PRARANCANGAN PABRIK ASAM LAKTAT DARI MOLASSES KAPASITAS 30.000 TON/TAHUN (Perancangan Reaktor Fermentor (RE-201))

(1)

LAMPIRAN A

(2)

LAMPIRAN B

(3)

LAMPIRAN C

(4)

LAMPIRAN D

(5)

LAMPIRAN E

(6)

LAMPIRAN E

(7)

(8)

H2O

Centrifuge Mixer Fermentor Storage

Tank

Acidifier

Filter

(9)

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Kemajuan pembangunan suatu negara dapat diindikasikan dengan pesatnya

industrialisasi pada negara tersebut. Salah satu hal dasar yang mendorong

berdirinya suatu industri adalah adanya kesempatan pasar yang besar, dan

kemudahan dalam pemanfaatan dan pemasokan bahan baku.

Asam Laktat merupakan senyawa yang cukup banyak dibutuhkan di Indonesia,

dan pada saat ini Indonesia masih mengimpor asam laktat dalam jumlah yang

cukup besar. Indonesia tidak memiliki pabrik yang memproduksi asam laktat,

walaupun sebagian besar bahan bakunya terdapat di dalam negeri. Beberapa

keuntungan pendirian suatu pabrik, diantaranya : mendapatkan keuntungan secara

finansial, meningkatkan devisa negara, mengurangi pengangguran, mengurangi

ketergantungan dari impor. Dengan adanya pendirian pabrik asam laktat

diharapkan akan menimbulkan dampak yang positif bagi pertumbuhan

perindustrian, khususnya industri kimia Indonesia. Pabrik yang akan didirikan

merupakan pabrik pertama di Indonesia, dengan demikian dapat terjadi

(10)

B. Kegunaan Produk

Banyaknya industri yang memerlukan asam laktat membuktikan bahwa adanya

kesempatan pasar yang cukup besar dalam produksi asam laktat (Monteguado

1996).

Asam laktat digunakan sebagai bahan tambahan dalam produk pangan, yaitu

sebagai bahan pengasam pada produk kembang gula, jus, sirup, meningkatkan

aroma dan rasa pada saus dan bumbu, mengurangi resiko bakteri pathogen pada

produk daging, sebagai dyes pada industri tekstil dan digunakan dalam industri

pengolahan logam (Ullmann, 2007), Selain itu asam laktat juga digunakan

sebagai bahan baku pada industri yang memproduksi turunan senyawa laktat,

bahan baku pada industri farmasi, bahan baku untuk membuat plastik

biodegradable (polylactic acid) (Y. tokiwa dan Calabia 2006).

Pemanfaatan asam laktat dalam dunia industri antara lain : - Sebagai Complexing agent

- Sebagai bahan pelarut - Sebagai bahan pembersih

- Sebagai bahan baku berbagai sintesa kimia - Sebagai pengontrol pH

- Sebagai bahan pencampur termoplastik

- Sebagai bahan perasa, zat anti mikroba dan pengatur pH pada berbagai industri makanan

- Sebagai sodium carier, suplemen mineral dan bahan baku sintesa obat pada industri farmasi

(11)

Gambar 1. 1. Penggunaan asam laktat secara komersil (Young-jung wee 2005). - improving microba quality

- mineral Forification

Asam Laktat

CH3CHOHCOOH

Comestic Industry - Moisturizer

- Skin-ligthening agent - Skin-rejuvenating agent - pH regulator

- anti-acne agent - humectants - anti-tatar agen Chemical Industry

- Descaling agent - Neutralizer

- Chiral intermediate - pH regulator - Green solvent - Cleaming agent

- Slow acid release agent - Metal complexing agent

Chemical Feedstock - Propilene oxide - Acetaldehyde - Acrylic acid - Propanoic acid - 2,3-pentanedione - Ethyl lactate - Dilactide

(12)

C. Ketersediaan Bahan Baku

Dari berbagai macam bahan baku yang dapat memproduksi asam laktat, tetes tebu

(molasses) dapat digunakan sebagai bahan baku proses produksi asam laktat.

Pemilihan ini didasarkan bahwa ketersediaan tetes tebu sebagai bahan baku

sangat besar di Indonesia dan mudah didapat (Anonymous 2005). Pemanfaatan

molasses sebagai bahan baku produksi asam laktat merupakan salah satu cara

mengurangi improt asam laktat sehingga dapat meningkatkan devisa negara.

Produksi tetes tebu pada tahun 2001-2005 rata-rata mencapai 967.072.985 Kg

(BPS, 2005).

Molasses sebagian besar berasal dari pabrik Gula Gunung Madu Plantations yang

tiap harinya menghasilkan molasses sebanyak 629,31 metrik ton/hari sehingga

persediaannya melimpah (Lusiningtyas, 2007). Bahan-bahan seperti Ca(OH)2

dapat diperoleh dari PT. Kurnia Mineral Industries, H2SO4 didapatkan dari PT.

Sulfindo Pratama Cilegon

D. Kapasitas Rancangan

Fermentasi merupakan metode yang paling banyak digunakan oleh industri untuk

menghasilkan asam laktat. Menurut Hofvendhal (2000), dari 80.000 ton dari asam

laktat yang dihasilkan diseluruh dunia setiap tahunnya sekitar 90% dibuat

berdasarkan proses fermentasi mikroba asam laktat. Averous (2008) juga

menjelaskan hal yang senada dengan perkiraan 200.000 ton/tahun. Untuk

(13)

negara, karena hingga saat ini di Indonesia belum terdapat pabrik asam laktat.

Impor asam laktat didatangkan dari berbagai Negara, antara lain : Cina, Belgia,

Brazil, Jepang, Spanyol, India, Jerman, Prancis (BPS, 2007). Kapasitas produksi

pabrik asam laktat yang sudah berdiri berkisar 1.500 ton pertahun (Belgia) –

100.000 ton pertahun (Thailand) (Anonymous 2005). Dengan komposisi 80% dari

kapasitas produksi dipasarkan di dalam negeri dan sisanya akan di ekspor ke

negara-negara Asia atau ke negara Amerika Serikat.

Tabel. 1.1 Data Import Asam Laktat Indonesia

No Tahun Import (Kg/tahun)

1 2002 9.919.475

2 2003 11.240.507

3 2004 14.383.290

4 2005 16.153.811

5 2006 17.045.150

6 2007 18.893.160

7 2008 21.101.899

Sumber : Departemen Perindustrian

Mengingat bahwa kebutuhan asam laktat mengalami peningkatan setiap tahunnya

yang masih dipenuhi dengan cara impor, dan sebagian besar bahan baku

pembuatan asam laktat (molasses) berada di Indonesia, maka pabrik yang akan

didirikan mempunyai prospek pasar. Karena pendirian pabrik asam laktat salah

(14)

y = 2E+06x - 4E+09

2000 2002 2004 2006 2008 2010

tahun

Gambar 1. 2. Grafik kebutuhan (import) Asam Laktat Indonesia

Untuk menghitung kebutuhan impor asam laktat tahun berikutnya maka

menggunakan persamaan garis lurus :

y = ax + b

Keterangan : y = kebutuhan impor asam laktat, ton/tahun

x = tahun ke-

b = intercept

a = gradien garis miring

Diperoleh persamaan garis lurus: y =2E+06x - 4E+09 (ton/tahun)

Dari persamaan di atas diketahui bahwa kebutuhan impor asam laktat di

Indonesia pada tahun 2015 adalah :

y = 2E+06x - 4E+09

(15)

II. DESKRIPSI PROSES

A. Jenis-Jenis Proses

Asam laktat dapat diproduksi melalui sintesis bahan kimaa ataupun fermentasi

dengan mikroba (Y. Tokiwa dan Calabia, 2007). Produksi asam laktat secara

kimia sintesis menghasilkan produk racemix mixture dengan bentuk isomer

DL-asam laktat, Sedangkan fermentasi membentuk D(-) atau L(+)-DL-asam laktat

tergantung kepada spesies bakteri dan substrat yang digunakan (Y. Tokiwa dan

(16)

Gambar 2. 1. Metode pembuatan asam laktat (a) kimia sintesis dan (b) fermentasi menggunakan mikroba. SSF adalah simultaneous saccharification and

fermentation. (Young-Jung Wee, Jin-Nam Kim, 2005)

Berikut ini adalah penguraian proses pembuatan asam laktat.

