Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
PRA RANCANGAN
PABRIK PEMBUATAN GLISEROL DARI
MINYAK JAGUNG MENTAH
DENGAN KAPASITAS 60.000 TON/TAHUN
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana
OLEH :
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2009
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
LEMBAR PENGESAHAN
PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN GLISEROL DARI
MINYAK JAGUNG MENTAH
DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 60.000 TON/TAHUN
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Persyaratan Sidang Sarjana Teknik Kimia
Oleh :
RITA AGUSTINA PURBA NIM : 080425031
Telah Diperiksa/Disetujui
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
(M. Hendra S Ginting, ST. MT) (Ir. Renita Manurung,MT) NIP. 132 243 713 NIP. 132 163 646
Mengetahui,
Koordinator Tugas Akhir
(Dr.Eng.Ir.Irvan, M.Si) NIP. 132 126 842
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan kemampuan dan kesabaran kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas Produksi 60.000
ton/tahun.”
Tugas Akhir ini ditulis untuk melengkapi salah satu syarat mengikuti ujian sarjana di Departemen Teknik Kimia, Program Studi Teknik Kimia Program Ekstensi (S – I), Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Penulis berterima kasih kepada kedua Orang Tua Penulis atas doa, bimbingan dan motivasi yang diberikan hingga saat ini. Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini penulis banyak menerima bantuan, bimbingan dan fasilitas dari berbagai pihak yaitu:
1. M. Hendra S Ginting, ST. MT selaku Dosen Pembimbing I yang telah banyak memberikan masukan, arahan dan bimbingan selama menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Ibu Ir. Renita Manurung, MT selaku Ketua Departemen Teknik Kimia sekaligus Dosen Pembimbing II yang telah memberikan bimbingan dan masukan kepada penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
3. Bapak Dr.Eng.Ir.Irvan, M.Si, selaku Koordinator Tugas Akhir.
4. Staf Pengajar Departemen Teknik Kimia atas ilmu yang diberikan kepada penulis sehingga penulis dapat mengerjakan Tugas Akhir ini.
5. Para Pegawai Departemen Teknik Kimia atas bantuan dan kemudahan administratif yang diberikan.
6. Orangtua saya, yang selalu memberi dukungan dan doa kepada saya. 7. Rekan penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini Evalianty Depari. 8. Teman-teman Stambuk 2003 yang tidak dapat disebutkan satu persatu
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
Penulis menyadari Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan dikarenakan keterbatasan pengetahuan dan pengalaman penulis, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun. Semoga Tugas Akhir ini bisa bermanfaat bagi para pembaca.
Medan, Agustus 2009 Penulis,
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
INTISARI
Pabrik pembuatan Gliserol dari Minyak Jagung Mentah ini direncanakan berkapasitas produksi 60.000 ton/tahun.
Lokasi pabrik direncanakan di Perbauangan , Deli Serdang, Sumatera Utara yang dekat dengan pelabuhan Belawan, dengan luas areal pabrik 18.185 m2.
Tenaga kerja yang dibutuhkan dalam pengoperasian pabrik ini berjumlah 201 orang karyawan dengan bentuk badan usaha adalah Perseroan Terbatas (PT) dan struktur organisasi adalah sistem garis dan staff.
Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik ini adalah sebagai berikut: a. Total modal investasi : Rp 1.178.096.333.000,-
b. Biaya Produksi (per tahun) : Rp 1.624.567.457.000,- c. Hasil penjualan (per tahun) : Rp 2.144.049.228.000,- d. Laba bersih : Rp 363.654.739.700,- e. Profit Margin (PM) : 24,23 %
f. Break Even Point (BEP) : 28,83 % g. Return on Investment (ROI) : 30,86 % h. Pay Out Time (POT) : 3,2 tahun i. Return on Network (RON) : 51,45 % j. Internal Rate of Return (IRR) : 40,99 %
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
DAFTAR ISI
Kata Pengantar ... i
Intisari ... iii
Daftar Isi ... iv
Daftar Tabel ... vii
Daftar Gambar ... ix
BAB I Pendahuluan ... I-1
1.1 Latar Belakang ... I-1 1.2 Perumusan Masalah ... I-2 1.3 Tujuan Rancangan ... I-2 1.4 Manfaat Rancangan ... I-3 BAB II Tinjauan Pustaka ... II-1
2.1 Komposisi Kimia Biji Jagung ... II-1 2.2 Komposisi Kimia Minyak Jagung ... II-2 2.3 Minyak dan Lemak ... II-3 2.4 Gliserol ... II-4 2.5 Proses Pembuatan Gliserol ... II-5 2.6 Deskripsi Proses ... II-7 BAB III Neraca Massa ... III-1
BAB IV Neraca Panas ... IV-1
BAB V Spesifikasi Alat ... V-1
BAB VI Instrumentasi Dan Keselamatan Kerja ... VI-1
6.1 Instrumentasi ... VI-1 6.2 Keselamatan Kerja ... VI-7 BAB VII Utilitas ... VII-1
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
7.4 Kebutuhan Bahan Bakar ... VII-13 7.5 Unit Pengolahan Limbah ... VII-13 7.6 Spesifikasi Peralatan Utilitas ... VII-20 BAB VIII Lokasi dan Tata Letak Pabrik ... VIII-1
8.1 Lokasi Pabrik ... VIII-1 8.2 Tata Letak Pabrik ... VIII-3 8.3 Perincian Luas Tanah ... VIII-4 BAB IX Organisasi dan Manajemen Perusahaan ... IX-1
9.1 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggungjawab... IX-1 9.2 Tenaga Kerja dan Jam Kerja ... IX-5 9.3 Kesejahteraan Tenaga Kerja ... IX-7 BAB X Analisa Ekonomi ... X-1
10.1 Modal Investasi ... X-1 10.2 Biaya Produksi Total (BPT) / Total Cost (TC) ... X-3 10.3 Total Penjualan (Total Sales) ... X-5 10.4 Perkiraan Rugi/Laba Usaha ... X-5 10.5 Analisa Aspek Ekonomi ... X-5 BAB XI KESIMPULAN ... XI-1
DAFTAR PUSTAKA ... x
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NARACA MASSA ... LA-1
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS... LB-1
LAMPIRAN C SPESIFIKASI ALAT ... LC-1
LAMPIRAN D SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS ... LD-1
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
DAFTAR TABEL
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
DAFTAR GAMBAR
Gambar 6.1 Tangki penyimpanan beserta instrumennya ... VI-4 Gambar 6.2 Tangki berpengaduk beserta instrumennya ... VI-4 Gambar 6.3 Tangki Perebusan beserta instrumennya ... VI-5 Gambar 6.4 Evaporator beserta instrumennya. ... VI-5 Gambar 6.5 Pompa beserta instrumennya ... VI-5 Gambar 6.6 Cooler beserta instrumennya ... VI-6 Gambar 6.7 Spray Dryer beserta instrumennya ... VI-6 Gambar 7.1 Utilitas Rancangan Pabrik Gliserol ... VII-30 Gambar 8.1 Tata Letak Pra Rancangan Pabrik
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Indonesia sebagai negara berkembang sedang giatnya melaksanakan pembangunan di segala bidang guna meningkatkan taraf hidup masyarakat, sesuai cita-cita luhur bangsa yaitu masyarakat adil dan makmur. Salah satu bidang pembangunan yang paling diharapkan dapat memacu kemajuan bangsa adalah bidang ekonomi, dan salah satu sektor dalam bidang ekonomi adalah sektor industri. Hal ini disebabkan makin majunya perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi (Analisa, 2008).
Perkembangan sektor itu sendiri sangat diharapkan lebih memacu tingkat perkembangan perekonomian Indonesia dengan cara adanya peningkatan kesempatan dan pemerataan kerja, meningkatkan ekspor sekaligus menghemat devisa negara dengan memanfaatkan sumber daya alam dan energi serta sumber daya manusia yang ada.
Salah satu sub sektor dalam industri adalah sub sektor industri kimia, yang diharapkan dapat berkembang pesat guna mengimbangi kebutuhan yang semakin berkembang dan meningkat sesuai dengan kemajuan perekonomian bangsa.
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
Data impor gliserol disajikan dalam tabel 1.1 (BPS) 2007, konsumsi gliserol untuk indonesia pada tabel 1.2 (BPS) 2007 berikut ini:
Tabel 1.1 Data Impor Gliserol di Indonesia
Tahun Impor (Ton)
2002 2003 2004 2005 2006
311 1358
359 827 1290
(BPS, 2007)
Tabel 1.2 Kebutuhan Gliserol Untuk Konsumsi Indonesia
Tahun Konsumsi (Ton)
2001 2002 2003 2004 2005 2006
21.735 22.842 24.629 25.811 27.018 28.125 (BPS, 2007)
1.2 Rumusan Masalah
Untuk memenuhi kebutuhan gliserol, dianggap perlu dibuat suatu usaha yaitu dengan merencanakan pendirian sebuah pabrik Pembuatan Gliserol dengan Bahan Baku Minyak Jagung Mentah, dimana bahan baku ini dapat
diperoleh di Indonesia dengan mudah.
