PABRIK GLISEROL DARI CPO DENGAN PROSES CONTINUE FAT SPLITTING.

(1)

PABRIK GLISEROL DARI CPO DENGAN PROSES

CONTINUE FAT SPLITTING

PRA RENCANA PABRIK

Diajukan Untuk Memenuhi Sebagai Persyaratan Dalam Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Kimia

Oleh :

EDDO PRAMANA PUTRA

0931010009

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL ”VETERAN” JAWA TIMUR

SURABAYA

2013

(2)

GLISEROL DARI CPO DENGAN PROSES CONTINUE

(FAT SPLITTING)

PRA RENCANA PABRIK

Diajukan Untuk Memenuhi Sebagai Persyaratan Dalam Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Kimia

Oleh :

EDDO PRAMANA PUTRA

0931010009

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL ”VETERAN” JAWA TIMUR

SURABAYA

2013

(3)

(4)

(5)

iii KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan YME atas karunia dan rahmat-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan dengan baik pra rencana pabrik ini yang berjudul “Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continue Fat Splitting”.

Pra rencana ini disusun untuk memenuhi tugas yang diberikan kepada mahasiswa Program Studi Teknik Kimia, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana

Teknik Kimia.

Sebagai dasar penyusunan pra rencana pabrik ini adalah teori yang diperoleh selama kuliah, data-data dari majalah, internet maupun literatur yang ada. Selanjutnya, dengan tersusunnya pra rencana pabrik ini, saya menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Ir. Sutiyono, MT selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.

2. Ibu Ir. Retno Dewati, MT selaku Kepala Jurusan Teknik Kimia, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.

3. Ibu Ir. Tutuk Harsini, MT selaku dosen pembimbing.

4. Bapak, Ibu, Saudara tercinta yang telah memberikan dorongan, doa, dan

restu serta semangat demi berhasilnya studi kami.

5. Rekan-rekan serta semua pihak yang secara langsung maupun tidak langsung telah membantu sehingga pra rencana pabrik ini terselesaikan.

(6)

iv Saya menyadari bahwa masih banyak terdapat kekurangan dalam penyusunan pra rencana pabrik ini oleh karena itu segala saran dan kritik yang bersifat membangun dan bermanfaat bagi kesempurnaan laporan ini akan kami terima dengan senang hati.

Akhir kata, semoga pra rencana pabrik ini dapat memberi manfaat bagi kita semua.

Surabaya, Juni 2013

Penyusun

(7)

iv

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... iii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR TABEL ... v

DAFTAR GRAFIK ... vi

DAFTAR GAMBAR ... vii

BAB I PENDAHULUAN... I.1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 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 ANALISA EKONOMI ... IX.1 BAB X SISTEM ORGANISASI ... X.1 BAB XI TATA LETAK DAN LOKASI ... XI.1 BAB XII KESIMPULAN DAN DISKUSI... XII.1 DAFTAR PUSTAKA ... vii

(8)

iv DAFTAR TABEL

Tabel I.1 Data bahan baku CPO dalam negeri ... I.3 Tabel I.2 Data konsumsi Gliserol dalam negeri ... I.4 Tabel I.3 Data produsen gliserol Indonesia ... I.5 Tabel II.2 Seleksi Proses ... II.7

(9)

iv DAFTAR GRAFIK

Grafik I.4 Penentuan kapasitas produksi ... I.5 Grafik I.4 Grafik Penentuan kapasitas produksi ... I.5

(10)

iv DAFTAR GAMBAR

Gambar II.4 Gambar Diagram blok proses produksi Gliserol ... II.1 Gambar XI.1 Gambar Denah lokasi Pabrik ... XI.1 Gambar XI.2 Gambar Denah Pabrik ... XI.2

(11)

INTISARI

Perencanaan Pabrik Gliserol ini dimaksudkan untuk mengolah CPO yang

melimpah di Indonesia untuk mencukupi kebutuhan konsumen serta membuka peluang lapangan pekerjaan.

Rencana lokasi pendirian pabrik ini di daerah Rokan Hilir, Riau, dengan perencanaan sebagai berikut:

1. Perencanaan Operasi : 24 jam / hari 2. Proses yang digunakan : 330 hari per tahun 3. Kapasitas Produksi : 13.500 ton per tahun 4. Bahan Baku Utama

- CPO : 17689.12 kg /jam

5. Kebutuhan Utilitas

- Bahan bakar : 750.604 liter / hari

- Air : 142726.7 m3 / hari

- Listrik : 248.8 kWh

6. Bentuk Perusahaan : Perseroan Terbatas 7. Struktur Organisasi : Garis dan Staf

8. Jumlah Tenaga Kerja : 139 Orang

9. Umur Pabrik : 10 tahun

10. Masa Konstruksi : 2 Tahun

11. Lokasi Pabrik : Roksn Hilir-Riau

(12)

12. Analisa Ekonomi

- Modal Tetap (FCI) : Rp. 205,420,648,775

- Modal Kerja (WCI) : Rp. 270,643,306,149

- Modal Total (TCI) : Rp. 476,063,954,923

- Internal Rate of Return (IRR) : 40 %

- Rate On Equity (ROE) : 38.9% %

- Pay Out Periode (POP) : 3 tahun 6hari

- Break Event Point (BEP) : 33.71%

(13)

PENDAHULUAN I-1

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Gliserol

Gliserin adalah nama komersia dari produk yang terdiri dari gliserol dan sejumlah kecil air. Gliserol sebenarnya merupakan Propanatriol. Berat Molekul 92,02 gr/mol, titik didih 290o dan Berat jenis 1,2617 gr/cm. (Swern,D.,”Bailey’s Industrial Oil And Fat Produts”,Vol.5,Ed.5p.275). Propanatriol.(Swern,D.,”Bailey’s Industrial Oil And Fat Products”,

Vol.5,Ed.5p.275). Gliserol 1,2,3-propanatriol ,gliserin CH2OHCOHCH2OH,

adalah sebuah alcohol trihidrat berupa cairan kental,bening dengan rasa manis. (kirk Othmer,”Encycopedia Of Chemical Technogy”,Vol 11,Ed.3,p. 921).

Gliserol pertama kali ditemukan oleh Scheele pada tahun 1779, dengan memanaskan campuran minyak zaitun (olive oil) dan litharge, kemudian membilasnya dengan air. Bilasan dengan air tersebut, menghasilkan suatu larutan berasa manis, yang disebutnya sebagai “the sweet principle of fats”. Sejak 1784, Scheele membuktikan bahwa substansi yang sama dapat diperoleh dari minyak nabati dan lemak hewan seperti lard dan butter. Pada tahun 1811, Chevreul memberi nama hasil temuan Scheele ini dengan sebutan gliserin, yang berasal dari bahasa Yunani yaitu glyceros, yang berarti manis.

Perkembangan pembangunan industri di Indonesia semakin meningkat. Kemajuan ini tampak dengan semakin banyak berdirinya pabrik yang mengolah bahan mentah menjadi bahan jadi. Kegunaan gliserol sangat banyak, terutama adalah sebagai : resin sintetis, getah ester, obat – obatan kosmetika dan pasta gigi. Proses pengolahan tembakau dan makanan juga mengkonsumsi gliserin dalam jumlah besar sebagai bahan pembantu.

(14)

PENDAHULUAN I-2

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting Perkembangan Pabrik Gliserol dari tahun-ketahun di Indonesia masih kecil dan melihat ketersediaan bahan baku CPO yang terbesar kedua setelah Malaysia mendorong untuk dikembangkannya pabrik gliserol. Dituntut juga perkembangan industry yang memanfaatkan gliserol untuk dijadikan bahan baku utama dalam produk olahan gliserol. Untuk proses pembuatan gliserol tergolong masih sederhana dan tidak terlalu sulit untuk pemrosesan.

Pertimbangan utama yang melatarbelakangi pendirian Pabrik Gliserol mendirikan suatu pabrik yang secara sosial-ekonomi cukup menguntungkan. Pendirian Pabrik Gliserol ini cukup menarik karena masih sedikit Pabrik Gliserol di Indonesia, dan juga karena prospeknya yang menguntungkan di masa mendatang.

