Pabrik Asam Asetat Dari Limbah Cair Pulp Kakao Dengan Proses Fermentasi

Transkripsi

1 SIDANG TUGAS AKHIR Pabrik Asam Asetat Dari Limbah Cair Pulp Kakao Dengan Proses Fermentasi Oleh : BAGUS BUDIANTO FRIDYAWATI Dosen Pembimbing :Ibu Ir.Sri Murwanti,MT NIP D-III Teknik Kimia FTI ITS 01 Juli 2013

2 Latar Belakang Pendirian Pabrik Asam Asetat Kebutuhan Ketersediaan Bahan Baku Nilai Ekonomis

3 Provinsi Terbesar Penghasil Limbah Cair Pulp Kakao Provinsi Jumlah Industri Produksi Limbah Cair Pulp Kakao (ton/hari) Tangerang Bandung Makassar Medan 3 80 Surabaya 4 50

4 Lokasi Pendirian Pabrik Kecamatan Serpong, Tangerang, Banten. Kapasitas ton/tahun.

5 Asam Asetat Rumus Kimia : Rumus Bangun : CH 3 COOH Termasuk Asam Organik Termasuk Gugus Karboksilat Nama Lain: Asam etanoat, vinegar atau asam cuka. Kegunaan : - Pengatur keasaman pada industri makanan. - Industri Ethyl Acetate. - Industri Vinyl Acetate.

6 METHANOL BAHAN BAKU ASAM ASETAT ASETALDEHID BAHAN MENGANDUNG GLUKOSA

7 Limbah Cair Pulp Kakao (Cacao Sweating ) Sifat fisik : Wujud Warna : Cair : Coklat keruh KOMPONEN % Air 79,20 Glukosa 13,36 Sukrosa 0,9 Protein 0,42 Abu 0,4 Impuritis 5,72 (Prayascitra,2008)

8 BAHAN BAKU PENDUKUNG Air (H 2 O) Ammonium Sulfat [(NH 4 ) 2 SO 4 ] Magnesium Sulphate Heptahydrate (MgSO 4.7H 2 O) BAKTERI : Saccharomyces Cereviciae Acetobacter Aceti Antifoam Ca(OH)2

9 ASAM ASETAT ( CH3COOH) Sifat Fisik Wujud Cair Sifat Kimia Larut dalam air, etanol, aceton, Warna Berat molekul Specific Gravity (20 C) Tidak Berwarna 60 gr/mol 1,0495 gr/ml diethyl ether, glicerol and benzene. Titik didih (1 atm) Titik beku (1atm) Viskositas (20 o C) Specific Heat 117,87 C 16,6 C 2,39 cp 0,478 kal/gr o C (MSDS Acetic Acid, 2011)

10 ETHANOL ( C2H5OH) Sifat Fisik Sifat Kimia Wujud Warna Cair Tidak Berwarna Dapat bereaksi dengan NaOH membentuk Sodium etoxida. Berat molekul 46,070 gr/mol C 2 H 5 + NaOH C 2 H 5 ONa + H 2 O Specific Gravity (20 C) 0,805 gr/ml Titik didih (1 atm) 78 C Specific Heat 0,478 kal/gr o C (Othmer, Kirk., 1978)

11 Macam Proses Karbonilasi Methanol Oksidasi Asetaldehida Fermentasi aerob Fermentasi anaerob

12 Seleksi Proses Parameter Karbonilasi Methanol Bahan Baku Methanol dan karbondioksida Proses Temperatur Tekanan Menggunakan katalis Rhodium dan iodometana sebagai zat antara. 190 C 3MPa Oksidasi Asetaldehida Asetaldehid dan air Menggunakan katalis Paladium dan mangan asetat untuk prosesoksidasi asetaldehid menjadi asam asetat 150 C 55 atm Fermentasi Anaerob Bahan yang mengandung glukosa Menggunakan bakteri Clostridium thermoaceticu m 60 C 1atm Fermentasi Aerob Bahan yang mengandung glukosa Menggunakan bakteri S.Cerevisae menjadi ethanol, dilanjut dengan 30 C 1atm Yield 98% 95% 79% 90% Biaya Tinggi Tinggi Biaya proses lebih tinggi daripada aerob. Biaya proses rendah

