MINYAK DAN LEMAK :
Minyak : pada suhu ruangan fasenya berupa caik Lemak : pada suhu ruangan fasenya padat
Komponen utama : Trigliserida
Komponen lain : - turunan : Glyserol, asam lemak, monogliserida dan digliserida : - selain turunan : vitamin, fosfolipid, sterol, pigmen
A. Jenis dan fungsi :
Minyak hewani : sabun, cat Minyak Kelapa : sabun, ditergen
Linseed oil : cat, pelapis lantai, pelumas Minyak kedelai : cat, Oelapis lantai, pelumas
Minyak jarak : pelapis, plasticizerm pelumas Tung oil : cat dan vernis
Tall oil : sabun, emulsifier, tinta B. Proses pengektrakan minyak :
1. Penyiapan biji : dibersihkan dengan magnet atau aspirator sistem, Pengupasan ball mill, Pemisahan degnan screening
2. Ekstraksi :
a. Rendering : jaringan lemak di potong kecil kemudian di masukan dalam digester kemudian lemak yang terapung akan di ambil dengan skimming b. Pressing : mechanical press jika kadar lemak di atas 50%
c. Ekstraksi : dengan menggunakan solvent n-heksan (dapat melarutkan lemak lebih banyak serta murah dan mudah didapatkan) digunakan untuk bahan
dengan kadar lemak di bawah dari 50% 3. Refining
a. Degumming :
Tujuan : mengurangi phospatida dan logam yang terdapat dalam crude edible oil dgn mencampur crude oil dengan asam dan air
Dapat dilakukan dengan menambahkan enzim phospolipase A2 b. Neutralization :
Tujuan : menghilangkan NHP (non hidro phospat) dan asam lemak dari proses hidrolisi HP sebelumnya dengan alkali refinning.
Umunya minyak di tambahkan 0,1% caustic soda excess dan di panaskan dalam suhu 75oC untuk memecah emulsi yang terbentuk. Kemudian emulsi dipisahkan
dengan centrifuge atau settle tank
Hasil : refined oil keruh (gelap) karena masih mengandung pigmen
4. Bleaching : Untuk menghilangkan warna gelap pada refined oil dengan bleaching earth (bentonite clay) atau karang aktif atau kombinasi keduanya
5. Deodorization
Tujuan : menghilangkan senyawa yang menyebabkan bau yang tidak diinginkan.
Cara : dilakukan pada T = 220-260 oC , P = 2-4 mbar, dan injeksi 0,5-3% steam
dalam stainless stell vessel. 6. Winterization
Tujuan : menghilangkan material yang masih dapat membentuk padatan pada temperatur refrigasi
Cara : mendinginkan minyak pada suhu 5oC dan menyaring padatan yang
Food Processing Industry
Adalah sebuah teknologi yang digunakan untuk mengubah bahan baku menjadi makanan atau bentuk lain yang dapat dikonsumsi.
Tujuan : - Memperpanjang kualitas pangan
- Menambah varietas pangan dan memberi flavor, warna, aroma, dan tekstur pada pangan
- Memberikan nutrisi pada pangan - Memenuhi kebutuhan konsumen - Menambah income bagi pengusaha Tipe pengolahan pada proses makanan :
a. Refining dan milling
Refinning : Pemurnian cth pengolahan tebu menjadi gula
Milling : Proses konversi dari grain (padi,dll) menjadi tepung secara mekanik
b. Canning
Pengawetan makanan dengan heat treatment dan penyimpanan dalam tempat kedap udara
sterilisasi dengan steam bertekanan dan T = 121oC. t menyesuaikan wadah dan
jenis makanan
pada pH > 4,5 canning bertujuan untuk membunuh bakteri C.Botulunum c. Concentration
Diguanakan untuk bahan yang mengandung kadar air tinggi, dengan cara di dehidrasi parsial. Untuk pemekatan, caranya :
a. Evaporasi dengan evaporator
b. Reverse osmosis : pemisahan dan pemekatan laktosa dari putih telur, sirup maple, dll
c. Freeze concentration : wine, bir, skim milk, vinegar, aplle, dan orange juice. d. Freezing
Proses penurunan temperatur sampai di bawah titik bekunya dan perubahan air dari liquid menjadi kristal es dengan alat mechanicak refrigator (menggunakan udara atau cairan dingin untuk menghilangkan panas), Cryogenic Freezers (menggunakan padatan karbon dioksida atau nitrogen cair yang berkontakan langsung dengan panganan). Yang dapat dibekukan :
a. Buah-buahan : umumnya bery-beryan
b. Sauran : umumnya utk salad (jagung, wortel, kacang polong, dll) c. Ikan dan sea food
d. Daging
e. Baked goods : roti, cake, fruit, and meat pies f. Makanan siap saji : Pizza, dessert
e. Drying
Bertujuan untuk mengurangi kadar air dari bahan pangan dengan menurunkan water activity (0,2-0,6). Jenis pengeringannya bisa dengan sun drier(ikan), drum drier (milk, vegetable juices), freeze drier (meats and coffee), spray drier (egg, milk, coffee).