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
1.3 Tujuan Perancangan
Dengan adanya pabrik ini maka kebutuhan gliserol dalam negeri dapat dipenuhi, sekaligus sebagai pemanfaatan sumber daya alam dan peningkatan nilai tambah serta diversifikasi penggunaan bahan baku minyak jagung mentah. Manfaat lain yang diharapkan adalah terbukanya lapangan kerja baru sehingga dapat membantu pemerintah dalam menanggulangi dan memacu rakyat meningkatkan produksi dalam negeri yang pada akhirnya akan meningkatkan kesejahteraan rakyat.
1.4 Manfaat Perancangan
Manfaat atau kontribusi yang dapat diberikan oleh Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Gliserol dari Minyak Jagung Mentah adalah seperti
berikut ini:
1. Manfaat bagi Pemerintah.
a. Untuk memenuhi kebutuhan gliserol di Indonesia
b. Menambah pendapatan bagi daerah/ Negara, misalnya dari pajak, ekspor, bea cukai dan lain sebagainya.
2. Manfaat bagi Perguruan Tinggi.
a. Sebagai bahan acuan untuk penelitian-penelitian dan perancangan selanjutnya tentang proses pembuatan gliserol
b. Sebagai aplikasi bagi mahasiswa dari teori-teori yang didapat dalam perkuliahan.
3. Manfaat bagi Masyarakat.
a. Meningkatkan kesempatan kerja, yang berarti menurunkan jumlah pengangguran di Indonesia
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Minyak Jagung
Minyak jagung diperoleh dengan mengekstrak bagian lembaga dari jagung. Sistem ekstraksi yang digunakan biasanya adalah sistem press (Pressing) atau kombinasi sistem press dan pelarut menguap (pressing and solvent extraction) minyak jagung mempunyai nilai gizi yang sangat tinggi yaitu sekitar 250 kilo kalori/ons. Selain itu juga minyak jagung lebih disenangi konsumen karena selain harganya yang murah juga mengandung sitosterol sehingga para konsumen dapat terhindar dari gejala atherosclerosis (endapan pada pembuluh darah) yang diakibatkan terjadiya kompleks antara sitosterol dan Ca++ dalam darah (Ketaren, 1986).
2.1.1 Komposisi Kimia Biji Jagung
Jagung sebagai bahan makanan, mengandung nilai gizi yang cukup tinggi jika dibanding dengan bahan pangan lainnya, terutama jagung kuning yang banyak mengandung vitamin A (Sumber: Ketaren, 1986).
Lemak terdapat pada bagian bawah dari butiran biji jagung beratnya sekitar 9-12 persen dari berat butiran. Karbohidrat terdapat pada endosperm sekitar 73-79 persen, kadar protein dalam endosperm sekitar 10-19 persen dan 22,4 persen pada kulit ari.
Hasil analisa menunjukkan kandungan protein pada jagung biji sebesar 8,6-9,4 persen. Kandungan protein ini lebih tinggi lagi (11-15 persen) pada jagung hibrida yang dipupuk dengan nitrogen.
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
dari jagung. Dengan mencampur jagung dengan makanan lainnya yang mengandung lisin dan tripthofan penyakit tersebut dapat dicegah (Ketaren, 1986).
Tabel 2.1 Komposisi Mineral Biji Jagung Kering
No Jenis Mineral Jumlah (%) 1 Kalsium 0,01940
2 Fosfor 0,27300
3 Kalium 0,28500
4 Besi 0,00226
5 Maagnesium 0,10200
6 Chlor 0,04100
7 Mangan 2,43000
8 Tembaga 1,82000
9 Kobalt 0,01120
10 Iod 0,00006
(Ketaren, 1986).
2.1.2 Komposisi Kimia Minyak Jagung
Minyak jagung merupakan trigliserida yang disusun oleh gliserol dan asam-asam lemak. Persentase trigliserida sekitar 98,6 %, sedangkan sisanya merupakan bahan non minyak, seperti abu, zat warna atau lilin. Asam lemak yang menyusun minyak jagung terdiri dari asam lemak jenuh dan asam lemak tidak jenuh.
Jumlah asam lemak jenuh dalam minyak jagung sekitar 13 persen. Golongan asam lemak jenuh yang menyusun trigliserida minyak jagung adalah: asam palmitat dan asam stearat. Golongan asam lemak tidak jenuh yang menyusun trigliserida minyak jagung berjumlah sekitar 86 persen yang terdiri dari: asam oleat dan asam linoleat.
Tabel 2.2 Komposisi Minyak jagung
Komponen Jumlah (%)
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
2. Lilin 0,05
3. Sterol 1,00
4. Abu 0,35
(Ketaren, 1986)
Tabel 2.3 Komposisi Asam Lemak dalam Minyak Jagung
Jenis asam lemak Jumlah (%)
Miristat 0,1
Palmitat 8,1
Stearat 2,5
Reksadekanoat 1,2
Oleat 30,1
Linoleat 56,3
Asam di atas C-18 1,7 (Ketaren, 1986)
2.2 Minyak dan Lemak
2.2.1 Pengertian minyak dan lemak
Minyak atau lemak adalah gliserida dari asam lemak dengan gliserol yang disebut juga dengan trigliserida. Ikatan ini terjadi juga karena ketiga gugus hidroksi (OH) pada gliserol diganti oleh tiga gugus asam lemak (fatty acid) yaitu RCOO-.
Secara umum trigliserida memiliki rumus struktur sebagai berikut : O
CH2 – O – C – R1
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
O CH2 – O – C – R3
Gambar 2.1 Struktur Trigliserida
Angka (1), (2) dan (3) pada rumus struktur di atas menyatakan gugus alkil yang sama atau berbeda.
Minyak atau lemak dapat juga dikatakan sebagai hasil esterifikasi asam lemak (fatty acid) dengan gliserol.
Reaksi sebagai berikut :
CH2 – OH CH2 – OOCR
CH – OH + 3 RCOOH CH – OOCR + 3H2O
CH2 – OH CH2 – OOCR
Gliserol asam lemak trigliserida air
Perbedaan lemak dan minyak sebagai berikut:
1. Lemak mengandung asam lemak jenuh lebih banyak, sedangkan minyak mengandung asam lemak tak jenuh lebih banyak.
2. Pada suhu kamar berupa zat padat, sedang minyak berupa zat cair (Ketaren, 1986).
Berdasarkan sumbernya minyak yang terdapat di alam dibedakan atas 3, yaitu sebagai berikut:
1. Minyak mineral, yaitu minyak hidrokarbon makromolekul yang berasal dari fosil-fosil zaman dulu karena pengaruh tekanan dan temperatur.
Contoh: minyak lampu, bensin dan lain-lain.
2. Minyak nabati/hewani, yaitu berasal dari tumbuhan/hewan.
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
Lemak nabati memiliki beberapa jenis asam lemak tak jenuh yang dibedakan atas tiga, yaitu sebagai berikut:
1. Drying Oil, yaitu minyak yang sifatnya mudah mengering bila dibiarkan di
udara.
Comtoh: pernis, cat.
2. Semi Drying Oil, yaitu minyak yang berubah karena pengaruh suhu.
Contoh: minyak biji kapas, minyak bunga matahari.
3. Non Drying Oil, yaitu minyak yang tidak mengering karena pengaruh
suhu.
Contoh: minyak kelapa, minyak kelapa sawit. (Ketaren, 1986)
2.2.2 Sifat-sifat Minyak dan Lemak.
A. Sifat Fisika
1. Warna
Memiliki warna orange disebabkan adanya pigmen karoten yang larut dalam minyak atau lemak tersebut.
2. Kelarutan
Minyak dan lemak tidak larut dalam air, kecuali minyak jarak (castor oil). 3. Titik cair dan polymerphism
Asam lemak tidak memperlihatkan kenaikan titik cair yang linear dengan bertambahnya panjang rantai atom karbon. Asam lemak dengan ikatan trans – mempunyai titik cair yang lebih tinggi daripada isomer asam lemak yang berikatan –sis.
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
mempunyai peranan penting dalam berbagai proses untuk mendapatkan minyak atau lemak.
4. Titik didih
Titik didih dari asam-asam lemak akan semakin bertambah besar dengan bertambahnya rantai karbon dari beberapa asam lemak tersebut.
