TUGAS AKHIR Pabrik Margarin Dari Biji Jagung Dengan Proses Wet Rendering Dan Hidrogenasi Disusun Oleh : Rahmania Fatimah Dika Prasetya
2310 030 007 2310 030 019
Dosen Pembimbing Prof. Dr. Ir. Danawati Hari Prajitno, M. Pd NIP. 19510729 198603 2 001
PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA FTI – ITS SURABAYA 2013
Latar belakang Kebutuhan margarin Di Indonesia yang besar namun produktifitasnya rendah
Bahan alternatif
Indonesia impor margarin Penggunaan bahan Alternatif yang melimpah
Jagung
Minyak Jagung
Jumlah yang melimpah
Margarin
Dasar Teori Margarin
merupakan produk makanan berbentuk emulsi dengan tipe emulsi air di dalam minyak
Nabati : biji jagung, kapas, wijen, kacang tanah, gandum, karet dan CPO
Pembuatan margarin
Kandungan minyak biji jagung Komponen
Kadar (%)
Trigliserida
95.2
FFA
2.5
Fosfatida
1
Fitosterol
1.2
Tokoferol
0.1
Total
100
(Avenue. N.W, 2006)
Produk Utama • Sifat fisika dan kimia Margarin : • Bentuk : padat • Warna : kuning mentega • Spesifik gravity : 0.64 • Melting point : 42oC • Kandungan FFA : 0.03% max • Moisture : 0.05% max • Tidak larut dalam pelarut organik • Bersifat plastis
Lokasi pendirian pabrik
Lokasi pabrik margarin
Lokasi pabrik margarin
Direncanakan pabrik didirikan tahun 2016 Di kerek-Tuban jawa timur Kapasitas = 35 000 ton/tahun Bahan baku = 55 ton/hari
Neraca massa Masuk (kg)
Alat
Keluar (kg)
584418.58
Digester
584418.58
584418.58
Expeller press
584418.58
115739.61
Tangki netralisasi
115739.61
107050.17
Tangki Bleaching
107050.17
107050.17
Filter press I
107050.17
105581.17
Tangki Hidrogenasi
105581.17
105589.94
Filter press II
105589.94
115717.51
Tangki Deodorasi
115717.51
106000.18
Tangki Emulsiikasi
106000.18
106000
Tangki Votator
106000
Neraca massa pada Digester
Neraca Panas Masuk (kcal)
Alat
Keluar (kcal)
25935589,10
Digester
25935589,10
3040542,97
Buffer Tank
3040542,97
3154291,76
Heater netralisasi
3154291,76
5078576,40
Tangki Netralisasi
5078576,40
7487842,32
Heater Bleching
7487842,32
12312105,87
Heater Hidrogenasi
12312105,87
177879585,04
Tangki Hidrogenasi
177879585,04
21787396,82
Tangki Deodorasi
21787396,82
15253000.97
Cooler
15253000.97
2978396.64
Tangki Votator
2978396.64
Nereca Panas pada Digester
Spesiikasi Alat Tangki Hidrogenasi (R-230) Fungsi : Untuk menjenuhkan asam lemak tak jenuh menjadi asam lemak jenuh agar margarin berbentuk padat pada suhu kamar. Kapasitas : 1444.5 ft3 Material : Carbon steel SA 212 Grade B Bentuk : silinder tegak berpengaduk dengan tutup atas dan bawah berbentuk langed and standart dished head
• Diameter ( D ) • Tinggi ( H ) • Tebal tangki • Tebal tutup atas • Tebal tutup bawah • Jenis pengaduk
: : : : : :
132 in 198 in 0.6 in 1.3 in 1.3 in six blades open turbin • Jumlah impeler : 1 • Diameter Impeler : 39.6 in • Kecepatan putar : 120 rpm • Daya motor : 419 hp • Tebal jaket : 0.6 in • Waktu tinggal : 4 jam
Flowsheet Proses Tahap Emulsifikasi
Tahap Bleaching Tahap Hidrogenasi Tahap Deodorasi Tahap Netralisasi
Proses Pemasakan dan Pemisahan
Flowsheet Utilitas
Utilitas • Air yang digunakan adalah air sungai • Kebutuhan air yang di gunakan : - Air sanitasi : 132 m3/hari - Air Pendingin : 798.749 m3/hari - Air proses : 36.883 m3/hari - Air umpan boiler : 98.956 m3/hari - Make up water = 10% dari air pendingin + 20% dari air umpan boiler = 10% x 798.749 + 20% x 98.956 = 99.665 m3/hari • Total kebutuhan air = 1166.253 m3/hari
K3 Reaktor, Heat exchenger, Tangki Bahan Tambahan, Pompa dan Filter Press • Memberikan alat kontrol dan pengendali berupa temperatur controller, pressure indicator dan level indicator controller agar proses dapat berjalan sesuai dengan kondisi operasi. • Setiap satu tahun sekali dilakukan shut down untuk membersihkan kerak pada alat maupun pipa-pipa. • Untuk para operator diwajibkan menggunakan alat pelindung kepala, alat pelindung tangan, alat pelindung kaki, dan alat pelindung badan, karena suhu di sekitar alat proses sangat panas. • Setiap orang tidak boleh terlalu dekat dengan reaktor ataupun heat exchenger sehingga diberikan radius minimal bagi operator serta diberi pagar pembatas dan isolator pada alat. • Disediakan hydrant disetiap plant (unit) untuk menanggulangi atau pencegahan awal pada saat terjadi kebakaran/ peledakan, dan tabung pemadam kebakaran di unit kerja
instrumentasi No. 1.
