![Laporan Tugas Khusus - Sherly & Rahma [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/laporan-tugas-khusus-sherly-amp-rahma.jpg)
10 0 1 MB
LAPORAN PRAKTEK KERJA LAPANGAN MENGHITUNG NERACA MASSA PADA DRYER 101D8 DI OIL SPLITING PLANT PT. DOMAS AGROINTI PRIMA
Disusun Oleh:
1. Rahma Wulan Kasmita Apriliana / 1801117 2. Sherly Erfani / 1801128
KEMENTRIAN PERINDUSTRIAN REPUBLIK INDONESIA POLITEKNIK TEKNOLOGI KIMIA INDUDTRI MEDAN 2020
LEMBAR PENGESAHAN PERUSAHAAN LAPORAN KERJA PRAKTEK Nama/Nim
: 1). Rahma Wulan Kasmita Apriliana / 1801117 2). Sherly Erfani / 1801128
Jurusan
: Teknik Kimia
Instansi Pendidikan
: PTKI MEDAN
Judul
: Menghitung Neraca Massa Pada Dryer 101D8 Di Oil Spliting Plant PT. DOMAS AGRO INTI PRIMA
Periode
: 13 Juli – 31 Agustus 2020
Departement /Unit
: Production – Fatty Acid-1 Plant
Perusahaan
: PT. Domas Agrointi Prima
No. Hp
: 0822-8473-4644 / 0813-7855-2254
Disahkan Oleh: Kuala Tanjung, 31 Agustus 2020
Mengetahui, Fatty Acid-1 & Tank Farm
Fatty Acid-1 & Tank Farm
Section Head/Pembimbing
Plant Head
(Mastika Rasyid)
(Rudi Siswanto)
i
KATA PENGANTAR Alhamdulillah Puji dan Syukur Penulis ucapkan ke hadirat Allah Subahanahu Wa Ta‟ala, zat yang ada sebelum kata itu ada, yang Maha Indah atas segala keindahan-Nya, yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang. Shelawat serta salam semoga senantiasa dilimpahkan kepada Nabi Besar Muhammad Shallallahu „Alaihi Wasallam, sebagai pembawa Risalah Allah terakhir dan penyempurna seluruh risalah-Nya. Alhamdulillah berkah Rahmat dan Hidayah-Nya penulis telah menyelesaikan Laporan Kerja Praktek yang berjudul Menghitung Neraca Massa Pada Dryer 101D8 Di Oil Spliting Plant PT. DOMAS AGRO INTI PRIMA. Pada kesempatan ini , penulis ingin mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada yang terhormati : 1.
Ibu Yenny Sitangggang, M.T, selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Politeknik Teknologi Kinmia Industri Medan.
2.
Ibu Harmileni, M. Si, selaku Sekretaris Jurusan Teknik Kimia Politeknik Teknologi Kimia Industri Medan.
3.
Bapak Sunaryo, Selaku HR Manager PT. Domas Agrointi Prima
4.
Bapak Rudi Siswanto., selaku Plant Head Fatty Acid-1 & Tank Farm PT. Domas Agrointi Prima yang telah memberikan pengarahan dan monitoring sebelum dan pada saat kerja Praktek dilaksanakan.
5.
Bapak Mastika Rasyid, selaku Section Head Fatty Acid-1 & Tank Farm PT. Domas Agrointi Prima dan pembimbing kerja praktek di PT. Domas
ii
Agrointi Prima yang telah memberikan arahan selama menjalankan kerja Praktek. 8.
Seluruh pegawai dan mitra kerja PT. Domas Agrointi Prima. atas keramah tamahannya kepada penulis.
9.
Semua pihak yang turut memberikan dukungan dalam penulisan laporan kerja Praktek ini yang tidak bisa saya sebutkan juga namanya satu persatu. Penulis sadar bahwa dalam penulisan Laporan Kerja Praktek ini masih
terdapat banyak kekurangan baik dari segi teknik penyajian penulisan maupun materi yang penulis sajikan mengingat keterbatasan ilmu yang dimiliki penulis. Berdasarkan itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi laporan kerja Praktek yang lebih baik lagi Akhir kata penulis berharap semoga laporan kerja Praktek ini dapat memberikan manfaat khususnya bagi penulis dan umumnya bagi para pembaca.
Kuala Tanjung, Agustus 2020
Penulis
iii
DAFTAR ISI HALAMAN PENGESAHAN KATA PENGANTAR .......................................................................................i DAFTAR ISI ......................................................................................................iii DAFTAR TABEL..............................................................................................v DAFTAR GAMBAR .........................................................................................vi BAB I PENDAHULUAN ...............................................................................1 1.1 Latar Belakang ....................................................................................1 1.2 Tujuan Kerja Praktek ..........................................................................2 1.3 Manfaat Kerja Praktek ........................................................................3 1.3.1 Bagi Perusahaan ......................................................................3 1.3.2 Bagi Perguruan Tinggi.............................................................3 1.3.3 Bagi Mahasiswa .......................................................................3 1.4 Ruang Lingkup Kerja Praktek ......................................................... 3 1.5 Tempat dan Waktu Pelaksanaan Kerja Praktek............................... 4 1.5.1 Waktu Pelaksanaan Kerja Praktek....................................... 4 1.5.2 Tempat Pelaksanaan Kerja Praktek ..................................... 4 1.6 Batasan Masalah .............................................................................. 4 BAB II 2.1 2.2 2.3
PROFIL PERUSAHAAN................................................................ Sejarah Singkat Berdirinya Perusahaan........................................... Keadaan Umum PT. Domas Agrointi Prima ................................... Struktur Organisasi .......................................................................... 2.3.1 Struktur Organisasi PT Domas Agrointi Prima ...................
6 7 7 8 9
2.3.2 Struktur Organisasi Fatty Acid Plant PT. Domas Agrointi Prima ........................................................ 10 2.4 Peraturan Kerja ................................................................................ 11 2.4.1 Tenaga Kerja........................................................................ 11 2.4.2 Jam Kerja ............................................................................. 11 2.5 Transportasi .................................................................................... 11 2.6 Penyediaan Bahan Baku dan Penunjang ............................................ 12 BAB III URAIAN PROSES .............................................................................13 3.1 Bahan Baku.........................................................................................13 3.1.1 Bahan Baku Produksi Fatty Acid ............................................13 3.1.2 Bahan Baku Pendukung Produksi Fatty Acid .........................14 3.2 Produk Fatty Acid-1 Plant ..................................................................15 3.2.1 Produk utama fatty acid-1 Plant .............................................15 3.2.2 Produk Samping Fatty Acid Plant ..........................................16
iv
3.3
3.5
Utilitas ...................................................................................... 3.3.1 Water Treatment Plant ........................................................ 3.3.2 Peyedian Tenaga Listrik ..................................................... 3.3.3 Sistem Pembangkit Uap....................................................... Pengolahan Limbah ........................................................................ 3.4.1 Limbah Padat........................................................................ 3.4.2 Waste Water Treatment Plant (WWTP)............................... Deskripsi Proses Fatty Acid-1 Plant PT. Domas Agrointi Prima ..
17 17 17 18 18 18 18 20
3.6
Uraian Proses fatty acid plant PT. Domas Agrointi Prima ............
21
Section 1 – Oil Splitting ...................................................... Section 2 – Glycerine Water Pretreatment .......................... Section 3 – Glycerine Water Evaporation ........................... Section 4 – Glycerine Distillation and Bleaching .............. Section 5 – Fatty Acid Fractionation/Distillation ..............
21 22 23 23 25
TUGAS KHUSUS ........................................................................... Objek Tugas Khusus........................................................................ Latar Belakang Tugas Khusus......................................................... Tujuan Tugas Khusus ...................................................................... Tinjauan Pustaka ............................................................................. 4.4.1 Lemak dan Minyak .............................................................. 4.4.2 Proses Hidrolisis ................................................................. 4.4.3 Metode-metode Fat Splitting .............................................. 4.4.4 Dryer................................................ 4.4.5 Faktor-faktor yang mempengaruhi nilai Acid Value .......... 4.5 Hasil dan Pembahasan ..................................................................... 4.5.1 Hasil ....................................................................................... 4.5.2 Pembahasan ............................................................................
29 29 29 29 30 30 33 34 37 37 38 38 38
3.4
3.6.1 3.6.2 3.6.3 3.6.4 3.6.5 BAB IV 4.1 4.2 4.3 4.4
BAB V PENUTUP......................................................................................... 41 5.1 Kesimpulan...................................................................................... 41 5.2 Saran ................................................................................................ 41 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A ................................................................................................ LA-1
v
DAFTAR TABEL 3.1
Standarisasi Komposisi CPKO .............................................................13
3.2
Row Material CPKO .............................................................................13
3.3
Standar Mutu Produk Crude SPK-FA dan RBDPS-FA ........................16
3.4
Standar Mutu Produk Refined Glycerine ..............................................17
4.1
Perbandingan Berbagai Metode dalam Proses Fat Splitting.................34
4.2
Data Acid Value, Saponification Value dan % Splitting Degree ..........40
4.3
Komposisi masing masing ikatan karbon dari bahan baku CPKO menjadi fatty acid ......................................................................40
vi
DAFTAR GAMBAR 2.1 2.2 2.3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 4.1
Struktur Organisasi PT. Domas Agrointi Prima ...................................8 Struktur Organisasi Fatty Acid-1 Plant PT. Domas Agrointi Prima ... 9 Crude Palm Kernel Oil .........................................................................12 Produk SPK-FA dan Glycerine Water ..................................................15 Produk SPK-FA ....................................................................................15 Produk Glycerine Water .......................................................................16 Struktur Reaksi Hidrolisa ......................................................................21 Blok Diagram Proses Produksi Fatty Acid dan Glycerine ....................21 Proses Continuous pada Fat Splitting ...................................................35
vii
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Produksi minyak kelapa sawit lagi ramai didunia pasar perindustrian lokal
dan mancanegara baik itu dalam bentuk hasil pengolahan dari minyak kelapa sawit maupun bentuk minyak kelapa sawit itu sendiri. Asam lemak ataupun glycerine, semakin bertambah terus menerus selama beberapa waktu belakangan ini. Semua tidak luput dari besarnya permintaan konsumen yang dipicu oleh peningkatan jumlah populasi penduduk dunia dan semakin berkembangnya trend pemakaian berbahan dasar oleochemical pada industri makanan. Dimasa akan datang minyak kelapa sawit dan hasil olahannya akan menjadi kebutuhan utama minyak nabati dalam susunan makanan masyarakat. Perkembangan yang sangat signifikan ini, membawa dampak positif bagi dunia industri Indonesia. Banyaknya bahan baku kelapa sawit yang di hasilkan dari pabrik-pabrik minyak kelapa sawit mendorong untuk didirikannya pabrik oleochemical yang mengolah lebih lanjut minyak kelapa sawit menjadi asam lemak (fatty acid), fatty alcohol, dan glycerine. PT. Domas Agrointi Prima merupakan perusahaan yang ada di kawasan industri Kuala Tanjung. Produk yang dihasilkan dari oleochemical di PT. Domas Agrointi Prima ialah dari asam lemak. Dari asam lemak tersebut dapat dihasilkan berbagai produk salah satunya pembuatan fatty acid yaitu minyak dan lemak yang berasal dari tumbuh-tumbuhan maupun hewan diproses secara oleochemical (hidrolisa) untuk memperoleh asam kimia, sedangkan glycerine dapat digunakan sebagai pelengkap suatu industri misalnya pada industri farmasi, industri pangan dan kosmetik. Fatty acid yang dihasilkan di proses kembali untuk menghasilkan produk fatty alcohol yang bernilai jual tinggi. Didalam PT. Domas Agroifnti Prima terdapat dua plant proses yang terdiri atas fatty acid plant dan fatty alcohol plant. Pada fatty acid-1 plant PT. Domas Agrointi Prima dibagi menjadi menjadi 5 section, yaitu section 101-CPKO Fat Splitting Plant, section 102- Glycerine Water Treatment Water, section 103Glycerine Water Evaporation Plant, section 104 - Glycerine Distilation and 1
Bleaching, and section 105-Fatty acid Fractionation/Distilation. Tahapan awal yang dilakukan dalam dalam mengolah CPKO adalah proses hidrolisa pada alat Colomn Splitter. Proses hidrolisa ini dilakukan dengan cara menambahkan air agar terjadi reaksi yang menghasilkan fatty acid dan glycerine dengan tekanan proses antara 50 bar - 55 bar dan suhu antara 250-255 oC. Pada Colomn Splitter untuk memanaskan Colomn Splitter diinjeksi 3 bagian steam yang terdiri dari steam top, steam middle, dan steam bottom pada dengan tekanan Steam 60 Bar- 62 Bar (Steam High) dari Boiler staeam High pembangkit tenaga Uap. Hasil fatty acid yang diharapkan minimal 99 % yang keluar dari top Splitter sedangkan yang keluar dari bottom splitter adalah produk glycerine water. Dalam perkembangan usaha dunia Industri, persaingan perusahaanperusahaan produsen penghasil produk olahan dari Minyak kelapa sawit. Salah satunya ialah produk utama fatty acid dan produk sampingnya glycerine yang berbahan Baku Crude Palm Karnel Oil (CPKO), sehingga mendorong pada pengendalian mutu dari olahan berbahan dasar minyak kelapa sawit tersebut.
1.2
Tujuan Kerja Praktek Tujuan yang dicapai dalam pelaksanaa kerja praktek ini adalah sebagai
berikut: 1.
Memvalidasi dan menginplementasikan ilmu yang diperoleh di bangku kuliah dengan pengetahuan dan keterampilan mahasiswa dibidang analisa dan teknologi di dunia kerja.
2.
Menumbuhkan rasa kepedulian dan partisipasi dunia usaha dalam memberikan kontribusinya pada sistem pendidikan nasional.
3.
Terciptanya hubungan yang sinergis, jelas, dan searah antara dunia perguruan tinggi dan dunia kerja secara berkesinambungan.
4.
Mendapatkan masukan-masukan yang membangun dalam menghadapi berbagai macam masalah yang sering terjadi pada dunia kerja dan dapat dipecahkan secara bersama-sama dengan perkembangan teknologi dalam ruang lingkup keteknikan yang modern.
2
5.
