Asam Asetil Fiskim 2 [PDF]

Citation preview

library.uns.ac.id



Prarancangan Pabrik Asam Asetilsalisilat (Aspirin) dari Asam Salisilat dan Asetat Anhidrat Kapasitas 15.000 Ton/Tahun



1 digilib.uns.ac.id



BAB I PENDAHULUAN



1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik Sampai saat ini, Indonesia masih mengimpor obat-obatan. Di Indonesia sudah berdiri kurang lebih 500 industri farmasi, tetapi perusahaan tersebut hanya bergerak pada proses pencampuran bahan baku obat, packaging, atau hanya pemasarannya saja. Beberapa obat tradisional di Indonesia berkembang pesat termasuk vaksin (seperti vaksin polio), bahkan Indonesia menjadi negara pengekspor obat tersebut. Salah satu tindakan untuk mengembangkan industri farmasi Indonesia dan penghematan devisa negara yaitu mendirikan suatu pabrik farmasi yang terintegrasi, mulai dari pembuatan bahan baku sampai pemasarannya Asam Asetilsalisilat (Aspirin) adalah salah satu obat yang bisa dikembangkan di Indonesia. Aspirin sering digunakan sebagai antipiretic, analgesic (penenang), dan anti-inflammatory. Aspirin sepanjang abad 20-an disebut sebagai obat ajaib dan diharapkan dengan riset yang lebih mendalam akan ditemukan khasiat aspirin lainnya. Di Indonesia aspirin lebih dikenal dengan merk dagang “ Puyer Bintang Tujuh” (PT Bintang Toedjoe) dan “aspirin tablet” (PT Bayer Indonesia), tetapi aspirin masih di impor dari luar negeri. Pemakaian aspirin di kalangan masyarakat Indonesia masih terbatas atau masih kurang dikenal, padahal di luar negeri aspirin menjadi obat yang besar khasiatnya. Seiring dengan meningkatnya pertumbuhan penduduk yang cukup tinggi maka diharapkan kesadaran masyarakat Indonesia akan kesehatan semakin meningkat. Impor obat-obatan di Indonesia yang masih tinggi akan memacu berkembangnya industri farmasi karena sumber daya alam serta sumber daya manusia yang cukup besar.



1.2. Kapasitas Perancangan Penentuan kapasitas rancangan pabrik yang akan didirikan harus berada di atas kapasitas minimum atau sama dengan kapasitas pabrik yang sudah berjalan.



Bab I Pendahuluan



library.uns.ac.id



2 digilib.uns.ac.id



Prarancangan Pabrik Asam Asetilsalisilat (Aspirin) dari Asam Salisilat dan Asetat Anhidrat Kapasitas 15.000 Ton/Tahun



Selain itu, penentuan kapasitas rancangan mampu memenuhi kebutuhan dalam negeri. Faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan dalam menentukan kapasitas pabrik aspirin antara lain : 1.2.1 Prediksi Kebutuhan Aspirin di Indonesia Kebutuhan aspirin di Indonesia terus mengalami peningkatan, walaupun Indonesia sudah memproduksi sendiri, tetapi masih memerlukan impor dari negara lain. Data impor aspirin dalam negeri ditunjukkan pada Tabel 1.1.



Tabel I.1 Data Impor Aspirin di Indonesia (Badan Pusat Statistik, 2017) Tahun



Jumlah (ton)



Laju Pertumbuhan/Tahun



2011



343,254



-0,212



2012



343,042



2,191



2013



345,233



-19,293



2014



325.940



1,06



2015



327



50,542



2016



377,542 Total



34,288



Tabel 1.1, menunjukkan kebutuhan aspirin di Indonesia pada tahun 2021. Perkiraan impor aspirin di Indonesia dihitung menggunakan persamaan : y2 = a.deltax + y1 dengan : y2



= Perkiraan jumlah impor pada tahun 2021



y1



= Jumlah impor tahun referensi akhir



a



= Rata-rata pertumbuhan akhir



Deltax = Tahun pabrik berdiri – tahun referensi terakhir Pertumbuhan impor aspirin di Indonesia sebesar 6,86 ton/tahun. Sehingga dapat diperkirakan kebutuhan aspirin di Indonesia pada tahun 2021 sebesar 411,83 ton/tahun.



