PABRIK GLISEROL DARI MINYAK KELAPA SAWIT DENGAN …
Transcript of PABRIK GLISEROL DARI MINYAK KELAPA SAWIT DENGAN …
TUGAS AKHIR ndash TK145501
PABRIK GLISEROL DARI MINYAK KELAPA
SAWIT DENGAN PROSES CONTINUOUS FAT
SPLITTING
IRMA CHALIDAZIA
NRP 2314 030 052
MASITA ALFIANI
NRP 2314 030 064
Dosen Pembimbing
Ir Imam Syafril MT
PROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA INDUSTRI
Fakultas Vokasi
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya 2017
TUGAS AKHIR ndash TK145501
PABRIK GLISEROL DARI MINYAK KELAPA
SAWIT DENGAN PROSES CONTINUOUS FAT
SPLITTING
IRMA CHALIDAZIA
NRP 2314 030 052
MASITA ALFIANI
NRP 2314 030 064
Dosen Pembimbing
Ir Imam Syafril MT
PROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA INDUSTRI
Fakultas Vokasi
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya 2017
FINAL PROJECT ndash TK145501
Glycerol From Crude Palm Oil Using
Continuous Fat Splitting
IRMA CHALIDAZIA
NRP 2314 030 052
MASITA ALFIANI
NRP 2314 030 064
Supervisor
Ir Imam Syafril MT
DIPLOMA III CHEMICAL ENGINEERING
DEPARTEMENT OF INDUSTRIAL CHEMICAL ENGINEERING
Faculty of VOCATIONAL
Sepuluh Nopember Institute of Technology
Surabaya 2017
i
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT Tuhan bagi seluruh alam
Hanya dengan Rahmat dan Hidayah-Nya kami dapat
menyelesaikan Tugas Akhir kami yang berjudul Pabrik Gliserol
dari Minyak Kelapa Sawit dengan Proses Continuous Fat
Splitting
Tugas akhir ini disusun sebagai tugas yang harus ditempuh
dan diselesaikan di akhir semester ini sebagai persyaratan
kelulusan Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya Tujuan dari
pengerjaan Tugas Akhir ini adalah mahasiswa dapat memahami
dan mampu mengenal prinsip-prinsip perhitungan dari peralatan-
peralatan industri terutama industri kimia yang telah dipelajari di
bangku kuliah serta aplikasinya dalam sebuah perencanaan
pabrik
Penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya
kepada semua pihak yang telah membantu dan memberikan
dukungan serta bimbingan hingga terselesaikannya Tugas Akhir
ini antara lain kepada
1 Allah SWT yang telah memberikan kami Rahmat
Hidayah-Nya serta memberikan kesabaran dan kekuatan
yang tidak terkira kepada hamba-Nya
2 Ayah Ibu adik serta keluarga yang senantiasa telah
memberikan dukungan dan motivasi kepada penulis
secara moril dan materiil serta dorsquoa yang membuat
penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan tepat
waktu serta usaha yang maksimal
3 Bapak Ir Agung Subyakto MS selaku Ketua
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya
4 Ibu Warlinda Eka Triastuti SSi MT Selaku
Koordinator Tugas akhir Departemen Teknik Kimia
Industri Fakultas Vokasi Institut Teknologi Sepuluh
Nopember Surabaya
ii
5 Bapak Ir Imam Syafril MT selaku Dosen Pembimbing
Tugas Akhir Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas
Vokasi Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya
6 Bapak Achmad Ferdiansyah PP ST MT dan Ibu Ir Elly
Agustiani MEng selaku Dosen Penguji Tugas Akhir
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya
7 Bapak Ir Agung Subyakto MS dan Ibu Ir Elly
Agustiani MEng selaku Dosen Wali kami di kampus
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya
8 Segenap Dosen staff dan karyawan Departemen Teknik
Kimia Industri Fakultas Vokasi Institut Teknologi
