BAB III Stasiun Pemurnian

8/18/2019 BAB III Stasiun Pemurnian

1/24

Laporan Magang III

PTPN XI (Persero) Pabrik Gula Pagottan

BAB III – Stasiun Pemurnian

BAB III

STASIUN PEMURNIAN

A. Pengertian

Stasiun pemurnian merupakan tempat untuk memisahkan kotoran atau bukan

gula dalam nira mentah sebanyak – banyaknya dengan mencegah kerusakan

gula sedikit – dikitnya. Pemisahan bukan gula dilakukan secara fisika, kimia

maupun kimia fisika.

Secara Fisika : Dengan pemanasan, pengendapan, penyaringan.Secara Kimia : Mereaksikan nira mentah dengan suatu bahan untuk

membentuk endapan.

Secara Kimia Fisika : Proses penyerapan adsorbsi! kotoran oleh endapan.

"gar proses pemisahan bukan gula di stasiun pemurnian dapat maksimal dan

kerusakan gula seminimal mungkin maka harus memperhatikan dan mengatur

p#, suhu, serta $aktu tinggal seoptimal mungkin.

B. Peralatan di Stasiun Pemurnian

%. &imbangan 'ira Mentah

&imbangan nira mentah bertu(uan untuk mengetahui berapa banyaknya

nira yang dihasilkan, sehingga bisa dipergunakan untuk menghitung

angka – angka penga$asan dan dapat mengetahui kondisi pabrik.

&imbangan nira mentah di Pabrik )ula Pagottan menggunakan flo$

meter.

*ontoh perhitungan berat dari nira mentah :

+. Pemanas pendahuluan

29


2/24

Laporan Magang III



Pemanas pendahuluan uice #eater! yang terdapat di pabrik gula

Pagottan sebanyak - buah dimana (uice heater nomor % sampai dengan

dapat digunakan sebagai pemanas pendahuluan / dan // sedang untuk 0

sampai - digunakan untuk pemanas pendahuluan ///. Suhu dan fungsi

dari pemanas pendahuluan adalah :

Suhu nira yang diharapkan setelah keluar dari pemanas pendahuluan /, //,

/// dengan tu(uannya :

a. Pemanas Pendahuluan / 012* – 342* !

%. Mempercepat reaksi susu kapur dengan phospat.

+. Membunuh (asad – (asad renik.

b. Pemanas Pendahuluan // %4+2* – %%12* !

%.5ntuk mempercepat pengendapan bukan gula.

+.Memudahkan gas – gas udara keluar melalui flash tank.

c. Pemanas Pendahuluan /// 6 %%12* !

%. Memperingan ker(a dari e7aporator.

*ara ker(a dari pemanas pendahuluan adalah :

'ira mentah masuk melalui pipa pemasukan dan mengalir di dalam pipa

nira. 5ap bekas masuk ke ruang pemanas melalui pipa uap pemanas dan

memenuhi ruang pemanas. &er(adi perpindahan panas antara lain nira

dalam pipa nira dan uap dalam ruang pemanas. 'ira bersikulasi melalui

sekat8sekat sirkulasi yang berada dalam alat pemanas. Satu kali sirkulasi

adalah satu kali naik satu kali turun. Dalam hal ini maka luas pemanas

men(adi hal sangat diperhatikan sehingga suhu yang diharapkan dapattercapai. 9esarnya luas pemanas yang diharapkan dapat tergangu oleh

beberapa hal antara lain :

• &er(adinya pengerakan baik disisi nira maupun disisi pemanas

• Pengeluaran air konden yang tidak lancar.

• "danya gelembung – gelembung gas pada nira yang mengakibatkan

transfer panas terganggu.

Data spesifikasi (uice heather :

30


3/24

Laporan Magang III



*ontoh perhitungan luas pemanas dan kebutuhan uap di (uice heater

umus ;uas pemanas uice heater

S= P x C

k x ln

T −¿T − t

S < ;uas pemanas m=!

P < umlah nira dipanaskan Kg>(am!

& < Suhu uap pemanas 2*!

to < Suhu a$al nira 2*!t < Suhu akhir nira 2*!

* < Panas (enis kcal>kg 2*!

k < Koefisiensi perpindahan panas Kcal>m=.2*.(am!

dimana :

C =1−(0,006 x brix)

k =6 x T x

(

u

1,8

)

0,8

& < Suhu uap pemanas 2*!