Tabel 2.4 Titik didih dan Titik cair asam-asam lemak jenuh dari minyak
Rumus Molekul Nama Asam Titik Didih (oC) Titik Cair (oC)
C4H8O2 Butirat 160 -8
C6H12O2 Kaproat 107 -3.4
C8H16O2 Kaplirat 135 16,7
C10H20O2 Kapriat 159 31,6
C12H24O2 Laurat 182 44,2
C14H28O2 Miristat 202 54,4
C16H32O2 Palmitat 222 62,9
C18H36O2 Stearat 240
(Ketaren, 1986). 5. Bobot jenis
Bobot jenis dari minyak dan lemak biasanya ditentukan pada temperatur 25 0C, akan tetapi dalam hal ini dianggap penting juga untuk diukur pada temperatur 40 0C atau 60 0C untuk lemak yang titik cairnya tinggi. Pada penentuan bobot jenis, temperatur dikontrol dengan hati-hati dalam kisaran temperatur yang pendek.
6. Indeks bias
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
Abbe refractometer mempergunakan alat temperatur yang dipertahankan pada 25 0C. Untuk pengukuran indeks bias lemak yang bertitik cair tinggi, dilakukan pada temperatur 40 0C atau 60 0C, selama pengukuran temperatur harus dikontrol dan dicatat. Indeks bias ini akan meningkat pada minyak atau lemak dengan rantai karbon yang panjang dan juga dengan terdapatnya sejumlah ikatan rangkap. Nilai indeks bias dari asam lemak juga akan bertambah dengan meningkatnya bobot molekul, selain dengan naiknya ketidakjenuhan dari asam-asam lemak tersebut.
7. Aroma dan rasa
Aroma dan rasa pada minyak/lemak selain terdapat secara alami juga terjadi karena terdapatnya asam-asam yang berantai sangat pendek sekali sebagai hasil penguraian yang menyebabkan kerusakan pada minyak/lemak.
8. Titik lebur (melting point)
Titik lebur pada minyak dan lemak akan semakin tinggi dengan semakin panjangnya rantai atom C.
9. Minyak dan lemak jika dituangkan di atas air akan membentuk lapisan tipis yang merata di atas permukaan air tersebut.
10.Odor dan flavor
Odor dan flavor pada lemak/minyak selain terdapat secara alami, juga terjadi karena pembentukan asam-asam berantai pendek sebagai hasil dari penguraian pada kerusakan lemak/minyak. Akan tetapai pada umumnya odor dan flavor ini disebabkan oleh komponen bukan minyak.
11.Titik asap, titik nyala dan titik api
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
mulai terbakar. Sedangkan titik api adalah temperatur pada saat dihasilkan pembakaran yang terus menerus sampai habisnya contoh uji.
12.Shot melting point
Shot melting point adalah temperatur pada saat terjadi tetesan pertama dari minyak atau lemak. Pada umumnya lemak atau minyak mengandung komponen-komponen yang berpengaruh terhadap titik cairnya (Ketaren, 1986).
B. Sifat Kimia
1. Hidrolisa
Dalam proses hidrolisa, minyak/lemak akan diubah menjadi asam-asam lemak bebas.
Proses hidrolisa yang dapat mengakibatkan kerusakan pada minyak/lemak karena terdapatnya sejumlah air pada minyak/lemak tersebut. Proses ini dapat menyebabkan terjadinya “hydrolitic rancidity” yang menghasilkan aroma dan rasa tengik pada minyak/lemak.
Reaksi: O
CH2 – O – C – R CH2OH
O O CH – O – C – R + 3H – OH CHO + 3RCOOH
O
CH2 – O – C – R CH2OH
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
2. Oksidasi
Reaksi ini menyebabkan ketengikan pada minyak/lemak. terdapatnya sejumlah O2 serta logam-logam seperti tembaga (Cu), seng (Zn) serta
logam lainnya yang bersifat sebagai katalisator oksidasi dari minyak/lemak. Proses oksidasi ini akan bersifat sebagai katalisator aldehid dan keton serta asam-asam lemak bebas yang akan menimbulkan bau yang tidak disenangi. Proses ini juga menyebabkan terbentuknya peroksida. Untuk mengetahui tingkat ketengikan minyak/lemak dapat ditentukan dengan menentukan jumlah peroksida yang terbentuk pada minyak/lemak tersebut.
Reaksi:
H H
R – (CH2)n –C = C – H + O2 R – (CH2)n – C – C – H
H H O O
asam lemak peroksida
R – (CH2)n–C = O + –C–OH
H O aldehid keton 3. Hidrogenasi
Tujuan dari proses ini adalah untuk menjernihkan ikatan rangkap dari rantai atom karbon C asam lemak pada minyak/lemak. Reaksi ini dilakukan dengan menggunakan hidrogen murni ditambah dengan serbuk nukel sebagai katalisator yang mengakibatkan kenaikan titik cair dari asam lemak dan juga menjadikan minyak/lemak tahan terhadap oksidasi akibat hilangnya ikatan rangkap.
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
Reaksi esterifikasi bertujuan untuk merubah asam-asam lemak dari trigliserida dalam bentuk ester. Minyak dan lemak juga mengandung komponen non gliserida dalam jumlah kecil. Non-gliserida akan menyebabkan aroma, warna, rasa yang kurang disenangi konsumen. Komponen-komponen non-gliserida ini adalah:
Komponen yang karut dalam minyak
Misalnya: asam-asam lemak bebas, pigmen, gliserol, fosfatida dan lendir. Komponen yang tersuspensi
Misalnya: karbohidrat, senyawa-senyawa yang mengandung nitrogen, dll (Ketaren, 1986).
2.3 Gliserol
Gliserol merupakan tryhydric alcohol C2H5(OH)3 atau 1,2,3-propanetriol.
Struktur kimia dari gliserol adalah sebagai berikut: CH2OH
CHOH CH2OH
Pemakaian kata gliserol dan gliserin sering membuat orang bingung. Gliserol dan gliserin adalah sama, tetapi pemakaian kata gliserol biasa dipakai jika kemurnian rendah (masih terkandung dalam air manis) sedangkan pemakaian kata gliserin dipakai untuk kemurnian yang tinggi. Tetapi secara umum, gliserin merupakan nama dagang dari gliserol.
Gliserol dapat dihasilkan dari berbagai hasil proses, seperti:
1) Fat splitting, yaitu reaksi hidrolisa antara air dan minyak menghasilkan gliserol dan asam lemak.
CH2RCOO CH2OH
CHRCOO + 3H2O 3R-COOH + CHOH
CH2RCOO CH2OH
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
2) Saponifikasi lemak dengan NaOH, menghasilkan gliserol dan sabun. CH2RCOO CH2OH
CHRCOO + 3NaOH 3R-COONa + CHOH CH2RCOO CH2OH
Triasilgliserol Sodium hidroksida Sabun Gliserin
3) Transesterifikasi lemak dengan methanol menggunakan katalis NaOCH3
(sodium methoxide), menghasilkan gliserol dan metil ester.
CH2RCOO CH2OH
CHRCOO + 3CH3OH 3 RCOOCH3 + CHOH
CH2RCOO CH2OH
Triasilgliserol Metanol Metil ester Gliserin
Gliserol yang dihasilkan dari hidrolisa lemak atau minyak pada unit fat Splitting ini masih terkandung dalam air manis (sweet water). Kandungan gliserol dalam air manis biasanya diuapkan untuk mendapatkan gliserol murni (gliserin). Biasanya untuk pemurnian gliserol ini memerlukan beberapa tahap proses, seperti:
1. Pemurnian dengan sentrifuse 2. Evaporasi
3. Filtrasi
Tujuan dari sentrifuse ini adalah untuk menghilangkan asam lemak bebas sisa dan kotoran padat yang masih ada dalam air. Untuk operasi ini digunakan pemisah sentrifuse. Padatan air manis ini sangat mahal karena kadar gliserol dalam air manis biasanya rendah yaitu sekitar 10-12%. Pada proses recovery gliserol dari sweet water dilakukan dengan menggunakan triple effect evaporator. Untuk menuapkan 1kg air diperlukan 1,1 kg uap. Tekanan evaporator pertama 1 atm, evaporator kedua 3 atm dan evaporator ketiga 5 atm. Pada operasi pabrik ini, konsumsi uap dapat berkurang sampai 350 kg per 1000 kg air yang diuapkan.
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
pangsa pasar. Bila mutu gliserol yang dihasilkan masih kurang baik maka gliserol tersebut harus dimurnikan dengan cara destilasi. (Tambun, 2006)
2.3.1 Kegunaan Gliserol
1. Kosmetik; digunakan sebagai body agent, emollient, humectant, lubricant, solven. Biasanya dipakai untuk skin cream dan lotion, shampoo dan hair conditioner, sabun dan detergen.
