophyceae (alga coklat) sebagai bahan bakunya. Produksi alginat sebagian besar berasal dari Amerika Serikat yang melakukan panen rumput laut dari jenis Macrocystis pyrifera di sepanjang pantai California Selatan. Produksi kedua terbesar berasal dari Inggris, yaitu dari jenis Laminaria hyperborea dan Ascophyllum nodosum.

Tabel 1. Pasar alginat menurut pemanfaatannya di dunia (2001)

APLIKASI VOLUME

(Ton)

% ASE

Makanan dan farmasi 10.000 33

Technical grades 20.000 67

Total 30.000 100

(21)

Kebutuhan alginate di Indonesia pada periode 1990 – 1996 rata- ratanya 2000 ton per tahun (tabel 2) yang seluruhnya berasal dari impor luar negri. Di Indonesia, natrium alginate ini banyak digunakan banyak industri seperti industri makanan, minuman, obat-obatan, kosmetik, kertas, detergen, cat, tekstil, vernis, fotografi, kulit buatan dan lain-lain. Dalam industri zat ini digunakan sebagai pembentuk gel (gelling agent), pengemulsi dan penstabil emulsi (emulsifying dan stabilizing agent), pensuspensi (suspending agent), pengikat (binding agent), penghalus (finishing agent), pengeras kain (stiffening agent), pembentuk struktur (sizing agent), penjernih (clarifing agent) dan sebagainya.

Untuk kebutuhan industri di Indonesia yang saat ini terus berkembang, kebutuhan Na-Alginat masih disuplai melalui impor dari beberapa negara seperti Perancis, Inggris, RRC, dan Jepang. Dari informasi yang diperoleh, kebutuhan pasar dunia akan produk inipun terus meningkat yang berarti peluang yang menjanjikan baik untuk pasar domestik ataupun pasar ekspor.

Tabel 2. Jumlah natrium alginate impor dalam periode 1990-1996

Tahun Jumlah (kg) Nilai (US$)

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996

1.887.204 1.588.096 1.587.805 2.067.115 2.924.449 2.311.706 2.219.991

7.306.228 7.451.138 7.399.660 8.320.832 12.153.930

(22)

2.3 Sifat-Sifat Bahan

2.3.1 Sargassum

Sifat – sifat :

1. Merupakan kelas alga coklat 2. Hidup di daerah tropis 3. Mengandung alginat 4. Bersifat hidrofilik

5. Berkembang biak secara vegetatif yakni fragmentasi 6. Mengandung protein, vitamin C, tannin, dan iodine

2.3.2 Natrium Hidroksida

Sifat-Sifat :

1. Berat molekul : 40,00 gr/mol

2. Densitas : 2,120 gr/ml pada 200C 3. Spesifik gravity : 1,072

4. Titik lebur : 318,4oC 5. Titik Didih : 1390oC

6. Tekanan uap : 1 mmHg pada 7390C 7. Merupakan basa kuat

8. Merupakan larutan yang tidak berwarna 9. Dapat bersifat cair ataupun padat 10. Mudah menetralisir larutan asam.

(Wikipedia, 2008)

2.3.2 Asam Klorida

Sifat –Sifat :

1. Rumus Molekul : HCL

2. Berat molekul : 36,46 gr/mol 3. Titik lebur : 114ºC 4. Spesifik gravity : 1,2

(23)

7. Titik didih : 85ºC

8. Merupakan gas yang sangat larut dalam air 9. Bersifat korosif

10. Merupakan gas yang tidak berwarna

11. Memiliki reaktifitas yang tinggi terhadap zat lain 12. Dapat terbentuk dari garam dan air

NaCl + H2O HCl + NaOH

(Perry’s, 1999 dan Wikipedia, 2008)

2.3.3 H2O

Sifat-sifat :

1. Berat molekul 18,015 gr/mol 2. Titik didih 100ºC

3. Densitas pada 1 atm yaitu 1 gr/ml

4. Viskositas pada 20ºC yaitu 0,01002 poise 5. Titik beku 0ºC

6. Konstanta dielektrik : 77,94

7. Merupakan elektrolit lemah, mengionisasi sebagai H3O+ dan OH

-8. Merupakan pelarut polar

9. Dapat menghidrolisis garam alkali NaCl + H2O HCl + NaOH

10. Dapat menghidrolisis alkana menjadi alkohol CH4 + H2O CH3OH + H2

(Perry;s, 1999 dan Wikipedia, 2008)

2.3.4 Metanol (CH3OH)

Sifat-sifat :

1. Berat molekul : 32,042 gr/mol 2. Titik leleh : -97 oC

3. Titik didih : 64,7 oC 4. Specific gravity : 0,792

(24)