Bab I Pendahuluan



library.uns.ac.id



Prarancangan Pabrik Asam Asetilsalisilat (Aspirin) dari Asam Salisilat dan Asetat Anhidrat Kapasitas 15.000 Ton/Tahun



3 digilib.uns.ac.id



Pabrik aspirin yang akan didirikan bertujuan untuk pemenuhan kebutuhan Indonesia dan luar negeri. Kebutuhan aspirin di beberapa negara di Asia ditunjukkan pada Tabel 1.2.



1.2.2



Kebutuhan Aspirin di Luar Negeri Selain untuk memenuhi kebutuhan di Indonesia, pabrik Aspirin yang akan



didirikan ini juga bertujuan untuk memenuhi kebutuhan luar negeri. Kebutuhan Aspirin di beberapa negara di Asia terlihat pada Tabel 1.2.



Tabel I.2 Data Impor Aspirin di Beberapa Negara di Asia (UN Data, 2012-2016) Negara



Kebutuhan (ton)



China



45.402



Korea



137.477



India



196.507



Malaysia



82.191



Singapura



22.875



Tabel 1.2 menunjukkan bahwa kebutuhan impor aspirin di negara India paling besar, sehingga hal ini menjadi pertimbangan untuk dapat memenuhi beberapa persen dari kebutuhan aspirin di India. Tabel 1.3 menunjukkan kebutuhan impor aspirin di negara India dari tahun 2012-2016.



Tabel I.3 Data Impor Aspirin di India (UN Data, 2012-2016)



Bab I Pendahuluan



Tahun



Jumlah (ton)



2012



4.596



2013



4.030



2014



14.829



2015



53.284



2016



119.768



library.uns.ac.id



Prarancangan Pabrik Asam Asetilsalisilat (Aspirin) dari Asam Salisilat dan Asetat Anhidrat Kapasitas 15.000 Ton/Tahun



4 digilib.uns.ac.id



Perkiraan impor aspirin di India pada tahun 2021 dihitung menggunakan persamaan: y2 = a.deltax + y1 dengan : y2



= Perkiraan jumlah impor pada tahun 2021



y1



= Jumlah impor tahun referensi akhir



a



= Rata-rata pertumbuhan akhir



Deltax = Tahun pabrik berdiri – tahun referensi terakhir Pertumbuhan impor aspirin di India sebesar 23.034,4 ton/tahun. Sehingga dapat diperkirakan kebutuhan aspirin di India pada tahun 2021 sebesar 234.940 ton/tahun. Apabila rancangan pabrik yang akan didirikan berencana untuk memenuhi 5% dari kebutuhan impor aspirin di India, maka pabrik harus mengekspor aspirin sebanyak 11.747 ton/tahun. Dari pertimbangan di atas, maka prarancangan pabrik yang akan didirikan memilih kapasitas 15.000 ton/tahun dengan alasan untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri, mengimpor 5% dari kebutuhan aspirin di India dan mengimpor ke beberapa negara Asia lainnya seperti Malaysia dan Singapura.



1.2.3



Ketersediaan Bahan Baku Adanya industri yang mendukung pabrik Aspirin, terutama dalam hal



penyediaan bahan baku merupakan salah satu faktor yang cukup penting. Bahan baku utama yaitu Asetat anhidrida (C4H6O3) dan Asam salisilat (C7H6O3), yang keduanya diimpor dari China. Tabel I.4 Produsen dan Kapasitas yang Dihasilkan untuk Bahan Baku Aspirin No.



Bahan Baku



Produsen



Kapasitas



Sumber



1.