1.1.1 Alasan Pendirian Pabrik

Perkembangan pembangunan industri di Indonesia semakin meningkat. Kemajuan ini tampak dengan semakin banyak berdirinya pabrik yang mengolah bahan mentah menjadi bahan jadi, serta meningkatnya industri barang untuk modal termasuk industri mesin dan peralatan. Istilah gliserol digunakan untuk zat kimia yang murni, sedang gliserin digunakan untuk istilah hasil pemurnian secara komersial.

Di samping itu, dilihat dari kebutuhan Gliserol yang semakin meningkat di Indonesia, maka Pabrik Gliserol ini layak didirikan atas dasar pertimbangan:

1. Sebagai pemasok bahan baku untuk industri-industri farmasi dan kosmetik dalam negeri.

2. Mengurangi jumlah impor gliserol sehingga dapat menghemat devisa negara.

3. Memacu tumbuhnya industri lain yang memerlukan gliserol sebagai bahan baku.

(15)

PENDAHULUAN I-3

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting Pertimbangan utama yang melatarbelakangi pendirian Pabrik Gliserol ini pada umumnya sama dengan sektor-sektor industri kimia yang lain, yaitu mendirikan suatu pabrik yang secara sosial-ekonomi cukup menguntungkan untuk saat in dan mendatang.

1.1.2 Ketersediaan bahan baku di Indonesia

Potensi CPO Indonesia sangat besar saat ini Indonesia telah menjadi produsen minyak sawit terbesar di dunia, melebihi Malaysia. Bahan baku untuk pembuatan gliserol adalah minyak kelapa (CPO). Berikut ini adalah data ketersediaan bahan baku di Indonesia :

Tabel I.1 Data Bahan Baku CPO dalam negeri Tahun Produksi CPO Indonesia (Ton)

2004 675.003

2005 743.248

2006 867.341

2007 881.392

2008 931.802

2009 987.298

2010 1.119.160

(16)

PENDAHULUAN I-4

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting 1.1.3 Kebutuhan Nasional

Indonesia merupakan negara terbesar kedua penghasil CPO di dunia setelah Malaysia. Bahkan diperkirakan akan menjadi produsen CPO terbesar di dunia pada tahun 2012. Dengan demikian sumber bahan baku pembuatan gliserol ini banyak tersedia.

Tabel I.2 Data Konsumsi Gliserol Dalam Negeri

Tahun Konsumsi Gliserol (Ton)

2004 27.071

2005 28.995

2006 30.919

2007 32.439

2008 33.712

2009 34.829

2010 36.5171

2011 37.9632

Sumber : Badan Statistik Surabaya (2012)

(17)

PENDAHULUAN I-5

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting Tabel I.3 Data Perusahaan produsen Gliserol Indonesia

Nama Perusahaan Lokasi

Kapasitas/Produksi (ton/thn)

PT. Sinar Oleochemical Int Medan 12.250

PT. Flora sawita Medan 5.400

PT. Cisadane Raya Chemical Tanggerang 5.500

PT. Sumi Asih Bekasi 3.500

PT. Sayap Mas Utama Bekasi 4.000

PT. Bukit Perak Semarang 1.440

PT. Wings Surya Surabaya 3.500

PT. Unilever Surabaya 8.450

(Sumber: Direktorat Jendral Industri Argo dan kimia,2009)

1.1.4 Kapasitas

y = 1510.x - 3E+06

20000 22000 24000 26000 28000 30000 32000 34000 36000 38000 40000

2003 2005 2007 2009 2011 2013

K o n su m si G li se ro l (T o n ) Tahun

(18)

PENDAHULUAN I-6

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting Pada grafik diatas diperoleh impor Gliserol dari tahun 2004 sampai tahun 2011 cenderung mengalami kenaikan. Dari grafik tersebut dapat diperkirakan impor surfaktant pada tahun selanjutnya akan mengalami kenaikan. Berdasarkan grafik diatas diperoleh persamaan: y = 1510.x +3x10 6

Dari grafik diatas dengan metode regresi linear ( Menggunakan Microsoft Excel ), maka di dapatkan persamaan untuk mencari kebutuhan pada tahun tertentu dengan persamaan :

Y = 1510.x – 3.000.000

Keterangan : Y = Kapasitas (ton/th)

X = Tahun ke-n

Pabrik ini direncanakan beroperasi pada tahun 2022

Kapasitas pada tahun 2012 :

Y = (1510)(2022) – 3.000.000

= 53.220 ton / tahun.

Untuk itu kapasitas terpasang pada pabrik ini direncanakan mengambil 25% dari jumlah total produksi tahun 2014 sebesar :

(19)

PENDAHULUAN I-7

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting I.1.6. Sifat Fisik dan Kimia Bahan Baku

1. Minyak Sawit (CPO)

Sifat Fisika:

1. Spesific gravity (37,80C) : 0,9

2. Titik beku : 50C

3. Titik didih : 2980C

4. Densitas : 0,895 g/cm3

5. Kadar air (%) : 2

6. Bilangan Penyabunan : 198

7. Berat Molekul : 847,28 g/mol

8. Massa Jenis : 0.9

9. Rumus Kimia : C3H5(COOR)3

(20)

PENDAHULUAN I-8

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting 2 Air ( H2O)

Sifat Fisika:

1. Berat molekul : 18,016 gr/grmol

2. Rumus molekul _{: H2O}

3. Densitas : 1 gr/ml

4. Viskositas : 0,01002 P

5. Panas spesifik : 1 kal/g

6. Tekanan uap : 760 mmHg

7. Panas laten : 80 kal/g

8. Indeks bias : 1,33 (Perry, 1984)

3 Gliserol

Sifat Fisika:

Beberapa sifat fisis dan karakteristik yang penting dari gliserol, antara lain

1. Rumus molekul _{: C3H8O3}

2. Berat Molekul : 92,09 gr/mol

3. Titik lebur :18,17 0C

4. Titik didih : 290 0C

5. Berat jenis : 1,2617 gr/cm

6. Specific gravity : 1,260

(21)

PENDAHULUAN I-9

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting 8. Panas spesifik : 0,5795 kal/gram pada 26 0C

(99,94 % gliserol)

9. Panas Penguapan : 21,060 kal/mol pada 55 0C 10. Panas Pembentukan : 159,60 kal/mol

11. Titik api : 204 0C

12. Flash point : 177 0C

(Sumber : Kirk dan Orthmer, 1971;Mc Graw Hill Encyclopedia, 1977; Perry, 1999)

4 Soda Kaustik (NaOH) Sifat Fisika:

1. Rumus Molekul : NaOH

2. Berat Molekul : 40

3. Warna : Putih

4. Sifat kristal : Higroskopis mudah mencair

5. Spesific gravity : 2,13

6. Titik lebur : 318,4 oC

7. Titik didih : 1,39 oC

8. Kelarutan dalam

setiap 100 bagian : - Air dingin (0oC) : 42

- Air panas (100oC) : 347

(22)

PENDAHULUAN I-10

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting 5 Fatty Acid (Asam Lemak)

1. Rumus Kimia _{: C16H23O2}

2. Berat Molekul : 256,42 g/mol

3. Boiling point : 215 oC at 15 mmHg

4. Melting point : 52 oC

5. Flash point : 185 0C

(23)

SELEKSI DAN URAIAN PROSES II-1

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting BAB II

URAIAN PROSES

II.1. Macam Proses Pembuatan

Gliserol dapat diproduksi melalui beberapa metode proses Penggolongan ini didasarkan pada perbedaan bahan baku yang digunakan. Ketiga cara itu antara lain yaitu :

Minyak

1.Saponifikasi

2.Fat Spliting

3. Transifikasi

2. Proses Enzimatis

4. Prose Kontinyu 3. Proses Batch Autoclave

1. Proses Twitcheal

Proses Hidrolisis

Gambar II.1 Blok Diagaram Proses Produksi Gliserol

1. Proses Saponifikasi

Saponifikasi lemak dengan NaOH, menghasilkan gliserol dan sabun.