6. Cp : 44,06 J/mol-K

7. fHo gas : -201 kJ/mol

8. Viskositas : 0,59 mPa.s pada 20 oC 9. Merupakan cairan yang tidak berwarna 10. Larut dalam air, alkohol dan eter

(Sumber : Perry, 1999; Wikipedia, 2008)

2.3.5 Na2CO3

Sifat – sifat :

1. Berat molekul : 105,99 gr/mol 2. Tidak berbau

3. Berwarna putih

4. Titik leleh : 8510C

5. pH : 11,5

6. Densitas : 2,532 gr/ml

7. pKb : 3,67

8. Larut dalam air panas dan gliserol (Wikipedia, 2008)

2.3.6 H2SO4

Sifat – sifat :

1. Berat molekul : 98 gr/mol 2. Densitas : 1,84 gr/cm3 3. Titik leleh : 10 0C 4. Titik didih : 290 0C

5. Viskositas : 26,7 cP (20 0C)

6. pKa : -3

(25)

2.4 Sifat – sifat Produk

Natrium Alginat

Sifat – sifat

1. Berat molekul : 32.000 – 200.000 gr/mol

2. pH : 6 – 8

3. Derajat polimer : 180 – 930 4. Kadar air maksimal : 15%

5. Viskositas : 200 – 800 cps 6. Dapat menyebabkan iritasi pada mata dan kulit 7. Larut dalam air panas dan air dingin

8. Warna : cream – putih

9. Titik lebur : > 300 0C 10. kadar abu : 18 - 24 % (Istini dkk, 1985)

2.5 Proses Pembuatan Natrium Alginat

Dalam indus tri, natrium alginat dapat diolah dengan 2 metode yaitu : 2.5.1 Metode Asam Alginat

Proses pembuatan natrium alginat menggunakan metode ekstraksi, dimana rumput laut coklat dari genus Sargassum sebelumnya direndam dengan dua tahap yakni dengan HCl dan NaOH. Selanjutnya diekstraksi dengan Na2CO3 pada suhu

600C dan dilakukan pemisahan antara rumput laut dengan alginat menggunakan filter

press. Larutan alginat kemudian ditambahkan H2SO4 untuk pembentukan gel asam

alginat. Setelah itu dipisahkan dengan setrifus lalu ditambahkan bubuk Na2CO3 dan

metil alkohol. Natrium alginat dipisahkan dari larutan dengan filtrasi dan metil alkohol dialirkan ke destilasi, lalu natrium alginat dikeringkan dan dihaluskan menjadi bubuk 80-100 mesh.

(26)

2.5.2 Metode Kalsium Alginat

Proses ini dimulai dengan pra perlakuan yang sama dengan metode asam alginat, dimana Sargassum terlebih dahulu dicuci untuk menghilangkan pasir atau karang yang menempel. Setelah itu Sargassum dikeringkan lalu direndam dengan NaOH untuk menghilangkan protein dan dilanjutkan dengan perendaman menggunakan HCl lalu dicuci menggunakan air untuk menghilangkan sisa – sisa NaOH ataupun HCl yang masih menempel.

Proses selanjutnya adalah ekstraksi Sargassum menggunakan larutan Na2CO3

untuk mendapatkan larutan alginate. Alginat yang telah diperoleh kemudian ditambahkan dengan larutan kalsium klorida untuk menghasilkan kalsium alginate dalam bentuk campuran serat dengan gel. Serat kemudian dipisahkan menggunakan

screen metal dan dilanjutkan pencucian serat menggunakan air untuk menghilangkan

kalsium berlebih. Lalu serat kalsium alginate ditambahkan dengan asam sulfat encer untuk membentuk asam alginat. Asam alginate lalu dipisahkan dengan screw press dan ditambahkan dengan Na2CO3 lalu diaduk hingga membentuk pasta natrium

alginate. Setelah pasta terbentuk kemudian dikeringkan dan dihaluskan menjadi bubuk natrium slginst.

Proses lebih kompleks dan kurang diminati dibandingkan dengan metode asam alginate, karena pada metode ini adanya penambahan tahapan proses yakni untuk membentuk asam alginat harus melalui tahapan pembentukan kalsium alginat dan untuk merubah kalsium alginate menjadi asam alginat, kalsium alginat harus dipisahkan dengan senyawa lainnya menggunakan screen metal dan harus dicuci untuk menghilangkan kalsium berlebih. Tetapi pada proses pembentukan natrium alginate, Na2CO3 yang ditambahkan pada asam alginate tidak memerlukan methanol

untuk mendapatkan natrium alginate hanya saja dari segi keefisienan proses ini kurang efisien dan kurang menguntungkan sehingga tidak diaplikasikan.

