PERMUKAAN RESPON PENGARUH SUHU, LAJU ALIR CAIRAN DAN TEKANAN TERHADAP PENGHILANGAN ASAM AKONITAT PADA KARBONATASI RAW SUGAR MENGGUNAKAN REAKTOR VENTURI BERSIRKULASI Oleh Rizki Lianti F34103064 2007 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
Rizki Lianti. F34103064. Permukaan Respon Pengaruh Suhu, Laju Alir Cairan dan Tekanan Terhadap Penghilangan Asam Akonitat pada Karbonatasi Raw Sugar Menggunakan Reaktor Venturi Bersirkulasi. Di bawah bimbingan Sapta Raharja dan Prayoga Suryadarma. 2007. RINGKASAN Raw sugar merupakan gula yang dihasilkan dari pengolahan tebu atau bit melalui proses defekasi. Gula ini tidak layak untuk dikonsumsi karena masih mengandung bahan pengotor. Selain itu, raw sugar belum memenuhi kualitas gula rafinasi untuk industri makanan dan minuman. Oleh karena itu, raw sugar harus dimurnikan agar layak dikonsumsi dan digunakan sebagai gula yang berkualitas tinggi untuk industri. Salah satu bahan pengotor di dalam nira tebu adalah asam organik, dimana asam organik yang utama adalah asam akonitat. Keberadaan asam akonitat dalam nira akan mengganggu proses penguapan nira. Hal itu dapat terjadi karena asam akonitat akan membentuk kerak pada area pemanas dan mengganggu proses pindah panas, sehingga menurunkan kinerja tangki penguapan. Selain itu, asam akonitat mengganggu proses pengkristalan gula dimana asam akonitat akan membentuk ikatan kompleks dengan kristal gula, sehingga akan mempengaruhi bentuk dan keadaan badan kristal gula. Keberadaan asam akonitat juga akan memperkecil sugar recovery (pengolahan ulang cairan sisa yang masih mengandung sejumlah gula). Penghilangan asam akonitat yang kurang efisien selama proses pengolahan, akan menyebabkan masih terdapatnya asam akonitat dalam kristal raw sugar, sehingga akan mempengaruhi rendahnya kualitas dari kristal raw sugar. Oleh karena itu, asam akonitat dalam raw sugar harus dihilangkan dan penghilangan asam akonitat dengan karbonatasi adalah lebih baik dibandingkan sulfitasi, fosfatasi, dan defekasi. Proses karbonatasi dipengaruhi oleh suhu, dimana peningkatan suhu akan mempercepat proses karbonatasi untuk penghilangan bahan pengotor termasuk asam akonitat. Adanya Reaktor Venturi Bersirkulasi (RVB) diharapkan dapat meningkatkan efisiensi pencampuran untuk karbonatasi. Dalam RVB, peningkatan laju alir cairan yang melewati celah sempit (nozzle) akan menghasilkan energi kinetik cairan yang besar pada nozzle. Hal itu menyebabkan tumbukan antara cairan dan gas dalam venturi semakin intensif, sehingga absorpsi gas oleh cairan akan semakin baik. Di lain pihak, peningkatan tekanan gas dalam reaktor akan meningkatkan difusi gas ke dalam venturi, sehingga reaksi akan semakin cepat. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui faktor-faktor yang berpengaruh dan mengetahui permukaan respon faktor yang berpengaruh pada proses karbonatasi raw sugar menggunakan RVB terhadap penghilangan asam akonitat. Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan faktorial dua taraf dengan tiga faktor, yaitu suhu, laju alir cairan, dan tekanan, sedangkan untuk mengetahui permukaan respon yaitu pada kondisi penghilangan asam akonitat terbaik, digunakan metode permukaan respon (Response Surface
Methodology). Nilai rendah dan tinggi untuk suhu adalah 30 C dan 60ºC, laju alir cairan 300 dan 600 l/jam, tekanan 0.3 dan 0.5 kg/cm 2. Berdasarkan hasil analisis statistik, diketahui bahwa suhu dan tekanan merupakan faktor yang memberikan pengaruh signifikan terhadap penurunan jumlah asam akonitat di dalam larutan raw sugar hasil karbonatasi menggunakan RVB pada tingkat kepercayaan 58.80 persen dan 56.68 persen, dengan persen pengaruh 0.34 persen dan 47.84 persen. Laju alir cairan memberikan pengaruh pada tingkat kepercayaan 29.99 persen dan persen pengaruh sebesar 0.01 persen. Hasil analisa metode permukaan respon diketahui kondisi terbaik untuk penghilangan asam akonitat adalah sebesar 4.01 ppm pada suhu reaksi 49 C, tekanan 0.26 kg/cm 2, dan laju alir cairan 600 l/jam.
