PABRIK SUSU TABLET EFFERVESCENT DARI SUSU KAMBING ETAWA DENGAN METODE GRANULASI BASAH Disampaikan pada 23 Juni di ruang sidang D3 Teknik Kimia Amalia Putri Taranita (2311 030 007) Delita Kunhermanti (2311 030 043) DOSEN PEMBIMBING Ir. SRI MURWANTI, MT PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
Gambar I.1 Perkembangan Produksi dan Konsumsi Susu di Indonesia (Sumber: Departemen Perindustrian, 2012) Gambar I.2 Perkembangan Volume Ekspor dan Impor Produk Susu (Sumber: Departemen Perindustrian, 2012)
KAPASITAS PRODUKSI ±14.000 ton/tahun
Kaligesing, Purworejo - Provinsi Jawa Tengah Penyediaan Bahan Baku Pemasaran Produk Tenaga Kerja Utilitas Kebijakan Pemerintah
Aspek Kesehatan Aspek ekonomis
Karakteristik Warna susu Rasa dan bau susu Literatur Kuning kecoklatan Densitas 1,027-1,038 Viskositas Titik Beku Titik Didih Asin dan bau tidak sedap 1,5-2,0 cp -0,5200 o C 100,16 o C ph 6,5-6,8 Komposisi: Protein, Lemak, Karbohidrat, Kalori, Fosfor, Kalsium, Magnesium, Besi, Natrium, Kalium, Vitamin A, Thiamin, Riboflavin, Niacin, Vitamin B1, Vtamin B2, dan Vitamin B12
Maltodekstrin Asam Tartrat Asam Sitrat Natrium Bikarbonat Susu Bubuk Aspartam Sukrosa PVP
Karakteristik Range Standar Kadar Air (%) 6,77-8,11 >0,05 Kadar Abu (%) 11,64-15,15 <0,01 Kadar Lemak (%) 0,66-0,98 >0,05 Kadar Protein (%) 20,72-22,39 >0,005
Metode Granulasi Basah Metode Granulasi Kering
METODE KELEBIHAN KEKURANGAN Granulasi Basah - Meningkatkan kompresibilitas dan daya ikat - Meningkatkan laju laju alir - Mendapatkan keseragaman kandungan - Memudahkan penanganan massa serbuk Resiko Pemisahan komponen campuran kecil - Mengurangi debu selama proses dan mencegah kontaminasi udara. - Biaya cukup tinggi karena - Memerlukan waktu yang lama pada tahap pembasahan dan pengeringan - Zat aktif yang sensitif terhadap lembab dan panas tidak baik dikerjakan dengan granulasi basah. Granulasi Kering - Peralatan yang diperlukan lebih sedikit - Pengeringan yang memakan waktu lama - Baik untuk zat aktif yang sensitif terhadap panas dan lembab - Mempercepat waktu hancur, karena partikel tidak terikat oleh pengikat yang kuat. - Tidak menggunakan larutan pengikat. - Memerlukan mesin tablet khusus untuk membuat slug - Tidak dapat mendistribusikan zat warna dengan seragam - Menghasilkan banyak debu dan kontaminasi silang.
Storage Tank F-110 Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) 6300,1587 6300,1587 Masuk (kg/jam) Coumponding Tank F-130 Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) 3224,8847 3224,8847 Cream Separator H-120 Keluar (kg/jam) 6300,1587 6300,1587 Masuk (kg/jam) Pasteurisasi Tank Q-140 Keluar (kg/jam) 3397,2397 3397,2397 Homogenizer Tank H-120 Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) 3196,2805 3196,2805
Evaporator V-220A/B/C Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) 9336339,3325 9336339,3325 Masuk (kg/jam) Cyclone H-233 Masuk (kg/jam) 2912,1474 2912,1474 Masuk (kg/jam) Tempa Tablet X-320 Masuk (kg/jam) 1872,9931 1872,9931 Masuk (kg/jam) Spray Dyer D-230 Keluar (kg/jam) 3295,6402 3295,6402 Keluar (kg/jam) Tangki Mixer M-310 Keluar (kg/jam) 1872,9931 1872,9931 Keluar (kg/jam) Keluar (kg/jam) 1960,1066 1960,1066 Dryer B-330
