Pabrik Gula dari Nira Siwalan dengan Proses Fosfatasi-Flotasi

(1)

Pabrik Gula dari Nira Siwalan dengan

Proses Fosfatasi-Flotasi

Nurul Istiqomah (2309 030 075) Rini Rahayu (2309 030 088)

Dosen Pembimbing :

Prof.Dr.Ir.Danawati Hari Prajitno, M.Pd

NIP : 19510729 198603 2 001

(2)

Latar Belakang

(3)

Lokasi Pabrik

Pabrik Gula Kristal Nira Siwalan dengan kapasitas

860.000 ton / tahun

produksi nira siwalan

sebanyak 36.500.000 liter per

tahun (BPS, 2010)

(4)

Alasan Pendirian Pabrik Gula dengan bahan baku nira siwalan

• Dapat tumbuh di daerah kapur dan tepi pantai

• Nira siwalan dapat diproduksi sepanjang tahun

• Kadar sukrosa pada nira siwalan sebesar 10,93g/cc

Gb. Nira Siwalan dalam botol

(5)

Dasar Teori

Gula yang digunakan sebagai bahan pemanis dalam kehidupan sehari-hari merupakan sukrosa yaitu disakarida yang terbentuk dari ikatan antara glukosa dan fruktosa. Rumus kimia sukrosa adalah C

₁₂

H

₂₂

O

₁₁

Fosfatasi adalah proses penambahan asam fosfat .

Flotasi merupakan proses pemisahan suatu zat yang

ada didalam zat cair (fluida) maupun gas dengan

prinsip pengapungan

(6)

Sukrosa

^(C₁₂^H₂₂^O₁₁ ⁾

Sifat fisik :

1. Tidak berwarna

2. Larut dalam air dan etanol 3. Tidak larut dalam eter dan kloroform

4. Densitas kristal 1588 kg/m³ (pada 15⁰C)

Sifat kimia :

Dalam suasana asam dan suhu tinggi akan mengalami inverse menjadi glukosa dan fruktosa.

(7)

Nira siwalan

Produksi nira 3-5 (liter/pohon/hari)

Sifat Fisika : - Berwarna putih keruh

Sifat Kimia : - pH : ± 6,8

Komponen Jumlah Total Gula

(g/cc)

10,93 Gula reduksi

(g/cc)

0,96 Protein (g/cc) 0,35

pH 6,7 – 6,9

Kalsium (g/cc) 0,86 Fosfor (g/cc) 0,14 Vitamin C

(g/cc)

13,25 Vitamin B1

(g/cc)

3,9 Spesific

Gravity

1,07

(8)

Kegunaan gula kristal siwalan

• Sebagai Pemanis

• Sebagai Pengawet

• Sebagai bahan baku pembuatan alkohol

(9)

Bahan Baku Pendukung

Asam Phospat (H

₃

PO

₄

)

Sifat Fisika :

Bentuk : Cairan tak berwarna Berat Molekul : 98 gr/mol

Titik Leleh : 21°C Titik Lebur : 2,35°C

Densitas : 1,83 kg/L pada 40°C

(10)

Sifat Kimia :

Merupakan senyawa alkali kuat Merupakan senyawa polar

Bersifat korosif pada logam

Merupakan asam yang lebih kuat daripada asam asetat, asam okasalat, asam borat, dan asam salisilat

(11)

Kapur Tohor (CaO)

Sifat Fisik :

- Putih Pucat

- Dalam bentuk bubuk berwarna kuning

Sifat Kimia :

- Berat Molekul : 56,077 g/mol - Densitas : 3,35 g/cm

³

- Titik Didih : 2850°C

- Larut dalam air, namun tidak larut

dalam alkohol

(12)

Na-metabisulfit

Sifat fisik dan kimia:

• bentuk : padatan halus

• Berat molekul: 190,11 g/mol

• Rumus kimia : Na

²

S

²

O

³

• Bau: bau sulfur dioksida

• Specific gravity : 1,48

• pH: 4,3

(13)

Flokulan

Dimethyldistearylammonium Chloride (Kation)

Sifat Fisik : berbentuk padatan Sifat Kimia :

Berat molekul : 586,5 g/mol

Kelarutan : tidak dapat larut

dalam air

(14)

Magnaflock LT22S (Anion)

<Ethanaminium>

Sifat fisik : Bentuk : bubuk granular Warna : putih

Sifat kimia:

Kelarutan : larut dalam air

Sp : 8,8-1

pH : 3,3

(15)

Macam Proses

Terdapat empat macam proses pemurnian untuk memproduksi gula kristal, yaitu :

• Proses Defikasi

• Proses Sulfitasi

• Proses Karbonatasi

• Proses Fosfatasi-Flotasi

(16)