Asetat anhidrida



Sinochem Nanjing



292.000



www.alibaba.com



(C4H6O3)



Corporation



ton/tahun



Asam salisilat



Langfang Huinuo



2.400



(C7H6O3)



Fine Chemical Co.,



ton/tahun



2.



Ltd



Bab I Pendahuluan



www.alibaba.com



library.uns.ac.id



1.2.4



5 digilib.uns.ac.id



Prarancangan Pabrik Asam Asetilsalisilat (Aspirin) dari Asam Salisilat dan Asetat Anhidrat Kapasitas 15.000 Ton/Tahun



Kapasitas Produksi Pabrik Aspirin Beberapa kapasitas pabrik Aspirin yang telah berdiri dapat dilihat pada



Tabel 1.3.



Tabel I.5 Pabrik Aspirin di Luar Negeri (Kirk and Othmer, 2000) Pabrik



Negara



Kapasitas (ton/tahun)



Monsanto. Chem. Co.



Brazil



1.000



Monstanto. Chem. Co.



Thailand



1.500



New York



1.814



Monsanto. Chem. Co.



India



2.000



Dow Chemical



USA



680,4



Rhone- Pheulenc’s Sh. Fons



Perancis



8.000



Rhodia



Thailand



4.000



OSG



Berdasarkan pertimbangan dari kebutuhan Aspirin di Indonesia dan pemenuhan kebutuhan ekspor aspirin ke India, maka kapasitas minimal pabrik yang akan didirikan sebesar 12.158,83 ton/tahun, maka dalam perancangan pabrik ini diambil kapasitas produksi sebesar 15.000 ton/tahun, dengan mempertimbangkan : 1. Ketersediaan bahan baku 2. Dapat



memenuhi



kebutuhan



dalam



negeri



dan



mengurangi



ketergantungan impor 3. Dapat memenuhi kebutuhan ekspor ke beberapa negara di Asia khususnya India



1.3.



Penentuan Lokasi Pabrik Pemilihan lokasi pabrik merupakan salah satu masalah pokok yang



menunjang keberhasilan operasi suatu pabrik. Banyak pertimbangan yang menjadi dasar dalam menentukan lokasi pabrik, antara letak pabrik dekat dengan sumber



Bab I Pendahuluan



library.uns.ac.id



Prarancangan Pabrik Asam Asetilsalisilat (Aspirin) dari Asam Salisilat dan Asetat Anhidrat Kapasitas 15.000 Ton/Tahun



6 digilib.uns.ac.id



bahan baku, pasar penunjang, transportasi, tenaga kerja, kondisi sosial politik, dan kemungkinan perluasan area pabrik dimasa yang akan datang. Daerah yang dipilih untuk dijadikan lokasi pabrik Aspirin adalah Gresik, Jawa Timur.



Lokasi Pabrik



Gambar I.1 Lokasi Pendirian Pabrik Aspirin



Pemilihan lokasi ini didasarkan atas pertimbangan sebagai berikut: 1. Pemasaran produk Produk aspirin yang dihasilkan dapat dipasarkan ke pabrik farmasi di seluruh Indonesia. Pabrik aspirin terutama ditujukan untuk memenuhi kebutuhan luar negeri. Kebutuhan aspirin banyak digunakan dalam industri obat-obatan. Industri tersebut banyak berada di Jawa Timur. Gresik merupakan kawasan Industri di Jawa Timur yang berada di tengah-tengah pemasaran lokal maupun ekspor. 2. Sarana Transportasi Fasilitas transportasi baik darat maupun laut di daerah Jawa Timur sudah sangat memadai. Kualitas jalan cukup baik dan letak pabrik dekat dengan pelabuhan yang merupakan sarana transportasi bahan baku. 3. Ketersediaan Tenaga kerja



Bab I Pendahuluan



library.uns.ac.id



Prarancangan Pabrik Asam Asetilsalisilat (Aspirin) dari Asam Salisilat dan Asetat Anhidrat Kapasitas 15.000 Ton/Tahun



7 digilib.uns.ac.id



Kawasan industri Gresik terletak di daerah Jawa Timur yang syarat dengan lembaga pendidikan formal maupun non formal dimana banyak dihasilkan tenaga kerja ahli maupun non ahli, sehingga tenaga kerja mudah didapatkan.