Screen H-333 Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) 1860,7124 1860,7124 Masuk (kg/jam) 93,0356 93,0356 Crusher C-334 Keluar (kg/jam)
Komponen Tangki Mixer M-310 Masuk aliran Spray Dryer Aliran Zat Adiktif Aliran crusher Massa Massa Massa Fraksi Fraksi Fraksi (kg/jam) (kg/jam) (kg/jam) Lemak 0.0199 35.3535 0 0 0.0200 1.8607 Protein 0.0795 141.4141 0 0 0.0800 7.4428 Laktosa 0.0596 106.0606 0 0 0.0600 5.5821 Mineral 0.0099 17.6768 0 0 0.0100 0.9304 Maltodekstrin 0.0199 35.3535 0 0 0.0200 1.8607 Air 0.0264 47.6342 0 0 0.0200 1.8607 Asam Sitrat 0 0 0.1490 265.1515 0.1500 13.9553 Asam Tartrat 0 0 0.1192 212.1212 0.1200 11.1643 Aspartam 0 0 0.0993 176.7677 0.1000 9.3036 Sukrosa 0 0 0.1788 318.1818 0.1800 16.7464 PVP 0 0 0.0397 70.7071 0.0400 3.7214 Natrium Bikarbonat 0 0 0.1987 353.5354 0.2000 18.6071 JUMLAH 0.2152 383.4928 0.7456 1396.4646 1.0000 93.0356 TOTAL 1872.9931
Tangki Mixer M-310 Komponen Keluar aliran Tangki Mixer Fraksi Massa lemak 0.0199 37.2142 protein 0.0795 148.8570 laktosa 0.0596 111.6427 mineral 0.0099 18.6071 maltodekstrin 0.0199 37.2142 air 0.0264 49.4949 asam sitrat 0.1490 279.1069 asam tartrat 0.1192 223.2855 aspartam 0.0993 186.0712 sukrosa 0.1788 334.9282 PVP 0.0397 74.4285 Natrium bikarbonat 0.1987 372.1425 JUMLAH 1.0000 1872.9931 TOTAL 1872.9931
Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Komponen Aliran Spray Aliran Crusher Aliran Tempa Aliran Zat Adiktif Dryer Tablet Massa Massa Massa Massa Lemak 35,3535 0 1,8607 37,2142 Protein 141,4141 0 7,4428 148,8570 Laktosa 106,0606 0 5,5821 111,6427 Mineral 17,6768 0 0,9304 18,6071 Maltodekstrin 35,3535 0 1,8607 37,2142 Air 47,6342 0 1,8607 49,4949 Asam Sitrat 0 265,1515 13,9553 279,1069 Asam Tartrat 0 212,1212 11,1643 223,2855 Aspartam 0 176,7677 9,3036 186,0712 Sukrosa 0 318,1818 16,7464 334,9283 PVP 0 70,7071 3,7214 74,4285 Natrium 18,6071 0 353,5354 Bikarbonat 372,1425 Jumlah 383,4928 1396,4646 93,0356 1872,9931 Total 1872,9931 1872,9931
Cooler E-111 Masuk (kcal) Keluar (kcal) 236.195,641 236.195,641 Masuk (kcal) Keluar (kcal) 176.930,758 176.930,758 Coumponding Tank M-130 Masuk (kcal) Keluar (kcal) 83.070,721 83.070,721 Cooler E-222 Masuk (kcal) Masuk (kcal) Heater E-122 Pasteurisasi Tank Q-140 Keluar (kcal) 140.714,672 140.714,672 Keluar (kcal) -21.535,75-21.535,75
Evaporator V-220 A/B/C Masuk (kcal) Keluar (kcal) 307.141,52 307.141,52 Masuk (kcal) Spray Dryer D-230 Masuk (kcal) 336.990,57 336.990,57 Masuk (kcal) Belt Dryer B-330 Masuk (kcal) 7.235,337 7.235,337 Baromatic Condensor E-223 Keluar (kcal) 2.042.780,761 2.042.780,761 Keluar (kcal) Tangki Mixer M-310 Keluar (kcal) 23.115,921 23.115,921 Keluar (kcal)
Perhitungan Neraca Panas Tangki Mixer (M-310)
