Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Suprapto, DEA

PABRIK CARBOXYMETHYL CELLULOSE (CMC) DARI ECENG GONDOK DENGAN PROSES DELIGNIFIKASI SODA

Oleh : Dian Aprilia Ratnasari (2311 030 002) Fiona Rossi Ramadhani (2311 030 056)

Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Suprapto, DEA

Menurut Peraturan Menteri Kesehatan RI No.722/MENKES/PER/IX/88 (1990) tentang Bahan Tambahan Makanan, CMC dimasukkan dalam golongan pengemulsi, pemantap atau pengental (emulsifier, stabilizer, thickener).

Latar Belakang Masalah Grafik Impor Bahan Pengental dan Perekat Cair Bobot Bersih (Kg)

5.000.000 4.000.000 3.000.000 2.000.000 1.000.000 0 2006

2007

2008

2009 Tahun

(Sumber : Badan Pusat Statistik 2007-2011)

2010

2011

2012

Penstabil Suspensi

Pengental

4 Fungsi Utama Carboxymethyl Cellulose (CMC)

Penstabil Emulsi Wijayani dkk (2005)

Bahan Pengikat

Rawa Pening, danau seluas 2670 hektar telah mengalami permasalahan serius dengan tingkat sedimentasi mencapai 778,93 ton/tahun. Hal ini menyebabkan volume air menurun 29,34% selama 22 tahun terakhir, karena pertumbuhan eceng

gondok yang tidak terkendali.

Pemanfaatan Eceng Gondok : Pengolahan eceng gondok sebagai kertas seni Pengolahan eceng gondok sebagai kerajinan tangan

Pengolahan eceng gondok sebagai bioethanol

Namun, pengolahan tersebut masih dalam taraf teknologi sederhana.

Kandungan Kimia Eceng Gondok dalam Keadaan Kering Senyawa Kimia

Persentase (%)

Selulosa

64,51

Pentosa

15,61

Lignin

7,69

Silika

5,56

Abu

Berpotensi 12 sebagai bahan baku Carboxymethyl Cellulose (CMC)

Setyawan (2007), menyatakan bahwa pembuatan CMC adalah dengan cara

mereaksikan NaOH dengan selulosa

murni, kemudian ditambahkan Na-kloro asetat.

Kebutuhan dan Aspek Pasar

Menurut Peraturan Menteri Kesehatan RI No.722/MENKES/PER/IX/88 (1990) tentang Bahan Tambahan Makanan, CMC dimasukkan dalam golongan pengemulsi, pemantap atau pengental (emulsifier, stabilizer, thickener).

Tabel 1. Impor Bahan Pengental dan Perekat Cair Tahun 2007-2011 Impor Bahan Pengental Tahun dan Perekat Cair (Kg) 2007 2.740.604 2008 3.272.086 2009 3.014.230 2010 3.847.999 2011 4.364.287 Rata-rata per tahun 3.447.841 (Sumber : Badan Pusat Statistik 2007-2011)

Berdasarkan tabel di atas, impor bahan pengental serta perekat cair menunjukkan angka yang cukup tinggi. Sedangkan, pabrik penghasil Carboxymethyl Cellulose di Indonesia relatif hanya sedikit sehingga tidak mampu memenuhi kebutuhan nasional. Data pabrik penghasil Carboxymethyl Cellulose di Indonesia disajikan pada Tabel 2 berikut ini : Nama Perusahaan PT. Inti Cellulose Utama Indonesia (Mulai beroperasi pada tahun 1986 PT. Risjad Brasali Indonesia (Mulai beroperasi pada tahun 1993) *)Kapasitas

Kapasitas Propduksi (Ton/Tahun)

Lokasi

300

Cikande

48000*)

Cilegon

Produksi Total termasuk Carboxymethyl Cellulose

Berikut di sajikan data impor, ekspor dari bahan pengental dan perekat cair, serta produksi CMC :

Kapasitas dan Lokasi Pabrik

Tabel 3. Impor Bahan Pengental dan Perekat Cair Tahun 2007-2011 Deskripsi Komoditi

Tahun

Bahan Pengental dan Perekat Cair

2007 2008 2009 2010 2011

Bobot Bersih (Kg) 2.740.604 3.272.086 3.014.230 3.847.999 4.364.287


Nilai dalam $US 6.662.742 11.248.296 9.012.076 13.080.361 19.574.461

Tabel 4. Jumlah Ekspor Bahan Pengental dan Perekat Cair Dan Nilainya Dalam $US Deskripsi Komoditi

Tahun


2007 2008 2009 2010 2011

Bobot Bersih (Kg) 34.688 511.598 227.321 449.348 522.865


Nilai dalam $US 210.577 345.774 224.728 268.975 201.471

Tabel I.5 Data Produksi Carboxymethyl Cellulose dan Cationic Polyacrylamide Di Indonesia