1. Proses kimia (sintesis)

Sejak tahun 1960-an, asam laktat telah diproduksi melalui proses sintetis

(Ullman, 2007). Produksi asam laktat secara sintesis kimia menghasilkan

produk DL-asam laktat (remaric mixture of lactic acid). Perusahaan yang

menggunakan proses ini adalah Mussashino, Jepang dan Sterling Chemical

Inc, USA. Proses komersial untuk kimia (sintesis) didasarkan pada lactonitrile

sebagai bahan baku mentah. Industri asam laktat secara sintetis melakukan

proses produksi dengan mereaksikan asetaldehida dengan hidrogen sianida

untuk menghasilkan lactonitrile. Reaksi ini terjadi pada fase cair dengan

tekanan yang tinggi. Selanjutnya lactonitrile di recovered dan dimurnikan

dengan proses distillasi. Proses selanjutnya ialah hidrolisis oleh asam sulfat

atau asam klorida hingga diperoleh produk asam laktat dan garam ammonium

(N. Narayanan, A. Sarivastava. 2004).

Reaksi sebagai berikut :

 CH3CHO(l) + HCN(l) CH3CH(OH)CN (l)

(17)

 CH3CH(OH)CN(l) + H2O(l) + ½ H2SO4 (l) CH3CH(OH)COOH(l) + ½ (NH4)2SO4 (s) Laktonitril Air Asam Sulfat Asam Laktat Garam Ammonium

2. Proses Fermentasi

Asam laktat dapat diproduksi dengan memfermentasikan berbagai macam

karbohidrat seperti sukrosa, glukosa atau laktosa. Gula-gula tersebut terdapat

pada molasses, jagung, kentang dan milk whey (R, Keyes 1957).

Proses pembuatan asam laktat dengan menggunakan metode fermentasi

dengan bakteri melalui reaksi :

 C12H22O12(l) + H2O(l) C6H12O6(l) + C6H12O6 (l)

Sukrosa Air Glukosa Fruktosa

 C6H12O6(l) + Ca(OH)2(S) (CH3CHOHCOO)2Ca(S) + 2H2O(l)

Glukosa Kalsium hidroksida Kalsium laktat Air

 (CH3CHOHCOO)2Ca(S) + H2SO4(l) 2CH3CHOHCOOH(l) + CaSO4(S)

Kalsium laktat Asam sulfat Asam laktat Kalsium sulfat

(R. Keyes. 1957)

(N. Narayanan, A. Sarivastava. 2004)

Bakteri yang memproduksi hanya asam laktat saja termasuk keluarga

homofermentatif, Sedangkan yang memproduksi asam laktat dan asam

volatile tambahan seperti asam asetat, etanol, asam format, dan karbon

dioksida diistilahkan “heterofermentatif”. Young-Jung Wee mengatakan

sangat menguntungkan bila bahan baku mempunyai kriteria : fermentasi

(18)

 Murah

 Tingkat kontaminasi untuk bakteri rendah

 Laju dari fermentasi yang tinggi

 Asam laktat yang dihasilkan banyak

 Sedikit atau tidak mengandung produk samping

 Dapat difermentasi tanpa melakukan perlakuan awal

 Dapat beroperasi sepanjang tahun dalam jumlah besar

Tabel 2. 1. Macam-macam bakteri penghasil asam laktat

Sumber : Beuchat (1995)

Homofermenter Heterofermenter

Enterococcus faecium Lactobacillus brevis

Enterococcus faecalis Lactobacillus buchneri

Lactobacillus acidophilus Lactobacillus cellobiosus

Lactobacillus lactis Lactobacillus confusus

Lactobacillus delbrueckii Lactobacillus coprophilus

Lactobacillus leichmannii Lactobacillus fermentatum

(19)

Tabel 2. 2. Kemampuan bakteri Lactobacillus sp. mengolah bahan mentah

Bahan baku Bakteri γ (asam laktat) Produktivitas

g/L g/(jamL) Molasses Lactobacillus delbrueckii NCIMB 8130 90 3,8 Gandum hitam Lactobacillus paracasei No. 8 84,5 2,4

Sweet sorghum Lactobacillus paracasei No. 8 81,5 2,7 Lactobacillus paracasei No. 8 106 3,5 Gandum Lactococcus lactis ssp. lactis ATCC 19435 106 1

Jagung Lactobacillus amylovorus ATCC 33620 10,1 0,8 Umbi kayu Lactobacillus amylovorus ATCC 33620 4,8 0,2 Kentang Lactobacillus amylovorus ATCC 33620 4,2 0,1

Beras Lactobacillus sp. RKY2 129 2,9

Barley Lactobacillus casei NRRL B-441 162 3,4 Lactobacillus amylophilus GV6 27,3 0,3 Selulosa Lactobacillus coryniformis ssp. torquens ATCC 25600 24 0,5 Kertas daur ulang Lactobacillus coryniformis ssp. torquens ATCC 25600 23,1 0,5 Kayu Lactobacillus delbrueckii NRRL B-445 108 0,9

Whey Lactobacillus helveticus R211 66 1,4

Lactobacillus casei NRRL B-441 46 4

(20)

B. Pemilihan Proses

1. Perhitungan ekonomi kasar berdasarkan bahan baku yang diperlukan

Tabel 2. 3. Harga Bahan baku dan Produk

No BM Nama Senyawa $/unit

1 44,052 Asetaldehyde CH3CHO 890/kg

2 27,028 Asam sianida HCN 14/kg

3 36,458 Asam klorida HCl 1,2/kg

4 534,917 Ammonium klorida NH4Cl 6/kg

5 74,09 Kalsium hidroksida Ca(OH)2 1,5/kg

6 180,156 Glukosa C6H12O6 0,07/kg

7 98,07 Asam sulfat H2SO4 6/kg

8 135,97 Kalsium sulfat Ca2SO4 1,1/kg

9 90,078 Asam laktat CH3CH(OH)COOH 50/kg

sumber : http://www.alibaba.com

http://www.merck-chemicals.co.id

http://ed.icheme.org/costchem.html

a. Proses pembuatan asam laktat dengan proses sintesis

Reaksi yang terjadi :

CH3CHO(l)+ HCN(l) → CH3CH(OH)CN(l)

1 kg CH3CH(OH)CN (BM = 71,08) = 1,4 x 10-3 mol H3CH(OH)CN

o _CH₃_CHO_{yang dibutuhkan untuk menghasilkan 1 kg}_CH₃_CH(OH)CN_:

= mol CH3CH(OH)CN x BM CH3CHO

= 1,4 x 10-3 x 44,052 = 0,6197 kg

o _HCN_{yang dibutuhkan untuk menghasilkan 1 kg}_CH₃_CH(OH)CN_:

= mol CH3CH(OH)CN x BM HCN

(21)

CH3CH(OH)CN(l)+ 2 H2O(l)+HCl(l) → CH3CH(OH)COOH(l) + NH4Cl(l)

1 kg asam laktat(BM = 90,078) = 0,11 x 10-3 mol asam laktat

o HCl yang dibutuhkan untuk menghasilkan 1 kgasam laktatsebesar :

= mol asam laktatx BM HCl

= 0,11 x 10-3 x 36,458 = 0,4047 kg

Diketahui kapasitas produksi : 30.000.000 kg asam laktat /tahun

Maka :

