PABRIK SIRUP GLUKOSA DARI BIJI JAGUNG DENGAN PROSES HIDROLISA ENZIM.

(1)

PABRIK SIRUP GLUKOSA DARI BIJI JAGUNG

DENGAN PROSES HIDROLISA ENZIM

PRA RENCANA PABRIK

Oleh :

MUKAMMAD ARIF

0931010033

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”

JAWA TIMUR

2013

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

(2)

(3)

(4)

PABRIK SIRUP GLUKOSA DARI BIJI JAGUNG

DENGAN PROSES HIDROLISA ENZIM

Oleh :

MUKAMMAD ARIF

0931010033

Disetujui untuk diajukan dalam ujian lisan

Dosen Pembimbing

(5)

ii

KATA PENGANTAR

Dengan mengucapkan rasa syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa dan

dengan segala rahmat serta karuniaNya sehingga penyusun telah dapat

menyelesaikan Tugas Akhir “Pra Rencana Pabrik Tepung Maizena Dengan

Enzymatic Wet Milling Process”, dimana Tugas Akhir ini merupakan tugas yang

diberikan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan program pendidikan

kesarjanaan di Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas

Pembangunan Nasional Surabaya.

Tugas Akhir “Pra Rencana Pabrik Tepung Maizena Dengan Enzymatic

Wet Milling Process” ini disusun berdasarkan pada beberapa sumber yang berasal

dari beberapa literatur , data-data , majalah kimia, dan internet.

Pada kesempatan ini kami mengucapkan terima kasih atas segala

bantuan baik berupa saran, sarana maupun prasarana sampai tersusunnya Tugas

Akhir ini kepada :

1. Bapak Ir. Sutiyono, MT

Selaku Dekan FTI UPN “Veteran” Jawa Timur

2. Ibu Ir. Retno Dewati, MT

Selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia, FTI,UPN “Veteran” Jawa Timur.

3. Bapak Ir. Bambang Wahyudi, MS

selaku dosen pembimbing.

4. Dosen Jurusan Teknik Kimia , FTI , UPN “Veteran” Jawa Timur.

(6)

6. Kedua orangtua kami yang selalu mendoakan kami.

7. Semua pihak yang telah membantu , memberikan bantuan, saran serta

dorongan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

Kami menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna,

karena itu segala kritik dan saran yang membangun kami harapkan dalam

sempurnanya tugas akhir ini.

Sebagai akhir kata, penyusun mengharapkan semoga Tugas Akhir yang

telah disusun ini dapat bermanfaat bagi kita semua khususnya bagi mahasiswa

Fakultas Teknologi Industri jurusan Teknik Kimia.

Surabaya , Agustus 2010

(7)

iv

INTISARI

Pra Rencana Pabrik Sirup Glukosa ini direncanakan beroperasi selama 330

hari per tahun, dengan kapasitas produksi 55.000 ton/tahun. Bahan baku yang

digunakan adalah Biji Jagung, sedangkan bahan pembantu yang digunakan adalah

Ca(OH)2,

Enzim α

-Amilase, Enzim Glukoamilase ,HCl, dan Karbon Aktif.

Dari pertimbangan beberapa faktor, maka direncanakan lokasi pabrik

didirikan di daerah Driyorejo, Gresik , Jawa timur. Dengan bentuk perusahaan

Perseroan Terbatas (PT), dan sistem organisasi yang diterapkan adalah garis dan

staff dengan luas tanah 20.000 m

2

.

Pengembangan industri Sirup Glukosa di Indonesia memiliki perananan

yang sangat penting. Karena Sirup Glukosa digunakan sebagai komposisi utama

dalam industri makanan. Terutama jenis makanan yang menjadi konsumsi

masyarakat Indonesia misalnya biskuit, Sirup, Permen dan jenis makanan yang

manis. Industri Sirup Glukosa dari Biji jagung juga dapat memfungsikan Produksi

biji jagung yang sangat tinggi di Indonesia, sehingga dapat meningkatkan

pendapatan masyarakat.

Proses pembuatan sirup glukosa dari biji jagung dengan menggunakan

proses hidrolisa enzim yang memiliki beberapa tahapan proses utama, yaitu

tahap

persiapan bahan, tahap pengenceran (liquifikasi), tahap sakarifikasi, tahap

pemurnian,dan penguapan .

Pabrik sirup glukosa direncanakan memiliki performa sebagai berikut:

-

Bentuk Perusahaan

: Perseroan Terbatas (PT)

-

Sistem Organisasi

: Garis dan Staff

-

Kapasitas Produksi

: 55.000 ton/tahun

-

Waktu operasi

: 1 hari 24 jam, 330 hari

-

Jumlah tenaga kerja

: 150 Orang

-

Jumlah bahan baku

:

- Jagung

: 35.529.120

kg/tahun

- Ca(OH)

2

: 205.847

kg/tahun

- HCl

: 8.461,0572

kg/tahun

(8)

-

karbon aktif : 6.566,4919 kg/tahun

-

Utilitas

:

- Air

: 593.3674

m

3

/hari

-

Bahan Bakar : 941,316 liter/hari

-

Listrik

: 322.251

kW

Dari perhitungan analisa ekonomi dengan menggunakan metode

discounted cashflow

, maka diperoleh data sebagai berikut:

o

Pembiayaan

Modal tetap (FCI)

= Rp 138.835.594.242

Modal Kerja (WCI) = Rp 5.221.607.308

Modal Total (TCI)

= Rp 144.057.201.550

o

Penerimaan

Hasil Penjualan

= Rp. 200,002,758,484

o

Rentabilitas Perusahaan

Waktu Pengembalian Modal

= 3,8 tahun

IRR

= 18,7%

(9)

vi

DAFTAR TABEL

Tabel VII.1. Instrumentasi pada Pabrik ………... VII - 5

Tabel VII.2. Jenis Dan Jumlah Fire – Extinguisher ………. VII - 7

Tabel VIII.2.1. Baku mutu air baku harian ……….…………

VIII-7

Tabel VIII.2.3. Karakteristik Air boiler dan Air pendingin …………

VIII-9

Tabel VIII.4.1. Kebutuhan Listrik Untuk Peralatan Proses Dan Utilitas

……….……….……….……

VIII-60

Tabel VIII.4.2. Kebutuhan Listrik Untuk Penerangan Ruang Pabrik

Dan Daerah Proses ……….……….

