BAB I PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG Microcrystalline cellulose (MCC) merupakan turunan selulosa yang diperoleh dengan cara memberi perlakuan pada alfα-selulosa yang dikandung oleh tumbuhan berserat dengan menggunakan larutan asam. Di bidang farmasi, MCC digunakan sebagai bahan eksipien dalam formulasi pembuatan tablet, pengikat agar bahan-bahan dalam tablet tetap menyatu. Kandungan utama yang berpotensi untuk dijadikan sebagai bahan baku pembuatan MCC yaitu bahan yang berserat dan memiliki kandungan selulosa cukup tinggi. Setiap bahan memiliki jumlah selulosa yang berbeda-beda. Semakin tinggi kandungan selulosa dalam biomassa, maka kemungkinan biomassa dijadikan sebagai bahan baku semakin besar. Beberapa bahan yang mengandung selulosa dan dapat dijadikan sebagai bahan pembuatan MCC tercantum pada tabel 1. Tabel 1. Daftar Biomassa dan Kandungannya. Biomassa (Lignoselulosa) Selulosa (% berat)) Hemiselulosa (% berat) Lignin (% berat) Kayu keras 38-49 19 26 23 30 Kayu lunak 40-45 7 14 26 34 Pelepah sawit 37-45 23-25 18 20 Tandan kosong 36-42 25-27 15 17 sawit Ampas tebu 32-44 27-32 19 24 Jerami padi 28-36 23-28 12-16 Sumber : Susanto (1998) Dilihat dari tabel 1, dapat diketahui bahwa tandan kosong kelapa sawit (TKKS) mengandung selulosa sebesar 36 42 % (% berat). Kadungan selulosa ini cukup tinggi untuk dijadikan sebagai bahan baku pembuatan MCC. TKKS lebih dipilih dibandingkan dengan kayu keras dan kayu lunak karena sebagian 1
besar kayu sudah menjadi bahan baku industri kertas, sehingga untuk menghindari kelangkaan bahan baku lebih dipilih TKKS. Pemilihan TKKS dibanding pelepah sawit disebakan oleh faktor usia tanaman kelapa sawit. Tanaman kelapa sawit memiliki umur yang cukup panjang untuk tetap produktif menghasilkan buah. Jika pelapah sawit dijadikan bahan baku utama, kemungkinan mendapatkan pelapah sawit dari tanaman yang sudah tidak produktif kecil. Sedangkan untuk TKKS, akan tetap dihasilkan selama industri minyak kelapa sawit tetap beroperasi. Kemungkinan bahan baku lainnya adalah ampas tebu. Ampas tebu memiliki kandungan selulosa yang cukup tinggi dan dapat diperoleh dari pabrik gula. Namun demikian, keberadaan ampas tebu sendiri dapat dikatakan tidak ada karena ampas tebu yang dihasilkan oleh pabrik gula akan digunakan oleh pabrik itu sendiri untuk mencukupi kebutuhan listriknya. Oleh karena itu, TKKS dianggap lebih memungkinkan untuk dijadikan sebagai bahan baku pembuatan MCC. Pada umumnya, TKKS diolah menjadi pupuk organik karena masih mengandung unsur hara seperti N, P, K. Pengolahan TKKS menjadi pupuk organik belum terlaksana secara optimal, sehingga TKKS masih menumpuk di pabrik-pabrik minyak kelapa sawit. Pemanfaatan TKKS sebagai bahan baku pembuatan MCC sangat bermanfaat karena dapat mengurangi jumlah limbah padat dari pabrik minyak kelapa sawit dan juga meningkatkan nilai ekonomis. Aplikasi MCC dapat dilihat dalam industri farmasi, polimer dan makanan. Indonesia diperkirakan memiliki 12,9 juta ton tandan kosong kelapa sawit setiap tahun (www.fahutanipb.com). Dalam menentukan kapasitas pabrik MCC, diperlukan beberapa pertimbangan yang meliputi potensi pasar yang ada, permintaan pasar, kapasitas pabrik yang sudah ada, dan kapasitas produksi yang optimum. Pasar untuk komoditas MCC dapat dikatakan stabil. Dilihat dari permintaan pasar, tingkat produksi dari bidang farmasi dengan penggunaan MCC akan meningkat. Harga penjualan produk tergantung oleh peningkatan karakteristik MCC yang dihasilkan oleh pabrik. Kapasitas produksi yang optimum dapat dianalisis dari ketersediaan bahan baku dan kapasitas pabrik yang sudah ada. Bahan baku yang digunakan adalah 2
tandan kosong kelapa sawit (TKKS) yang merupakan limbah lignoselulosa terbesar yang diperoleh dari pabrik kelapa sawit. TKKS yang dihasilkan sebanyak 20-23% terhadap berat tandan buah segar (TBS) (Ditjen PPHP, 2006). Rata-rata pabrik kelapa sawit di Sumatra Utara memiliki kapasitas lebih dari 30 ton TBS/jam. Jadi, dapat dikatakan bahwa TKKS yang dihasilkan kurang lebih 6,9 ton TKKS/jam atau 4968 ton TKKS/bulan. Kapasitas pabrik yang sudah ada dapat diambil contoh perusahaan Guangzhou zeyu Co. Salah satu produk dari perusahaan tersebut adalah MCC. Kapasitas produksi yang dihasilkan oleh pabrik tersebut adalah sebesar 200 ton/bulan sehingga apabila produksi tersebut diubah dalam satuan tahun, maka akan menghasilkan 2400 ton/tahun. Kebanyakan pabrik MCC berada di luar Indonesia seperti India, USA, dll. Untuk itu, perlu didirikan pabrik MCC ini di Indonesia untuk mengurangi import MCC ke dalam negeri sekaligus sebagai upaya untuk mengembangkan usaha ekspor MCC. Pabrik MCC yang akan didirikan sebaiknya memiliki kapasitas lebih besar dari pabrik yang sudah ada supaya harga produk dapat bersaing. Selain itu perlu dipertimbangkan ketersediaan tenaga kerja yang murah untuk memenuhi kebutuhan tenaga kerja baik dalam hal jumlah, keahlian maupun balas jasa. Dari pertimbangan-pertimbangan tersebut, maka dipilihlah kapasitas produksi untuk pabrik ini sebesar 5000 ton/tahun. Dengan kapasitas sebesar itu, maka harga produk MCC yang dihasilkan dapat bersaing dengan produk MCC yang lain serta dapat memenuhi kebutuhan pasar. Pemilihan lokasi pabrik merupakan hal yang paling penting dan perlu dipertimbangkan. Pemilihan lokasi pabrik yang tidak tepat dapat berdampak buruk bagi keberlangsungan suatu produksi. Pemilihan lokasi pabrik didasarkan pada pertimbangan-pertimbangan dari segi ekonomi, sosial, maupun hukum. Berdasarkan pertimbangan-pertimbangan tersebut, maka pabrik MCC akan dibangun di Kalimantan barat dan letaknya berdekatan dengan pabrik Crude Palm Oil (CPO) di kawasan tersebut, salah satunya yaitu pabrik CPO milik PT smart, Tbk. Penempatan lokasi pabrik yang berdekatan dengan pabrik CPO akan mempermudah dalam mendapatkan bahan baku berupa TKKS. Selain itu, jarus pemasaran, transportasi, serta eksport import dapat diakses dengan mudah karena lokasi pabrik berada dekat dengan Pos Lintas Batas, Malaysia. Sedangkan 3
kebutuhan air dapat diperoleh dari sungai Kapuas atau dengan pembuatan beberapa sumur bor di sekitar kawasan pabrik. B. TINJAUAN PUSTAKA Pembuatan MCC dari biomassa TKS dilakukan dengan mengisolasi selulosa yang terkandung dalam TKKS. Kemudian, selulosa yang diperoleh disiolasi untuk mendapatkan α-selulosa. α-selulosa kemudian diproses untuk memproduksi MCC. Beberapa proses yang dapat digunakan untuk memproduksi MCC, yaitu: 1. Proses hidrolisis asam Proses hidrolisis dengan asam merupakan metode konvensional dalam pembuatan MCC. U.S.Pat.No. 3,954,727 (Toshkov et al.) menjelaskan tentang beberapa metode hidrolisis untuk memperoleh MCC dengan kualitas baik. Proses reaksi hidrolisis selulosa dengan asam membentuk MCC dilakukan dalam reaktor batch. Larutan asam yang dapat digunakan adalah asam klorida (HCl) atau asam sulfat (H 2 SO 4 ). Larutan asam tersebut berfungsi untuk melarutkan selulosa amorf. Kondisi operasi yang dibutuhkan untuk menjalankan reaksi adalah suhu di atas 160 o C. Terdapat beberapa kerugian dalam penggunaan metode konvensional, yaitu beroperasi pada suhu tinggi. Larutan asam yang bekerja pada temperatur atau tekanan tinggi berpotensi menimbulkan masalah korosi terhadap reaktor. Selain itu, membutuhkan larutan asam dalam jumlah besar untuk menghidrolisis selulosa. Sehingga, pada akhir proses reaksi akan menyisakan larutan asam dalam jumlah besar. 2. Proses kontak uap Proses kedua untuk memperoleh MCC dijelaskan dalam U.S.Pat.No. 5,769,934 (Ha, et al). MCC diproduksi dengan cara mengkontakkan selulosa dengan steam bertekanan pada temperature antara 180 o C sampai 350 o C selama waktu yang cukup untuk mecapai kondisi LODP (levellingoff degree of polymerization). Proses pengontakkan bertujuan untuk menghidrolisis selulosa dan menghilangkan lignin dan hemiselulosa. Uap jenuh secara terus menerus diumpankan ke dalam reaktor sampai 4