CH3CHO yang dibutuhkan sebesar :

= x kg thn

HCN yang dibutuhkan sebesar :

= x kg thn

HCl yang dibutuhkan sebesar :

= x kg thn

= 12.141.000 kg HCl/thn

Jumlah harga bahan baku:

= (18.591.000 x $ 890) + (11.406.000 x $ 14) + (12.141.000 x $ 1,2)

(22)

Harga produksi/kg asam laktat:

= harga bahan baku/thn : kapasitas pabrik

= $ 1,708 x 1010/ 30.000.000 kg/thn

= $ 569,5 asumsi ($ 1 = Rp.9.000)

= Rp. 5.125.570,-

b. Proses pembuatan asam laktat dengan proses fermentasi

Reaksi yang terjadi :

C12H22O12(l) + H2O(l) C6H12O6(l) + C6H12O6 (l)

1 kgglukosa (BM = 180,156) = 0,005 kmol glukosa

o _C₁₂_H₂₂_O₁₂_{yang dibutuhkan untuk menghasilkan 1 kg glukosa :}

= mol glukosa x BM C12H22O12

= 0,005 x 342,3 = 1,9 kg

C6H12O6(l) + Ca(OH)2(S) (CH3CHOHCOO)2Ca(S) + 2H2O(l)

1 kgkalsium laktat (BM = 218,04) = 0,004 kmol kalsium laktat

o _Ca(OH)₂_{yang dbutuhkan untuk menghasilkan 1 kg}_{kalsium laktat}

sebesar:

= mol kalsium laktat x BM Ca(OH)2

= 0,004 x 74,09 = 0,33 kg fermentasi

(23)

(CH3CHOHCOO)2Ca(S) + H2SO4(l) 2CH3CHOHCOOH(l) + CaSO4(S)

1 kgasam laktat (BM = 90,078) = 0,11 kmol asam laktat

o _H₂_SO₄_{yang dibutuhkan untuk menghasilkan 1 kg asam laktat sebesar :}

= koefisien reaksi x mol asam laktat x BM H2SO4

= (1/2) x 0,11 x 98,0176 = 0,539 kg

Diketahui kapasitas produksi : 30.000.000 kg asam laktat /tahun

Maka :

Jumlah harga bahan baku :

= (30.000.000 x $ 0,07) + (10.194.001 x $ 1,5) + (16.170.000 x $ 6)

= $ 1,18 x 108 /thn

(24)

= harga bahan baku/thn : kapasitas pabrik

= $ 1,18 x 108 /thn : 30.000.000 kg/thn

= $ 3,66/kg ($ 1 = Rp. 9.000)

= Rp. 32.976,-/kg

2. Pemilihan proses berdasarkan panas reaksi ΔH(Rx)

Tabel 2. 4. Data Perhitungan

Senyawa ΔHf A B C D E

sumber : PERRY’S Chemical Engineering Handbook Carl L Yaws Chemical Properties Handbook

Software Hysys 3.2

a. ΔH(Rx) menggunakan reaksi sintesis

Reaksi 1 dengan konversi 85% pada suhu 303,15 K

(25)

(26)

(27)





b. ΔH(Rx) menggunakan reaksi fermentasi

Basis 100 kg C12H22O12 = 0,292 mol C12H22O12

= 245502,29 J/mol

(28)





Basis 100 kg C6H12O6 = 0,55 mol C6H12O6

Reaksi 3 dengan konversi 99,9% pada suhu 318,15 K

Basis 100 kg (CH

3CHOHCOO)2Ca = 0,4582 mol (CH3CHOHCOO)2Ca

(29)

(30)

Tabel 2.5. Perbandingan Proses Pembuatan Asam Laktat

Uraian Proses sintesis Proses fermentasi

Bahan Baku Asetaldehida dan HCN Molasses

Temperature operasi 30 oC 45 oC

Tekanan operasi 4 atm 1 atm

Produk DL-asam laktat L-(+) atau D-(-)-asam laktat

Konversi 85% 90%

Δ H(Rx) 2,46x106 J/mol -1,281 x 109J/mol

Biaya bahan baku per kg produk

(Ekonomi kasar) Rp. 5.125.570,-/kg Rp.32.976,-/kg

Perbandingan Proses produksi dilakukan untuk menentukan proses mana yang

lebih efektif dan efisien dalam produksi asam laktat. Proses yang dibandingkan

adalah proses secara sintetis dan proses secara fermentasi. Proses pembuatan

asam laktat yang dipilih ialah metode fermentasi dengan alasan :

1. Ketersediaan bahan baku karbohidrat yang berasal dari molasses yang melimpah di Indonesia.

2. Bahan baku yang terbatas dalam proses kimia sintesis, sedangkan bahan baku menggunakan proses fermentasi adalah bahan baku yang dapat diperbaharui.

3. Bakteri Lactobacillus Delbreuckii dapat menguraikan gula dalam molasse sehingga proses fermentasi tidak memerlukan perlakuan awal hidrolisis. 4. Biaya atau harga produksi cenderung lebih rendah jika dibandingkan

dengan proses kimia (sintesis).

(31)

C. Uraian Proses

Proses pembuatan asam laktat dilakukan secara semi continue, dimana proses

batch dilakukan sampai pada tangki penyimpanan, setelah tangki penyimpanan

dilakukan proses continue.

Pembuatan asam laktat dengan cara fermentasi secara garis besar terdiri dari :

 Fermentasi

 Pengasaman

 Pemisahan biomassa, sisa nutrisi, dan kotoran lain

 Pemurnian

1. Fermentasi

Bahan baku yang tergolong murah untuk difermentasikan adalah : starchy and

cellulosic material, whey, molasses. Yang tergolong dalam starchy and

cellulosic material antara lain : gandum, jagung, singkong, kentang, beras,

sweet gorghum, rye, barley. Akan tetapi materi ini perlu dihidrolisis terlebih

dahulu untuk mendapatkan gula fermentasi (karbohidrat) sebelum

difermentasikan (Young-Jung Wee, Jin-Nam Kim, 2005).

Bakteri Lactobacillus delbrueckii dipilih karena dapat memproduksi asam

laktat paling tinggi dengan menggunakan substrat yang mengandung senyawa

gula tanpa perlu perlakuan awal (Y. tokiwa dan Calabia 2007). Senyawa gula

tersebut antara lain : sukrosa, glukosa, fruktosa, maltosa (P.D. Robinson

(32)

1,7% dari jumlah molasse yang masuk. Malt sprouts adalah nutrisi untuk

bakteri yang ditambahkan sebanyak 3% dari jumlah molasse yang masuk

fermentor (J.M. Paturau, 1989). Kultur diinokulasi dengan Lactobacillus

delbrueckii. Kultur ini mengandung 15% gula, 0,375% malt spouts, 0,25%

NH3PO4, 10% CaCO3, dan air (R.Keyes 1957).

Selama proses fermentasi pH harus dijaga antara 5-6,5 dengan menggunakan

buffering agent Ca(OH)2, CaCO3, NH2OH, NaOH. Selain berfungsi untuk

menjaga pH, penambahan secara berlebih dari buffering agent tersebut akan

menghasilkan garam laktat sebagai bentuk asam laktat. Dengan penambahan

buffering agent maka akan terbentuk garam laktat seperti kalsium laktat,

ammonium laktat, sodium laktat (Ullman 2007). Hal tersebut dilakukan untuk

membentuk asam laktat dengan isomer D(-) atau L(+) yang nantinya akan

diasamkan lalu disaring, karena produk yang dihasilkan dari fermentasi

merupakan asam laktat dengan isomer DL. Adapun reaksinya sebagai berikut

 C12H22O12(l) + H2O(l) C6H12O6(l) + C6H12O6 (l)

Sukrosa Air Glukosa Fruktosa

 C6H12O6(l) + Ca(OH)2(S) (CH3CHOHCOO)2Ca(S)+ 2H2O(l)

Glukosa Kalsium hidroksida Kalsium laktat Air (R. Keyes, 1957, 1957)

(N. Narayanan, A. Sarivastava, 2004)

Tidak ada ukuran yang pasti dari fermentor karena ukuran tangki tidak

berpengaruh pada proses fermentasi (National agricultural biosecurity center fermentasi

(33)

2004). Fermentasi berlangsung selama 21 jam pada temperatur 45C, tekanan 1 atm dan pada konsentrasi gula umpan 12 % (Ullman, 2007).