VIII-62

Tabel IX.1. Pembagian Luas Pabrik ……….………

IX - 8

Tabel X.1. Jadwal Kerja Karyawan Proses ……….……

X - 11

Tabel X.2. Perincian Jumlah Tenaga Kerja ……….……

X - 13

Tabel XI.4.A. Hubungan kapasitas produksi dan biaya produksi …

XI - 8

Tabel XI.4.B. Hubungan antara tahun konstruksi dengan modal sendiri

……….……….……….……

XI - 9

Tabel XI.4.C. Hubungan antara tahun konstruksi dengan modal pinjaman

……….……….……….………

XI - 9

Tabel XI.4.D. Tabel Cash Flow ……….……….…… XI - 10

Tabel XI.4.E. Pay Out Periode ……….……….……

XI - 14

Tabel XI.4.F. Perhitungan discounted cash flow rate of return ……

XI - 15

(10)

Gambar IX.1 Lay Out Pabrik ……….……….………… IX - 9

Gambar IX.2 Peta Lokasi Pabrik ……….……….……… IX - 10

Gambar IX.3 Lay Out Peralatan Pabrik ……….………. IX - 11

Gambar X.1 Struktur Organisasi Perusahaan ……….………… X - 2

(11)

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ……….……….……….

i

KATA PENGANTAR ……….……….……….

ii

INTISARI ……….……….……….………

iv

DAFTAR TABEL ……….……….……….…… vi

DAFTAR GAMBAR ……….……….……… vii

DAFTAR ISI ……….……….……….………… viii

BAB I PENDAHULUAN ……….……….………

I – 1

BAB II SELEKSI DAN URAIAN PROSES ……….……

II – 1

BAB III NERACA MASSA ……….……….……

III – 1

BAB IV NERACA PANAS ……….……….……… IV – 1

BAB V SPESIFIKASI ALAT ……….………..

V – 1

BAB VI PERENCANAAN ALAT UTAMA ……….

VI – 1

BAB VII INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ….

VII – 1

BAB VIII UTILITAS ……….……….……… VIII – 1

BAB IX LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ………..

IX – 1

BAB X ORGANISASI PERUSAHAAN ……….………… X – 1

BAB XI ANALISA EKONOMI ……….……….…

XI – 1

BAB XII PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN ………..

XII – 1

DAFTAR PUSTAKA

(12)

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Umumnya kita mengenal gula yang dihasilkan dari tebu sehingga disebut

gula tebu. Padahal gula juga bisa dibuat dari bahan berpati seperti tapioca,

umbi-umbian, sagu, atau jagung, dalam bentuk sirup glukosa. Rasa serta kemanisan

gula pati juga hampir sama dengan gula tebu atau sukrosa.

Glukosa merupakan bahan kimia yang mempunyai rumus C

6

H

12

O

6

,

Berwarna putih, berasa manis, dan tidak berbau.

Pada umumnya produk glukosa dikonsumsi oleh industry makanan dan

minuman seperti industry kembang gula, biscuit, sirup, serta es krim. Selain itu

glukosa juga banyak dibutuhkan dalam industry farmasi, antara lain untuk

pembuatan larutan infuse, serta untuk pembuatan tablet-tablet sebagai lapisan luar

sehingga berasa manis. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa kegunaan

glukosa sangatlah kompleks.

Seiring

dengan

bertambahnya

jumlah

penduduk

dan

semakin

meningkatnya kesejahteraan pendudukan tersebut mengakibatkan semakin

tingginya konsumsi masyarakat terhadap barang-barang kebutuhan pokok seperti

makanan dan minuman. Hal ini mendorong semakin berkembangnya industry

makanan dan minuman di dalam negeri dimana industry ini membutuhkan

glukosa sebagai bahan pemanis, maka menyebabkan kebutuhan akan glukosa

(13)

Pendahuluan

--- I -

---

Pra Rencana Pabrik Sirup Glukosa dari Biji jagung dengan Proses Hidrolisa Enzim

2

Selain itu tingginya impor gula sebagai akibat dari meningkatnya

kebutuhan gula di dalam negeri dari tahun ke tahun memberikan peluang yang

besar untuk diproduksinya glukosa sebagai bahan pemanis pengganti gula

(sukrosa)

Bahan baku yang digunakan dalam perancangan pabrik glukosa ini adalah

biji jagung. Dipilihnya jagung sebagai bahan baku, terutama karena kandungan

patinya yang cukup tinggi. Selain itu juga karena potensi produksinya yang tinggi

di Indonesia.

Dapat dilihat dalam data berikut, Kebutuhan Glukosa di Indonesia dari

tahun 2007-2011 :

Table 1.1 Produksi Glukosa Di Indonesia Dari Tahun 2007-2011

Tahun

Produksi (ton)

2007

10.780

2008

13.890

2009

21.870

2010

24.560

2011

33.581

(Data Disperindag ,2007)

Dengan memanfaatkan jagung sebagai bahan baku pembuatan sirup

glukosa maka selain dapat menambah nilai guna jagung, sedikit saja kita juga

telah berusaha meningkatkan taraf hidup para petani jagung.

Bila usaha pembuatan glukosa dari jagung ini berkembang maka bisa

berdampak berkurangnya impor gula pasir. Harapan lebih luas dapat memasok

industry makanan dan minuman. Namun sebagai catatan bahwa program ini tidak

(14)

Maksudnya untuk beberapa minuman, gula pasir tidak bisa tergantikan oleh jenis

gula yang lain misalnya untuk minuman teh dan kopi.

I.2.

Kegunaan Produk

Penggunaan glukosa yang pokok adalah sebagai bahan pemanis, antara

lain pada industry makanan seperti permen atau kembang gula, minuman, biscuit,

icecream, dan sebagainya. Pada pembuatan ice cream, glukosa dapat

meningkatkan kehalusan tekstur dan menekan titik beku. Untuk kue, dapat

menjaga kue tetap segar dalam wajtu yang lama dan dapat mengurangi keretakan

kue. Untuk permen, glukosa lebih disenangi karena dapat mencegah kerusakan

mikrobiologis dan memperbaiki tekstur.

(

www.pustaka-deptan.go.id

)

.

I.3.

Spesifikasi Bahan Baku

I.3.1. Bahan Baku Utama

Biji jagung sebagai bahan baku utama utama dalam pembuatan sirup

glukosa memiliki komposisi sebagai berikut :

(Ockerman, Herbert W)

I.3.2. Bahan Pembantu

Komposisi

Kadar (%)

Air

11

Protein

9

Lemak

4

Pati

73

Abu

1

(15)

Pendahuluan

--- I -

---

4

Bentuk

: serbuk putih

Densitas

: 2,24 g/cm

3

Kelarutan dalam air (Ksp) : 4,68 x 10

-6

Titik leleh

: 580 °C

Kapasitas panas

: 1,18095 J/g °C

b. Asam klorida (HCl)

Nama lain

: Asam Muriat

Berat molekul

: 36,458 g/mol

Bentuk

: cairan bening tidak berwarna

Densitas

: 1,18 g/cm

3

Kelarutan

: sangat larut dalam air

Titik leleh

: -26 °C (247 K) untuk HCl 38%

Titik didih

: 26 °C (321 K) untuk HCl 38%

Viskositas

: 1,9 mPa.s (pada 25 °C) untuk HCl 31,5%

c.

α

-amylase

-

Merupakan enzim yang berperan dalam proses hidrolisa pati.

-

Merupakan hasil isolasi dari bakteri (

bacillus substilis

atau

bacillus

licheniformis

)

-

Ph optimum = 6,0 – 6,5

-

Suhu optimum = 95 °C

-

Tidak dapat bekerja tanpa adanya calcium.

d. Glukoamylase

-

Merupakan enzim yang berperan dalam proses hidrolisa pati.

-

Merupakan hasil isolasi dari fungi (

aspergillus niger

atau

rhizopus

delemar

)

(16)

-

suhu optimum = 60 °C

-

waktu reaksi = 48-96 jam

I.4.