mencapai tekanan 430 psig. Tekanan di dalam reaktor antara 390 psig (2,689 Pa) sampai 430 psig (2,965 Pa). Kelebihan dari proses ini adalah tidak membutuhkan larutan asam. MCC yang diproduksi dengan proses kontak berbentuk koloid. 3. Proses hidrolisis gas Proses hidrolisis gas merupakan proses hidrolisis dengan menggunakan gas yang dijelaskan dalam U.S.Pat.No. 5,543,511. Selulosa dihidrolisis sebagian di dalam reaktor bertekanan menggunakan air dan menjaga suhu reaktor pada suhu reaksi, 100 DP (degree of polymerization). Kemudian, menginjeksikan gas oksigen atau karbon dioksida dengan menjaga tekanan antara 0,1 sampai 60 bar pada 20 o C. Rasio antara selulosa dan air dalam reaktor yaitu 1:8 sampai 1:20 (V/V). Kelebihan dari proses ini yaitu dapat menghasilkan yield di atas 95%. Proses ini dikategorikan ramah lingkungan karena air limbah yang dihasilkan tidak lagi mengandung garam inorganik. Namun proses ini hanya sesuai untuk bahan baku selulosa murni. 4. Proses ekstruksi reaktif Pembuatan MCC dari material yang mengandung lignin, hemiselulosa, dan selulosa, dijelaskan pada U.S.Pat.No. 6,228,213 dengan menggunakan proses ekstruksi reaktif. Ekstruksi tahap pertama melibatkan natrium hidroksida (NaOH) yang dilakukan pada rentang temperatur 140 o C sampai 170 o C untuk menghilangkan senyawa kompleks lignocellulosic. Kemudian, tahap kedua yaitu dengan melibatkan larutan asam yang dilakukan pada suhu 140 o C. Selulosa dan larutan asam direaksikan dalam screw conveyor. Screw conveyor terdiri atas screw dan barrel. Screw diputar sehingga menghasilkan tekanan pada selulosa, kemudian selulosa bercampur dengan larutan asam membentuk MCC. Kelebihan proses ini yaitu dapat dijalankan pada proses kontinyu untuk memproduksi MCC dengan waktu reaksi lebih cepat dan dengan efisiensi yang baik. Dilihat dari segi produk MCC, partikel MCC yang dihasilkan kecil sehingga tidak membutuhkan perlakuan tambahan untuk memperkecil partikel. 5. Proses enzim 5
Proses enzim untuk menghasilkan MCC dijelaskan dalam U.S.Pat.No. 5,346,589 (Braunstein, et al.). Pada proses ini, hidrolisis ini dilakukan dengan menggunkan enzim sebagai katalis. Enzim yang digunakan dihasilkan dari mikroba seperti enzim a-amylase yang dipakai untuk hidrolisis pati menjadi glukosa dan maltosa (Groggins, 1958). Dalam hidrolisis selulosa, mikrobia yang digunakan dapat berupa Trichoderma viride. Mikrobia tersebut akan menghasilkan enzim endo-celullase yang dapat memutus bagian amorf α-cellulose secara selektif. Kondisi operasi yang disarankan dalam proses ini adalah 50-60 o C dan ph 2.5-3. Proses ini memiliki beberapa kelebihan yaitu, hidrolisis dengan enzim lebih bersih dan prosesnya lebih selektif, bekerja pada tekanan dan temperatur yang sedang. Namun, proses hidrolisis dengan menggunakan enzim terjadi secara lambat dengan waktu reaksi sekitar 24 sampai 48 jam. Ditinjau dari waktu reaksi, proses ini tidak cocok untuk aplikasi secara komersial. Berdasarkan uraian proses di atas, proses yang dipilih dalam perancangan pabrik MCC ini adalah ekstruksi reaktif. Proses ini memiliki kelebihan-kelebihan dari segi waktu reaksi, ekonomis, dan juga peralatan. Dari segi alat, pengoperasian screw conveyor lebih sederhana dibandingkan pengoperasian reaktor bertekanan. Selain itu, proses ekstruksi reaktif membutuhkan larutan asam lebih sedikit dibandingkan dengan hidrolisis asam secara konvensional, sehingga limbah asam yang dihasilkan berkurang. Proses produksi dengan metode ekstruksi reaktif dianggap paling menguntungkan dibandingkan dengan proses produksi yang lain. 6
BAB II URAIAN PROSES Bahan baku pembuatan microcrystalline cellulose pada pabrik ini berupa tandan kosong kelapa sawit (TKKS) yang diperoleh dari pabrik CPO terdekat. Tandan kosong ini masih berukuran besar sehingga perlu dilakukan pretreatment bahan baku agar tandan kosong kelapa sawit mudah untuk diolah. Tahap persiapan bahan baku dilakukan dengan menghancurkan TKKS sehingga memiliki ukuran yang lebih kecil. TKKS dari gudang penyimpanan bahan baku, diangkut dengan menggunakan belt conveyor (BC-01) menuju hammer crusher untuk dihancurkan. Dalam tahap penghancuran digunakan 2 buah crusher agar kerja crusher tidak terlalu berat.crusher pertama (HC-01) mampu menghancurkan TKKS menjadi berukuran sekitar 5-8 cm. Selanjutnya TKKS dimasukkan ke dalam crusher kedua (HC-02). Pada crusher kedua, TKKS dibuat menjadi chip yang berukuran lebih kecil dari sebelumnya. Chip ini lalu di ayak menggunakan screen (S-01) berukuran 20 mesh. Chip TKKS yang tidak lolos screen (oversize) di kembalikan ke crusher kedua untuk dihancurkan kembali. Dari S-01, chip TKKS diangkut mrnggunakan belt conveyor (BC-02), dilanjutkan dengan bucket elevator (BE-01) kemudian disimpan di dalam bin (G-02) sebelum diumpankan ke dalam digester. Proses selanjutnya yaitu delignifikasi TKKS. Proses delignifikasi ini dilakukan untuk menghilangkan kandungan lignin yang terdapat dalam TKKS. Chip TKKS dalam bin (G-02) dikeluarkan dan diangkut dengan bucket elevator (BE-02) untuk diumpankan kedalam digester (RD-01). Pengoperasian digester dilakukan secara batch dengan lama satu siklus yaitu 6 jam. Satu siklus batch terdiri dari 4 tahapan, yaitu tahap pengisian, tahap injeksi steam, tahap pengosongan, dan tahap pembersihan. Total waktu untuk tahap pengisian yaitu 120 menit. Pengisian umpan TKKS ke dalam digester dilakukan selama 1 jam. Pada saat yang sama, diumpankan larutan NaOH 12% ke dalam digester. Tahap selanjutnya yaitu injeksi steam. Steam diinjeksikan ke dalam digester melalui bagian bawah digester. Proses injeksi steam dilakukan selama 3 jam. Setelah tahap ini selesai, dilakukan tahap pengosongan digester dengan mengalirkan pulp 7
menuju tangki blow down (TBD). Tangki blow down ini berfungsi untuk menurunkan tekanan dan suhu pulp menjadi 100 C. Tahap pengosongan dilakukan selama 40 menit. Selanjutnya, dilakukan tahap pembersihan digester selama 20 menit. Pembersihan dilakukan dengan menyemprotkan air ke dalam digester. Selama tahap bembersihan berlangsung, proses pemasakan TKKS untuk digester kedua mulai dilakukan. Di dalam digester yang berisi larutan NaOH, polimer lignin akan terdegradasidan kemudian larut dalam larutan pemasak. Larutnya lignin ini disebabkan oleh terjadinya transfer ion hidrogen dari gugus hidroksil pada lignin ke ionhidroksil (Gilligan, 1974). Menurut Murdiyatmo dalam Darnoko et al. (1995),mengatakan bahwa alkali (NaOH) selain dapat melarutkan lignin juga dapat melarutkan hemiselulosa. Reaksi lignin dengan gugus hidroksil dari NaOH padaproses delignifikasi adalah sebagai berikut : Lignin + NaOH Na-Lignat + H 2 O (1) Dari tangki blow down (TBD-01), pulp diumpankan menuju tangki antara (TA-01) atau tangki penyimpanan pulp sementara dengan menggunakan pompa. Pulp disimpan dalam tangki antara agar proses hidrolisis dapat berlangsung secara kontinyu. Pulp dari tangki antara dialirkan menuju rotary drum vacuum filter (RDVF-01) untuk dihilangkan Na-lignnat dan hemiselulosa yang bercampur dengan α-selulosa. Pulp yang kaya α-selulosa selanjutnya diumpankan menuju screw conveyor (SC-01) untuk dilakukan proses hidrolisis. Proses hidrolisis ini dilakukan dengan bantuan katalis berupa larutan HCl 5 %. Dalam proses hidrolisis, diasumsikan seluruh α-selulosa terhidrolisis menjadi MCC. Didalam screw conveyor terjadi proses hidrolisis selulosa dengan bantuan katalis asam berupa larutan HCl. Kandungan α-selulosa akan terkonversi menjadi HCl H + + Cl - (2) HCl + NaOH NaCl + H 2 O (3) Reaksi hidrolisis selulosa di dalam screw conveyor dapat dipercepat dengan penambahan katalisator berupa larutan HCl. HCl ini akan terurai menjadi H + dan Cl -. Ion H + berperan dalam proses hidrolisis sebagai katalis. Selanjutya ion H + dan Cl - akan bereaksi dengan NaOH sisa menghasilkan NaCl dan air. 8