2. Pengasaman

Pembentukan garam laktat selama fermentasi harus diubah menjadi asam

laktat. Larutan kalsium laktat setelah proses pemisahan dialirkan menuju

acidifier (R. Keyes, 1957). Penambahan dengan H2SO4 kedalam kalsium

laktat digunakan untuk produksi skala besar. Metode ini membentuk asam

laktat dan CaSO4 (gypsum) yang memiliki kelarutan yang kecil dalam air

(Ullman, 2007). CaSO4 yang terbentuk berfungsi sebagai koagulan yang dapat

mengikat dan mengendapkan cell dan padatan yang terlarut yang nantinya

akan disaring.

 (CH3CHOHCOO)2Ca(S) + H2SO4(l) 2CH3CHOHCOOH(l) + CaSO4(S)

Kalsium laktat Asam sulfat Asam laktat Kalsium sulfat

(N. Narayanan, A. Sarivastava. 2004)

3. Pemisahan biomassa, sisa nutrisi dan kotoran lain

Beberapa teknologi pemisahan bakteri dari hasil fermentasi dapat digunakan

tergantung pada bakteri yang digunakan dalam fermentasi. Bakteri tersebut

dapat dipisahkan dengan cara flokulasi dengan alkali atau ultrafiltrasi

(Ullman, 2007). Setelah proses fermentasi selesai, produk yang terbentuk

(34)

didalamnya. Larutan produk dipisahkan dengan filtrasi (Han-Hagerdal),

Pemisahan ini dilakukan dengan filtrasi untuk memisahkan larutan dengan

sisa-sisa kotoran terutama sisa-sisa biomassa (bakteri dan malt sprouts) dan

juga partikel-partikel yang tersuspensi dari molasses (Akerberg dan Zacchi

2000).

Larutan asam laktat dan endapan CaSO4 yang terbentuk di tangki pengasaman

kemudian dialirkan ke dalam filter untuk memisahkan endapan CaSO4 dari

larutan. Selanjutnya larutan asam laktat tersebut dialirkan ke vaporaizer untuk

kemudian dimurnikan, sedangkan endapan CaSO4 dikeluarkan dari bagian

bawah (R. Keyes, 1957).

4. Pemurnian

Larutan asam laktat yang berasal dari tangki pengendapan masih mengandung

asam laktat, air, fruktosa dan sisa glukosa, diumpankan ke dalam vaporaizer

untuk memisahkan asam laktat dan air dengan glukosa dan fruktosa.

Pemilihan suhu operasi vaporaizer berdasarkan temperature dew point

sehingga didapatkan komposisi hasil keluaran asam laktat 80% dan air 20%

karena Pada temperatur ini asam laktat dan sedikit air akan menguap,

(35)

III. SPESIFIKASI BAHAN DAN PRODUK

A. Spesifikasi Bahan Baku Utama

1. Molasses

Rumus Molekul : C17-18H26-27O10N

Bentuk : Cairan kental berwarna cokelat kehitaman

Titik didih : 107 0C

Specific gravity : 1,4

pH : 5,1

Kandungan :

a. Sukrosa

Wujud : Cairan berwarna cokelat

Rumus Molekul : C12H22O12

Berat Molekul : 342,30 g/mol

Densitas : 1507 Kg/m3

Titik didih : 461,85 oC

Titik leleh : 187oC

(36)

b. Glukosa

BM : 180,156 g/mol

Titik didih : 376,56 0C

Titik leleh : 146 0C

Densitas : 1440 Kgm-3

Kelarutan : mudah larut dalam air (47%)

Sumber : http://www.sciencelab.com, software HYSYS 3.2

c. Fruktosa

BM : 180,156 g/mol

Titik leleh : 143 °C

Kelarutan : mudah larut dalam air, alcohol, eter

Sumber : http://www.sciencelab.com,

http://www.scholarchemistry.com

d. Abu

Rumus Molekul : CaO

Bentuk : Serbuk putih

BM : 56,10 g/mol

Titik didih : 2850°C

(37)

Sumber: http://www.sciencestuff.com, http://msds.chem.ox.ac.uk

B. Spesifikasi Bahan Baku Penunjang

1. Air

Rumus Molekul : H2O

BM : 18,16 g/mol

Bentuk fisik : Cair tidak berwarna

Titik didih : 100 0C

Temperatur kritik : 374,2 0C

Tekanan kritik : 218 atm

Densitas : 1 g/cm3

Sumber : Perry’s Chemical Engineers’s Handbook

2. Asam Sulfat

Rumus Molekul : H2SO4

BM : 98,07 g/mol

Bentuk : cairan jernih, bau menyengat

Tekanan uap : 1 mm Hg @145,8 0C

Viskositas : 26,7 cp @20 0C

Titik didih : 290-340 0C terdekomposisi pada suhu 340 0C

Titik leleh : 10,35 0C

(38)

Kelarutan : mudah larut dalam air dingin dan etil alkohol

Sumber : http://www.sciencelab.com

3. Kalsium Hidroksida

Rumus Molekul : Ca(OH)2

BM : 100,09 g/mol

Bentuk : bubuk padatan

Titik leleh : 825 0C

pH : 8-9

Kelarutan : 0,001 g/100 ml air

Sumber : http://www.sciencelab.com, http://tmc.co.kr

4. Bakteri Lactobacillus delbrueckii

Berukuran 0,5-0,8 x 2-9 mm

Berbentuk batang tongkat atau cincin

Homofermentatif

Fakultatif anaerob

Tumbuh pada suhu 45-50 0C

Tumbuh pada pH 5-5,5

(39)

C. Spesifikasi Produk Utama

1. Asam laktat

Rumus Molekul : CH3CHOHCOOH

BM : 90,08 g/mol

Bentuk : Cairan

Titik didih : 82 oC

Titik leleh : L-isomer : 53 oC

: D-isomer : 53 oC

: DL-isomer : 16,8 oC

Viskositas : 954 cp

Sumber : http://www.lactic.com, http://idwikipedia.org

http://www.dadebehring.com

D. Spesifikasi Produk Intermediate

Kalsium Laktat

Rumus Molekul : (CH3CHOHCOO)2Ca

BM : 218,046 g/mol

Bentuk : Serbuk berwarna putih

Kelarutan : 9 g/100 ml air

Titik leleh : 240 oC

(40)

E. Spesifikasi Produk Samping

Kalsium Sulfat

Rumus Molekul : CaSO4

BM : 136,14 g/mol

Bentuk : Padatan berwarna putih tidak berbau

Titik didih : 1193 oC

Titik leleh : 1450 oC

Kelarutan dalam air : 2 g/l (20 °C)

(41)

IV. NERACA MASSA DAN ENERGI

Perhitungan neraca massa dan energi dilakukan dengan basis perhitungan dan data konversi seperti dibawah ini :

Kapasitas : 30.000 ton/th

Operasi : 330 hari/th, 24 jam/hari Proses : kontinyu

Basis : 1 jam

Bahan baku : Molasses dan Asam Sulfat Produk : 80% asam laktat, 20% air

Produksi Asam Laktat = 30.000 ton/th

jam

= 3.787,878788 kg/jam

= 90.909,091 kg/batch

Basis perhitungan adalah glukosa = 5,95 kgmol/jam = 1.072,31 kg/jam Dalam 1 (satu) tahun beroperasi selama 330 hari