2.6 Seleksi Proses

Pada pembuatan natrium alginate proses yang dipilih adalah metode asam alginate dengan alasan sebagai berikut :

(27)

2. Dari segi limbah yang dihasilkan, metode ini menghasilkan lebih sedikit limbah dibanding dengan metode kalsium alginate

3. Dari segi biaya, proses ini lebih ekonomis.

2.7 Deskripsi Proses

Na-alginat dapat diperoleh dengan mengekstrak rumput laut coklat dari genus

Sargassum sp dan dalam proses ini diperoleh perbandingan antara produk dengan

bahan baku adalah 1 : 4,5. Adapun proses ekstraksinya adalah sebagai berikut:

Sebelum diolah rumput laut dibersihkan dari kotoran-kotoran seperti pasir dan pecahan-pecahan batu karang. Pencucian dilakukan dengan menyemprotkan air. Bila kontinuitasnya terjamin, rumput laut dapat langsung diolah tanpa dikeringkan dahulu. Rumput laut kering dari gudang penyimpanan sebelum diolah lebih lanjut dicuci kembali dangan air untuk menghilangkan kotoran-kotoran yang mungkin terikut selama penyimpanan dan transportasi. Untuk menghilangkan kotoran-kotoran yang larut dalam alkali, rumput laut direndam dalam larutan 0,5% NaOH dengan perbandingan 1 : 15 dengan umpan pada 50–60°C selama 30 menit. Kemudian direndam dalam 0,5% HCl dengan perbandingan 1 : 15 dengan umpan pada temperatur ruang selama 30 menit untuk menghilangkan kotoran-kotoran yang larut dalam asam. Setelah dicuci dengan air panas 50°C selama 30–60 menit, rumput laut dipotong-potong untuk kemudian diekstraksi. Ekstraksi dilakukan pada 60°C selama 60 menit dengan larutan Na2CO3 12–13% dengan perbandingan 4 : 1 massa umpan.

Larutan alginat dipisahkan dari residu dengan filter press. Pembentukan gel asam alginat dilakukan dengan menambahkan larutan 10% H2SO4 dengan perbandingan 1 :

10 dengan umpan massa larutan alginat. Gel asam alginat dipisahkan dari larutan dengan sentrifuse. Asam alginat dirubah menjadi sodium alginat dengan menambahkan bubuk Na2CO3 dan metanol berdasarkan reaksi berikut

O COOH

OH OH

O O + Na CO2 3

O COONa

OH OH

O O + H CO2 3

2R 2R

(28)

Sodium alginat kemudian dipisahkan dari larutan dengan filtrasi. Metanol dalam filtrat dapat diambil kembali dengan destilasi. Sodium alginat dikeringkan dengan rotary dryer dan dihaluskan di dalam jet mill menjadi bubuk 80 - 100 mesh.

2.8 Unit 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 natrium alginat meliput i: 1. Limbah proses

Proses pembuatan natrium alginat menghasilkan reaksi samping yaitu air sebanyak 1.596,8552 kg/jam atau 1602,3352 ltr/jam, dengan spesifikasi dalam persen mol sebagai berikut :

Tabel 2.1 Komposisi Air Limbah Proses

Senyawa % mol Laju alir (kg/jam)

Air 0,93205 37.131,38

NaOH 0,5% 0,00514 454,77

HCl 0,5% 0,00332 267,87

Na2CO3 12% 0,05898 13.836,30

H2SO4 10% 0,00051 110,87

Alginat 0,0000009 111,53

Total 1,0000 51.912,72

2. Limbah cair hasil pencucian peralatan pabrik

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

3. Limbah domestik

(29)

4. Limbah laboratorium

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

Pengolahan limbah cair pada pabrik pembuatan natrium alginat direncanakan melalui bak penampungan dilanjutkan dengan pengolahan dengan menggunakan

activated sludge, dan bak pengendapan.