Campuran antara produk dan katalis perlu dipisahkan. Pemisahannya dilakukan dengan pencucian. Campuran produk dan katalis dari screw conveyor dialirkan menuju tangki pencuci (TW-01) untuk diencerkan dengan air sehingga kadar HCl menjadi rendah. Pada konsentrasi ini, sebagian MCC akan membentuk endapan. Selanjutnya, untuk menghilangkan lignin tersisa, perlu dilakukan proses bleaching. Campuran dari tangki pencuci dialirkan ke dalam tangki bleaching (TB-01) lalu ditambahkan larutan H 2 O 2 9,3% yang dialirkan dari tangki penyimpanan H 2 O 2. Masih terdapat sejumlah HCl yang terkandung dalam produk. Untuk menghilangkan HCl tersisa, campuran MCC bebas lignin diumpankan ke screen (S-02) sehingga diperoleh slurry MCC dengan kandungan HCl rendah. Selanjutnya campuran ini kembali dicuci di dalam tangki pencuci (TW-02) hingga diperoleh nilai HCl sisa sekecil mungkin. Slurry MCC dari screen terakhir, masih mengandung air. Untuk menghilangkan kandungan airnya perlu dilakukan pengeringan.slurry MCC diumpankan ke dalam Rotary dryer (RoD-01) untuk dikeringkan. Media pengering berupa udara bersuhu 90 C. Selanjutnya dari rotary dryer, produk MCC diumpankan ke dalam ball mill (BM) agar ukurannya menjadi lebih halus dan sesuai dengan spesifikasi produk yang diinginkan. Produk MCC yang keluar dari ball mill diayak dengan ayakan sehingga produk MCC berukuran 45/60 mesh. Produk MCC yang tidak lolos ayakan diumpankan kembali ke dalam ball mill. Produk MCC yang telah sesuai dengan spesifikasi selanjutnya di simpan di dalam gudang penyimpanan produk (G-03). 9
BAB III SPESIFIKASI BAHAN 1. BAHAN UTAMA a. Tandan Kosong Kelapa Sawit Bentuk fisik : serat Ukuran : 0.710-0.500 mm Kandungan air : 17% Komposisi Lignin : 15 17 % α- selulosa : 36 42 % Hemiselulosa : 25 27 % Dalam perhitungan diambil asumsi komposisi sebagai berikut: Lignin : 16 % α- selulosa : 40 % Hemiselulosa : 27 % Harga : U$S 1,5 per ton b. Natrium Hidroksida Nama Kimia : Natrium Hidroksida Rumus Molekul : NaOH Berat Molekul : 40 gram/mol Fase : cair (larutan dengan pelarut air) dalam kondisi lingkungan Kemurnian : 48 % (% berat) ph : 13,5 Titik didih : 1388 o C Titik leleh : 323 o C Flammability : Non-Flammable Harga : U$S 165,3 per ton c. Asam Klorida Nama Kimia : Asam Klorida 10
Rumus Molekul : HCl Berat Molekul : 36,5 gram/mol Fase : cair Kemurnian : 38 % (% berat) ph : 13,5 Titik didih : 108,58 o C Titik leleh : 323 o C Flammability : Non-Flammable Harga : U$S 57,85 per ton 2. BAHAN PEMBANTU a. Hidrogen Peroksida Rumus molekul : H 2 O 2 Berat molekul : 34 g/mol Titik didih : 102 C (216 F) (8% dan 10%) 110 C (229 F) (40%) 114 C (237 F) (50%) Kemurnian : 50% ph : 2.5-3.5 Tekanan Uap : 31 mmhg @ 30 C (8%) 30 mmhg @ 30 C (10%) 22 mmhg @ 30 C (40%) 18.3 mmhg @ 30 C (50%) Sifat fisik : korosif, tidak berwarna, tidak berbau, oksidator kuat 3. PRODUK a. Microcrystalline Cellulose Rumus molekul : (C 6 H 12 O 5 )n Derajat polimerisasi : 60 (rata-rata) Ukuran : 60 µm mesh Bentuk : serbuk 11
Warna Titik leleh Bulk density Kemurnian Kelarutan : putih : 500-518 o C : 0,2 0,5 g/cc : min 97% selulosa : tidak larut dalam air, etanol, eter, dan asam mineral. Terlarut sangat sedikit dalam larutan NaOH 12
BAB IV DIAGRAM ALIR Diagram alir kualitatif dan kuantitatif proses pembuatan Microcrystalline Cellulose dari tandan kosong kelapa sawit ditunjukkan masing masing pada Gambar 1 dan Gambar 2. Diagram alir kualitatif menggambarkan skema sederhana proses dan kondisi operasi berupa suhu dan tekanan tiap arus. Diagram alir kuantitaif menampilkan kondisi arus keluar dan masuk blok alat termasuk mass flow tiap arus. 13
Raw TKKS (dari G-01) Crusher 01 (HC-01) Chip TKKS Chip TKKS Chip TKKS Crusher 02 (HC-02) Screen 01 (S-01) Air NaOH Air Rotary Drum Filter (RDVF-01) A-selulosa Lignin Hemiselulosa Air NaOH Na lignin Reaktor Digester (RD-01) Chip TKKS Gudang penyimpanan Bahan baku (G-02) A-selulosa Lignin Hemiselulosa Air NaOH Na lignin UPL Screw Conveyor (SC-01) HCl Lignin Hemiselulosa Air Na lignin HCl NaCl MCC Air Tangki Pencuci 01 (TW-01) Lignin Hemiselulosa Air Na lignin HCl NaCl MCC H2O2 Tangki Bleaching (TB-01) Lignin Hemiselulosa Air Na lignin HCl NaCl MCC H2O2 Air Gudang Penyimpanan Produk (G-03) Lignin Hemiselulosa Air Na lignin HCl NaCl MCC Ball mill (BM-01) Lignin Hemiselulosa Air Na lignin HCl NaCl MCC Rotary Dryer (RoD-01) Lignin Hemiselulosa Air Na lignin HCl NaCl MCC H2O2 Unit penyaringan dan pencucian Gambar 1. Diagram Alir Kualitatif Pembuatan Microcrystalline Cellulose dari Tandan Kosong Kelapa Sawit UPL UPL 14
Raw TKKS = 3000,00 (dari G-01) Crusher 01 (HC-01) Chip TKKS = 3000,00 Chip TKKS = 3000,00 Chip TKS = 3000,00 Crusher 02 (HC-02) Screen 01 (S-01) Air = 42948,61 NaOH = 206,68 Air = 14901,98 Rotary Drum Filter (RDVF-01) A-selulosa = 826,72 Lignin = 16,53 Hemiselulosa = 558,04 Air = 15442,76 NaOH = 16,42 Na lignin = 318,97 Reaktor Digester (RD-01) Chip TKS = 2066,80 Gudang penyimpanan Bahan baku (G-02) A-selulosa = 810,19 Lignin = 6,36 Hemiselulosa = 2,79 Air = 291,96 NaOH = 6,35 Na lignin = 1,59 UPL Screw Conveyor (SC-01) HCl = 815,98 Lignin = 6,36 Hemiselulosa = 2,79 Air = 294,81 Na lignin = 1,59 HCl = 810,19 NaCl = 9,28 MCC = 810,19 Air = 4838,03 H2O2 = 338,66 Tangki Pencuci 01 (TW-01) Lignin = 6,36 Hemiselulosa = 2,79 Air = 513,2,85 Na lignin = 1,59 HCl = 810,19 NaCl = 9,28 MCC = 810,18 Tangki Bleaching (TB-01) Lignin = 6,36 Hemiselulosa = 2,79 Air = 5440,01 Na lignin = 1,60 HCl = 810,19 NaCl = 9,29 MCC = 810,19 H2O2 = 31,50 Air = 6670,97 Gudang Penyimpanan Produk (G-03) Lignin << Hemiselulosa << Air = 6,98 Na lignin << HCl = 0,81 NaCl << MCC = 805,33 Ball mill (BM-01) Lignin << Hemiselulosa << Air = 6,98 Na lignin << HCl = 0,81 NaCl << MCC = 805,33 Rotary Dryer (RoD-01) Lignin << Hemiselulosa << Air = 348,82 Na lignin << HCl = 0,81 NaCl << MCC = 805,33 H2O2 = 0,03 Unit penyaringan dan pencucian Gambar 2. Diagram Alir Kuantitatif Pembuatan Microcrystalline Cellulose dari Tandan Kosong Kelapa Sawit UPL UPL 15
G-01 BC-01 Air Air P-64 BP-01 HC-01 HC-02 BE-01 TBD-01 P-14, P-15, P-16, P-17 P-18, P-19, P-20 S-01 BC-02 G-02 BE-02 TA-01 P-64 RDVF-01 P-66 RD-01 P-28 BC-03 P-02 P-03 V-01 G-03 S-05 BM-01 P-01 SC-01 TW-01 TB-01 BC-04 STEAM P-04 TP-01 NaOH TM-01 Air P-05 Air TP-02 HCl P-08 TM-02 P-6 P-11 Ke UPL S-02 TW-02 S-03 P-06 Ke UPL TW-03 TP-03 H2O2 P-09 P-2 TM-03 P-12 RoD-01 S-04 P-07 P-10 P-13 Ke UPL Gambar 3. Process Flow Diagram 16
BAB V NERACA MASSA A. Neraca Massa Tiap Alat 1. Digester (RD-01) Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Komponen Arus 4 Arus 1 Arus 2 Arus 3 (ke RDVF-01) α-selulosa 826,72 826,72 Lignin 330,69 16,53 Hemiselulosa 558,06 558,04 H 2 O 14.901,98 351,36 181,88 15.442,76 NaOH 24,80 16,42 Na-lignin 318,97 Sub total 14.901,98 2.066,80 206,68 17.175,46 Total 17.175,46 17.175,46 2. Rotary Drum Vacuum Filter (RDVF-01) Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Komponen Arus 6 Arus 7 Arus 4 Arus 5 (ke UPL) (ke SC-01) α-selulosa 826,72 16,53 810,19 Lignin 16,53 10,17 6,36 Hemiselulosa 558,04 555,25 2,79 H 2 O 15.442,76 42.948,61 58.099,41 291,96 NaOH 16,42 10,08 6,35 Na-lignin 318,97 317,38 1,59 Sub-Total 17.179,44 42.948,61 59.008,81 1.119,24 Total 60.128,05 60.128,05 17
