Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Suprapto, DEA

Transkripsi

1 PABRIK CARBOXYMETHYL CELLULOSE (CMC) DARI ECENG GONDOK DENGAN PROSES DELIGNIFIKASI SODA Oleh : Dian Aprilia Ratnasari ( ) Fiona Rossi Ramadhani ( ) Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Suprapto, DEA

2 Menurut Peraturan Menteri Kesehatan RI No.722/MENKES/PER/IX/88 (1990) tentang Bahan Tambahan Makanan, CMC dimasukkan dalam golongan pengemulsi, pemantap atau pengental (emulsifier, stabilizer, thickener).

3 Latar Belakang Masalah Grafik Impor Bahan Pengental dan Perekat Cair Bobot Bersih (Kg) Tahun (Sumber : Badan Pusat Statistik )

4 Penstabil Suspensi Pengental 4 Fungsi Utama Carboxymethyl Cellulose (CMC) Bahan Pengikat Wijayani dkk (2005) Penstabil Emulsi

5 Rawa Pening, danau seluas 2670 hektar telah mengalami permasalahan serius dengan tingkat sedimentasi mencapai 778,93 ton/tahun. Hal ini menyebabkan volume air menurun 29,34% selama 22 tahun terakhir, karena pertumbuhan eceng gondok yang tidak terkendali.

6 Pemanfaatan Eceng Gondok : Namun, pengolahan tersebut masih dalam taraf teknologi sederhana. Pengolahan eceng gondok sebagai kertas seni Pengolahan eceng gondok sebagai kerajinan tangan Pengolahan eceng gondok sebagai bioethanol

7 Kandungan Kimia Eceng Gondok dalam Keadaan Kering Senyawa Kimia Persentase (%) Selulosa 64,51 Pentosa 15,61 Lignin 7,69 Silika 5,56 Abu 12 Berpotensi sebagai bahan baku Carboxymethyl Cellulose (CMC)

8 Setyawan (2007), menyatakan bahwa pembuatan CMC adalah dengan cara mereaksikan NaOH dengan selulosa murni, kemudian ditambahkan Na-kloro asetat.

9 Kebutuhan dan Aspek Pasar Menurut Peraturan Menteri Kesehatan RI No.722/MENKES/PER/IX/88 (1990) tentang Bahan Tambahan Makanan, CMC dimasukkan dalam golongan pengemulsi, pemantap atau pengental (emulsifier, stabilizer, thickener). Tabel 1. Impor Bahan Pengental dan Perekat Cair Tahun Tahun Impor Bahan Pengental dan Perekat Cair (Kg) Rata-rata per tahun (Sumber : Badan Pusat Statistik )

10 Berdasarkan tabel di atas, impor bahan pengental serta perekat cair menunjukkan angka yang cukup tinggi. Sedangkan, pabrik penghasil Carboxymethyl Cellulose di Indonesia relatif hanya sedikit sehingga tidak mampu memenuhi kebutuhan nasional. Data pabrik penghasil Carboxymethyl Cellulose di Indonesia disajikan pada Tabel 2 berikut ini : Nama Perusahaan PT. Inti Cellulose Utama Indonesia (Mulai beroperasi pada tahun 1986 PT. Risjad Brasali Indonesia (Mulai beroperasi pada tahun 1993) Kapasitas Propduksi (Ton/Tahun) Lokasi 300 Cikande *) Cilegon *) Kapasitas Produksi Total termasuk Carboxymethyl Cellulose

11 Kapasitas dan Lokasi Pabrik Berikut di sajikan data impor, ekspor dari bahan pengental dan perekat cair, serta produksi CMC : Tabel 3. Impor Bahan Pengental dan Perekat Cair Tahun Deskripsi Komoditi Bahan Pengental dan Perekat Cair Tahun (Sumber : Badan Pusat Statistik ) Bobot Bersih (Kg) Nilai dalam $US

12 Tabel 4. Jumlah Ekspor Bahan Pengental dan Perekat Cair Dan Nilainya Dalam $US Deskripsi Komoditi Bahan Pengental dan Perekat Cair Tahun Bobot Bersih (Kg) Nilai dalam $US (Sumber : Badan Pusat Statistik )

13 Tabel I.5 Data Produksi Carboxymethyl Cellulose dan Cationic Polyacrylamide Di Indonesia Deskripsi Komoditi Bahan Pengental dan Perekat Cair Tahun (Sumber : Badan Pusat Statistik ) Produksi (Kg)