Perhitungan untuk Sistem Pengolahan Limbah Perkiraan jumlah air buangan pabrik:

1. Limbah proses = 51.912,72 kg/jam = 51.747,65 liter/jam 2. Pencucian peralatan pabrik = 75 liter/jam

3. Limbah domestik dan kantor

Diperkirakan air buangan tiap orang untuk :

domestik = 20 liter/hari (Metcalf & Eddy, hal:19, 1991) kantor = 30 liter/hari (Metcalf & Eddy, hal:18, 1991) Jadi, jumlah limbah domestik dan kantor

= 137 x (20 + 30) ltr/hari x 1 hari / 24 jam = 285,4167 ltr/jam

4. Laboratorium = 20 liter/jam

Total air buangan = (51.747,65 + 75 + 285,4167 + 20) ltr/jam = 52.128,0667 liter/jam = 52,1281 m3/jam

Bak Penampungan

Influent Q,X

Tangki Aerasi Tangki Sedimentasi

Effluent Qe,Xe

Lumpur yang dikembalikan Qr,Xr

Lumpur yang dibuang Qw,Xw Bak Pengendapan

awal Bak Netralisasi

(30)

BAB III

NERACA MASSA

Hasil perhitungan neraca massa pada pra-rancangan pabrik natrium alginate dari rumput laut coklat, Sargassum dengan proses ekstraksi adalah :

Kapasitas produksi : 7.000 ton/tahun atau 883,84 kg/jam Waktu bekerja / tahun : 330 hari

Satuan operasi : kg/jam

Bahan baku : Sargassum

NaOH HCl Na2CO3

Metanol

Produk akhir : Natrium Alginat

[image:30.595.100.520.159.649.2]

3.1 Vibrating Washer (VW-101)

Tabel 3.1 Neraca Massa Vibrating Washer (VW-101)

No. Komponen Neraca Masuk (kg/jam) Neraca Keluar (kg/jam)

Alur 1 Alur 2 Alur 3 Alur 4

1. 2. 3.

H2O

Sargassum

Kotoran

3.768,84 198,36

19.836

3.768,84

19.836

198,36

Total 23.803,20 23.803,20

3.2 Mixer I (M-101)

Tabel 3.2 Neraca Massa pada Mixer I (M-101)

No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

Alur 5 Alur 6 Alur 7

1. 2. 3.

H2O

NaOH NaOH 0,5%

1,25

250,01

251,26

(31)

3.3 Tangki Perendaman I (T-103)

Tabel 3.3 Neraca Massa pada Tangki Perendaman I (T-103)

1. 2.

NaOH 0,5%

Sargassum 3.768,84

251,26 454,77

3.565,33

Jumlah 4.020,10 4.020,10

3.4 Vibrating Screen (VS-101)

Tabel 3.4 Neraca Massa pada Vibrate Screen (VS-101)

1. 2.

NaOH 0,5%

Sargassum

454,77

3.565,33 3.494,02

454,77 71,31

Jumlah 4.447,41 4.447,41

3.5 Mixer II (M-102)

Tabel 3.5 Neraca Massa pada Mixer II (M-102)

1. 2. 3.

H2O

HCl HCl 0,5%

229,03

3,9

232,93

Total 232,93 232,93

3.6 Tangki Perendaman II (T-104)

Tabel 3.6 Neraca Massa pada Tangki Perendaman II (T-104)

1. 2.

HCl 0,5%

Sargassum 3.494,02

232,93 267,87

3.459,08

(32)

3.7 Vibrating Washer II (VW-102)

Tabel 3.7 Neraca Massa pada Vibrate Washer II (VW-102)

No. Komponen Neraca Masuk (kg/jam) Neraca Keluar (kg/jam) Alur 14 Alur 15 Alur 16 Alur 17 1.

2. 3.

H2O

Sargassum

HCl 0,5%

3.459,08 267,87

17.295,38 17.295,38

267,87

3.459,08

Total 21.022,32 21.022,32

3.8 Crusher

Tabel 3.8 Neraca Massa pada Crusher (C-101)

Alur 17 Alur 18

1. Sargassum 3.459,08 3.459,08

Total 3.459,08 3.459,08

3.9 Gudang Sargassum (G-102)

Tabel 3.9 Neraca Massa pada Gudang Sargassum (G-102)

Alur 18 Alur 19

1. Sargassum 3.459,08 3.459,08

Total 3.459,08 3.459,08

[image:32.595.94.486.75.759.2]

3.10 Mixer III (M-201)

Tabel 3.10 Neraca Massa pada Mixer III (M-201)

1. 2. 3.

H2O

Na2CO3 (s)

Na2CO3 12%

1.660,36

12.175,94

13.836,30

(33)

3.11 Ekstraktor (EK-201)

Tabel 3.11 Neraca Massa pada Ekstraktor (EK-201)

1. 2. 3.

Na2CO3 12%

Sargassum

Alginat

3.459,08

13.836,30 13.836,30 2.321,04 1.138,04

Total 17.722,68 17.722,68

[image:33.595.96.472.145.633.2]

3.12 Filter Press I (FP-201)

Tabel 3.12 Neraca Massa pada Filter Press I (FP-201)

1. 2. 3.