Dalam 1 (satu) hari beroperasi selama 24 jam

Dalam 1 (satu) batch beroperasi selama 24 jam, dengan rincian :

Waktu reaksi fermentasi = 16,44 jam

(42)

A. Neraca Massa

1. Centrifuge (CF-101)

Tabel 4.1. Neraca massa (CF-101)

Komponen Input Output

Aliran 1 Aliran 2 Aliran 3

Sukrosa 5.498,02 549,80 6185,27

Glukosa 1.072,31 107,23 1206,34

Fruktosa 1.244,71 124,47 1400,29

Air 140,97 14,09 158,596

Abu 255,93 255,93 -

Jumlah (Kg/jam) 8.211,93 1.051,53 7.160,4

8.211,93 8.211,93

2. Mixing Tank (MT-101)

Tabel 4.2.. Neraca massa (MT-101)

Sukrosa 4.948,22 - 4.948,22

Glukosa 965,07 - 965,07

Fruktosa 1.120,24 - 1.120,24

Air 126,87 881,88 1.008,76

Jumlah (Kg/jam) 7.160,4 881,88 8.042,29

(43)

3. Reactor Fermentor (RE-201)

Tabel 4.3.. Neraca massa (RE-201)

Aliran 5 Aliran 6 Aliran 7 Aliran 8

Sukrosa 4.948,22 - - 247,41

Glukosa 965,07 - - 343,91

Fruktosa 1.120,24 - - 3.594,32

Air 1.008,76 - - 1.383,38

Ca(OH)2 - - 1.272,98 -

Ca-laktat - - - 3.746,23

Kultur bakteri - 377,98 - 377,98

Jumlah (Kg/jam) 8.042,29 377,98 1.272,98 9.693,24

9.693,24 9.693,24

4. Reactor Acidifier (RE-301)

Tabel 4.4. Neraca massa (RE-301)

Sukrosa 247,41 - 247,41

Glukosa 343,91 - 343,91

Fruktosa 3.594,32 - 3.594,32

H2O 1.383,38 34,35 1.417,74

Ca-laktat 3.746,23 - -

H2SO4 - 1.683,4 -

Asam Laktat - - 3.092,15

Kultur bakteri 377,98 - 377,98

CaSO4 - - 2.333,76

Jumlah (Kg/jam) 9.693,24 1.717,75 1.1407,3

(44)

5. Rotary Drum Vacuum Filter (RDF-301)

Tabel 4.5. Neraca massa (RDF-301)

Sukrosa 247,41 4,94 242,46

Glukosa 343,91 6,87 337,03

Fruktosa 3.594,32 71,88 3.522,43

H2O 1.417,74 28,35 1.389,38

Asam Laktat 3.092,15 61,84 3.030,3

Kultur bakteri 377,98 377,98 -

CaSO4 2.333,76 2.333,76 -

Jumlah (Kg/jam) 1.1407,3 2.885,66 8.521,62

1.1407,3 1.1407,3

6. Vaporizer (VP-301)

Tabel 4.6. Neraca massa (VP-301)

Sukrosa 242,46 _242,46 _-

Glukosa 337,03 337,03 -

Fruktosa 3.522,43 3.522,43 -

H2O 1.389,38 631,80 755,57

Asam Laktat 3.030,3 - 3.030,3

Jumlah (Kg/jam) 8.521,62 4.733,74 3.787,88

(45)

B. Neraca Energi

Dari hasil perhitungan neraca massa selanjutnya dilakukan perhitungan neraca energi. Perhitungan neraca energi didasarkan pada :

Basis waktu : Jam Satuan panas : kJ

Temperatur referensi : 25 oC (298,15 K) Neraca Energi:

{(Energi masuk ) – (Energi keluar) + (Generasi energi) – (Konsumsi energi)} = {Akumulasi energi} (Himmelblau,ed.6,1996)

1. Reactor Fermentor (RE-201)

Tabel 4.7. Neraca Energi (RE-201)

Komponen Q masuk (kJ/jam) Q generasi (kJ/jam) Q keluar (kJ/jam)

Q5 1084722,58 - -

Q7 0,96 - -

Q steam in 47260373,10 - -

Q steam out - - 14423279,77

Q reaksi - -32840766,54 -

Q8 - - 1081050,34

Jumlah 15504330,11 15504330,11

2. Reactor Acidifier (RE-301)

Tabel 4.8. Neraca Energi (RE-301)

Komponen Q masuk (kJ/jam) Q konsumsi (kJ/jam) Q keluar (kJ/jam)

Q9 277279,61 - -

Q10 12,07 - -

Q steam in 1142839,25 - -

Q steam out - - 348780,37

Q reaksi - 290799,09 -

Q11 - - 1362150,29

(46)

3. Vaporizer (VP-301)

Tabel 4.9. Neraca Energi (VP-301)

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

Q13 357359,59 -

Q14 - 4023894,87

Q15 = QV - 135134,67

Q steam in 5471505,60 -

Q steam out - 1669835,65

Jumlah 5828865,19 5828865,19

4. Condensor (CD-301)

Tabel 4.10. Neraca Energi (CD-301)

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

Q15 350,37 -

Q16 - 33

Qc - -3517259,98

Qp in 1175413,33 -

Qp out - 4692990,68

(47)

V. SPESIFIKASI PERALATAN

A. Peralatan Proses

Peralatan proses pabrik Asam Laktat dengan kapasitas 30.000 ton/tahun terdiri

dari:

1. Tangki Penyimpanan Molasses (ST-101)

Tabel. 5.1. Spesifikasi Tangki Penyimpanan Molasses (ST-101)

Alat Tangki Penyimpanan Molasses

Kode ST-101

Fungsi Menyimpan Molasses dengan kapasitas

1970864 kg

Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar (flat bottom) dan atap (head) berbentuk torispherical.

Kapasitas 65339,64 ft3

Dimensi Tekanan Desain 36,99 psi

Bahan Carbon Steel SA-283 Grade C

(48)

2. Tangki Penyimpanan Air Proses (ST-102)

Tabel. 5.2 Spesifikasi Tangki Penyimpanan Air Proses (ST-102)

Alat Tangki Penyimpanan Air untuk pengenceran

Kode ST-102

Fungsi Menyimpan Air dengan kapasitas

211652,5 kg

Jumlah Satu

3. Tangki Penyimpanan Kultur Bakteri (ST-103)

Tabel. 5.3. Spesifikasi Tangki Penyimpanan Kultur Bakteri (ST-103)

Alat Tangki Penyimpanan Kultur Bakteri

Kode ST-103

Fungsi Menyimpan Kultur Bakteri dengan kapasitas

90717,02 kg

(49)

4. Spesifikasi Tangki Penyimpanan Asam Sulfat (ST-104)

Tabel. 5.4. Spesifikasi Tangki Penyimpanan Asam Sulfat (ST-104)

Alat Tangki Penyimpanan Asam Sulfat

Kode ST-104

Fungsi Menyimpan Asam Sulfat dengan kapasitas

412261,2 kg

Bahan Stainless steel SA 167 Grade 11 type 316

Jumlah Satu

5. Tangki Penyimpanan Larutan Broth (ST-201)

Tabel. 5.5. Spesifikasi Tangki Penyimpanan Larutan Broth (ST-201)

Alat Tangki Penyimpanan Larutan Broth

Kode ST-201

Fungsi Menyimpan Larutan Broth dengan kapasitas

2326378,24 kg

(50)

6. Tangki Penyimpanan Produk (ST-301)

Tabel. 5.6. Spesifikasi Tangki Penyimpanan Produk (ST-301)

Alat Tangki Penyimpanan Produk

Kode ST-301

Fungsi Menyimpan Asam Laktat dengan kapasitas

909090,9 kg

Jumlah Satu

7. Silo Ca(OH)2 ( SL–101 )

Tabel. 5.7. Spesifikasi Alat Silo Ca(OH)2 ( SL–101 )

Fungsi Menyimpan dan mengumpankan Ca(OH)2 ke reaktor

(RE-201)

Kode Alat SL -101

Tipe Tangki Silinder Vertical dengan Conical Bottom

Head.