3. Screw Conveyor (SC-01) Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Komponen Arus 9 Arus 7 Arus 8 (ke TW-01) α-selulosa 810,19 Lignin 6,36 6,36 Hemiselulosa 2,79 2,79 H 2 O 291,96 294,81 NaOH 6,35 Na-lignin 1,59 1,59 HCl 815,98 810,19 NaCl 9,28 MCC 810,19 Sub-Total 1.119,23 815,98 1.935,21 Total 1.935,21 1.935,21 4. Tangki Pencuci 1 (TW-01) Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Komponen Arus 11 Arus 9 Arus 10 (ke TB-01) α-selulosa Lignin 6,36 6,36 Hemiselulosa 2,79 2,90 H 2 O 294,81 4.838,03 5.132,85 NaOH Na-lignin 1,59 1,59 HCl 810,19 810,19 NaCl 9,28 9,28 MCC 810,19 810,19 Sub-Total 1.935,21 4.838,03 6.773,25 Total 6.773,25 6.773,25 18
5. Tangki Bleaching (TB-01) Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Arus 11 Arus 12 Arus 13 (ke S-01) α-selulosa Lignin 6,36 6,36 Hemiselulosa 2,79 2,79 H 2 O 5.132,85 307,17 5.440,01 NaOH Na-lignin 1,59 1,59 HCl 810,19 810,19 NaCl 9,28 9,28 MCC 810,19 810,19 H 2 O 2 31,50 31,50 Sub-Total 6.773,25 338,66 7.111,91 Total 7.111,91 7.111,91 6. Screen-02 (SC-02) Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Komponen Arus 15 Arus 13 Arus 14 (ke UPL) (ke TW-02) α-selulosa Lignin 6,36 5,72 0,63 Hemiselulosa 2,79 2,51 0,28 H 2 O 5.440,01 4.896,01 544,00 NaOH Na-lignin 1,59 1,43 0,16 HCl 810,19 729,17 81,02 NaCl 9,28 8,36 0,93 MCC 810,19 1,62 808,56 H 2 O 2 31,50 28,35 3,15 Sub-Total 7.111,91 5.673,17 1.438,74 19
Total 7.111,91 7.111,91 7. Tangki Pencuci 2 (TW-02) komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Arus 15 Arus 16 Arus 17 (ke S-02) α-selulosa Lignin 0,64 0,64 Hemiselulosa 0,28 0,28 H2O 544,00 3.596,84 4.140,84 NaOH Na-lignin 0,16 0,16 HCl 81,02 81,02 NaCl 0,93 0,93 MCC 808,56 808,56 H 2 O 2 3,15 3,15 Sub-Total 1.438,74 3.596,84 5.035,58 Total 5.035,58 5.035,58 8. Screen-03 (SC-03) Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Komponen Arus 19 (ke TW- Arus 17 Arus 18 (ke UPL) 03) α-selulosa Lignin 0,64 0,57 0,06 Hemiselulosa 0,28 0,25 0,03 H 2 O 4.140,84 3.726,76 414,08 NaOH Na-lignin 0,16 0,14 0,02 HCl 81,02 72,92 8,10 NaCl 0,93 0,84 0,09 MCC 808,56 1,62 806,95 20
Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Komponen Arus 19 (ke TW- Arus 17 Arus 18 (ke UPL) 03) H 2 O 2 3,15 2,83 0,32 Sub-Total 5.035,58 3.805,93 1.229,65 Total 5.035,58 5.035,58 9. Tangki Pencuci 3 (TW-03) Komponen Masuk (kg/jam) Leluar (kg/jam) Arus 19 Arus 20 Arus 21 (ke S-04) α-selulosa Lignin 0,06 0,06 Hemiselulosa 0,03 0,03 H 2 O 414,08 3.074,1232 3.488,21 NaOH Na-lignin 0,02 0,02 HCl 8,10 8,10 NaCl 0,09 0,09 MCC 806,95 806,95 H 2 O 2 0,32 0,32 Sub-Total 1.229,65 3.074,12 4.303,77 Total 4.303,77 4.303,77 10. Screen-04 (SC-04) Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Komponen Arus 23 Arus 21 Arus 22 (ke RoD-01) α-selulosa Lignin 0,06 0,06 0,01 Hemiselulosa 0,02 0,03 0,00 H 2 O 3,488,21 3,139,39 348,82 21
Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Komponen Arus 23 Arus 21 Arus 22 (ke RoD-01) NaOH Na-lignin 0,02 0,01 0,00 HCl 8,10 7,29 0,81 NaCl 0,09 0,08 0,01 MCC 806,95 1,61 805,33 H 2 O 2 0,32 0,28 0,03 Sub-Total 4,303,77 3,148,76 1,155,02 Total 4,303,77 4,303,77 11. Rotary Dryer (RoD-01) Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Komponen Arus 25 Arus 26 Arus 24 (ke UPL) (produk) α-selulosa Lignin 0,01 0,01 Hemiselulosa 0,00 0,00 H 2 O 348,82 341,84 6,98 NaOH Na-lignin 0,00 0,00 HCl 0,81 0,81 0,00 NaCl 0,01 0,01 MCC 805,33 805,33 H 2 O 2 0,03 0,03 Sub-Total 1.155,02 342,69 812,33 Total 1.155,02 1.155,02 22
BAB VI NERACA PANAS B. Neraca Panas Tiap Alat 1. Digester (RD-01) Komponen Panas Masuk (kj/jam) Panas Keluar (kj/jam) α-selulosa 5.308,36 122.092,20 Lignin 2.029,98 2.334,48 Hemiselulosa 3.564,03 81.972,70 H 2 O 322.696,40 7.425.642,64 NaOH 427,93 6.517,77 Na-lignin 44.852,41 Steam pemanas 67.183.728,41 Panas reaksi 59.834.342,90 Total 67.517.755,10 67.517.755,10 2. Rotary Drum Vacuum Filter (RDVF-01) Komponen Panas Masuk (kj/jam) Panas Keluar (kj/jam) α-selulosa 95.550,41 29.778,49 Lignin 1.826,99 569,38 Hemiselulosa 64.152,55 19.993,28 H 2 O 6.709.277,55 6.848.139,81 NaOH 5.100,87 1.589,70 Na-lignin 35.101,89 10.939,58 Total 6.911.010,25 6.911.010,25 3. Screw conveyor (SC-01) Komponen Panas Masuk (kj/jam) Panas Keluar (kj/jam) α-selulosa 29.182,92 Lignin 219,04 98,02 Hemiselulosa 99,97 44,73 23
H 2 O 34.240,70 15.472,36 NaOH 614,42 Na-lignin 54,70 24,48 HCl 14.709,22 36.662,63 NaCl 503,83 MCC 13.059,12 Panas reaksi 13.255,79 Total 79.120,97 79.120,97 4. Tangki Pencuci 1 (TW-01) Komponen Panas Masuk (kj/jam) Panas Keluar (kj/jam) α-selulosa Lignin 98,02 51,19 Hemiselulosa 44,73 23,36 H 2 O 116.618,71 140.692,39 NaOH Na-lignin 24,48 12,78 HCl 36.662,63 19.148,14 NaCl 503,83 263,14 MCC 13.059,12 6.820,51 Total 167.011,53 167.011,53 5. Tangki Bleaching (TB-01) Komponen Panas Masuk (kj/jam) Panas Keluar (kj/jam) α-selulosa Lignin 51,19 73,03 Hemiselulosa 23,36 33,33 H 2 O 224.175,55 212.719,88 NaOH Na-lignin 12,78 18,24 HCl 19.148,14 27.316,34 24
Komponen Panas Masuk (kj/jam) Panas Keluar (kj/jam) NaCl 263,14 375,39 MCC 6.820,51 9.730,00 H 2 O 2 535,60 764,08 Total 251.030,29 251.030,29 6. Screen-02 (S-02) Komponen Panas Masuk (kj/jam) Panas Keluar (kj/jam) α-selulosa Lignin 73,03 73,03 Hemiselulosa 33,33 33,33 H 2 O 212.719,88 212.719,88 NaOH Na-lignin 18,24 18,24 HCl 27.316,34 27.316,34 NaCl 375,39 375,39 MCC 9.730,00 9.730,00 H 2 O 2 764,08 764,08 Total 251.030,29 251.030,29 7. Tangki Pencuci 2 (TW-02) Komponen Panas Masuk (kj/jam) Panas Keluar (kj/jam) α-selulosa Lignin 7,30 4,56 Hemiselulosa 3,33 2,08 H 2 O 96.469,39 101.183,80 NaOH Na-lignin 1,82 1,14 HCl 2.731,63 1.707,01 NaCl 37,54 23,46 MCC 9.710,54 6.068,17 25
H 2 O 2 76,41 47,75 Total 109.037,97 109.037,97 8. Screen-03 (S-03) Komponen Panas Masuk (kj/jam) Panas Keluar (kj/jam) α-selulosa Lignin 4,56 4,56 Hemiselulosa 2,08 2,08 H 2 O 101.183,80 101.183,80 NaOH Na-lignin 1,14 1,14 HCl 1.707,01 1.707,01 NaCl 23,46 23,46 MCC 6.068,17 6.068,17 H 2 O 2 47,75 47,75 Total 109.037,97 109.037,97 9. Tangki Pencuci 3 (TW-03) Komponen Panas Masuk (kj/jam) Panas Keluar (kj/jam) α-selulosa Lignin 0,46 0,40 Hemiselulosa 0,21 0,18 H 2 O 74.387,54 75.126,98 NaOH - Na-lignin 0,11 0,10 HCl 170,70 150,46 NaCl 2,35 2,07 MCC 6.056,03 5.337,77 H 2 O 2 4,77 4,21 Total 80.622,17 80.622,17 26
10. Screen-04 (S-04) Komponen Panas Masuk (kj/jam) Panas Keluar (kj/jam) α-selulosa Lignin 0,40 0,40 Hemiselulosa 0,18 0,18 H 2 O 75.126,98 75.126,98 NaOH Na-lignin 0,10 0,10 HCl 150,46 150,46 NaCl 2,07 2,07 MCC 5.337,77 5.337,77 H 2 O 2 4,21 4,21 Total 80.622,17 80.622,17 11. Rotary Dryer (RoD-01) Komponen Panas Masuk (kj/jam) Panas Keluar (kj/jam) α-selulosa Lignin 0,04 0,04 Hemiselulosa 0,02 0,018 H 2 O 7.512,70 7.292,62 NaOH Na-lignin 0,01 0,01 HCl 15,05 14,60 NaCl 0,21 0,20 MCC 5.327,09 5.171,04 H 2 O 2 0,42 0,40 H 2 O teruapkan 776.020,85 HCl teruapkan 324,35 H 2 O 2 teruapkan 39,92 Pemanas (udara panas) 776.008,53 Total 788.864,06 788.864,06 27
BAB VII SPESIFIKASI PERALATAN PROSES 1. Gudang Penyimpanan TKKS Kode : G-01 Tugas : Menyimpan tandan kosong sawit untuk keperluan produksi selama 7 hari Bentuk : Segi empat beraturan Bahan Konstruksi : Beton Suhu operasi : 30 C Tekanan operasi :1 atm Jumlah :1 unit Panjang : 9,27m Lebar : 9,27 m Tinggi : 18,53 m 2. Gudang Chip Kode : G-02 Tugas : Tempat penyimpanan bahan baku berupa chip tandan kosong sawit selama masa produksi Jenis : Silinder tegak dengan tutup atas datar dan bawah konis (bin/silo) Suhu operasi : 30 o C Tekanan operasi : 1 atm Jumlah : 1 unit Volume tangki : 20167,09 ft 3 Diameter : 20,46 ft Tinggi : 61,34 ft Tebal tangki : 0,44 in Tinggi conical : 2,61 ft 3. Belt Conveyor 28