Uraian Pemurnian

Defikasi Karbonatasi Sulfitasi Foslotasi Aspek Teknis

1. Operasi

• Tekanan 1 1 1 1

• Suhu, ^oC 75-80°C 68-70°C ±100°C ±70°C

• pH 8,0-8,6 6,8-7,2 7,2-7,4 6,8-7,2

2. Proses

• Reaksi Samping

Ada Ada Ada Ada

• Daya Korosi

Sedang Tinggi Tinggi Rendah

Uraian Pemurnian

Defikasi karbonatasi Sulfitasi Fosflotasi Kebutuhan Bahan

Biaya Bahan

Banyak Mahal

Sedikit Murah

Energi Besar Besar Besar Kecil

Warna Gula yang dihasilkan

Tidak putih Putih Putih Putih

Tabel Perbandingan Proses

Uraian

Pemurnian

Defikasi Karbonatasi Sulfitasi Foslotasi

Aspek Teknis 1. Operasi

• Tekanan 1 1 1 1

• Suhu, ^oC 75 - 80 ° C 68 - 70 ° C ±100 ° C ± 80 °C

• pH 8,0 - 8,6 6,8 - 7,2 7,2 - 7,4 6,8 -7,2

2. Proses

• Reaksi Samping

Ada Ada Ada Ada

• Daya Korosi

Sedang Tinggi Tinggi Rendah

Uraian Pemurnian

Defikasi karbonatasi Sulfitasi Fosflotasi

Kebutuhan Bahan Biaya Bahan

Banyak Mahal

Sedikit Murah

Ene rgi Besar Besar Besar Kecil

Warna Gula yang dihasilkan

Tidak putih Putih Putih Putih

(17)

Produksi Gula Kristal Siwalan dengan Proses Fosfatasi-Flotasi

• Unit pre treatment

• Unit pemurnian

• Unit penguapan

• Unit kristalisasi

• Unit penyelesaian

(18)

FLOWSHEET PABRIK GULA KRISTAL

(19)

neraca massa Evaporator

masuk keluar

komponen massa komponen massa

aliran 15 aliran 17

sukrosa 188263.000 sukrosa 188319.57

air 845009.155 air 79676.191

1033272.155 267995.757

aliran 16

uap air 765276.398

TOTAL 1033272.155 TOTAL 1033272.155

Neraca massa

ALAT UTAMA : TRIPLE EFFECT EVAPORATOR

(20)

Neraca Panas: TRIPLE EFFECT EVAPORATOR

Neraca energi evaporator 1

masuk keluar

a.H feed 4820302266 a.H produk 173780084,3 b.H steam 921846772,6 b.Hkondensat 959135091,6 c.Q loss 4609233863

total 5742149039 total 5742149039

Neraca energi evaporator II

Masuk Keluar

a.H feed 800202853,5 a.H produk 267088895 b.H steam 452095900,9 b.Hkondensat 945199717 c.Q loss 40010142

total 1252298754 total 1252298754

Neraca energi evaporator efek III

Masuk Jumlah (kkal) keluar Jumlah(kkal) a.H steam 821054264,5 a.H produk 114402112,6 b.H feed 279600278,5 b.Hkondensat 945199717,2 c.Q loss 41052713,22

total 1100654543 total 1100654543

(21)

Spesifikasi Effect 1 Effect 2 Effect 3 Tipe evaporator Short tube vertical

evaporator

Short tube vertical evaporator

Luas perpindahan panas

9876,361 m² 9913,136 m² 10073,209 m²

Ukuran tube 1 ⅕ in, 16 BWG, 13 ft

1 ⅕ in, 16 BWG, 13 ft

Ukuran pitch 1 in triangular 1 in triangular 1 in triangular

Jumlah tube 1074 buah 1074 buah 1074 buah

Bagian Drum:

Diameter (OD) 15 ft 13 ft 10 ft

Tinggi drum 22,44 ft 19,45 ft 14,96 ft

Tinggi bagian liquid 8,407 ft 7,215 ft 5,524 ft

Tebal silinder 1/4 in 1/4 in 3/16 in

Tebal tutup atas 1/4 in 1/4 in 3/16 in

Tebal tutup bawah 1/4 in 1/4 in 3/16 in

Spesifikasi alat TRIPPLE EFFECT EVAPORATOR

(22)

Keselamatan dan Kesehatan Kerja (K3)

1. Pada alat : pompa, evaporator, crystalizer, dan juice heater

2. Pada pekerja : pemakaian APD

(masker, sepatu karet, dan safety

helmet selama berada di area

produksi)

(23)

No. Nama Alat Instrumentasi 1. Tangki penampung nira mentah (F-

110) Level indicator

2. Juice Heater (E-110) Temperatur control

3. Tangki mixing (M-210) Level indicator 4. Flash Tank (F-130) Level indicator 5. Tangki Tunggu Nira Jernih

(F-138) Level indikator 6. Evaporator (V-210)

Temperature control

Level indicator 7. Cristallizer (V-310) Temperatur

control 8. Centrifuge (H-321) Flow control

Instrumentasi

(24)

(25)

UTILITAS

• Air sanitasi = 112 m³ / hari

• Air pendingin = 0,2 x 11.617,12 m³/hari

= 2323,42 m³ / hari

• Air boiler = 0,3 x 412,65 m³/hari

= 123,795 m³/hari

• Air proses = 82.233,12m³/hari

• Jadi, keseluruhan air yang dibutuhkan (diambil dari sungai) :

= (112 + 2323,42 + 123,795 + 82.233,12) m³/hari

= 2.559,22 m³/hari

(26)

Pengolahan limbah

1. Limbah padat. Meliputi tempurung siwalan dan abu boiler

2. Limbah Cair yaitu scum dan air cucian juice heater dan evaporator

3. Limbah Gas meliputi gas yang berasal

dari boiler

(27)

Produk Utama

Sifat Fisika Bentuk : kristal

Ukuran SHS : 0.9 – 1mm Ketebalan gula : 4-5 mm

Warna gula : putih kecoklatan

GULA SHS Sifat kimia

Berat jenis : 0.9-1,0

Kadar air : < 1%

(28)