Sepuluh Nopember Surabaya
9 Rekan-rekan seperjuangan angkatan 2014 Departemen
Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi Institut
Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya
10 Serta semua pihak yang telah membantu dalam
penyelesaian Tugas Akhir yang tidak dapat kami
sebutkan satu persatu
Akhir kata penulis mengucapkan mohon maaf yang
sebesar-besarnya kepada semua pihak jika dalam proses dari awal
sampai akhir penulisan penelitian Tugas Akhir ini ada kata-kata
atau perilaku yang kurang berkenan Terima kasih atas
perhatiannya dan kerjasamanya
Surabaya 27 Juli 2017
Penyusun
iii
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit dengan Proses
Continuous Fat Splitting
Nama Mahasiswa 1 Irma Chalidazia 2314 030 052
2 Masita Alfiani 2314 030 064
Program Studi Departemen Teknik Kimia Industri
Dosen Pembimbing Ir Imam Syafril MT
ABSTRAK Gliserol merupakan bahan yang dibutuhkan pada berbagai industri
misalnya obat-obatan bahan makanan kosmetik pasta gigi industri kimia
larutan anti beku dan tinta printer Pabrik Gliserol yang berkapasitas 8450
tontahun didirikan di Provinsi Riau Pabrik ini menggunakan bahan baku
minyak kelapa sawit
Proses pembuatan gliserol dari minyak kelapa sawit dibagi dalam
tahap persiapan bahan baku tahap fat splitting dan tahap pemurnian gliserol
Bahan baku utama dalam pembuatan gliserol yaitu minyak kelapa sawit air
proses NaOH dan karbon aktif Tahap persiapan bahan baku meliputi
pemanasan minyak kelapa sawit dan air proses Tahap kedua adalah tahap fat
splitting pada suhu 250 oC dan tekanan 50 atm dengan injeksi steam 270 oC 55
atm yang merupakan reaksi hidrolisis trigliserida dalam minyak kelapa sawit
dengan air Tahap ketiga adalah tahap pemurnian gliserol Pada tahap ini
terdiri dari beberapa proses yaitu pemisahan dengan menggunakan decanter
Selamjutnya gliserol dan air akan masuk ke proses pemurnian dengan reaksi
(netralisasi) Pada proses ini kandungan asam lemak akan dinetralisasi dengan
NaOH yang akan menghasilkan sabun dan air Proses selanjutnya adalah
pemisahan berdasarkan perbedaan densitas (centrifuge) Proses ini bertujuan
untuk memisahkan sabun dari gliserol yang memiliki konsentrasi 77 yang
selanjutnya masuk ke proses evaporasi Pada tahap ini diperoleh kemurnian
sebesar 88 Untuk mengurangi kandungan impuritisnya dilakukan proses
pemurnian menggunakan karbon aktif Setelah itu gliserol masuk ke filter press
untuk memisahkan karbon aktif dari gliserol Proses terakhir yaitu pemurnian
dengan deodorisasi untuk menghilangkan bau sehingga diperoleh kemurnian
sebesar 99 Selanjutnya ditampung dalam tangki penampung gliserol
Dari deskripsi tentang Pembuatan Gliserol dari Crude Palm Oil
dengan Proses Continuous Fat Splitting dapat disimpulkan bahwa bahan baku
yang digunakan diantaranya minyak kelapa sawit sebesar 13950 kgjam air
proses sebesar 69752 kgjam dan steam sebesar 15956 kgjam dengan produk
utama berupa gliserol 992 dan produk samping berupa asam lemak dan
sabun
Kata kunci Minyak kelapa sawit gliserol fat splitting
iv
GLYCEROL FROM CRUDE PALM OIL USING
CONTINUOUS FAT SPLITTING
Name 1 Irma Chalidazia 2314 030 052
2 Masita Alfiani 2314 030 064
Department Departement Of Chemical Engineering Industry
Supervisor Ir Imam Syafril MT
Abstract Glycerol is a necessary material in many industries for example drugs