Mengetahui perkembangan teknologi modern dibidang industri, terutama yang diterapkan di Bakrie Oleochemicals Division (PT. Domas Agrointi Prima), memperoleh pemahaman yang konprehensif dalam dunia kerja melalui learning by doing.
6.
Memperoleh wawasan mengenai bagaimana seseorang didunia kerja berinteraksi dan bekerjasama dengan seorang lainnya serta menumbuhkan jiwa kepemimpinan seorang mahasiswa yang sedang melaksanakan kerja praktek.
1.3
Manfaat Kerja Praktek
1.3.1
Bagi Perusahaan Hasil analisa dan penelitian yang dilakukan selama kerja praktek dapat
menjadi bahan masukan bagi perusahaan untuk menentukan kebijakan perusahaan dimasa yang akan datang. 1.3.2
Bagi Perguruan Tinggi Sebagai tambahan referensi khususnya mengenai perkembangan industri di
Indonesia maupun proses dan teknologi yang mutakhir, dan dapat digunakan oleh pihak-pihak yang memerlukan. 1.3.3
Bagi Mahasiswa Mahasiswa dapat mengetahui secara lebih mendalam tentang kenyataan
yang ada dalam dunia industri, menambah wawasan, pengetahuan, dan pengalaman sebagai generasi terdidik untuk terjun dalam masyarakat terutama dilingkungan industri.
1.4
Ruang Lingkup Kerja Praktek Ruang lingkup kerja praktek yang dilaksanakan di Fatty Acid-1 Plant
meliputi: 1.
Profil perusahaan.
3
2.
Pengenalan proses produksi. a.
Jenis proses produksi yang diterapkan.
b.
Diagram alir beserta deskripsi proses produksi.
c.
Kapasitas produksi.
3.
Alat-alat produksi utama serta pemeliharaan alat dan tanki.
4.
Tugas Khusus : “Analisis Pengaruh Splitting Degree (%) Terhadap Hasil Fatty Acid Dan Glyserine Yang Diproduksi Pada Reactor Fat Splitter Dengan Bahan Baku CPKO di Fatty Acid-1 Plant PT. Domas Agrointi Prima
1.5
Tempat dan Waktu Pelaksanaan Kerja Praktek
1.5.1
Tempat Pelaksanaan Kerja Praktek Kerja praktek dilaksanakan di Bakrie Oleochemicals Division (PT. Domas
Agrointi Prima). Nama Perusahaan
: PT. Domas Agrointi Prima
Alamat Perusahaan
: Jl. Raya Access Road INALUM, Km. 15, Desa Lalang, Kec. Medang Deras, Kuala Tanjung 21257, Kab. Batubara, Sumatera Utara, Indonesia.
1.5.2
Departemen
: Produksi
Bagian/Section
: Fatty Acid & Tank Farm
Waktu Pelaksanaan Kerja Praktek Kerja praktek di Bakrie Oleochemicals Division (PT. Domas Agrointi
Prima). dilaksanakan selama satu bulan mulai dari 06 juli sampai dengan 14 Agustus 2020 dengan jumlah 28 hari kerja. Pukul, Hari
: 08.00 s/d 17.00, Senin s/d Jum‟at
Tanggal
: 13 juli s/d 31 agustus 2020.
Jumlah
: 30 hari kerja.
1.6
Batasan Masalah
1.
Proses fatty acid-1 Plant PT Domas Agrointi Prima section 101-CPKO Fat Splitting Plant.
4
2.
Splitter di section 101-CPKO Fat Splitting Plant fatty acid-1 Plant PT Domas Agrointi Prima.
3.
CPKO sebagai bahan baku Utama.
5
BAB II PROFIL PERUSAHAAN PT. DOMAS AGROINTI PRIMA
2.1
Sejarah Singkat Berdirinya Perusahaan PT Bakrie Sumatera Plantations, Tbk, dimulai dengan pembentukan sebuah
Perkebunan Karet pada tahun 1911, bernama NV Hollandsch Amerikaanse Plantage Maatschapij. Pada tahun 1986, PT Bakrie & Brothers mengakuisisi Saham dan mengubah namanya menjadi Perkebunan Uni Royal Sumatera. Pada bulan Maret 1990, Perseroan menjadi perusahaan publik di Bursa Efek Jakarta (sekarang Bursa Efek Indonesia), dan pada tahun 1992 berubah nama menjadi PT Bakrie Sumatera Plantations, Tbk. Pada tahun 1990, perusahaan Bakrie Sumatera Plantations mulai ekspansi ke bisnis Minyak Sawit dengan mendirikan proyek Greenfield, serta memperoleh tanaman yang menghasilkan. Pada akhir tahun 2008 total area perkebunan BSP sekitar 90.643 hektar Kelapa Sawit (termasuk ARBV) dan 18.827 hektar karet. Fasilitas produksi terdiri dari Pabrik Kelapa Sawit dengan total kapasitas 390 ton TBS / jam (termasuk ARBV) dan Pabrik Pengolahan Karet dengan kapasitas gabungan sekitar 81.340 ton/tahun. Saat ini semua produksi minyak kelapa sawit dan berbagai macam produk karet dari BSP diserap oleh pasar domestik dan ekspor yang kuat. Sejak awal sebagai perusahaan perkebunan karet, perusahaan telah tumbuh dan diversifikasi untuk menjadi salah satu produsen terkemuka baik karet alam dan CPO di Indonesia. Perusahaan ini memiliki sekitar 100.000 ha perkebunan yang dikelolanya (termasuk perkebunan Plasmadan Agri Resources BV). Sekitar 20.000 ha dari areal yang ditanami dikhususkan untuk perkebunan karet, sementara sisa lahan yang ditanami dengan kelapa sawit. Semua operasi kelompok perkebunan adalah ISO14001 bersertifikat, yang menjamin kontrol
ketat
pada pengelolaan lingkungan di, pabrik estate dan pabrik-pabrik. Perusahaan ini juga mengaku sebagai anggota dari Roundtable on Sustainable Palm Oil (RSPO) sejak Mei 2007
6
dan prinsip-prinsip RSPO lanjut akan memandu kebijakan lingkungan kelompok manajemen. Oleochemical merupakan bahan kimia yang berasal dari alam, minyak biodegradable dan lemak dengan sumber nabati atau hewani. Bahan baku yang dapat dipertimbangkan adalah Crude Palm Oil Kernel (CPKO), Crude Coconut Oil (CNO), Crude Palm Oil (CPO), dan Refined Bleached and Deodorized Palm Stearin (RBDPS). Pada Oktober 2010 lalu PT Bakrie Sumatera Plantations mengakuisisi enam perusahaan milik Grup Domba Mas yang bergerak di bidang Oleokimia, yakni PT.Domas Agrointi Prima, PT Sawitmas Agro Perkasa, PT Sarana Industama Perkasa, PT Flora Sawita Chemindo, PT Domas Agrointi Perkasa dan PT Domas Sawitinti Perdana. Untuk PT Domas Agrointi Prima pada umumnya menghasilkan produk oleochemical seperti Fatty Acid, Gliserin dan Fatty Alcohol, banyaknya produk yang dihasilkan per hari tergantung pada kebutuhan perusahaan itu sendiri dan permintaan dari konsumen. Umumnya memproses 300 MT/hari Raw Material CPKO/RBDPS dan menghasilkan lebih kurang 280 MT/hari Crude Fatty Acid dan 32 MT/hari Refined Glycerine per hari.
2.2
Keadaan Umum PT. Domas Agrointi Prima PT. Domas Agrointi Prima/Bakrie Sumatera Plantations berlokasi di Jl.
Raya Access Road Inalum, Km 15, Kuala Tanjung, Desa Lalang, Kec Medang Deras, Kab Batubara, Sumatera Utara 21257 dengan produk yang dihasilkan yakni Fatty Acid, Glycerine dan Fatty Alcohol. Reaktivasi fasilitas pengolahan oleokimia PT. DAP saat ini ditunjang oleh beberapa faktor pendukung: a.
Untuk mencapai operasi yang bersih dan efisien, Perusahaan ini akan menjadikan gas alam sebagai sumber energy ( Bahan bakar) disamping pemakaian bahan bakar minyak Solar sebagai cadangan jika LNG pasokan nya terhambat.
b.
Lokasi pabrik di Kuala Tanjung hanya berjarak sekitar 3 km dari akses tol laut, dan 15 Km dari Jalan Lintas Sumatera.
c.
Dari sisi infrastruktur, saat ini sudah terdapat fasilitas railway yang dapat dimanfaatkan sebagai penunjang operasional, terutama logistik.
7
2.3
Struktur Organisasi
2.3.1
Struktur Organsasi PT Domas Agrointi Prima
Gambar 2.1. Struktur Organisasi PT. Domas Agrointi Prima
8
2.3.2
Struktur Organisasi Fatty Acid Plant PT. Domas Agrointi Prima Struktur organisasi fatty acid-1 plant PT. Domas Agrointi Prima dipimpin
langsung oleh seorang Plant Head dan Section Head yang bertanggung jawab terhadap jalannya operasi fatty acid plant yang dibantu oleh 1 orang General supervisor di Tank farm Area dan 4 orang Shift Supervisor di Fatty Acid-1 Plant dengan sistem kerja 3 Shift per hari dengan bantuan Distributed Control Room (DCS) Operator, Field Operator Fatty Acid-1 Plant dan Field Operator tank farm yang bertugas untuk memastikan operasional produksi berjalan dengan lancar.
Gambar 2.2. Struktur Organisasi fatty acid Plant PT. Domas Agrointi Prima
9
2.4
Peraturan Kerja
2.4.1
Tenaga Kerja Umumnya tenaga kerja yang dibutuhkan oleh PT. Domas Agrointi Prima
adalah tenaga kerja tamatan D3 atau S1/Sederajat, untuk karyawan di perusahaan PT. Domas Agrointi Prima haruslah terlebih dahulu mengikuti training dari tenaga ahli. Adapun jumlah tenaga kerja pada PT. Domas Agrointi Prima pada Plant proses pembuatan Fatty Acid dan Glycerine yang terdiri dari 3 shift dengan 4 tim yakni terdiri dari Supervisor, Distributed Control System (DCS) yang bertugas pada control room, dan 4 orang Operator terdiri dari 2 orang di Fatty Acid dan 2 orang di Glycerine serta 1 orang Head Section di Plant Fatty Acid-1. 2.4.2
Jam Kerja Jadwal shift akan mendapatkan hari off atau libur pada dua hari setiap
minggunya sesuai jadwal shift yang telah ditentukan. 1.
Shift 1 : Pukul 23.00 s/d 07.00 WIB
2.
Shift 2 : Pukul 07.00 s/d 15.00 WIB
3.
Shift 3 : Pukul 15.00 s/d 23.00 WIB Sedangkan untuk jadwal regular atau general Time (non-shift) akan
mendapatkan hari off atau libur pada hari sabtu minggu dan setiap harinya mendapatkan waktu istirahar selama satu jam. 1.
Reguler
2.5
Transportasi
: Pukul 08.00 s/d 17.00 WIB
PT. Domas Agrointi Prima ini letaknya berdekatan dengan jalan lintas sehingga memudahkan hasil produk pabrik ini untuk dapat dibawa keluar langsung dari lokasi, karena pabrik ini berdiri di lokasi yang telah memiliki hubungan tranportasi yang lancar. Untuk produk-produk ini dibawa tergantung dari permintaan konsumen apakah menyediakan sendiri atau tidak. Untuk kemasan produk biasanya menggunakan menggunakan Iso tank dan flexi bag (untuk produk cair) dan Product Bead yang diprosess melalui Beading Plant untuk produk padatan, yang dikemas dengan Krap/paper bag atau Jumbo Bag.
10
2.6
Penyediaan Bahan Baku dan Penunjang Di PT. Domas Agrointi Prima untuk membuat Fatty Acid dibutuhkan 3
bahan utama, yaitu : 1. Crude Palm Kernel Oil (CPKO) Crude Palm Kernel Oil (CPKO) berfungsi sebagai bahan baku yang digunakan untuk pembuatan Fatty Acid dan Glycerine 2. Refined Bleached and Deodorized Palm Stearin (RBDPS) Refined Bleached and Deodorized Palm Stearin (RBDPS) berfungsi sebagai bahan baku yang digunakan dalam pembuatan Fatty Acid dan Glycerine. 3. Air proses (Softoned Water) Air juga merupakan bahan penting dalam pembuatan Fatty Acid dan Glycerine, untuk Reaksi Hydrolisa Minyak.
11
BAB III URAIAN PROSES 3.1
Bahan Baku Proses pembuatan fatty acid di Fatty Acid-1 Plant PT. Domas Agrointi
Prima membutuhkan beberapa bahan baku yang terdiri dari bahan baku utama dan bahan baku pendukung. Bahan baku utama adalah bahan yang diolah sebagai umpan yang akan diproses sehingga menghasilkan produk yang diinginkan, sedangkan bahan baku pendukung adalah bahan baku yang digunakan untuk menunjang keberlangsungan proses. 3.1.1
Bahan Baku Utama Produksi Fatty Acid Oleochemical adalah bahan kimia yang diturunkan dari minyak atau lemak
melalui proses hidrologi trigliserida menjadi turunan asam-asam lemaknya dan gliserol. Melalui proses Fat splitting, dengan reaksi hidrolisa minyak trigliserida yang dihidrolisis dengan air pada temperatur dan pressure yang tinggi akan memisahkan minyak Fatty Acid dan gliserin berdasarkan density. Fatty acid-1 Plant PT. Domas Agrointi Prima mampu memproduksi dengan total 280 MT/hari Crude Fatty Acid dan 30 MT/hari Refined Glycerine per hari.
Gambar 3.1 Crude Palm Kernel Oil (CPKO)
12
Bahan baku dari pembuatan fatty acid adalah Crude palm kernel oil (CPKO) dan memiliki komposisi standart yang dapat dilihat pada tabel 3.1 dan tabel row material CPKO pada tabel 3.2 Tabel 3.1 Standarisasi Komposisi CPKO No 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Parameter % FFA Iodine Value Moisture Lovibond Color, 5 ¼ in Lead Chain lenghth Distribution by GC - C6 - C8 - C10 - C12 - C14 - C16 - C18:0 - C18:1 - C18:2 - C20
Unit Wt % as Palmitic acid I2 /100 grams Wt % Red Ppm
Spesification 0,2 max 48 max 0,15 max 3 max 1 max
Wt % 0,30% 4,40% 3,70% 48,20% 15,60% 7,80% 2,00% 15,10% 2,70% 0,20%
Sumber: (Laboratorium PT. Domas Agro Inti, 2020) Tabel 3.2 Row material CPKO No Ikatan
%
karbon
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.
