PABRIK SUSU TABLET EFFERVESCENT DARI SUSU KAMBING ETAWA DENGAN METODE GRANULASI BASAH Disampaikan pada 23 Juni di ruang sidang D3 Teknik Kimia
Amalia Putri Taranita (2311 030 007) Delita Kunhermanti (2311 030 043) DOSEN PEMBIMBING Ir. SRI MURWANTI, MT PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
Gambar I.1 Perkembangan Produksi dan Konsumsi Susu di Indonesia (Sumber: Departemen Perindustrian, 2012)
Gambar I.2 Perkembangan Volume Ekspor dan Impor Produk Susu (Sumber: Departemen Perindustrian, 2012)
KAPASITAS PRODUKSI
±14.000
ton/tahun
Kaligesing, Purworejo Provinsi Jawa Tengah Penyediaan Bahan Baku Pemasaran Produk Tenaga Kerja Utilitas Kebijakan Pemerintah
Aspek Kesehatan
Aspek ekonomis
Karakteristik
Literatur
Warna susu
Kuning kecoklatan
Rasa dan bau susu
Asin dan bau tidak sedap
Densitas
1,027-1,038
Viskositas
1,5- 2,0 cP
Titik Beku
-0,5200oC
Titik Didih
100,16 oC
pH 6,5-6,8 Komposisi: Protein, Lemak, Karbohidrat, Kalori, Fosfor, Kalsium, Magnesium, Besi, Natrium, Kalium, Vitamin A, Thiamin, Riboflavin, Niacin, Vitamin B1, Vtamin B2, dan Vitamin B12
Maltodekstrin
Aspartam
Asam Tartrat
Asam Sitrat
Susu Bubuk Sukrosa
Natrium Bikarbonat
PVP
Karakteristik
Range
Standar
Kadar Air (%)
6,77-8,11
>0,05
Kadar Abu (%)
11,64-15,15
<0,01
Kadar Lemak (%)
0,66-0,98
>0,05
Kadar Protein (%)
20,72-22,39
>0,005
Metode Granulasi Basah Metode Granulasi Kering
METODE
KELEBIHAN
Granulasi Basah
-
Granulasi Kering -
-
KEKURANGAN
Meningkatkan kompresibilitas dan daya ikat Meningkatkan laju laju alir Mendapatkan keseragaman kandungan Memudahkan penanganan massa serbuk Resiko Pemisahan komponen campuran kecil Mengurangi debu selama proses dan mencegah kontaminasi udara.
Biaya cukup tinggi karena Memerlukan waktu yang lama pada tahap pembasahan dan pengeringan Zat aktif yang sensitif terhadap lembab dan panas tidak baik dikerjakan dengan granulasi basah.
Peralatan yang diperlukan lebih sedikit Pengeringan yang memakan waktu lama Baik untuk zat aktif yang sensitif terhadap panas dan lembab Mempercepat waktu hancur, karena partikel tidak terikat oleh pengikat yang kuat. Tidak menggunakan larutan pengikat.
Memerlukan mesin tablet khusus untuk membuat slug Tidak dapat mendistribusikan zat warna dengan seragam Menghasilkan banyak debu dan kontaminasi silang.