5 < Kecepatan nira dalam pipa % – + ! m>s

31


4/24

Laporan Magang III



32


5/24

Laporan Magang III



5ntuk menperoleh suhu yang diharapkan maka berdasarkan hitungan

diperlukan luas pemanas pada pemanas pendahuluan / sebesar +44 m=

sehingga di(alankan dua unit (uice heater sebagai faktor amannya.

umus Kebutuhan uap (uice heater

Gmp=Q n . c .(t 2−t 1)

Pl

Dimana :

)mp < umlah uap dibutuhkan kg>(am!

?n < 9erat nira dipanaskan kg>(am!c < Panas (enis nira kcal>kg. 2*!

t% < Suhu nira masuk 2*!

t+ < Suhu nira keluar 2*!

Pl < Panas laten uap pemanas kcal>kg!

33


6/24

Laporan Magang III



5ntuk memanaskan nira mulai dari pemanas pendahuluan / sampai

34


7/24

Laporan Magang III



dengan ke pemanas pendahuluan /// diperlukan uap sebesar +4.0%@,3

kg>(am atau +4,0 ton>(am.

Problematika yang ter(adi di pemanas pendahuluan dan cara

mengatasinya :

5ap bekas atau bleeding kurang

ika hal ini ter(adi maka suhu di (uice heater tidaka akan tercapai dampak

yang ditimbulkan antara lain:

• &er(adi periode buih di defikator

• eaksi tidak ber(alan sempurna sehingga turbidity nira tidak

bagus.

•

&er(adi mubal pada single tray karena ter(adi perbedaan suhu.• Memperberat ker(a dari e7aporator karena suhu yang masuk

e7aporator terlalu rendah dan kotoran yang terikut dalam nira

masih banyak sehingga e7aporator lebih cepat kotor.

*ara mengatasi dengan menambah suplesi uap baru atau menghentikan

penggunaan bleeding dan menggantinya dengan uap bekas. #al ini

diharapkan agar suhu pada pemanas pendahuluan dapt tercapai.

@. Defikator

Defikator merupakan alat yang digunakan dalam proses defikasi, yaitu

proses pemurnian nira yang paling sederhana, hanya terdiri dari proses

penghilangan sifat asam yang terdapat pada nira. #al ini dilakukan

karena sifat dari sukrosa sendiri dapat rusak karena asam. Sifat asam

yang terdapat pada nira berasal dari asam organik, anorganik maupun

koloid yang bermuatan negatif bersifat asam! oleh karena itu untuk

mencegah rusaknya sukrosa tersebut maka dalam peti defikator ditambahdengan susu kapur *aA#+! yang memiliki sifat basa. eaksi kimia yang

ter(adi :

*aA#!+ *aA#B B A#8

*aA#8 *aBB B A#8

eaksi pada Phospat :

#@PAC #B B #+PAC8

35


8/24

Laporan Magang III



#+PAC8 #BB B #PAC

+8

#PAC+8 #B B PAC@8

Sehingga ter(adi reaksi :

*a+B B #+PAC8 *aPAC!@

*a+B B #PAC+8 *a#PAC

*a+B B PAC@8 *a@PAC!+

*a@PAC!+ mempunyai sifat adsorbsi kotoran yang melayang dan sangatkuat, ini yang disebabkan bila kadar PAC rendah maka hanya sedikit

endapan yang terbentuk dan masih banyak kotoran yang terdapat pada

nira.

Data spesifikasi alat :

36


9/24

Laporan Magang III



Proses yang ter(adi didefikator :

• Defikator /

Diberi penambahan susu kapur sampai p# 6 0,+ dengan harapan nira

yang semula bersifat asam akan men(adi netral sehingga kerusakan

sukrosa akan semakin kecil, selain itu dengan pemambahan susu

kapur akan ter(adi ikatan antara *aA#!+ dengan #@PAC sehingga

terbentuk ikatan *a@PAC!+ yang dapat mengadsorbsi kotoran yang

melayang.

• Defikator //

Di defikator dua tidak ter(adi penambahan susu kapur, didefikator ini

berfungsi untuk menyempurnakan reaksi dan percampuran akan

lebih homogen.

• Defikator ///

5ntuk defikator tiga diberi penambahan susu kapur hingga 6 -,+

dengan tu(uan kotoran yang tidak terikat pada defikator satu akan

terikat di defikator tiga karena titik isoelektris pada kotoran berbeda

– beda. Sesuai hukum 9AS&" bah$a kerusakan nira pada alkalis

tinggi rendah atau diabaikan (ika $aktu tinggal kurang dari % menit.