4. Utilitas Dalam hal penyediaan air, Gresik dekat dengan sungai Brantas sehingga kebutuhan air untuk pabrik serta air minum karyawan terpenuhi. Sedangkan untuk kebutuhan listrik didapatkan dari PLN dan generator sebagai cadangan apabila listrik dari PLN mengalami gangguan dan bahan bakar diperoleh dari Pertamina. 5. Kondisi Tanah dan Daerah Kondisi tanah yang relatif masih luas dan merupakan tanah datar dengan kondisi iklim yang relatif stabil sepanjang tahun sangat menguntungkan untuk pendirian pabrik ini. 6. Kebijakan Pemerintah Pendirian pabrik perlu memperhatikan faktor kepentingan pemerintah yang terkait di dalamnya. Kebijakan pengembangan industri berhubungan dengan kesempatan kerja serta hasil – hasilnya.



1.4. Tinjauan Pustaka 1.4.1. Macam-Macam Proses Pembuatan Aspirin (Mc.Ketta, 1987) Ada beberapa macam proses dalam pembuatan aspirin, yaitu: 1. Esterifikasi Asetil Klorida dengan Asam Salisilat Proses ini diperkenalkan oleh Pavlov dan A.Terentyev, yang menghasilkan produk samping HCl dari kristal aspirin dan proses ini sudah lama tidak digunakan.



Asam salisilat



Bab I Pendahuluan



Aspirin



................. (1)



library.uns.ac.id



8 digilib.uns.ac.id



Prarancangan Pabrik Asam Asetilsalisilat (Aspirin) dari Asam Salisilat dan Asetat Anhidrat Kapasitas 15.000 Ton/Tahun



Proses ini telah lama ditinggalkan oleh industri aspirin karena tidak sesuai dengan metode sintesa industri dan telah ditemukannya proses yang lebih menguntungkan, yaitu produk samping yang dapat dimanfaatkan kembali ke dalam proses dan dapat meningkatkan efisiensi proses.



2. Esterifikasi Asam Salisilat dengan Asam Anhidrida dengan Katalis Asam Proses ini sudah jarang digunakan karena biaya produksi yang cukup mahal dan biasanya digunakan untuk penelitian di laboratorium. Reaksi antara asam salisilat dan asam anhidrida dengan katalis H2SO4 pekat. Acetilasi adalah penggantian atom H+ dari gugus hidroksi pada asam salisilat dengan gugus asetil asam asetat anhidrida.



………………… (2)



3. Esterifikasi asam salisilat dengan asam anhidrida HOC6H4COOH + (CH3CO)2O Asam salisilat



→



Asetat Anhidrida



CHOC6H5CH3COO + CH3COOH Aspirin



Asam asetat ........................... (3)



Reaksi:



………………… (4)



Tabel I.6 Perbedaan Proses Pembuatan Aspirin Proses



Bab I Pendahuluan



Keterangan



library.uns.ac.id



Prarancangan Pabrik Asam Asetilsalisilat (Aspirin) dari Asam Salisilat dan Asetat Anhidrat Kapasitas 15.000 Ton/Tahun



9 digilib.uns.ac.id



1. Esterifikasi Asetil Klorida - Hasil samping : asam klorida (HCl) dengan Asam Salisilat



- Sudah jarang digunakan karena hasil samping (HCl) tidak bisa dimanfaatkan kembali dalam proses