2. Dental cream; digunakan sebagai humectant.
3. Peledak; digunakan untuk membuat nitroglycerine sebagai bahan dasar peledak.
4. Industri makanan dan minuman; digunakan sebagai solven emulsifier, conditioner, freeze preventer dan coating. Digunakan dalam industri minuman anggur dan minuman lainnya.
5. Industri logam; digunakan untuk pickling, quenching, stripping, electroplating, galvanizing dan solfering.
6. Industri kertas; digunakan sebagai humectant, plasticizer, softening agent, dan lain-lain.
7. Industri farmasi; digunakan untuk antibiotik, capsule dan lain-lain. 8. Photography; digunakan sebagai plasticizing.
9. Resin; digunakan untuk polyurethanes, epoxies, phtalic acid dan malic acid resin.
10.Industri tekstil; digunakan lubricating, antistatic, antishrink, waterproofing dan flameproofing.
11.Tobacco; digunakan sebagai humectant, softening agent dan flavor enhancer.
2.3.2 Sifat-sifat Gliserol
Tabel 2.5 Sifat Fisika Gliserol
Molecular Weight 92.09
Boiling point 290 (760 mmHg)
Melting point 18.17 oC
Freeze point (66.7 % glycerol solution) – 46.5 oC
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
Refractive index (Nd20) 1.47399
Flash point (99 % glycerol) 177 oC
Fire point (99 % glycerol) 204 oC
Autoignition point (on platinum) 523 oC
(on glass) 429 oC
Heat of combustion 397.0 kcal per gram
Surface tension 63.4 dynes cm (20 oC)
58.6 dynes cm (90 oC) 51.9 dynes cm (150 oC)
Cofficient of thermal expansion 0.0006115 (15-25 oC Temp. interval)
0.000610 (20-25 oC Temp. interval)
Thermal conductivity 0.000691 cal cm deg/sec (oC)
Heat of formation 159.8 kcal/mol (25 oC)
Heat of fusion 47.5 cal/mol
Heat of vaporization 21,060 cal/mol (25 oC)
19,300 cal/mol (105 oC) 18,610 cal/mol (175 oC) (Tambun, 2006)
2.4 Sifat- sifat Bahan Baku
2.4.1 Minyak Jagung
1. Bilangan asam : 0,040- 0,100 2. Flavor : Lembut 3. Cold test : yersih 4. Bilangan penyabunan : 189- 191 5. Bilangan Iodium : 93- 96 6. Bilangan Hehner : 93- 96 7. Titik Beku (0C) : -20 - -100 8. Titik cair ( 0F) : 4- 12 9. Titik nyala ( 0F) : 575- 640 10.Titik baker ( 0F) : 590- 700
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
2.4.2 NaOH
1. Berat Molekul : 40 gr/ mol 2. Titik didih : 318,40C 3. Titik lebur : 13900C
4. Spesifik gravity : 2,130 ( pada suhu 300C)
5. Berbentuk padatan yang berwarna putih.
6. Sangat mudah larut dalam etanol, etil ester, dan gliserol 7. tidak mudah larut dalam aseton, eter
8. merupakan suatu basa yang kuat 9. Dapat menyerap uap air dari udara 10.Bersifat korosif
11.Bereaksi dengan asam membentuk garam dan air 12.Merupakan hasil elektrolisis dari natrium klorida
13.bereaksi dengan etil asetat menghasilkan sabun (natrium asetat) dan alkohol.
(Perry, 1984) 2.4.3 Air (H2O)
1. Merupakan cairan tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak berbau
2. Merupakan elektrolit lemah dan dapat terionisasi menjadi H3O+ dan OH+
3. Berat molekul : 18,016 gr/grmol
4. Rumus molekul : H2O
5. Densitas : 1 gr/ml
6. Titik nyala : 00C
7. Viskositas : 0,01002 P
8. Panas spesifik : 1 kal/g
9. Tekanan uap : 760 mmHg
10.Tegangan permukaan : 73 dyne/cm
11.Panas laten : 80 kal/g
12.Indeks bias : 1,333
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
2.5 Proses Pembuatan Gliserol
2.5.1 Fat Splitting
Merupakan reaksi hidrolisa antara air dan minyak yang menghasilkan gliserol dan asam lemak, membentuk reaksi seperti berikut:
R _ CO _ OCH2 CH2OH
R _ CO + OCH + 3H2O 3R-COOH + CHOH
R _ CO _ OCH2 CH2OH
Gliserida Gliserol
Dimana 3 molekul fatty acid dan 1 molekul gliserol dihasilkan dari 1 molekul trigliserida. Jika di buat ke dalam timbangan berat molekul dianggap R adalah Stearic acid, dan itu dapat dilihat pada hasil proses hidrolisis dipertambahan berat (fatty acid dengan gliserol) seharusnya penjumlahan 3 molekul air.
Tetapi nyatanya:
Berat molekul stearic trigliserida 852
Berat 3 molekul air 54
Total 906
Berat 3 molekul stearic acid 852 Berat 1 molekul gliserin 98
Total 950
Dari data tersebut dapat dilihat bahwa pertambahan pada berat terjadi hamper hanya karena menghasilkan gliserol, dan secara teoritis penambahan menunjukkan kira-kira 5% berat bahan fatty acid dipisahkan. Pemurnian gliserol pada fat splitting biasanya memerlukan beberapa tahap proses seperti:
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
- Filtrasi
Adapun kelebihan dan kekurangan dari fat splitting dapat dilihat pada table 2.6.
Tabel 2.6 Kelebihan dan Kekurangan dari Fat Splitting
Kelebihan Kekurangan
1. Reaksi dapat dilakukan pada suhu 2400C-2600C dan tekanan 45-50 bar,
2. Pada proses ini derajat pemisahan mampu mencapai 99%.
1. Proses tersebut memerlukan energi yang tinggi,
2. Memerlukan investasi peralatan yang mahal,
3. Mutu produk yang dihasilkan tidak terlalu baik ditinjau dari warna dan baunya sebagai akibat proses panas tersebut (Brady et al, 1988)
4. Memerlukan katalis (Rahayu, 2006)
2.5.2. Saponifikasi
Proses saponifikasi, yaitu hidrolisis lemak menjadi asam lemak dan gliserol dalam kondisi basa. Pembuat kondisi basa yang biasanya digunakan adalah NaOH (natrium/sodium hidroksida).
Komponen trigliserida: - Trimiristat : 0,1 % - Tripalmitat : 10 % - Tristearat : 2,5 % - Trioleat : 30 % - Trilinoleat : 56 %
Reaksi saponifikasi trigliserida dengan larutan alkali:
CH2_ O _ COOR1 CH2_ OH R1COO _ O _ Na
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
CH _ O _ COOR2 + 3NaOH CH _ OH + R2COO _ O _ Na
CH2 _ O _ COOR3 CH2 _ OH R3COO _ O _ Na
Trigliserida Larutan álkali Gliserol Sabun
Reaksi ini adalah dasar untuk industri penghasil sodium soaps. Jira soda abu digantikan dengan álkali hidroksida yang lain seperti Potas (KOH), Potassium soaps. Namun sebaliknya jika fatty acid menghasilkan reaksi senyawa-senyawa metal seperti aluminium hidroksida, dan bentuk sabun metal.
Secara komersial sabun dapat larut dalam air seperti sodium dan potassium soaps saat ini banyak digunakan untuk membuat detergen dan sabun. Oils soaps yang dapat larut seperti metal dapat digunakan sebagai pelumas. Fatty acid penting sekali untuk mengetahui nilai netralisasi, karena itu usuran berat molekul lemak saat itu penting sekali pada reaksi saponifikasi.
Reaksi saponifikasi bisa juga akibat adanya trigliserida dan alkali, serta tempat terbentuk sabun dan gliserol dilepaskan. Demikian untuk mengetahui nilai saponifikasi pada trigliserida akan diperoleh berat molekul.
Adapun kelebihan dan kekurangan dari proses saponifikasi dapat dilihat pada tabel 2.7.