14 Dengan analogi dari persamaan untuk menghitung bunga, maka perkiraan volume kebutuhan impor CMC (dalam ton) pada tahun 2015 dapat dihitung. Menurut Peters & Timmerhaus (1991), dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut : Dimana : F = Perkiraan kebutuhan Bahan Pengental dan Perekat Cair pada tahun 2015 F 0 =Kebutuhan Bahan Pengental dan Perekat Cair pada tahun 2011 i = Perkembangan rata-rata n = Selisih waktu

15 Didapatkan kapasitas produksi Carboxymethyl Cellulose (CMC) = 2500 ton/ tahun

16 Lokasi Pabrik Pabrik akan didirikan di Rawa Pening, Semarang, Jawa Tengah.

17 PABRIK CARBOXYMETHYL CELLULOSE (CMC) DARI ECENG GONDOK DENGAN PROSES DELIGNIFIKASI SODA MACAM dan URAIAN PROSES

18 Pembuatan CMC melalui 4 tahap Pre-Treatment Delignifikasi Bleaching Pembentukan CMC

19 4 macam proses pulp Proses Mekanis Proses Kimia Proses Semi Mekanis Proses Semi Kimia 06/08/2014

20 Proses Kimia Menurut J.Biermann (1996), tujuan pembuatan pulp dengan proses kimia adalah untuk merusak dan melarutkan zat pengikat serat yang terdiri dari lignin, pentosa dan lainlain Proses sulfat Proses Sulfit Proses Soda/Alkali 06/08/2014 Proses Kimia

21 Proses ini digunakan untuk bahan baku non kayu seperti bagasse, jerami, eceng gondok, dan jenis rumputrumputan yang lain. Larutan pemasak yang digunakan adalah NaOH dan selama proses pemasakan Proses Soda/Alkali Larutan NaOH berfungsi sebagai : 1. Pereaksi lignin 2. Pelarut senyawa lignin dan karbohidrat 3. Pereaksi asam-asam organik dan resin yang ada dalam bahan baku 4. Adsorben serat dalam jumlah kecil 06/08/2014

22 TAHAPAN PROSES TERPILIH Pre-Treatment Proses delignifikasi Soda Proses bleaching Proses pembentukan CMC 06/08/2014

23 Proses persiapan Eceng gondok Pencucian Rotary knife cutter Oven vacuum dryer 06/08/2014 Impregnasi

24 Proses Delignifikasi Soda Pandia digester Blow tank Washer 1 Blow heat accumulator Brown stock 06/08/2014

25 Tahap Bleaching 06/08/ tahap proses bleaching : 1. Tahap klorinasi 2. Tahap ekstraksi alkali 3. Tahap klorinasi Setiap bleaching memiliki 1 buah mixer tempat pencampuran bahan-bahan (pulp dengan reagen), reaktor sebagai penyempurnaan reaksi dan washer sebagai tahap pencucian pulp

26 06/08/2014 Kondisi Operasi Bleaching

27 Proses pembuatan CMC 1. Alkalisasi dan karboksimetilasi 4. Pencucian 2. Pembentukkan slurry 5. Pengeringan 3. Penetralan 06/08/2014

28 1. Alkalisasi dan karboksimetilasi Reaksi alkalisasi R-OH + NaOH R-ONa + H 2 O Reaksi karboksimetilasi R-Ona + Cl-CH 2 -COONa R-O-CH 2 -COONa 06/08/2014

29 2. Pembentukkan Slurry Pada tahap ini digunakan air hangat sebagai medium pembawa panas dengan menggunakan utilitas berupa alat penukar panas yang memanfaatkan steam sebagai sumber panasnya Tujuan tahap ini adalah untuk memantangkan hasil reaksi campuran sehingga mempermudah perlakuan menuju tahap selanjutnya 06/08/2014

30 3. Penetralan Crude karboksimetil selulosa dinetralkan dengan asam asetat bertujuan untuk menghilangkan kadar natrium glikolatnya. 06/08/2014

31 4. Pencucian Tujuan tahap pencucian ini adalah untuk menyingkirkan natrium glikolat yang merupakan produk samping dari tahap pereaksian serta pengotor-pengotor lain yang masih terkandung di dalam crude karboksimetil selulosa. 06/08/2014

32 5. Pengeringan Tahap ini bertujuan untuk mengurangi kadar air dari karboksimetil selulosa. Produk tersebut dikeringkan dengan menggunakan udara kering bertemperatur 70 0 C. Dan didapatkan CMC bubuk dengan kadar air 10% 06/08/2014