Spesifikasi Produk

Glukosa sebagai produk mempunyai spesifikasi sebagai berikut:

Nama lain

: dekstrosa

Nama molekul

: C

6

H

12

O

6

Rumus bangun

:

Berat molekul

: 180,156 g/mol

Densitas

: 1,54 g/cm

3

Titik leleh

: 146 °C untuk

α

-D-glucose

150 °C untuk β

-D-glucose

CH2OH

C

H H

O

OH

C

OH

OH H

C

H

C C

(17)

II - 1

---

Pra Rencana Pabrik Sirup Glukosa dari Biji jagung dengan Proses HidrolisaEnzim

BAB II

SELEKSI DAN URAIAN PROSES

II.1. Macam – Macam Proses

Terdapat tiga proses yang bisa dilakukan untuk menghidrolisa pati

sehingga mengasilkan glukosa, yaitu :

1. Hidrolisa asam

2. Hidrolisa asam – enzim

3. Hidrolisa enzim

(Kirk Othmer 3

th

Ed., Vol.22, p.502).

II.1.1 Hidrolisa Asam

Proses hidrolisa pati dengan katalis asam ditemukan pertama kali oleh

Kirchoff pada tahun 1812. Sampai tahun 1938 tidak banyak kemajuan yang

dicapai, kecuali sedikit kenaikan derajat konversi yang dinyatakan dengan

Dekstrosa Ekuivalen (DE). Hasil hidrolisis dengan asam terbatas kandungan

dekstrosa dan kemanisannya serta konversi di atas DE 55 menghasilkan sirup

yang mengandung rasa agak pahit.

II.1.2. Hidrolisa Asam-Enzim

Hidrolisa dengan kombinasi sistem asam dan enzim ditemukan pada tahun

1940 oleh Langlois dan Dale. Pada proses ini mula-mula pati dihidrolisis dengan

asam sampai DE 55, Kemudian hidrolisis dilanjutkan dengan memakai enzim

amilolitik sampai DE 61-65. Produk ini lebih manis, tidak mengandung rasa pahit,

serta tidak lekas mengkristal.

(tjokroadikoesoemo,P.Soebijanto, 1986).

(18)

II.1.3. Hidrolisa enzim

Hidrolisa dengan menggunakan katalis enzim menghasilkan DE yang

sangat tinggi, karena kinerja enzim yang spesifik, artinya setiap jenis enzim hanya

menjadi katalisator untuk satu reaksi atau satu tipe reaksi sehingga dapat

mencegah adanya reaksi samping.

Proses hidrolisis dengan memakai enzim glukoamylase diperkenalkan ke

pasaran pertama kalinya pada tahun 1950 an. Enzim tersebut dapat menghidrolisis

pati sampai mencapai DE 95 – 98 dengan kandungan dekstrosa sebanyak 93 –

95%. Dibandingkan dengan produk-produk hidrolisis sebelumnya. Produk ini

lebih manis.

proses pengolahan biji

jagung menjadi sirup glukosa dengan hidrolisa enzim dapat digambarkan sebagai

berikut :

(19)

Seleksi & Uraian Proses

--- II -

---

3

II.2. Pemilihan Proses

Untuk mendapatkan pabrik yang efisien dengan proses terbaik, perlu

dilakukan seleksi proses dari beberapa proses yang ada. Seleksi tersebut

didasarkan pada aspek teknis dan aspek ekonomis.

Dari kedua proses hidrolisa yang utama (hidrolisa asam dan hidrolisa

enzim) terhadap pati dapat dibandingkan sebagai berikut :

Kondisi

Hidrolisa asam

Hidrolisa enzim

Reactor :

-

Tekanan (atm)

-

Suhu °C

-

pH

-

DE

yang

bisa

dicapai

3

2,3

55

1

4 – 4,5

95 - 98

Proses hidrolisa enzim jika dibandingkan dengan hidrolisa asam

mempunyai kelebihan sebagai berikut :

1.

Dapat mencapai DE yang sangat tinggi yaitu sekitar 95 – 98 sehingga

rasanya lebih manis. Sedangkan pada proses hidrolisa asam, konversi di

atas DE 55 menghasilkan sirup yang mengandung banyak zat warna dan

mempunyai rasa agak pahit.

2.

Biaya energi lebih rendah karena suhu dalam reactor lebih rendah.

3.

Tidak terjadi masalah korosi karena pH lebih tinggi.

120 – 135

60

(20)

pati menjadi sirup glukosa digunakan proses hidrolisa enzim.

II.3. Uraian Proses

Proses hidrolisa pati meliputi 3 tahap, yang tahap likuifikasi, tahap

sakarifikasi, dan tahap penyelesaian.

II.3.1. Tahapan Likuifikasi

Liquifikasi adalah tahap pencairan pati serta hidrolisis pati secara parsial

dengan menggunakan enzim α

-amylase.

(www.cassavabiz.org).

Pati yang dibutuhkan untuk produksi diperoleh dari pati jagung, yaitu

berupa tepung jagung. Dari penyimpanan, biji jagung diangkut dengan belt

conveyor menuju bucket levator yang mengangkut biji jagung menuju roil mill

untuk digiling menjadi tepung jagung.

Tepung jagung dibentuk menjadi bubu pati (slurry pati) dengan

penambahan

air

sampai

mengandung

30

-35

%

bahan

kering.

(www.cassavabiz.org).

ke dalam slurry juga dibubuhkan kofaktor yang berupa

Ca(OH)

2

.

(Godfrey, Tony, 2

nd

Ed., p.346).

Penambahan Ca(OH)

2

ini dilakukan

sampai

kadar

kapur

di

dalam

slurry

=

60

ppm.

(21)

Seleksi & Uraian Proses

--- II -

---

5

sebanyak 0,6 - 1 L/ton bahan kering.

(Godfrey, Tony, 2

nd

Ed., p.346).

Suhu 95

°C dipertahankan selama 1 – 2 jam.

(Kirk Othmer 3

th

Ed., Vol.22, p.502).

II.3.2. Tahap Sakarifikasi

Slurry hasil tahap likuifikasi didinginkan sampai suhu 60°C, dan dipompa

ke reactor berikutnya untuk dihidrolisa lebih lanjut (sakarifikasi) dengan bantuan

enzim glukoamylase sehingga menghasilkan glukosa dengan konversi sebesar

96%.

pH diatur sehingga mencapai

4,0–4,5.

(Kirk Othmer 3

th

Ed., Vol.22, p.503)

dengan menambahkan HCl.

Proses sakarifikasi ini berlangsung selama 72 jam.

(Considine, Douglas M,

1982).

II.3.3. Tahap Penyelesaian

Pada tahap penyelesaian dilakukan proses pemucatan, penyaringan, dan

penguapan. Pemucatan bertujuan untuk menghilangkan bau, warna dan kotoran,

serta menghentikan aktivitas enzim. Absorbenbyang digunakan adalah karbon

aktif sebanyak 0,1 % bahan kering.