R1-COO- CH2 CH2OH

R2-COO-CH + 3NaOH 3R-COONa + CHOH

R3-COO- CH2 CH2OH

Trigliserida Sodium hidroksida Sabun Gliserol

minyak Tangki Saponifikasi

Sabun R-COONa

Gliserol NaOH

Air

(24)

SELEKSI DAN URAIAN PROSES II-2

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting Proses saponifikasi ini berada dengan proses yang lain, dimana dalam proses ini dilakukan dengan beberapa tahap yang dirancang untuk saponifikasi lemak, Gliserol yang didapat untuk proses ini hanya 12 -25 % sehingga masih memerlukan tahap pemurnian gliserol sehingga kadar yang didapat maksimal adalah 90%.

2. Proses Fat Spliting A. Proses Twitchell

Minyak Reaktor Air Reagensia Katalis H2SO4 Hidrolisis Asam Lemak Gliserol

Gambar II.3 Blok Diagaram Proses Twitchell

(25)

SELEKSI DAN URAIAN PROSES II-3

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting lemak terjadi tidak merata, dan pemakaian proses ini relatif kurang menguntungkan kadar maksimal yang dicapai 85-90%.

B. Proses Enzimatis

Minyak Degumming Hidrolisis

Enzim Lipase

Asam Lemak dan Triliserida

Gliserol dan Air

Air Distilasi Asam Lemak Trigleserida Evaporator Gliserol Air

Gambar II.3 Proses Spliting Enzimatis

Proses hidrolisa minyak nabati dengan menggunakan biokatalis enzim lipase memerlukan waktu selama 5 hari. Laju hidrolisis tidak berubah pada rentang suhu 24- 460C dan optimum pada rentang pH 4,8-7,2 sedangkan enzim menjadi kurang aktif pada suhu diatas 50 oC. kelemahan dari proses ini adalah untuk berekasi sempurna enzim memerlukan waktu 5 hari untuk proses. Gliserol yang awal yang didapat adalah sekitar 9-12% setelah berlanjut ketahap selelanjutnya gliserol hanya maksimal sampai 87-90 %.

C. Proses Batch Autoclave

Minyak Reaktor Air Katalis Steam Hidrolisis Asam Lemak Gliserol

Gambar II.2 Proses Spliting Autoclave

(26)

SELEKSI DAN URAIAN PROSES II-4

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting beberapa macam katalis selain itu juga reactor yang digunakan harus berbahan stailess/copper yang harganya mahal mengingat adanya penambahan katalis yang menyebabkan korosif. Proses ini gliserol yang dicapai hanya maksimal sampai 95-98 %.

D. Proses Kontinue

Minyak Menara Splitting Air

Asam Lemak

Gliserol Tangki Netraliser

Centrifuge

Evaporator _R-COONaSabun

Air

Gliserol

NaOH

Steam (240-250C)

Gambar II.2 Proses Spliting Kontinue

Proses kontinu counter current dilakukan dengan menggunakan suhu dan tekanan yang tinggi. Hidrolisis lemak peran suhu dan tekanan dipergunakan untuk mempercepat waktu reaksi. Aliran counter current penuh dari minyak dan air guna menghasilkan suatu derajat pemanasan yang maksimal, tanpa memerlukan katalis.Menara pemanasan merupakan alat utama. Kebanyakan dari menara pemisah mempunyai konfigurasi sama dan dioperasikan dengan cara sama, tergantung dari kapasitas, menara bisa berkapasitas pada diameter 508 – 1220 mm dengan tinggi 18 – 25 m, yang terbuat dari bahan tahan korosi seperti baja steanless 316

Suatu rancangan pemisahan lurgi counter current single stage, lemak terdegradasi pada sebuah cincin sparge bagian tengah sekitar 1 m dari dasar dengan sebuah pompa bertekanan tinggi. Air terdapat pada bagian atas dengan perbandingan 0 – 50 % dari berat lemak. temperatur pemisah yang tinggi (250 – 260 C) cukup menjamin penghancuran fase air pada lemak.

(27)

10-SELEKSI DAN URAIAN PROSES II-5

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting 25% sehingga apabila diproses selanjutnya derajat pemisahan dapat dicapai hingga 99 %.

Pada proses pemecahan lemak dan minyak selanjutnya menggunakan tekanan tinggi, lebih efisiendibandingkan proses lain dengan waktu reaksi 2–3 jam. Penghilangan zat asam yang mengandung lemak punterjadi. Sebagai hasil dari pertukaran panas yang efisien proses ini diusahakan memakai panas yang tinggi. Pada perancangan pabrik gliserin, biasanya menggunakan proses kontinu ini sebagai metode hidrolisis,dan kami pun telah menetapkan proses ini merupakan proses yang dipakai, pemilihan proses ini berdasarkan pertimbangan:

1. konversi produk lebih tinggi

2. waktu reaksi lebih singkat

3. biaya operasi lebih murah

3. Proses Transifikasi

Minyak Esterifikasi Metanol Katalis Transifikasi NaOH Metanol Separator Gliserol Methyl ester

Gambar II.2 Proses Transifikasi

(28)

SELEKSI DAN URAIAN PROSES II-6

(29)

SELEKSI DAN URAIAN PROSES II-7

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting II.2. Pemilihan Proses

Berikut ini adalah macam proses pembuatan gliserol dengan proses hidrolisi (Fat Splitting ) ;

Tabel 2.1 Seleksi Proses Hidrolisis Jenis Proses

Splitting Twichell Enzimatis Autoclave

Hidrolisa Kontinyu

Suhu (oC) 100-105 24-46 230-240 240-250

Tekanan (atm) Atmosferik Atmosferik 28-30 45-50

Katalis / enzim

Asam alkilaryl sulfonat atau asam sikloalifatic

sulfonat

Asam laurat dan enzim lipase

CaO,BaO,Mg

O dan ZnO None

Waktu (jam) 12-48 jam 5 Hari 5-10 jam 2-3 jam

Mode Operasi Batch Batch Batch Continuous

Peralatan Logam monel, copper, Logam stainlees

steel

Auto-clave

stainless steel Stainless steel

Hidrolisa

85-90% terhidrolisa,5-15% larutan gliserol, tergantung jenis lemak

87-90% terhidrolisa,9-12% larutan gliserol, tergantung jenis lemak 95-98% terhidrolisa,10 -15% larutan gliserol, tergantung jenis lemak 97-99% terhidrolisis,10 -25% larutan gliserol, tergantung jenis lemak Keunggulan

Suhu dan tekan rendah, sesuai untuk skala yang kecil, biaya awal kecil karena alat sederhana dan

tidak mahal

Penggunaan suhu,tekanan dan alat yang sederhana

tidak mahal lebih cocok untuk dalam skala industri kecil

(30)

SELEKSI DAN URAIAN PROSES II-8

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting Jenis Proses

Splitting Twichell Enzimatis Autoclave

Hidrolisa Kontinyu

Kelemahan

Penanganan katalis, waktu reaksi sangat lama,

apabila CPO dengan kualitas rendah, menyebabkan kerusakan

pada katalis cenderung membentuk asam

berwarna gelap, membutuhkan lebih dai

2-4 kali proses konsentrasi gliserin tinggi, tidak dapat

dikontrol secara Pengunaan enzim, dan pengontrolan suhu, sangat berperan dalam proses.apabila suhu terlalu lebih

dari 50 C enzim akan mati maka produk gliserol yang didapat akan

berkadar kecil, selain itu waktu 5

hari yang dibutuhkan relatif lama untuk memperoleh kadar ideal gliserol. Pengunaan enzim, dan pengontrolan suhu, sangat berperan dalam proses.apabila suhu terlalu lebih dari 50 C

enzim akan mati maka produk gliserol

yang didapat akan berkadar kecil, selain itu

waktu 5 hari yang dibutuhkan relatif lama untuk memperoleh kadar ideal gliserol. Biaya awal tinggi, suhu

dan tekanan tinggi sehingga

perlu skill dan pengalaman

tinggi, investasi alat dan konsumsi

energi besar

II.2.1 Pemilihan Proses

Ditinjau dari beberapa hal, maka diplih proses pembuatan gliserol dengan bahan baku CPO kelapa yang tepat adalah proses Hidrolisa Kontinyu”.