Kapasitas 122206 kg

Tinggi Silo 9,87 m

Diameter Silo 3,29 m

(51)

8. Centrifuge (CF-101)

Tabel. 5.8. Spesifikasi Centrifuge (CF-101)

Fungsi Memisahkan Abu dari molasses

Kode Alat CF-101

Tipe Alat Knife-discharge bowl centrifuge

Desain

Diameter bowl = 0,508 m Panjang Conveyor = 1,2192 m Daya motor = 0,18 Hp

Kapasitas 8211,93 kg/jam

9. Mixing Tank (MT–101)

Tabel. 5.9. Spesifikasi Mixing Tank (MT–101)

Fungsi Tempat Pengenceran Molasses

Kode Alat MT-101

Tipe Tangki berpengaduk

Dimensi

Tinggi Vessel = 115,15 in IDs = 84 in Tebal shell = 0,375 in Tipe Head = Torispherical

Tebal head = 0,4375 in

Tipe pengaduk = flat six blade turbine whit disc

Jumlah pengaduk 4 buah

(52)

10.Reaktor Fermentasi (RE–201)

Tabel. 5.10. Spesifikasi Reaktor Fermentasi (RE–201)

Alat Reaktor Fermentasi

Kode RE-201

Fungsi Memfermentasikan molasses

Jenis Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR)

Bahan Konstruksi Stainless steel SA 240 Grade A type 410

Kapasitas 117,12 m3

Dimensi

= Disc six flat -blade open turbine

= 1 buah

Power 116,02 hp

Overall heat-transfer

coefficient (UD) 130 Btu/jam.ft 2

.oF

Jumlah 1 buah

11.Reaktor Acidifier (RE–301)

Tabel. 5.11. Spesifikasi Reaktor Acidifier (RE–301)

Alat Reaktor Acidifier

Kode RE-301

Fungsi Mereaksikan kalsium laktat dengan asam sulfat _{menghasilkan asam laktat}

Jenis Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR)

Bahan Konstruksi Stainless steel SA 240 Grade A type 410

Kapasitas 9,85 m3

= Disc six flat -blade open turbine

= 1 buah

Power 116,02 hp

Overall heat-transfer

coefficient (UD) 100 Btu/jam.ft 2

.oF

(53)

12.Rotary Drum Vacuum Filter (RDF-301)

Tabel. 5.12. Spesifikasi Rotary Drum Vacuum Filter (RDF-301)

Fungsi Memisahkan CaSO4 dengan asam laktat

Tipe alat Rotary Drum Vaccum Filter

Kondisi operasi Tekanan = 4 inHg

13.Vaporizer (VP-301)

Tabel. 5.13. Spesifikasi Vaporizer (E-301)

Fungsi Menguapkan asam laktat dari campuran

Jenis Shell and TubeExchanger

Dimensi

Bahan konstruksi Carbon steel SA 285 Grade C

(54)

14.Condenser (CD-301)

Tabel. 5.14. Spesifikasi Condenser(CD-301)

Fungsi Mendinginkan dan mengkondensasikan gas produk

vaporaizer menggunakan air sebagai pendingin.

Jenis Shell and TubeExchanger

Dimensi

Shell

Diameter dalam (ID) = 15 in

Baffle space (B) = 7,5 in

Passes = 1

Tube

Diameter luar (OD) = 1 in Diameter dalam (ID) = 0,732 in Susunan tube = square pitch Pitch (pt) = 1,25 in

Panjang tube (L) = 10 ft Jumlah tube = 16 buah

Passes = 2

Surface area A = 521,3728 ft2

Pressure drop ΔP Shell = 4,1 psi

ΔP tube = 0,17 psi

Fouling factor Rd = 0,018

Bahan konstruksi Carbon steel SA 285 Grade C

(55)

15.PompaProses(PP-101)

Tabel. 5.15. Spesifikasi PompaProses(PP-101)

Alat Pompa Proses

Kode PP-101

Fungsi Memompa molasses dari Tangki penyimpanan ke

Centrifuge

Jenis Centrifugal pump, single suction, single stage

Bahan Stainless Steel (austenitic) AISI tipe 316

Kapasitas 13,5248 gal/mnt

Dimensi NPS

Tabel. 5.16. Spesifikasi Pompa Proses (PP-102)

Alat Pompa Proses

Kode PP-102

Fungsi Memompa molasses dari Centrifuge ke mixing tank Jenis Centrifugal pump, single suction, single stage

(56)

Alat Pompa Proses

Kode PP-103

Fungsi Memompa Air dari Tangki Penyimpanan ke mixing tank

Dimensi NPS

Alat Pompa Proses

Kode PP-104

Fungsi Memompa produk dari mixing tank ke reaktor 201

(57)

Alat Pompa Proses

Kode PP-105

Fungsi Memompa kultur bakteri dari Tangki Penyimpanan ke reaktor 201

Dimensi NPS

Alat Pompa Proses

Kode PP-201

Fungsi Memompa produk dari reaktor-201 ke ST-201

(58)

21.Pompa Proses (PP-202)

Alat Pompa Proses

Kode PP-202

Fungsi Memompa produk dari Tangki Penyimpanan ke

reaktor-301

Dimensi NPS

Alat Pompa Proses

Kode PP-203

Fungsi Memompa asam sulfat dari Tangki Penyimpanan ke

reaktor-301

(59)

Tabel. 5.23 Spesifikasi Pompa Proses (PP-301)

Alat Pompa Proses

Kode PP-301

Fungsi Memompa produk dari reaktor-301 ke rotary drum

vacuum filter

Dimensi NPS

Alat Pompa Proses

Kode PP-302

Fungsi Memompa produk dari rotary drum vacuum filter ke vaporaizer

(60)

Alat Pompa Proses

Kode PP-303

Fungsi Memompa produk dari condenser ke ST-301

Dimensi NPS

B. Peralatan Utilitas

Peralatan utilitas terdiri dari:

1. Bak sedimentasi (BS-01)

Tabel 5.26. Spesifikasi Bak Sedimentasi ( BS–01 )

Alat Bak Sedimentasi

Kode BS-01

Fungsi Mengendapkan lumpur dan kotoran air sungai sebanyak 4,23 m3/jam dengan waktu tinggal 1,5 jam

Bentuk Bak rectangular

(61)

2. Bak Penggumpal (BP-01)

Tabel 5.27. Spesifikasi Bak Penggumpal ( BP-01 )

Alat Bak Penggumpal

Kode BP- 01

Fungsi

Menggumpalkan kotoran yang tidak mengendap di bak penampungan awal dengan menambahkan alum

Al2(SO4)3, soda kaustik dan klorin.

Bentuk Silinder Vertikal

Kapasitas 4,70 m3

3. Tangki Alum (TP-01)

Tabel 5.28. Spesifikasi Tangki alum (TP-01)

Alat Tangki Larutan Alum

Kode TP – 01

Fungsi

Menyiapkan dan menyimpan larutan alum konsentrasi 26% volum selama 1 hari untuk diinjeksikan ke dalam bak penggumpal.

Bentuk Silinder vertikal

(62)

4. Tangki Klorin (TP-02)

Tabel 5.29. Spesifikasi Tangki Klorin (TP-02)

Alat Tangki Larutan Klorin

Kode TP – 02

Fungsi Menyiapkan dan menyimpan larutan klorin selama satu hari untuk diinjeksikan ke dalam bak penggumpal.