-
Storage Tank F-110 Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
6300,1587
6300,1587
Cream Separator H-120 Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
6300,1587
6300,1587
Coumponding Tank F-130 Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
3224,8847
3224,8847
Pasteurisasi Tank Q-140 Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
3397,2397
3397,2397
Homogenizer Tank H-120 Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
3196,2805
3196,2805
Evaporator V-220A/B/C Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
9336339,3325
9336339,3325
Spray Dyer D-230
Cyclone H-233
Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
3295,6402
3295,6402
Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
2912,1474
2912,1474
Tempa Tablet X-320
Tangki Mixer M-310
Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
1872,9931
1872,9931
Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
1872,9931
1872,9931
Dryer B-330 Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
1960,1066
1960,1066
Screen H-333 Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
1860,7124
1860,7124
Crusher C-334 Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
93,0356
93,0356
Tangki Mixer M-310 Masuk Komponen
aliran Spray Dryer
Aliran Zat Adiktif Massa Fraksi (kg/jam)
Aliran crusher Massa Fraksi (kg/jam)
Fraksi
Massa (kg/jam)
Lemak
0.0199
35.3535
0
0
0.0200
1.8607
Protein
0.0795
141.4141
0
0
0.0800
7.4428
Laktosa
0.0596
106.0606
0
0
0.0600
5.5821
Mineral
0.0099
17.6768
0
0
0.0100
0.9304
Maltodekstrin
0.0199
35.3535
0
0
0.0200
1.8607
Air
0.0264
47.6342
0
0
0.0200
1.8607
Asam Sitrat
0
0
0.1490
265.1515
0.1500
13.9553
Asam Tartrat
0
0
0.1192
212.1212
0.1200
11.1643
Aspartam
0
0
0.0993
176.7677
0.1000
9.3036
Sukrosa
0
0
0.1788
318.1818
0.1800
16.7464
PVP Natrium Bikarbonat
0
0
0.0397
70.7071
0.0400
3.7214
0
0
0.1987
353.5354
0.2000
18.6071
JUMLAH
0.2152
383.4928
0.7456
1396.4646
1.0000
93.0356
TOTAL
1872.9931
Tangki Mixer M-310 Keluar Komponen aliran Tangki Mixer Fraksi Massa lemak 0.0199 37.2142 protein 0.0795 148.8570 laktosa 0.0596 111.6427 mineral 0.0099 18.6071 maltodekstrin 0.0199 37.2142 air 0.0264 49.4949 asam sitrat 0.1490 279.1069 asam tartrat 0.1192 223.2855 aspartam 0.0993 186.0712 sukrosa 0.1788 334.9282 PVP 0.0397 74.4285 Natrium bikarbonat 0.1987 372.1425 JUMLAH 1.0000 1872.9931
TOTAL
1872.9931
Masuk (kg/jam) Komponen Lemak Protein Laktosa Mineral Maltodekstrin Air Asam Sitrat Asam Tartrat Aspartam Sukrosa PVP Natrium Bikarbonat Jumlah
Total
Aliran Spray Dryer Massa 35,3535 141,4141 106,0606 17,6768 35,3535 47,6342 0 0 0 0 0
Aliran Zat Adiktif Massa 0 0 0 0 0 0 265,1515 212,1212 176,7677 318,1818 70,7071
0
353,5354
383,4928
1396,4646
1872,9931
Aliran Crusher Massa 1,8607 7,4428 5,5821 0,9304 1,8607 1,8607 13,9553 11,1643 9,3036 16,7464 3,7214 18,6071
93,0356
Keluar (kg/jam) Aliran Tempa Tablet Massa 37,2142 148,8570 111,6427 18,6071 37,2142 49,4949 279,1069 223,2855 186,0712 334,9283 74,4285 372,1425
1872,9931
1872,9931
Cooler E-111 Masuk (kCal)
Keluar (kCal)
236.195,641
236.195,641
Heater E-122
Masuk (kCal)
Keluar (kCal)
176.930,758
176.930,758
Coumponding Tank M-130 Masuk (kCal)
Keluar (kCal)
83.070,721
83.070,721
Pasteurisasi Tank Q-140 Masuk (kCal)
Keluar (kCal)
140.714,672
140.714,672
Cooler E-222 Masuk (kCal)
Keluar (kCal)
-21.535,75
-21.535,75
Evaporator V-220 A/B/C Masuk (kCal)
Keluar (kCal)
307.141,52
307.141,52