f. Fermentasi
Dengan menggunakan mikroorganisme untuk konversi pangan menjaid bentuk yang lebih stabil. Umumnya berupa konversi karbohidrat menjadi etanol. Cth : keju, yogurt, wine, tempe, kecap, cuka, acar, dll.
Dengan menggunakan radiasi sinar gamma, sinar x-rays, atau elektron untuk memecah ikatan kimia dan membunuh mikroorganisme dan mencegah
pemasakan pada buah. h. Heat Treatment
Menggunakan temperatur tinggi untuk merusak mikroorganisme dan enzim yang dapat menurunkan kualitas dan keamanan pangan, terdiri dari 3 macam : a. Blanching : pengolahan panas sedang yang merusak enzim dan
mikroba. Tujuannya untuk menonaktifkan enzim, mengurangi mikroba (kecuali patogen), dan menghilangkan kotoran
Metode : - air : T = 190-210oF t = 5-12 menit
: - Steam : T = 212oF P = 1 atm
: - Chemical : Asam askorbat (warna), garam bisulfite (warna dan pengawetan)
b. Pasteurisasi :
pengolahan dengan panas sedang (<100oC) yang bertujuan untuk merusak bakteri patogen, kemudian dibutuhkan metode lanjutan untuk
memperpanjang kualitas pangan (refrigasi, drying) umumnya digunakan untuk susu, jus buah dan bir.
c. Sterilisasi :
Pengolahan dengan panas tinggi yang akan menghancurkan bakteri patogen dan semua mikroorganisme yang dapat merusak bahan pangan.
GULA
Dari sumbernya ada Sugar cane (gula tebu) dan beet sugar (gula bit) dari jenisnya ada raw sugar dan refined sugar.
A. Refinning Raw Sugar
berwarna coklat muda – tua dan mengandung sekitar 1-2% abu, pati dan zat warna
tujuan : menghasilkan gula dengan kemurnian 100%
B. Pemanis selain Gula
High Fructose Syrup dibuat dari pati
Sugar Alcohol (Sorbitul, Xylitol) diperoleh dari buah-buahan atau turunan gula yang diperoleh dari reduksi gula.
Fruktosa diperoleh dari hidrolisis sukrosa dan isomerasi glukosa
C. Affination
Proses penghilangan film molases dari kristal gula dengan pencucian
Caranya dengan mencampurkan raw sugar dengan raw syrup panas. Raw syrup akan melarutkan film molases dari kristal gula. Kemudian gula akan dicuci dengan air panas bertekanan untuk menghilangkan syrup.
D. Melter
Gula yang sudah dicuci kemudain dilelehkan dalam melter tank, lalu dicampur dengan hot sweet water dari proses.
Dalam hal ini densitas diatur sampai dengan 65 deg Brix, lalu disaring untuk memisahkan padatan tidak larut.
E. Clarifikasi
Carbonasi: cairan gula dgn T = 60-80oC, pH 10, kemudian gas carbon dioksida di tambahkan sampai pH 8,4-9.
Phospation : Pengaturan pH dilakukan dengan asam fosfat. Filtrasi : dilakukan dengan plate dan fram filter
F. Mill / Diffuser
Milling : ekstraksi sukrosa dari tebu dalam bentuk jus dan menghasilkan bagasse dengan kondisi sekering mungkin sebagai residu. Cth : tebu dipress di antara rol-rol.
Diffuser : Gula dikeluarkan dengan leaching menggunakan air, ada difusi tebu dan bagasse.
G. Clarifier / Purifikasi
Jus yang keluar dari mill bersifat sedikit asam (pH 5.5 – 6.5) keruh dan
berwarna. Kondisi asam menyebabkan sukrosa terhidrolisis menjadi glukosa dan fruktosa (ada pengaruh enzim).
Untuk menghilangkan impuritas dilakukan dengan clarifikasi yaitu dengan menambahkan lime dan asam phosphat untuk mengatur pH 7.5 – 8.5. H. Evaporasi
Clarified jus mengandung 85% air, setelah itu masuk ke dalam multiple effect evaporator, sehingga produk keluar dengan konsentrasi gula mencapai 65-68% (sirup), kemudian dapat dilanjutkan ke dalam proses kristalisasi.