Tabel 2. Tabel spesifikasi Belt Conveyor Spesifikasi Belt Conveyor Kode BC-01 BC-02 Tugas Jenis Mentransportasikan tandan kosong sawit sebanyak 3000 kg/jam dari gudang penyimpanan bahan baku menuju crusher Flat belt on continuous flow Mentransportasikanchip TKKS sebanyak 3000 kg/jam dari vibratory screen (S-01) menuju bucket elevator (BE-01) Flat belt on continuous flow Bahan Konstruksi Carbon steel Carbon steel Jumlah 1 unit 1 unit Suhu operasi 30 C 30 C Tekanan operasi 1 atm 1 atm Belt width 42 in 14 in Max lump size (in) Uniform size 10 in 90% fines 18 in Uniform size 2 in 90% fines 3 in Area 1,09 ft 2 0,11 ft 2 Normal speed 400 fpm 200 fpm Max belt speed 600 fpm 300 fpm Power 2,78 hp 0,41 hp 29
Spesifikasi Belt Conveyor Kode BC-03 BC-04 Tugas Jenis Mentransportasikan chip TKKS sebanyak 2066,80 kg/batch dari gudang chip menuju bucket elevator untuk diumpankan ke digester Flat belt on continuous flow Mentransportasikan chip TKKS sebanyak 547,99 kg/jam dari screen (S-05) menuju gudang penyimpanan produk Flat belt on continuous flow Bahan Konstruksi Carbon steel Carbon steel Jumlah 1 unit 1 unit Suhu operasi 30 C 30 C Tekanan operasi 1 atm 1 atm Belt width 14 in 14 in Max lump size (in) Uniform size 2 in 90% fines 3 in Uniform size 2 in 90% fines 3 in Area 0,11 ft 2 0,11 ft 2 Normal speed 200 fpm 200 fpm Max belt speed 300 fpm 300 fpm Power 0,41 hp 0,40 hp 4. Hammer Crusher Kode : HC-01 30
Tugas Jenis Bahan konstruksi Jumlah Length x gape (in) Type of jaw plates Discharge setting (in) Kapasitas Putaran Daya motor Crusher weight : Menghancurkan tandan kosong sawit sebanyak 3000 kg/jam agar diperoleh chip TKKS dengan ukuran yang lebih kecil dan halus. : Black Jaw Crusher : Carbon steel : 1 unit : 15x10 : Standar jaw plate : 1 ½ in : 7 ton/jam (standar) : 235 rpm : 15 Hp : 10.000 lb 5. Hammer Crusher Kode Tugas Jenis Bahan konstruksi Jumlah Length x gape (in) Type of jaw plates Discharge setting (in) Kapasitas Putaran Daya motor Crusher weight : HC-02 : Menghancurkan tandan kosong sawit sebanyak 3000 kg/jam agar diperoleh chip TKKS dengan ukuran yang lebih kecil dan halus. : Black Jaw Crusher : Carbon steel : 1 unit : 15x10 : Standar jaw plate : 1 ½ in : 7 ton/jam (standar) : 235 rpm : 15 Hp : 10.000 lb 6. Digester Kode : RD-01 31
Tugas Jenis Bentuk Suhu operasi Tekanan operasi Tebal shell Diameter luar shell : tempat berlangsungnya pemasakan chip sebanyak 2066,799 kg/batch dengan larutan NaOH 12% dan pemanasan dengan steam : reaktor dengan injeksi steam : silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal :140 o C : 10,8 atm (158,71 psi) : 1,50 in : 123,50 in Tebal tutup dan alas : 1,75 in Tinggi shell : 389,14 in Karakteristik pipa steam NPS : ½ in Sch : 80 OD : 0,840 in ID : 0,546 in A : 0,00163 ft 2 (1,511 x 10-4 m 2 ) 7. Bucket Elevator Tabel 3. Spesifikasi Bucket Elevator Spesifikasi Bucket Elevator Kode BE-01 BE-02 Tugas Mengangkut chip TKKS hasil screen dari belt conveyor (BC-02) sebanyak 3000 kg/jam menuju ke gudang penyimpanan bahan baku Mengangkut chip TKKS dari gudang penyimpanan bahan baku sebanyak 2066,80 kg/batch menuju ke reaktor digester untuk didelignifikasi. 32
Spesifikasi Bucket Elevator Kode BE-01 BE-02 Jenis Minneapolis type, continuous Minneapolis continuous type, Bahan konstruksi Carbon steel Carbon steel Jumlah 1 unit 1 unit Suhu operasi 30 C 30 C Tekanan operasi 1 atm 1 atm Size lumps handle 0,75 in 0,75 in Head shaft 43 rpm 43 rpm Power required at head shaft 1 hp 1 hp Bucket spacing 12 in 12 in Kecepatan 225 ft/menit 225 ft/menit Head 1,9375 in 1,9375 in Tail 1,687 in 1,687 in Lebar belt 7 in 7 in Panjang bucket 6 in 6 in Lebar bucket 4 in 4 in Tinggi bucket 4,5 in 4,5 in 8. Tangki Blow Down Kode : TBD-01 33
Tugas : Tempat untuk mereduksi tekanan dan suhu serta untuk menampung pulp yang diproduksi sebanyak 17179,44272 kg/jam Jenis : Tangki silinder vertikal cone bottom Bahan konstruksi : Stainless steel Suhu operasi : 140 C Tekanan operasi : 5 atm Jumlah : 1 unit Volume tangki : 17097,51 ft 3 Diameter : 19,36 Tinggi : 58,09 ft Tebal tangki : 0,9168 in Tinggi conical : 2,46 ft 9. Tangki Antara Kode : TA-01 Tugas : Tempat transisi sistem operasi batch menjadi sistem operasi kontinyu serta menurunkan suhu pulp Bentuk : Box vertical dengan tutup datar bagian atas Bahan Konstruksi : Carbon Steel Jumlah : 1 unit Kondisi penyimpanan T udara masuk : 298,15 K T pulp masuk : 120 o C T pulp keluar : 54 o C Volume : 19,37 m 3 Tinggi : 2,05 m Lebar : 3,07 m Panjang : 3,07 m 10. Rotary Drum Vacuum Filter Kode : RDVF-01 34
Tugas : Memisahkan pulp yang mengandung α-selulosa dari impuritasnya (mengurangi kandungan lignin) dengan umpan pulp masuk sebanyak 60128,04953 kg/jam Jenis : Rotary Drum Vacuum Filter Bahan konstruksi : Commercial steel Suhu operasi : 53 C Tekanan operasi : 1 atm Luas filter : 2,60 m 2 11. Screw Conveyor Kode : SC-01 Tugas : Tempat terjadinya reaksi pembentukan microcrystalline cellulose serta pencampuran pulp sebanyak 1119,2358 kg/jam dengan larutan HCl 5% Bahan konstruksi : Stainless steel Panjang : 50 m Shaft diameter : 12 cm (0,12 m) Jari-jari shaft (r) : 0,06 m 12. Tangki Bleaching Kode Tugas : TB-01 :Memutihkan pulp sebanyak 7111,91 kg/jam dengan manambahkan larutan H 2 O 2 Bentuk : Tangki silinder tegak dilengkapi pengaduk Bahan konstruksi : Stainless steel Jumlah : 1 unit Suhu operasi : 30 C Tekanan operasi : 1 atm Diameter shell : 1,33 m Tinggi shell : 2,66 m 35
Tebal shell Diameter tutup Tinggi tutup Tebal tutup Jumlah baffle Daya motor : 0,15 in : 1,33 m : 0,33 m : 0,15 in : 4 buah : 0,19 hp 13. Tangki Pencuci Tabel 4. Spesifikasi Tangki Pencuci Spesifikasi Tangki Pencuci Kode TW-01 TW-02 TW-03 Tugas Mencuci pulp yang Mencuci pulp yang Mencuci pulp yang keluar dari digester keluar dari digester keluar dari digester sebanyak 6773,25 sebanyak 5035,58 sebanyak 4303,77 kg/jam kg/jam kg/jam Bentuk Tangki silinder tegak Tangki silinder Tangki silinder dilengkapi pengaduk tegak dilengkapi tegak dilengkapi pengaduk pengaduk Bahan konstruksi Stainless steel Stainless steel Stainless steel Suhu operasi 30 C 30 C 30 C Tekanan operasi 1 atm 1 atm 1 atm Jumlah 1 unit 1 unit 1 unit Diameter shell 1,32 m 1,19 m 1,13 m Tinggi shell 2,64 m 2,38 m 2,25 m Tebal shell 0,15 in 0,15 in 0,14 in 36
Spesifikasi Tangki Pencuci Kode TW-01 TW-02 TW-03 Diameter tutup 1,32 m 1,19 m 1,13 m Tinggi tutup 0,33 m 0,30 m 0,28 m Tebal tutup 0,15 in 0,15 in 0,14 in Jumlah baffle 4 buah 4 buah 4 buah Daya motor 0,18 hp 0,11 hp 0,08 hp 14. Tangki Penyimpanan Tabel 5. Spesifikasi Tangki Penyimpanan Spesifikasi Tangki Penyimpanan Kode TP-01 TP-02 TP-0 Tugas Pemyimpanan larutan Penyimpanan larutan Penyimpanan larutan NaOH 48% HCl 38% H 2 O 2 50% Bentuk Silinder tegak alas Silinder tegak Silinder tegak alas dan tutup datar dengan alas datar dan tutup datar dan tutup ellipsoidal Bahan Konstruksi Stainless steel Stainless steel Stainless steel Jumlah 1 unit 1 unit 1 unit Suhu Operasi 30 C 30 C 30 C Tekanan operasi 1 atm 1 atm 1 atm Diameter shell 2,78 m 2,07 m 2,38 m 37