SURAT PERNYATAAN Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul Permukaan Respon Pengaruh Suhu, Laju Alir Cairan dan Tekanan Terhadap Penghilangan Asam Akonitat pada Karbonatasi Raw Sugar Menggunakan Reaktor Venturi Bersirkulasi adalah hasil karya saya sendiri dengan arahan dosen pembimbing akademik, kecuali yang dengan jelas ditunjukkan rujukannya. Bogor, Oktober 2007 Yang membuat pernyataan Rizki Lianti F34103064
PERMUKAAN RESPON PENGARUH SUHU, LAJU ALIR CAIRAN DAN TEKANAN TERHADAP PENGHILANGAN ASAM AKONITAT PADA KARBONATASI RAW SUGAR MENGGUNAKAN REAKTOR VENTURI BERSIRKULASI SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh Rizki Lianti F34103064 2007 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN PERMUKAAN RESPON PENGARUH SUHU, LAJU ALIR CAIRAN DAN TEKANAN TERHADAP PENGHILANGAN ASAM AKONITAT PADA KARBONATASI RAW SUGAR MENGGUNAKAN REAKTOR VENTURI BERSIRKULASI SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh Rizki Lianti F34103064 Dilahirkan pada tanggal 5 Juli 1985 Di Palembang Tanggal Lulus : Oktober 2007 Menyetujui, Bogor, Oktober 2007 Dr.Ir. Sapta Raharja, DEA Pembimbing I Prayoga Suryadarma, S.TP, MT Pembimbing II
BIODATA PENULIS Penulis adalah putri pertama dari empat bersaudara, yang dilahirkan oleh pasangan Anwar dan Esti Rahayu di Palembang pada tanggal 5 Juli 1985. Penulis mulai memasuki dunia pendidikan di TK Aisyah Bustanul Athfal Curup-Bengkulu pada tahun 1989. Kemudian penulis melanjutkan pendidikan dasar di SDN 2 Centre Curup- Bengkulu pada tahun 1991. Penulis melanjutkan pendidikan di SLTP N 1 Curup-Bengkulu hingga lulus pada tahun 2000. Kemudian penulis melanjutkan pendidikan di SMU N 1 Curup-Bengkulu hingga lulus pada tahun 2003. Pada tahun 2003 penulis melanjutkan pendidikan tinggi di Depertemen Teknologi Industri Pertanian (TIN), Fakultas Teknologi Pertanian (FATETA), Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur USMI (Undangan Seleksi Masuk IPB). Selama menjadi mahasiswi Institut Pertanian Bogor, penulis terlibat dalam kegiatan kemahasiswaan seperti pada tahun 2003, yaitu Lepas Landas Sarjana Fakultas Teknologi Pertanian IPB Bogor, tahun 2005 Step On Fire Himalogin IPB Bogor dan Hari Warga Industri Himalogin IPB Bogor. Penulis juga pernah mengikuti seminar yang bertemakan lingkungan, motivasi, industri, dan manajemen. Untuk kegiatan di luar kampus, penulis pernah menjadi pengajar privat kimia di Nurul Ilmi Bogor pada tahun 2004. Penulis melaksanakan praktek kerja lapang pada tahun 2006 dengan topik Mempelajari Proses Produksi dan Pengawasan Mutu Gula di PT PG Rajawali II Unit PG Tersana Baru Cirebon Jawa Barat. Untuk menyelesaikan studi di Fakultas Teknologi Pertanian, penulis melakukan penelitian dengan judul Permukaan Respon Pengaruh Suhu, Laju Alir Cairan dan Tekanan Terhadap Penghilangan Asam Akonitat pada Karbonatasi Raw Sugar Menggunakan Reaktor Venturi Bersirkulasi. Alhamdulillah, pada tahun 2007 penulis menyelesaikan pendidikan strata-1 dengan gelar Sarjana Teknologi Pertanian.
