PABRIK ASAM OKSALAT DARI TEPUNG BIJI SORGUM (SORGHUM BICOLOR L) DENGAN PROSES OKSIDASI ASAM NITRAT Disusun Oleh: Nur Alvi L Novarina Lailin N
2307 030 075 2307 030 084
Dosen Pembimbing: Dr. Ir. Niniek Fajar Puspita, M. Eng NIP: 19630805 198903 2 002
LATAR BELAKANG Sejarah penemuan asam oksalat Tahun
Penemu
Sejarah
Tahun 1776
Carl W. Scheele
Tahun 1829
Gay Lussac
Asam oksalat dapat diproduksi dengan cara meleburkan serbuk gergaji dalam larutan alkali.
Tahun 1856
Dale
Memproduksi asam oksalat dari serbuk gergaji, dan bahan lain yang mengandung kadar selullosa.
Tahun 1973
Rhone - Poulenc
Memproduksi asam oksalat dengan cara mengoksidasi propylene dengan asam nitrat.
Tahun 1975
Pfizer
Berhenti memproduksi asam oksalat sebagai produk samping dari produksi asam sitrat yang menggunakan proses fermentasi dari molases
Sintesa dengan asam sitrat.
LATAR BELAKANG
Sorgum (Sorghum bicolor L.) merupakan salah satu jenis tanaman serealia yang toleran terhadap kekeringan dan genangan air, serta relatif tahan terhadap gangguan hama/penyakit.
Biji sorgum dapat digunakan sebagai bahan pangan serta bahan baku industri
LATAR BELAKANG KANDUNGAN NUTRISI BEBERAPA TEPUNG SEREALIA Kandungan
Terigu
Jagung
Sorgum
Beras
Lemak (%)
2,09
5,42
3,65
1,88
Serat Kasar (%)
1,92
4,24
2,74
1,05
Abu (%)
1,83
1,35
2,24
1,52
Protein (%)
14,45
11,02
10,11
9,28
Pati (%)
78,74
79,95
80,42
86,45
Nutrisi
SUARNI 2004
LATAR BELAKANG Ketersediaan bahan baku Tempat / tahun
Luas tanam (ha)
Produksi (t)
Produktivitas (t/ha)
Jawa Tengah
15.309
17.350
1,13
Jawa Timur
5.963
10.522
1,76
DI Yogyakarta
1.813
670
0,37
Nusa Tenggara barat
30
54
1,80
Nusa Tenggara timur
26
39
1,50
M.P. SIRAPPA 2003
LATAR BELAKANG
BPS Kebutuhan konsumen = 245.364 ton/tahun Pabrik didirikan untuk memenuhi 2 % kebutuhan konsumen, sehingga Kapasitas pabrik = 5.000 ton/tahun
LATAR BELAKANG Alasan Pendirian Pabrik Kebutuhan asam oksalat yang semakin meningkat
Ketersediaan bahan baku
Perancangan pabrik Asam Oksalat dengan kapasitas 5000 ton/tahun ton/tahun
LATAR BELAKANG Lokasi Pendirian Pabrik
Ketersediaan transportasi
Purwadadi, Jawa tengah
Ketersediaan Bahan Baku
Letak dari pasar konsumen
DASAR TEORI
Asam oksalat (HO2CCO2H . 2H2O) atau ethanedioic acid adalah asam dikarboksilat yang paling sederhana. Mempunyai karakteristik tidak berbau, hygroskopis, dan berwarna putih.
Asam oksalat dibagi menjadi 2 yaitu asam oksalat dihidrat (C2H2O4. 2H2O) dan anhidrat (C2H2O4)
KEGUNAAN ASAM OKSALAT Metal Treatment Oxalate Coatings Metal Cleaning Textiles Dyeing
PRODUK
Sifat Fisika dan Kimia
Sifat fisika asam oksalat dihidrat (C2H2O4.2H2O) Bentuk : kristal Warna : putih Ukuran : 50-60 mesh Sifat kimia asam oksalat dihidrat (C2H2O4.2H2O) Titik leleh :101,5 oC Densitas : 1,653 g/cm3 Panas pembentukan standart (∆Hf) pada 18oC kJ/mol Berat molekul : 126,07 Cp pada suhu 50oC adalah 0.385 Cp pada suhu 100oC adalah 0.416
: -1422
MACAM PROSES 1. Peleburan selulosa dengan alkali 2. Oksidasi asam nitrat 3. Hasil samping (by product) dari fermentasi asam sitrat. 4. Proses sintesa dari sodium formiat.