II.3. Diskripsi Proses

Pada proses pembuatan Gliserol dari CPO dilakukan dalam tiga tahap proses yaitu :

1. Proses Continuous Fat Spliting

(31)

SELEKSI DAN URAIAN PROSES II-9

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting II.2.1 Proses Continuous Fat Spliting

Reaksi antara CPO dengan air berlangsung dalam reaktor yang disebut sebagai fat splitting coloumn (kolom hidrolisa) yang beroperasi pada suhu 2500C, tekanan 50 atm dan waktu reaksi 2 jam. Dengan rasio steam sebanyak 40% berlebih dari berat CPO. Reaksi yang terjadi adalah reaksi endotermis, sehingga diperlukan panas. Kondisi tersebut dapat dicapai dengan mengalirkan steam secara kontak dengan temperatur 250 0C dengan tekanan 50 Atm. Reaksinya:

Produk yang terbentuk terpisah berdasarkan perbedaan berat jenis, gliserol akan keluar melalui bagian bawah kolom Splitting berupa Sweet Water (Gliserol dengan kadar 63 %) bersama dengan air sedangkan asam lemak yang memiliki berat lebih ringan akan keluar melalui bagian atas fat splitting coloumn (kolom hidrolisa). Produk gliserol yang terbentuk ditampung pada flash tank gliserol. Asam lemak ditampung pada flash tank asam lemak. Flash tank berfungsi untuk mengurangi kadar air yang mempunyai effisiensi 80% dari asam lemak pada produk dan mengurangi tekanan serta tempat penampungan sementara produk. Asam lemak dari flash tank dialirkan ketangki produk asam lemak sebagai produk samping.

(32)

SELEKSI DAN URAIAN PROSES II-10

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting yang terkandung dalam gliserol dapat direkoveri (Miner & Dalton 1953).

Reaksi saponifikasi dapat ditulis sebagai berikut : Reaksi 1 :

RCOOH + NaOH 3RCOONa + H2O Asam Lemak Soda Kaustik Sabun air Reaksi 2:

C3H5(OOCR)3 + NaOH 3 RCOONa + C3H8O3 Trigelirisida Soda Kaustik Sabun Gliserol

Proses ini djalankan dengan untuk menghilangkan campuran trigliserida dan asam lemak menggunakan tangki netraliser reaksi berjalan dengan sempurna terbentuk sabun. Pada proses netralisasi kosentrasi yang didapat hingga 15% gliserol. Tahap selanjutnya dialirkan ke dekanter untuk memisahkan gliserol dengan sabun. Alat ini lebih mudah dan efisien untuk memisahkan larutan gliserol dengan sabun. kemudian tahap selanjutnya adalah pemurnian gliserol

II.2.3 Proses Pemurnian Gliserol

(33)

SELEKSI DAN URAIAN PROSES II-11

(34)

SELEKSI DAN URAIAN PROSES II-12

(35)

Tugas Akhir

Bab III Neraca Massa

Program Studi S - 1 Teknik Kimia

Fakultas Teknologi Industri - UPN “Veteran” Jatim

9

BAB III

NERACA MASSA

Kapasitas : 13500 ton / tahun

:1847.91 kg / jam Kebutuhan bahan baku : 17689.12 kg / jam

Proses : Kontinyu

1. NERACA MASSA REAKTOR FAT SPLITTING (F-110)

Komponen

Aliran Kg/jm

Masuk Keluar

[1] [2] [3] [4]

Trigliserida

Tri Miristat 420.1166 - - 4.201

Tri Palmitat 8368.723 - - 83.687

Tri Stearat 789.8192 - - 7.898

Tri Oleat 5881.632 - - 58.816

Tri Linoleat 1344.374 - - 13.444

Asam lemak

As. Miristat 22.1114 - 394.033 22.1114

As. Palmitat 440.4591 - 7894.574 440.4591

As. Stearat 41.56943 - 748.725 41.56943

As. Oleat 309.5596 - 5572.604 309.5596

As. Linoleat - - 1273.345 70.75648

Gliserol - - - 1821.964

Steam - 1512.302 442.888

Total 17689.12 1512.302 16326.169 2874.466

(36)

Tugas Akhir

10

2. NERACA MASSA FLASH TANK ASAM LEMAK (F-310)

Komponen

Aliran Kg/jam

Masuk Keluar

[3] [4 a] [5 a]

Asam Lemak

As. Miristat 394.033 - 394.033

As. Palmitat 7894.574 - 7894.574

As. Stearat 748.725 - 748.725

As. Oleat 5572.604 - 5572.604

As. Linoleat 1273.345 - 1273.345

H2O 442.888 442.888 -

Total 16326.169 442.888 15883.281

16326.169 16326.169

3. NERACA MASSA FLASH TANK GLISEROL (F-320)

Komponen

Aliran Kg/jam

Masuk Keluar

[4 b] [5 b]

Trigliserida

Tri Miristat 4.201 4.201

Tri Palmitat 83.687 83.687

Tri Stearat 7.898 7.898

Tri Oleat 58.816 58.816

Tri Linoleat 13.444 13.444

Asam lemak

As. Miristat 22.111 22.111

As. Palmitat 440.459 440.459

As. Stearat 41.569 41.569

As. Oleat 309.560 309.560

As. Linoleat 70.756 70.756

Gliserol 1821.964 1821.964

(37)

Tugas Akhir

11

4. NERACA MASSA TANGKI PELARUT NaOH (M-330)

Komponen

Aliran Kg/jam

Masuk Keluar

[6b] [7b] [8b]

NaOH 421.058 421.058

H2O 2631.615 2631.615

Total 421.058 2631.615 3052.674

3052.674 3052.674

5. NERACA MASSA TANGKI NETRALISER GLISEROL (M-340)

Komponen

Aliran Kg/jam

Masuk Keluar

[5 b] [8 b] [9 b]

Trigliserida

Tri Miristat 4.201 - -

Tri Palmitat 83.687 - -

Tri Stearat 7.898 - -

Tri Oleat 58.816 - -

Tri Linoleat 13.444 - -

Asam Lemak

As. Miristat 22.111 - -

As. Palmitat 440.459 - -

As. Stearat 41.569 - -

As. Oleat 309.560 - -

As. Linoleat 70.756 - -

NaOH - 421.058

Gliserol 1821.964 - 1840.367

Sabun - - 1395.599627

H2O - 8421.169 8480.727

Total 2874.466 8842.227 11716.694

(38)

Tugas Akhir

12

6. NERACA MASSA DEKANTER (H-350)

Komponen

Aliran Kg/jam

Masuk Keluar

[9 b] [10 b] [11 b]

Gliserol 1840.367 1840.367

Sabun 1395.600 1395.600

H2O 8480.727 - 8480.727

Total 9876.327 1395.600 8480.727

9876.327 9876.327

7. NERACA MASSA EVAPORATOR I (V-410)

Komponen

Aliran Kg/jam

Masuk Keluar

[11 b] [12 b] [13 b]

Gliserol 1840.367 - 1840.367

H2O 8480.727 8226.305 254.422

Total 10321.094 8226.305 2094.789

10321.094 10321.094

8. NERACA MASSA EVAPORATOR II (V-420)

Komponen

Aliran Kg/jam

Masuk Keluar

[12 b] [14 b] [15 b]

Gliserol 1840.367 - 1840.367

H2O 254.422 246.789 7.633

Total 2094.789 246.7892 1848.000

(39)