Na2CO3 12%

Sargassum

Alginat

13.836,30 2.321,04

1.138,04 1.115,28

13.836,30 2.321,04 22,76

Total 17.722.69 17.722,69

3.13 Mixer IV (M-202)

Tabel 3.13 Neraca Massa pada Mixer IV (M-202)

1. 2. 3.

H2O

H2SO4

H2SO4 10%

100,15

11,38

111,53

(34)

[image:34.595.99.528.98.739.2]

3.14 Reaktor I (R-201)

Tabel 3.14 Neraca Massa pada Reaktor I (R-201)

1. 2. 3. 4.

Alginat H2SO4 10%

Asam Alginat SO42-

1.115,28 111,53 111,53 110,87 1.009,48 0,65

Total 1232,53 1232,53

3.15 Sentrifuse I

Tabel 3.15 Neraca Massa Sentrifuse I

No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 29 Alur 30 Alur 31 1.

2. 3. 4.

Alginat H2SO4 10%

Asam Alginat SO4

2-111,53 110,87 1.009,48 0,65 989,29 111,53 110,87 20,19 0,65

Total 1.232,52 1.232,52

3.16 Reaktor II (R-202)

Tabel 3.16 Neraca Massa Reaktor II (R-202)

Alur 31 Alur 32 Alur 33 Alur 34 Alur 35 1. 2. 3. 4. 5. 6. Asam Alginat Methanol

Na2CO3

Natrium alginat H2O

CO2 989,29 0,70 989,29 98,93 989,29 0,07 969,76 0,11 0,26

(35)

[image:35.595.99.480.112.654.2]

3.17 Sentrifus II

Tabel 3.17 Neraca Massa Sentrifuse II

1. 2. 3. 4. 5.

Asam Alginat Methanol

Na2CO3

Natrium alginat H2O

98,93 989,29 0,07 969,76

0,11

98,93 989,29

0,07 19,40 0,11

950,36

Total 2058,16 2058,16

3.18 Rotary Dryer (RD-201)

Tabel 3.18 Neraca Massa Rotary Dryer (RD-201)

1. 2. 3.

Natrium alginat H2O

Uap air

836,32 114,04

836,32 41,82

72,22

Total 950,36 950,36

3.19 Ball Mill (BM-201)

Tabel 3.19 Neraca Massa Ball Mill (BM-201)

Alur 39 Alur 40

1. Natrium alginat 883,84 883,84

(36)

3.20 Kolom Distilasi (D-201)

Tabel 3.20 Neraca Massa Kolom Distilasi (D-201)

1. 2. 3. 4. 5.

Na2CO3

Metanol H2O

Asam alginat Natrium alginat

0,07 989,29 0,11 98,93 19,40

986,32 0,000275

0,07 2,97 0,109725

98,93 19,40

Total 1.088,01 1.088,01

[image:36.595.102.516.129.435.2]

3.21 Kondensor Kolom Distilasi (E-202)

Tabel 3.21 Neraca Massa Kondensor Kolom Distilasi (E-202) No. Komponen

Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

1. Metanol 2.899,7662 986,32 1.933,1744

2. H2O 0,00018 0,000275 0,0018

Total 2.899,7664 2.899,7664

3.22 Reboiler Kolom Distilasi (E-203)

Tabel 3.22 Neraca Massa Reboiler Kolom Distilasi (E-203)

N0. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

1. Metanol 2.660,2528 2.657,3472 2,97

2. H2O 136,512 136,3608 0,109725

3. Na2CO3 68,2746 68,2004 0,07

4. Asam alginat 88.892,32 88.795,08 98,93

5. Natrium alginat 15.264,81 15.247,98 19,40

(37)

BAB IV

NERACA PANAS

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

4.1 Tangki Perendaman I (T-103)

Tabel 4.1 Neraca Panas Tangki Perendaman I (T-103)

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

Umpan 44.645,3740 -

Produk - 728.742,9481

Air panas 684.097,5741 -

Total 728.742,9481 728.742,9481

4.2 Kolom Ekstraksi (EK-201)

Tabel 4.2 Neraca Panas Kolom Ekstraksi (EK-201)

Umpan 38.250,4256 -

Produk - 2.076.603,6781

Air panas 2.038.353,2525 -

Total 2.076.603,6781 2.076.603,6781

4.3 Reaktor I (R-201)

Tabel 4.3 Neraca Panas Reaktor I (R-201)

Umpan 5.849,2602

Produk - 182.832,4729

∆Hr - 143.824,7649

Steam 320.807,9775 -

(38)

[image:38.595.96.528.74.684.2]

