Pabrik Gula dari Nira Siwalan dengan Proses Fosfatasi-Flotasi
Nurul Istiqomah (2309 030 075) Rini Rahayu (2309 030 088) Dosen Pembimbing : Prof.Dr.Ir.Danawati Hari Prajitno, M.Pd NIP : 19510729 198603 2 001
Latar Belakang
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA © 2010
Lokasi Pabrik Pabrik Gula Kristal Nira Siwalan dengan kapasitas 860.000 ton / tahun
produksi nira siwalan sebanyak 36.500.000 liter per tahun (BPS, 2010)
Alasan Pendirian Pabrik Gula dengan bahan baku nira siwalan
Gb. Nira Siwalan dalam botol
• Dapat tumbuh di daerah kapur dan tepi pantai •Nira siwalan dapat diproduksi sepanjang tahun •Kadar sukrosa pada nira siwalan sebesar 10,93g/cc
Dasar Teori Gula yang digunakan sebagai bahan pemanis dalam kehidupan sehari-hari merupakan sukrosa yaitu disakarida yang terbentuk dari ikatan antara glukosa dan fruktosa. Rumus kimia sukrosa adalah C12H22O11 Fosfatasi adalah proses penambahan asam fosfat . Flotasi merupakan proses pemisahan suatu zat yang ada didalam zat cair (fluida) maupun gas dengan prinsip pengapungan
Sukrosa (C12H22O11 ) Sifat fisik : 1. Tidak berwarna 2. Larut dalam air dan etanol 3. Tidak larut dalam eter dan kloroform 4. Densitas kristal 1588 kg/m3 (pada 150C) Sifat kimia : Dalam suasana asam dan suhu tinggi akan mengalami inverse menjadi glukosa dan fruktosa.
Nira siwalan Komponen Total Gula (g/cc)
10,93
Gula reduksi (g/cc)
0,96
Protein (g/cc)
0,35
pH
Produksi nira 3-5 (liter/pohon/hari) Sifat Fisika : - Berwarna putih keruh Sifat Kimia : - pH : ± 6,8
Jumlah
6,7 – 6,9
Kalsium (g/cc)
0,86
Fosfor (g/cc)
0,14
Vitamin C (g/cc)
13,25
Vitamin B1 (g/cc)
3,9
Spesific Gravity
1,07
Kegunaan gula kristal siwalan • Sebagai Pemanis • Sebagai Pengawet • Sebagai bahan baku pembuatan alkohol
Bahan Baku Pendukung Asam Phospat (H3PO4) Sifat Fisika : Bentuk Berat Molekul Titik Leleh Titik Lebur Densitas
: Cairan tak berwarna : 98 gr/mol : 21°C : 2,35°C : 1,83 kg/L pada 40°C
Sifat Kimia : Merupakan senyawa alkali kuat Merupakan senyawa polar Bersifat korosif pada logam Merupakan asam yang lebih kuat daripada asam asetat, asam okasalat, asam borat, dan asam salisilat
Kapur Tohor (CaO) Sifat Fisik : - Putih Pucat - Dalam bentuk bubuk berwarna kuning Sifat Kimia : - Berat Molekul : 56,077 g/mol - Densitas : 3,35 g/cm3 - Titik Didih : 2850°C - Larut dalam air, namun tidak larut dalam alkohol
Na-metabisulfit Sifat fisik dan kimia: • bentuk : padatan halus • Berat molekul: 190,11 g/mol • Rumus kimia : Na2S2O3 • Bau: bau sulfur dioksida • Specific gravity : 1,48 • pH: 4,3
Flokulan
Dimethyldistearylammonium Chloride (Kation) Sifat Fisik : berbentuk padatan Sifat Kimia : Berat molekul : 586,5 g/mol Kelarutan : tidak dapat larut dalam air
Magnaflock LT22S (Anion) <Ethanaminium> Sifat fisik : Bentuk : bubuk granular Warna : putih Kelarutan Sp pH
Sifat kimia: : larut dalam air : 8,8-1 : 3,3
Macam Proses Terdapat empat macam proses pemurnian untuk memproduksi gula kristal, yaitu : •Proses Defikasi •Proses Sulfitasi •Proses Karbonatasi •Proses Fosfatasi-Flotasi
Tabel Perbandingan Proses Pemurnian
Uraian
Defikasi
Karbonatasi
Foslotasi
Pemurnian
Aspek Teknis Uraian Defikasi
1. Operasi
Sulfitasi
Karbonatasi
Sulfitasi
Foslotasi
Aspek Teknis
•
Tekanan
1
1
1
1
••
o Suhu, Tekanan C
75-80°C 1
68-70°C 1
±100°C 1
±70°C 1
••
pH Suhu,
8,0-8,6 75 - 80 ° C
6,8-7,2 68 - 70 ° C
7,2-7,4 ±100 ° C
6,8-7,2 ± 80 °C
8,0 - 8,6
6,8 - 7,2
7,2 - 7,4
6,8 -7,2
Ada
Ada
Ada
Ada
Ada
Ada
Ada
Ada
Sedang
Tinggi
Tinggi
Rendah
Sedang
Tinggi
Tinggi
1.