Spesifikasi Tangki Penyimpanan Kode TP-01 TP-02 TP-0 Tinggi shell 5,55 m 4,14 m 4,76 m Tebal shell 0,24 in 0,20 in 0,21 in Diameter tutup 2,78 m 2,07 m 2,38 m Tinggi tutup 0,69 m Tebal tutup 0,24 in 0,20 in 0,21 in 15. Tangki Mixing Tabel 6. Spesifikasi Tangki Mixing Spesifikasi Tangki Mixing Kode TM-01 TM-02 TM-03 Tugas Pencampuran Pencampuran Pencampuran H 2 O 2 sebanyak 51,67 sebanyak 107,37 sebanyak 62,99 kg/jam NaOH 48% kg/jam HCl 38% kg/jam H 2 O 2 50% dengan air menjadi dengan air menjadi dengan air menjadi NaOH 12% HCl 5% H 2 O 2 9,3% Bentuk Silinder tegak dilengkapi pengaduk Silinder tegak dilengkapi pengaduk Silinder tegak dilengkapi pengaduk Bahan konstruksi Stainless steel Stainless steel Stainless steel Jumlah 1 unit 1 unit 1 unit Suhu operasi 30 C 30 C 30 C Tekanan operasi 1 atm 1 atm 1 atm Diameter shell 0,52 m 0,83 m 0,62 m 38
Spesifikasi Tangki Mixing Kode TM-01 TM-02 TM-03 Tinggi shell 1,04m 1,66 m 1,23 m Tebal shell 0,12 in 0,13 in 0,12 in Diameter tutup 0,52 m 0,83 m 0,62 m Tinggi tutup 0,13 m 0,21 m 0,15 m Tebal tutup 0,12 in 0,13 in 0,12 in Jumlah baffle 4 buah 4 buah 4 buah Daya motor 0,0017 hp 0,01 hp 0,0039 hp 16. Screen Tabel 7. Spesifikasi Screen Spesifikasi screen Kode S-01 S-02 S-03 Tugas Mengayak chip TKKS sebanyak 2431,53 kg/jam agar ukurannya menjadi lebih seragam (20 mesh) Memisahkan pulp sebanyak 7111,91 kg/jam dari bahan terlarut yang tidak diinginkan Memisahkan pulp sebanyak 5035,58 kg/jam dari bahan terlarut yang tidak diinginkan Jenis Vibratory screen Vibratory screen Vibratory screen Suhu operasi 30 o C 30 o C 30 o C Tekanan operasi 1 atm 1 atm 1 atm Luas 6,46 ft 2 18,91 ft 2 13,39 ft 2 39
Spesifikasi screen Kode S-01 S-02 S-03 Panjang 3,11 ft 5,33 ft 4,48 ft Lebar 2,08 ft 3,55 ft 2,99 ft Spesifikasi screen Kode S-04 S-05 Tugas Memisahkan pulp sebanyak 4303,77 kg/jam dari bahan terlarut yang tidak diinginkan Mengayak produk MCC dari ball mill sebanyak 812,33 kg/jam Jenis Vibratory screen Vibratory screen Suhu operasi 30 o C 30 o C Tekanan operasi 1 atm 1 atm Luas 11,44 ft 2 5,95 ft 2 Panjang 4,14 ft 2,99 ft Lebar 2,76 ft 1,99 ft 17. Rotary Dryer (RoD-01) Kode Tugas Jenis Kondisi Jumlah : RoD-01 : Mengurangi kadar air pada produk MCC sehingga produk yang dihasilkan dalam keadaan kering : Co-current rotary dryer : Udara panas 100 C, 1 atm : 1 unit 40
Luas dryer : 8,02 m 3 Diameter : 1,13 m Panjang dryer : 2,26 m 18. Ball Mill Kode : BM-01 Tugas : Menghancurkan MCC agar ukurannya sesuai dengan spesifikasi produk yang diinginkan Jenis : Ball mill Suhu operasi : 30 C Tekanan operasi : 1 atm Jumlah : 1 unit Size, diameter x length (ft) : 4 x 4 Approximate, ball load (lb) : 3.300 Approximate rpm : 30 rpm Ukuran partikel : ½ in to 65 mesh Kapasitas : 30 ton/hari (standar) Power : 20 25 hp 19. Gudang Produk Kode : G-03 Tugas : Menyimpan produk MCC sebanyak 812,33 kg/jam selama 1 bulan Bentuk : Segi empat beraturan Bahan Konstruksi : Beton Suhu operasi : 30 C Tekanan operasi : 1 atm Volume gudang : 467,90 m 3 Tinggi : 48,91 m Panjang : 122,27 m Lebar : 97,81 m 41
20. Pompa Tabel 8. Spesifikasi Pompa Spesifikasi Pompa Kode P-01 P-02 P-03 P-04 P-05 Tugas Memompa pulp hasil Memompa pulp Memompa pulp yang Memompa pulp Memompa pulp reaksi delignifikasi yang tertampung di tertampung di TA-01 sebanyak 6773,25 sebanyak 7111,91 sebanyak 17179,44 tangki blowdown sebanyak 17179,44 kg/jam dari tangki kg/jam dari tangki kg/jam dari reaktor sebanyak 17179,44 kg/jam menuju ke pencuci 01 menuju ke bleaching ke screen digester menuju ke kg/jam menuju ke RDVF-01 tangki bleaching (S-02) tangki blowdown tangki antara (TA- 01) Jenis Pompa sentrifugal Pompa sentrifugal Pompa sentrifugal Pompa sentrifugal Pompa sentrifugal single stage single single stage single single stage single single stage single suction suction suction suction Bahan konstruksi Stainless steel Stainless steel Stainless steel Stainless steel Stainless steel Jumlah 1 unit 1 unit 1 unit 1 unit 1 unit 42
Spesifikasi Pompa Kode P-01 P-02 P-03 P-04 P-05 kapasitas 0,17 ft 3 /s 0,17 ft 3 /s 0,17 ft 3 /s 0,06 ft 3 /s 0,07 ft 3 /s Diameter nominal 4 in 4 in 4 2,5 in 2,5 in Schedule number 40 40 40 40 40 Diameter dalam 4,026 in 4,03 in 4,03 in 2,47 in 2,47 in Diameter luar 4,5 in 4,5 in 4,5 in 2,88 in 2,88 in Daya pompa 1,21 hp 1,21 hp 1,21 hp 0,29 hp 0,30 hp Spesifikasi Pompa Kode P-06 P-07 P-08 P-09 P-10 Tugas Memompa pulp Memompa pulp Memompa larutan Memompa larutan Memompa larutan sebanyak 5035,58 sebanyak 4303,77 NaOH 48 % HCl 38 % sebanyak H 2 O 2 50 % sebanyak 43
Spesifikasi Pompa Kode P-06 P-07 P-08 P-09 P-10 kg/jam dari tangki kg/jam dari tangki sebanyak 51,67 107,37 kg/jam dari 62,99 kg/jam dari pencuci (TW-02) pencuci (TW-03) kg/jam dari tangki tangki penyimpanan tangki penyimpanan menuju ke screen (S- menuju ke screen penyimpanan ke ke tangki mixing HCl ke tangki mixing H 2 O 2 03) (S-04) tangki mixing NaOH Jenis Pompa sentrifugal Pompa sentrifugal Pompa sentrifugal Pompa sentrifugal Pompa sentrifugal single stage single single stage single single stage single single stage single single stage single suction suction suction suction suction Bahan konstruksi Stainless steel Stainless steel Stainless steel Stainless steel Stainless steel Jumlah 1 unit 1 unit 1 unit 1 unit 1 unit kapasitas 0,05 ft 3 /s 0,04 ft 3 /s 0,0003 ft 3 /s 0,0009 ft 3 /s 0,0005 ft 3 /s Diameter nominal 2 in 2 in 0,25 in 0,375 in 0,25 in Schedule number 40 40 40 40 40 44
Spesifikasi Pompa Kode P-06 P-07 P-08 P-09 P-10 Diameter dalam 2,07 in 2,07 in 0,36 in 0,49 in 0,36 in Diameter luar 2,38 in 2,38 in 0,54 in 0,68 in 0,54 in Daya pompa 0,21 hp 0,18 hp 0,002 hp 0,005 hp 0,003 hp Spesifikasi Pompa Kode P-11 P-12 P-13 Tugas Memompa larutan NaOH 12% sebanyak 206,68 kg/jam dari tangki mixing ke reaktor digester Memompa larutan HCl 5% sebanyak 815,98 kg/jam dari tangki mixing HCl ke screw conveyor Memompa larutan H 2 O 2 9,3% sebanyak 388,66 kg/jam dari tangki mixing H 2 O 2 ke tangki bleaching Jenis Pompa sentrifugal Pompa sentrifugal Pompa sentrifugal 45
Spesifikasi Pompa Kode P-11 P-12 P-13 single stage single suction single stage single suction single stage single suction Bahan konstruksi Stainless steel Stainless steel Stainless steel Jumlah 1 unit 1 unit 1 unit kapasitas 0,002 ft 3 /s 0,008 ft 3 /s 0,003 ft 3 /s Diameter nominal 0,5 in 1 0,75 in Schedule number 40 40 40 Diameter dalam 0,62 in 1,05 in 0,82 in Diameter luar 0,84 in 1,32 in 1,05 in Daya pompa 0,009 hp 0,03 hp 0,02 hp 46
BAB VIII UTILITAS Unit utilitas adalah unit yang bertugas menyediakan sarana penunjang proses produksi. Fasilitas fasilitas yang terdapat dalam unit utilitas, antara lain: A. Unit Penyediaan Air B. Unit Penyediaan Steam dan Bahan Bakar C. Unit Penyediaan Udara Tekan D. Unit Penyediaan Listrik E. Unit Pengolahan Limbah A. UNIT PENYEDIAAN AIR Unit penyediaan air bertugas untuk mengolah dan menyediakan air untuk air proses, keperluan umum, pembuatan steam (umpan boiler), dan air pendingin. Perhitungan keperluan air : a) Air proses Untuk keperluan proses, air proses berasal dari air sungai yang telah di treatment terlebih dahulu. Perhitungan kebutuhan air proses : 1. Air umpan digester = 14901,98 kg/jam 2. Air pencuci RDVF-01 = 42948,61 kg/jam 3. Air pencuci TW-01 = 4838,03 kg/jam 4. Air pencuci TW-02 = 3596,84 kg/jam 5. Air pencuci TW-03 = 3074,12 kg/jam 6. Air pengenceran HCl = 708,61 kg/jam 7. Air pengenceran NaOH = 155,01 kg/jam 8. Air pengenceran H 2 O 2 = 275,67 kg/jam Jumlah air proses yang dibutuhkan = 70498,88 kg/jam Asumsi angka kebocoran sebesar 2% dari total air proses = 1409,98 kg/jam Total penggunaan air proses = 71908,86 kg/jam 47