4.4 Reaktor II (R-202)

Tabel 4.4 Neraca Panas Reaktor II (R-202)

Umpan 22.413,0070 -

Produk - 113.828,9156

r.∆Hr 914.422,0716

Air pendingin - 823.006,1630

Total 936.835,0786 936.835,0786

4.5 Rotary Dryer (RD-201)

Tabel 4.5 Neraca Panas Rotary Dryer (RD-201)

Umpan 10.263,0551 -

Produk - 104.595,5737

Steam 94.332,5186 -

Total _{2.392.476,0364} 2.392.476,0364

4.6 Heater Kolom Distilasi (E-201)

Tabel 4.6 Neraca Panas Heater (E-201)

Panas Masuk (kJ/jam) Panas Keluar (kJ/jam)

Umpan 22.459,3437 -

Produk - 184.505,3551

Steam 162.046,0113 -

Total 184.505,3551 184.505,3551

4.7 Kondensor Kolom Distilasi (E-201)

Tabel 4.7 Neraca Panas Kondensor (E-202)

Umpan 308.518,6023 -

Produk - 294.640,9291

(39)

4.8 Reboiler Kolom Distilasi (E-203)

Tabel 4.8 Neraca Panas Reboiler (E-203)

Umpan 8.502.734,052 -

Produk - 8.271.903,326

Total 8.502.734,052 8.502.734,052

4.9 Kondensor Recovery Kolom Distilasi (E-204)

Tabel 4.9 Neraca Panas Kondensor (E-204)

Umpan 5.766.514,7948 -

Produk - 239.419,1719

Air pendingin - 5.527.095,622

(40)

BAB V

SPESIFIKASI PERALATAN

5.1 Gudang dan Tangki Penyimpanan Bahan Baku dan Produk

5.1.1 Gudang Penyimpanan Rumput Laut (G-101)

Fungsi : Tempat penyimpanan bahan baku Sargassum sebelum diproses untuk kebutuhan 30 hari

Bentuk : Persegi panjang beraturan Bahan konstruksi : Beton

Kondisi operasi : Temperatur : 30 0C Tekanan : 1 atm Kapasitas : 2.550,35 m3

Tinggi gudang : 9,15 m Panjang gudang : 18,3 m Lebar gudang : 18,3 m 5.1.2 Gudang Sargassum (G-102)

Fungsi : Tempat penyimpanan Sargassum yang akan diproses menuju ekstraktor untuk kebutuhan 30 hari

Kondisi operasi : Temperatur : 30 0C Tekanan : 1 atm Kapasitas : 1.888,10 m3

Tinggi gudang : 7,79 m Panjang gudang : 15,58 m Lebar gudang : 15,58 m 5.1.3 Gudang Na2CO3 (G-103)

Fungsi : Tempat penyimpanan bahan baku Na2CO3 sebelum

diproses untuk kebutuhan 15 hari Bentuk : Prisma segi empat beraturan

Bahan konstruksi : Beton

(41)

Tekanan : 1 atm Kapasitas : 287,04 m3

Tinggi gudang : 4,16 m Panjang gudang : 8,32 m Lebar gudang : 8,32 m 5.1.4 Gudang NaOH (G-104)

Fungsi : Tempat penyimpanan bahan baku NaOH sebelum diproses untuk kebutuhan 30 hari

Bentuk : Prisma segi empat beraturan Bahan konstruksi : Beton

Kondisi operasi : Temperatur : 30 0C Tekanan : 1 atm Kapasitas : 3,9 m3

Tinggi gudang : 1 m Panjang gudang : 2 m Lebar gudang : 2 m

5.1.5 Gudang produk Natrium alginat (G-201)

Fungsi : Tempat penyimpanan produk natrium alginat selama 30 hari

Kondisi operasi : Temperatur : 30 0C Tekanan : 1 atm Kapasitas : 309,5034 m3

Tinggi gudang : 4,262 m Panjang gudang : 8,523 m Lebar gudang : 8,523 m

5.1.6 Tangki Penyimpanan Metanol (F-110)

Fungsi : menyimpan larutan metanol untuk kebutuhan 10 hari

Bentuk : Tangki silinder vertikal dengan alas datar dan tutup

ellipsoidal

(42)

Jumlah : 1 unit Kapasitas : 360,992 m3 Kondisi operasi

- Temperatur : 30 °C - Tekanan : 1 atm Kondisi fisik

Silinder

- Diameter : 6,87 m - Tinggi : 8,6 m - Tebal : ½ in Tutup

- Diameter : 6,87 m - Tinggi : 1,72 m - Tebal : ½ in

5.1.7 Tangki Penyimpanan HCl (T-102)

Fungsi : menyimpan larutan HCl untuk kebutuhan 30 hari

ellipsoidal

Bahan konstruksi : stainless steel, SA-240, Grade A, type 410 Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 2.906,58 liter Kondisi operasi