a) Enthalpy Bahan Masuk T bahan = 59 o C DT ( o C) = T bahan - T refernce = 59 o C - 25 o C = 34 o C Massa Cp DT Komponen (kg) (kkal/kg o C) ( o C) H (kcal) Air 49,495 0,9987 34 1.680,641 Lemak 37,214 0,9200 34 1.164,062 Protein 148,857 0,2500 34 1.265,284 Laktosa 111,643 0,2900 34 1.100,797 Mineral 18,607 0,1991 34 125,959 Maltodekstrin 37,214 12,1730 34 15.402,307 T bahan = 30 o C H Bahan Masuk 20.739,050 DT ( o C) = T bahan - T reference = 30 o C - 25 o C = 5 o C Komponen Massa Cp DT (kg) (kkal/kg o C) ( o C) H (kcal) Asam Sitrat 279,107 0,5249 5 732,499 Asam Tartrat 223,285 0,4047 5 451,819 Aspartam 186,071 0,3190 5 296,784 Sukrosa 334,928 0,1062 5 177,840 PVP 74,428 0,2109 5 78,485 Natrium Bikarbonat 372,142 0,2028 5 377,316
Komponen Massa (kg) Cp (kkal/kg o C) m x Cp Air 49,495 0,9987 49 Lemak 37,214 0,9200 34 Protein 148,857 0,2500 37 Laktosa 111,643 0,2900 32 Mineral 18,607 0,1991 4 Maltodekstrin 37,214 12,1730 453 Asam Sitrat 279,107 0,5249 146 Asam Tartrat 223,285 0,4047 90 Aspartam 186,071 0,3190 59 Sukrosa 334,928 0,1062 36 PVP 74,428 0,2109 16 Natrium Bikarbonat 372,142 0,2028 75,463 Total 1.033 Mencari suhu(t) bahan keluar Masuk = Keluar 22.853,792 = m.cp DT 22.853,792 = 1.032,92 DT DT = 22 T bahan keluar = 47
Komponen Massa (kg) Cp (kkal/kg o C) DT ( o C) H (kcal) Air 49,495 0,9987 22 1.094 Lemak 37,214 0,9200 22 758 Protein 148,857 0,2500 22 823 Laktosa 111,643 0,2900 22 716 Mineral 18,607 0,1991 22 82 Maltodekstrin 37,214 12,1730 22 10.023 Asam Sitrat 279,107 0,5249 22 3.241 Asam Tartrat 223,285 0,4047 22 1.999 Aspartam 186,071 0,3190 22 1.313 Sukrosa 334,928 0,1062 22 787 PVP 74,428 0,2109 22 347 Natrium Bikarbonat 372,142 0,2028 22 1.670 H Bahan Keluar 22.853,792
Susu Cair Masuk (Kcal) Neraca Panas Tangki Mixer Susu Cair Keluar (Kcal) Air 1.680,641 Air 1.063,464 Lemak 1.164,062 Lemak 736,587 Protein 1.265,284 Protein 800,638 Laktosa 1.100,797 Laktosa 696,555 Mineral 125,959 Mineral 79,704 Maltodekstrin 15.402,307 Maltodekstrin 9.746,168 Total Asam Sitrat 3.151,838 Asam Sitrat 732,499 Asam Tartrat 1.944,112 Asam Tartrat 451,819 Aspartam 1.277,018 Aspartam 296,784 Sukrosa 765,219 Sukrosa 177,840 PVP 337,709 PVP 78,485 Natrium Bikarbonat 2.516,910
SPESIFIKASI Type Fungsi : silinder tegak, tutup diatas Torispherical dishead head,tutup bawah torispherical dishead head dilengkapi dengan pengaduk flat six blade turbin : mencampurkan susu bubuk etawa dengan bahan adiktif dari bahan dasar pembuatan tablet effervescent sehingga terbentuk bahan yang kalis. Volume Tangki mixer = 904,32 ft 3 Dimensi Shell: Diameter Shell- inside :143,3906 in Tinggi shel : 8 ft Tebal Shell : 5/16 in Sistem Pengaduk: Diamater impeller : 4ft Tinggi impeller : 0,8 ft Lebar baffle : 1 ft Panjang Pengaduk : 1ft Dimensi Tutup: Jarak pengaduk ke dasar tangki : 4ft Tebal Tutup Bawah : 6/16 in Tinggi tutup bawah :0,7277 m Tebal Tutup atas : 6/16 in Tinggi Tututp atas : 0,7277 m Bahan Konstruksi : SA- 283 C
Type : silinder tegak, tutup diatas Torispherical dishead head,tutup bawah torispherical dishead head Fungsi: Menampung zat adiktif yang nantinya zat adiktif akan dimasukkan kedalam tangki mixer. Volume Tangki Zat Adiktif = 602,88 ft 3 Dimensi Shell: Diameter Shell- inside : 95,4464 in Tinggi shel : 12 ft Tebal Shell : 4/16 in Dimensi Tutup: Tebal Tutup Bawah Tinggi tutup bawah Tebal Tutup atas Tinggi Tututp atas Bahan Konstruksi : 5/16 in : 0,4701 m : 5/16 in : 0,4701 m : SA- 283 B