Penyaringan

bertujuan untuk memisahkan karbon aktif yang tertinggal, dan

kotoran yang belum terserap oleh karbon aktif. Hasil penyaringan kemudian

dilewatkan pada kolom berisi resin penukar ion untuk memisahkan ion-ion logam

yang tak diinginkan pada sirup glukosa yang dihasilkan. Proses terakhir adalah

penguapan yang dilakukan untuk mendapatkan sirup glukosa dengan kadar

50-55% berat.

(Kirk Othmer 3

th

Ed., Vol.22, p.503).

(22)

(23)

III - 1

---

BAB III

NERACA MASSA

Kapasitas produksi

= 55.000 ton/tahun

Waktu operasi

= 24 jam / hari ; 330 hari / tahun

Satuan massa

= kilogram/jam

1.

Hammer Mill ( C-120 )

Bahan Masuk (Kg/jam)

Bahan Keluar (Kg/jam)

Air

=

493.46

Air

=

493.4600

Protein

=

403.74

Protein

=

403.740

Pati

=

3274.78

Pati

=

3274.7800

Lemak

=

179.4400

Lemak

=

179.4400

Serat

=

89.7200

Serat

=

89.720

Abu

=

44.8600

Abu

=

44.8600

Total

=

4486

Total

=

4486

(24)

2. Mixer ( M-220 )

Bahan Keluar (Kg/jam)

Air

=

493.4600

Air

=

7417.194

Protein

=

403.7400

Protein

=

403.7400

Pati

=

3274.7800

Pati

=

3274.7800

lemak

=

179.4400

lemak

=

179.4400

Serat

=

89.7200

Serat

=

89.7200

Abu

=

44.8600

Abu

=

44.8600

Ca(OH)2

=

1.0829

CaCl

2

=

1.6244

Total

=

4487.083

HCl

=

0.0770

Dari air proses

Air

=

6921.2571

Dari tangki HCl 37 %

HCl 37 %

=

3.0955

(25)

Neraca Massa

--- III -

---

3

3. Reaktor Liquifikasi ( R-320 )

Bahan Keluar (Kg/jam)

Air

=

7417.1941

Air

=

7362.6145

Protein

=

403.7400

Protein

=

403.7400

Pati

=

3274.7800

Pati

=

2783.5630

lemak

=

179.4400

lemak

=

179.4400

Serat

=

89.7200

Serat

=

89.7200

Abu

=

44.8600

Abu

=

44.8600

CaCl

2

=

1.6244

CaCl

2

=

1.6244

α

Amylase

=

2.3955

α

Amylase

=

2.3955

HCl

=

0.0770

Glukosa

=

545.7967

HCl

=

0.0770

Total

=

11413.8311 Total

=

11413.8311

(26)

4. Reaktor Sakarifikasi ( R-420 )

Bahan Masuk (Kg/Jam)

Bahan Keluar (Kg/Jam)

A. Dari Reaktor Liquifikasi

A. Menuju ke Tangki Pemurnian

Air

=

7362.6145

Air

=

7084.6474

Protein

=

403.7400

Protein

=

403.7400

Pati

=

2783.5630

sisa Pati

=

111.3425

lemak

=

179.4400

lemak

=

179.4400

Serat

=

89.7200

Serat

=

89.7200

Abu

=

44.8600

Abu

=

44.8600

CaCl

2

=

1.6244

CaCl

2

=

1.6244

α

Amylase

=

2.3955

α

Amylase

=

2.3955

Glukosa

=

545.7967

Glukosa

=

3514.9305

HCl

=

0.0770

HCl

=

11.2042

B. Dari Tangki Glukoamilase

Glukoamilase

=

4.2016

Glukoamilase

=

4.2016

C. Dari Tangki HCl

HCl 37 %

=

30.0735

(27)

Neraca Massa

--- III -

---

5

5. Tangki karbon Aktif ( M-510 )

A. Dari Tangki Sakarifikasi

A. Menuju ke Rotary Vacuum Filter

Air

=

7084.647

Air

=

7084.647

Protein

=

403.740

Protein

=

403.740

sisa Pati

=

111.3425

sisa Pati

=

111.3425

lemak

=

179.440

lemak

=

179.440

Serat

=

89.7200

Serat

=

89.7200

Abu

=

44.8600

Abu

=

44.8600

CaCl

2

=

1.6244

CaCl

2

=

1.6244

α

Amylase

=

2.3955

Glukosa

=

3514.9305

Glukosa

=

3514.9305

Karbon Aktif

=

0.8291

HCl

=

11.2042

HCl

=

11.2042

Glukoamilase

=

4.2016

α

Amylase

=

2.3955

B. Dari tangki Pemurnian :

Glukoamilase

=

4.2016

Karbon aktif

=

0.8291

Total

=

11448.9353

Total

=

11448.9353

(28)

6. Rotary Drum Vacuum Filter ( H-520 )

Bahan Masuk (Kg/Jam)

A. Dari Tangki Pemurnian

A. Keluar menuju Tangki Anion-Kation

Air

=

7084.6474

Filtrat :

Protein

=

403.7400

Air

=

7028.8023

sisa Pati

=

111.3425

CaCl

2

=

1.6116

lemak

=

179.440

Glukosa

=

3487.2239

Serat

=

89.7200

HCl

=

11.1159

Abu

=

44.8600

CaCl

2

=

1.6244

Glukosa

=

3514.9305 B. Keluar dari Filter Press

Karbon Aktif

=

0.8291

Cake

=

920.1816

α

Amylase

=

2.3955

Air Pencuci

=

230.0454

Glukoamilase

=

4.2016

HCl

=

11.2042

Air Pencuci

=

230.0454

(29)

Neraca Massa

--- III -

---

7

8. Tangki Anion exchanger ( D-540 )

A. Dari tangki Kation Exchange

A. Keluar ke Evaporator

Air

=

7028.8023

Air

=

7034.8067

Glukosa

=

3487.2239

Glukosa

=

3487.2239

HCl

=

12.1758

B. Dari Tangki Anion Exchange

B. Ion yang terserap

OH

-

=

5.6709

Cl

-

=

11.8422

Total

=

10533.8728 Total

=

10533.8728

7. Tangki Kation exchange ( D-530 )

A. Dari Rotary Vacuum Filter :

A. Ke Anion Exchange :

Air

=

7028.8023

Air

=

7028.8023

CaCl2

=

1.6116

Glukosa

=

3487.2239

Glukosa

=

3487.2239

HCl

=

12.1758

HCl

=

11.1159 B. Kation yang terserap :

B. Dari Kation Exhange :

Ca

2+

=

0.5808

H

+

=

0.0290

Total

=

10528.7827

Total

=

10528.7827

(30)

9. EVAPORATOR ( V-550 )

A. Dari tangki anion exchanger

Uap :

Air

=

7034.8067

H

2

O

=

4208.8123

Glukosa = 3487.2239

Produk ;

Air

=

2825.9945

Glukosa

=

3487.2239

(31)

IV - 1

---

BAB IV

NERACA PANAS

Kapasitas produksi

= 55.000 ton/tahun

Waktu operasi

Satuan massa

= kilogram/jam

Satuan panas

= kilokalori/jam

1. Heater ( E-222 )

Bahan Panas masuk (kkal/jam) Panas keluar (kkal/jam)