Nama Alat Digester (D-110)
Instrumentasi Flow control danTemperature control
2. 3. 4. 5. 6.
Tangki penampung (F-116) Heater (E-212) Tangki Netralisasi (R-210) Tangki pelarutan NaOH (H-213) Tangki penampung minyak (F-224)
Level indicator Flow control dan Temperature control Temperature control Flow control Level indicator
7. 8. 9. 10. 11.
Tangki Hidrogenasi (R-320) Tangki H2 (F-235) Tangki Deodorasi (D-310) Cooler (E-322) Tangki Emulsiikasi (H-320)
Temperature control Flow control Temperature control dan pressure control Temperature control Flow control danTemperature control
12.
Tangki EFM (F-323)
Flow control
13
Tangki EFMC (F-324)
Flow control
14.
Tangki Votator (H-330)
Flow control dan Temperature control
15.
Tangki penampung produk (F-332)
Level Control
Pengolahan Limbah Industri Kimia • LIMBAH PADAT - Bungkil biji jagung - karbon aktif
• LIMBAH CAIR - soap stock • LIMBAH GAS - gas H2
- Nikel
Kesimpulan Kapasitas pabrik = 35000 ton margarin/tahun = 106000 kg margarin/hari Bahan baku = 522.057 kg/hari
NaOH = 541.82 kg/hari Karbon aktif = 1574.83 kg/hari Nikel = 20.44 kg/hari Gas H2 = 1159.79 kmol/hari Emulsi fase minyak = 786.64 kg/hari Emulsi fase cair = 541.79 kg/hari
Reaksi hidrogenasi - CH = CH -
H2
- CH2 – CH2 -
Ni
ikatan lemak jenuh
Ikatan tidak jenuh
Reaksi penyabunan C18H36O2 + NaOH Asam Stearat
C18H35O2Na + H2O Na Stearat
RCOOH + NaOH FFA basa
RCOONa + H2O Sabun
C14H31 – CH = CH – COO – CH2 C14H31 – CH = CH – COO – CH + 3H2 C14H31 – CH = CH – COO – CH2 Trigliserida oleat
C14H31 – CH2–CH2–COO – CH2 Ni
C14H31 – CH2–CH2–COO – CH C14H31 –CH2–CH2–COO – CH2 Trigliserida Stearat
C12H27–CH = CH – CH = CH – COO – CH2 C12H27–CH = CH – CH = CH – COO – CH + 6H2
C14H31 – CH2– CH2 –COO –CH2 Ni
C12H27 –CH = CH –CH = CH – COO – CH2 Trigliserida linoleat
C14H31 – CH2 –CH2– COO –CH C14H31 – CH2–CH2– COO –CH2 Trigliserida Stearat
C10H23– CH= CH –CH = CH – CH =CH–COO – CH2 C10H23–CH= CH – CH = CH – CH =CH–COO – CH + 9H2 C10H23–CH = CH – CH = CH –CH =CH–COO – CH2 Trigliserida linolanat
C14H31 – CH2– CH2 –COO –CH2 Ni
C14H31 – CH2 –CH2–COO –CH C14H31 – CH2–CH2– COO – CH2 Trigliserida Stearat
Emulsifikasi Bertujuan untuk mengemulsikan minyak dengan cara penambahan emulsifier. Ada 2 tahap : 1. Proses pencampuran fase minyak * menggunakan Lechitin,vitamin A & D 2. Proses pencampuran fase cair * menggunakan garam,TBHQ, natrium benzoat Sumber : Ketaren
Tgs tersabunkan C17H33COO - CH2 C17H33COO - CH + 3 NaOH C17H33COO - CH2 Trigliserida oleat
HOCH2 3C 17H33COO - Na + HOCH HOCH2 Sabun Gliserol
NiO + 2HClNiCl2 + H2O NiO + H2SO4NiSO4 + H2O NiO + 2HNO3 Ni(NO3)2 + H2O
• Ca(OH)2 + Ca(HCO3)2 • Ca(OH)2 + Mg(HCO3)2
2 CaCO3 + 2 H2O 2 CaCO3 +Mg(OH)2 + 2H2O