Tabel 2.7 Kelebihan dan Kekurangan dari Proses Saponifikasi
Kelebihan Kekurangan
1. Reaksinya berlangsung satu arah dan tidak reversible,
2. Sabun yang dihasilkan dapat larut dalam air,
3. Saponifikasi lemak terjadi pada campuran yang beroperasi pada 1000C dan 3,5 kg/cm2.
1. Memerlukan katalis, 2. Reaksinya lambat.
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
2.5.3. Transesterifikasi
Adalah lemak dengan metanol ditransesterifikasi menggunakan katalis NaOCH3 (sodium methoxide), menghasilkan gliserol dan metil ester. Reaksi
esterifikasi adalah kebalikan dari hidrolisis. Ester dapat mengganti ion hidrogen menjadi asam (fatty acid). Dengan golongan alkohol, seperti metil alkohol, dan sebagainya akan diperlihatkan reaksi dibawah:
R _ COOH + OHCH3 R _ COOCH3 + H2O
Jika metil alkohol digunakan, maka gliserol akan membentuk trigliserida. Reaksinya sebagai berikut:
Gliserol + Fatty acid Trigliserida
Proses esterifikasi tidak akan berhasil jika tidak semua golongan 3-OH digabungkan dengan radikal asam, tetapi akan membentuk monogliserida dan digliserida. Untuk menghindari bentuk hasil seperti itu dan untuk mendapatkan trigliserida sebanyak mungkin harus dilakukan analisis kimia.
Dalam esterifikasi dapat juga terjadi dengan alkohol dan gliserol, dapat dilihat pada reaksi antara fatty acid dan etil alkohol dibawah:
R _COOH + C2H5OH R _ COOC2H5 + H2O
Ester alkohol selalu mempunyai 5-6 atom karbon, satu diantaranya dengan 6 atom karbon (saccharose, sorbitol, fructose) bisa mendapat perhatian, karena ester mempunyai aplikasi yang penting dalam industri.
Adapun kelebihan dan kekurangan dari proses transesterifikasi dapat dilihat pada tabel 2.8.
Tabel 2.8 Kelebihan dan Kekurangan dari proses Transesterifikasi
Kelebihan Kekurangan
1. Trigliserida dapat dengan mudah ditransesterifikasi secara batchwise pada tekanan atmosfer dan suhu 600C-700C dengan metanol berlebih dan menggunakan alkalis alkalin.
1. Memerlukan katalis,
2. Proses tersebut memerlukan energi yang tinggi,
3. Memerlukan investasi peralatan yang mahal,
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
memindahkan asam lemak bebas dari minyak yaitu dengan cara pemurnian atau preesterifikasi sebelum proses transesterifikasi. (Rahayu, 2006)
Berdasarkan uraian diatas, maka dipilih proses saponifikasi dalam Pra rancangan Pabrik Pembuatan Gliserol dari Minyak Jagung Mentah.
2.6 Deskripsi Proses
1. Tahap Persiapan Bahan Baku
NaOH yang dimasukkan ke dalam gudang (G-01) kemudian diangkut dengan menggunakan bucket elevator (BE-01), kemudian dimasukkan kedalam
mixer (M-01) dan dilarutkan dengan air proses dengan suhu 25oC sampai
konsentrasi masing-masing 40% NaOH dan 60% air.
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
2. Tahap Reaksi Saponifikasi
Minyak jagung dan larutan NaOH dipompakan ke dalam reaktor (R-01) dan dipanaskan dengan steam pada temperatur 100oC untuk dihomogenkan dan sekaligus bereaksi membentuk sabun dan gliserol. Asumsi konversi reaksi pada proses saponifikasi adalah 90%.
Reaksi saponifikasi yang terjadi adalah sebagai berikut :
CH2_ O _ COR1 CH2_ OH R1CO _ O _ Na
CH _ O _ COR2 + 3NaOH CH _ OH + R2CO _ O _ Na
CH2 _ O _ COR3 CH2 _ OH R3CO _ O _ Na
Trigliserida Larutan álkali Gliserol Sabun
Hasil proses saponifikasi yang berupa campuran gliserol dengan sabun dipompakan ke unit pemisah separator (SP-01) yang bekerja dengan prinsip perbedaan densitas. Pada unit ini akan terbentuk dua lapisan, yaitu lapisan sabun pada bagian atas dan lapisan gliserol pada bagian bawah. Gliserol yang dihasilkan ditampung pada tangki produk bawah separator (T-05). Dari tangki produk bawah separator, gliserol dipompakan ke evaporator (E-01) untuk menguapkan air dari gliserol dengan media pemanas yang digunakan adalah steam dengan temperatur 1400C. Agar diperoleh gliserol pada suhu 30oC, maka gliserol tersebut dimasukkan kedalam cooler (C0-01) dengan air pendingin 25oC, kemudian gliserol tersebut dipompakan kedalam tangki produk (T-07) dengan kondisi temperatur 30oC.
3. Tahap Pengolahan Produk Samping (Sabun Cair)
Sabun cair yang telah dipisahkan dari gliserol ditampung didalam tangki pencampuran (TP-01). Kemudian pewangi Limonene sebanyak 0,15% disimpan dalam tangki pewangi (T-02) dan pewarna Tartrazine sebanyak 0,075% disimpan dalam tangki pewarna (T-03) dipompakan kedalam tangki pencampuran dengan
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009. T-04 T-03 T-02 T-06 SP-01 T-07 T-08 T-09 Air Pendingin Kondensat Air buangan Gliserol 88% Pewarna Tartrazine 0,06 kg/jam Pewangi Limonene 0,123 kg/jam M.jagung T= 250C P= 1 atm
Larutan NaOH T= 250C P= 1 atm Konversi 15 hari
Gliserol T= 800C
Gliserol T= 800C P= 1atm
M. jagung NaOH T= 800C P= 1 atm Konversi 1 jam
Sabun Pewarna Pewangi E-01 T-01 T-02 T-03 T-04 T-05 T-06 T-07 T-08 T-09 FP-01 TS-01 TM-01 E-01 CD-01 SP-01 G- 01 Kode Keterangan Steam
T= 1000C
Steam T= 1250
C
Steam T= 1000C
Sabun Gliserol T= 800C P= 1 atm Konversi Gliserol: 98% FP-01 TS-01 TM-01 NaOH 60% Air 40% T-05 Steam Abu G-01 1 2 4 3 5 6 11 10 12 7 8 9 FC FC FC FC FC TC FC FC LC LC LC LC FC FC TC FC LC LC TC TC
DIGAMBAR OLEH : NAMA
NIM
RITA AGUSTINA PURBA 080425031 DISETUJUI OLEH : PEMBIMBING 1
NIP PEMBIMBING 2 NIP
M.HENDRA GINTING, ST.MT 132 243 713 Ir. RENITA MANURUNG, MT 132 163 646
TANPA SKALA
DIAGRAM ALIR PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN GLISEROL DARI MINYAK MENTAH JAGUNG
DENGAN KAPASITAS 60.000 TON/TAHUN DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2009
TANGGAL TANDA TANGAN
LAJU ALIR KOMPONEN Alur 1 Alur 2 Alur 3 Alur 4 Alur 5
Minyak Jagung (kg/jam) 8.177,48 - 8.148,148 - -Abu (kg/jam)
NaOH (kg/jam) H2O (kg/jam)
Alur 6 Alur 7 Alur 8 Alur 9 Alur 10 Alur 11 Alur 12
Pewangi (kg/jam) Pewarna (kg/jam) Sabun Cair (kg/jam) Gliserol (kg/jam)
Total (kg/jam)
- 29,332 - - -
-- - - 925,9 - - -
-- - - 2,039
-- - - 2.716,048 2.716,048 - 2.444,444 1.444,444 1000 - -
-- - - 1,019 -
-- - - - 814,815 - - -
-- - - - 925,9 2.039,32 - - - 2.042,378
- - - - 7.333,333 - 7.333,333 - 7.333,333 - -
-- - -
-Temperatur (0C)
8.177,48 29,332 8.148,148 3.668,948 11.817,096 2.039,32 9.777,777 1.444,444 8.333,333 1,019 2,039 2.042,378
30 30 30 30 80 80 80 125 80 80 80 80
Impurities (kg/jam)
Tekanan (atm) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Tangki Larutan NaOH Tanki NaOH
Tanki Minyak Jagung Mentah Tanki Pewangi
Tanki Pewarna Tanki Penampung
Tanki Produk Bawah Separator Tanki Produk Samping Tanki Produk Filter Press Tanki Saponifikasi Tanki Pencampuran sabun Evaporator
Kondensor Separator