- Temperatur : 30 °C - Tekanan : 1 atm Silinder

- Diameter : 1,305 m - Tinggi : 1,96 m - Tebal : ¾ in Tutup

(43)

5.1.8 Tangki Penyimpanan H2SO4 98% (T-101)

Fungsi : menyimpan larutan H2SO4 98% untuk kebutuhan 30 hari

ellipsoidal

Kapasitas : 5.343,65 liter Kondisi operasi

- Temperatur : 30 °C - Tekanan : 1 atm Silinder

- Diameter : 1,5985 m - Tinggi : 2,3978 m - Tebal : ¼ in Tutup

- Diameter : 1,5985 m - Tinggi : 0,2664 m - Tebal : ¼ in 5.2 Mixer

5.2.1 Mixer I (M-101)

Fungsi : mencampur NaOH padat dan air untuk membuat larutan NaOH 0,5%

Jenis : Tangki berpengaduk

Bentuk : Silinder vertikal alas datar dan tutup ellipsoidal Jumlah : 1 unit

Bahan konstruksi : stainless steel, SA-240, Grade A, type 410 Kapasitas : 0,3069 m3

Kondisi operasi

(44)

- Diameter : 0,6644 m - Tinggi : 0,1107 m - Tebal : ¼ in

Jenis pengaduk : turbin datar enam daun Jumlah baffle : 4 buah

Diameter impeler : 0,2215 m Daya motor : 1 hp 5.2.2 Mixer II (M-102)

Fungsi : Tempat membuat larutan HCl 0,5% dari bahan baku HCl 37%

Kondisi operasi

- Temperatur : 30 °C - Tekanan : 1 atm Tinggi Tangki : 0,8647 m Silinder

(45)

Jumlah baffle : 4 buah Diameter impeler : 0,2162 m Daya motor : 0,25 hp 5.2.3 Mixer III (M-201)

Fungsi : Tempat membuat larutan Na2CO3 12% dari bahan baku

Na2CO3 (s) dengan air

Kondisi operasi

- Temperatur : 30 °C - Tekanan : 1 atm Tinggi Tangki : 3,2239 m

Silinder

Diameter impeler : 0,806 m Daya motor : 1,5 hp 5.2.4 Mixer IV (M-202)

Fungsi : Tempat membuat larutan H2SO4 10% dari bahan baku

H2SO4 98%

(46)

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi

- Temperatur : 30 °C - Tekanan : 1 atm Tinggi Tangki : 0,51 m Silinder

Diameter impeler : 0,1645 m Daya motor : 0,25 hp 5.3.1 Tangki Perendaman I (T-103)

Fungsi : merendam Sargassum dengan NaOH 0,5% untuk menghilangkan kadar protein yang terkandung dalam

Sargassum

ellipsoidal

Kapasitas : 3,2273 m3 Kondisi operasi

(47)

Silinder

Kecepatan air panas : 44,16 m/jam Jaket Pemanas

- Diameter Dalam : 56,8 in - Diameter luar : 57,8 in - Tebal jaket : 1/8 in 5.3.2 Tangki Perendaman II (T-104)

Fungsi : merendam Sargassum dengan HCl 0,5% untuk menghilangkan kotoran yang larut dalam asam

ellipsoidal

Kondisi operasi

- Temperatur : 30 °C - Tekanan : 1 atm Tinggi tangki : 2,070 m Silinder

(48)

5.4 Alat-alat Transportasi

5.4.1 Pompa H2SO4 (P-101)

Fungsi : Memompa H2SO4 dari tangki penyimpanan ke mixer IV

Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 0,00011 m3/mnt Daya motor : 0,25 hp

5.4.2 Pompa HCl (P-102)

Fungsi : Memompa HCl dari tangki penyimpanan ke mixer II Jenis : Pompa sentrifugal

Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 0,0005 m3/mnt Daya motor : 0,25 hp 5.4.3 Pompa NaOH (P-103)

Fungsi : Memompa NaOH dari mixer I ke tangki perendaman I Jenis : Pompa sentrifugal

Jumlah : 1 unit

5.4.4 Pompa Tangki Perendaman II (P-104)

Fungsi : Memompa HCl dari mixer II ke tangki perendaman II Jenis : Pompa sentrifugal

Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 0,004 m3/mnt Daya motor : 0,25 hp 5.4.5 Pompa Filter Press (P-201)