Air

37037.7589

7407.5518

Protein

478.8356

6703.6990

Pati

8044.4971

112622.9590

lemak

538.3200

7536.4800

Serat

143.5520

2009.7280

Abu

42.8413

599.7782

CaCl

2

1.3320

18.6484

HCl

0.2426

3.3960

Q

steam

95384.0640

----

Q

loss

----

4769.2032

Total

141671.4435

(32)

2. Reaktor Liquifikasi ( R-320 )

Bahan

Panas masuk (kkal/jam)

Panas keluar (kkal/jam)

Air

518528.6241

514713.014

Protein

6703.6990

6703.699

Pati

112622.9590

95729.515

lemak

7536.4800

7536.480

Serat

2009.7280

2009.728

Abu

599.7782

599.778

CaCl

2

18.6484

α

Amylase

2.7057

37.8804

HCl

3.3960

Glukosa

----

12225.845

Q

terserap

----

18655.5716

ΔHR

11140.3164

----

Q

loss

----

932.7786

(33)

Neraca Panas

--- IV -

---

3

3. Cooler ( E-322 )

Bahan

Panas masuk (kkal/jam) Panas keluar (kkal/jam)

Air

514713.0142

257356.5071

Protein

6703.6990

3351.8495

Pati

95729.5151

47864.7576

lemak

7536.4800

3768.2400

Serat

2009.7280

1004.8640

Abu

599.7782

299.8891

CaCl

2

18.6484

9.3242

α

Amylase

37.8804

18.9402

Glukosa

12225.8453

6112.9227

HCl

3.3960

1.6980

Q

terserap

----

287810.0931

Q

loss

----

31978.8992

Total

639577.9846

(34)

4. Reaktor Sakarifikasi (R-420)

Bahan

Air

257356.5071

247640.3065

Protein

3351.8495

Pati

47864.7576

1914.5903

lemak

3768.2400

Serat

1004.8640

Abu

299.8891

CaCl

2

9.3242

α

Amylase

18.9402

HCl

96.4295

247.0526

Glukosa

6112.9227

39367.2220

Glukoamilase

4.7457

33.2199

Q

terserap

----

63811.7030

ΔHR

60603.3213

----

Q

loss

----

19024.5895

Total

380491.7908

5. Evaporator ( V- 550 )

Bahan

Air

105384.9224

155227.6381

Glukosa

16738.67473

61375.14067

Uap Air

---

1141900.85

(35)

Neraca Panas

--- IV -

---

5

6. Barometric Condenser ( E-552)

Bahan

Uap Air

10239467.82

-

Air pendingin

104827.5661

-

Hs

-

485775.6856

Hc

-

9834230.921

Qloss

-

24288.78428

Total

10344295.3905

7. Cooler ( E-555 )

Bahan

Air

155227.6381

14111.60346

Glukosa

61375.14067

5579.558243

Qterserap

-

196911.6170

Total

216602.7787

(36)

Kapasitas produksi

= 55.000 ton/tahun

Waktu operasi

Satuan massa

= kilogram/jam

Satuan panas

= kilokalori/jam

1.

GUDANG BIJI JAGUNG ( F - 110 )

Fungsi

: Menyimpan biji jagung sebelum di proses

Type

: Bangunan beratap asbes, berdinding asbes dengan

kerangka besi dan lantai.

Spesifikasi :

Kapasitas

=

753648

kg

Waktu penyimpanan

=

168 jam

=

1

minggu

Ukuran Tumpukan

=

0,71 x 2,375 x 15

ft

3

Ukuran

bangunan

=

60 x 30 x 30

ft

3

Bahan lantai

=

Semen cor bertulang

Bahan rangka atap

=

Besi Profil

Bahan rangka Pilar

=

Besi Profil

Jumlah

=

1

2.

BELT CONVEYOR

( J - 111 )

(37)

Spesifikasi Alat

--- V -

---

Pra Rencana Pabrik Sirup Glukosa dari Biji Jagung dengan Proses Hidrolisa Enzim

2

Spesifikasi :

Kapasitas

:

12364.5375

lb/jam

Bahan

: Karet

Lebar

: 14 in

Panjang

: 10 m

Sudut

: 18

0

Kecepatan Belt

: 100 ft/menit

Daya motor

:

4.1 hp

Jumlah

: 1 Buah

3.

BUCKET ELEVATOR

( J - 112 )

Fungsi

: Mengangkut biji jagung dari Belt Conveyor ke Hammer

Mill

Type

: Centrifugal discharge elevator

Dasar pemilihan

: untuk memindahkan bahan dengan ketinggian tertentu

Spesifikasi :

Kapasitas

:

5.6075

ton/jam

Tinggi Elevasi

: 25 ft

Kecepatan Bucket

: 225 ft/menit

Bucket Spasing

: 12 in

Ukuran Bucket

: 6 x 4 x 4,25

Power

:

1.7 hp

(38)

4. HAMMER MILL (C-120)

Fungsi :

Untuk menggiling biji jagung sampai menjadi ukuran 20 mesh

Type

:

Pensylvania Reversible Hammer mill

Spesifikasi :

Rotor dimension

=

30 x 30 in

Kecepatan

=

1200 rpm

Power

=

100 hp

Kapasitas

=

40

ton/jam

5. SCREW CONVEYOR (J-121)

Fungsi

: Untuk mengalirkan produk dari Screen hamer mill ke Mixer

Type

: Plain sponts or chutes

Spesifikasi :

Kapasitas

:

217.0459

ft

3

/ jam

Panjang

:

20 ft

Diameter

:

9 in

Kecepatan putaran

:

110 R.p.m

Power

:

0.3 hp

Jumlah

:

1 buah

6.

HOPPER ( F - 122 )

Fungsi

: Menampung biji jagung untuk sebelum diproses.

Type

: silinder tegak dengan tutup atas datar dan bawah conis

(39)

Spesifikasi Alat

--- V -

---

4

Spesifikasi :

Kapasitas

:

2170.4594

cft

Diameter

:

11.5623

ft

Tinggi

:

17.34340451 ft

Tebal shell

:

5/16

in

Tebal tutup atas

:

3/8

in

Tebal tutup bawah

:

5/16

in

Tinggi konis

:

10

in

7.

TANGKI PENAMPUNG HCL

( F - 210 )

Fungsi

: Menampung HCl sementara sebelum masuk mixer

Type

: Silinder tegak , tutup atas dished, tutup bawah datar

Spesifikasi :

Kapasitas

:

205.0147

ft

3

Diameter

:

5.5839

ft

Tinggi

:

8.3758

ft

Tebal Shell

: 1/4 in

Tebal tutup atas

: 1/4 in

Tinggi

: 0.8352 ft

Tebal tutup bawah : 1/4 in

Jumlah

:

1 buah

8.

POMPA HCL (L-211)

Fungsi : Untuk mengalirkan HCl 37% dari tangki penampung HCl 37% ke Mixer

Tipe

:

Centrifugal Pump

(40)

Spesifikasi :

Bahan

:

Commercial Steel

Rate volumetrik

:

0.0001

cuft/dt

Total Dynamic Head

:

20.1464

ft lbf / lbm

Effisiensi motor

:

4%

Power

:

1

hp

Jumlah

:

1

buah

9.