Masalah yang ter(adi di defikator dan cara mengatasi :

• &er(adi buih

#al diatas sering ter(adi hal ini disebabkan panas nira yang masuk

defikator kurang, sehingga reaksi tidak sempurna atau kurang cepat,

37


10/24

Laporan Magang III



untuk menghindari hal tersebut maka pemanas pendahuluan pertama

ditambah atau mungkin panas kurang sehingga perlu suplesi.

• p# tidak tercapai

ika hal ini yang ter(adi maka kemungkinan adalah kualitas dan

kuantitas dari susu kapur kurang sehingga perlu dilakukan

penambahan *aA.

C. Drum pemadam kapur

Fungsi dari alat ini sebagai penyedia susu kapur untuk keperluan reaksi

di defikator.

Kapasitas giling :

Q=2750 x D ² x δ x t φ

? < Kapasitas giling tcd!

D < diameter drum m!

< 9erat (enis susu kapur ton>mE!

t < ;ama $aktu pemadaman (am!

< Pemakaian susu kapur G tebu

Data alat :

1. Sulfitator

Fungsi dari alat ini adalah tempat ter(adinya reaksi antara SA + dengan

*a+B berlebih sehingga terbentuk endapan *[email protected] gas SA+ bertu(uan untuk :

• Mendapatkan reaksi lan(ut antara kelebihan kapur dengan SA+

sehingga didapatkan p# netral untuk menghindari kerusakan sukrosa

yang lebih banyak.

• Membentuk endapan garam kalsium sulfit *aSA@ ! yang bertu(uan

untuk menyelubungi endapan yang telah terbentuk dalam proses

defikasi.

38


11/24

Laporan Magang III




eaksi yang terdapat dalam peti sulfitator adalah sebagai berikut :

*aA#!+ *aA#B B A#8

*aA# *a+B B A#8

*aA#!+ *a+B B +A#8

SA+ B #+A #+SA@

39


12/24

Laporan Magang III



#+SA@ #B B #SA@

8

#SA@ #B B SA@

+8

*a+B B +SA@8 +*aSA@

Fungsi dari endapan *aSA@ adalah menyelubungi endapan *a@PAC!+

dimana endapan yang dulunya bersifat incompresible men(adi

compresible sehingga endapan dapat dipisahkan dengan penapisan.

)ambar peti sulfitasi dengan reaktor &homson :

Kebutuhan gas dari reactor &homson :

• Kebutuhan gas < 1 H Iolume nira.

• % m@ SA+ mensirkulasi : @ m@ nira.

40


13/24

Laporan Magang III



• @ m@ nira memerlukan 1 m@ SA+.

umlah nira yang bersikulasi dalam peti sulfiter C+,C1 mE tiap menitnya.

Masalah yang ter(adi di sulfitator :

Masalah yang sering muncul p# tidak tercapai hal ini disebabkan antara

lain penyempitan pipa akibat kerak cara mengatasinya dengan melakukan

korek secara rutin, suplay SA+ kurang mengecek kondisi belerang dalam

tobong masih atau sudah habis! dan melakukan pengecekan pada pompa

A+ tekanan udara keyel angin 6 4,1 Kg>cm= (ika kurang maka perlu

ditambah.

. &obong belerang

Fungsi alat ini sebagai pembuat gas SA+.

)as SA+ berasal dari pembakaran belerang dengan oHigen dimana akan

terbentuk rekasi :

41


14/24

Laporan Magang III



S B A+ SA+ eaksi ini berlangsung dalam phase dan

merupakan reaksi eksoterm yang mengeluarkan panas < +.+%,0 Kcal per

kg belerang yang terbakar. eaksi pembakaran berlangsung pada suhu 6

@@2* (ika terlampau tinggi maka akan terbentuk sulfat yang merupakan

komponen yang sangat tidak disukai karena :

• eakti7itas sulfat lebih tinggi sehingga perusakan gula dan alat

lebih banyak.

• Kualitas kristal gula terpengaruhi karena kadar sulfat yang tinggi.

Kelebihan panas (uga dapat menyebabkan meningkatnya gas belerangsehingga dapat berpengaruh :

• 'aiknya kebutuhan belerang karena pemakaian yang banyak.