C6
0,30%
C8
4,40%
C10
3,70%
C12
48,20%
C14
BM Trigliserida
BM Trigliserida rata-rata
BM Fatty Acid
BM fatty acid rata-rata
1,16
116
0,35
20,7
144
6,34
20,5
172,27
6,37
639,00
307,9
200,3
96,54
15,60%
723,16
112,8
228,38
35,63
C16
7,80%
807,32
63
256,
19,97
C18:0
2,00%
891,48
17,8
284,48
5,69
C18:1
15,10%
885,43
133,7
282,47
42,65
C18:2
2,70%
879,38
23,7
280
7,56
C20
0,20%
975,64
312
COMP
100 %
1,9 703,16
0,62 221,72
386,52 470,68 554,84
Sumber: (Kataren, 2005)
13
3.1.2
Bahan Baku Pendukung Produksi Fatty Acid
1.
Calsium Hidroxide (Ca(OH)2) Serbuk putih yang berfungsi untuk menetralisir pH glycerine water 7-8 pada
Glycerine Water Pretreatment dalam treatment vessel. Dalam pemisahan free fatty matter masih terdapat HCl yang terikut dalam glycerine water maka di injeksikan calsium hidroxide (Ca(OH)2) untuk mentralkan pH. 2.
Filter Aid Serbuk putih yang berfungsi untuk mengadsorpsi lemak dan free fatty
matter dari glycerine water. Selain menyerap lemak, filter aid berfungsi juga sebagai adsorben bagi garam calcium chloride (CaCl2) dari proses netralisasi dalam treatment vessel dan akan dipisahkan pada filter press. 3.
Chloric Acid (HCl) Larutan HCl 37% w/w digunakan untuk bereaksi dengan lemak dan
senyawa phospatida, dan free fatty matter (phase ringan) akan terpisah dari Glycerine-Water (phase berat) 4.
Sodium Hydroxide (NaOH) 42% w/w Pada produksi fatty acid dari bahan RBDPS dan CPKO (Refined Bleached
Deodorized Palm Stearin), RBDPS dan CPKO yang tidak terkonversi menjadi fatty acid akan menimbulkan penyumbatan dalam pipa maka diinjeksikan NaOH sebagai alkali kuat untuk memicu reaksi saponifikasi terhadap RBDPS dan CPKO menjadi sabun dan air. 5.
Karbon Aktif (Jenis Granulat)
Digunakan pada Proses Bleaching untuk pemucatan/menjernihkan warna dari Glycerine.
3.2
Produk Fatty Acid-1 Plant Produk yang dihasilkan pada Fatty acid-1 terbagi menjadi dua yaitu produk
utama dan produk samping
14
Gambar 3.2 Produk SPK-FA dan Glyserine water 3.2.1
Produk Utama Fatty Acid-1 Plant Produk utama dari Fatty Acid-1 Plant merupakan fatty acid yang sebagian
besar berbahan baku CPKO (Crude Palm Kernel Oil), dan RBDPS (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin). SPK-FA (Split Palm Kernel Fatty Acid) adalah produk asam karboksilat yang memiliki rantai hidrokarbon dapat bervariasi dari bahan baku CPKO (Crude Palm kernel Oil). SRBPS-FA (Split Refined Bleached Deodorized Palm Stearin Fatty Acid) adalah produk asam karboksilat yang memiliki rantai hidrokarbon dapat bervariasi dari bahan baku RBDPS (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin). Quality yang di observasi dari SPKFA (Split Palm Kernel Fatty Acid) dan SRBPS-FA (Split Refined Bleached Deodorized Palm Stearin Fatty Acid) memiliki standar yang berbeda tergantung dari permintaan konsumen.
Gambar 3.3 Produk SPK-FA
15
Tabel 3.3 Standar Mutu Produk Crude SPK-FA dan SRBDPS-FA Variable Unit Acid Value (AV)
Mg KOH/g
Qualit 196 min
Unit Mg KOH/g
Quality 196 min
SaponificationValue (SV)
Mg KOH/g
253 min
Mg KOH/g
209 min
Splitting Degree
%
99 min
%
99 min
H2O
%
0,5 max
%
0,5 max
L Color
%
35 R max
%
35 R max
Sumber : (DCS Room Fatty Acid-1 Plant PT.Domas Agrointi Prima, 2020)
3.2.2
Produk Samping fatty acid-1 Plant Produk samping dari produksi fatty acid adalah Refined glycerine. Refined
glycerine merupakan produk samping hidrolisis yang telah dimurnikan melalui proses Glycerine pre Treatment untuk menghilangkan MONG (material Organik Non Glycerine) , Gly evaporasi dan Glycerine Distilation & Bleaching.
Gambar 3.4 Produk Glycerine water
16
Tabel 3.4 Standar Mutu Produk Refined. Glycerine Variable
Unit
Quality
Glycerine
%
99,9 min
Ph
Typical
± 7,91
Moisture
%
0,1 max
FA & E
%
0,2 max
A Color
%
10 max
Sumber : (DCS Room Fatty Acid-1 Plant PT. Domas Agrointi Prima, 2020)
3.3
Utilitas Dalam suatu pabrik, utilitas merupakan suatu bagian yang penting guna
menunjang operasi karena sebagian besar jalannya operasi ditentukan oleh adanya utilitas ini. PT. Domas Agrointi Prima memiliki beberapa plant penyedia utilitas meliputi, water treatment plant, penedian tenaga listrik dan sistem pembangkit uap 3.3.1
Water Treatment Plant Water Treatment plant merupakan plant yang beroperasi untuk mengubah
air BWRO (Brackist Water Reverse Osmosis) menjadi demin water dan semidemin water dengan conductivity dan kandungan mineral yang rendah menggunakan resin ion exchanger. Demineralisasi menggunakan tipe multi stage deminalisasi dimana air melewati resin cation terlebih dahulu kemudian resin anion. Proses demineralilasi utama PT. Domas Agrointi Prima adalah pada cation column dan anion column. 3.3.2
Penyedian Tenaga Listrik Kebutuhan proses listrik di PT. Domas Agrointi Prima dipasok oleh
Generator Set dan listrik dari PLN. Sumber listrik primer berasal dari listrik PLN yang memasok kebutuhan listrik untuk pengoperasian peralatan proses di pabrik, dan perkantoran. Sumber listrik dari PLN mensupply daya sekitar10 Mega watt. Distribusi listrik ke stasin-stasiun dan sarana-sarana tersebut dikendalikan melalui (MCC) yang terdapat di stasiun kamar listrik. Pada switch board terdapat tombol-
17
tombol tuas untuk mengatur pembagian listrik dan juga alat ukur seperti Voltmeter dan AmpereMeter. 3.3.3
Sistem Pembangkit Uap Uap dibangkitkan dengan menggunakan Boiler. Prinsip kerja Boiler adalah
mengubah energi kimia dari bahanbaku air menjadi energy termal atau panas laten dalam uap panas ini diperoleh dengan memperlakukan panas dari uap atau cairan panas yang mendapatkan panas dari bahan bakar, bahan bakar yang digunakan adalah cangkang kernel. 3.4
Pengolahan Limbah Sama seperti bagian sarana penunjang, di dalam suatu pabrik pengolahan
limbah merupakan bagian yang penting, guna untuk menjaga pengolahan limbah agar tidak tercemar terhadap lingkungan sekitar. Limbah yang dihasilkan harus diolah terlebih dahulu sebelum dibuang ke lingkungan agar dapat mengurangi kuantitas dan nampak bahaya jika limbah tersebut terhadap lingkungan. 3.4.1
Limbah Padat Limbah padat pada Plant Fatty Acid ini dihasilkan dari proses Glycerine
Water Treatment yaitu berupa cake dari Ca(OH)2 dan Filter aid, dimana cake ini akan di simpan kedalam bak penyimpanan sementara yang selanjutnya akan dikirim ketempat pembuangan akhir yang telah ditentukan di luar area pabrik. Limbah tersebut dikategorikan sebagai limbah tidak beracun dan dapat digunakan untuk tanaman yang ditanami dengan keasaman tanah pH rendah (daerah rawarawa) 3.4.2
Waste Water Treatment Plant (WWTP) Limbah cair yang mengandung sterol dan oil termasuk salah satu limbah B3
dan dapat menghambat saluran irigasi jika dibuang secara langsung, sehingga pada bagian samping unit disediakan fat trap (beberapa kolam untuk menampung limbah terlebih dahulu untuk diendapkan). Kolam dilengkapi dengan sekat yang berfungsi untuk menyaring sterol dan kotoran lainnya, sehingga yang akan keluar dari saluran irigasi hanya air dan tidak merusak lingkungan. 1.
Raw Waste Water
18
Limbah air baku dari produksi refinery dan oleochemical akan mengalir kedalam bak penampungan yang didalamnya terdapat blower untuk menyediakan udara. Air limbah selanjutnya dialirkan ke oil trap untuk menghilangkan minyak dan lemak yang ditemukan didalam air limbah kemudian dialirkan ke bak emulsi. Minyak yang terdapat pada lapisan atas akan di skim oleh skimmer lalu disesuaikan dan dikumpulkan dalam tangki penyimpanan limbah minyak 2.
Chemical Treatment Air limbah yang telah homogen dari proses di equalizer tank akan dialirkan
ke reaction tank untuk diproses pemberian chemical berupa Poly Aluminium Clorida (PAC) dan urea. PAC berfungsi untuk menjernihkan air limbah dan urea berfungsi untuk sebagai nutrisi mikroba. 3.
Biologi Treatment Proses MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) disediakan untuk proses
biologis dari air limbah industri maupun kota. Proses yang terjadi secara aerobik atau anaerobik, yang memungkinkan penggunaan reaktor dan wadah yang lebih kecil dibandingkan dengan cara konvensional sehingga dapat menghemat biaya. Mikroorganisme pada biochip dilindungi dalam pori-pori pada permukaan yang terbuka dibersihkan oleh shear-force ketika saling bergerak dan bergesekan satu sama lain. 4.
Activated Sludge Process (ASP) Lumpur aktif adalah suatu koloni mikroba aerobik yang bercampur antara
bakteri, protozoa, jamur, ragi, alga dan lain-lain. Metode lumpur aktif adalah proses pemurnian air menggunakan aktivitas lumpur diaktifkan. Dalam arti kata lain, lumpur diaktifkan ditambahkan kedalam air limbah untuk menyerap bahan-bahan organik yang terkandung didalam air limbah. 5.
Biologi Clarifier Biologi clarifier dirancang sebagai alat pemisahan padatan dalam cairan
setelah proses ASP. Clarifier Scrapping Bridge adalah jenis peripheral drive yang memutar. Materi yang mengambang akan di skim oleh skimmer yang didukung oleh penyapu lumpur yang berputar diseluruh tangki, yang kemudian berjalan dan dikumpulkan dalam scump sump.
19
6.
Filtration System Clarifier water tank kemudian akan dipompa ke effluent filters, dua unit
auto back wash sand filter dan dua unit auto back wash activated carbon filter untuk polishing lebih lanjut. Dalam sistem penyaringan, padatan tersuspensi secara efektif dihilangkan oleh aliran dalam air pada mode flow melalui bed of activated carbon material contained yang terkandung didalam bejana. Air didalam clarifier water tank akan digunakan sebagai pembilasan untuk saringan. Filtrat dan effluent filter akan dikumpulkan didalam water tank digunakan sebagai pembilas pada barometic cooling tower pada proses refinery dan hydrant. 7.
Sludge Management
Lumpur dari microfloitation dan biogical clarifier akan dikirim kedalam sludge holding tank sebelum dipompa ke belt prest untuk pengurangan kadar air, belt prest adalah perangkat pengurangan air yang mempunyai tekanan mekanis untuk mengurangi kandungan air didalam lumpur. Filtrat yang dihasilkan di belt prest akan dikumpulkan dalam filtrate sump dan dipompa oleh filtrate pump ke equalization tank yang berikutnya didaur ulang kembali ke proses. Sludge cake dari belt prest akan dikelola oleh pihak berwenang setempat yaitu HSE sebagai pengolahan limbah B3.
3.5
Deskripsi Proses Produksi Fatty Acid-1 Plant PT. Domas Agrointi
Prima Proses produksi fatty acid dihasilkan dari reaksi hidrolisa trigliserida pada tekanan tinggi 50-55 bar dan suhu tinggi berkisar 245 – 255 oC menghasilkan fatty acid sebagai main product dan gliserin sebagai by product. Bahan baku trigliserida dapat berupa CPKO (Crude Palm Kernel Oil) dan RBDPS (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin). Proses pengolahan terbagi kedalam lima section yaitu 101-CPKO fat splitting plant, 102-glycerine water treatment plant dan 103glycerine water evaporation plant, 104- glycerine distilatiom bleaching, and 105fatty acid fractination/distilation . Reaksi hidrolisa trigliserida adalah sebagai berikut:
20
Trigliserida
Water
Glycerine
Fatty Acid
Gambar 3.4 Struktur Reaksi Hidrolisa 3.6
Uraian Proses fatty acid plant PT. Domas Agrointi Prima Blog diagram proses produksi fatty acid dan glycerine dapat dilihat pada
gambar 3.1 dibawah ini.