groceries cosmetics toothpaste chemical industry anti-frozen solutions and
printer inks Glycerol factory with a capacity of 8450 ton year was established
in Riau Province This plant uses raw materials of palm oil
The process of preparing glycerol from palm oil is divided is raw
material preparation stage fat splitting stage and glycerol purification step
The main raw materials in the manufacture of glycerol are palm oil process
water NaOH and activated carbon The raw material preparation stage
includes heating of palm oil and process water The second stage is the fat
splitting stage at 250 oC and 50 atm pressure with 270 oC 55 atm steam injection
which is the reaction of triglyceride hydrolysis in palm oil with water The third
stage is the purification step of glycerol At this stage consists of several
processes namely separation by using decanter Furthermore glycerol and
water will enter the purification process by reaction (neutralization) In this
process the fatty acid content will be neutralized with NaOH which will produce
soap and water The next process is the separation based on the difference in
density (centrifuge) This process aims to separate soap from glycerol which has
a concentration of 77 which then goes into the evaporation process At this
stage obtained purity of 88 To reduce the impurities content the purification
process is done by using activated carbon After that glycerol enter the filter
press to separate the activated carbon from glycerol The last process is
purification with deodorization to remove the odor so as to obtain purity of 99
Furthermore it is accommodated in a glycerol reservoir tank From the fat
splitting process obtained by the side of the form of fatty acids
From the description of the Making of Glycerol from Crude Palm Oil
with Continuous Fat Splitting Process it can be concluded that the raw
materials used are oil palm of 13950 kghour process water of 69752 kghour
and steam of 15956 kghr with main products of glycerol 992 and by-
products of fatty acids and soaps
Keywords Crude palm oil glycerol fat splitting
v
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL
LEMBAR PENGESAHAN
LEMBAR PERSETUJUAN
KATA PENGANTAR i
ABSTRAK iii
ABSTRACT iv
DAFTAR ISI v
DAFTAR GAMBAR vii
DAFTAR GRAFIK viii
DAFTAR TABEL ix
BAB I PENDAHULUAN
I1 Latar Belakang I-1
I2 Dasar Teori I-10
I3 Kegunaan Gliserol I-13
I4 Sifat Fisika dan Kimia I-14
BAB II MACAM DAN URAIAN PROSES
II1 Macam Proses II-1
II2 Seleksi Proses II-8
II3 Uraian Proses Terpilih II-10
BAB III NERACA MASSA III-1
BAB IV NERACA ENERGI IV-1
BAB V SPESIFIKASI ALAT V-1
BAB VI UTILITAS
VI1 Unit Penyedia Air VI-1
V12 Perhitungan Kebutuhan Air VI-2
VI3 Proses Pengolahan Air VI-5
BAB VII KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA
VII1 Usaha-Usaha Keselamatan Kerja VII-1
BAB VIII INSTRUMENTASI VIII-1
BAB IX PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI KIMIA
IX1 Pengolahan Limbah pada Industri Secara Umum IX-1
IX2 Pengolahan Limbah pada Pabrik Gliserol IX-2
BAB X KESIMPULAN X-1
vi
DAFTAR NOTASI xi
DAFTAR PUSTAKA xiii
LAMPIRAN
APPENDIX A NERACA MASSA A-1
APPENDIX B NERACA PANAS B-1
APPENDIX C SPESIFIKASI ALAT C-1
Flowsheet Proses Pabrik Gliserol
Flowsheet Utilitas Pabrik Gliserol
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar I1 Lokasi Pendirian Pabrik I-10