I. Kristalisasi
INDUSTRI SODA (Soda Ash dan Caustic Soda) A. Soda Ash (Na2CO3)
Monohidrat : Na2CO3.H2O 85.48 % Na2CO3 +14,52 % air Heptahidrat : Na2CO3.7H2O 45.7 Na2CO3 + 45.3% air
Decahidrat : Na2CO3.10H2O(‘sal soda’ atau ‘washing soda’) 37,06 Na2CO3 + 62,94 % air
Proses pembuatan : a. Le Blance Process :
b. Trona Purification Process :
- Monohidrat process : kalsinasi trona pada kiln (150-300oC)
dekomposisi sodium sesquicarbonat, reaksinya : (Na2CO3.NaHCO3.2H2O) + heat Na2CO3, H2O, CO2 - Sodium sesquicarbonate process :
Crushed trona dissolve Saturated mother liqour evaporated in vaccum crystrallizers, cooled to 40 deg C kristal sodium
sesquicarbonate centrifuge kristal sesquicarbonate kalsiner 200oC soda ash
c. Dual Process d. Solvay process
(i) Ammonia absorber
2NH3 + H2O + CO2 → (NH4)2 CO3
CaCI2 + (NH4)2 CO3 → CaCO3 ↓ + 2NH4CI
MgCI2 + (NH4)2 CO3 → MgCO3 ↓ + 2NH4CI
(ii) carbonation Tower
NH3 + H2O + CO2 → NH4HCO3
NaCI + NH4HCO3 → NaHCO3 ↓ + NH4CI
(iii) Filtration
Crystals of NaHCO3 is drawn off from the base of the carbonation
tower and filtered to get NaHCO3.
(iv) The NaHCO3 obtained from the above step is heated strongly in kiln
to covert it into sodium carbonate (Na2CO3) 2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 +
H2O
The carbon dioxide produced here is sent to carbonation tower. Reaksi Pembentukan soda ash (Na2CO3)
2NaCl+H2SO4 Na2SO4+2HCL 4C+NaSO4 NaS+4CO
Na2S+CaCO3 Na2CO3+CaS Treatment CaS
CaS + H2S Ca(SH)2
Ca(SH)2 + CO2 + H2O CaCO3 + 2 H2S
H2S + ½ O2 H2O + S
(v) Ammonia recovery tower NH4HCO3 → NH3 + H2O + CO2
2NH4CI + Ca (OH)2 → 2NH3 + 2H2O +
CaCI2
vi) Lime kiln T 1300 K
SEMEN
Semen portland ditetapkan pada tahun 1824, disebut dengan portland karena tempat pengambilan batu semen berada di pulau portland inggris, semen tersebut merupakah hasil penghancuran dari klinker yang mengandung kalsium silikat, bahan baku pembuatan semen tersebut adalah batu kapur dan silika (clay)
Jenis semen :
Type 1 : Reguler Portland Cement
Digunakan untuk kontruksi umum tanpa syarat, klasifikasinya : semen putih, quick-setting cement, oil-well cement.
Type II : Moderate heat of hardening and sulfate resisting
Digunakan untuk konstruksi dengan syarat tahan sulfat tinggi (0,10%-0,20%) cth : bangunan di pinggir laut, saluran irigasi, jembatan.
Type III : High Early strength (HES) Portland Cement
Digunakan untuk bangunan yang memerlukan tekanan awal tinggi dan penyelesaian secepat mungkin, seperti jalan raya, bangunan tingkat tinggi dan bandara udara.
Tingkat kehalusan lebih tinggi karena mengandung C3S yang lebih tinggi
Type IV : Low Heat Portland Cement
C3S dan C3A rendah sehingga menurunkan panas hidrasi (<250J/g stlh 7 hari dan 295J/g stlh 28 hari)
Type V : Sulfate Resisting Portland Cement Semen tahan terhadap sulfat, C3A rendah
Umumnya digunakan untuk tempat yang mengandung sulfat tinggi seperti bangunan di lingkungan air laut.