Tugas Akhir

Bab IV Neraca Panas

9

BAB IV

NERACA PANAS

Kapasitas : 13500 ton / tahun

:1847.91 kg / jam Kebutuhan bahan baku : 17689.12 kg / jam

Proses : Kontinyu

1. NERACA PANAS TANGKI PENYIMPAN BAHAN BAKU (F-110)

Heater CPO Q Suply T=250 oC Q CPO T=100 oC Q CPO T=30 oC Steam Condensat

Panas Masuk Panas Keluar

Komponen Kkal/jam Komponen Kkal/jam

Entalpi CPO masuk pada Entalpi CPO masuk pada

suhu 30 oC suhu 100 oC

Trigliserida Trigliserida

Tripalmitin _{2845.1318 Tripalmitin} _13500.6272

Trimiristin _{44948.8874 Trimiristin} _212186.7845

Tristearin _{4837.3343 Tristearin} _23048.2742

Triolein _{32531.9559 Triolein} _154369.5831

Trilinolein _{7916.0308 Trilinolein} _37644.2432

Asam lemak Asam lemak

Asam Palmitat 44.0492 Asam Palmitat 131.1450

Asam Miristat 3297.6037 Asam Miristat 3363.5136

Asam Stearat 500.9908 Asam Stearat 2222.2598

Asam Olein 2770.1018 Asam Olein 10312.8025

Asam Linoliet 850.0139 Asam Linoliet 3886.5580

100542.0996 460665.7910

Q suplay 445648.5225 H Peleburan 58215.3

Qloss 27309.5311

(40)

Tugas Akhir

10

2. NERACA PANAS REAKTOR FAT SPLITTING (R-220)

Reaktor Fat Splitting Q CPO

T=100 oC

Q Asam Lemak T= 250 oC Q Suply

T=250 oC

Q Asam Lemak T= 250 oC P-1

P-2

Entalpi CPO masuk

pada suhu 100 oC

Entalpi CPO masuk pada suhu 250 oC

Trigliserida Bagian Atas

Tripalmitin 93916.3224 Asam Lemak

Trimiristin 1478398.5735 Asam Palmitat 3775.1028

Tristearin 160134.4726 Asam Miristat 96821.1777

Triolein 1073862.9671 Asam Stearat 63969.3593

Trilinolein 261697.8943 Asam Olein 296861.4954

Asam lemak Asam Linoliet 111877.3884

Asam Palmitat 1120.6683 H2O 25.507103

Asam Miristat 72690.3535

Asam Stearat 15856.3101 Bagian Bawah

Asam Olein 76678.8006 Gliserol 526322.6811

Asam Linoliet 27162.6078 Tripalmitin 3886.2534

H20 52728.9249 Trimiristin 61079.5041

3314247.8951 Tristearin 6634.6128

Triolein 44436.4035

Trilinolein 10836.1683

Asam Lemak

Asam Palmitat 67273.6343

Asam Miristat 1735375.5357

Asam Stearat 1152180.4589

Asam Olein 5344016.5497

Asam Linoliet 2013363.1481

Q suplay 7726716.367 Qloss 552488.367

∆ Hr 131748.7058

Total 11040964.2618 11040964.2618

(41)

Tugas Akhir

11

3. NERACA PANAS COOLER ASAM LEMAK (F-310)

Cooler Asam Lemak

Q Asam Lemak T= 250 oC

Q Asam Lemak T= 100 oC Q Air Proses

T= 30 oC

Steam Kondensat

T= 60 oC

Entalpi Asam Lemak masuk

pada Suhu 250oC

Entalpi CPO keluar pada suhu 100 oC

Asam Lemak 10327651.3691 Asam Lemak 6970651.5753

Air 3690.7367 Air 3690.7367

_6974342.3120

Q Serap _3356999.7938

(42)

Tugas Akhir

12

4. NERACA PANAS COOLER GLISEROL (F-320)

Cooler Gliserol

Q Gliserol T= 250 oC

Q Gliserol T= 100 oC Q Air Proses

T= 30 oC

Steam Kondensat

T= 60 oC

Entalpi Gliserol masuk

pada suhu 250 oC

pada suhu 100 oC

Trigliserida Trigliserida

Tripalmitin _{5829.3801 Tripalmitin} _1878.3264

Trimiristin _{91619.2561 Trimiristin} _29567.9715

Tristearin _{9951.9192 Tristearin} _3202.6895

Triolein _{66654.6053 Triolein} _21477.2593

Trilinolein _{16254.2524 Trilinolein} _5233.9579

Asam Miristat _{145231.7665 Asam Miristat} _145380.7070

Asam Stearat _{95954.0389 Asam Stearat} _31712.6202

Asam Olein _{445292.2431 Asam Olein} _153357.6012

Asam Linoliet _{167816.0826 Asam Linoliet} _54325.2156

Gliserol 789484.0216 Gliserol 251413.0206

1839750.2201 699790.7059

Q Serap 1139959.5142

Total 1839750.2201 Total 1839750.2201

(43)

Tugas Akhir

13

5. NERACA PANAS TANGKI PELARUT NaOH (M-330)

Tangki Pelarut NaOH Q NaOH (s)

T=30 oC

Q NaOH (l) T= 80 oC Q Air Proses

T= 30 oC

Steam Kondensat

T= 60 oC Q Suply T=100 oC

Entalpi NaOH masuk pada

suhu 30 oC

pada 30 oC

NaOH 1745.0399 NaOH 27418.3663

Air _{9787.2697 Air} _97872.6965

Q Suply _{120353.0197 Q Loss} _6594.2665

(44)

Tugas Akhir

14

6. NERACA PANAS NETRALISER ( M-340 )

Tangki Netraliser

Q NaOH (l) T= 80 oC

Steam Kondensat

T= 60 oC Q Gliserol

T= 100 oC

Q Gliserol T= 80 oC

pada suhu 100 oC

Entalpi Gliserol masuk pada sush

80 oC

Trigliserida Trigliserida

Tripalmitin 1043.6109 Tripalmitin -

Trimiristin _{16428.1652 Trimiristin} _-

Tristearin _{1779.4359 Tristearin} _-

Triolein _{11932.9107 Triolein} _-

Trilinolein _{2908.0224 Trilinolein} _-

Asam Palmitat _{1245.3018 Asam Palmitat} _-

Asam Miristat _{80774.5053 Asam Miristat} _-

Asam Stearat _{17619.7465 Asam Stearat} _-

Asam Olein _{85206.5218 Asam Olein} _-

Asam Linoliet _{30183.4577 Asam Linoliet} _-

NaOH _{31419.7743 H2O} _696.2824

H2O 1121.5614 Sabun 269701.9758

421349.7909 300030.9016

Q Loss 121318.8893

(45)

Tugas Akhir

15

7. NERACA PANAS EVAPORATOR (V-410)

EVAPORATOR Q Suply T=150 oC Q Gliserol T=120 oC Q Vapour T=120 oC Glierol T=80

pada suhu 150 oC

Entalpi Gliserol Keluar

pada suhu 120 oC

Air 2611.0592 Air 13.9256

Q supply 1179919.4607 Air Proses Keluar 1378.639249

Q loss 64682.6466

Total 1293652.9325 Total 1293652.9325

8. NERACA PANAS EVAPORATOR II (V-420)

EVAPORATOR II Q Suply T=120 oC Q Gliserol T=60 oC Steam Condensat Glierol T=100

pada suhu 120oC

Entalpi Gliserol Keluar

pada suhu 60oC

Air 7392.3670 Air 1774.1681

Q supply 187260.3450

Air Proses Keluar 373004.0859

Q loss 21969.1208

(46)

Tugas Akhir

16

9. NERACA PANAS COOLER ASAM LEMAK (E-312)

Cooler Asam Lemak II Q Asam Lemak

T= 100 oC

Q Asam Lemak T= 30 oC Q Air Proses

T= 30 oC

Steam Kondensat

T= 60 oC

pada suhu 60 oC

pada suhu 30 oC

Asam Lemak Asam Lemak

Asam Miristat 676317.5626 Asam Miristat 14120.64741

Asam Stearat 107156.8529 Asam Stearat 2155.81416

Asam Olein 595026.2015 Asam Olein 11913.59114

Asam Linoliet 182010.816 Asam Linoliet 3654.59154

Q Terserap 1537776.3180

(47)

Tugas Akhir

17

10.NERACA PANAS COOLER GLISEROL (E-424)