• "kan tersublimnya gas belerang yang mengakibatkan buntu pada

pipa – pipa yang terle$ati gas belerang.

Aleh karena hal tersebut maka tobong belerang maupun yang keluar

tobong segera didinginkan dengan air mengalir, akan lebih baik (ika suhu

gas keluar tobong sekitar 6 34 2*.Kapasitas tobong menurut LANDHEER :

• Sulfitasi nira mentah : 4,% m= > ;9 > %444 kui tebu > +C (am.

• Sulfitasi nira kental : 4,41 m= > ;9 > %444 kui tebu > +C

(am.

Sehingga untuk kapasitas @444 &*D luas bakar yang diperlukan adalah :

• 4,% m= > %44 &*D H @444 &*D < @ m= untuk nira mentah.

• 4,41 m= > %44 &*D H @444 &*D < %,1 m= untuk nira kental.

Kebutuhan tekanan udara :

42


15/24

Laporan Magang III



0. Flash tank

"lat ini berfungsi sebagai tempat melepaskan gas8gas>udara yang

terdapat dalam nira sebelum men(alani proses pengendapan di clarifier.

"danya udara atau gas8gas dalam nira yang akan diendapkan dapat

mengganggu proses pengendapan karena bergerak berla$anan arah

dengan endapan.

43


16/24

Laporan Magang III



Desain flash tank sangat dipengaruhi oleh luas area dari pada 7olumenya,

formula La Musse :

A= 4,168 x W x(t 1−t 2)

L

Dimana :

" < ;uas area untuk flashing m=!

J < 9erat nira ton per (am

t% < Suhu masuk *!

t+ < Suhu keluar *!

; < Panas laten uap pada t+ kcal>kg!

3. Single tray

Kapasitasnya ditentukan oleh $aktu tinggal nira dalam ruang pengendap.

9e(ana ini untuk memisahkan kotoran8kotoran dari dalam nira melalui

proses pengendapan. "gar ter(adi proses pengendapan yang lebih cepat

nira sebelum masuk ditambahkan floculant. Dari proses ini akan didapat

nira (ernih dan nira kotor.

Faktor8faktor yang mempengarui proses pengendapan

• 5kuran gumpalan endapan

•Densitas endapan

• Iiscositas

• &emperatur


44


17/24

Laporan Magang III



Masalah yang sering ter(adi di single tray :

Masalah yang sering muncul adalah sering mubalnya endapan biasanya

hal ini disebabkan oleh panas yang tidak tercapai untuk mengatasinya

maka dengan memaksimalkan ker(a dari pemanas pendahuluan, terutama

pada saat skrap harus bener – bener bersih. &er(adinya perubahan p#

pada saat p# keluar dari peti sulfitator harus sesuai dengan yang

diharapkan 6 0,+ (ika tidak maka akan ter(adi rekasi di be(ana pengendap.

-. DSM Screen

45


18/24

Laporan Magang III



Saringan nira encer berfungsi menyaring ampas halus pada nira (ernih

yang berasal dari peti pengendap, sebelum dipanaskan di PP /// sampai

suhu %41 2*, karena ampas halus mengandung tannin dan saccharetin

yang apabila dipanaskan akan menghasilkan $arna.

Perhitungan kapasitas saringan dengan ketentuan 0144 ltr nira per lebar

%4 cm atau %44 ton > (am per lebar % m Hugot! hal @1

Data spesifikasi alat

Kebutuhan saringan DSM di pabrik gula Pagottan untuk nira encer

sebanyak + buah.

%4. otary 7acuum filter

"lat penapis yang digunakan di Pabrik )ula Pagottan berupa adalah

rotary 7acuum filter, dari penapisan diperoleh nira tapis dan blotong

46


19/24

Laporan Magang III



dengan syarat pol L + G. Sebelum ditapis nira kotor di campur oleh

ampas halus 9agasillo! yang gunanya untuk membentuk media tapis

kotoran agar mempermudah proses penapisan.

Q=22 x F x n x η

10 x q

Dimana : F =π x D x L

? < Kapasitas giling tcd !

F < ;uas saringan m=!

; < Pan(ang IF

D < Diameter IF

n < umlah rotary yang dipakai

< "ngka penyaringan rata – rata < C44 kg>m=>(am

N < 'ira kotor G tebu.


47


20/24

Laporan Magang III



Kapasitas rotary 7acuum filter di pabrik gula pagotta sebesar C%40 tcd

sehingga cukup untuk kapasitas @444 tcd.