Bahan baku semen :
- Bahan mengandung kalsium : batu kapur, marmer, kulit kerang. - Bahan mengandung silika: Clay (tanah liat) dan pasir silika
- Besi : pasir besi
- Bahan lain : Fly ash, gypsum, bauksite
Proses pembuatan semen :
1. Lime stone dan Clay di keruk dari sumber 2. Batu-batuannya di
hancurkan 2 tahap
3. Hasil crused limestone dan clay di campurkan
4. Hasil campuran dipanaskan di kiln
5. Di dinginkan di klinker dan panasnya di pisahkan ke klin
Proses :
1. Grinding dan Blending
a. Wet proses : setelah di hancurkan di campur dengan air (35-50% mass) membentuk slury
Sarat wet proses yaitu kiln (alat) harus panjang untuk memperluas pengevaporasian
kelemahannya proses perpindahan panas tidak efisien
b. Dry proses : umpan sebelumnya masuk ke pre-heater dan dipanaskan oleh gas panas dari kiln sehingga pada saat masuk kiln umpan sudah panas Keuntungan dry proses :
1. Klinker hasil dry proses lebih efisien karena :
- Umpan sudah dalam kondisi panas saat masuk kiln dan tidak perlu evaporasi
- Proses perpindahan panas lebih efisien
2. Energi untuk dry proses hanya setengah dari energi wet proses 3. Ukuran kiln lebih kecil dari pada kiln wet proses
2. Kiln (alat) dan Klinker (produk)
Pada kiln terjadi evaporasi air dan reaksi kompleks yang menghasilkan klinker yaitu :
Reaksi yang terjadi pada kiln :
Zona reaksi kiln :
Zone 1 : dekarbonasi
Pembentukan 3CaO.Al2O3 di atas 900oC
Pelelehan komponen Al2O3 dan Fe2O3
Zone 2 : Reaksi eksotermis dan pembentukan fase sekunder silika
Zone 3 : Sintering dan reaksi pelelahan pembentukan silika tersier dan C3AF
3. Setting dan Hardening Semen - Terjadi hidrasi dan hidrolisis
- Kec. Hidrasi tiap komponen semen : C2A > C3S > C4AF > C2S C2S lbh lambat untuk fokus di stregth
- Hidrasi C3S :
Membentuk cristal karena ada inti cristal
kecepatan reaksi dikendalikan oleh kecepatan difusi molekul air melalui lapisan kalsium silikat hidrat
- Hidrasi C2S
ASAM SULFAT Karakteristik :
- Murni : bening seperti air, oily, sedikit viscous dgn TL 10,4oC dan TD 270,6oC
- Larut dalam air membentuk larutan asam sulfat yang dinyatakan dalam %w H2SO4
- Oleum : melarutkan SO3 dalam asam sulfat untuk memperoleh konsentrasi >
100% H2SO4
Fungsi :
- Pembuatan pupuk fosfat, pengilangan MB, Leaching pasir tembaga, dll - Asam sulfat umum digunakan sebagai solvent, dehydrating agent, katalis,
absorbent, tetapi tidak ad kandungan asam sulfat dalam produk. Bahan Baku :
Gas SO2 kering dan bersih yang dapar diperoleh dari :
- Burning molten waste elemental sulfur (~70% dari produk dunia) - Dari off gas metallurgical dengan kadar SO2 tinggi (~20%)
- Dekomposisi katalis asam sulfat bekas (~10%) Proses pembuatan :
a. Lead Chamber
Menggunakan NO sebagai katalis
Dilakukan di dalam chamber yang besar atau packed tower dgn konsentrasi H2SO4 < 80%
SO2 diabsorbsi dalam fase encer dan dioksidasi dengan NOHSO4 dalam media
70% as.sulfat
b. Contact Proses
Prinsipnya : SO2 dikonversi menjadi SO3 dengan katalis metal oksida (Platina, Vanadium Oksida)
Tahap : - Pembentukan sulfur dioksida
- Pendinginan dan smelter, pembersihan gas - Konversi SO2 SO3
- Pendinginan gas SO3
- Absorbsi SO3
Proses 1 : Pembentuk SO2
(i) (sebelum) Sulfur dikonversi dengan cara dibakar dengan udara kering pada sulfur burner pada T = 1000-1200oC dengan kandungan 10-12% SO
2
(ii) (di dalam) Sulfur difilter utk menghilangkan impuritas + batu kapur utk mengurangi keasaman sulfur (mengurangi korosivitas) lalu dilanjut dengan proses : Lurgi, Dorr-oliver, Basf, Monsanto, dll.
(iii) (keluaran) Gas keluaran sulfur burner mengandung CO2, N, impuritas karena itu diperlukan gas cleaning.Unit gas cleaning terdiri dari : - Hot gas dedusting
- Wet scrubbing - Gas cooling
Kekurangannya adalah
- Mist removal - Mercury removal
Proses 2 : Konversi SO2 SO3
Dilakukan dalam konverter multistage, fixed-bed catalytic yang dilengkapi dengan interstage boiler atau heat exchanger. Dengan bantuan katalis vanadium pentaoksida (V2O5)
Reaksi bersifat :
- Reversibel eksotermis
- Kp ditentukan secara ekperimental berdasarkan tekanan (atm)