Cooler Gliserol II Q Gliserol

T= 60 oC

Q Gliserol T= 30 oC Q Air Proses

T= 30 oC

Steam Kondensat

T= 40 oC

pada suhu 60 oC

pada suhu 30 oC

Gliserol _{81489.7692 Gliserol} _37410.7054

Q serap 44079.0639

Total 81489.7692 Total 81489.7692

11. NERACA PANAS COOLER GLISEROL (E-424)

Cooler Sabun Q Sabun

T= 80 oC

Q Sabun T= 30 oC Q Air Proses

T= 30 oC

Steam Kondensat

T= 40 oC

Entalpi Sabun masuk

pada suhu 80oC

Entalpi Sabun Keluar

(48)

Tugas Akhir

18

Sabun 9641481.678

7

Sabun

24673.78197

Q Terserap

9616807.896 7 Total

9641481.678

7 Total

(49)

SPESIFIKASI PERALATAN V-1

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting

BAB V

SPESIFIKASI PERALATAN

1. TANGKI PENYIMPAN BAHAN BAKU CPO (F-111)

Fungsi : Untuk Penyimpanan Bahan Baku CPO selama 7 Hari

Type : Silinder tegak , tutup atas standar

Diameter Shell :

Tinggi total tangki : 1770.78 ft

Tinggi shell : 876.15 ft

Diameter, inside : 549.44 ft

Tebal Shell : 2 ₅in

Dimensi Tutup :

Tinggi tutup Atas : 74.55 ft

Tebal tutup atas : 3 5 in

Tebal tutup bawah : 3 ₅ in

Bahan Konstruksi : Stainless Steel SA-240

(50)

SPESIFIKASI PERALATAN V-2

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting 2. POMPA CPO ( E-113 )

Fungsi : Mengalirkan CPO dari tangki penampung ke

reactor fatsplitting

Type : Reciprocating Pump

Dasar Pemilihan : Sesuai untuk viskositas CPO

Bahan : Stainless Steel

Perpipaan : 3 1 ₂in sch 40

Rate Volumetrik : 89.4641 gpm

Total Dyamic Head : 57.2339 ft lbf / lbm Effisiensi Motor : 82%

Power : 3 Hp

Jumlah : 1 buah

3. HEATER CPO ( E-113 )

Fungsi : Memanaskan CPO dari suhu 300C sampai suhu 100 0C

Tyepe : Double pipe Heat Exchanger

Shell side

ID : 19 ¼ in

Phasses : 2

(51)

SPESIFIKASI PERALATAN V-3

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting Tube Side

OD : ¾ in

Panjang : 29 ft

Jumlah : 74 buah

∆P : 1,3346 psi

Bahan Konstruksi : Carbon steel

Jumlah Alat : 1 buah

4. Reaktor Fatspliting (R-210)

Fungsi : Untuk mereksikan cpo dengan steam

Type : Silinder tegak , tutup atas standar dan tutup bawah konis

Diameter Shell :

(52)

SPESIFIKASI PERALATAN V-4

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting

Dimensi Tutup :

Tinggi tutup Atas : 24.72 ft

Tinggi tutup bawah : 24.72 ft

Tebal tutup atas : 5 5 ₆ in

Tebal tutup bawah :5 5 ₆ in

Jumlah Vessel : 1 buah

5. Cooler Asam Lemak (E-211)

Fungsi : Menurunkan suhu Asam lemak yang keluar dari reaktor Fatsplitting

Tyepe : shell and tube Heat Exchanger (Fixed Tube)

Shell side

ID : 23 ¼ in

Phasses : 6

∆P : 8.1733 psi

Tube Side

(53)

SPESIFIKASI PERALATAN V-5

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting Panjang : 12 ft

Jumlah : 528 buah

∆P : 1.12029 psi

Jumlah Alat : 1 buah

6. FLASH TANK ASAM LEMAK (F-310)

Fungsi : Mengurangi tekanan dan memisahkan uap air pada produk asam lemak yang keluar dari reactor fatspliting

Dasar Pemilihan : Efisien untuk menurunkan temperature dan tekanan dengan cepat

Bahan Konstruksi : Carbon steel SA-grade C (Brownell:253) Volume : 349.95 cuft

Tinggi : 37.5 ft (450 in) Diameter : 18 ft (216 in) Teabal shell : 0.375 in (3/8 in) Tebal tutup atas : 0.375 in (3/8 in)

(54)

SPESIFIKASI PERALATAN V-6

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting 7. COOLER GLISEROL I (E-212)

Fungsi : Mendinginkan campuran gliserol yang keluar dari reactor Fatsplitting

Tyepe : shell and tube Exchanger (Fixed Tube)

Shell side

ID : 36 1 ₅ in

Phasses : 5

∆P : 5.62425 psi

Tube Side

OD : 3 ₄ in

Panjang : 10 ft

Jumlah : 137 buah

∆P : 0.32458 psi

(55)

SPESIFIKASI PERALATAN V-7

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting

8. FLASH TANK GLISEROL

Fungsi : Mengurangi tekanan pada campuran gliserol yang keluar dari reactor fatspliting

Dasar Pemilihan : Efisien untuk menurunkan temperature dan tekanan dengan cepat

Bahan Konstruksi : Carbon steel SA-grade C

Volume : 90.1507 cuft

Tinggi : 18.46 ft (221.52 in)

Diameter : 8.23 ft (98.7 in)

Tebal shell : 0.44 in (1/2 in)

Tebal tutup atas : 0.494 in (1/2 in)

Tebal tutup bawah : 0.494 in (1/2 in)

Jumlah : 1 buah

9. TANGKI PELARUT NaOH (M-330)

Fungsi : Melarutkan NaOH dengan air untuk proses

Netralisasi untuk 7 hari

(56)

SPESIFIKASI PERALATAN V-8

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting Jenis Bahan : Carbon Steel SA-283 grade C

Jumlah : 1 buah

Diameter Shell :

Diameter, : 46.7 ft

Tinggi shell : 98 ft

Dimensi Tutup :

Tebal tutup atas : 1

5 in

Tebal tutup bawah : 1 ₅ in

Sistem Pengaduk :

Dipakai impeller jenis Turbin dengan 3 buah flat blade dengan 1 buah impeller

Diameter Impeler : 10.5 ft

Panjang blade : 2.6342 ft

(57)

SPESIFIKASI PERALATAN V-9

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting

Power motor : 1 hp

10.TANGKI NETRALISASI (M-340)

Fungsi : Tempat proses netralisasi kandungan asam lemak berlebih dengan penambahan NaOH

Tyepe : Silinder tegak , tutup atas standar dan tutup bawah dilengkapi dengan pengaduk dan jaket

Diameter Shell :

Dimensi Tutup :

Tebal tutup atas : 1

5 in

(58)

SPESIFIKASI PERALATAN V-10

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting Sistem Pengaduk :

Dipakai impeller jenis Turbin dengan 3 buah flat blade dengan 1 buah impeller

Diameter Impeler : 7.40 ft

Panjang blade : 3.3519 ft

Lebar Blade : 1.481 ft

Power motor : 3 hp

Sistem Pengaduk :

Diameter Jaket : 54.2 ft

Tinggi jaket : 68.7 ft

Tebal jaket : 1 ₅ in

11.DEKANTER (H-350)

Fungsi : Untuk memisahkan gliserol yang bercampur

dengan soap stock

Type : Tangki Silinder Horisontal dan sisi-sisinya

berbentuk elips

Bahan Konstruksi : Stainlees Steel SA-304

(59)

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting

Dimensi Shell :

Diameter shell : 18.7 ft

Tinggi tangki total : 24.5371 ft

Tinggi cairan : 18.4028 ft

Panjang Tangki : 67.296 ft

Tebal Shell : 3 ₅ in

12.POMPA PRODUK GLISEROL (L-351)

Fungsi : Mengalirkan campuran gliserol ke evaporator

Type : Reciprocating pump

Perpipaan : 2 in sch 40

Total Dyamic Head : 54.3438 ft lbf / lbm

Effisiensi Motor : 82%

Power : 2 Hp

(60)

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting 13.POMPA PRODUK SABUN (L-352)

Fungsi : Mengalirkan produk samping sabun ke tangki penampung sabun

Perpipaan : 2 1

2 in sch 40

Power : 2 Hp

Jumlah : 1 buah

14.TANGKI PENYIMPAN PRODUK SABUN (L-352)