MIXER

( M-220 )

Fungsi : Mencampur tepung jagung, HCl, air proses, dan Ca(OH)

2

Type : Silinder tegak dengan tutup atas dan tutup bawah berbentuk dished

Spesifikasi :

Kapasitas

:

429.9882

ft

3

Diameter

:

7.1475

ft

Tinggi silinder

:

10.7213

ft

Tinggi Head

:

1.0424

ft

Tebal Shell

:

5/16 in

Tebal tutup atas dan bawah

:

7/16 in

Bahan

: Stainless Steel SA 240 Grade S (Type 304)

Jumlah

:

1

Dimensi Pengaduk

Type

: Plate blade turbin with 6 flte curved blade

Diameter impeler

:

2.3825

ft

Lebar blade

:

0.4765

ft

(41)

Spesifikasi Alat

--- V -

---

Pra Rencana Pabrik Sirup Glukosa dari Biji Jagung dengan Proses Hidrolisa Enzim

6

10.

POMPA MIXER

( L-221 )

Fungsi

:

Mengalirkan bahan dari Mixer ke Reaktor Liquifikasi

Tipe

:

Reciproating pump

Spesifikasi :

Fungsi

: Mengalirkan bahan dari Mixer ke Reaktor Liquifikasi

Tipe

: Reciproating pump

Bahan

: Commercial Steel

Rate volumetrik

:

0.09527

cuft/dt

Total Dynamic Head

:

21.4947

ft lbf / lbm

Effisiensi motor

:

83%

Power

:

4.5

hp

Jumlah

:

1

buah

11.

HEATER

( E-222 )

Fungsi

: Memanaskan larutan sebelum masuk ke Reaktor Liquifikasi

Spesifikasi :

Kapasitas

:

852127.8476

Btu/jam

Ukuran

:

Shell side

:

ID

:

10 in

B

:

10 in

n

:

1 passes

Tube side

:

Nt

:

40

L

:

8 ft

Type

: Shell and tube exchanger

(42)

OD

:

0.75

in

BWG

:

16

n

:

4 passes

Pitch

: Triangular Pitch 1"

Bahan konstruksi :

Carbon Steel

12.

REAKTOR LIQUIFIKASI ( R-320 )

Fungsi : Untuk menghidrolisis Pati menjadi glukosa dengan enzym α Amylase

Type : Tangki berupa silinder tegak dengan tutup atas dan bawah berbentuk

standard Dished Head

Spesifikasi ;

Kapasitas

:

860.1569

ft

3

Diameter

:

9.0059

ft

Tinggi silinder

:

13.5089

ft

Tinggi Head

:

1.2897

ft

Tebal silinder

:

7/16 in

Tebal Head atas dan bawah

:

7/16 in

Bahan

:

Stainless Steel SA 240 Grade S (Type 304)

Jumlah

:

1

Dimensi Pengaduk :

Type

:

Plate blade turbin with 6 flte curved blade

Diameter impeler

:

3.0020

ft

Lebar blade

:

0.6004

ft

Panjang balde

:

0.6004

ft

Power motor

:

2

hp

(43)

Spesifikasi Alat

--- V -

---

8

Flow area

:

0.99

in

2

Panjang coil

:

29.6472

ft

Jumlah lilitan

:

2

13.

POMPA LIQUIFIKASI

( L-321 )

Fungsi :

Mengalirkan bahan dari Reaktor liquifikasi ke Reaktor Sakarifikasi

Tipe

:

Centrifugal pump

Spesifikasi :

Bahan

: Commercial Steel

Rate volumetrik

:

0.09959

cuft/dt

Total Dynamic Head :

21.7077 ft lbf / lbm

Effisiensi motor

:

83%

Power

:

1.0

hp

Jumlah

:

1

buah

14.

TANGKI ENZIM α AMILASE

( F-310 )

Fungsi : Untuk menampung enzym α Amylase sementara sebelum masuk ke

mixer

Type : Tangki berbentuk silinder dengan tutup atas dished dan tutup bawah

datar

Spesifikasi :

Kapasitas

:

63.4566

ft

3

Diameter

:

3.7772

ft

Tinggi

:

5.6658

ft

Tebal

: 3/16 in

Tebal

: 3/16 in

Tinggi

: 0.5989 ft

(44)

Tebal Tutup bawah

: 3/16 in

Jumlah

:

1

buah

15.

POMPA ENZIM α AMILASE

( L-311 )

Fungsi

: Untuk mengalirkan α Amylase dari tangki α Amylase ke Mixer

Tipe

: Centrifugal Pump

Spesifikasi :

Bahan

: Commercial Steel

Rate volumetrik

:

0.0001

cuft/dt

Total Dynamic Head

:

Effisiensi motor

:

30%

Power

:

1.0

hp

Jumlah

:

1

buah

16.

COOLER ( E-322 )

Fungsi

: Mendinginkan larutan sebelum masuk ke Reaktor

Sakarifikasi

Type

Spesifikasi :

Kapasitas

:

1142102.4019

Btu/jam

Ukuran

:

Shell side

:

ID

:

15.25

in

B

:

15.25

in

(45)

Spesifikasi Alat

--- V -

---

Pra Rencana Pabrik Sirup Glukosa dari Biji Jagung dengan Proses Hidrolisa Enzim

10

L

:

8 ft

OD

:

0.75

in

BWG

:

16

n

:

2 passes

Pitch

: Triangular Pitch 15/16"

Bahan konstruksi :

Carbon Steel

17.

REAKTOR SAKARAFIKASI

( R-420 )

Fungsi : Untuk menghidrolisis Pati menjadi glukosa dengan enzym Glukoamilase

Selengkapnya di bab VI perancangan alat Utama

18.

POMPA SAKARIFIKASI ( L-421 )

Fungsi :

Mengalirkan bahan dari Reaktor Sakarifikasi ke Tangki Pemurnian

Tipe

:

Centrifugal pump

Spesifikasi :

Bahan

: Commercial Steel

Rate volumetrik

:

0.09822

cuft/dt

21.3143

ft lbf / lbm

Effisiensi motor

:

83%

Power

:

1.0

hp

Jumlah

:

1

buah

(46)

19.

TANGKI GLUKOAMILASE

( F-410 )

Fungsi

: Fungsi : Untuk menampung enzym AMG sementara sebelum

masuk ke Tangki sakarifikasi

Type

: Tangki berupa silinder tegak dengan tutup atas berbentuk

standard Dished dan tutup bawah berbentuk flat datar.

Spesifikasi :

Kapasitas

:

111.2987

ft

3

Ukuran Bejana

:

Diameter

:

4.5552

ft

Tinggi

:

6.8328

ft

Tebal

: 5/16 in

Ukuran Tutup atas dan bawah

:

Tebal

: 5/16 in

Tinggi

:

0.7000

ft

Jumlah

:

1 buah

20.