Gambar 3.5. Blog diagram proses produksi fatty acid dan glycerine
3.6.1
Section 101 - Oil Splitting Buka block valve jalur vacuum dari 101D7, 101D2, 101D3, 101D8 dan
evaporator 101D4, 101D5, 101D6 ke pompa vacuum dan valve lainnya harus dalam keadaan tertutup dengan baik. Tapi sebelumnya, pastikan bahwa tangki crude fatty acid yakni 122T20 dan 122T21 atau 122T10 dan 122T11 tangki untuk glycerin water siap diisi. Masukkan Direct Cooling Water (WCD) ke condensor vacuum
21
101E3 dan juga pompa vacuum 101G8, isi Dearator 101D9 dengan air Semi Demin hingga level 70% atur temperatur pada 80oC, isi Splitting Column 101D1, tekanan didalam splitting column akan naik hingga mencapai 55 bar sebagai tekanan maksimum. Buka semua valve pada jalur masuk minyak kedalam splitting column, baik jalur by pass maupun jalur sirkulasi 101D7 untuk memanaskan umpan (minyak) sebelum masuk ke splitting column. Masukkan steam ke preheater 101E1 dan buatlah settingnya pada suhu 110oC dan buat ke posisi otomatis, isi Digasser (101D7) dengan umpan minyak dari tangki 122T01/122T02 hingga level 70%. Selama pengisian minyak ini berlangsung, jalur keluaran fatty acid harus ditutup sampai air didalam splitting column digantikan oleh interphase pada bagian bawahnya jagalah agar temperaturmya konstan pada 250oC, dan tekanan 53 bar, bila level di 101D3 mencapai 50% ubahlah posisinya ke otomatis, demikian juga dengan 101D8. Hidupkan pompa kondensat 101G5 untuk mengirim crude fatty acid ke tangki 122T20 atau 122T21. Bila konsentrasi glycerin water sekitar 5% atau lebih, kirim ke 122T10 atau 122T11. Bila splitting degree sudah mencapai 99,5% atau lebih, naikkan kapasitas menjadi 12500 kg/jam dan jumlah air prosesnya sebanyak 60 % - 65% dari jumlah minyaknya yakni sekitar 7500-8125 kg/jam. 3.6.2
Section 102 - Glycerin Water Pretreatment Masukkan steam ke pre-heater 102E1 dengan membuka valve by passnya.
Menghidupkan pompa 102G53 dari tangki 122T10/T11 untuk mengirim glycerin water lalu aktifkan pengontrol temperatur dan set pointnya pada 90oC, lalu tutup by pass valvenya. Buka valve masukan dan keluaran jalur HCL, suplai HCL pada 0,15% dari setiap 1000 kg umpan (glycerin water). Lalu masuk ke vessel 102D2 atau 102D3. Persiapkan Ca(OH)2 dan masukkan kedalam hopper sebanyak 1kg per 1000 kg umpan glycerin water yang akan di olah. Buka valve pada pompa 102G8 lalu hidupkan pompa untuk mensirkulasikan glycerin water yang akan membuat ejector 102G7 berfungsi untuk menghisap Ca(OH)2 dari hoppernya dan sirkulasi itu akan membawanya masuk kedalam vessel hingga ph berada pada angka 7,0-8,0. Selama proses penetralisasian ini, akan terbentuk garam-garam kalsium yang tidak larut. Masukkan 1 kg filter aid per 1000 kg glycerin water. Buka valve keluaran
22
secara perlahan untuk mengirimkan glycerin water ke filter press 102D4A 102D4B. Atur flow sebanyak 5000 – 8000 kg/jam. Periksa apakah hasil filtrasi sudah jernih, sirkulasikan kembali ke vesselnya dengan membuka by pass valve hingga jernih, kalau sudah jernih, alihkan aliran ke 102F3 lalu tutup by pass valvenya. 3.6.3
Section 103 - Glycerin Water Evaporation Hidupkan pompa supplai dari tank farm untuk mengisi evaporator 103D1
dan atur flownya 3750 kg/jam. Produk dari evaporator pertama harus masuk ke evaporator ke 2, 3 dan 4. Setelah terisi seperti yang diinginkan, suplai bahan baku nya harus dihentikan. Buka valve steam 3 bar ke evaporator pertama pertama 103D1 dan aktifkan pengontrol tekanan buat setting pointnya 2 bar. Pemanasan yang di ikuti penguapan akan terjadi di effect pertama. Produk pada effect pertama 103D1 akan mendidih sehingga sirkulasi cairan akan berubah menjadi gerakan akibat konveksi panas. Uap yang dihasilkan akan terpisah dari produknya dan pindah ke effect ke 2 103D2. Uap yang timbul dari effect kedua akan memanaskan effect ketiga dan seterusnya. Apabila level tangki penerima kondensat 103F1 telah terisi sekitar 50%, hidupkanlah pompa 103G3 untuk mengirim kondensat nya kembali ke 101D9. Bila level di tangki penerima 103F2 telah mencapai 60%. Hidupkanlah pompa 103G2 untuk mengirim produk ke tangki 122T14/T15. 3.6.4
Section 104 - Glycerine Distillation and Bleaching Buka steam pemanas ke pre-heater 104E1 buat ke posisi otomatis dengan
set point 82oC. Hidupkan pompa 104G51 dari tangki 122T14/T15 untuk mengisi drier 104D1 dan atur levelnya 40%. Jika level mencapai 30% operasikan pompa 104G2 untuk mensirkulasikan umpan dengan membuka valve sirkulasi. Umpan belum dimasukkan ke kolom 104D2. Bila temperatur mencapai 82oC, naikkan setting levelnya ke 70%. Lalu masukkan umpan dari 104D1 ke 104D2 saat bersamaan buka valve dari 102D2 mengisi 104D3A atau 104D3B. Atur WCT agar temperaturnya pada 60oC arahkan jalur pipa destilat dari 104E3 ke 104F2, dimana destilat pertama dari pos destilasi akan digunakan sebagai cooling destilat, atur air pendingin (WC) hingga suhu dari produk mencapai 38oC. Isilah jalur untuk cooling destilat I ini hingga penuh, lalu lepaskan sambungan temporer tadi dan biarkan
23
pompa 104G3 melanjutkan sirkulasinya. Atur jumlah crude glycerine yang masuk ke 104D2 sebanyak 1000 kg/jam lalu buat flow control ini ke posisi otomatis. Operasikan pompa dosing NaOH 104G7 untuk menyuntikkan caustic sebanyak 2,5 kg/ton refined glycerine, lalu check PH-nya harus berada antara 9,5-10,5 dan atur flownya bila diperlukan. Bila parameter operasi didapat, naikkan kapasitas sebenarnya yaitu 2000 kg/jam, lalu naikkan pula dossing NaOH nya menjadi 5 kg/jam. Bila vessel 104F1 sudah terisi 50% dari volumenya, operasikan pompa 104G4 untuk menjalankan reflux dan atur ke angka 333 kg/jam. Buka valve untuk mengirim glycerinnya ke bleachers lewat pendingin 104E6 dan operasikanlah tempered cooling water (WCT). Amati glycerine lewat sight glass, bila tidak ada lagi partikel karbon aktif yang terikut atau warna glycerinenya sudah jernih, buka valve D7-12 untuk mengirim glycerinenya ke filter 104D9A/B lalu ke pendingin 104E8 sebelum dikirim ke tank farm (tangki analisis 122T16/T23) bukalah suplai air pendingin ke 104E8 lalu buatlah pengontrol temperaturnya ke posisi auto dengan set 50oC, lalu tutup lah valve D7-13. Kirim produk ke tangki penyimpanan. Setelah beroperasi 78 jam, destilat akan di destilasi ulang di post destilasi 104D3A/B sebelum ditampung didalam drum 104D3A/B akan beroperasi secara berkala dan dapat dipisahkan dari sistim vacuumnya guna keperluan pembersihan. Bukalah semua steam pemanas ke jacket pada jalur drain post distillation 104D3A atau 104D3B ini berikut steam bertekanan menengahnya yang ke cycle heater . Lalu masukkan live steam pada tekanan 1,6 bar ke post distilasinya. Bukalah valve drain residunya di 104D2 untuk mengisi 104D3A/B, lalu naikkan temperaturnya hingga 175oC dan dapatkan distilat glycerin yang lebih banyak lagi di 104E3. Hentikanlah suplai steam bertekanan menengahnya ke 104D3A/B dan tutuplah valve jalur uapnya ke sistim pemakuman sementara suplai live steamnya di teruskan. Buka valve venting dan buka valve drain untuk membuang pitch nya dari dalam 104D3A/B dan tampunglah didalam drum. Hentikan suplai live steamnya bila tekanan didalam 104D3A/B mendekati tekanan udara luar. Jika sudah kosong tutup valve drainnya lalu gunakan air untuk mencuci post distilasinya, dan buang kembali air pencucinya hingga bersih. Tutup kembali valve venting dan valve drainnya dengan baik. Buka flap valve degan perlahan untuk memvakumkan kembali post distilasi 104D3A/B
24
dan siap untuk di operasikan lagi. Distilat II ditampung di 104 F2. Bila level ditangki ini sudah tinggi. Aktifkanlah high level switchnya maka valve pneumatic XV-4201 akan membuka secara otomatis. Hidupkan pompa 104G5 untuk mengirim distilat II ini kembali ke tangki 122T10/T11 untuk diproses ulang buka juga jalur minimum flow pompanya. Valve pneumatic XV-4201 akan tertutup dengan sendirinya apabila level di 104F2 rendah. Jumlah distilat II yang akan dikembalikan ke tank farm dapat diatur melalui temperature cooling distilate I yang dikembalikan ke still 104D2 dengan cara mengatur temperatur control di 104E4 normalnya adalah 10-15% dari distilat. 3.6.5
Section 105 - Fatty Acid Fractionation/Distillation Buka control valve pada feed pre-heaternya 105E1, agar steam dapat masuk
guna memanaskan umpan fatty acid. Bukalah valve level controller di drier 105D1, agar umpan crude fatty acid dari tank farm dapat masuk. Hidupkan pompa fatty acid di tank farm. Begitu terindikasi level crude fatty acid di 105D1, hidupkan pompa sirkulasi 105G2 dan buatlah set point temperature di TV- 5101 ke 90oC lalu buat ke posisi otomatis, kemudian level controller LRC–5102 nya dibuat ke 75% dan posisi otomatis juga. Operasikanlah pompa inline 105G22A untuk memanaskan jalur-jalurnya dengan membuka temperature controller TV-5102 sekitar 20%. Persiapkan jalur-jalur ke 105E16A/B, 105E24A/B, 105E2A, lalu bukalah valve control untuk flow FRC–5101 secara perlahan untuk memasukkan crude fatty acidnya ke 105D2 dan aturlah flownya sekitar 50% dari kapasitas normalnya. Masukkan oil thermal ke 105E3 dengan menghidupkan pompa inline 105G23 dan atur temperaturnya lewat TV–5206 dengan bukaan 20%. Ini bertujuan untuk memanaskan reboiler 105E3. Dapatkan tekanan vacuum-nya sampai 25 mbar dengan mengobservasi semua peralatan vacuumnya dan bila level di 105D2 terlalu tinggi, pengisian feed dapat dihentikan sementara waktu. Dengan terjadinya proses penguapan dan kolom distilasi mulai dipanaskan dengan menaiknya uap itu, maka level cairan dibawah kolom akan turun dengan sendirinya. Buka kembali FRC– 5101 untuk menaikkan levelnya dan bila temperatur pada feed traynya sudah mencapai sekitar 100oC, gantilah valve masukan feednya, yang semula dari bagian bawah kolom menjadi ke feed tray-nya.
