TUGAS AKHIR Pabrik Margarin Dari Biji Jagung Dengan Proses Wet Rendering Dan Hidrogenasi Disusun Oleh : Rahmania Fatimah 2310 030 007 Dika Prasetya 2310 030 019 Dosen Pembimbing Prof. Dr. Ir. Danawati Hari Prajitno, M. Pd NIP. 19510729 198603 2 001 PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA FTI ITS SURABAYA 2013
Latar belakang Kebutuhan margarin Di Indonesia yang besar namun produktifitasnya rendah Indonesia impor margarin Penggunaan bahan Alternatif yang melimpah Bahan alternatif Jagung Jumlah yang melimpah Minyak Jagung Margarin
Dasar Teori Margarin merupakan produk makanan berbentuk emulsi dengan tipe emulsi air di dalam minyak Nabati : biji jagung, kapas, wijen, kacang tanah, gandum, karet dan CPO Pembuatan margarin
Kandungan minyak biji jagung Komponen Kadar (%) Trigliserida 95.2 FFA 2.5 Fosfatida 1 Fitosterol 1.2 Tokoferol 0.1 Total 100 (Avenue. N.W, 2006)
Produk Utama Sifat fisika dan kimia Margarin : Bentuk : padat Warna : kuning mentega Spesifik gravity : 0.64 Melting point : 42 o C Kandungan FFA : 0.03% max Moisture : 0.05% max Tidak larut dalam pelarut organik Bersifat plastis
Lokasi pendirian pabrik Lokasi pabrik margarin Lokasi pabrik margarin Direncanakan pabrik didirikan tahun 2016 Di kerek-tuban jawa timur Kapasitas = 35 000 ton/tahun Bahan baku = 55 ton/hari
Neraca massa Masuk (kg) Alat Keluar (kg) 584418.58 Digester 584418.58 584418.58 Expeller press 584418.58 115739.61 Tangki netralisasi 115739.61 107050.17 Tangki Bleaching 107050.17 107050.17 Filter press I 107050.17 105581.17 Tangki Hidrogenasi 105581.17 105589.94 Filter press II 105589.94 115717.51 Tangki Deodorasi 115717.51 106000.18 Tangki Emulsiikasi 106000.18 106000 Tangki Votator 106000
Neraca massa pada Digester
Neraca Panas Masuk (kcal) Alat Keluar (kcal) 25935589,10 Digester 25935589,10 3040542,97 Buffer Tank 3040542,97 3154291,76 Heater netralisasi 3154291,76 5078576,40 Tangki Netralisasi 5078576,40 7487842,32 Heater Bleching 7487842,32 12312105,87 Heater Hidrogenasi 12312105,87 177879585,04 Tangki Hidrogenasi 177879585,04 21787396,82 Tangki Deodorasi 21787396,82 15253000.97 Cooler 15253000.97 2978396.64 Tangki Votator 2978396.64
Nereca Panas pada Digester
Spesiikasi Alat Tangki Hidrogenasi (R-230) Fungsi : Untuk menjenuhkan asam lemak tak jenuh menjadi asam lemak jenuh agar margarin berbentuk padat pada suhu kamar. Kapasitas : 1444.5 ft 3 Material : Carbon steel SA 212 Grade B Bentuk : silinder tegak berpengaduk dengan tutup atas dan bawah berbentuk langed and standart dished head Diameter ( D ) : 132 in Tinggi ( H ) : 198 in Tebal tangki : 0.6 in Tebal tutup atas : 1.3 in Tebal tutup bawah : 1.3 in Jenis pengaduk : six blades open turbin Jumlah impeler : 1 Diameter Impeler : 39.6 in Kecepatan putar : 120 rpm Daya motor : 419 hp Tebal jaket : 0.6 in Waktu tinggal : 4 jam
Flowsheet Proses Tahap Netralisasi Tahap Emulsifikasi Tahap Bleaching Tahap Hidrogenasi Tahap Deodorasi Proses Pemasakan dan Pemisahan
Flowsheet Utilitas
Utilitas Air yang digunakan adalah air sungai Kebutuhan air yang di gunakan : - Air sanitasi : 132 m 3 /hari - Air Pendingin : 798.749 m 3 /hari - Air proses : 36.883 m 3 /hari - Air umpan boiler : 98.956 m 3 /hari - Make up water = 10% dari air pendingin + 20% dari air umpan boiler = 10% x 798.749 + 20% x 98.956 = 99.665 m 3 /hari Total kebutuhan air = 1166.253 m 3 /hari