SELEKSI PROSES Proses
Keuntungan
Peleburan alkali selulosa
Bahan baku yang digunakan mudah didapat Proses yang digunakan cukup sederhana Dihasilkan CaSO4, humus dan asam format sebagai hasil samping
Yield asam oksalat yang dihasilkan cukup besar yaitu 60-70% Prosesnya cukup sederhana Bahan baku mudah didapat
Oksidasi asam nitrat
Hasil samping Bahan baku mudah didapat (by product) dari fermentasi asam sitrat Proses sintesa dari sodium formiat
Yield yang dihasilkan besar Kemurnian asam oksalat yang didapat 80-90%
Kerugian
Yield yang dihasilkan rendah yaitu 42% Ongkos produksinya besar karena bahan baku pembantu KOH dan NaOH untuk peleburan alkali selulosa yang dibutuhkan banyak. Diperlukan katalis tertentu yaitu V2O5
Prosesnya rumit dan panjang. Perlu pengontrolan yang lebih tepat Tidak ekonomis Yield yang dihasilkan rendah 5% Prosesnya rumit dan panjang Bahan pembantu CO berbahaya
PROSES TERPILIH
BLOK DIAGRAM PROSES TERPILIH FLOWSHEET PROSES TERPILIH
NERACA MASSA
BAB 3
NERACA PANAS
BAB 4
SPESIFIKASI ALAT 1. Spesifikasi Tangki : Fungsi : Menyimpan tepung biji sorgum yang akan dialirkan ke Reaktor Hidrolisa Kapasitas : 5421,65 cuft/hari Tipe : - Silinder vertikal •Tutup atas Flanged and Shallow Dished Head •Tutup bawah Flange Only Dished Head (B&Y p85) Ukuran : •Diameter dalam •Tebal silinder •Tekanan desain •Tinggi total Bahan : Carbon Steel SA-129 A
2. Spesifikasi Pompa : Fungsi : Untuk memompa larutan tepung biji sorgum dari tangki pelarutan ke Reaktor hidrolisa Tipe : Centrifugal Pump Power motor : 1,14 hp Kapasitas : 6849,64kg/jam Jumlah : 1buah Bahan kontruksi : Perpipaan - Commercial wrought steel pipe Impeller - four blade flat paddles
3. Spesifikasi Evaporator : Fungsi : Untuk memekatkan larutan asam oksalat dari filter press yang akan dialirkan menuju kristaliser. Type : Short Tube Vertical Evaporator Luas Perpindahan Panas : Steam Economy :
UTILITAS Penggunaan air dalam pabrik ini antara lain meliputi: meliputi: Air sanitasi = 66 m3/hari Air pendingin = 65,65716125 m3/hari Air proses = 5920,42 m3/hari Air umpan boiler = 10,46430531 m3/hari
FLOW SHEET
INSTRUMENTASI No.
Nama Alat
Instrumentasi
1.
Reaktor Hidrolisa Level Indikator Temperatur Control
2.
Reaktor Oksidasi
Level Indikator Temperatur Control
3.
Kristaliser
Temperatur Control
4.
Sentrifugasi
Temperatur Control
5.
Dryer
Flow Control Temperatur Control
KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA (K3) Area
Unit
Alat Pelindung
Pre-Treatment
Tangki pelarutan
Safety head Masker Sarung tangan Sepatu Eye goggle
Proses Utama
Reaktor hidrolisa Reaktor oksidasi
Safety head Masker Sarung tangan Sepatu Eye goggle
Tahap Akhir
Evaporator Kristalisasi Centrifuge Rotary dryer Screen
Safety head Masker Sarung tangan Sepatu Eye goggle
PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI KIMIA Limbah yang dihasilkan dalam pabrik ini ada tiga macam, yaitu : 1. Limbah padat 2. Limbah cair 3. Limbah gas.
KESIMPULAN Untuk memproduksi asam oksalat dengan kapasitas 5000 ton/tahun dibutuhkan : Tepung Biji Sorgum : 12954 kg / hari HNO3 65 % : 343,95 kg / hari HSO4 : 39250 kg / hari Ion Fe3+ : 209,32 kg / hari Kebutuhan bahan-bahan utilitas adalah : Air pendingin : 3898,497 m3 / hari Air proses : 17427 m3 / hari Air sanitasi : 66 m3 / hari Komposisi produk asam oksalat dihydrat: C2H2O4.2H2O : 98 % H2O : 2%
TERIMA KASIH