Dimensi Diameter = 1,24 m

5. Tangki NaOH (TP-03)

Tabel 5.30. Spesifikasi Tangki NaOH (TP-03)

Alat Tangki Larutan NaOH

Kode TP – 03

Fungsi Menyiapkan dan menyimpan larutan NaOH selama 5

hari untuk diinjeksikan ke dalam bak enggumpal.

Dimensi Diameter = 40 in

Fungsi Mengendapkan gumpalan-gumpalan kotoran dari bak

penggumpal

Bentuk Bak berbentuk kerucut terpancung

(63)

7. Sand Filter (SF-01)

Tabel 32. Spesifikasi Sand filter ( SF–01 )

Alat Sand Filter

Kode SF – 01

Fungsi Menyaring kotoran-kotoran yang terbawa air

Bentuk Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah

torispherical.

Bahan konstruksi Carbon Steel SA 283

Jumlah 1 buah

8. Tangki Air Filter (TP-04)

Tabel 5.33. Spesifikasi Filtered Water Tank (TP –04)

Alat Tangki

Kode TP – 04

Fungsi Menampung air keluaran sand filter sebanyak 4,23 m3/jam.

Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar (flat

bottom) dan atap (head) berbentuk conical

Kapasitas 63,46 m3

Dimensi

Tutup atas Bentuk conical

Tekanan Desain 20,98 psi

Tebal head 3/16 in

(64)

9. Tangki Air Dosmetik (TP-05)

Tabel 5.34. Spesifikasi Tangki Penyimpanan Air Domestik (TP –05)

Alat Tangki penyimpanan air dosmetik

Kode TP - 05

Fungsi

Tempat penyimpanan bahan baku air untuk

keperluan umum dan sanitasi pada suhu 30oC dan pada tekanan atmosferik selama 12 jam.

Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar (flat

bottom) dan atap (head) berbentuk conical

Kapasitas 8,93 m3

Tutup atas Bentuk conical

Jumlah 1 buah

10.Hot Basin (HB-01)

Tabel 5.35. Spesifikasi Hot Basin (HB – 01)

Alat Hot Basin

Kode HB – 01

Fungsi Menampung air prosesyang akan didinginkan di cooling water

Bentuk Bak rektangular

(65)

11.Tangki Natrium Pospat (TP-06)

Tabel 5.36. Spesifikasi Tangki Natrium Pospat (TP-06)

Alat Tangki Natrium Posfat

Kode TP- 06

Fungsi Menampung larutan kimia sebagai injeksi ke cooling

tower

Bentuk Silinder tegak (vertikal)

Kapasitas 13,99 ft3

Dimensi

Diameter shell (D) = 3 ft Tinggi shell (Hs) = 2ft Tebal shell (ts) = 0,1875 in

Bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade C

Jumlah 1 buah

12.Tangki Dispersant (TP-07)

Tabel 5.37. Spesifikasi Tangki Dispersant (TP-07)

Alat Tangki Dispersan

Kode TP- 07

Fungsi Menampung larutan kimia sebagai injeksi ke cooling

tower

Kapasitas 35,53 ft3

Dimensi

Diameter shell (D) = 4 ft Tinggi shell (Hs) = 3 ft Tebal shell (ts) = 5/16 in

(66)

13.Cooling Tower (CT-01)

Tabel 5.38. Spesifikasi Cooling Tower (CT – 01)

Alat Cooling Tower

Kode CT - 01

Fungsi Mendinginkan air pendingin yang telah digunakan

dengan menggunakan media pendingin udara

Tipe Inducted Draft Cooling Tower

Dimensi

Menara:

Panjang = 0,95 m

Lebar = 0,4 m Tinggi = 3,66 m

Tenaga motor 0,23 hp

Bahan konstruksi Beton

Jumlah 1 buah

14.Cold Basin (CB-01)

Tabel 5.39. Spesifikasi Cold Basin (CB – 01)

Alat Cold Basin

Kode CB – 01

Fungsi Menampung air keluaran dari cooling tower

Bentuk Bak rektangular

Kapasitas 4,21 m3

Dimensi

Panjang = 5,29 m Lebar = 5,29 m Tinggi = 5,29 m Tebal dinding = 12 cm

(67)

15.Tangki Air Kondensat (TP-08)

Tabel 5.40. Spesifikasi Tangki Air Kondensat (TP-08)

Alat Tangki Penyimpanan air kondensat

Kode TP- 08

Fungsi Menampung air kondensat

Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar (flat bottom) dan atap (head) berbentuk conical

Dimensi

Tinggi atap = 44,43 ft Tekanan Desain 26,26 psi

16.Tangki Asam Sulfat (TP-09)

Tabel 5.41. Spesifikasi Tangki Asam Sulfat (TP-09)

Alat Tangki Larutan asam sulfat

Kode TP- 09

Fungsi Menampung larutan asam sulfat sebagai injeksi ke

cation Exchanger

Dimensi

Bahan konstruksi SS 167 tipe 316

(68)

17.Cation Exchanger (CE-01)

Tabel 5.42. Spesifikasi Cation Exchanger ( CE –01)

Alat Cation Exchanger

Kode CE - 01

Fungsi Menghilangkan ion-ion positif yang terlarut dan menghilangkan kesadahan air

Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan head berbentuk

torisperical.

Kapasitas 3,01 m³

Jumlah 2 buah

18.Anion Exchanger (CE-01)

Tabel 5.43. Spesifikasi Anion Exchanger ( AE –01)

Alat Anion Exchanger

Kode AE - 01

Fungsi Menghilangkan ion-ion negatif yang terlarut dan menghilangkan kesadahan air

Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan head berbentuk

torisperical.

Kapasitas 1,76 m3 Tekanan Desain 17,01 psi

(69)

19.Tangki Hidrazin (TP-10)

Tabel 5.44. Spesifikasi Tangki hidrazin (TP-10)

Alat Tangki Larutan Hidrazin

Kode TP – 10

Fungsi Menyiapkan dan menyimpan hidrazin untuk diinjeksikan

ke Deaerator

Dimensi

Menghilangkan gas-gas terlarut dalam air, seperti: O2

dan CO2, agar tidak terjadi korosi dan kerak,

diinjeksikan hydrazine (O2 scavanger) serta

senyawaan fosfat.

Bentuk Tangki horizontal dengan head berbentuk ellips dilengkapi sparger

(70)

21.Tangki Air Demin

Tabel 5.46. Spesifikasi Tangki Air Demin (TP-11)

Alat Tangki Penyimpanan air demin

Kode TP- 11

Fungsi Menampung air demin

Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar (flat bottom) dan atap (head) berbentuk conical

Dimensi

Diameter shell (D) = 35 ft Tinggi shell (Hs) = 36 ft Tebal shell (ts) = 0,75 in

Tinggi head = 26,86 ft Tekanan Desain 22,4472 psi

22.Boiler (BO-01)

Tabel. 5.47. Spesifikasi Boiler (BO-01)

Alat Boiler

Kode BO-01

Fungsi Menghasilkan steam untuk keperluan proses

Tipe Fire tube boiler

Heating surface 11657,82 ft2

Power 1165,78 hp

23.Compressor (CP-01)

Tabel 5.48. Spesifikasi Compressor (CP-01)

Alat Compressor

Kode CP– 01

Jenis Centrifugal compressor

Kapasitas 75,1304 kg/jam udara

Power 0,1977 hp

Bahan Konstruksi Cast iron

(71)

24.Tangki Bahan Bakar Boiler (TP-12)

Tabel 5.49. Spesifikasi Tangki Fuel Oil (TP-12)

Alat Tangki Fuel Oil

Kode TP- 12

Fungsi Menampung Fuel Oil yang digunakan untuk bahan

bakar boiler

Dimensi

Diameter shell (D) = 180 in Tinggi shell (Hs) = 144 in Tebal shell (ts) = 5/16 in