Fungsi : Memompa campuran alginat dari ekstraktor menuju filter press

Jenis : Pompa rotary Jumlah : 1 unit

(49)

5.4.6 Pompa Ekstraktor (P-202)

Fungsi : Memompa Na2CO3 dari mixer III ke ekstraktor

Kapasitas : 0,206 m3/mnt Daya motor : ½ hp

5.4.7 Pompa Reaktor I (P-203)

Fungsi : Memompa campuran alginat dari filter press menuju reaktor I Jenis : Pompa sentrifugal

Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 0,0087 m3/mnt Daya motor : 15 hp

5.4.8 Pompa Mixer IV (P-204)

Fungsi : Memompa larutan H2SO4 dari mixer IV menuju reaktor I

5.4.9 Pompa Sentrifus I (P-205)

Fungsi : Memompa campuran asam alginat dari reaktor I menuju sentrifus I

Jenis : Positive Displacement Pumps Jumlah : 1 unit

5.4.10 Pompa Sentrifus I (P-206)

Fungsi : Memompa campuran asam alginat dari sentrifus I ke reaktor II Jenis : Positive Displacement Pumps

Jumlah : 1 unit

(50)

5.4.11 Pompa Sentrifus II (P-207)

Fungsi : Memompa campuran natrium alginat dari reaktor II menuju sentrifus II

Jenis : Positive Displacement Pumps Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 0,0192 m3/mnt Daya motor : 14,25 hp 5.4.12 Pompa Metanol (P-208)

Fungsi : Memompa metanol dari tangki penyimpanan menuju reaktor II

Kapasitas : 0,021 m3/mnt Daya motor : 5,25 hp 5.4.13 Pompa Destilasi (P-209)

Fungsi : Memompa campuran bahan dari heater ke destilasi Jenis : Positive Displacement Pumps

Jumlah : 1 unit

5.4.14 Pompa Refluks Destilasi (P-210)

Fungsi : Memompa campuran bahan dari vessel kembali ke destilasi Jenis : Pompa sentrifugal

Jumlah : 1 unit

5.4.15 Pompa Reboiler Destilasi (P-211)

Fungsi : Memompa campuran bahan ke reboiler Jenis : Positive Displacement Pumps

Jumlah : 1 unit

(51)

5.4.16 Pompa Penampung (P-212)

Fungsi : Memompa campuran dari reboiler (E-201) ke tangki penampung produk samping

Kapasitas : 0,0012 m3/mnt Daya motor : 30 hp

5.4.17 Pompa Destilat Destilasi (P-213)

Fungsi : Memompa campuran bahan dari vesel ke condenser recovery Jenis : Pompa sentrifugal

Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 0,0204 m3/mnt Daya motor : 0.25 hp

5.4.18 Bucket Elevator I (BE-101)

Fungsi : Mengangkut rumput laut ke tangki perendaman II Jumlah : 1 unit

Jenis : Spaced-bucket centrifugal discharge elevator Kapasitas : 4.192,824 kg/jam

Tinggi elevasi : 7,62 m Ukuran bucket : 6 × 4 × 41/2 in

Jarak antar bucket : 12 in Putaran poros : 43 rpm Lebar belt : 0,1778 m Daya motor : 0,75 hp 5.4.19 Bucket Elevator II (BE-102)

Fungsi : Mengangkut rumput laut ke ekstraktor Jumlah : 1 unit

Jenis : Spaced-bucket centrifugal discharge elevator Kapasitas : 3.459,08 kg/jam

Tinggi elevasi : 7,62 m Ukuran bucket : 6 × 4 × 41/2 in

(52)

Putaran poros : 43 rpm Lebar belt : 0,1778 m Daya motor : 0,75 hp 5.4.20 Screw Conveyor 1 (SC-201)

Fungsi : Mengangkut gel natrium alginat menuju ball mill Jenis : Horizontal screw conveyor

Kapasitas : 1,060608 ton/jam Diameter flight : 9 in

Diameter pipa : 2,5 in Diameter shaft : 2 in Kecepatan putaran : 40 rpm Panjang : 15 ft Daya motor : 0,5 hp 5.4.21 Screw Conveyor II (SC-202)

Fungsi : Mengangkut bubuk natrium alginat menuju gudang penyimpanan

Jenis : Horizontal screw conveyor Kapasitas : 1,060608 ton/jam

Diameter flight : 9 in Diameter pipa : 2,5 in Diameter shaft : 2 in Kecepatan putaran : 40 rpm Panjang : 15 ft Daya motor : 0,5 hp 5.4.22 Belt Conveyor I (BC-101)

Fungsi : Mengangkut rumput laut dari gudang penyimpanan ke

vibrating