KATA PENGANTAR Syukur alhamdulillah kehadirat Allah SWT karena atas berkat rahmat dan hidayah-nya penulis dapat menyelesaikan penelitian dengan judul Permukaan Respon Pengaruh Suhu, Laju Alir Cairan dan Tekanan Terhadap Penghilangan Asam Akonitat pada Karbonatasi Raw Sugar Menggunakan Reaktor Venturi Bersirkulasi (RVB). Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih yang sebesarbesarnya kepada : 1. Dr. Ir. Sapta Raharja, DEA dan Prayoga Suryadarma S.TP, MT, selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberikan arahan, ilmu, nasihat dan bimbingan baik selama penulis menjalani kegiatan akademis, penelitian dan penulisan skripsi. 2. Ir. Andes Ismayana, MT selaku dosen penguji yang telah memberikan saran untuk penyempurnaan skripsi ini. 3. PT. Jawamanis Rafinasi Cilegon Banten atas bantuan pengadaan raw sugar untuk penelitian. 4. Laboran di Departemen Industri Pertanian atas segala bantuan selama penulis melaksanakan penelitian. 5. Ibu, Bapak, Aki, Nenek dan adik-adikku tercinta atas pengertian, pengorbanan, kasih sayang, dukungan, semangat, dan doa-doanya. 6. Teman sepenelitian Sugar Venturi s Team Agung, Furi dan Ratih atas kerja samanya. 7. Mbak Ani, Mbak Oryza, Mbak uki dan Mbak Ritna, Mba Tina atas bantuan, motivasi, dan doanya selama ini. 8. Teman-teman TIN 40 atas canda tawa kalian, persaudaraan dan persahabatan selama ini, tidak bisa terlupakan dan selalu dirindukan. 9. Teman-teman Maharlika atas kekeluargaan, keceriaan yang diberikan kepada penulis. iii
10. Semua pihak yang telah memberikan dukungan dan bantuan yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Penulis menyadari, usaha maksimal yang telah dilakukan belum mencapai kesempurnaan dikarenakan keterbatasan, namun penulis berharap semoga tulisan ini bermanfaat bagi kalangan civitas akademik dan pihak yang membutuhkan.. Bogor, Oktober 2007 Penulis iv
DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR...iii DAFTAR ISI... v DAFTAR TABEL... vii DAFTAR GAMBAR...viii DAFTAR LAMPIRAN... ix I. PENDAHULUAN... 1 A. LATAR BELAKANG... 1 B. TUJUAN PENELITIAN... 3 C. RUANG LINGKUP...3 II. TINJAUAN PUSTAKA... 4 A. SUKROSA...4 B. GULA KASAR (RAW SUGAR)... 6 B. ASAM AKONITAT...8 C. KARBONATASI...10 D. REAKTOR VENTURI BERSIRKULASI.....11 III. METODA... 14 A. ALAT DAN BAHAN... 14 B. METODOLOGI... 14 C. PROSEDUR PENELITIAN... 18 D. ANALISA DATA...19 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN... 20 A. KARAKTERISTIK RAW SUGAR... 20 B. PENGARUH FAKTOR REAKSI... 22 C. PERMUKAAN RESPON... 27 D. VERIFIKASI KONDISI ASAM AKONITAT.....29 V. KESIMPULAN DAN SARAN... 31 A. KESIMPULAN... 31 B. SARAN... 31 v