Proses



Keterangan



2. Esterifikasi Asam Salisilat



- Kondisi operasi : 50 - 60C



dengan Asetat Anhidrida



- Biasa dilakukan dalam skala



dengan Katalis Asam



laboratorium - Biaya produksi lebih mahal



3. Esterifikasi Asam Salisilat - Kondisi operasi : 85 - 90C dengan Asetat Anhidrida



- Biasa dilakukan dalam skala besar - Biaya produksi lebih ekonomis - Produk samping berupa CH3COOH dapat digunakan kembali dalam proses



Dengan meninjau proses - proses pembuatan Aspirin diatas, maka dipilih proses Esterifikasi dari Asam Salisilat dengan Asetat Anhidrida karena proses ini lebih ekonomis dengan cara recovery asam asetat dari asam yang dihasilkan.



1.4.2. Kegunaan Produk Aspirin digunakan sebagai antipyretic, analgesic (penenang), antiinflammatory. Aspirin juga tergolong obat-obatan non narkotik, jadi pemakaianya relatif aman. Jika diperinci lebih ringkas maka aspirin berguna untuk pengobatan : -



Melawan rasa sakit



-



Demam, pilek, influenza



-



Rhematik, encok, sakit otot



-



Mencegah penyakit kanker usus besar dan stroke



Bab I Pendahuluan



library.uns.ac.id



1.4.3



10 digilib.uns.ac.id



Prarancangan Pabrik Asam Asetilsalisilat (Aspirin) dari Asam Salisilat dan Asetat Anhidrat Kapasitas 15.000 Ton/Tahun



Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku dan Produk 



Bahan Baku 1. Asetat Anhidrida a. Sifat Fisis (Perry, 2008, dan Yaws, 1999) Rumus molekul



= C4H6O3



Fase



= cair



Berat molekul (g/mol)



= 102



Titik didih (pada 1 atm), [oC]



= 139,6



Titik lebur (pada 1 atm), [oC]



= -73



Densitas (pada 25 oC), [g/cm3]



= 1,077



Viskositas (pada 25 oC), [cp]



= 0,808



Hof (pada 25oC), [KJ/mol]



= -624,4



Gof (pada 25oC), [KJ/mol]



= -476,68



Kelarutan dalam air, [g/100 ml]



= 2,6



b. Sifat Kimia (Kirk and Othmer, 1998) 1. Asetat anhidrida direaksikan dengan phenol akan menghasilkan asam asetat



Asetil phenol



Asam Asetat ….(5)



2. Asetat anhidrida dapat terdekomposisi menjadi keton dan asam asetat pada suhu 280-600 oC dan tekanan 1 atm. (CH3CO)2O → CH2=CO + CH3COOH …………………...…(6) 3. Asetat anhidrida dapat bereaksi dengan asam oksalat dan karbonmonoksida serta karbondioksida. (CH3CO)2O + (COOH)2 → 2CH3COOH + CO + CO2 ……..(7) 4. Asetat anhidrida dengan air membentuk asam asetat glacial (CH3CO)2O + H2O → 2CH3COOH ………………………..(8)



Bab I Pendahuluan



library.uns.ac.id



11 digilib.uns.ac.id



Prarancangan Pabrik Asam Asetilsalisilat (Aspirin) dari Asam Salisilat dan Asetat Anhidrat Kapasitas 15.000 Ton/Tahun



2. Asam Salisilat a. Sifat Fisis (Kirk Othmer, 1998 dan Yaws, 1999) Rumus molekul



= C7H6O3



Fase



= padat



Berat molekul (g/mol)



= 138



Titik didih (pada 1 atm), [oC]



= 211



Titik lebur (pada 1 atm), [oC]



= 159



Densitas (pada 20 oC), [g/cm3]



= 1,39



Hof (pada 25oC), [KJ/mol]



= -589,9



Gof (pada 25oC), [KJ/mol]



= -365,21



Kelarutan dalam asetat anhidrat [g/L]= 2,3 Kelarutan dalam air [g/100 ml]



=2



b. . Sifat Kimia (Kirk and Othmer, 1998) 1. Asam salisilat dengan tetrachloride NaOH digunakan sebagai katalis untuk reaksi asam salisilat



dengan



tetrachloride



benzenedicarboxylic



acid



menjadi dan



2-hydroxy-1,34-hydroxy-1,3-



benzenedicarboxylic acid.



