TUGAS AKHIR PABRIK ASAM LEMAK DARI BIJI BUNGA MATAHARI DENGAN PROSES HIDROLISIS SECARA COUNTINUOUS COUNTERCURRENT Disusun oleh: Lisa Monica Rakhma 2307 030 054 Yuniar Aulia Ningtyas 2307 030 058 Pembimbing: Prof. Dr. Ir. Danawati HP, M.Pd NIP 191029 198603 2 001 Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS Surabaya
LATAR BELAKANG 1. Peranan asam lemak sangat penting sekali bagi industri oleokimia. 2. Asam lemak merupakan salah satu produk yang banyak digunakan dalam industri bahan detergen, farmasi, kosmetik, dll. Sehingga pabrik asam lemak dapat dikatakan sebagai industri intermediate (antara) bagi industriindustri lain. 3. Minyak nabati menjadi alternatif karena sifatnya yang lebih mudah diuraikan oleh alam. Bahan baku minyak nabati yang berpotensi untuk dikembangkan sebagai bahan baku pembuatan asam lemak berasal dari minyak biji bunga matahari. 3
BAHAN BAKU UTAMA 1. Tanaman bunga matahari termasuk family corporitas, yang mudah tumbuh didaerah iklim tropis dan daerah iklim sedang dengan hasil per hektarnya cukup memadai (3 ton biji/ha). Tanaman ini mudah ditanam dengan periode panen yang cukup singkat, yaitu sekitar 3-4 bulan. 2. Kandungan minyak biji bunga matahari sebesar 52% dan bungkilnya sebesar 48%. 3. Biji bunga matahari dikelompokkan menjadi 2, yaitu untuk pangan dan non pangan. 4. Minyak biji bunga matahari (non pangan) mengandung trigliserida dari beberapa asam lemak terutama asam oleat, yaitu sebesar 83 %. 4
BAHAN BAKU PENUNJANG Asam Phosphat (H 3 PO 4 ) H 3 PO 4 digunakan untuk menggumpalkan dan mengendapkan zat-zat Nonhydratable Phospholipids (NHP) yang terdapat dalam minyak biji bunga matahari pada tangki degumming. Air (H₂O) H₂O digunakan untuk menggumpalkan dan mengendapkan zat-zat Hydratable Phospholipids yang terdapat dalam minyak biji bunga matahari pada tangki degumming. H₂O juga digunakan untuk mereaksikan trigliserida pada reaktor hidrolisa. Selain itu, H₂O digunakan untuk kebutuhan pada unit utilitas. igu5
SIFAT FISIK DAN KIMIA Minyak Biji Bunga Matahari Bahan Baku Utama Bahan Baku Penunjang Produk Produk Utama Produk Samping Sifat fisik : Bentuk : cair Warna : kuning Specific Gravity (25 o C) : 0,920561 Densitas (60 o C) : 0,897 gr/cm3 Flash point ( o C) : 121 Sifat kimia : Free Fatty Acid (%) : 1,35 Bilangan penyabunan : 188-194 Bilangan iod : 130-144 Moisture (%) : 0,2 Impuritis (%) : 0,05 (Bailey s) 7
SIFAT FISIK DAN KIMIA Asam Phosphate (H 3 PO 4 ) Bahan Baku Utama Bahan Baku Penunjang Produk Produk Utama Produk Samping Sifat fisik : Berbentuk Cair Specific Gravity (25 o C) : 1,6850 Viskositas : 3,86 mpa.s Boiling point : 158 o C Melting point : 42,35 o C Vapor Density : 3,4 Sifat kimia : Rumus molekul : H 3 PO 4 Berat molekul : 98 gr/mol Merupakan asam lemah Pada temperatur tinggi, asam dapat bereaksi dengan metal dan teroksidasi. (Merck,MSDS of Phosporic Acid) 8
SIFAT FISIK DAN KIMIA Air (25 o C) Bahan Baku Utama Bahan Baku Penunjang Produk Produk Utama Produk Samping Sifat fisik : Densitas :0,99707 gr/cm 3 Viskositas : 0,89 m Pa.s Heat Capacity : 4,186 kj/kg.k Freezing point : O o C Boiling point : 100 o C Sifat kimia : Rumus molekul : H 2 O Berat molekul : 18,02 kg/kmol Air bersifat normal pada ph 7, merupakan reagen penghidrolisa pada proses hidrolisa (Merck,MSDS of water) 9
SIFAT FISIK DAN KIMIA Asam Lemak Bahan Baku Utama Bahan Baku Penunjang Produk Produk Utama Produk Samping Sifat fisik : Boiling point : 215 o C at 15 mmhg Melting point : 52 o C Flash point : 185 o C Densitas (50 o C ) : 0,861 gr/cm 3 Sifat Kimia : Rumus Kimia C 16 H 32 O 2 Berat Molekul :256,42 g/mol Asam lemak merupakan rantai hidrokarbon, semakin tidak jenuh asam lemak dalam molekul trigliserida maka semakin rendah titik cair minyak. (Merck,MSDS of fatty acid) 10
SIFAT FISIK DAN KIMIA Gliserol Bahan Baku Utama Bahan Baku Penunjang Produk Produk Utama Produk Samping Sifat fisik Boiling point (760mmHg) : 290 o C Melting point : 19 o C Specific gravity : 1.2636 Densitas (50 o C) : 1,014 gr/cm 3 Sifat kimia Rumus molekul : C3H5(OH)3 Berat molekul : 92 kg/kmol Tercampur dalam air dingin, air panas dan alkohol. Bersifat hygroskopis (Merck,MSDS of glycerol) 11