13 Uraian Proses Terpilih Proses pembuatan asam asetat dari limbah limbah cair pulp kakao dengan proses fermentasi dilakukan melalui tahap : 1. Pre-Treatment. 2. Fermentasi. 3. Pemurnian ( Distilasi )

14 Reaksi : Fermentasi Alkohol : C6H12O6 glukosa Saccharomyces. C 2 C2H5OH + 2CO2 etanol Fermentasi Asam Asetat : C2H 5 OH + O2 etanol Acetobacter. A CH3COOH + H2O asam asetat

15 FLOWSHEET PROSES

16 Neraca Massa 90% Filtrat Steril Antifoam CO Medium I R Hasil fermentasi I

17 Neraca Panas 90% Filtrat Steril Medium I Air Pendingin (30 C) Antifoam CO 2 R-220 Air Pendingin (45 C) Hasil fermentasi I

18 Spesifikasi Alat Volume vessel = 6345,0893 ft 3 Volume liquida = 5076,0714 ft 3 Diameter vessel = 216 in Tinggi vessel = 324 in Tinggi liquida = 253,9217 in R-220

19 Spesifikasi Alat Pengaduk : Tipe = three blade type propeller Jumlah = 1 buah Diameter = 5,8 ft Putaran = 400 rpm Power motor = 2,5 Hp Jaket : Tebal jaket = 3/8 in Jarak shell dengan jaket = 2 in OD = 517,75 in

20 FLOWSHEET UTILITAS

21 UTILITAS Keseluruhan air yang dibutuhkan (yang diambil dari sungai) : Air sanitasi Air pendingin Air boiler Air proses = 17,592 m 3 / hari = ,7562 m 3 /hari = ,6873 m 3 /hari = m 3 /hari Jadi, keseluruhan air yang dibutuhkan : = (17, , , ) = ,5912 m 3 /hari

22 Kesehatan Dan Keselamatan Kerja

23 Instrumentasi ALAT Tangki Sterilisasi Tangki Kultur dan Fermentor Tangki Nutrient, Bakteri, (CaOH) 2 dan Antifoam Beer Still & Purifying SISTEM INSTRUMENTASI LI TC LI FC TC LC FUNGSI Menunjukkan ketinggian dari bahan yang masuk ke dalam tangki sterilisasi. Mengontrol suhu sterilisasi dengan cara mengatur flow rate dari steam yang masuk. Menunjukkan ketinggian dari bahan yang masuk ke dalam tangki kulturdan dalam fermentor. Mengatur banyaknya bahan yang masuk ke dalam tangki Mengatur temperatur dalam kolom beer still dan purifying dengan cara mengatur flowrate steam yang masuk. Mengontrol level fluida dalam kolom beer still dan purifying dengan cara flowrate vahan yang di refluks.

24 ALAT Reboiler Tangki Accumulator Tangki Penampung Produk SISTEM INSTRUMEN FUNGSI TASI TC Mengontrol Temperatur dari reboiler dengan cara mengatur flowrate steam yang masuk. LC Mengatur ketinggian bahan dalam tangki akumulator dengan cara mengatur flowrate bahan yang direfluks LI Menunjukkan ketinggian thanol dan asam asetat dalam tangki penampung.

25 Limbah Limbah padat pada RVF sebanyak ,633 kg/hari. Limbah gas berupa CO 2 sebesar kg/hari.

26 Limbah Padat Limbah yang berupa cake ini dapat diolah menjadi pupuk organik/kompos. Limbah Gas CO 2 cair dapat langsung dijual untuk industri minuman ringan dan digunakan untuk proses pembuatan dry ice

27 KESIMPULAN Rencana Operasi Pabrik Asam Asetat ini direncanakan beroperasi secara semi continue selama 330 hari operasi/ tahun dan 24 jam/ hari. Kapasitas Produksi. Kapasitas produksi pabrik kg/hari asam asetat 97,93%. Bahan Baku : Bahan baku utama : limbah cair pulp kakao Sebanyak kg/hari.

28 Proses Proses yang digunakan pada pabrik ini adalah proses fermentasi aerobic. Utilitas Keseluruhan air yang dibutuhkan : ,5912 m 3 /hari Limbah Limbah gas CO 2 : bisa digunakan sebagai dry ice dan pemadam kebakaran. Limbah padat biomass : bisa digunakan sebagai pupuk organik.

29