Fungsi : Menyimpan produk samping sabun untuk 7 hari

Type : Silinder tegak , tutup atas standar

Jenis Bahan : Carbon Steel SA-283 grade C

(61)

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting Diameter Shell :

Diameter, inside : 144 3 ₈ ft

Dimensi Tutup :

Tinggi tutup atas : 48.462 ft

Tebal tutup atas : 1 5 in

15. EVAPORATOR I (V-410)

Fungsi : Menghilangkan komponen air pada gliserol

Type : Silinder tegak dan tutup atas dengan bentuk bagian bawah kerucut (Long tube evaporator Calandria)

Diameter Shell :

Diameter shell , inside : 39.37 ft

Diameter shell , outside : 39.49 ft

(62)

SPESIFIKASI PERALATAN V-14

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting

Dimensi Tutup :

Tebal tutup atas (dished) : 1 ₇ ft

Tebal tutup bawah (dished ) : 1 ₇ ft

Jumlah Vessel : 1 buah

16. POMPA EVAPORATOR I (L-411)

Fungsi : Mengalirkan campuaran gliserol ke evaporator II

Perpipaan : 2 1 ₂in sch 40

Rate Volumetrik : 31.256gpm

Power : 2 Hp

(63)

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting 17. EVAPORATOR II (V-410)

Fungsi : Menghilangkan komponen air pada gliserol

Type : Silinder tegak dan tutup atas dengan bentuk bagian bawah kerucut (Long tube evaporator Calandria)

Diameter Shell :

Diameter shell , outside : 30.49 ft

Tebal Shell : 3 ₄in

Dimensi Tutup :

Tebal tutup atas (dished) : 1 ₇ in

Tebal tutup bawah (dished ) : 1 ₇ in

Tinggi tutup bawah : 72.11 in

(64)

SPESIFIKASI PERALATAN V-16

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting 18. POMPA EVAPORATOR II (L-412)

Fungsi : Mengalirkan campuaran gliserol ke tangki

penampung gliserol

Type : Reciprocating

Perpipaan : 2 in sch 40

Effisiensi Motor : 80 %

Power : 2 Hp

Jumlah : 1 buah

19.BAROMETRIK KONDENSOR ( E-422 )

Fungsi : Mengkondensasi uap dan menjaga tekanan

evaporator

Type : Multi Jet

Rate Volumetrik : 1546,43313 cuft/menit

Diameter Pipa : 12 in

(65)

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting

Tekanan : 1,765164 psia

Jumlah : 1 buah

20.STEAM JET EJECTOR ( G-423 )

Fungsi : Memvakumkan Evaporator

Type : Single stage steam jet ejector

Dasar Pemilihan : Sesuai untuk penjagaan vacum

Inlet : 1.22 in

Outlet : 0.9185 in

Panjang : 11.022 in

Kapasitas : 257.09 kg/jam

Jumlah : 1 buah

21.HOT WELL

Fungsi : Menampung kondensat selama 1 jam

Kapasitas : 2 m3

Bentuk : Persegi Panjang

Ukuran : Panjang = 1,6 m

Lebar = 1,6 m Tinggi = 0,8 m Bahan Konstruksi : Beton

(66)

SPESIFIKASI PERALATAN V-18

Pra Rencana Pabrik Gliserol dari CPO dengan Proses Continoue Fatspliting

22. TANGKI PENYIMPAN PRODUK GLISEROL (F-325)

Fungsi : Untuk menyimpan produk gliserida dalam tangki

penampung untuk 7 hari

Type : Silinder tegak , tutup atas dan tutup bawah dished

Dimensi Shell :

Diameter shell , otside : 322.96 ft

Tinggi tangki total : 629.20 ft

Tinggi Shell : 622.7 ft

Tebal Shell : 1 ₃ in

Dimensi Tutup :

Tebal tutup atas (dished) : 1 ₃in

Tinggi tutup atas : 48.46 ft

Bahan Konstruksi : Stainless Steell SA-240

(67)

SPEK ALAT UTAMA VI-1

Pra Rencana Pabrik Gliserol Dari CPO dengan Proses Continue Fat Splitting

BAB V1

SPESIFIKASI ALAT UTAMA

VI.A. Keterangan Alat fix

Nama Alat : Reaktor FAT SPLTTING ( R - 210 )

Fungsi : Sebagai tempat bereaksinya trigliserida dan steam untuk membentuk

Type : Monobloc Vessel for high pressure dengan tutup atas dan bawah

Jenis : Continous Bahan : Stainless Steel Jumlah Alat : 1 buah

VI. B. Prinsip Kerja

Reaktor Fatsplitting merupakan suatu bejana berbentuk silinder d atas dan bawah berbentuk standart dishead dimana dalam reaktor tersebut bagian atas

asam lemak dan uap air akan menguap terlebih dahulu kemudian bagian bawah tersisa produk gliserida dan sedikit campuran asam lemak dan trigliserida yang tidak ikut bereaksi kemudian akan dimurniakan lagi dengan proses netralisasi asam lemak

(68)

SPEK ALAT UTAMA VI-2

Pra Rencana Pabrik Gliserol Dari CPO dengan Proses Continue Fat Splitting VI. C. Kondisi Operasi

Tekanan Operasi : 50 atm

Suhu Operasi : 250 o C

VI. D. Tahap - tahap Perencanaan 1. Perencanaan dimensi reaktor

Perhitungan Densitas bahan masuk ke reaktor :

Komponen Berat (Kg/jam) Fraksi(Xi) _(gr/cc) _Xi/r

Trigliserida

- Tripalmitin _420.1166 _0.0219 _0.8850 _0.02472

- Trimiristin _8368.7226 _0.4358 _0.8620 _0.50561

- Tristearin _789.8192 _0.0411 _0.9500 _0.04330

- Triliolein 5881.6323 0.3063 0.9250 0.33115

- Triolein _1344.3731 _0.0700 _0.8530 _0.08208

FFA _0.0000

- As. Palmitat 22.1114 0.0012 0.853 0.00135

- As. Miristat _440.4591 _0.0229 _0.8622 _0.02661

- As. Stearat _41.5694 _0.0022 _0.8470 _0.00256

- As. Linoleat _309.5596 _0.0161 _0.9000 _0.01791

- As. Oleat _70.7565 _0.0037 _0.8950 _0.00412

H2O _1512.3019 _0.0788 _1.0000 _0.07876

Total 19201.4216 1 1.11816

( 1 gr/cc = 62.43 lb/cuft )

1 =

∑ xi = 1.11816

 

 = 1 = 0.8943 gr/cc

1.11816

= 894.32 kg/m3 = 55.8326 lb/cuft

 Campuran = 55.8326 lb/cuft

Perhitungan Viskositas campuran (m) bahan masuk reaktor:

m = 1 + 0.5 s

L ( ₁ - _s ₎4

(Perry 5th ed hal 3-247 pers 3-126)

s = Vs = ( m /  ) padatan

VL ( m /  ) larutan

Dimana :

(69)

SPEK ALAT UTAMA VI-3

Pra Rencana Pabrik Gliserol Dari CPO dengan Proses Continue Fat Splitting

m = Viscositas campuran 1 x 62.43

L = Viscositas Pelarut 1.11816

Vs = Laju alir volumetrik padatan 55.8326045 55833

VL = Laju alir volumetrik larutan

s = 17689.1198 / 55832.605 = 0.0148

19201.4216 / 894.323

L = 0.2838 cp (  Pelarut pada 250 oC Geankoplis App A-2 )

Sehingga :

m = 1 + 0.5 x 0.014756

0.2838 1 - 0.014756

m = 1.06910 x 0.2838

= 0.3034 cp = 0.0002 lb/ft.s

Perhitungan Densitas bahan keluar ke reaktor :