25
Aktifkanlah 105E7 dengan memasukkan tempered cooling water (WCT) dan aturlah temperature di TRC–5201 sesuai keperluannya. Lalu bukalah valve pada jalur keluaran di 105 WCT 06 untuk keluaran WCT panasnya dari 105E7. Uap akan terkondensasi di final condenser 105E11 dan kembalikanlah semua kondensat ini kedalam kolom, sebab sistim ini harus dioperasikan secara reflux penuh, hingga terdapat kesetimbangan. Buatlah pengontrol level di 105D2, LRC-5201 ke posisi otomatis dengan set point 80%, kemudian buka valve pada bagian bawah kolom untuk mengisi kolom kedua 105D3 dan hidupkan pompanya 105G3. Setelah level cairan didalam kolom 105D3 terindikasi, hidupkan pompa sirkulasinya 105G4, lalu hidupkan pompa OTH 105G24 dan atur temperatur-nya lewat TRC–5307 pada angka yang diinginkan. Isilah steam generator 105 E8 dengan air umpan boiler dengan cara membuka block valvenya, lalu buatlah pengontrol level LV–5301 ke posisi otomatis dengan set point 80 %, kemudian buka juga valve keluaran steam eksportnya ke jalur header. Aktifkan sirkulasi tempered cooling water (WCT) nya dengan menghidupkan pompa 105G10 pada final condenser 105E12, lalu buatlah pengatur temperaturnya TRC–5305 ke posisi otomatis dengan set point sesuai dengan yang diinginkan. Pertahankanlah tekanan vacuum-nya pada 15 mbar lewat PRC-5301. Sesaat setelah terjadi proses penguapan, maka seluruh kolom 105D3 akan terpanasi oleh naiknya uap kebagian atas kolom dan akibatnya level di 105D3 akan turun dan harus diisi kembali, maka aturlah pengontrol level LRC–5201. Bila temperature di dalam kolom, yakni feed traynya sudah mencapai 100⁰C, tukarlah valve masukan ke 105D3 ini dari valve bagian bawah ke feed tray nya. Uap yang terbentuk akan terkondensasi pada steam generator 105E8 dan final condenser 105E12 dan semua kondensat yang terbentuk akan dikembalikan ke kolom sebagai total reflux sebab kolom ini harus di operasikan dengan total reflux hingga kesetimbangan tercapai. Pengiriman umpan fatty acid ke kolom dapat dihentikan sejenak sambil menunggu panasnya kolom 105D4. Dan sementara itu, kolom 105D2 dan 105D3 harus dioperasikan dengan total reflux. Jalankan pompa 105G5, kirim Fatty Acid C16-18 untuk di distilasi. Masukkanlah air umpan boiler ke 105E9 nya dengan membuka block valvenya lalu buatlah pengontrol levelnya LV–5401 keposisi
26
otomatis dengan set point 80%. Kemudian buka block valve untuk eksport steamnya ke header. Fatty
acid
C16-18
yang
tidak
menjalani
prosess
hydrogenasi
(unhydrogenated) akan langsung dikirim ke 105D4 dan beberapa saat kemudian, liquid collector yang berada ditengah kolom 105D4 akan terisi dengan fatty acid yang turun dari structured packing bagian atas lalu mengalir ke receiver 105F1. Hidupkanlah pompa 105G9 bila level di 105F1 nya mencapai 50 %, dan semua fatty acid ini akan dikembalikan ke kolom 105D4 lewat FRC-5401. Bila temperature pada bagian atas kolom 105D2 telah mencapai set point-nya dan jumlah reflux yang tercatat di FR–5201 telah menunjukkan jumlah yang diinginkan, hidupkanlah pompa 105G7B dan buka WCT ke 105E19B dan produk yang keluar dari pendingin 105E19B ini akan dikirimkan ke tangki 122T90 sebagai top fraction 1 (acid C6-8). Atur flownya FRC–5203 dengan set point yang ditentukan. Bukalah valve untuk side product 1 dari 105D2 nya dan hidupkan pompa 105G7A kemudian buka WCT ke 105E19A. Produk ini akan dikirim ke tangki analisis 105F6/F7 sebagai side product 1 (C8-10). Atur flow nya lewat controller FRC–5202 sesuai set point yang diinginkan. Bila temperature pada bagian atas kolom 105D3 telah mencapai set yang diinginkan dan jumlah flow reflux pada FR– 5302 telah menunjukkan angka yang sesuai, buka valve side fraction 2 nya lalu hidupkan pompa 105G8 setelah mengaktifkan WCT nya ke 105E18. Produk yang keluar dari 105 E18 ini akan dikirim ke tangki 122T30/T31 sebagai side fraction 2 (acid C12-14) dan atur jumlah flow-nya lewat FRC–5102 dengan set point yang diinginkan. Bila temperature bagian atas dari kolom 105D4, TR–5401 telah menunjukkan angka yang diinginkan, bukalah valve untuk light end bersama sama dengan valve untuk light end dari 105D3. Aturlah flow rate light end yang dari 105D3 dan 105D4 lewat FI–5351 dan FI–5451 secara manual ke 105F3. Bila level 105F3 mencapai 50%, hidupkan pompa 105G13 untuk mengirim light end ke tangki 122T37 dan atur flownya lewat pengatur level LRC–5405 dan buka juga jalur minimumnya. Bila level di 105F1 (yang secara otomatis akan terisi bila temperature di kolom 105D4 sudah mencapai setting-nya) telah berisi 50%,
27
hidupkan lah pompa 105G9 untuk mengembalikan produk ini sebagai reflux lewat FRC–5401. Setelah flow reflux mencapai jumlah yang diinginkan dan dapat dilihat pada FRC–5401, aturlah level controller LRC–5401 ke 50%, lalu bukalah valve yang menuju ke tangki 122T25/T26 (keluaran pompa 105G9 ada dua, satu untuk reflux dan satunya lagi ke tank farm) melalui heat exchanger 105E15 dan cooler 105E22A/B setelah mengaktifkan WCT nya. Sementara itu, bila residue didalam 105D4 semakin naik, drainlah residuenya ke 105D5. Dan selama drain ini berlangsung, pastikan steam pemanasnya baik dijalur maupun di leg telah bekerja dengan baik. Aturlah temperature di 105D5 lewat TRC–5503 pada 280oC dan buatlah ke otomatis. Operasikan tempered cooling water (WCT) ke 105F2 dan setelah levelnya mencapai 50%, hidupkan pompa 105G12 untuk mengirim produk ini ke tangki 122T91 sebagai acid residue. Lalu buat pengontrol level LRC–5504 ke posisi otomatis dengan set point 50% dan buka juga jalur minimumnya. Jumlah residue yang harus dikeluarkan dari 105D5 lewat FRC–5502 harus diatur sesuai dengan hasil yang diinginkan (analisa AV) dengan memvariasikan temperatur oil thermal yang ke kaki (legs) Post Destilasi 105D5.Bila semuanya telah beroperasi dengan normal, naikkanlah jumlah feed ke 105D2 hingga mencapai kapasitasnya 12500 kg/jam lewat FRC–5101. Dan untuk menjaga agar refluxnya tetap, aturlah temperature oil thermal-nya sedemikian rupa sehingga tersedia cukup kebutuhan panas di reboiler 105E3, di falling film evaporator 105E4, 105E5 maupun di kaki pemanas 105D5. Ambillah sample untuk fraksi atas 1, fraksi samping 1, fraksi samping 2, light end dan residu untuk dianalisa di laboratorium. Biasanya diperlukan pengaturan sesuai dengan hasil analisa yang didapat. Acid value untuk residu adalah sekitar 30–50.
28
BAB IV TUGAS KHUSUS 4.1
Objek Tugas Khusus Pada tugas khusus ini penulis mengambil objek pengamatan terhadap
evaporator pada section 101 pada fatty acid plant, judul tugas khusus adalah “di Fatty Acid -1 Plant PT. Domas Agrointi Prima”.
4.2
Latar Belakang Tugas Khusus PT. Domas Agrointi Prima merupakan perusahaan yang bergerak dibidang
industri oleokimia. Fatty acid yang dihasilkan dari Fatty Acid-1 plant di PT. Domas Agrointi Prima ialah dari asam lemak. Dari asam lemak tersebut dapat dihasilkan berbagai produk salah satu pembuatan fatty acid yaitu minyak dan lemak yang berasal dari tumbuh-tumbuhan maupun hewan diproses secara oleochemical (hidrolisa) untuk memperoleh asam kimia, sedangkan glycerine dapat digunakan sebagai pelengkap suatu industri misalnya pada industri farmasi, industri pangan dan kosmetik. Proses hidrolisa pada pembuatan fatty acid ini dilakukan sebagai tahapan awal yang terjadi di sebuah alat yaitu Splitter. Splitter ini dapat dikatakan sebagai suatu reaktor dalam proses pembuatan fatty acid dikarenakan hanya dalam proses ini terdapat reaksi yang menghasilkan produk yaitu fatty acid dan glycerine. Dalam melihat kinerja dari fat splitting ini dilihat dari Acid Value (AV) dari SPKFA dan Saponification Value (SV). Hal itu yang mendasari penulis menganalisa pengaruh % Splitting degree hasil produksi fatty acid dan glycerine pada reactor Splitting yang menggunakan bahan baku CPKO.
4.3
Tujuan Tugas Khusus Tujuan dari tugas khusus ini adalah mengetahui berapa % air yang
diuapkan pada drayer 101D8 menganilisa koversi Trigliserida menjadi hasil fatty acid dan glycerine yang diproduksi pada proses hidrolisa reactor fat splitting dengan bahan CPKO.
29
4.4
Tinjauan Pustaka Tugas Khusus
4.4.1
Lemak dan Minyak Lemak dan minyak adalah salah satu kelompok yang termasuk pada
golongan lipid , yaitu senyawa organik yang terdapat di alam serta tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik non-polar,misalnya dietil eter (C2H5OC2H5), Kloroform (CHCl3), benzena dan hidrokarbon lainnya, lemak dan minyak dapat larut dalam pelarut yang disebutkan di atas karena lemak dan minyak mempunyai polaritas yang sama dengan pelaut tersebut. Bahan-bahan dan senyawa kimia akan mudah larut dalam pelarut yang sama polaritasnya dengan zat terlarut. Tetapi polaritas bahan dapat berubah karena adanya proses kimiawi. Misalnya asam lemak dalam larutan KOH berada dalam keadaan terionisasi dan menjadi lebih polar dari aslinya sehingga mudah larut serta dapat diekstraksi dengan air. Ekstraksi asam lemak yang terionisasi ini dapat dinetralkan kembali dengan menambahkan asam sulfat encer (10 N) sehingga kembali menjadi tidak terionisasi dan kembali mudah diekstraksi dengan pelarut non-polar. Lemak dan minyak merupakan senyawaan trigliserida atau triasgliserol, yang berarti “triester dari gliserol”. Jadi lemak dan minyak juga merupakan senyawaan ester. Hasil hidrolisis lemak dan minyak adalah asam karboksilat dan gliserol. Asam karboksilat ini juga disebut asam lemak yang mempunyai rantai hidrokarbon yang panjang dan tidak bercabang. 1.
Penentuan Sifat Lemak Minyak Jenis-jenis lemak dan minyak dapat dibedakan berdasarkan sifat-sifatnya .
Pengujian sifat-sifat lemak dan minyak ini meliputi: a.
Penentuan angka penyabunan Angka penyabunan menunjukkan berat molekul lemak dan minyak secara
kasar .minyak yang disusun oleh asam lemak berantai karbon yang
pendek
berarti mempunyai berat molekul ytang relatif kecil, akan mempunyai angka penyabunan yang besar dan sebaliknya bila minya mempunyai berat molekul yang besar ,mka angka penyabunan relatif kecil. angka penyabunan dinyatakan
sebagai
banyaknya
(mg)
NaOH
menyabunkan satu gram lemak atau minyak.
30
yang dibutuhkan
ini untuk
Angka penyabunan b.
=
(Titrasi blanko-Titrasi sampel) x BE NaOH x N KOH Berat sampel
Penentuan angka ester Angka ester adalah angka yang berhubungan dengan bilangan asam dan
bilangan penyabunana. Angka ester menunjukkan jumlah asam organik yang bersenyawa sebagai ester. Angka ester dihitung dengan selisih angka penyabunan dengan angka asam. Tujuan dilakukannya penentuan bilangan ester atau asam lemak terikat adalah untuk melihat asam lemak yang masih baik dan belum rusak (teridrolisis). Angka ester = Angka penyabunan – Angka asam. c.
Penentuan angka iodine Penentuan iodine menunjukkan ketidakjenuhan asam lemak penyusunan
lemak dan minyak. Asam lemak tidak jenuh mampu mengikat iodium dan membentuk senyawaan yang jenuh. Banyaknya
iodine
yang
diikat
menunjukkan
terdapat
dalam
asam
banyaknya
ikatan
rangkap
yang
lemaknya. Angka iodine dinyatakan sebagai banyaknya iodine dalam gram yang diikat oleh 100 gram lemak atau minyak. (Titrasi blanko-Titrasi sampel) x N Na2S2O3 x 12,691
Angka Iodine = d.
Berat sampel
Penentuan angka Reichert-Meissel Angka Reichert-Meissel menunjukkan jumlah asam-asam lemak yang dapat
larut dalam air dan mudah menguap. Angka ini dinyatakan sebagai
jumlah
NaOH 0,1 N dalam ml yang digunakan unutk menetralkan asam lemak yang menguap dan larut dalam air yang diperoleh dari penyulingan 5 gram lemak atau minyak pada kondisi tertentu. asam lemak yang mudah mudah larut dalam air adalah yang berantai karbon 4-6. angka Reichert-Meissel = 1,1 x (ts – tb) keterangan: ts adalah jumlah ml titrasi NaOH 0,1 N sampel ts adalah jumlah ml titrasi NaOH 0,1 N sampel 2.
Penentuan Kualitas Lemak Faktor penentu kualitas lemak atau minyak, antara lain:
31
menguap dan
a.
Penentu angka asam Angka asam menunjukkan banyaknya asam lemak bebas yang terdapat
dalam suatu lemak atau minyak. Angka asam dinyatakan sebagai jumlah miligram NaOH yang dibutuhkan untuk menetralkan asam lemak bebas yang terrdapat dalam satu gram lemak atau minyak. (Titrasi blanko-Titrasi sampel) x N NaOH x 56,1
Angka asam = b.
Berat sampel
Penentuan angka peroksida Angka peroksida menunjukkan tingkat kerusakan dari lemak atau minyak. Angka Peroksida =
c.
ml Na2S2O3 x N Na2S2O3 x 1000 Berat sampel
Penentuan asam thiobarbiturat (TBA) Lemak yang tengik mengandung aldehid dan kebanyakan sebagai
monoaldehid.
Banyaknya
monoaldehid
destilasi lebih dahulu. Monoaldehid
dapat
ditentukan
kemudian
thiobarbiturat sehingga terbentuk senyawa
dengan
direaksikan
kompleks
berwarna
jalan dengan merah.
Intensitas warna merah sesuai dengan jumlah monoaldehid dapat ditentukan dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 528 nm. Angka TBA = mg monoaldehida/ kilogram minyak d.
Penetuan kadar minyak Penentuan kadar air dalam minyak dapat dilakukan dengan cara
thermogravimetrri atau cara thermovolumetri. Angka asam =
ml titrasi x N KOH x BM asam Lemak Berat sampel x 1000
32
x 100%
4.4.2
Proses Hidrolisis Reaksi hidrolisis dapat dikatalisasi dengan asam, basa, atau lipase, tetapi
juga dapat direaksikan tanpa katalisasi yaitu antara lemak dan air yang dilarutkan dalam fase lemak pada suhu dan tekanan yang sesuai. Hidrolisis lemak dan minyak berhubungan dengan pemisahan triasilgliserol menjadi unsur asam lemak dan gliserol yang direaksikan dengan air. Hidrolisis triasilgliserol menjadi asam lemak dan gliserol ini dibagi menjadi tiga jenis yaitu splitting dengan tekanan yang tinggi, hidrolisa dengan menggunakan basa (saponifikasi), dan hidrolisis enzim. Untuk memproduksi sabun dan gliserol, lemak dan minyak dihidrolisis dengan menggunakan steam yang prosesnya berkelanjutan dan dioperasikan pada suhu yang tinggi (250˚C) dan tekanan (50-60 bar) (Shahidi and Zhong, 2005). Adapun proses hidrolisis dari trigliserida tersebut adalah sebagai berikut (Ketaren, 1996):
C3H5(COOR)3(l) + H2O(l) C3H5OH(COOR)2(l) Trigliserida
Air
RCOOH(l)
Fatty Acid
C3H5OH(COOR)2(l) + H2O(l)
+
+
Digliserida
RCOOH(l)
+
C3H5COOR(OH)2(l) Digliserida C3H5COOR(OH)2(l)
Air
Fatty Acid
+
Monogliserida
+ H2O(l)
RCOOH(l) +
C3H5(OH)3(l) Monogliserida
Air
Fatty Acid
+
Gliserol
Dari ketiga reaksi diatas dapat disimpulkan reaksi tersebut menjadi reaksi berikut ini : C3H5(COOR)3(l) Trigliserida
+ 3H2O(l) Air
3RCOOH(l) Fatty Acid
+ C3H5(OH) 3(l) +
Gliserol
Adapun jenis-jenis hidrolisis adalah sebagai berikut : 1.