Baromatic Condensor E-223 Spray Dryer D-230
Masuk (kCal)
Keluar (kCal)
2.042.780,761
2.042.780,761
Masuk (kCal)
Keluar (kCal)
336.990,57
336.990,57
Belt Dryer B-330
Tangki Mixer M-310
Masuk (kCal)
Keluar (kCal)
23.115,921
23.115,921
Masuk (kCal)
Keluar (kCal)
7.235,337
7.235,337
Perhitungan Neraca Panas Tangki Mixer (M-310)
a) Enthalpy Bahan Masuk T bahan = 59oC DT (oC) = T bahan - T refernce = 59oC - 25oC = 34oC Komponen Air Lemak Protein Laktosa Mineral Maltodekstrin T bahan DT (oC)
= = = =
30oC T bahan - T reference 30oC - 25oC 5 oC
Massa Cp (kg) (kkal/kgoC) 49,495 0,9987 37,214 0,9200 148,857 0,2500 111,643 0,2900 18,607 0,1991 37,214 12,1730 H Bahan Masuk
Komponen Asam Sitrat Asam Tartrat Aspartam Sukrosa PVP Natrium Bikarbonat
Massa (kg) 279,107 223,285 186,071 334,928 74,428 372,142
Cp (kkal/kgoC) 0,5249 0,4047 0,3190 0,1062 0,2109 0,2028
DT (oC) 34 34 34 34 34 34
DT (oC) 5 5 5 5 5 5
H (kcal) 1.680,641 1.164,062 1.265,284 1.100,797 125,959 15.402,307 20.739,050
H (kcal) 732,499 451,819 296,784 177,840 78,485 377,316
Massa (kg) 49,495 37,214 148,857 111,643 18,607 37,214 279,107 223,285 186,071 334,928 74,428 372,142
Komponen Air Lemak Protein Laktosa Mineral Maltodekstrin Asam Sitrat Asam Tartrat Aspartam Sukrosa PVP Natrium Bikarbonat
Cp (kkal/kgoC)
m x Cp
0,9987 0,9200 0,2500 0,2900 0,1991 12,1730 0,5249 0,4047 0,3190 0,1062 0,2109 0,2028
49 34 37 32 4 453 146 90 59 36 16 75,463
Total Mencari suhu(T) bahan keluar
Masuk 22.853,792 22.853,792 DT Tbahan keluar
= = = = =
1.033 Keluar m.cp 1.032,92 22 47
DT DT
Komponen
Massa Cp DT (oC) o (kg) (kkal/kg C)
H (kcal)
Air
49,495
0,9987
22
1.094
Lemak
37,214
0,9200
22
758
Protein
148,857
0,2500
22
823
Laktosa
111,643
0,2900
22
716
Mineral
18,607
0,1991
22
82
Maltodekstrin
37,214
12,1730
22
10.023
Asam Sitrat
279,107
0,5249
22
3.241
Asam Tartrat
223,285
0,4047
22
1.999
Aspartam
186,071
0,3190
22
1.313
Sukrosa
334,928
0,1062
22
787
PVP 74,428 Natrium Bikarbonat 372,142
0,2109
22
347
0,2028
22
1.670
H Bahan Keluar
22.853,792
Neraca Panas Tangki Mixer Masuk (Kcal)
Susu Cair
Keluar (Kcal)
Susu Cair
Air
1.680,641 Air
Lemak
1.164,062 Lemak
736,587
Protein
1.265,284 Protein
800,638
Laktosa
1.100,797 Laktosa
696,555
Mineral
125,959 Mineral
79,704
Maltodekstrin
Total
15.402,307 Maltodekstrin
Asam Sitrat
1.063,464
9.746,168
3.151,838
Asam Sitrat
732,499 Asam Tartrat
1.944,112
Asam Tartrat
451,819 Aspartam
1.277,018
Aspartam
296,784 Sukrosa
765,219
Sukrosa
177,840 PVP
337,709
PVP
78,485 Natrium Bikarbonat
2.516,910
SPESIFIKASI Type Fungsi
: silinder tegak, tutup diatas Torispherical dishead head,tutup bawah torispherical dishead head dilengkapi dengan pengaduk flat six blade turbin : mencampurkan susu bubuk etawa dengan bahan adiktif dari bahan dasar pembuatan tablet effervescent sehingga terbentuk bahan yang kalis.
Dimensi Shell: Diameter Shell- inside Tinggi shel Tebal Shell
Volume Tangki mixer = 904,32 ft3 :143,3906 in : 8 ft : 5/16 in Sistem Pengaduk: Diamater impeller Tinggi impeller Lebar baffle Panjang Pengaduk Jarak pengaduk ke dasar tangki
Dimensi Tutup: Tebal Tutup Bawah Tinggi tutup bawah Tebal Tutup atas Tinggi Tututp atas Bahan Konstruksi
: 6/16 in :0,7277 m : 6/16 in : 0,7277 m : SA- 283 C
: : : : :
4ft 0,8 ft 1 ft 1ft 4ft
Type : silinder tegak, tutup diatas Torispherical dishead head,tutup bawah torispherical dishead head Fungsi: Menampung zat adiktif yang nantinya zat adiktif akan dimasukkan kedalam tangki mixer.