POMPA GLUKOAMYLASE

( L-411 )

Fungsi

:

Untuk mengalirkan Glukoamilase dari tangki Glukoamilase ke Reaktor

Sakarifikasi

Tipe

:

Centrifugal Pump

Spesifikasi :

Bahan

: Commercial Steel

Rate volumetrik

:

0.0005

cuft/dt

Total Dynamic Head

:

Effisiensi motor

:

18%

(47)

Spesifikasi Alat

--- V -

---

12

21.

TANGKI PEMURNIAN

( M-510 )

Fungsi : untuk menghilangkan warna yang terjadi selama proses

Type : Tangki berupa silinder tegak dengan tutup atas dan bawah berbentuk standard

Dished Head

Spesifikasi :

Kapasitas

: 431.3093 ft

3

Diameter

: 7.1548 ft

Tinggi silinder

: 10.7322 ft

Tinggi Head

: 1.0433 ft

Tebal Shell

:

5/16 in

Tebal tutup atas dan bawah

:

3/16 in

Bahan

: Stainless Steel type 304 grade 3 (SA-167)

Jumlah

:

1 buah

Dimensi Pengaduk :

Type

: Plate blade turbin with 6 flte curved blade

Diameter impeler

:

2.3849

ft

Lebar blade

:

0.4770

ft

Panjang blade

:

0.4770

ft

Power motor

:

2.6

hp

22.

POMPA TANGKI PEMURNIAN ( L-511 )

Fungsi : Mengalirkan bahan dari Tangki Pemurnian ke Filter Press

Tipe

: Centrifugal pump

Spesifikasi :

Tipe

: Centrifugal pump

Bahan

: Commercial Steel

(48)

Rate volumetrik

:

0,09818

cuft/dt

31

ft lbf / lbm

Effisiensi motor

:

83%

Power

:

1

hp

Jumlah

:

1

buah

23. ROTARY DRUM VACUM FILTER ( H - 520 )

Fungsi

: Untuk memisahkan cake dari filtratnya

Type

: Plate & Frame Filter Press

Dasar pemilihan : Efektif dan sesuai dengan jenis bahan

Spesifikasi :

Fungsi

=

Memisahkan partikel padat dan cair

Kapasitas

=

21.696

gpm

Panjang drum

=

20

ft

Diameter

=

10

ft

Luas permukaan

=

620

ft

Effisiensi

motor

=

80%

Power

=

4

Hp

24.

POMPA ROTARY DRUM VACUM FILTER

( L-522 )

Fungsi : Mengalirkan bahan dari Filter Press ke kation Exchange

Tipe : Centrifugal Pump

Spesifikasi :

(49)

Spesifikasi Alat

--- V -

---

14

Total Dynamic Head

:

31

ft lbf / lbm

Effisiensi motor

:

82%

Power

:

1.0

hp

Jumlah

:

1

buah

25. TANGKI PENAMPUNG RDVF (F- 521 )

Fungsi

: Tangki Penampung filtrat dari (H-520)

Tipe Alat

: Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah standard dished head

Spesifikasi :

Diameter

:

96

in

Tinggi

: 35.3 ft

= 423.626 in

Tebal Shell

: 3/16 in

Tebal Tutup Atas

: 1/4

in

Tebal Tutup Bawah

: 1/4

in

Jumlah

:

1

unit

26.

TANGKI PENUKAR KATION

( D-530 )

Fungsi : Untuk menghilangkan ion Ca

++

dari larutan

Type : Berbentuk silinder tegak dengan tutup dan alas berbentuk standart

dishead

Spesifikasi :

Resin yang digunakan

: Amberlite IRA-120 Polystirene

Tinggi Bed

: 0.9 m

Diameter bed

: 0.4 m

Tebal Shell

: 3/16 in

Resin yang dibutuhkan

:

95.8745

kg/tahun

Waktu Regenerasi

: 330 hari atau 1 tahun sekali

(50)

27.

TANGKI PENUKAR ANION

( D-540 )

Fungsi : Untuk menghilangkan ion Cl - dari larutan

Type : Berbentuk silinder tegak dengan tutup dan alas berbentuk standart

dishead

Spesifikasi :

Resin yang digunakan

: Amberlite IRA-120 Polystirene

Tinggi Bed

:

1.5 m

Diameter bed

:

1.2663

m

Tebal Shell

: 3/16 in

: 5/16 in

Resin yang dibutuhkan

:

1499.8314

kg/tahun

Waktu Regenerasi

: 330 hari atau 1 tahun sekali

28.

POMPA PENUKAR ANION

( L-541 )

Fungsi

:

Mengalirkan bahan dari Anion Exchange ke Evaporator

Tipe

:

Centrifugal Pump

Spesifikasi :

Bahan

:

Commercial Steel

Rate volumetrik

:

0.09134

cuft/dt

Total Dynamic Head

:

21.0778

ft lbf / lbm

Effisiensi motor

:

82%

Power

:

1

hp

(51)

Spesifikasi Alat

--- V -

---

16

29.

EVAPORATOR

( V-550 )

Fungsi : Untuk memekatkan glukosa sampai kondisi 55%

Type : Single efek evaporator short tube type

Spesifikasi :

Kapasitas

:

100711.5254

cuft/jam

Diameter

:

4 ft

Tinggi

:

6 ft

Tebal Silinder

:

3

/

16 in

Tebal tutup

:

3

/

16 in

Bahan

: Carbon Steel SA - 283 grade C

Jumlah

: 1 Buah

30.

POMPA EVAPORATOR ( L-551 )

Fungsi

:

Mengalirkan bahan dari Evaporator Ke cooler

Tipe

:

Centrifugal Pump

Spesifikasi :

Bahan

: Commercial Steel

Rate volumetrik

:

0.05474

cuft/dt

Total Dynamic Head

:

10.3871

ft lbf / lbm

Effisiensi motor

:

82%

Power

:

1.0

hp

Jumlah

:

1

buah

(52)

31.

BAROMETRIC CONDENSER

( E-552 )

Fungsi :

Mengkondensasi uap dan menjaga tekanan evaporator

Type

:

Multi jet Spray

Spesifikasi :

Bahan

: carbon steel

Volumetrik uap

: 1546.457917 cuft/menit

Diameter pipa

:

12 in

Panjang total pipa

:

34 ft

tekanan

:

1.909325

psia

Air pendingin

:

191.32

kg/jam

Jumlah alat

:

1 buah

32.

STEAM JET EJECTOR

( E-553 )

Fungsi

: memvacuumkan evaporator

Type

: Single stage steam jet-ejector

Dasar Pemilihan

: Sesuai untuk penjagaan tekanan vacum

Spesifikasi :

Bahan konstruksi

:

carbon steel

Inlet (suction)

:

1.22

in

Outlet

:

0.91853 in

Panjang

:

11.0224 in

Kapasitas design

:

10.7989 lb/jam

Kebutuhan steam

:

1107

lb/jam

(53)

Spesifikasi Alat

--- V -

---

18

33.