33 PABRIK CARBOXYMETHYL CELLULOSE (CMC) DARI ECENG GONDOK DENGAN PROSES DELIGNIFIKASI SODA NERACA MASSA

34 Neraca massa pada tahap pre-treatment No. Nama alat Masuk (kg) Keluar (kg) 1. Washer Oven vacuum dryer Rotary knife cutter 18137, ,6

35 Neraca massa pada tahap pemasakan No. Nama alat Masuk (kg) Keluar (kg) 1. Pandia digester 25247, ,07 2. Blow tank 13444, , Blow heat accumulator 315, , Washer 45529, , Brown stock , ,726

36 Neraca massa pada tahap bleaching

37 No. Nama alat Masuk (kg) Keluar (kg) 1. Tangki pengenceran klorin dioksida 317, , Mixer klorin dioksida 73285, , Bleaching klorin dioksida 73285, , Washer , , Tangki pengenceran alkali 185, , Mixer alkali 71415, , Bleaching alkali 71415, , Washer , , Mixer klorin dioksida 65851, , Bleaching klorin dioksida 65851, , Washer , ,822

38 Neraca massa pada tahap pembentukan CMC No. Nama alat Masuk (kg) Keluar (kg) 1. Rotary reaktor 12065, , Washer , , Washer , , Spray dryer , ,21

39 PABRIK CARBOXYMETHYL CELLULOSE (CMC) DARI ECENG GONDOK DENGAN PROSES DELIGNIFIKASI SODA NERACA PANAS

40 Neraca panas pada tahap pre-treatment No. Nama alat Masuk (kkal) Keluar (kkal) 1. Oven vacuum dryer , , Tangki impregnasi , ,693

41 Neraca panas pada tahap pemasakan No. Nama alat Masuk (kkal) Keluar (kkal) 1. Pandia digester , , Blow tank , , Heat exchanger , , Washer , ,184

42 Neraca panas pada tahap bleaching

43 No. Nama alat Masuk (kkal) Keluar (kkal) 1. Mixer bleaching klorin dioksida 2. Reaktor bleaching klorin dioksida , , , , Washer , , Heat exchanger , , Mixer NaOH , , Reaktor bleaching NaOH , , Washer , , Heat exchanger , , Reaktor bleaching klorin dioksida , , Washer , , Heat exchanger , ,438

44 Neraca panas pada tahap pembentukan CMC No. Nama alat Masuk (kkal) Keluar (kkal) 1. Tangki pembentukan slurry , , Washer , , Washer , , Spray dryer , ,216

45 PABRIK CARBOXYMETHYL CELLULOSE (CMC) DARI ECENG GONDOK DENGAN PROSES DELIGNIFIKASI SODA SPESIFIKASI ALAT

46 SPESIFIKASI REAKTOR (R-320)

47

48 SPESIFIKASI POMPA (L-325)

49 SPESIFIKASI HEAT EXCHANGER (E-323)

50

51 PABRIK CARBOXYMETHYL CELLULOSE (CMC) DARI ECENG GONDOK DENGAN PROSES DELIGNIFIKASI SODA UTILITAS

52 Kebutuhan air pabrik CMC : No. Air yang digunakan Kebutuhan air (m3/hari) 1. Air Sanitasi Steam 7027, Air Proses 26384, Air umpan boiler 7071,504 Total 40593,448

53 PABRIK CARBOXYMETHYL CELLULOSE (CMC) DARI ECENG GONDOK DENGAN PROSES DELIGNIFIKASI SODA KESEHATAN DAN KESELAMATAN KERJA

54 Nama Alat Helmet Googles Ear muff/ Ear plug Sarung tangan Masker Sepatu Safety Cattle pack Digester V V V - V V V Tangki Bleaching V V V - V V V Washer V - V - - V V Dryer V - V - V V V Tangki Penampung Pulp V V V V Tangki Penyimpan Bahan Kimia V - - V V V V Pompa V - V V - V V Perpipaan V - V V - V V Heat Exchanger V - V V - V V

55 PABRIK CARBOXYMETHYL CELLULOSE (CMC) DARI ECENG GONDOK DENGAN PROSES DELIGNIFIKASI SODA PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI KIMIA

56 Weak Black Liquor Multiple Effect Evaporator Direct Evaporator Strong Contact Black Liquor Recovery Furnace Green Liquor White Liquor ke digester Clarification Tanks White Liquor Clarifier Caustizing dan Kalsinasi Lime Mud

57 Reaksi Caustizing :

58 Thank You