Volume Tangki Zat Adiktif = 602,88 ft3 Dimensi Shell: Diameter Shell- inside : 95,4464 in Tinggi shel : 12 ft Tebal Shell : 4/16 in Dimensi Tutup: Tebal Tutup Bawah Tinggi tutup bawah Tebal Tutup atas Tinggi Tututp atas Bahan Konstruksi
: 5/16 in : 0,4701 m : 5/16 in : 0,4701 m : SA- 283 B
Fungsi : memindahkan susu bubuk dari spray dryer menuju tangki mixer Type Centrifugal blower
:
Bahan kontruksi
: Commercial Steel
Rate volumetrik
: 1,925 m3/jam
Kapasitas
: 1.872,993 kg/jam
Effisiensi motor
: 80%
Power blower
: 7,208 kW
Jumlah
: 1 buah
Air Steam Tenaga Listrik
Bahan bakar
Tabel VI.4 Kebutuhan Air yang Dibutuhkan Dari Sungai No
Nama alat
1
Air Sanitasi
2
3
Massa
satuan
112
m3/hari
Air Pendingin
259,987
m3/hari
Air Umpan Boiler
76,341
m3/hari
TOTAL
448,328
m3/hari
Kebutuhan air di pabrik susu Tablet Effervescent ini, disuplay dari sumber air sungai WATUKURO, Kabupaten Purworejo, Jawa Tengah. Dalam pabrik susu bubuk ini, pengolahan air meliputi beberapa cara, yaitu sebagai berikut: •Pengendapan kotoran •Penghilangan kesadahan air •Penambahan bahan kimia •Penyaringan •Demineralisasi
KESEHATAN
INSTRUMENTASI No
Nama Alat
Kode Alat
Alat Kontrol
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15
Storage Tank Heat Exchanger Centrifugal Separator Coumpondimg Tank Tangki pasteurisasi Homogenizer Evaporator Heat Exchanger Spray Dryer Blower Tangki Mixer Tangki Zat Adiktif Blower Tempa Tablet Belt Dryer
F-110 E-122 H-120 M-130 Q-140 H-210 V-220 A/B/C E-223 D-230 G-311 M-310 F-313/318 G-321 X-320 B-330
LI TC TC LI TC FC TC TC TC PC LI, AC LI PC PC TC
PENGOLAHAN
LIMBAH INDUSTRI KIMIA
Pengolahan limbah pada pabrik susu tablet effervescent ini menggunakan metode
Waste Water Treatment Plant (WWTP).
1. Rencana Operasi
Pabrik susu tablet effervescent dari susu kambing etawa ini direncanakan beroperasi secara semi kontinyu selama 330 hari operasi/ tahun dan 24 jam/ hari. 2. Kapasitas Produksi Kapasitas produksi pabrik ini sebesar 14.000 ton/tahun susu. 3. Bahan Baku dan Bahan Pembantu Bahan Baku
Bahan baku utama pabrik ini adalah susu Kambing Etawa.
Bahan baku utama yang diperlukan sebesar 151.852,364 kg/hari. Bahan Pembantu :
Maltodekstrin
= 893,142
kg/hari
Sukrosa
= 8.038,277 kg/hari
Aspartam
= 4.465,710 kg/hari
Asam Sitrat
= 6.698,564 kg/hari
Asam Tartrat
= 5.358,852 kg/hari
Natrium Bikarbonat
= 8.931,42 kg/hari
PVP
= 1.786,283 kg/hari
4. Proses Proses yang digunakan adalah Metode Granulasi Basah 5. Utilitas Air sanitasi : 112 m3/hari Air pendingin : 259,987 m3/hari Air umpan boiler : 76,341 m3/hari 6. Limbah •Limbah gas : berupa steam yang akan dialirkan ke hot well yang berasal dari evaporator. •Limbah padat : berupa sisa-sisa proses packaging yang akan digunakan sebagai bahan tambahan pembuatan kertas. •Limbah cair : berasal dari laboratorium dan proses produksi yang biasanya mengandung racun sehingga akan dinetralisasikan terlebih dahulu dan kemudian akan ditimbun dalam tanah. 7. Spesifikasi Produk Dari proses produksi yang dilakukan, didapatkan spesifikasi produk susu tablet effervescent dari susu kambing etawa sebagai berikut:
Spesifikasi Produk Nama Bahan Kadar Jumlah bahan (%) yang terkandung (kg/hari) Lemak 2 848,484 Protein 8 3.393,939 Laktosa 6 2.545,454 Mineral 1 424,242 Maltodekstrin 2 848,484 Air 2 848,484 Sukrosa 18 7.636,363 Aspartam 10 4.242,424 Asam Sitrat 15 6.363,636 Asam Tartrat 12 5.090,909 Natrium 20 8.484,848 Bikarbonat PVP 4 1.696,969
TOTAL
100
42.500