Hidrolisis dengan katalis basa Pada umumnya, sabun diproduksi melalui hidrolisis alkali lemak dan
minyak, dan proses ini dikenal dengan reaksi saponifikasi. Sabun yang sekarang dihasilkan melalui netralisasi asam lemak yang berasal dari fat splitting, tetapi hidrolisis alkali dapat digunakan untuk asam lemak yang sensitif terhadap panas. Pada skala laboratorium, hidrolisis alkali ini direaksikan dengan kelebihan basa, misalnya kalium hidroksida 1 M dalam etanol 95%, direfluks selama satu jam, dan asam lemak diperoleh kembali setelah asidifikasi campuran tersebut. Ini merupakan salah satu cara yang sederhana yang cukup banyak menghasilkan 33
asam lemak, termasuk polyun saturated, epoxi, dan siklopropena yang tidak diubah (Shahidi and Zhong, 2005). 2.
Fat Splitting Fat splitting merupakan hidrolisis trigliserida dari lemak dan minyak dengan
kenaikan temperatur dan tekanan menghasilkan asam lemak dan gliserol. Fat splitting adalah sebuah reaksi homogen yang terjadi secara bertahap. Asam lemak berpindah dari trigliserida satu per satu dari tri ke di ke mono. Selama tahap awal, reaksi berlangsung perlahan-lahan, terbatas dengan kelarutan air dalam minyak yang rendah. Pada tahap kedua, reaksi berlangsung lebih cepat karena kelarutan air yang lebih besar dalam asam lemak. Tahap akhir ditandai dengan laju reaksi berkurang sebagai asam lemak bebas dan gliserin mencapai kondisi kesetimbangan. Fat splitting merupakan reaksi reversible. Pada titik kesetimbangan, tingkat hidrolisis dan re-esterifikasi adalah sama. Gliserin harus diambil secara kontinyu agar reaksi sempurna (Bailey‟s, 1951). 3.
Pemecahan secara enzimatis Lemak dan minyak dapat dihidrolisis dengan enzim alami. Pemecahan
lemak dengan enzim telah dilakukan melalui percobaan. Tetapi saat ini prosesnya tidak begitu dianggap penting karena biayanya yang mahal dan waktu reaksinya yang lama. Pemecahan lemak dan minyak secara enzimatis oleh lipase dari Candida Rugosa, Aspergilusniger, dan Rhizopus Arrhizus telah dipelajari pada range temperatur 26-40 0C dengan periode 48-72 jam dengan hasil pemecahan kirakira 98 %.
4.4.3
Metode-metode Fat Splitting Proses fat splitting terbagi menjadi 3 metode yaitu sebagai berikut:
a.
Proses Twitchell Proses ini adalah proses pertama yang ditemukan untuk pemisahan minyak.
Proses ini tetap digunakan pada skala kecil, karena biaya dan instalasi serta pengoperasiannya mudah dan murah. Tetapi karena konsumsi energinya besar dan kualitas produknya buruk, maka proses ini tidak lagi digunakan secara komersial. Proses ini menggunakan reagen Twitchell dan asam sulfat untuk kastalisasi fat splitting. Reagen tersebut merupakan campuran tersulfonasi dari oleat atau asam lemak lainnya dengan sejumlah napthalene. Proses Twitchell berlangsung dalam suatu tangki kayu berlapis timbal atau logam tahan assam, dimana minyak, air (sekitar separuh dari jumlah minyak), 1-2% asam sulfat, dan 0,75-1,25% reagen Twitchell dididihkan pada tekanan atmosfeer selama 36-48 jam dengan bantuan open steam. Pada tahap akhir air ditambahkan dan larutan didihkan untuk mencuci 34
asam yang tertinggal. Waktu reaksi yang cukup panjang, konsumsi steam yang besar, dan terjadinya pemudaran warna asam lemak merupakan kelemahan dari proses ini. Sehingga saat ini sangat dibatasi penggunaanya. b.
Proses Batch Autoclave Metode ini merupakan metode komersial tertua untuk pemisahan minyak
berkualitas tinggi untuk menghasilkan asam lemak berwarna terang. Metode ini lebih cepat dibandingkan degan Twitchell, yaitu sekitar 6-10 jam hingga reaksi sempurna. Untuk pemisahan ester gliseridanya biasanya digunakan proses distilasi. Seperti halnya proses Twitchell, proses ini juga menggunakan katalis yaitu umumnya ZnO (paling aktif), MgO atau CaO, sebesar 2-4% dan sejumlah kecil debu zinc untuk memperbaiki warna asam lemak. Autoclave yang digunakan berupa silinder, dengan diameter 1220-1829 mm dan tinggi 6-12 m, terbuat dari bahan anti korosi dan sepenuhnya terisolasi, ada juga yang menggunakan pengaduk mekanis. Dalam operasinya, autoclave diisi minyak, air (sekitar separuh dari jumlah minyak), dan katalis, lalu autoclave ditutup. Steam diinjeksikan untuk menghilangkan udara terlarut dan untuk menaikkan tekanan hingga 1135 kPa, injeksi steam dilakukan secara kontinyu pada bagian bawah untuk mendapatkan pengadukan dan tekanan operasi yang diinginkan. Konversi yang didapatkan dapat mencapai lebih dari 95%, setelah reaksi selama 6-10 jam. Isi dari autoclave dipindahkan dalam pengendap, dimana terbentuk 2 lapisan (lapisan atas asam lemak dan lapisan bawah gliserol). Asam lemak dikeluarkan dan gliserol yang tertinggal ditambahkan dengan asam mineral untuk memisahkan sabun yang terbentuk, dan selanjutnya dibilas untuk menghilangkan sisa asam mineral. c.
Proses Continuous
Proses pemisahan minyak dengan tekanan tinggi secara kontinyu dan counter current, lebih dikenal dengan proses Colgate-Emery. Yaitu metode yang paling efisien dari pemisahan minyak. Tekanan dan suhu tinggi dignakan untuk waktu reaksi yang relatif lebih singkat. Aliran minyak dan air secara berlawanan arah menghasilkan pemisahan berderajat tinggi tanpa menggunakan katalis. Katalis dapat pula digunakan untuk mempercepat reaksi. Menara pemisahan tergantung dari kapasitasnya. Biasanya menara tersebut berdiameter 508-1220 mm dan tinggi 18-25 m, terbuat dari bahan anti korosi seperti stainless steel 316 atau paduan inconel yang didesain khusus untuk kondisi operasi ±5000 kPa. Minyak dimasukkan melalui saluran yang berada pada bagian bawah menara dengan 35
menggunakan pompa bertekanan tinggi. Air masuk melalui puncak kolom dengan rasio 40-50% berat minyak. Suhu pemisahan yang tinggi (250-260°C) akan dapat memastikan pelarutan air ke dalam minyak, sehingga tidak lagi diperlukan pengontakan kedua fase tersebut secara mekanik. Volume kosong dalam menara digunakan untuk terjadinya reaksi. Feed minyak masuk melalui dasar kolom menuuju ke atas, sementara air masuk pada bagian atass kolom dan mengalir melewati fase minyak menuju ke bawah. Derajat pemisahan pada proses ini mencapai 99%. Proses ini lebih efisien bila dibandingkan dengan proses lain karena waktu reaksi yang relatif singkat yaitu hanya sekitar 2-3 jam. Dalam reaksi ini terjadi pemudaran warna asam lemak. Karena pertukaran panas internal yang cukup efisien proses ini cukup ekonomis dalam penggunaan steam (Bailey‟s, 1951). Tabel 4.1 perbandingan berbagai metode dalam proses Fat splitting No. Metode
Kelebihan
Kekurangan
1.
Twitchell
- Biaya murah - Instalasi dan operasi mudah - Konversi ± 95%
- Konsumsi steam energy cukup besar - Kualitasproduk rendah - Menggunakan katalis - Waktu reaksi relatif lama (36-48 jam)
2.
Batch Autoclave
- Konversi ± 95%
- Waktu reaksi cukup lama (6-10 jam) - Menggunakan katalis
3.
Continuous
- Konversi mencapai ± 99% - Waktu reaksi relatif singkat (2-3 jam) - Bisa berlansung tanpa adanya katalis.
- Kondisi operasi pada tekanan dan suhu tinggi (5000 kPa dan 260°C) - Konsumsi steam tinggi
36
Pada Tabel 4.1 Berdasarkan perbandingan tersebut, maka dipilih proses continuous fat splitting karena konversinya mencapai ±99%, waktu reaksi yang relatif singkat (2-3 jam) dan dapat berlansung tanpa adanya katalis.
Gambar 4.1 Prosess Continuous pada Fat Spiliiting (Chalidazia dan Alfiani, 2017)
4.4.4
Dryer Pengeringan merupakan salah satu unit operasi energi paling intensif dalam
pengolahan pasca panen. Unit operasi ini diterapkan untuk mengurangi kadar air produk seperti berbagai buah-buahan, sayuran, dan produk pertanian lainnya setelah panen. Pengeringan adalah proses pemindahan panas dan uap air secara simultan yang memerlukan panas untuk menguapkan air dari permukaan bahan tanpa mengubah sifat kimia dari bahan tersebut. Dasar dari proses pengeringan adalah terjadinya penguapan air ke udara karena perbedaan kandungan uap air antara udara dan bahan yang dikeringkan. Laju pemindahan kandungan air dari bahan akan mengakibatkan berkurangnya kadar air dalam bahan tersebut. Pengeringan adalah pemisahan sejumlah kecil air dari suatu bahan sehingga mengurangi kandungan sisa zat cair di dalam zat padat itu sampai suatu nilai rendah yang dapat diterima, menggunakan panas. Pada proses pengeringan ini air diuapkan 37
menggunakan udara tidak jenuh yang dihembuskan pada bahan yang akan dikeringkan. Air (atau cairan lain) menguap pada suhu yang lebih rendah dari titik didihnya karena adanya perbedaan kandungan uap air pada bidang antar-muka bahan padat-gas dengan kandungan uap air pada fasa gas. Gas panas disebut medium pengering, menyediakan panas yang diperlukan untuk penguapan air dan sekaligus membawa air keluar. Air juga dapat dipisahkan dari bahan padat, secara mekanik menggunakan cara pengepresan sehingga air keluar, dengan pemisah sentrifugal, dengan penguapan termal ataupun dengan metode lainnya. Pemisahan air secara mekanik biasanya lebih murah biayanya dan lebih hemat energi dibandingkan dengan pengeringan. Kandungan zat cair dalam bahan yang dikeringkan berbeda dari satu bahan ke bahan lain. Ada bahan yang tidak mempunyai kandungan zat cair sama sekali (bone dry). Pada umumnya zat padat selalu mengandung sedikit fraksi air sebagai air terikat. Kandungan air dalam suatu bahan dapat dinyatakan atas dasar basah (% berat) atau dasar kering, yaitu perbandingan jumlah air dengan jumlah bahan kering. Dasar pengeringan adalah terjadinya penguapan air ke udara karena perbedaan kandungan uap air antara udara dengan bahan yang dikeringkan. Dalam hal ini, kandungan uap air udara lebih sedikit atau udara mempunyai kelembaban nisbi yang rendah sehingga terjadi penguapan. Kemampuan udara membawa uap air bertambah besar jika perbedaan antara kelembaban nisbi udara pengering dengan udara sekitar bahan semakin besar. Salah satu faktor yang mempercepat proses pengeringan adalah kecepatan angin atau udara yang mengalir. Udara yang tidak mengalir menyebabkan kandungan uap air di sekitar bahan yang dikeringkan semakin jenuh sehingga pengeringan semakin lambat. Tujuan pengeringan untuk mengurangi kadar air bahan sampai batas perkembangan organisme dan kegiatan enzim yang dapat menyebabkan pembusukan terhambat atau bakteri terhenti sama sekali. Dengan demikian bahan yang dikeringkan mempunyai waktu simpan lebih lama. Proses pengeringan diperoleh dengan cara penguapan air. Cara tersebut dilakukan dengan menurunkan kelembapan nisbi udara dengan mengalirkan udara panas di sekeliling bahan, sehingga tekanan uap air bahan lebih besar dari tekanan uap air di udara. Perbedaan tekanan itu menyebabkan terjadinya aliran uap air dari bahan ke udara. Di Industri kimia proses pengeringan adalah salah satu proses yang penting. Proses pengeringan ini dilakukan biasanya sebagai tahap akhir sebelum dilakukan pengepakan suatu produk ataupun proses pendahuluan agar proses selanjutnya lebih mudah, mengurangi biaya pengemasan dan transportasi suatu produk dan dapat menambah nilai guna dari suatu bahan. Dalam industri makanan, proses pengeringan ini digunakan untuk pengawetan suatu produk makanan. Mikroorganisme yang dapat mengakibatkan pembusukan makanan tidak dapat dapat tumbuh pada bahan yang tidak mengandung air, maka dari itu untuk mempertahankan aroma dan nutrisi dari makanan 38
agar dapat disimpan dalam waktu yang lebih lama, kandungan air dalam bahan makanan itu harus dikurangi dengan cara pengeringan (Revitasari, 2010). Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Pengeringan A. Luas Permukaan Makin luas permukaan bahan makin cepat bahan menjadi kering Air menguap melalui permukaan bahan, sedangkan air yang ada di bagian tengah akan merembes ke bagian permukaan dan kemudian menguap. Untuk mempercepat pengeringan umumnya bahan pangan yang akan dikeringkan dipotong-potong atau di iris-iris terlebih dulu. Hal ini terjadi karena: (1) pemotongan atau pengirisan tersebut akan memperluas permukaan bahan dan permukaan yang luas dapat berhubungan dengan medium pemanasan sehingga air mudah keluar, (2) potongan-potongan kecil atau lapisan yang tipis mengurangi jarak dimana panas harus bergerak sampai ke pusat bahan pangan. Potongan kecil juga akan mengurangi jarak melalui massa air dari pusat bahan yang harus keluar ke permukaan bahan dan kemudian keluar dari bahan tersebut. B. Perbedaan Suhu dan Udara Sekitarnya Semakin besar perbedaan suhu antara medium pemanas dengan bahan pangan makin cepat pemindahan panas ke dalam bahan dan makin cepat pula penghilangan air dari bahan. Air yang keluar dari bahan yang dikeringkan akan menjenuhkan udara sehingga kemampuannya untuk menyingkirkan air berkurang. Jadi dengan semakin tinggi suhu pengeringan maka proses pengeringan akan semakin cepat. Akan tetapi bila tidak sesuai dengan bahan yang dikeringkan, akibatnya akan terjadi suatu peristiwa yang disebut "Case Hardening", yaitu suatu keadaan dimana bagian luar bahan sudah kering sedangkan bagian dalamnya masih basah. C. Kecepatan Aliran Udara Makin tinggi kecepatan udara, makin banyak penghilangan uap air dari permukaan bahan sehinngga dapat mencegah terjadinya udara jenuh di permukaan bahan. Udara yang bergerak dan mempunyai gerakan yang tinggi selain dapat mengambil uap air juga akan menghilangkan uap air tersebut dari permukaan bahan pangan, sehingga akan mencegah terjadinya atmosfir jenuh yang akan memperlambat penghilangan air. Apabila aliran udara disekitar tempat pengeringan berjalan dengan baik, proses pengeringan akan semakin cepat, yaitu semakin mudah dan semakin cepat uap air terbawa dan teruapkan. D. Tekanan Udara Semakin kecil tekanan udara akan semakin besar kemampuan udara untuk mengangkut air selama pengeringan, karena dengan semakin kecilnya tekanan berarti kerapatan udara makin berkurang sehingga uap air dapat lebih banyak tetampung dan disingkirkan dari bahan pangan. Sebaliknya jika tekanan udara semakin besar maka udara disekitar pengeringan akan lembab, sehingga kemampuan menampung uap air terbatas dan menghambat proses atau laju pengeringan. E. Kelembapan Udara 39
Makin lembab udara maka Makin lama kering sedangkan Makin kering udara maka makin cepat pengeringan. Karena udara kering dapat mengabsobsi dan menahan uap air Setiap bahan mempunyai keseimbangan kelembaban nisbi masing-masing. kelembaban pada suhu tertentu dimana bahan tidak akan kehilangan air (pindah) ke atmosfir atau tidak akan mengambil uap air dari atmosfir (Supriyono, 2003). 3.
