17

Bab 1. Pendahuluan1.1 Latar Belakang PerancanganMinyak goreng adalah salah satu produk jadi primer yang dihasilkan dari CPO. Dari buah sawit dapat diperoleh dua jenis minyak kasar, yaitu Crude Palm Oil (CPO) dan Crude Kernel Palm Oil (PKO). Proses pengolahan CPO menjadi minyak goreng juga menghasilkan beberapa hasil samping yang bernilai ekonomis antara lain stearin (merupakan bahan baku margarin), dan Palm Fatty Acid Destillation (PFAD). Diperolehnya hasil samping ini merupakan salah satu daya tarik investasi industri minyak goreng dari CPO, minyak goreng yang dihasilkan (olein) merupakan minyak tak jenuh yang sampai sejauh ini diketahui sangat baik untuk kesehatan. Pada gambar 1.2 dapat dilihat perkembangan produksi CPO dari tahun ketahun mengalami peningkatan.

Gambar 1.1 Grafik Peningkatan Produksi CPODari gambar diatas, terdapat peningkatan Produksi CPO dari tahun 2000 sampai tahun 2004. Pada tahun 2001 terjadi kenaikan produksi dari 4574.5 menjadi 5016.4 dan pada tahun 2002 kenaikan produksi yang cukup signifikan terjadi dari 5016.4 ke tingkat 6272.7 ribu ton. Sedangkan dari tahun 2003 sampai 2004 kenaikan produksi CPO tidak terlalu mengalami peningkatan hanya sebesar 138.5 ribu ton CPO.

Gambar 1.2 Grafik Peningkatan Konsumsi Minyak GorengPada gambar 1.2 yang menampilkam konsumsi minyak goreng di Indonesia dari tahun 1999 sampai tahun 2005 mengalami peningkatan. Peningkatan konsumsi minyak goreng ini seiring dengan perkembangan penduduk di Indonesia yang cukup pesat. maka kebutuhan akan minyak goreng juga semakin meningkat. Peningkatan konsumsi CPO dari tahun 1999-2005 secara berturut-turut adalah 2494.1; 2606.1 ; 3137.9 ; 3508.1; 3964.9 ; 4527.7; dan 5062.8 ribu ton. Peningkatan konsumsi minyak goreng dari tahun 1999-2000 adalah sekitar 10.14 %.

1.2 Tujuan Pra-rancanganTujuan prarancangan pabrik minyak goreng dari buah sawit ini adalah untuk mengaplikasikan ilmu teknik kimia yang meliputi neraca massa, neraca energi, spesifikasi peralatan, perancangan proses, operasi teknik kimia, utilitas dan bagian ilmu teknik kimia lainnya, juga untuk memenuhi aspek ekonomi dalam pembiayaan pabrik sehingga memberikan gambaran kelayakan ekonomi pra-rancangan pabrik pembuatan RBD Palm Olein dari CPO. Sedangkan tujuan khusus pra-rancangan pabrik pembuatan minyak goreng dari CPO ini untuk memenuhi kebutuhan minyak goreng dalam negeri serta ekspor ke negeri lain.1.3 Ruang Lingkup PerancanganRuang lingkup dari pra-rancangan pabrik pembuatan RBD Palm Olein dari Crude Palm Oil (CPO) adalah pada laporan kedua ini adalah menghitung dan menentukan neraca massa dan neraca energi dari setiap unit alat yang ada dalam perancangan.