Deskripsi Komoditi

Tahun

Produksi (Kg)


2007 2008 2009 2010 2011

15.127.869 13.687.489 13.687.489 13.687.489 7.212.874


Dengan analogi dari persamaan untuk menghitung bunga, maka perkiraan volume kebutuhan impor CMC (dalam ton) pada tahun 2015 dapat dihitung. Menurut Peters & Timmerhaus (1991), dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

Dimana : F = Perkiraan kebutuhan Bahan Pengental dan Perekat Cair pada tahun 2015 F0 =Kebutuhan Bahan Pengental dan Perekat Cair pada tahun 2011 i = Perkembangan rata-rata n = Selisih waktu

Didapatkan kapasitas produksi Carboxymethyl Cellulose (CMC) = 2500 ton/ tahun

Lokasi Pabrik Pabrik akan didirikan di Rawa Pening, Semarang, Jawa Tengah.


MACAM dan URAIAN PROSES

Pembuatan CMC melalui 4 tahap Pre-Treatment Delignifikasi

Bleaching Pembentukan CMC

4 macam proses pulp

Proses Mekanis

Proses Semi Mekanis

06/08/2014

Proses Kimia

Proses Semi Kimia

Proses Kimia Menurut J.Biermann (1996), tujuan pembuatan pulp dengan proses kimia adalah untuk merusak dan melarutkan zat pengikat serat yang terdiri dari lignin, pentosa dan lainlain

06/08/2014

Proses sulfat

Proses Sulfit Proses Soda/Alkali

Proses Kimia

Proses ini digunakan untuk Proses Soda/Alkali bahan baku non kayu seperti bagasse, jerami, eceng Larutan NaOH berfungsi gondok, dan jenis rumputsebagai : rumputan yang lain. 1. Pereaksi lignin Larutan pemasak yang 2. Pelarut senyawa lignin dan digunakan adalah NaOH karbohidrat 3. Pereaksi asam-asam dan selama proses organik dan resin yang ada pemasakan dalam bahan baku 4. Adsorben serat dalam jumlah kecil 06/08/2014

TAHAPAN PROSES TERPILIH Pre-Treatment Proses delignifikasi Soda

Proses bleaching Proses pembentukan CMC

06/08/2014

Proses persiapan

Eceng gondok

Rotary knife cutter

Impregnasi 06/08/2014

Pencucian

Oven vacuum dryer

Proses Delignifikasi Soda

Pandia digester

Blow tank

Washer 1

Blow heat accumulator

Brown stock 06/08/2014

Tahap Bleaching 3 tahap proses bleaching : 1. Tahap klorinasi 2. Tahap ekstraksi alkali 3. Tahap klorinasi

06/08/2014

Setiap bleaching memiliki 1 buah mixer tempat pencampuran bahan-bahan (pulp dengan reagen), reaktor sebagai penyempurnaan reaksi dan washer sebagai tahap pencucian pulp

Kondisi Operasi Bleaching

06/08/2014

Proses pembuatan CMC 1.

4.

Alkalisasi dan karboksimetilasi 2.

Pencucian

5.

Pembentukkan slurry

3.

Penetralan 06/08/2014

Pengeringan

1.

Alkalisasi dan karboksimetilasi

Reaksi alkalisasi R-OH + NaOH

R-ONa + H2O

Reaksi karboksimetilasi R-Ona + Cl-CH2-COONa

06/08/2014

R-O-CH2-COONa

2.

Pembentukkan Slurry Pada tahap ini digunakan air hangat sebagai medium pembawa panas dengan menggunakan utilitas berupa alat penukar panas yang memanfaatkan steam sebagai sumber panasnya

06/08/2014

Tujuan tahap ini adalah untuk memantangkan hasil reaksi campuran sehingga mempermudah perlakuan menuju tahap selanjutnya

3.

Penetralan Crude karboksimetil selulosa dinetralkan dengan asam asetat bertujuan untuk menghilangkan kadar natrium glikolatnya.

06/08/2014

4.

Pencucian Tujuan tahap pencucian ini adalah untuk menyingkirkan natrium glikolat yang merupakan produk samping dari tahap pereaksian serta pengotor-pengotor lain yang masih terkandung di dalam crude karboksimetil selulosa.

06/08/2014

5.

Pengeringan Tahap ini bertujuan untuk mengurangi kadar air dari karboksimetil selulosa. Produk tersebut dikeringkan dengan menggunakan udara kering bertemperatur 700C. Dan didapatkan CMC bubuk dengan kadar air 10% 06/08/2014


NERACA MASSA

Neraca massa pada tahap pre-treatment

No. Nama alat

Masuk (kg)

Keluar (kg)

1.

Washer

260000

260000

2.

Oven vacuum dryer

107120

107120

3.

Rotary knife cutter

18137,6

18137,6

Neraca massa pada tahap pemasakan

No. Nama alat 1. Pandia digester

Masuk (kg) 25247,07

Keluar (kg) 25247,07

2. 3.