Gudang Penyimpanan Produk
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
BAB III
NERACA MASSA
Kapasitas Produksi = 60.000 ton/tahun = 8.333,333 kg/jam Basis perhitungan = 1 jam operasi
Satuan = kg/jam
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
3.1. Evaporator (E-01)
Tabel 3.1 Hasil Neraca Massa pada Evaporator Komponen Masuk (kg/jam)
Alur 11
Keluar (kg/jam)
Alur 12 Alur 13
1. Gliserol 2. Air 3. Uap air
7.333,333 2.444,444
7.333,333 1000
1.444,444 Jumlah 9.777,777 8.333,333 1.444,444
Total 9.777,777 9.777,777
3.2. Reaktor (R-01)
Tabel 3.2 Hasil Neraca Massa pada Reaktor
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
Alur 8
Alur 6 Alur 7
1. Trigliserida 2. Gliserol 3. NaOH
H2O
4. Sabun
952,9 2.716,048
8.148,148
814,815 7.333,333 2.716,048 952,9 Jumlah 3.668,948 8.148,148 11.817,096
Total 11.817,096 11.817,096
[image:37.595.106.543.142.597.2]3.3. Separator (SP-01)
Tabel 3.3 Hasil Neraca Massa pada Separator
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
Alur 8 Alur 9 Alur 10
1. Gliserol 2. Sabun 3. Trigliserida 4. Air
7.333,333 952,9 814,815 2.716,048
7.333,333
2.444,444
2.039,32
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
Jumlah 11.817,096 9.777,777 2.039,32 Total 11.817,096 11.817,096
3.4. Tangki Pencampuran (TP-01)
3.4 Hasil Neraca Massa pada Tangki Pencampuran
Komponen Masuk (kg/jam)
Alur 10 Alur 15 Alur 16
Keluar (kg/jam)
Alur 17
1. Sabun 2. Pewangi 3. Pewarna
2.039,32
3,0589 1,5295
2.043,908
Jumlah 2.039,32 1,5295 3,0589 2.043,908
Total 2.043,908 2.043,908
[image:38.595.109.567.180.556.2]3.5. Vibrating Filter (VF-01)
Tabel 3.5 Hasil Neraca Massa pada Filter Press
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
Alur 1 Alur 2 Alur 3
1. Trigliserida (minyak jagung):
2. Abu
8.177,48
29,332
8.148,148
Jumlah 8.177,48 29,332 8.148,148
Total 8.177,48 8.177,48
BAB IV
NERACA ENERGI
Temperatur referensi = 250C
Satuan = kkal/jam
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
1. Mixer (M-01)
Tabel 4.1 Neraca Energi pada Mixer (M-01)
Komponen Masuk (kkal/jam) Keluar (kkal/jam) alur (4) alur (5) alur (6) NaOH
Air
2.282,1955
13.580,24
2.282,1955 13.580,24
Total 2.282,1955 13.580,24 15.862,4355
15.862,4355 15.862,4355
[image:39.595.114.523.294.556.2]2. Reaktor (R-01)
Tabel 4.2 Neraca Energi pada Reaktor (R-01)
Komponen Masuk (kkal/jam) Keluar (kkal/jam) alur (6) alur (7) alur (8) NaOH
Air
Minyak jagung Gliserol
Sabun Panas reaksi Steam
2.282,1955 13.580,24
15.693,333
1.248,1725 391.108,281
149.382,64 17.262,671
232.319,989 24.946,922
Total 15.862,4355 408.049,7865 423.912,222 423.912,222 423.912,222
3. Separator ( SP-01)
Tabel 4.3 Neraca Energi pada Separator (SP-01)
Komponen Masuk (kkal/jam) Keluar (kkal/jam) alur (8) alur (9) alur (10) Gliserol
Sabun cair
232.319,989 24.946,922
232.319,989
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
Trigliserida Air
17.262,671
149.382,64 134.444,42
17.262,671 14.938,275
Total 423.912,222 366.764,409 57.147,868 423.912,222 423.912,222
[image:40.595.108.514.192.682.2]4. Tangki Produk Bawah Separator ( T-05)
Tabel 4.4 Neraca Energi pada Tangki Produk Bawah Separator (T-05)
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) alur (9) alur (11) Gliserol
Air
232.319,989 134.444,42
232.319,989 134.444,42
Total 366.764,409 366.764,409
5. Evaporator ( E-01)
Tabel 4.5 Neraca Energi pada Evaporator (E-01)
Komponen Masuk (kkal/jam) Keluar (kkal/jam) alur (11) alur (12) alur (13) Gliserol
Air
Panas penguapan Panas yang dilepas
232.319,989 134.444,42
1.897.810,123
401.279,982 762.257
1.101.037,55
Total 2.264.574,532 1.163.536,982 1.101.037,55 2.264.574,532 2.264.574,532
6. Cooler ( CO-01)
Tabel 4.6 Neraca Energi pada Cooler (CO-01)
Komponen Masuk (kkal/jam) Keluar (kkal/jam) alur (12) alur (14) Gliserol
Air
Panas yang diserap
401.279,982 762.257
-1.137.416,983
21.119,999 5.000
Total 26.119,999 26.119,999
BAB V
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
5.1 Gudang NaOH (G-01)
Fungsi : Menyimpan bahan NaOH,direncanakan untuk kebutuhan 10 hari
Jumlah : 1 unit
Bentuk : Persegi panjang Bahan konstruksi : Beton
Kondisi penyimpanan : T = 300C, P = 1 atm Kebutuhan NaOH : 952,9 kg/jam Volume gudang : 128,843 m3 Tinggi gudang : 3,182 m Panjang gudang : 6,364 m Lebar gudang : 6,364 m
5.2 Bucket Elevator (BE-01)
Fungsi : Mengangkut NaOH dari gudang penyimpanan ke mixer (M-01)
Jenis : Spaced – Bucket Centrifugal – Discharge Elevator Bahan : Commercial Steel
Tinggi elevator : 25 ft = 7,62 m Daya : 0,332 Hp
5.3 Mixer (M-01)
Fungsi : Membuat larutan NaOH
Bentuk : Silinder tegak, alas datar dan tutup ellipsoidal Bahan : Stainless Steel, SA-316 grade C
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi : T = 30 oC ; P = 1 atm Kebutuhan rancangan : 1 jam
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
Tinggi Silinder : 3,265 m Tinggi Head : 0,612 m
5.4 Tangki Minyak Jagung (T-01)
Fungsi : Tempat penyimpanan minyak jagung mentah untuk kebutuhan 7 hari.
Bentuk : Silinder vertikal dengan tutup berbentuk ellipsoidal dan alas berbentuk datar.
Bahan Konstruksi : Carbon steel, SA-283 Grade C Jumlah : 4 unit
Suhu : T = 30 oC, P = 1 atm Volume : 509,213 m3
Diameter Tangki : 7,562 m Tinggi Tangki : 11,974 m Tinggi Silinder : 10,083 m Tinggi Head : 1,891 m
5.5 Vibrating Filter (VF-01)
Fungsi : memisahkan partikel ampas dari minyak jagung Jenis : vibrating filter
Bahan konstruksi : All 316 Stainless steel Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi : - Temperatur (T) = 30oC - Tekanan (P) = 1 atm
Vibrating filter industrial top coat-nowata proguard
- laju alir bahan = 12,54s l/min
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
Fungsi : untuk menampung minyak jagung dari vibrating filter . Bentuk : Silinder vertikal dengan tutup berbentuk ellipsoidal dan
alas berbentuk datar. Jumlah : 1 unit
Bahan kontruksi : Carbon steel, SA-283 Grade C Suhu : T = 30 0C, P = 1 atm Volume : 761,081 m3
Diameter Tangki : 5,994 m Tinggi Tangki : 9,491 m Tiggi Silinder : 7,992 m Tinngi Head : 1,499 m Tebal plat : 2 in
5.7 Reaktor (R-01)
Fungsi : tempat terjadinya reaksi saponifikasi antar trigliserida dan NaOH.
Jenis : Silinder vertikal, alas dan tutup elipsoidal Jenis pengaduk : marine propeller tiga daun
Bahan konstruksi : Stainless Steel, SA-240 tipe 410 Jumlah : 1 unit
Kondisi penyimpanan : T = 800C, P = 1 atm Diameter : 1,642 m
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
5.8 Separator (SP-01)
Fungsi : Untuk memisahkan sabun cair dengan gliserol dan impurities berdasarkan gaya gravitasi. Lama pemisahan 10 menit.