Komponen

Berat

(Kg/jam) Fraksi (Xi) (gr/cc) Xi/

Trigliserida

- Tripalmitin _4.2012 _0.0002 _0.8850 _0.00025

- Trimiristin _83.6872 _0.0044 _0.8620 _0.00506

- Tristearin _7.8982 _0.0004 _0.9500 _0.00043

- Triliolein 58.8163 0.0031 0.9250 0.00331

- Triolein _13.4437 _0.0007 _0.8530 _0.00082

FFA _0.0000

- As. Palmitat 416.1442 0.0217 0.8622 0.02514

- As. Miristat _8335.0327 _0.4341 _0.8470 _0.51252

- As. Stearat _790.2949 _0.0412 _0.9000 _0.04573

- As. Linoleat _5882.1638 _0.3064 _0.8950 _0.34229

- As. Oleat _1344.1012 _0.0700 _0.8950 _0.07822

Gliserin 1821.9637 0.0949 1.2000 0.07908

H2O 442.8884 0.0231 1.0000 0.02307

Total 19200.6355 1.000 1.11591

( 1 gr/cc = 62.43 lb/cuft )

(70)

SPEK ALAT UTAMA VI-4

Pra Rencana Pabrik Gliserol Dari CPO dengan Proses Continue Fat Splitting

 

 = 1 = 0.8961 gr/cc

1.11591

= 896.13 kg/m3

= 55.9455 lb/cuft

 Campuran = 55.9455 lb/cuft

Perhitungan Viskositas campuran (m) bahan keluar reaktor :

m = 1 + 0.5 s

L ( ₁ - __s ₎4

....(Perry 5th ed hal 3-247 pers 3-126)

s = Vs = ( m / padatan )

VL ( m / _larutan )

Dimana :

s = Fraksi Volume solid m = Viscositas campuran L = Viscositas Pelarut

Vs = Laju alir volumetrik padatan VL = Laju alir volumetrik larutan

s = 18757.7471 / 55945.495 = 0.0156

19200.6355 / 896.13158

L = 0.2838 cp (  Pelarut pada 240 oC Geankoplis App A-2 )

Sehingga :

m= 1 + 0.5 x 0.015648

0.2838

1 - 0.015648

4

m = 1.07346 x 0.2838

= 0.3046 cp = 0.0002 lb/ft

Perhitungan Volume Tangki :

Rate massa = 19200.6355 kg/jam = 42329.7210 lb

Rate Volumetrik = 42329.7210 lb/jam = 756.62

55.9455 lb/cuft

Dengan waktu tinggal 2 jam dimana volume bahan mengisi V

(71)

SPEK ALAT UTAMA VI-5

Pra Rencana Pabrik Gliserol Dari CPO dengan Proses Continue Fat Splitting

756.624302 cuft/jam x 2 jam

= 1513.2

1

Sehingga volume tangki = 1513.2486 = 1891.6

80%

Menentukan ukuran tangki dan ketebalannya : Perhitungan Diameter Tangki :

Asumsi Dimension ratio : H/D = 2

Volume = 0.25  D^2 H

1891.560755 = 0.25 . D^2 2 D

1891.560755 = 1.57 D^3

1204.815767 = D^3

10.64078204 = D D = 10.640782 ft = 127.6893845

H = 2 x 10.640782 = 21.282 ft

= 255.38 in

Bahan Konstruksi :

Carbon steel type SA - 283 grade C, dari brownell & young di peroleh :

f = 12650 psi

E = 0.8

c = 0.125 in

Tutup atas berbentuk dished, dari Brownell & Young Tab. 5.7 P - 91 :

Rc = 90 in

rc = 5.5 in

AB = ( ID / 2 ) - rc = 127.6894 - 5.5

2

= 58.344692 in

BC = Rc - rc = 90 - 5.5 = 84.5

Tinggi Silinder

Tinggi head (h) = Rc - (BC2 - AB^2)0,5

h = 90 - [ ( 84.5 )2_-( _{58.345 )}

= 90 - 61.124029 6

= 28.8759713 in = 2.4063 ft

Volume dishead head = 1.05

h^2 x (3RC - h)

(72)

SPEK ALAT UTAMA VI-6

Pra Rencana Pabrik Gliserol Dari CPO dengan Proses Continue Fat Splitting

12 128.8949 cuft

Tinggi Total = Tinggi silinder + Tinggi tutup atas + Tinggi tutup bawah

= 21.28156408 + 2.4063 +

= 26.0942 ft

Volume silinder = 1/4 x p x D2 x 2D

= 1.57 X ( 10.640782 )3 = 1891.56 cu

Volume larutan dalam tangki (cuft) = 0.8 x 1891.56 = 1513.2486 cuft

Tinggi larutan dalam tangki = 4 x Vol. Larutan

3.14 x D^2

hl = 17.0253 ft

Menentukan tebal minimum shell :

Untuk Perhitungan reaktor bertekanan tinggi maka perhitungan tebal shell menggunakan monobloc vessel. (Brownell, Chapter 14)

Bahan Konstruksi :

Bahan yang digunakan Low Alloy steel, SA-353

f = 12650 psi

E = 0.8

c = 0.125 in

Dimana :

ft = Stress Tangensial ; psi

fr = Stress radial ; psi

t = Tebal shell ; in ri = Jari - jari dalam ; in ro = Jari - jari luar ; in

Menentukan Diameter luar ( do )

K =

f + P 1/2

f - P _{...( Brownell pers 14.54 hal 286 )}

Dimana :

P = 50 atm = 735.0000 psi

Sehingga :

K = 12650 + 735.0000

1/2

=

12650 - 735.0000

do = 1.0599 x 10.6408 = 11.278 ft

(73)

SPEK ALAT UTAMA VI-7

Pra Rencana Pabrik Gliserol Dari CPO dengan Proses Continue Fat Splitting

λ =

Faktor

keamanan 1.5

ft(max) = fy.p = .P1 K 2

+ 1 ( Brownel & Young, Pers 14.14b ; hal 274 )

K^2 - 1

fy.p = 1.5 x 735.0000 1.0599 ^2 + 1

1.0599 ^2 - 1

= 18975 psi

Maximum- shear - stress Theory

K = fy.p

1/2

fy.p -  Pi 3 0,5

18975

18975 - 1.5 x 735.0000 x 3

= 1.0545

K = do do = K x di

di

do = 1.0545 x 10.640782 = 11.22 ft

= 134.64 in

Dari Brownel figure 14.6 hal 277 untuk :

1.5 x 735.0000 / 18975 =

Diperoleh

di = 18 in

t - c

t - c = 127.68938 = 7.0939 in

18

t = 7.0939 + 0.125 = 7.2189 in

Tebal tutp atas (th)

Dari pers. 13.10, Brownel & Young, diperoleh

th = P . Rc . W + c dima

2. f. E - 0,2P

Dari H & R, table 4-3 hal 87

rc/Rc = 5.5 / 90 = 0.0611

W = 1.8

Ph = . g. h

= 55.9455 x 17.0253 / 144

= 6.6145 psi

Pop = 735.0000 + 6.6145 = 741.61 ps

(74)

SPEK ALAT UTAMA VI-8

Pra Rencana Pabrik Gliserol Dari CPO dengan Proses Continue Fat Splitting

P design = 1.1 x 741.6145 = 815.78 ps

815.7759355 x 90 x 1.8

12650 x

0.8 - 0.2 x 815.7759355

+ 0.125

= 6.70749355 in 0.5589578

Untuk tebal tutup bawah disamakan dengan tebal shell = 7.2189 in

Dari Brownell & Young Table 5 - 7 hal 89 diperoleh :

Rc = 228 in

rc = 13.75 in

AB = (ID/2 ) - rc

= 127.6894 -

13.75 =

50.095 in 2

BC = Rc - rc = 228 - 13.75 = 214.25 in

Perhitungan tinggi :

Tinggi head (h) = Rc - (BC2 - AB2)0,5

h = _{228 - [ (} _{214.25 )}2

-( 50.095 ) 2 ] 0,5

= 228 - 208.31127

= 19.6887322 in = 1.6407 ft

Spesifikasi :

Nama Alat : Reaktor FAT SPLTTING ( R - 210 )

Fungsi : Sebagai tempat bereaksinya trigliserida dan steam untuk membentuk gliserida dan asam lemak

Type : Monobloc Vessel for high pressure dengan tutup atas dan bawah berbentuk standart dishead dan dilengkapi jacket.

Bahan Stainless steel

Jumlah al