K3 Reaktor, Heat exchenger, Tangki Bahan Tambahan, Pompa dan Filter Press Memberikan alat kontrol dan pengendali berupa temperatur controller, pressure indicator dan level indicator controller agar proses dapat berjalan sesuai dengan kondisi operasi. Setiap satu tahun sekali dilakukan shut down untuk membersihkan kerak pada alat maupun pipa-pipa. Untuk para operator diwajibkan menggunakan alat pelindung kepala, alat pelindung tangan, alat pelindung kaki, dan alat pelindung badan, karena suhu di sekitar alat proses sangat panas. Setiap orang tidak boleh terlalu dekat dengan reaktor ataupun heat exchenger sehingga diberikan radius minimal bagi operator serta diberi pagar pembatas dan isolator pada alat. Disediakan hydrant disetiap plant (unit) untuk menanggulangi atau pencegahan awal pada saat terjadi kebakaran/ peledakan, dan tabung pemadam kebakaran di unit kerja
instrumentasi No. Nama Alat Instrumentasi 1. Digester (D-110) Flow control dantemperature control 2. Tangki penampung (F-116) Level indicator 3. Heater (E-212) Flow control dan Temperature control 4. Tangki Netralisasi (R-210) Temperature control 5. Tangki pelarutan NaOH (H-213) Flow control 6. Tangki penampung minyak (F-224) Level indicator 7. Tangki Hidrogenasi (R-320) Temperature control 8. Tangki H 2 (F-235) Flow control 9. Tangki Deodorasi (D-310) Temperature control dan pressure control 10. Cooler (E-322) Temperature control 11. Tangki Emulsiikasi (H-320) Flow control dantemperature control 12. Tangki EFM (F-323) Flow control 13 Tangki EFMC (F-324) Flow control 14. Tangki Votator (H-330) Flow control dan Temperature control 15. Tangki penampung produk (F-332) Level Control
Pengolahan Limbah Industri Kimia LIMBAH PADAT - Bungkil biji jagung - Nikel - karbon aktif LIMBAH CAIR - soap stock LIMBAH GAS - gas H 2
Kesimpulan Kapasitas pabrik = 35000 ton margarin/tahun = 106000 kg margarin/hari Bahan baku = 522.057 kg/hari NaOH = 541.82 kg/hari Karbon aktif = 1574.83 kg/hari Nikel = 20.44 kg/hari Gas H2 = 1159.79 kmol/hari Emulsi fase minyak = 786.64 kg/hari Emulsi fase cair = 541.79 kg/hari
Reaksi hidrogenasi Ikatan tidak jenuh H 2 - CH = CH - - CH 2 CH 2 - Ni Reaksi penyabunan ikatan lemak jenuh C 18 H 36 O 2 + NaOH Asam Stearat C 18 H 35 O 2 Na + H 2 O Na Stearat RCOOH + NaOH RCOONa + H 2 O FFA basa Sabun
C 14 H 31 CH = CH COO CH 2 C 14 H 31 CH 2 CH 2 COO CH 2 C 14 H 31 CH = CH COO CH + 3H 2 Ni C 14 H 31 CH 2 CH 2 COO CH C 14 H 31 CH = CH COO CH 2 C 14 H 31 CH 2 CH 2 COO CH 2 Trigliserida oleat Trigliserida Stearat C 12 H 27 CH = CH CH = CH COO CH 2 C 14 H 31 CH 2 CH 2 COO CH 2 C 12 H 27 CH = CH CH = CH COO CH + 6H 2 Ni C 14 H 31 CH 2 CH 2 COO CH C 12 H 27 CH = CH CH = CH COO CH 2 C 14 H 31 CH 2 CH 2 COO CH 2 Trigliserida linoleat Trigliserida Stearat C 10 H 23 CH= CH CH = CH CH =CH COO CH 2 C 14 H 31 CH 2 CH 2 COO CH 2 C 10 H 23 CH= CH CH = CH CH =CH COO CH + 9H 2 Ni C 14 H 31 CH 2 CH 2 COO CH C 10 H 23 CH = CH CH = CH CH =CH COO CH 2 C 14 H 31 CH 2 CH 2 COO CH 2 Trigliserida linolanat Trigliserida Stearat
Emulsifikasi Bertujuan untuk mengemulsikan minyak dengan cara penambahan emulsifier. Ada 2 tahap : 1. Proses pencampuran fase minyak * menggunakan Lechitin,vitamin A & D 2. Proses pencampuran fase cair * menggunakan garam,tbhq, natrium benzoat Sumber : Ketaren
Tgs tersabunkan C 17 H 33 COO - CH 2 HOCH 2 C 17 H 33 COO - CH + 3 NaOH 3C 17 H 33 COO - Na + HOCH C 17 H 33 COO - CH 2 HOCH 2 Trigliserida oleat Sabun Gliserol
NiO + 2HCl NiCl2 + H2O NiO + H2SO4 NiSO4 + H2O NiO + 2HNO3 Ni(NO3)2 + H2O Ca(OH) 2 + Ca(HCO 3 ) 2 Ca(OH) 2 + Mg(HCO 3 ) 2 2 CaCO 3 + 2 H 2 O 2 CaCO 3 +Mg(OH) 2 + 2H 2 O