Kondisi : T = 80 0C, P = 1 atm
Jenis : Silinder tegak, alas dan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : Carbon Steel, SA-283 Grade C
Jumlah : 1 unit Diameter Tangki : 1,533 m Tinggi Tangki : 2,427 m Tinggi silinder : 2,044 m Tinggi Head : 0,383 m Tebal plat : 1 ½ in
5.9 Tangki Produk Bawah Separator (T-04)
Fungsi : untuk menampung gliserol hasil pemisahan pada separator. Jenis : Silinder tegak, alas dan tutup elipsoidal
Bahan konstruksi : Carbon Steel, SA-283 grade C Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi : T = 80 oC, P = 1 atm Volume Tangki : 243,454 m3
Diameter Tangki : 5,913 m Tinggi Tangki : 9,362 m Tinggi Silinder : 7,884 m Tinggi Head : 1,478 m
5.10 Evaporator (E-01)
Fungsi : untuk menguapkan air dari produk gliserol Jenis : Long Tube Vertical
Bahan : Carbon steel,SA-283 grade C Jumlah : 1 unit
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
Diameter tangki : 2,019 m Tinggi tangki : 3,197 m Tinggi Silinder : 2,692 m Tinggi Head : 0,505 m Panjang koil : 3,715 m Tebal plat : 1 ½ in Panjang Koil : 13,044 ft Jumlah lilitan : 7 lilitan
Tebal plat : 2 in
5.11 Cooler (CO-01)
Fungsi : Menurunkan suhu glukosa dari 1200C menjadi 300C Jenis : 1-2 Shell and tube
Jumlah : 1 Unit Shell side
Shell ID : 35 in Baffle space : 5 in Tube side
Diameter luar : ¾ in
BWG : 18
Pitch : 1 in. triangular pitch
Panjang tube : 15 ft
5.12 Tangki Produk (T-05)
Fungsi : menampung produk gliserol selama 10 hari Jenis : Silinder tegak, alas datar dan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : Carbon Steel, SA-283 grade C
Jumlah : 5 unit
Kondisi operasi : T = 100 0C, P = 1 atm Volume tangki : 396,578 m3
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
Tinggi tangki : 18,823 m Tinggi silinder : 15,85 m Tinggi head : 2,973 m Tebal plat : 2 ½ in
5.13 Tangki Pewangi (T-02)
Fungsi : menampung larutan pewangi selama 10 hari. Jenis : Silinder tegak, alas datar dan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : Carbon Steel, SA-283 grade C
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi : T = 30 oC, P = 1 atm Volume tangki : 0,6432 m3
Diameter tangki : 0,817 m Tinggi tangki : 1,293 m Tinggi silinder : 1,089 m Tinggi head : 0,204 m Tebal plat : 1 ½ in
5.14 Tangki Pewarna (T-03)
Fungsi : menampung larutan pewarna selama 10 hari. Jenis : Silinder tegak, alas datar dan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : Carbon Steel, SA-283 grade C
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi : T = 30 oC, P = 1 atm Volume tangki : 0,322 m3
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
5.15 Tangki Pencampuran (TP-01)
Fungsi : tempat mencampur sabun cair dengan pewangi dan pewarna.
Jenis : Silinder tegak, alas datar dan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : Carbon Steel, SA-283 grade C
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi : T = 80 oC, P = 1 atm Volume tangki : 208,311 m3
Diameter tangki : 5,614 m Tinggi tangki : 8,889 m Tinggi silinder : 7,485 m Tinggi head : 1,404 m Tebal plat : 2 in
5.16 Tangki Produk Samping (T-06)
Fungsi : menampung produk sabun cair untuk kebutuhan 10 hari
Jenis : Silinder tegak, alas datar dan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : Carbon Steel, SA-283 grade C
Jumlah : 2 unit Volume tangki : 285,814 m3 Diameter tangki : 6,238 m Tinggi tangki : 9,877 m Tinggi silinder : 8,317 m Tinggi head : 1,559 m Tebal plat : 1/8 in
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
Fungsi : Memompakan minyak jagung ke vibrating filter Jenis : Centrifugal pump
Bahan konstruksi : Commersial steel Jumlah : 1 unit
Schedule number : 40
Nominal size pipe : 2 ½ in
Diameter dalam pipa : 2,469 in (0,2057 ft) Diameter luar pipa : 2,88 in (0,2399 ft) Tebal dinding : 0,2030 in (0,0169ft) Luas muka : 4,79 in2 (0,3991 ft2) Bilangan Reynold : 65,533
Tinggi pemompaan : 30 ft
Kerja pompa : 30,026 ft.lbf/lbm Daya maksimum pompa : 1/2 Hp
5.18 Pompa II (P-02)
Fungsi : Memompakan minyak jagung ke vibrating filter ke tangki penampung
Jenis : Centrifugal pump Bahan konstruksi : Commersial steel Jumlah : 1 unit
Schedule number : 40
Nominal size pipe : 2 ½ in
Diameter dalam pipa : 2,469 in (0,2057 ft) Diameter luar pipa : 2,88 in (0,2399 ft) Tebal dinding : 0,2030 in (0,0169ft) Luas muka : 4,79 in2 (0,3991 ft2) Bilangan Reynold : 65,533
Tinggi pemompaan : 30 ft
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
5.19 Pompa III (P-03)
Fungsi : Memompakan minyak jagung ke vibrating filter ke tangki penampung
Jenis : Centrifugal pump Bahan konstruksi : Commersial steel Jumlah : 1 unit
Schedule number : 40
Nominal size pipe : 2 ½ in
Diameter dalam pipa : 2,469 in (0,2057 ft) Diameter luar pipa : 2,88 in (0,2399 ft) Tebal dinding : 0,2030 in (0,0169ft) Luas muka : 4,79 in2 (0,3991 ft2) Bilangan Reynold : 65,533
Tinggi pemompaan : 30 ft
Kerja pompa : 30,026 ft.lbf/lbm Daya maksimum pompa : 1/2 Hp
5.20 Pompa IV (P-04)
Fungsi : memompakan larutan NaOH ke reaktor Jenis : centrifugal pump
Bahan konstruksi : commersial steel
Jumlah : 1 unit
Schedule number : 40
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
Tebal dinding : 0,2030 in (0,0169ft) Luas muka : 4,79 in2 (0,3991 ft2) Bilangan Reynold : 27,102
Tinggi pemompaan : 30 ft
Kerja pompa : 30,0009 ft.lbf/lbm Daya maksimum pompa : 1/8 Hp
5.21 Pompa V (P-05)
Fungsi : Memompakan minyak jagung ke vibrating filter ke tangki penampung
Jenis : centrifugal pump Bahan konstruksi : commersial steel Jumlah : 1 unit
Schedule number : 40
Nominal size pipe : 1 ½ in
Diameter dalam pipa : 1,610 in (0,1341 ft) Diameter luar pipa : 1,9 in (0,1583 ft) Tebal dinding : 0,145 in (0,0121 ft) Luas muka : 2,04 in2 (0,1699 ft2) Bilangan Reynold : 0,44
Tinggi pemompaan : 30 ft
Kerja pompa : 30 ft.lbf/lbm Daya maksimum pompa : 1/8 Hp
5.22 Pompa VI (P-06)
Fungsi : memompakan pewarna ke tangki pencampuran. Jenis : centrifugal pump
Bahan konstruksi : commersial steel Jumlah : 1 unit
Schedule number : 40
Nominal size pipe : 1 ½ in
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
Diameter luar pipa : 1,9 in (0,1583 ft) Tebal dinding : 0,145 in (0,0121 ft) Luas muka : 2,04 in2 (0,1699 ft2) Bilangan Reynold : 0,252
Tinggi pemompaan : 30 ft
Kerja pompa : 30 ft.lbf/lbm Daya maksimum pompa : 1/8 Hp 5.23 Pompa VII (P-07)
Fungsi : memompakan produk hasil saponifikasi ke separator.
Jenis : centrifugal pump Bahan konstruksi : commersial steel
Jumlah : 1 unit
Schedule number : 40
Nominal size pipe : 2 ½ in
Diameter dalam pipa : 2,469 in (0,2057 ft) Diameter luar pipa : 2,88 in (0,2399 ft) Tebal dinding : 0,2030 in (0,0169ft) Luas muka : 4,79 in2 (0,3991 ft2) Bilangan Reynold : 421,103
Tinggi pemompaan : 30 ft
Kerja pompa : 30,04 ft.lbf/lbm Daya maksimum pompa : ½ Hp
5.23 Pompa VIII (P-08)
Fungsi : memompakan gliserol ke tangki produk bawah separator.