(11) 2. Asam salisilat dengan folmalin dan asam klorida dengan katalis ZnCl2 membentuk asam 5-klorometilsalisilat



(12)



Bab I Pendahuluan



library.uns.ac.id







Prarancangan Pabrik Asam Asetilsalisilat (Aspirin) dari Asam Salisilat dan Asetat Anhidrat Kapasitas 15.000 Ton/Tahun



12 digilib.uns.ac.id



Produk 1. Aspirin (Asam Asetilsalisilat) a. Sifat Fisis (Perry, 2008, dan Yaws, 1999) Rumus molekul



= C9H8O4



Fase



= padat



Berat molekul (g/mol)



= 180,16



Titik didih (pada 1 atm), [oC]



= 140



Titik leleh (pada 1 atm), [oC]



= 136



Specific grafity (gr/cm3)



= 1,35



Hof (pada 25oC), [KJ/mol]



= -554,88



Gof (pada 25oC), [KJ/mol]



= -488,53



Kelarutan dalam air, [g/100 ml]



= tidak larut



b. Sifat Kimia (Perry, 2008) 1.



Aspirin mudah terhidrolisa dalam air panas



(17) 2.



Larut dalam alkohol dan methanol membentuk metal salisilat



(18) 3. Aspirin dengan NaOH 10% akan terhidrolisa membentuk asam salisilat



(19)



Bab I Pendahuluan



library.uns.ac.id



Prarancangan Pabrik Asam Asetilsalisilat (Aspirin) dari Asam Salisilat dan Asetat Anhidrat Kapasitas 15.000 Ton/Tahun



13 digilib.uns.ac.id



2. Asam Asetat a. Sifat Fisis (Kirk Othmer, 1998 dan Yaws, 1999) Rumus molekul



= C2H4O2



Fase



= cair



Berat molekul (g/mol)



= 60



Titik didih (pada 1 atm), [oC]



= 118



Titik lebur (pada 1 atm), [oC]



= 17



Densitas (pada 20 oC), [g/cm3]



= 1,049 g/ml



Hof (pada 25oC), [KJ/mol]



= -485,60



Gof (pada 25oC), [KJ/mol]



= -382,9



Kelarutan dalam air [mg/ml]



= 1000



b. Sifat Kimia (Kirk Othmer, 1998) 1. Pembentukan garam keasaman 2CH3COOH + Zn



(CH3COO)2Zn2 + H+



2. Pembentukan ester CH3COOH +CH3CH2OH



CH3COOC2H3



1.4.4. Tinjauan Proses Secara Umum (Mc. Ketta, 1987) Asam salisilat, asetat anhidrida serta asam asetat dialirkan ke dalam mixing tank untuk melarutkan asam salisilat terlebih dahulu. Kemudian campuran homogen dialirkan ke dalam reaktor stainless steel atau glass lined reactor yang dilengkapi jaket pemanas. Reaksi berlangsung dalam fase cair endotermis. Temperatur reaksi dijaga sekitar 85-90oC pada tekanan 1 atm, dengan waktu tinggal 1-2 jam. Larutan dari reaktor, kemudian dikristalkan selama 2-3 jam dan temperatur diturunkan dengan pendingin sampai 10oC-25oC. Hasil pengkristalan disaring dengan filter (rotary drum vaccum filter) untuk memisahkan padatan dan mother liquor, kemudian dikeringkan sampai mengandung 0,5% cairan di rotary dyer. Mother liquor hasil filtrasi dialirkan ke unit recovery untuk memisahkan asam asetat dan asetat anhidrida. Bab I Pendahuluan