Fungsi : memindahkan susu bubuk dari spray dryer menuju tangki mixer Type : Centrifugal blower Bahan kontruksi Rate volumetrik Kapasitas Effisiensi motor : 80% Power blower Jumlah : Commercial Steel : 1,925 m 3 /jam : 1.872,993 kg/jam : 7,208 kw : 1 buah
Air Steam Tenaga Listrik Bahan bakar
Tabel VI.4 Kebutuhan Air yang Dibutuhkan Dari Sungai No Nama alat Massa satuan 1 Air Sanitasi 112 m 3 /hari 2 Air Pendingin 259,987 m 3 /hari 3 Air Umpan Boiler 76,341 m 3 /hari TOTAL 448,328 m 3 /hari
Kebutuhan air di pabrik susu Tablet Effervescent ini, disuplay dari sumber air sungai WATUKURO, Kabupaten Purworejo, Jawa Tengah. Dalam pabrik susu bubuk ini, pengolahan air meliputi beberapa cara, yaitu sebagai berikut: Pengendapan kotoran Penghilangan kesadahan air Penambahan bahan kimia Penyaringan Demineralisasi
KESEHATAN
INSTRUMENTASI No Nama Alat Kode Alat Alat Kontrol 1. Storage Tank F-110 LI 2. Heat Exchanger E-122 TC 3. Centrifugal Separator H-120 TC 4. Coumpondimg Tank M-130 LI 5. Tangki pasteurisasi Q-140 TC 6. Homogenizer H-210 FC 7. Evaporator V-220 A/B/C TC 8. Heat Exchanger E-223 TC 9. Spray Dryer D-230 TC 10. Blower G-311 PC 11. Tangki Mixer M-310 LI, AC 12. Tangki Zat Adiktif F-313/318 LI 13. Blower G-321 PC 14. Tempa Tablet X-320 PC 15 Belt Dryer B-330 TC
PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI KIMIA Pengolahan limbah pada pabrik susu tablet effervescent ini menggunakan metode Waste Water Treatment Plant (WWTP).
1. Rencana Operasi Pabrik susu tablet effervescent dari susu kambing etawa ini direncanakan beroperasi secara semi kontinyu selama 330 hari operasi/ tahun dan 24 jam/ hari. 2. Kapasitas Produksi Kapasitas produksi pabrik ini sebesar 14.000 ton/tahun susu. 3. Bahan Baku dan Bahan Pembantu Bahan Baku Bahan baku utama pabrik ini adalah susu Kambing Etawa. Bahan baku utama yang diperlukan sebesar 151.852,364 kg/hari. Bahan Pembantu : Maltodekstrin = 893,142 kg/hari Sukrosa Aspartam Asam Sitrat Asam Tartrat Natrium Bikarbonat PVP = 8.038,277 kg/hari = 4.465,710 kg/hari = 6.698,564 kg/hari = 5.358,852 kg/hari = 8.931,42 kg/hari = 1.786,283 kg/hari
4. Proses Proses yang digunakan adalah Metode Granulasi Basah 5. Utilitas Air sanitasi : 112 m 3 /hari Air pendingin : 259,987 m 3 /hari Air umpan boiler : 76,341 m 3 /hari 6. Limbah Limbah gas : berupa steam yang akan dialirkan ke hot well yang berasal dari evaporator. Limbah padat : berupa sisa-sisa proses packaging yang akan digunakan sebagai bahan tambahan pembuatan kertas. Limbah cair : berasal dari laboratorium dan proses produksi yang biasanya mengandung racun sehingga akan dinetralisasikan terlebih dahulu dan kemudian akan ditimbun dalam tanah. 7. Spesifikasi Produk Dari proses produksi yang dilakukan, didapatkan spesifikasi produk susu tablet effervescent dari susu kambing etawa sebagai berikut:
Spesifikasi Produk Nama Bahan Kadar (%) Jumlah bahan yang terkandung (kg/hari) Lemak 2 848,484 Protein 8 3.393,939 Laktosa 6 2.545,454 Mineral 1 424,242 Maltodekstrin 2 848,484 Air 2 848,484 Sukrosa 18 7.636,363 Aspartam 10 4.242,424 Asam Sitrat 15 6.363,636 Asam Tartrat 12 5.090,909 Natrium Bikarbonat 20 8.484,848 PVP 4 1.696,969 TOTAL 100 42.500