Prinsip Dasar dan Mekanisme Pengeringan Proses pengeringan pada prinsipnya menyangkut proses pindah panas dan pindah massa yang terjadi secara bersamaan (simultan). Pertama panas harus di transfer dari medium pemanas ke bahan. Selanjutnya setelah terjadi penguapan air, uap air yang terbentuk harus dipindahkan melalui struktur bahan ke medium sekitarnya. Proses ini akan menyangkut aliran fluida di mana cairan harus di transfer melalui struktur bahan selama proses pengeringan berlangsung. Jadi panas harus di sediakan untuk menguapkan air dan air harus mendifusi melalui berbagai macam tahanan agar supaya dapat lepas dari bahan dan berbentuk uap air yang bebas. Lama proses pengeringan tergantung pada bahan yang di keringkan dan cara pemanasan yang digunakan. Makin tinggi suhu dan kecepatan aliran udara pengeringan makin cepat pula proses pengeringan berlangsung. Makin tinggi suhu udara pengering, makin besar energi panas yang di bawa udara sehingga makin banyak jumlah massa cairan yang di uapkan dari permukaan bahan yang dikeringkan. Jika kecepatan aliran udara pengering makin tinggi maka makin cepat massa uap air yang dipindahkan dari bahan ke atmosfer. Kelembaban udara berpengaruh terhadap proses pemindahan uap air. Pada kelembaban udara tinggi, perbedaan tekanan uap air didalam dan diluar bahan kecil, sehingga pemindahan uap air dari dalam bahan keluar menjadi terhambat. Pada pengeringan dengan menggunakan alat umumnya terdiri dari tenaga penggerak dan kipas, unit pemanas (heater) serta alat-alat kontrol. Sebagai sumber tenaga untuk mengalirkan udara dapat digunakan blower. Sumber energi yang dapat digunakan pada unit pemanas adalah tungku, gas, minyak bumi, dan elemen pemanas listrik. Proses utama dalam pengeringan adalah proses penguapan air maka perlu terlebih dahulu diketahui karakteristik hidratasi bahan pangan yaitu sifat-sifat bahan yang meliputi interaksi antara bahan pangan dengan molekul air yang dikandungnya dan molekul air di udara sekitarnya. Peranan air dalam bahan pangan dinyatakan dengan kadar air dan aktivitas air, sedangkan peranan air di udara dinyatakan dengan kelembaban relatif dan kelembaban mutlak. Vacum dryer Vakum berasal dari bahasa latin, vacuus, artinya kosong. Jadi vakum artinya menghampakan suatu ruangan atau suatu kemutlakan dibawah nol tekanan. Sitem ruang hampa dikepung oleh atmospir bumi. Untuk meciptakan ruang hampa diperlukan pompa untuk mengeluarkan udara keluar dari system. Kebutuhan ini merupakan arti pekerjaan dasar dari vakum. Analisa termodinamika hanya memperhatikan nilai tekan mutlak. Akan tetapi, kebanyakan piranti pengukuran tekanan hanya menunjukkan tekanan ukur (gauge) yakni perbedaan tekanan mutlak suatu sistem dan tekanan mutlak atmosfer. 40
Pengukuran bumbung-bourdon, misalnya, mengukur tekanan relatif terhadap atmosfer sekeliling. Konversi dari tekanan ukur ketekanan mutlak didapatkan dengan hubungan berikut. P(mutlak) = P(ukur) + P(atm) Untuk pengeringan padatan berbentuk butiran atau sluri, pengering vakum dengan berbagai rancangan mekanis telah tersedia secara komersial. Pengeringan jenis ini lebih mahal dari pada pengering bertekanan atmosfir tetapi sesuai untuk bahan yang sensitif panas dan memerlukan pemulihan pelarut atau jika ada rasio kebakaran atau ledakan. Pencampuran berbentuk kerucut tunggal atau ganda dapat diterapkan untuk pengeringan denagn pemanasan selimut bejana dan pemakuman untuk mengeluarkan uap air. Gambar menunjukkan dua pengering vakum yang tersedia dipasar. Pengering vakum jenis pedal cocok untuk bahan seperti lumpur sedangkan pengering vakum jenis sabuk cocok untuk bahan berbentuk pasta. Mesin vacum drying adalah mesin pengering dengan menggunakan teknologi vacuum. Proses pengeringan produk diatur pada suhu yang dikehendaki, disertai dengan proses vacuum untuk mempercepat pengeringan.Mesin vacuum drying ini biasanya digunakan untuk produk yang dikeringkan harus dengan suhu rendah, agar gizi tidak rusak. Vacum drying ini bermanfaat untuk pengeringan sayur-sayuran dan produk lainnya sesuai dengan keinginan Anda. Mesin ini digunakan untuk berbagai keperluan, antara lain mengeringkan sayur-sayuran pada suhu tidak terlalu tinggi, sehingga nilai gizi tidak hilang. Mesin ini juga bisa digunakan untuk produk makanan. Kelebihan vacum drying 1. Penguapan lebih cepat pada tekanan rendah dari pada tekanan tinggi 2. Diguakan untuk bahan yang peka terhadap suhu atau mudah teroksidasi 3. Waktu pengeringan cepat 4. Temperature rendah 5. Energi yang digunakan sedikit Kekurangan vacum drying: Biaya operasi relatif mahal. 4.4.5
Faktor-faktor yang mempengaruhi nilai Acid Value Dalam suatu reaksi fat splitting, % persentasi tingginya konversi reaksi
dilihat dari nilai Acid Value yang didapatkan. Nilai Acid Value sangat rentan berubah-ubah dalam suatu reaksi hidrolisa. Jika nilai acid value semakin mendekati nilai Saponification Value atau angka penyabunannya yang diapat dari Row material bahan baku nya, maka konversi suatu reaksi hidrolisa tersebut akan bernilai tinggi. Adapun hal hal yang mempengaruhi nilai angka keasaman atau Acid Value adalah sebagai berikut: 1.
Suhu reaksi
2.
Tekanan reaksi 41
3.
Komposisi Row Material
4.
Rasio air proses
4.6
Hasil dan Pembahasan
4.6.1
Hasil Adapun pada proses hidrolisa pada pembuatan fatty acid dan glycerine yang
berperan penting adalah pada alat splitter. Pada alat ini Splitter ini terjadi reaksi hidrolisa trigliserida pada tekanan tinggi 50-55 bar dan suhu tinggi berkisar 245 – 255 oC menghasilkan fatty acid sebagai produk keluaran atas dan gliserin sebagai produk keluaran bawah. Untuk melihat berapa banyak uap air yang dikeluarkan pada alat dryer 101D8 adalah dengan menghitung berapa banyak bahan baku yang masuk kedalam dryer yang kemudian akan diuapkan dengan menggunakan dryer tersebut. Data actual pengamatan didapat dari hasil pengamatan selama 3 hari, yaitu pada tanggal 2, 3, dan 4 agustus 2020. Data aktual diambil dari jam 01:00 21:00 WIB per 4 jam sekali setiap harinya. Untuk mengetahui jumlah Fatty Acid (Asam Lemak) yang dihasilkan maka digunakan metode perhitungan reaksi stoikiometri. Reaksi stoikiometri digunakan untuk menghitung secara kuantitatif keseimbangan antara umpan masuk terhadap produk Fatty Acid (Asam Lemak) yang dihasilkan. Berdasarkan hasil perhitungan yang telah dilakukan diperoleh hasil
yang setimbang pada unit Splitting 101 di
PT.DOMAS AGROINTI PRIMA. Hasil perhitungan reaksi stoikiometri yang telah dilakukan dengan jumlah bahan baku Crude Palm Kernel Oil (CPKO) sebesar 12.500 Kg/jam dan pure water sebesar 8.125 Kg/Jam pada splitting coloumn, diperoleh jumlah produk Crude fatty acid sebesar 11.777,32 Kg/jam dan produk Gliserol sebesar 11.098,36 Kg/jam dimana jumlah air berlebih sebesar 9.417,81 Kg/jam dan trigliserida CPKO yang tidak bereaksi sebesar 12.450 Kg/jam. 4.6.2
Pembahasan Pada unit splitting terjadi proses hidrolisa. Pada kolom splitting terjadi proses
pemecahan lemak dengan reaksi hidrolisa antara air dengan Crude Palm Kernel Oil (CPKO) menjadi fatty acid (asam lemak) dan gliserin dengan bantuan air berlebih. Pada proses hidrolisa fatty acid yang dihasilkan tergantung dari komposisi trigliserida Crude Palm Kernel Oil (CPKO). Seperti trigliserida MPL ini berarti didalam trigliserida ada 1 asam miristat, 1 asam palmitat, dan 1 asam linoleat. Ini berarti jika kita menginginkan asam stearat yang tinggi, maka bahan baku harus mempunyai kandungan trigliserida dengan asam stearat yang tinggi. Beberapa hal yang menentukan jumlah atau jenis asam lemak yang dihasilkan 42
yaitu: 1. Komposisi asam lemak yang terikat pada trigliserida seperti MMM ini berarti ada 3 asam miristat yang terikat pada trigliserida, POL ini berarti ada 1 asam palmitat, 1 asam oleat dan 1 asam linoleat yang terikat pada trigliserida. 2. Konversi reaksi, semakin tinggi konversi reaksi maka fatty acid yang dihasilkan juga semakin besar. Pada proses splitting 101 diperoleh konversi reaksi 94% ini artinya asam lemak yang terkonversi hanya 94% sedangkan sisanya merupakan trigliserida. Hidrolisa dilakukan pada temperatur 250-255˚C dan tekanan 50-55 bar, pada proses hidrolisa di unit splitting air yang dibutuhkan sangatlah besar, ini terjadi karena reaksinya bisa bolak-balik maka dikhawatirkan jika air terlalu sedikit, reaksinya tidak berjalan dengn baik. Untuk mendapatkan keberhasilan proses hidrolisa yang baik maka pemakaian suhu dan tekanan yang tinggi sangat diperlukan selama proses hidrolisa terjadi. proses pemisahan berlangsung secara cepat menjadi produk atas dan produk bawah. Produk Crude fatty acid dan sweet water yang dihasilkan akan dipisahkan berdasarkan perbedaan berat jenis (density) pada splitting coloumn. Fatty acid dengan density sebesar 0,85 gr/cm3 akan keluar sebagai produk atas dan sweet water dengan density 1,26 gr/cm3 akan keluar sebagai produk bawah. Neraca massa adalah bilangan yang dapat membuktikan bahwa bahan baku yang masuk dan produk yang dihasilkan akan sama nilainya. Dalam pengamatan data aktual dan data actual akumulasi, tidak terlalu mempunyai perbedaan yang signifikan untuk nilai hasil yang diperoleh. Nilai dari massa produk yang dihasilkan akan menjadikan acuan untuk sistem neraca masa karena disetiap hasil produk akan memiliki berat yang sesuai dengan flowrate reaktan yang masuk kedalam splitter. data aktual yang diperoleh menyatakan bahwa colomn splitter masih memiliki performance yang sangat baik. Hal ini dapat dinyatakan bahwa dari segi neraca massa performan dari alat splitter sangat dalam keadaan baik. Dengan demikian proses hidrolisa yang terjadi didalam alat splitter ini bereaksi dengan baik, karena tanpa ada proses hidrolisa, minyak dan air di colomn splitter tidak akan bereaksi menjadi fatty acid dan glycerine. Dalam menghitung neraca massa suatu splitter, nilai Acid Value (AV) sangat mempengaruhi banyaknya produk fatty acid yang dihasilkan. Nilai Acid Value (AV) ini dibutuhkan untuk mencari nilai dari % Splitting degree atau % dari konversi trigliserida menjadi fatty acid dan glycerine Semakin tinggi Acid Value (AV) menunjukkan tingkat konversi kesempurnaan reaksi semakin tinggi. Adapun data Acid Value (AV), Saponification Value (SV) dan % Splitting Degree (SD) dapat dilihat pada tabel 4.3. 43
Tabel 4.2. Data Acid Value, Saponification Value dan % Splitting Degree No. Deskripsi
Aktual
Aktual Akumulasi
1.
Acid Value
256
255,47
2.
Saponification Value
257
256,05
3.
% Splitting Degree
99,6
99,77
(Lampiran A hal: 2 dan 7, 2020) Tabel 4.3 Komposisi masing masing ikatan karbon dari bahan baku CPKO menjadi fatty acid No 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.