1.4 Deskripsi ProsesRBD Palm Olein adalah minyak sawit yang telah mengalami proses penyulingan untuk menghilangkan asam lemak bebas serta penjernihan untuk menghilangkan warna dan penghilangan bau. Proses pengolahan sawit menjadi minyak goreng sawit dimulai dari proses pengolahan tandan buah segar menjadi crude palm oil (CPO).Setelah kelapa sawit menjadi CPO, maka proses selanjutnya adalah mengolah CPO menjadi minyak goreng sawit. Secara garis besar proses pengolahan CPO menjadi minyak goreng sawit, terdiri dari dua tahap yaitu tahap pemurnian (refinery) dan pemisahan (fractionation).Tahap pemurnian atau refinery terbagi menjadi dua yaitu pemurnian secara fisika dan kimia. Pemurnian secara fisika dilakukan dengan cara distilasi, sementara pemurnian secara kimia dilakukan dengan menggunakan asam phosfat yang berfungsi untuk mengendapkan getah atau gum yang terkandung pada CPO. Pemurnian (refinery) secara kimia diawali dengan penghilangan gum (degumming) yang terdapat pada CPO, kemudian dilanjutkan dengan proses netralisasi untuk menetralkan asam lemak yang dihasilkan dari proses degumming, lalu dilakukan proses bleaching yang bertujuan untuk pemucatan sekaligus menghilangkan mineral-mineral logam pengotor, dan penghilangan bau (deodorization), sedangkan pada fraksionasi dilakukan kristalisasi untuk memisahkan fraksi cair (olein) dan fraksi padat (stearin). Tahap-tahap pengolahan CPO menjadi RBD Palm Olein yaitu:1.4.1 Pemurnian (Refinery)Proses pemurnian (refinery) yang digunakan adalah pemurnian secara fisika, hal ini disebabkan karena prosesnya yang sederhana, cocok untuk pengolahan minyak yang mempunyai FFA tinggi, serta produk yang didapat tidak menghasilkan sabun sehingga tidak memerlukan proses pemisahan lebih lanjut, Dan juga tidak memerlukan air pencucian yang sangat baik untuk plant water treatment, sehingga bebas polusi.a. DegummingTahapan pertama yang dilakukan pada proses degumming yaitu proses pemanasan CPO untuk menaikkan temperatur dari suhu 30-55oC sampai dengan 100-120oC yang dilakukan secara bertahap dimana pada tahap pertama CPO dipanaskan hingga temperatur 65-105oC kemudian pada tahap kedua menggunakan Heat Exchanger dari sumber panas steam hingga temperatur 100-120oC. Tahapan selanjutnya yaitu penambahan asam phosfat (H3PO4) dengan konsentrasi 80-85 % kedalam CPO panas yang dimasukkan kedalam mixer agar didapatkan campuran yang homogen dimana kondisi operasi berlangsung pada tekanan 1 atm (OBrien.1998). Hasil proses ini adalah Degummed Palm Oil (DPO), yaitu minyak sawit yang bebas gummy substance dan selanjutnya dialirkan kedalam bleacher untuk proses pemucatan. b. BleachingBerdasarkan analisa proses, proses pemucatan (bleaching) dilakukan melalui metode adsorbsi yang menggunakan bahan pemucat berupa bleaching earth. Persentase bleaching earth yang ditambahkan untuk CPO yaitu 0.5-2%. Bleaching earth (BE) dimasukan ke dalam bleacher dan berkontak dengan DPO pada suhu 95-110oC, agar dapat mempermudah proses absorbsi impurities dengan cepat. Kemudian disaring menggunakan niagara filter, sehingga mineralmineral logam pengotor akan terpisah dan mendapatkan produk berupa Bleached Palm Oil (BPO). c. DeodorisasiBleached Palm Oil (BPO) yang telah difiltrasi dilairkan ke tangki deodorator. Minyak BPO yang mengandung gas deodorisasi dipanaskan pada HE dari temperatur 110oC menjadi 130oC dengan menggunakan panas yang berasal dari steam. Kemudian minyak BPO disaring pada catridge filter untuk memisahkan bleaching earth yang masih terdapat dalam BPO. Catridge filter adalah salah satu filter yang berfungsi untuk menyaring partikel-partikel kecil ataupun besar yang terdapat di dalam air. Setelah itu BPO dipanaskan sampai suhu 240-270oC dengan sumber panas dari boiler. Pada pemanasan ini, suhu minyak BPO harus dikontrol agar minyak netral tidak menguap, dan agar tidak terjadi reaksi termokimia yang tidak diinginkan. Minyak BPO dialirkan ke tangki deodorizer untuk memisahkan BPO menjadi PFAD dan RBDPO. Prinsip kerja deodorizer sama dengan prinsip kerja destilasi bertingkat, yaitu memisahkan berdasarkan titik didih senyawa yang ada pada BPO.

1.4.2 Pemisahan (Fraksionasi)RBDPO yang dihasilkan dari proses deodorisasi kemudian dilanjutkan dengan proses fraksionasi. Proses fraksionasi bertujuan untuk memisahkan fraksi olein dan stearin. Unit fraksionasi dioperasikan dengan fraksionasi kering (dry fractionation). Proses fraksinasi terdiri dari cooling, chilling dan filtrasi. Mula-mula RBDPO didinginkan sampai 35oC dengan menggunakan air chilling yang bersuhu 25oC. Kristalizer ini dilengkapi dengan pengaduk yang berfungsi untuk mengaduk minyak agar homogen. Setelah itu dilakukan pemisahan fraksi cair (olein) dan fraksi padat (stearin) dengan menggunakan filter press.