Kebutuhan Asam Lemak Skala Nasional Tahun/ket Produksi Impor Ekspor 2003 123946 43752 43731 2004 130395 46220 46229 2005 138798 49892 49986 2006 147638 54358 53741 2007 153864 58237 58202 (Data dari Badan Pusat Statistik) 13
Perkiraan massa jumlah produksi, impor dan ekspor asam lemak pada tahun 2012 di Indonesia dalam (Ton/th), diperoleh secara regresi linier. Produksi Impor Ekspor 180000 69500 72000 14
Dengan persamaan : Kebutuhan (Pabrik 2010) = (Produksi+ Impor) Ekspor Maka, kebutuhan asam lemak pada tahun 2012 sebesar 177.500 ton/tahun Dengan mempertimbangkan keberadaan pabrik asam lemak dari minyak nabati yang masih jarang di Indonesia, dan bahan baku biji bunga matahari yang produksinya musiman, maka direncanakan pabrik akan mengambil 1,8% dari total kebutuhan asam lemak di Indonesia, yaitu sebesar 3.300,00 Ton/tahun. Untuk produksi asam lemak yang lain dapat dipenuhi oleh pabrik asam lemak yang berasal dari bahan baku lainnya. 15
Lokasi Pabrik Lokasi yang dipilih untuk pendirian Pabrik Asam Lemak pada tahun 2012 adalah daerah Blitar, propinsi Jawa Timur. Lokasi yang direncanakan dekat dengan sumber bahan baku di daerah Blitar terdapat beberapa lahan budidaya bunga matahari dengan produksi kurang lebih 120 Ton/tahun, sehingga kontinuitas produksi dapat terjamin. Lokasi Pabrik Asam Lemak 16
Macam-macam Proses Parameter Twitchell Process Proses Batch Autoclave Splitting Continuous Countercurrent 1. Aspek Teknis a. Proses b. Konversi c. Yield Gliserol Batch 85-98% 5-15% Batch 85-98% 10-15% Kontinyu 97-99% 10-25% 2.Kondisi Operasi a. Suhu ( o C) b.tekanan (MPag) c.waktu Operasi (h) d. Katalis 100-150 0 12-48 Alkyl-aryl sulfonic acids/cycloaliphat ic sulfonic acids 150-175 5.2-10.0 5-10 Zinc, calcium, on magnesium oxides 240 2.9-3.1 2-4 Tidak mengguna kan katalis 250 4.1-4.9 2-3 Optional 3.Aspek Ekonomi a. Investasi b. Biaya Operasi Kecil Besar Besar Besar Besar Sedang 18
Deskripsi Proses Proses pembuatan asam lemak dari minyak biji bunga matahari dilakukan dengan proses Continuous Countercurrent dibagi menjadi tiga tahap : Tahap Pretreatment (Pengolahan Awal) Tahap Hidrolisis Tahap Pemurnian 20
Penggunaan air dalam pabrik asam lemak meliputi: 1. Air sanitasi : 1.369,06 kg/jam 2. Air pendingin : 2.745,745 kg/jam 3. Air proses : 219,984 kg/jam 4. Air umpan boiler : 294,04 kg/jam Tahapan Pengolahan Air pada Pabrik Asam Lemak: 1. Pengendapan kotoran 2. Penambahan bahan kimia 3. Pengendapan 4. Filtrasi 5. Demineralizer 28
Alat alat kontrol yang digunakan pabrik asam lemak No Nama Alat Kode Alat Instrumentasi 1. Tangki penampung minyak F-115 F-216 Level indicator 2. Tangki degumming M-210 Temperatur control 3. Reaktor hidrolisa R-220 Pressure control 4. Tangki penyimpan produk F-314 F-324 Level indicator 32
Alat alat kontrol yang digunakan pabrik asam lemak No Nama Alat Kode Alat Instrumentasi 1. Tangki penampung minyak F-115 F-216 Level indicator 2. Tangki degumming M-210 Temperatur control 3. Reaktor hidrolisa R-220 Pressure control 4. Tangki penyimpan produk F-314 F-324 Level indicator 34
Pembuatan pabrik fatty acid dari biji bunga matahari dengan proses continuous Countercurrent system dapat disimpulkan sebagai berikut : Dengan kapasitas sebesar 3.300 ton/tahun atau 10.000 kg/hari dibutuhkan bahan baku yaitu 20.347,367 kg biji bunga matahari kering/hari. Produk samping berupa gliserol sebesar 1.009,145 kg/hari. Kebutuhan air yang diperlukan untuk air sanitasi adalah 1,375 m 3 /jam, air pendingin 2,758 m 3 /jam, dan air proses 0,221 m 3 /jam, air umpan boiler 0,296 m 3 /jam. Limbah cair dari pabrik ini berupa gum phosphate, yang selanjutnya dapat dimanfaatkan atau diolah menjadi wax (lilin malam). Sedangkan limbah padatnya yaitu cake dari bungkil biji nyamplung yang terdapat dari hasil samping pengepresan dapat digunakan kembali untuk diolah menjadi briket. 36
A LL KK JJ II HH GG FF EE B C D E F G H I J TERIMA KASIH K L M N O P Q R S DD CC BB AA Z Y X W V U T