Tebal head = 7/16 in Tekanan Desain 19,09 psi

Bahan konstruksi Carbon steel SA 283 Grade C

Jumlah 1 buah

25.Tangki Bahan Bakar Generator (TP-13)

Tabel 5.50. Spesifikasi Tangki Bahan Bakar Generator (TP-13)

Alat Tangki Bahan Bakar Generator

Kode TP- 13

Fungsi Menampung bahan bakar solar untuk kebutuhan

generator selama 5 hari

Kapasitas 35,35 m3

Dimensi

Diameter shell (D) = 15 ft Tinggi total = 14,74 ft Tebal shell (ts) = 0,3125 in

Tebal head = 0,4375 in Tekanan Desain 18,51 psi

(72)

26.Pompa Utilitas (PU-01)

Tabel. 5.51. Spesifikasi pompa utilitas (PU – 01)

Alat Pompa

Kode PU – 01

Fungsi Memompa air sungai ke Bak Sedimentasi (BS –

01)

Bahan Konstruksi Carbon steel SA 283

Kapasitas 20,49 gpm

Efisiensi Pompa 55 %

Alat Pompa Utilitas

Kode PU-02

Fungsi Memompa air keluaran BS-01 4210 kg/jam ke bak

penggumpal (BP-01)

Jenis Centrifugal pump, single-suction, single stage

Bahan Konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade C

Kapasitas 20,49 gal/min

(73)

Alat Pompa Utilitas

Kode PU-03

Fungsi _{Memompa alum sebanyak 2,94 kg/jam ke BP-01.}

Dimensi

Alat Pompa Utilitas

Kode PU-04

Fungsi Memompa klorin 10,59 kg/jam ke BP-01.

(74)

Alat Pompa Utilitas

Kode PU-05

Fungsi Memompa NaOH 5,51 kg/jam ke BP-01 dan AE -

01.

Dimensi

Alat Pompa Utilitas

Kode PU-06

Fungsi Memompa air keluaran BP-01 4210 kg/jam ke

clarifier (CL-01)

(75)

Alat Pompa Utilitas

Kode PU-07

Fungsi Memompa air keluaran CL-01 sebanyak 4209,57

kg/jam ke sand filter (SF-01)

Dimensi

Alat _{Pompa Utilitas}

Kode PU-08

Fungsi Memompa air keluaran SF-01 sebanyak 4210

kg/jam ke tangki air filter(TP-04)

(76)

Alat Pompa Utilitas

Kode PU-09

Fungsi

Memompa air make-up steam, make-up air pendingin dan air hidrant ke CE-01, CT-01 dan hidrant sebanyak 4210 kg/jam

Dimensi

Alat Pompa Utilitas

Kode PU-10

Fungsi Memompa air keluaran TP-05 sebanyak 592,02

kg/jam menuju area

(77)

Alat Pompa Utilitas

Kode PU-11

Fungsi Memompa air pendingin yang telah digunakan

sebanyak 2427,49 kg/jam ke HB-01

Jenis Centrifugal pump, double-suction, single stage

Dimensi

Kode PU-12

Fungsi

Memompa air pendingin yang telah digunakan dan

make-up air pendingin sebanyak 2427,49 kg/jam ke CT-01

(78)

Alat Pompa Utilitas

Kode PU-13

Fungsi Memompa Natrium Posfat (inhibitor) sebanyak

2526,04 kg/jam ke CT-01

Dimensi

Kode PU-14

Fungsi Memompa Dispersan sebanyak 6,67 kg/jam ke

CT-01

(79)

Alat Pompa Utilitas

Kode PU-15

Fungsi Memompa air dingin dari CT-01 sebanyak 3638,27

kg/jam ke CB-01

Dimensi

Kode PU-16

Fungsi

Memompa air dingin dari CB-01 sebanyak 7561,15 kg/jam ke unit-unit yang membutuhkan air

pendingin

(80)

Alat Pompa Utilitas

Kode PU-17

Fungsi Memompa air kondensat yang telah digunakan

sebanyak 24027,26 kg/jam ke TP-08

Dimensi

Kode PU-18

Fungsi Memompa air kondensat yang telah digunakan dari

TP-08 sebanyak 24027,26 kg/jam ke CE-01

(81)

Alat Pompa Utilitas

Kode PU-19

Fungsi Memompa asam Sulfat dari TP-09 sebanyak

1494,17 kg/jam ke CE-01

Dimensi

Kode PU-20

Fungsi Memompa keluaran dari CE-01 sebanyak 29731,43

kg/jam ke AE-01

(82)

Alat Pompa Utilitas

Kode PU-21

Fungsi Memompa keluaran dari AE-01 sebanyak 25456,61

kg/jam ke DA-01

Dimensi

Kode PU-22

Fungsi Memompa hidrazin dari TP-10 sebanyak 254,59

kg/jam ke DA-01

(83)

Alat Pompa Utilitas

Kode PU-23

Fungsi Memompa keluaran dari DA-01 sebanyak

25459,91 kg/jam ke TP-11

Dimensi

Kode PU-24

Fungsi Memompa air demin dari TP-11 sebanyak

25459,91 kg/jam ke boiler

(84)

VI. UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

A. Unit Pendukung Proses

Unit pendukung proses atau sering pula disebut unit utilitas merupakan sarana

penunjang proses yang diperlukan pabrik agar dapat berjalan dengan baik.

Pada umumnya, utilitas dalam pabrik proses meliputi air, steam, dan listrik.

Penyediaan utilitas dapat dilakukan secara langsung dimana utilitas diproduksi

di dalam pabrik tersebut, atau secara tidak langsung yang diperoleh dari

pembelian ke perusahaan-perusahaan yang menjualnya.

Unit pendukung proses yang terdapat dalam pabrik asam laktat antara lain:

1. Unit penyediaan air

Unit ini bertugas menyediakan dan mengolah air untuk memenuhi

kebutuhan air sebagai berikut :

a. Air untuk penyediaan umum dan sanitasi

Air untuk keperluan umum adalah air yang dibutuhkan untuk sarana

dalam pemenuhan kebutuhan pegawai seperti untuk mandi, cuci, kakus

(MCK) dan untuk kebutuhan kantor lainnya, serta kebutuhan rumah

tangga. Air sanitasi diperlukan untuk pencucian atau pembersihan

(85)

Beberapa persyaratan untuk air sanitasi adalah sebagai berikut :

1. Syarat fisis; di bawah suhu kamar, tidak berwarna, tidak berasa,

dan tidak berbau, tingkat kekeruhan < 1 mg SiO2/Liter.

2. Syarat kimia; tidak mengandung zat organik dan anorganik yang

terlarut dalam air, logam-logam berat lainnya yang beracun.

3. Syarat biologis (bakteriologis); tidak mengandung kuman/bakteri

terutama bakteri patogen.

Air yang diperlukan untuk keperluan umum ini adalah sebesar :

 Air untuk kantor

Kebutuhan air untuk karyawan = 40 L/org/hr (Raju, 1995)

Air untuk kebutuhan karyawan = 117 org x 40 L/org/hari

= 4,68 m3/hari

 Air untuk laboratorium

Air untuk keperluan ini diperkirakan = 0,6 m3/hari (Raju, 1995)

 Air untuk kebersihan dan pertamanan

Air untuk keperluan ini diperkirakan = 1 m3/hari (Raju, 1995)

 Air untuk perumahan

Kebutuhan air = 100 L/org/hr (Raju, 1995)

Air untuk perumahan = 20 rumah x 4 org/rmh x 100 L/org/hr

= 8 m3/hari

Sehingga total kebutuhan air untuk keperluan umum sebesar

Air keperluan umum = 14,28 m3/hari