Bab 2. Teori

2.1 Neraca Massa2.1.1 Penyusunan Dan Penyelesaian Neraca Massa

KONSEP NERACA MASSA = persamaan yang disusun berdasarkan hukum kekekalan massa (law conservation of mass), yaitu mass can neither be created or destroyed.Persamaan umum neraca massa untuk suatu sistem proses :

Kec.masuk kedalam system kec.keluar dari system+kec.yang dibangkitkan system-kec.yang terkonsumsi oleh system= kec.terakumulasi dalam system

Satuan di setiap arus adalah satuan massa atau mol atau (massa/waktu atau mol/waktu). Akumulasi adalah perubahan massa terhadap waktu. Untuk proses Staedy state maka akumulasi = 0. Untuk proses USS maka akumulasi tidak sama dengan nol. Untuk proses fisis SS, maka kec masuk kec keluar =0. Untk proses kimia SS, maka akumulasi =0.Neraca massa dapat disusun untuk :1. Neraca Massa total atau Campuran2. neraca massa komponen tertentu3. neraca massa unsur atau elemen tertentu.

2.1.2 Langkah-langkah penyusunan dan penyelesaian NM dan NP :

1. Membuat diagram alir proses, lengkapi dengan data-data :a. kualitataif dan kuantitatifb. kondisi arus masuk dan keluar system

2. Tandai variabel aliran yang tidak diketahui pada diagram alir.Buatlah permisalan variabel. Pilihlah suatu laju alir proses sebagai basis perhitungan. Basis perhitungan dapat diambil berdasarkan banyaknya bahan yang masuk atau berdasarkan bahan keluar system. Basis perhitungan dapat dinyatakan dalam satuan berat atau satuan mol. Jika terjadi proses kimia dalam sistem yang ditinjau, lebih mudah bila basis perhitungan menggunakan satuan mol.Jika terjadi proses fisis, basis perhitungan dapat menggunakan satuan berat atau satuan mol.

3. Konversikan laju alir volumetrik menjadi laju alir massa atau molar.Jika terdapat proses kimia ( reaksi ), perhitungan menggunakan satuan molar, sedangkan proses fisis dapat menggunakan satuan massa atau molar.

4. Susunlah persamaan NM / NP.Dalam menyusun neraca, perlu disebutkan apa yang dineracakan dan dimana neraca itu disusun. Persamaan neraca dapat disusun untuk : sebuah unit saja, multi unit, atau unit keseluruhan ( overall ).

5. Selesaikan persamaan NM / NP

2.2 Neraca PanasHukum konservasi energi (hk I termodinamika):[Energi masuk] [energi keluar] + [energi yang terbangkitkan sistem] [energi yang terkonsumsi sistem] = [energi terakumulasi dalam sistem]1. Reaksi kimia yang bersifat eksotermis ( menghasilkan panas), maka energi yang dihasilkan disebut sebagai energi yang terbangkitkan sistem.2. Reaksi kimia yang bersifat endotermis (membutuhkan panas), maka energi yang dihasilkan disebut sebagai energi yang terkonsumsi oleh sistem.3. Untuk sistem dengan proses steady state, maka energi yang terakumulasi = 0

Langkah-langkah penyusunan neraca panas mirip dengan neraca massa.Bentuk-bentuk energi:1. Energi potensial (EP) : akibat posisi objek relatif terhadap bidang datum (bidang referensi).2. Energi Kinetik (EK) : akibat gerakan objek.3. Internal Energi (U) : akibat gerakan molekuler di dalam bahan.4. Work / Kerja (W) :5. Heat / Panas (Q)6. Energi Listrik

2.2.1 Perubahan EntalpiPerubahan entalpi atau panas dapat digolongkan menjadi 4, yaitu:1. Sensible ( panas yang bisa dirasakan perubahan suhunya).Kapasitas panas (cp ) = banyaknya panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu setiap satuan massa setiap satuan suhu. Untuk padatan dan gas, Cp merupakan fungsi suhu. Beberapa sumber data-data Cp :a. Cp = f (T) ; appendix D, Coulson and Richardson, Chemical Engineering.b. Cp dalam bentuk grafik; Geankoplis; Perry.c. Cp untuk foods and biological material; appendix A.4, Geankoplis,Transport Processes and Unit Operation2. Laten ( panas perubahan fase dengan suhu tetap).a. Panas Peleburan (dari fase padat menjadi cair)b. Panas sublimasi ( dari fase padat menjadi gas )c. Panas kondensasi ( dari fase gas cair ). d. Panas penguapan (dari fase cair menjadi gas).3. Reaksi (panas yang dihasilkan atau dibutuhkan pada proses yang melibatkan reaksi kimia).Macam-macam entalpi reaksi :a. Heat of reactionb. Heat of formation.c. Heat of combustion.

Pra-Rancangan Pabrik RBD Palm Olein dari CPO Kelompok.4/Semester Ganjil 2014-2015ByCheckedApproved

Nur AsiaWindy Nila HakimMuhammad Iqbal