Ikatan karbon C6 C8 C10 C12 C14 C16 C18:0 C18:1 C18:2 C20 COMP
% 0,30% 4,40% 3,70% 48,20% 15,60% 7,80% 2,00% 15,10% 2,70% 0,20% 100 %
Komposisi masingKomposisi fatty acid masing (kg/jam) (kg/jam) Aktual Aktual A. Aktual Aktual A. 37,5 37,5 35,33 35,39 550 550 518,20 519,09 462,5 462,5 435,76 436,51 6.025 6.025 5.676,66 5.686.41 1.950 1.950 1.837,26 1.840,41 975 975 918,63 920,21 250 250 235,54 235,95 1.887,5 1.887,5 1.778,37 1.781,43 337,5 337,5 317,98 318,53 25 25 23,55 23,60 12.500 12.500 11.777,3 11.797,53 2
(Lampiran A. Hal: 3-12) Tabel 4.4 diatas menunjukkan besarnya % Splitting Degree yang diperoleh dapat digunakan dalam menentukan persen trigliserida yang bereaksi dengan air. Semakin tinggi nilai Acid Value (AV) yang diperoleh mendekati nilai Saponification Value (SV) nya, hal itu menunjukkan semakin sempurna keberhasilan reaksi hidrolisa terjadi. Jika % splitting degree yang didapat bernilai tinggi, maka akan semakin besar bahan baku trigliserida yang akan bereaksi dan akan semakin besar persen fatty acid yang dihasilkan. Maka dari itu yield dari produk fatty acid semakin besar didapatkan.
44
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 1.
Kesimpulan Air yang diuapkan dari dryer 101D8 pada proses spliting adalah sebessar 94,83%. Sedangkan SPKFA yang dikeluarkan adalah sebesar 0,61%
2.
Crude Fatty acid yang dihasilkan dengan bahan baku CPKO adalah sebesar 11.777, 32 kg/jam. Sedangkan Glycerine water yang dihasilkan dengan bahan baku CPKO adalah sebesar 1.630,55 kg/jam.
3.
Semakin besar nilai Acid Value yang didapat mendekati nilai Saponification Value nya, maka % Splitting degree yang didapat akan semakin besar. Semakin besar % Splitting degree maka konversi Trigliserida menjadi fatty acid dan Glycerine juga akan semakin besar dan membuat produk fatty acid dan Glycerine akan memjadi lebih banyak dihasilkan.
4.
Beberapa faktor yang mempengaruhi nilai dari Acid Value adalah Temperatur reaksi, tekanan reaksi, row material bahan baku, dan ratio air proses.
5.2
Saran Dari hasil analisa datSa dan pembahasan diperoleh bahwa konversi reaksi pada kolom splitting akan lebih baik jika diatas 94%. Agar jumlah produk Fatty Acid yang didapat juga besar. Tekanan dan temperaturnya harus selalu tinggi dan jumlah air yang dimasukkan juga harus besar agar reaksinya berjalan dengan baik.
45
DAFTAR PUSTAKA Irma Khalidazia. Pabrik Gliserol dari minyak kelapa sawit dengan proses continuous fat splitting. Tugas Akhir: Institut Teknologi Sepluluh Novermber. 2017 Surabaya. Kataren, S. 2005. Minyak dan Lemak Pangan. Edisi Pertama. Jakarta: Universitas Indonesia Muhammad Yusuf Redinal, Wishnu Pambudi. Pra Rancangan Pabrik Fatty Acid Dengan Produk Samping Gliserol Dari Crude Palm Oil (CPO) Dengan Kapasitas 40.000 Ton/Tahun. Skripsi: Teknik Kimia, Universitas Islam Indonesia, Yogyakarta 2018. M. Yashin Nahar. Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel Oil (CPKO) dengan Kapasitas 15.000 Ton/Tahun. Skipsi: 2016. Fakultas Teknik jurusan teknik kimia Universitas Sumatera Utara Netti Herlina, Mt, M. Hendra S. Ginting, St. 2002. Lemak Dan Minyak. Fakultas Teknik Jurusan Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara Perry R. H., Green D.W. 1976. Perry‟s Chemical Engineering‟ Handbook Edisi 7. Shahidi, F. and Zhong, Y.(2005) „Lipid Oxidation: Measurement Methods‟, in Bailey’s Industrial Oil and Fat Products. Sitompul, Bramwell, Penentuan Bilangan Asam pada CPKO (Crude Palm Kernel Oil) dan CPKFAD (Crude Palm Kernel Fatty Acid Distillate) di PT. Palmcoco Laboratories. Medan.2019. Universitas Sumatera Utara: Fakultas matematika dan ilmu pengetahuan alam.
46
LAMPIRAN PERHITUNGAN Water SPK-FA
Steam
SPLITTER Feed Oil Glycerine water Gambar Colomn Splitter
Diketahui : Data Neraca Massa Splitting Komposisi Raw material CPKO adalah sebagai berikut : No Ikatan
%
karbon
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.
C6 C8 C10 C12 C14 C16 C18:0 C18:1 C18:2 C20 COMP
0,30% 4,40% 3,70% 48,20% 15,60% 7,80% 2,00% 15,10% 2,70% 0,20% 100 %
BM Trigliserida 386,52 470,68 554,84 639,00 723,16 807,32 891,48 885,43 879,38 975,64
BM Trigliserida rata-rata 1,16 20,7 20,5 307,9 112,8 63 17,8 133,7 23,7 1,9 703,16
L-47
BM Fatty Acid 116 144 172,27 200,3 228,38 256, 284,48 282,47 280 312
BM fatty acid rata-rata 0,35 6,34 6,37 96,54 35,63 19,97 5,69 42,65 7,56 0,62 221,72
Berdasarkan data yang ditujukan pada Tabel 3.2 hal. 13 diperoleh : BM CPKO (Trigliserida) = 703,16 kg/kmol BM SPK-FA (Asam Lemak) = 221,72 kg/kmol BM Air = 18,0200 kg/kmol BM Gliserin = 92,0900 kg/kmol Diketahui: Acid value (AV)
= 254,52 (analisa laboratorium dilampiran B hal.)
Saponifikation value (SV)
= 255,61 (analisa laboratorium dilampiran B hal.)
% Splitting Degree
= 99,6%
Untuk dapat mengetahui persen splitting degree, digunakan rumus sebagai berikut: AV Splitting Degree (%) = ( x 100%) SV
=(
254,52
x 100%)
255,61
= 99,6 %
Dalam menghitung nilai AV dan SV digunakan rumus sebagai berikut: ml titrasi x N NaOH x 56,10 Acid value (AV) ( mg KOH/ g) = berat sample
=
9,124 x 0,0995 x 56,10 0,2001
= 254,52 mg KOH/g
Saponifikation value (SV) =
(titrasi blanko- titrasi sampel) x BE HCl x N KOH berat sample
L-2
=
(49,905-30,670 ) x 0,4999 x 56,10 2,1104
= 255,61 mg KOH/g Alur Feed Oil Perhitungan dilakukan dengan alur maju dan laju umpan bahan baku CPKO yang digunakan menuju arah colomn splitting dengan nilai oil/Trigliserida sebesar 12.500 kg/jam, sehingga diperoleh perhitungan untuk alur Feed Oil adalah : F TRIGLISERIDA = 12.500 kg/jam N TRIGLISERIDA =
= 17,777 kmol/jam
Komposisi masing masing komponen rantai carbon trigliserida penyusun CPKO adalah sebagai berikut: F C6
= 0,3 % x 12.500 kg/jam = 37,57 kg/jam
N C6
=
F C8
= 4,4 % x 12.500 kg/jam = 550,96 kg/jam
N C8
=
F C10
= 3,7 % x 12.500 kg/jam = 463,31 kg/jam
N C10 =
37,57 kg/jam 703,16 kg/kmol
= 0,053 kmol/jam
550,96 kg/jam 703,16 kg/kmol
= 0,784 kmol/ jam
463,31 kg/jam 703,16 kg/kmol
= 0,659 kmol/jam
F C12 = 48,2 % x 12.500 kg/jam = 6.035,56 kg/jam 6.035,56 kg/jam N C12 = = 8,583 kmol/jam 703,16 kg/kmol
F C14
= 15,6 % x 12.500 kg/jam = 1.953,42 kg/jam
N C14 =
1.953,42 kg/jam
= 2,778 kmol/jam
703,16 kg/kmol
F C16
= 7,8 % x 12.500 kg/jam = 976,71 kg/jam
L-3
976,71 kg/jam
N C16 =
= 1,398 kmol/jam
703,16 kg/kmol
F C18
= 2,0 % x 12.500 kg/jam = 250,44 kg/jam 250,44 kg/jam
N C18 =
= 0,356 kmol/jam
703,16 kg/kmol
F C18:1 = 15,1 % x 12.500 kg/jam = 1.890,81 kg/jam N C18:1 =
1.890,81 kg/jam
= 2,689 kmol/jam
703,16 kg/kmol
F C18:2 = 2,7 % x 12.500 kg/jam = 338,09 kg/jam N C18:2 = F C20
338,09 kg/jam 703,16 kg/kmol
= 0,481 kmol/jam
= 0,2 % x 12.500 kg/jam = 25,04 kg/jam
N C20 =
25,04 kg/jam 703,16 kg/kmol
= 0,036 kmol/jam
Konversi Trigliserida atau % Splitting degree = 99,6 % F Trigliserida mula-mula
= 12.500 kg/jam
F Trigliserida Bereaksi
= 99,6 % x 12.500 kg/jam = 12.450 kg/jam N Trigliserida Bereaksi
12.450 kg/jam
=
703,16 kg/kmol
= 17,706 kmol/jam
Alur Water Umpan bahan baku air proses sebesar 65% dari umpan bahan baku CPKO: F Air Proses = 65 % x 12.500 kg/jam = 8.125 kg/jam N Air Proses =
8.125 kg/jam 18,02 kg/kmol
= 450.888 kmol/jam
Berdasarkan reaksi hidrolisis dibawah ini: Trigeliserida
+
3air ↔ 3 fatty acid +
gliserin
Perbandingan mol antara air dan trigliserida adalah 3:1, maka:
L-4
3 N air bereaksi = mol Trigliserida 1 3 = x 17,706 kmol/jam = 53,118 kmol/jam 1
F air bereaksi = 53,118 kmol/jam x 18,02 kg/kmol = 957,19 kg/jam Air yang bereaksi sebesar = 7,66 % dari feed oil
Alur Steam Dari data desain JJ Lurgi, Konsumsi steam untuk memanaskan colomn splitter sebesar = 180 kg/ton dari umpan bahan baku CPKO F Steam = = (180
kg
)×(
ton
N Steam =
1 ton
)× 12.500 kg/jam = 2.250 kg/jam
1000 kg
2.250 kg/jam
= 124,86 kmol/jam
18,02 kg/kmol
Alur SPK-FA Trigeliserida
+
3air ↔ 3 fatty acid +
gliserin
Perbandingan mol antara fatty acid dengan trigliserida adalah 3:1, maka: 3 N SPK-FA + AIR = mol Trigliserida 1
= 3 x 17,706 kmol/jam = 53,118 kmol/jam F SPK-FA + AIR
= 53,118 kmol/jam x 221,72 kg/kmol = 11.777, 32 kg/jam 11.777,32 Atau dalam persen umpan = 12.500 x 100% = 94,22 %
Alur glycerine Water Berdasarkan reaksi hidrolisis dibawah ini: Trigeliserida
+
3 air ↔ 3 fatty acid +
L-5
gliserin
Perbandingan mol antara gliserin dan trigliserida adalah 1:1, maka: N gliserin
1 = mol Trigliserida 1 1 = x 17,706 kmol/jam = 17,706 kmol/jam 1
F gliserin
= 17,706 kmol/jam x 92,090 kg/kmol = 1.630,55 kg/jam 1.630,55
% Glycerine yang dihasilkan dari umpan CPKO = F Trigliserida Unreacted
12.500
x 100% = 13,04 %
= F Trigliserida mula-mula - F Trigliserida bereaksi = 12.500 kg/jam - 12.450 kg/jam = 50 kg/jam
N Trigliserida Unreacted
=
50 kg/jam 703,16 kg/kmol
FAir berlebih
= 0,071 kmol/jam
= (F Air mula-mula + F steam ) – (F Air bereaksi ) = (8.125 kg/jam + 2.250 kg/jam) - (957,19 kg/jam) = (10.375 kg/jam – 957,19 kg/jam) = 9.417,81 kg/jam
Maka dari itu untuk neraca massa colomn splitting adalah sebagai berikut: Jalur Masuk
= F CPKO + F AIR + F STEAM = (12.500 kg/jam + 8.125 kg/jam + 2.250 kg/jam) = 22.875 kg/jam
Jalur Keluar = F SPK-FA + F GLISERIN WATER (GLISERIN, TRIGLISERIDA UNRECTED, air berlebih) = 11.777,32kg/jam + (1.630,55kg/jam + 50 kg/jam + 9.417,81 kg/jam) = 22.875,68 kg/jam
L-6
Komponen
CPKO Trigliserida H2O Air Crude Fatty Acid Glycerine Water Steam F (kg/jam) Total
Masuk Alur Water F (kg/jam)
Alur Steam F (kg/jam)
12.500
-
-
-
50
-
8.125
-
-
9.417,81
-
-
-
11.777,32
-
-
-
-
-
1.630,55
12.500
8.125 22.875
2.250 2.250
Alur CPKO F (kg/jam)
Keluar Alur Fatty Alur Gliserin Acid F (kg/jam) F (kg/jam)
11.777,32 11.098,36 22.875
Neraca Massa Dryer D8 Section 101 Air 94,83 %
SPKFA + Air 94,22 % H2O 11.777,32 Kg/jam
SPKFA 0,61 % H2O SPKFA + H2O = 11.777,32 kg/jam Fair
= 957,19 kg/jam
FSPKFA
= 10820,13 kg/jam L-7
Alur SPKFA F SPKFA = 0,61% x 10.820,13 kg/jam = 66,00 kg/jam NSPKFA = = 0,30 kmol/jam
Alur H2O F H2O = 94,83 % x 11.777,32 kg/jam = 907,70 kg/jam N H2O = = 50,38 kmol/jam Alur SPKFA + Air F SPKFA + Air = 94,22 % x 11.777,32 kg/jam = 11.096,60 kg/jam N SPKFA + Air = = 50,05 kmol/jam
Air -
Masuk SPKFA SPKFA + Air 50,05
Air 50,38
50,05
Keluar SPKFA SPKFA + Air 0,30 50,05
L-8