b) Air keperluan umum 1. Kebutuhan karyawan = 333,33 kg/jam (berjumlah 200 orang dengan kebutuhan 40L/orang/hari) 2. Perumahan = 2500 kg/jam (berjumlah 200 KK dengan kebutuhan 300L/KK/hari) 3. Pertamanan = 416,67 kg/jam (berjumlah 10000L/hari) 4. Laboratorium = 125 kg/jam (berjumlah 3000 L/hari) 5. Pemadam kebakaran = 1225 kg/jam (berjumlah 1,4 kali dari kebutuhan karyawan, pertamanan, dan laboratorium) Total jumlah air keperluan umum = 4600 kg/jam Asumsi angka keamanan sebesar 20%, maka total air keperluan umum sebesar 5520 kg/jam c) Air untuk pembuatan steam 1. Steam untuk pemasakan pulp di reaktor Digester = 33416,10 kg/jam Angka keamanan sebesar 20%, maka total steam yang dibutuhkan 40099,31 kg/jam. Dari total perhitungan di atas, maka besarnya kebutuhan air untuk proses steady state yang perlu disediakan dari air sungai yaitu berasal dari : 1. Air untuk keperluan produksi = 71908,86 kg/jam 2. Air untuk keperluan umum = 5520,00 kg/jam 3. Air untuk pembuatan steam = 40099,31 kg/jam Maka total air sungai yang harus diolah adalah sebesar 117528,18 kg/jam. Spesifikasi peralatan utilitas 1. Screen Kode : SU-01 48
Tugas : Menyaring kotoran dari air sungai yang berukuran besar. Jenis : Bar screen Jumlah : 1 unit Suhu operasi : 30 o C Tekanan operasi : 1 atm Lebar bar : 5 mm. Tebal bar : 20 mm. Bar clean spacing : 20 mm. Jumlah bar : 50 Slope : 30 mm. Panjang : 2 meter. Lebar : 2 meter. Luas bukaan : 2,04 m 2 2. Kolam ekualisasi Kode Tugas Jenis Jumlah Panjang Lebar Tinggi : EU-01 : Mengkondisikan agar air tidak berfluktuasi : Bak beton persegi panjang : 1 unit : 19,94 m : 9,97 m : 9,97 m 3. Bak Sedimentasi Kode Tugas Jenis Jumlah Panjang Lebar : BSU-01 : Mengendapkan padatan atau lumpur dari air sungai. : Bak beton persegi panjang : 1 unit : 18,51 m : 9,26 m 49
Tinggi : 9,26 m 4. Tangki Pelarutan Al 2 (SO 4 ) 3 Kode : TMU-01 Tugas : Melarutakan Al 2 (SO 4 ) 3 sebanyak 34,5465 kg/jam Jenis : Tangki silinder vertical berpengaduk Suhu operasi : 30 C Tekanan operasi : 1 atm Jumlah : 1 unit Diameter shell : 0,84 m Tinggi shell : 1,67 m Tebal shell : 0,13 in Diameter tutup : 0,84 m Tinggi tutup : 0,21 m Tebal tutup : 0,13 in Jumlah baffle : 4 buah Daya motor : 0,02 hp 5. Tangki Pelarutan Na 2 CO 3 Kode : TMU-02 Tugas : Melarutakan Na 2 CO 3 sebanyak 6,7366 kg/jam Jenis : Tangki silinder vertical berpengaduk Suhu operasi : 30 C Tekanan operasi : 1 atm Jumlah : 1 unit Diameter shell : 0,49 m Tinggi shell : 0,97 m Tebal shell : 0,12 in Diameter tutup : 0,49 m Tinggi tutup : 0,12 m Tebal tutup : 0,12 in Jumlah baffle : 4 buah 50
Daya motor : 0,0012 hp 6. Tangki Koagulasi Kode Tugas Jenis Suhu operasi Tekanan operasi Jumlah Diameter shell Tinggi shell Tebal shell Diameter tutup Tinggi tutup Tebal tutup Jumlah baffle Daya motor : TKU-01 : Membentuk flok-flok kotoran padatan dengan menambahkan larutan Al 2 (SO 4 ) 3 dan larutan Na 2 CO 3 : Tangki silinder vertical berpengaduk : 30 C : 1 atm : 1 unit : 4,37 m : 8,73 m : 0,35 in : 4,37 m : 1,09 m : 0,35 in : 4 buah : 68,80 hp 7. Clarifier Kode Tugas Jenis Suhu operasi Tekanan operasi Jumlah Diameter shell Tinggi shell Tebal shell Diameter tutup Tinggi tutup : CU-01 : memisahkan endapan flok-flok dari air bersih : Tangki silinder vertical berpengaduk : 30 C : 1 atm : 1 unit : 4,91 m : 9,91 m : 0,41in : 4,91 m : 1,25 m 51
Tebal tutup Jumlah baffle Daya motor : 0,41 in : 4 buah : 135,24 hp 8. Sand Filter Kode : SFU-01 Tugas : Menyaring kotoran yang terkandung dalam air Jumlah : 1 unit Suhu operasi : 30 C Tekanan operasi : 1 atm Luas penyaringan : 173,15 ft 2 diameter tangki : 4,53 m Tinggi : 5,43 m 9. Carbon Filter Kode : CFU-01 Tugas : menghilangkan bau pada air Jumlah : 1 unit Suhu operasi : 30 C Tekanan operasi : 1 atm Luas penyaringan : 173,13 ft 2 diameter tangki : 4,53 m Tinggi : 5,43 m 10. Tangki utilitas-01 Kode Tugas Bentuk Bahan konstruksi Jumlah : TU-01 : Penyimpanan air yang keluar dari clarifier sebanyak 117530,00 kg/jam. : Silinder tegak dengan alas datar dan tutup ellipsoidal : Stainless steel : 1 unit 52
Suhu operasi Tekanan operasi Diameter shell Tinggi shell Tebal shell : 30 o C : 1 atm : 4,94 m : 6,17 m : 0,22 in 11. Tangki Utilitas-02 Kode Tugas Bentuk Bahan konstruksi Jumlah Suhu operasi Tekanan operasi Diameter shell Tinggi shell Tebal shell : TU-02 : Penyimpanan air untuk keperluan air proses dan kebutuhan air umpan boiler sebanyak 112008,17 kg/jam : Silinder tegak dengan alas datar dan tutup ellipsoidal : Stainless steel : 1 unit : 30 o C : 1 atm : 4,86 m : 7,29 m : 0,23 in 12. Tangki domestic Kode Tugas Bentuk Bahan konstruksi Jumlah Suhu operasi Tekanan operasi Diameter shell : TU-03 : Penyimpanan air untuk umpan deaerator sebanyak 5520,00 kg/jam : Silinder tegak dengan alas datar dan tutup ellipsoidal : Stainless steel : 1 unit : 30 o C : 1 atm : 1,78 m 53
Tinggi shell Tebal shell : 2,67 m : 0,06 in 13. Tangki air proses Kode Tugas Bentuk Bahan konstruksi Jumlah Suhu operasi Tekanan operasi Diameter shell Tinggi shell Tebal shell : TU-04 : Penyimpanan air untuk keperluan produksi sebanyak 71908,86 kg/jam : Silinder tegak dengan alas datar dan tutup ellipsoidal : Stainless steel : 1 unit : 30 o C : 1 atm : 4,19 m : 6,29 m : 0,18 in 14. Cation Exchanger Kode Tugas Bahan konstruksi Jumlah Suhu operasi Tekanan operasi Diameter shell Tinggi resin Tinggi bed Tinggi tangki : CEU-01 : menghilangkan kandungan mineral dalam air sebanyak 40099,31 kg/jam : Stainless steel : 1 unit : 30 o C : 1 atm : 2,09 m : 2,51 m : 1,34 m : 1,68 m 54
15. Anion Exchanger Kode Tugas Bahan konstruksi Jumlah Suhu operasi Tekanan operasi Diameter shell Tinggi bed Tinggi tangki : CEU-01 : menghilangkan kandungan mineral dalam air sebanyak 40099,31 kg/jam : Stainless steel : 1 unit : 30 o C : 1 atm : 1,87 m : 1,68 m : 2,09 m 16. Deaerator Kode Tugas Jenis Bahan konstruksi Jumlah Suhu operasi Tekanan operasi Diameter tangki Panjang tangki Tebal tangki : DU-01 : menghilangkan gas-gas terlarut dalam air : Tangki silinder horizontal : Stainless steel : 1 unit : 30 o C : 1 atm : 3,72 m : 5,57 m : 0,16 in 17. Tangki umpan boiler Kode Tugas Bentuk Bahan konstruksi Jumlah : TU-05 : Penyimpanan air untuk kebutuhan steam boiler 40099,3146 kg/jam : Silinder tegak dengan alas datar dan tutup ellipsoidal : Stainless steel : 1 unit 55
Suhu operasi Tekanan operasi Diameter tangki Tinggi tangki Tebal tangki : 30 o C : 1 atm : 3,45 m : 5,17 m : 0,15 in 56
18. Pompa Tabel 9. Spesifikasi Pompa Utilitas Pompa Suction Discharge Debit, ft 3 /s Head, m Power, hp PU-01 Sungai Screen 1,16 15 8,05 PU-02 Kolam ekualisasi Bak sedimentasi 1,16 25 5,37 PU-03 Bak sedimentasi Tangki koagulasi 1,16 9 4,83 PU-04 Tangki koagulasi Clarifier 1,16 10 5,37 PU-05 Clarifier Sand filter 1,16 6 3,22 PU-06 Carbon filter Tangki utilitas 1 1,16 10 5,37 PU-07 Tangki utilitas 1 Tangki domestik 0,05 3 0,08 PU-08 Tangki utilitas 1 Tangki utilitas 2 1,10 10 5,11 PU-09 Tangki utilitas 2 Tangki proses 0,71 10 3,28 PU-10 Tangki utilitas 2 Cation exchanger 0,40 5 0,92 PU-11 Cation exchanger anion exchanger 0,40 3 0,37 PU-12 anion exchanger Deaerator 0,40 2,5 0,46 PU-13 Deaerator Tangki umpan boiler 0,40 10 1,83 PU-14 Tangki umpan boiler Boiler 0,40 8 1,47 PU-15 Tangki Al2(SO4)3 Tangki koagulasi 0,0003 9 0,5 57
Pompa Suction Discharge Debit, ft 3 /s Head, m Power, hp PU-16 Tangki Na2CO3 Tangki koagulasi 6,61 x 10-5 9 0,5 58