13444,323 315,588

13444,323 315,588

45529,122 208299,726

45529,122 208299,726

4. 5.

Blow tank Blow heat accumulator Washer Brown stock

Neraca massa pada tahap bleaching

No Nama alat .

Masuk (kg)

Keluar (kg)

1.

Tangki pengenceran klorin 317,136 dioksida

317,136

2. 3. 4.

Mixer klorin dioksida Bleaching klorin dioksida Washer

73285,468 73285,468 256473,281

73285,468 73285,468 256473,281

5. 6. 7.

Tangki pengenceran alkali Mixer alkali Bleaching alkali

185,102 71415,545 71415,545

185,102 71415,545 71415,545

8. 9.

Washer Mixer klorin dioksida

185249,475 65851,7388

185249,475 65851,7388

10. Bleaching klorin dioksida

65851,7388

65851,7388

11. Washer

230330,822

230330,822

Neraca massa pada tahap pembentukan CMC

No. Nama alat

Masuk (kg)

Keluar (kg)

1.

Rotary reaktor 12065,018

12065,018

2.

Washer 5

42335,270

42335,270

3.

Washer 6

118330,965

118330,965

4.

Spray dryer

304389,21

304389,21


NERACA PANAS

Neraca panas pada tahap pre-treatment

No.

Nama alat

Masuk (kkal) Keluar (kkal)

1.

Oven vacuum dryer

8.764.248,518 8.764.248,518

2.

Tangki impregnasi

4.694.705,693 4.694.705,693

Neraca panas pada tahap pemasakan No.

Nama alat

Masuk (kkal)

Keluar (kkal)

1.

Pandia digester

9.158.581,391

9.158.581,391

2.

Blow tank

8.964.298,069

8.964.298,069

3.

Heat exchanger

1.582.110,760

1.582.110,760

4.

Washer 1

3.809.559,184

3.809.559,184

Neraca panas pada tahap bleaching

No.

Nama alat

Masuk (kkal)

Keluar (kkal)

1.

Mixer bleaching klorin dioksida

716.674,286

716.674,286

2.

Reaktor bleaching klorin dioksida

10.246.724,210

10.246.724,210

3.

Washer 2

18.047.911,859

18.047.911,859

4.

Heat exchanger 2

12.478.504,258

12.478.504,258

5.

Mixer NaOH

1.113.940,033

1.113.940,033

6.

Reaktor bleaching NaOH

10.500.476,288

10.500.476,288

7.

Washer 3

8.887.627,804

8.887.627,804

8.

Heat exchanger 3

2.609.220,678

2.609.220,678

9.

Reaktor bleaching klorin dioksida

9.236.237,727

9.236.236,727

10.

Washer 4

16.224.270,907

16.224.270,907

11.

Heat exchanger 4

7.749.348,438

7.749.348,438

Neraca panas pada tahap pembentukan CMC

No.

Nama alat

Masuk (kkal)

Keluar (kkal)

1.

58.828.565,824

58.828.565,824

2.

Tangki pembentukan slurry Washer 5

55.967.781,633

55.967.781,633

3.

Washer 6

54.605.430,223

54.605.430,223

4.

Spray dryer

51.128.015,216

51.128.015,216


SPESIFIKASI ALAT

SPESIFIKASI REAKTOR (R-320)

SPESIFIKASI POMPA (L-325)

SPESIFIKASI HEAT EXCHANGER (E-323)


UTILITAS

Kebutuhan air pabrik CMC : No.

Air yang digunakan

Kebutuhan air (m3/hari) 110

1.

Air Sanitasi

2.

Steam

7027,536

3.

Air Proses

26384,448

4.

Air umpan boiler

7071,504

Total

40593,448


KESEHATAN DAN KESELAMATAN KERJA

Nama Alat

Helmet

Googles

Ear muff/ Sarung Ear plug tangan

Masker

Sepatu Safety

Cattle pack

Digester

V

V

V

-

V

V

V

Tangki Bleaching

V

V

V

-

V

V

V

Washer

V

-

V

-

-

V

V

Dryer

V

-

V

-

V

V

V

Tangki Penampung Pulp

V

-

-

-

V

V

V

Tangki Penyimpan Bahan Kimia

V

-

-

V

V

V

V

Pompa

V

-

V

V

-

V

V

Perpipaan

V

-

V

V

-

V

V

Heat Exchanger

V

-

V

V

-

V

V


PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI KIMIA

Weak Black Liquor

Multiple Effect Evaporator

Direct Evaporator Contact Strong Black Liquor

Recovery Furnace Green Liquor

White Liquor ke digester

Clarification Tanks

White Liquor Clarifier

Caustizing dan Kalsinasi

Lime Mud

Reaksi Caustizing :

Thank You

Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Suprapto, DEA

Recommend Documents