HOT WELL

( F -554 )

Fungsi

: Menampung kondensat selam 1 jam

Kondisi Operasi

: -

Tekanan

=

1 atm

-

Suhu

=

45

0

C

-

Waktu penyimpanan

=

1 jam

Spesifikasi :

Kapasitas

:

2 m

3

bentuk

: Empat Persegi Panjang

Ukuran

: Panjang

=

1.6 m

: Lebar

=

1.6 m

: Tinggi

=

0.8 m

Bahan Konstruksi

: Beton

Jumlah

: 1 Buah

34.

COOLER

( E-555 )

Type

Fungsi

: Mendinginkan larutan sebelum masuk ke tangki penampung sementara

Spesifikasi :

Shell side

:

ID

:

15.25

in

B

:

15.25

in

n

:

1 passes

Tube side

:

Nt

:

200

(54)

L

:

8 ft

OD

:

0.75

in

BWG

:

16

n

:

2 passes

Pitch

: Triangular Pitch 15/16"

Bahan konstruksi :

Carbon Steel

35.

TANGKI PENAMPUNG PRODUK

( F - 560 )

Fungsi

: Menampung produk Glukosa

Tipe

: Silender tegak dengan tutup atas berbentuk standart dishead dan

alas berbentuk flat datar

Spesifikasi :

Kapasitas

:

2787.2510

ft

3

Diameter

:

13.3271

ft

Tinggi

:

19.9906

ft

Tebal Shell

: 5/16 in

Tebal tutup atas

: 5/16 in

Tinggi

:

1.8666

ft

Tebal tutup bawah : 5/16 in

(55)

VI-1

Direncanakan sebuah reaktor berpengaduk yang dilengkapi dengan coil pendingin. Reaktor ini be

roperasi secara Batch. Pada reaktor ini terjadi proses utama yaitu reaksi antara pati dengan enzim utama

yaitu reaksi antara pati dengan enzim glukoamylase menjadi glukosa.Secara garis besar, spesifikasi alat

sebagai berikut :

Nama Alat : Reaktor Sakarifikasi

Bentuk : Bejana tegak dengan bagian-bagian sebagai berikut :

PERANCANGAN ALAT UTAMA

BAB VI

Bentuk : Bejana tegak dengan bagian-bagian sebagai berikut :

- Dinding : Silinder

- Tutup atas : Dished

- Tutup bawah : Dished

Perlengkapan : - Pengaduk

- Coil pendingin

Kondisi Operasi : - Tekanan operasi = 1 atm

- Suhu operasi = 600C

Waktu Operasi : 74 jam / batch dengan siklus operasi sebagai berikut :

Waktu pengisian = 1 jam

Waktu reaksi = 72 jam

Waktu pengosongan = 1 jam +

74 jam

Kondisi reaktor beroperasi secara batch, maka dalam 1 hari beroperasi

24

74 jam / batch hari

0.32

= jam =

batch

(56)

DIMENSI REAKTOR

6.1.1. Menentukan Volume

Total massa masuk = kg / jam

= kg / jam x

= lb / jam

ρbahan = kg/liter = lb/cuft

Rate Volumetrik = /

= cuft/jam

Volume Liquid = = ft3

6.1. 73.1757 343.8702703 11413.8311 11413.8311 343.870 2.2046 73.17565424 25162.9320 1.172123246 25162.9320 343.870

Volume Liquid = = ft

= x _{72 jam} ₌ _cuft

Jumlah tangki yang dibutuhkan sebanyak 18 buah.

Volume bahan untuk masing-masing reaktor = cuft

Ditetapkan volume bahan = volume reaktor

H

D

Volume dished head, V = _Di 3

Volume total = + 2 xe dished head

p 3

4

p 2 3

4

= Di 3 ₊ _Di 3

Di3 = ft3

= ft @ ft

343.870 343.870 1375.481081 ft3 1719.35 0.000098 0.000049

B & Y , Pers 5.11 =

343.870

80%

Volume Reaktor

Volume Shell

1719.35 = Di2 H + 2

= 100 x 1375.48 80

Ditetapkan rasio dimensi, = 1.5

x 0.000049 Di

Di

1719.35 1.1775 0.000098

1460.05

Di 11.3446 11.0

1719.35 = Di 1.5 D +

(57)

VI-3

6.1.2. Tebal Shell

a. Menentukan Tinggi Liquid pada Shell ( h liq )

Volume Liquid pada shell = Volume total liquid - Volume Tutup bawah

p 2 3

4

2

x = - 3

= ft

b. Menentukan Tekanan Design

0.000049 11.3446 Di

Di x h liq = 1719.351

-h liq 17.0176 0.785 11.3446 h liq 1719.351

0.000049

Bejana beroperasi pada tekanan atmosfir, maka tekanan perencanaan ditentukan oleh

tekanan hidrostatiknya.

x

= psi

Untuk keamanan diambil P design = x

= psi

Bahan yang digunakan = Carbon Steel SA - 240 Grade S

f = psi B & Y, tabel 13.1, hal 251

Sambungan ( Double Welded Butt Joint ) e =

Faktor korosi ( c ) =

8.6477 17.0176

144 =

P operasi = P hidrostasik = r x h liquid 144 73.1757 9.5125 12650 0.8 0.125 8.6477 1.1

(58)

Y, ASME Code, pers 13-1

P

Keterangan :

ts = tebal shell, in

P = tekanan design, psi

f = maks allowable stress = psi & Y, tabel 13.1, hal 251

Ri = jari-jari dalam, in

e = joint effisiensi =

maka :

x 0.125

ts =

P . Ri

+ c

ts = 9.5125 44.2740 +

f . e - 0.6

12650

0.8

x

x - x

= in

dari tabel 5.7, B & Y dipilih tebal shell in

c. Menentukan Tinggi Shell

Volume dished head, V = _Di 3

Volume total = + 2 xe dished head

p ₃

4

p 2 3

4

= Hs +

= ft @ 11 ft

Cek :

H

D

0.125

B & Y , Pers 5.11

Volume Shell

ts = 9.5125 44.2740 +

12650 0.8 0.6 9.5125

Di

1719.351 = 11.3446 Hs + 0.000098 1719.351 = Di2 Hs + 2 x

0.1666

3/16

0.000049

11.3446

1719.351 101.0295 0.1431

hs 17.0169

= 17.0169 = 1.5 ( MEMENUHI )

(59)

VI-5

6.1.3. Tinggi Tutup

Dari figure 5.8, hal 87, B & Y, dihitung ukuran-ukuran sebagai berikut :

ID

2

b = r - ( BC)2 - (AB)2

ID

2

Dari tabel 5.4, hal 87, B & Y diperoleh :

pada t = in

icr = in

sf = 2

maka ;

ID 9

2 16

3/16

9/16

AB = - icr = a =

AB = - icr

136.1352

- = 67.5051 inc

2

(60)

BC = r - ( icr ) ; untuk standard head r = OD

OD standard dari B & Y, tabel 5.7 ; OD = ID

OD = ID = in @ 90 in

BC = 90 - = in

b = r - ( BC)2 - (AB)2

= 90 - 2 - 2

= in

OA = t + b + sf

= 3/16 + 31.3304 + 2 136.1352

9/16 89.4375

89.4375 67.5051

31.33035

= + + 2

= in = ft

6.1.4. Tinggi Tangki Total

Tinggi tangki total = tinggi shell + 2 ( OA )

<