B. UNIT PENYEDIAAN STEAM DAN BAHAN BAKAR 1. Boiler Kode : BU-01 Tugas : Menghasilkan steam sebesar 24199,02 kg/jam. Jenis : Water tube boiler Jumlah boiler : 1 unit Suhu steam :180 o C Tekanan steam :1002,70 KPa = 10 atm (Smith, 2001) Daya : 1902,26 hp Luas : 19022,60 ft2 Panjang tube : 50 ft Diameter luar tube : 3,5 in Luas selubung tube : 0,917 ft 2 /ft Jumlah tube : 1931,23 buah C. UNIT PENYEDIAAN UDARA TEKAN Udara tekan dibutuhkan untuk menggerakkan alat alat kontrol yang bekerja secara pneumatik. Kebutuhan udara tekan diasumsikan 100 m 3 /jam pada suhu 273 K. Udara yang diperoleh merupakan udara yang berasal dari lingkungan dengan spesifikasi sebagai berikut : Suhu = 35 o C = 308 K Relative Humidity = 75% Asumsi : Udara mengikuti gas ideal dan kompresi dilakukan secara adiabatik. Dengan menggunakan rumus Actual BHP untuk single stage (Ludwig, 1984) diperoleh nilai BHP sebesar 5,4 kw atau 7,25 Hp. Dengan mengambil asumsi nilai efisiensi motor sebesar 70%, maka power yang dibutuhkan adalah sebesar 10Hp. Untuk mengeringkan udara dibutuhkan silika gel. Volume udara yang akan dikeringkan sebanyak 100 m 3 /jam atau 4,46 kmol/ja dengan massa udara sebesar 128,56 kg/jam atau 283,42 lb/jam. Pada suhu 59
kamar (86 o F), kelembaban udara adalah 0,028 lb air/lb udara, maka kandungan air di udara sebesar 7,94 lb/jam. Pada keadaan jenuh, silika gel dapat menyerap air sebesar 0,5 lb air/lb silika. Sehingga kebutuhan silika yaitu sebesar 15,87 lb silika/jam. Asumsi regenerasi silika dilakukan setiap 24 jam, maka volume silika yang dibutuhkan sebanyak 0,22 m 3. Asumsi volume silika adalah 50% volume tangki, maka volume tangki yang dibutuhkan sebesar 0,45 m 3. Tangki merupakan tangki silinder dengan asumsi nilai H = 1,2D, maka diperoleh diameter sebesar 0,8 m dan tinggi1,2 m. Asumsi dibutuhkan make up silika gel sebanyak 2%, maka jumlah silika gel untuk make up adalah sebesar 0,32 lb/jam D. UNIT PENYEDIAAN LISTRIK Besarnya kebutuhan listrik yang dibutuhkan, antara lain : 1. Untuk penggerak alat proses = 109,73 Hp 2. Untuk keperluan utilitas = 331,92 Hp 3. Untuk keperluan umum = 200 Hp 4. Untuk instrumentasi = 300 Hp Total daya yang dibutuhkan = 941,65 Hp = 702,20 kw 703 kw Pemenuhan listrik diperoleh dari PLN untuk industri dengan kebutuhan listrik diatas 200 kw. Harga yang ditentukan oleh PLN, yaitu : 1 kwh = Rp 864 Untuk memenuhi 703 kw selama 1 jam, maka dibutuhkan biaya sebesar Rp 606.701, sehingga selama 1 bulan dibutuhkan biaya sebesar Rp 436.824.483. Pabrik juga menyediakan sumber listrik cadangan yang berasal dari pembakaran diesel. Daya yang dibutuhkan = 703 kw = 182.217.600 kj untuk 3 hari = 43.732.224 kcal/3 hari. Diketahui bahwa : Panas pembakaran diesel = 10800 kcal/kg 60
Densitas = 830 kg/m 3 Maka : Kebutuhan bahan bakar = 4049,28 (untuk 3 hari) Kapasitas bahan bakar =4,88 m 3 Bahan bakar ini disimpan dalam tangki selama tiga hari. Volume design tangki = 1,2 kapasitas fuel = 5,85 m 3 Tangki merupakan tangki silinder dengan asumsi nilai H = 1,2D, maka: diperoleh diameter sebesar 1,84 m dan tinggi 2,21 m. E. UNIT PENGOLAHAAN LIMBAH 1. Air sisa regenerasi Air sisa regenerasi resin biasanya mengandung asam atau pun basa karena pada regenerasi resin digunakan larutan HCl dan juga NaOH, sehingga perlu dinetralkan dalam suatu kolam sebelum dibuang. Air dari kolam diusahakan ber-ph 7 (netral) sehingga tidak berbahaya bagi lingkungan. 2. Pembuangan limbah Jumlah limbah dari rotary drum filter = 59008,81 kg/jam Jumlah limbah dari screen 1 = 5673,17 kg/jam Jumlah limbah dari screen 2 = 3805,93 kg/jam Jumlah limbah dari screen 3 = 3148,76 kg/jam Jumlah limbah dari rotary dryer = 342,61 kg/jam Jumlah total limbah = 71979,28 kg/jam Limbah yang dihasilkan dari proses produksi microcrystalline cellulose dapat dibedakan menjadai 2 jenis yaitu cair dan padat. Limbah cair yang dihasilkan dari proses produksi diolah dengan menggunakan Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL). Sistem pengolahan limbah cair berdasarkan unit operasinya dibedakan menjadi 3, yaitu secara fisik, kimia, dan biologi. Pengendapan biasanya dilakukan pada bak pengendap atau bak penjernih. Prinsip kerja bak pengendap hanya berdasarkan gaya berat, sehingga memerlukan waktu tinggal lebih dari 24 jam. Tugas : Mengendapkan padatan dari limbah 61
Jenis : Bak beton persegi panjang Jumlah : 5 unit Waktu tinggal : 2 hari Laju massa limbah = 71979,28 kg/jam Densitas limbah = 1003,21 kg/m 3 Laju massa limbah per unit = 14395,86 kg/jam Volume limbah = 688,79 m3 Asumsi overdesign tangki sebesar 20% Volume bak = 826,55 m 3. Direncanakan ukuran bak yaitu: Panjang = 2Lebar = 2tinggi, Maka ukuran bak yaitu : Panjang = 16,67 m Lebar = 8,33 m Tinggi = 8,33 m 62
BAB IX LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK Pemilihan lokasi pabrik merupakan hal yang paling penting dan perlu dipertimbangkan. Pemilihan lokasi pabrik yang tidak tepat dapat berdampak buruk bagi keberlangsungan suatu produksi. Pemilihan lokasi pabrik didasarkan pada pertimbangan-pertimbangan dari segi ekonomi, sosial, maupun hukum. Beberapa pertimbangan yang perlu diperhatikan dalam memilih lokasi pabrik, antara lain :: 1. Ketersediaan bahan baku Pabrik sebaiknya ditempatkan di wilayah yang dekat dengan sumber bahan baku sehingga dapat mengurangi biaya transportasi bahan baku. Selain itu, lokasi pabrik sebaiknya berada di dekat pelabuhan untuk mempermudah transportasi bahan baku ataupun produk. Bahan baku industri pembuatan MCC berupa tandan kosong kelapa sawit, sehingga sebaiknya pabrik didirikan di wilayah yang dekat dengan perkebunan kelapa sawit.. 2. Pemasaran Microcrystalline cellulose merupakan bahan yang memiliki peran penting sehingga dibutuhkan oleh banyak industri sebagai bahan pembantu maupun bahan utama. Atas pertimbangan tersebut, sebaiknya pendirian pabrik MCC dilakukan di kawasan industri supaya pemasaran produk mudah. 3. Ketersediaan air dan energi Kebutuhan air dan energi untuk suatu pabrik tidak terbatas. Untuk itu, lokasi pabrik sebaiknya berada di kawasan yang dekat dengan sumber air dan sumber energi (listrik). Kebutuhan air di suatu pabrik digunakan untuk keperluan air pendingin, steam, serta utilitas lainnya. Ketersediaan air bisa didapatkan dari air laut, sungai, danau, dll. 4. Ketersediaan tenaga kerja Dalam mendirikan suatu pabrik, dibutuhkan pelaku yang dapat menjalankan pabrik tersebut dengan baik. Tenaga kerja yang dibutuhkan adalah tenaga kerja terdidik maupun tak terdidik. Pabrik sebaiknya 63
didirikan di wilayah yang mudah untuk mencari tenaga kerja terdidik maupun tak terdidik. 5. Kondisi geografis dan social Lokasi pabrik sebaiknya berada di wilayah yang jauh dari potensi bencana alam seperti gempa bumi, banjir, gunung meletus, dan lain-lain. Dukungan sosial dari masyarakat setempat dapat mendukung kestabilan suatu pabrik. Berdasarkan pertimbangan-pertimbangan tersebut, maka pabrik MCC akan dibangun di Kalimantan barat dan letaknya berdekatan dengan pabrik Crude Palm Oil (CPO) di kawasan tersebut, salah satunya yaitu pabrik CPO milik PT smart, Tbk. Selain itu, kawasan tersebut memiliki lahan perkebunan kelapa sawit yang luas. Faktor-faktor yang mendukung pemilihan lokasi pabrik tersebut antara lain : 1. Ketersediaan bahan baku Pabrik didirikan di kawasan yang berdekatan dengan pabrik CPO salah satunya yaitu PT Smart, Tbk. PT Smart, Tbk merupakan pabrik CPO yang memanfaatkan kelapa sawit sebagai bahan baku. Limbah padat pabrik tersebut salah satunya berupa tandan kosong sawit. Limbah TKS ini merupakan bahan baku yang akan digunakan dalam industri pembuatan MCC. Lokasi pabrik berada di kawasan industry CPO sehingga bahan baku didapat dari beberapa pabrik CPO di Kalimantan Barat. Gambar 1 merupakan peta persebaran perkebunan kelapa sawit di wilayah Kalimantan barat. Gambar 4. Peta Persebaran Perkebunan Kelapa Sawit di Kalimantan Barat 64