Jenis : centrifugal pump Bahan konstruksi : commersial steel
Jumlah : 1 unit
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
Nominal size pipe : 2 ½ in
Diameter dalam pipa : 2,469 in (0,2057 ft) Diameter luar pipa : 2,88 in (0,2399 ft) Tebal dinding : 0,2030 in (0,0169ft) Luas muka : 4,79 in2 (0,3991 ft2) Bilangan Reynold : 199,298
Tinggi pemompaan : 30 ft
Kerja pompa : 30,0241 ft.lbf/lbm 5.25 Pompa IX (P-09)
Fungsi : memompakan sabun ke tangki pencampuran Jenis : centrifugal pump
Bahan konstruksi : commersial steel Jumlah : 1 unit
Schedule number : 40
Nominal size pipe : 1 ½ in
Diameter dalam pipa : 1,610 in (0,1341 ft) Diameter luar pipa : 1,9 in (0,1583 ft) Tebal dinding : 0,145 in (0,0121 ft) Luas muka : 2,04 in2 (0,1699 ft2) Bilangan Reynold : 560,862
Tinggi pemompaan : 30 ft
Kerja pompa : 30,009 ft.lbf/lbm Daya maksimum pompa : 1/8 Hp
5.26 Pompa X (P-10)
Fungsi : memompakan gliserol ke evaporator. Jenis : centrifugal pump
Bahan konstruksi : commersial Steel
Jumlah : 1 unit
Schedule number : 40
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
Diameter dalam pipa : 2,469 in (0,2057 ft) Diameter luar pipa : 2,88 in (0,2399 ft) Tebal dinding : 0,2030 in (0,0169ft) Luas muka : 4,79 in2 (0,3991 ft2) Bilangan Reynold : 199,298
Tinggi pemompaan : 30 ft
Kerja pompa : 30,0241 ft.lbf/lbm Daya maksimum pompa : ½ Hp
5.27 Pompa XI (P-11)
Fungsi : memompakan sabun cair ke tangki produk samping.
Jenis : centrifugal pump Bahan konstruksi : commersial steel
Jumlah : 1 unit
Schedule number : 40
Nominal size pipe : 1 ½ in
Diameter dalam pipa : 1,610 in (0,1341 ft) Diameter luar pipa : 1,9 in (0,1583 ft) Tebal dinding : 0,145 in (0,0121 ft) Luas muka : 2,04 in2 (0,1699 ft2) Bilangan Reynold : 560,862
Tinggi pemompaan : 30 ft
Kerja pompa : 30,009 ft.lbf/lbm Daya maksimum pompa : 1/8 Hp
5.28 Pompa XII (P-12)
Fungsi : memompakan produk gliserol ke cooler Jenis : centrifugal pump
Bahan konstruksi : commersial steel
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
Schedule number : 40
Nominal size pipe : 2 ½ in
Diameter dalam pipa : 2,469 in (0,2057 ft) Diameter luar pipa : 2,88 in (0,2399 ft) Tebal dinding : 0,2030 in (0,0169ft) Luas muka : 4,79 in2 (0,3991 ft2) Bilangan Reynold : 162,355
Tinggi pemompaan : 30 ft
Kerja pompa : 30,02 ft.lbf/lbm Daya maksimum pompa : ½ Hp
5.29 Pompa XIII (P-13)
Fungsi : memompakan gliserol dari cooler ke tangki produk.
Jenis : centrifugal pump Bahan konstruksi : commersial steel
Jumlah : 1 unit
Schedule number : 40
Nominal size pipe : 2 ½ in
Diameter dalam pipa : 2,469 in (0,2057 ft) Diameter luar pipa : 2,88 in (0,2399 ft) Tebal dinding : 0,2030 in (0,0169ft) Luas muka : 4,79 in2 (0,3991 ft2) Bilangan Reynold : 162,355
Tinggi pemompaan : 30 ft
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
BAB VI
INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA
6.1 Instrumentasi
Instrumentasi merupakan suatu sistem atau susunan peralatan yang dipakai didalam suatu proses kontrol untuk mengatur jalannya suatu proses agar diperoleh hasil sesuai dengan yang diharapkan. Alat – alat instrumentasi dipasang pada setiap peralatan proses dengan tujuan agar para engineer dapat memantau dan mengontrol kondisi dilapangan. Dengan adanya instrumentasi ini pula, para engineer dapat segera melakukan tindakan apabila terjadi kejanggalan dalam proses. Namun pada dasarnya, tujuan pengendalian tersebut adalah agar kondisi proses didalam pabrik mencapai tingkat kesalahan (error) yang paling minimum sehingga produk dapat dihasilkan secara optimal (Considine, 1985).
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
disatukan dalam suatu ruang kontrol yang dihubungkan dengan bangsal peralatan yang dikontrol secara otomatis (Perry, 1999).
Variabel – variabel proses yang biasanya dikontrol atau diukur oleh instrumen adalah (Considine, 1985) :
1. Variabel utama, seperti temperatur, tekanan, laju alir dan level cairan
2. Variabel tambahan, seperti densitas, viskositas, panas spesifik, konduktivitas, pH, humiditas, titik embun, komposisi kimia, kandungan kimia, kandungan kelembaban dan variabel lainnya.
Pada dasarnya suatu sistem pengendalian terdiri dari : 1. Elemen Perasa (Sensing Element / Primary Element)
Elemen yang merasakan (menunjukkan) adanya perubahan dari harga variabel yang diukur.
2. Elemen Pengukur (Measuring Element)
Elemen yang sensitif terhadap adanya perubahan temperatur, tekanan, laju aliran, maupun ketinggian fluida. Perubahan ini merupakan sinyal dari proses dan disampaikan oleh elemen pengukur ke elemen pengontrol. 3. Elemen Pengontrol (Controlling Element)
Elemen yang menerima sinyal kemudian akan segera mengatur perubahan – perubahan proses tersebut sama dengan nilai set point (nilai yang dikehendaki). Dengan demikian elemen ini dapat segera memperkecil ataupun meniadakan penyimpangan yang terjadi.
4. Elemen Pengontrol Akhir (Final Control Element)
Elemen yang akan mengubah masukan yang keluar dari elemen pengontrol kedalam proses sehingga variabel yang diukur tetap berada dalam batasan yang diinginkan dan merupakan hasil yang dikehendaki.
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
perubahan-perubahan yang terjadi pada variabel yang dikontrol. Untuk mengubah variabel-variabel kedalam nilai yang diinginkan maka dilakukan usaha secara manual, instrumen ini bekerja sebagai pencatat (recorder) atau penunjuk (indicator).
Faktor – faktor yang perlu diperhatikan dalam instrumen – instrumen adalah (Peters, dkk. 2004) :
1. Range yang diperlukan untuk pengukuran
2. Level instrumentasi
3. Ketelitian yang dibutuhkan 4. Bahan konstruksinya
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
Instrumentasi yang umum digunakan dalam pabrik dan akan digunakan dalam pra rancangan pabrik pembuatan gliserol dari minyak jagung mentah adalah (Considine, 1985) :
1. Untuk variabel temperatur
a. Temperatur Controller (TC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati temperatur dari suatu alat. Dengan menggunakan TC para engineer juga dapat melakukan pengendalian terhadap peralatan sehingga temperatur peralatan tetap berada dalam range yang diinginkan. TC kadang – kadang juga dapat mencatat temperatur dari suatu peralatan secara berkala melalui Temperatur Recorder (TR)
b. Temperatur Indicator (TI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati temperatur suatu alat.
2. Untuk variabel ketinggian permukaan cairan
a. Level Controller (LC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati ketinggian cairan didalam suatu alat. Dengan menggunakan LC para engineer juga dapat melakukan pengendalian ketinggian cairan didalam peralatan tersebut.
b. Level Indicator (LI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati ketinggian cairan didalam suatu alat. 3. Untuk variabel tekanan
a. Pressure Controller (PC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati tekanan operasi dari suatu alat. Para engineer juga dapat melakukan perubahan tekanan dari peralatan operasi. PC dapat juga dilengkapi pencatat tekanan dari suatu peralatan secara berkala melalui Pressure Recorder (PR)
b. Pressure Indicator (PI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati tekanan operasi dari suatu alat 4. Untuk variabel aliran cairan
a. Flow Controller (FC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.
b. Flow Indicator (FI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati laju alir larutan atau cairan dari suatu alat.
Pada pra rancangan pabrik pembuatan gliserol dari minyak jagung mentah ini,
jenis-jenis instrumen yang digunakan adalah sebagai berikut:
1. Tangki ( T-01, T-02, T-03, T-04, T-04, T-05, T-06, T-07, T-08, T-09, TM-01 )
Instrumen yang digunakan pada tangki adalah Level Indicator (LI) yang berfungsi untuk mengamati ketinggian fluida di dalam tangki. Apabila ketinggian fluida di dalam tangki menurun, maka supply bahan harus segara ditambahkan.
Gambar 6.1 Tangki penyimpanan beserta instrumennya
2. Reaktor ( TS-01)
Instrumen yang digunakan pada reaktor adalah Temperature Controller (TC) yang berfungsi untuk mengamati dan mengontrol temperatur fluida di dalam reaktor. Reaktor dilengkapi dengan sight glass yang berfungsi sebagai Level Controller (LC). Reaktor juga dilengkapi dengan sensing elemen yang peka terhadap perubahan suhu sehingga temperatur reaktor dapat dilihat pada temperatur indikator. Jika suhu terlalu tinggi, maka secara otomatis valve yang terdapat pada aliran steam akan tertutup dan sebaliknya, sehingga suhu dalam reaktor dapat dijaga. Untu