Operasi
o
C
2.• Proses pH 2. • •
• •
Proses Reaksi Reaksi Samping Samping Daya Daya
Korosi Korosi
Uraian Uraian
Rendah
Pemurnian Pemurnian
Defikasi
karbonatasi
Sulfitasi
Fosflotasi
Kebutuhan Bahan
Banyak
Banyak
Banyak
Sedikit
Biaya Bahan Biaya Bahan
Mahal Mahal
Mahal Mahal
Mahal Mahal
Murah Murah
Energi Ene rgi
Besar Besar
Besar Besar
Besar Besar
Kecil Kecil
Warna Gula Warna Gula yang yang
Tidak putih Tidak putih
Putih Putih
Putih Putih
Putih Putih
Defikasi
Kebutuhan
Bahan
dihasilkan dihasilkan
Banyak
karbonatasi Banyak
Sulfitasi Banyak
Fosflotasi Sedikit
Produksi Gula Kristal Siwalan dengan Proses Fosfatasi-Flotasi
• • • • •
Unit pre treatment Unit pemurnian Unit penguapan Unit kristalisasi Unit penyelesaian
FLOWSHEET PABRIK GULA KRISTAL
Neraca massa ALAT UTAMA
: TRIPLE EFFECT EVAPORATOR neraca massa Evaporator
masuk komponen aliran 15 sukrosa air
TOTAL
keluar massa
komponen aliran 17 188263.000 sukrosa 845009.155 air 1033272.155
1033272.155
aliran 16 uap air TOTAL
massa 188319.57 79676.191 267995.757
765276.398 1033272.155
Neraca Panas: TRIPLE EFFECT EVAPORATOR Neraca energi evaporator 1 masuk keluar a.H feed 4820302266 a.H produk 173780084,3 b.H steam 921846772,6 b.Hkondensat 959135091,6 c.Q loss 4609233863 total 5742149039 total 5742149039 Neraca energi evaporator II Masuk Keluar a.H feed b.H steam total
800202853,5 a.H produk 452095900,9 b.Hkondensat c.Q loss 1252298754 total
267088895 945199717 40010142 1252298754
Neraca energi evaporator efek III Masuk
Jumlah (kkal)
keluar
Jumlah(kkal)
a.H steam
821054264,5 a.H produk
114402112,6
b.H feed
279600278,5 b.Hkondensat
945199717,2
total
1100654543
c.Q loss
41052713,22
total
1100654543
Spesifikasi alat TRIPPLE EFFECT EVAPORATOR Spesifikasi
Effect 1
Effect 2
Effect 3
Tipe evaporator
Short tube vertical evaporator
Short tube vertical evaporator
Short tube vertical evaporator
Luas perpindahan panas
9876,361 m²
9913,136 m²
10073,209 m²
Ukuran tube
1 ⅕ in, 16 BWG, 13 ft
1 ⅕ in, 16 BWG, 13 ft
1 ⅕ in, 16 BWG, 13 ft
Ukuran pitch
1 in triangular
1 in triangular
1 in triangular
Jumlah tube
1074 buah
1074 buah
1074 buah
Diameter (OD)
15 ft
13 ft
10 ft
Tinggi drum
22,44 ft
19,45 ft
14,96 ft
Tinggi bagian liquid
8,407 ft
7,215 ft
5,524 ft
Tebal silinder
1/4 in
1/4 in
3/16 in
Tebal tutup atas
1/4 in
1/4 in
3/16 in
Tebal tutup bawah
1/4 in
1/4 in
3/16 in
Bagian Drum:
Keselamatan dan Kesehatan Kerja (K3) 1. Pada alat : pompa, evaporator, crystalizer, dan juice heater 2. Pada pekerja : pemakaian APD (masker, sepatu karet, dan safety helmet selama berada di area produksi)
Instrumentasi No. 1.
Nama Alat Tangki penampung nira mentah (F110)
2.
Juice Heater (E-110)
3. 4.
Tangki mixing (M-210) Flash Tank (F-130) Tangki Tunggu Nira Jernih (F-138)
5. 6.
Evaporator (V-210)
7.
Cristallizer (V-310)
8.
Centrifuge (H-321)
Instrumentasi Level indicator Temperatur control Level indicator Level indicator Level indikator Temperature control Level indicator Temperatur control Flow control
UTILITAS • Air sanitasi = 112 m3 / hari • Air pendingin = 0,2 x 11.617,12 m3/hari = 2323,42 m3 / hari • Air boiler = 0,3 x 412,65 m3/hari = 123,795 m3/hari • Air proses = 82.233,12m3/hari • Jadi, keseluruhan air yang dibutuhkan (diambil dari sungai) : = (112 + 2323,42 + 123,795 + 82.233,12) m3/hari = 2.559,22 m3/hari
Pengolahan limbah
1. Limbah padat. Meliputi tempurung siwalan dan abu boiler 2. Limbah Cair yaitu scum dan air cucian juice heater dan evaporator 3. Limbah Gas meliputi gas yang berasal dari boiler
Produk Utama GULA SHS
Sifat kimia Berat jenis : 0.9-1,0 Kadar air : < 1%
Sifat Fisika Bentuk : kristal Ukuran SHS : 0.9 – 1mm Ketebalan gula : 4-5 mm Warna gula : putih kecoklatan
Terima Kasih