Menurut ". ;andheer hal @%3 kebutuhuan luas saringan 7acuum filter

+,1 m+>%44 ton tebu > +C (am.

Perhitungan kebutuhan luas saringan berdasarkan ;andheer :

Dengan kapasitas giling @444 tcd berdasarkan hitungan ;andheer

maka keperluan luas saringan pada rotary 7acuum filter sebesar 01 m=.

Masalah yang sering muncul di rotary 7acuum filter :

Masalah yang timbul pol blotong O + G hal ini dimungkinkan karena

;o$ dan #igh 7acuum yang tidak tercapai, proses pemberian afsoed

yang tidak merata dan suhu air afsoed yang tidak tercapai, saringan

48


21/24

Laporan Magang III



sobek. Dari penyebab diatas dapat diatasi dengan diperbaiki untuk lo$

dan high 7acuum untuk lo$ 7acuum 6 %1 cm#g dan high 7acuum 6 @4

cm#g. 5ntuk pemberian siraman yaitu dengan perbaikan spuyer yang

buntu atau rusak, untuk suhu yang tidak tercapai air dikrengseng

dengan uap sehingga suhu dapat tercapai dan unutk saringan yang

robek dilakukan penggantian.

C. Baan Pem!antu Proses

9ahan pembantu yang digunakan dalam proses pemurnian adalah :

• Kapur tohor *aA!.

• 9elerang S!.

• Flukulant.

Pemakaian kapur tohor

49


22/24

Laporan Magang III



5ntuk standart penggunaan bahan pembantu sebagai berikut :

• Pemakaian kapur < 6 %@4 kg>%44 &&.

• Pemakaian belerang < 6 1 kg>%44 &&.

50


23/24

Laporan Magang III



• Pemakaian flucolant < 6 +,1 ppm.

#asil ker(a dari pemurnian nira dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain

• "lat

• 9ahan pembantu

• Mutu nira mentah

• Aperator

5ntuk menilai kiner(a dari stasiun pemurnian dapat dilihat secara 7isual atau

dengan cara perhitungan analisa.

%. *ara Iisual

Pengamatan hasil dari stasiun pemurnian yang dilakukan secra 7isual

dengan mata antara lain :

• Kecepatan dan 7olume endapan makin cepat pengendapan akan

semakin baik!.

• Kekeruhan nira encer nira encer yang baik (ernih dan dapat tembus

pandang!.

• Jarna nira encer $arna seperti air teh tetapi tidak gelap!.

+. *ara perhitungan dan analisa

5ntuk semua analisa mempunyai angka standart dan angka perhitungan

digunakan sebagai perbandingan :

• Kadar kapur nira encer L %444 ppm• fek pemurnian P! < %+ – %1 G untuk proses sulfitasi.

• &on bukan gula diasingkan dalam nira mentah > ton *aA. Semakin

tinggi nilai ini atau (umlah bukan gula nira mentah diasingkan lebih

banyak dengan pemakaian kapur, maka hasil pemurnian semakin

baik.

• Selisih #K nira encer dengan hk nira mentah 6 + – @ point.

Sesuai dengan standart angka – angka normal diatas maka hasil

pemurnian Pabrik )ula Pagottan berdasar data ;aporan Periode //sebagai berikut :

'ira mentah : G briH : %%,%-

G pol : 0,4

#K : 0,-+

'ira encer : G briH : %%,

G pol : 3,+0

#K : 04,-@

9) 'ira mentah : %%,%- – 0,4! > %44 H CC.++-,3 ton

: %.130,3 ton

9) 'ira encer : %%, – 3,+0! > %44 H @-.-CC,@ ton

: %.@1C,% ton

51


24/24

Laporan Magang III



• fek pemurnian P ! :

G %C,0%44H3,130.%

%,@1C.%3,130.%=

−

• Kadar kapur nira encer : %.41% mg *aA> ltr nira, kadar kapur nira

encer O dari %444.

• G pol blotong : %,@ G, sesuai angka standart dengan pol blotong 6

+ G maka pol blotong sedikit diatas yang diharapkan.

• Kenaikan #K : selisih #K ne – #K nm : 04,-@ – 0,-+ < @,4% point,

yang berarti selisih #K tersebut memenuhi syarat.

BAB III Stasiun Pemurnian

Documents

Transcript of BAB III Stasiun Pemurnian