Gambar I2 Kelapa Sawit I-14
Gambar II1 Blok Diagram Proses Saponisasi II-2
Gambar II2 Blok Diagram Proses Transesterifikasi II-4
Gambar II3 Blok Diagram Proses Fat Splitting II-6
Gambar II4 Blok Diagram Proses Pabrik Gliserol dari
Minyak Kelapa Sawit dengan Proses
Continuous Fat Splitting II-16
viii
DAFTAR GRAFIK
Grafik I1 Ekspor Gliserol I-6
Grafik I2 Impor Gliserol I-7
Grafik I3 Produksi Gliserol I-7
ix
DAFTAR TABEL
Tabel I1 Data Kebutuhan Gliserol di Indonesia I-4
Tabel I1 Data Elspor Impor dan Produksi Gliserol di
Indonesia I-5
Tabel I3 Peta Persebaran Produsen Gliserol di
Indonesia I-5
Tabel I4 Komposisi Minyak Kelapa Sawit I-14
Tabel I5 Komposisi Asam Lemak Minyak Kelapa
Sawit I-15
Tabel I6 Komposisi Kimia Karbon Aktif I-20
Tabel II1 Perbandingan Proses Pembuatan Gliserol II-9
Tabel II2 Perbandingan Berbagai Metode dalam Proses
Fat Splitting II-11
Tabel III1 Neraca Massa Pada Menara Fat Splitting III-1
Tabel III2 Neraca Massa Pada Flash Tank I III-1
Tabel III3 Neraca Massa Pada Flash Tank II III-2
Tabel III4 Neraca Massa Pada Dekanter III-3
Tabel III5 Neraca Massa Pada Tangki Netralisasi III-4
Tabel III6 Neraca Massa Pada Centrifuges III-5
Tabel III7 Neraca Massa Pada Evaporator III-6
Tabel III8 Neraca Massa Pada Flash Tank III III-7
Tabel III9 Neraca Massa Pada Tangki Bleaching III-7
Tabel III10 Neraca Massa Pada Filter Press III-8
Tabel III11 Neraca Massa Pada Deodorizer III-9
Tabel IV1 Neraca Energi Pada Heater CPO IV-1
Tabel IV2 Neraca Energi Pada Heater Air Proses IV-1
Tabel IV3 Neraca Energi Pada Menara Fat Splitting IV-2
Tabel IV4 Neraca Energi Pada Flash Tank I IV-3
Tabel IV5 Neraca Energi Pada Flash Tank II IV-4
Tabel IV6 Neraca Energi Pada Cooler Asam Lemak IV-4
Tabel IV7 Neraca Energi Pada Cooler Gliserol IV-5
Tabel IV8 Neraca Energi Pada Heater Gliserol IV-6
Tabel IV9 Neraca Energi Pada Tangki Netralisasi IV-6
Tabel IV10 Neraca Energi Pada Heater Gliserol IV-7
x
Tabel IV11 Neraca Energi Pada Evaporator IV-8
Tabel IV12 Neraca Energi Pada Barometric Condensor IV-8
Tabel IV13 Neraca Energi Pada Flash Tank III IV-9
Tabel IV14 Neraca Energi Pada Cooler Gliserol IV-10
Tabel IV15 Neraca Energi Pada Cooler Gliserol IV-10
Tabel IV16 Neraca Energi Pada Tangki Deodorizer IV-11
Tabel IV17 Neraca Energi Pada Barometric Condensor IV-12
Tabel IV18 Neraca Energi Pada Steam Jet Ejector IV-12
Tabel IV19 Neraca Energi Pada Cooler Gliserol IV-13
Tabel VIII1 Kode Instrumentasi Pada Alat Proses VIII-3
I-1
BAB I
PENDAHULUAN
11 Latar Belakang
111 Sejarah
Gliserin pertama kali ditemukan pada tahun 1770 oleh
Scheele yang diproduksi dengan pemanasan minyak zaitun Pada
tahun 1784 ia meneliti bahwa substansi yang sama dapat
diproduksi dari minyak nabati lain dan lemak hewan seperti
lemak babi dan mentega Substansi ini dinamakan ldquoThe sweet
principle of fatsrdquo karena rasa manis yang khas yang terdapat
dalam gliserin Pada tahun 1811 Chevreul menciptakan nama
modern gliserin dari bahasa Yunani glyceros yang berarti
ldquoManisrdquo Penemuan ini dianugerahi paten pertama pada tahun
1823 Chevreul juga melakukan beberapa penelitian awal pada
lemak dan sabun Sebelumnya pada tahun 1836 Pelouze telah
menentukan rumus untuk gliserol dan akhirnya Berthlot dan
Luce menerbitkan rumus struktur pada tahun 1883
Sejarah gliserin berkaitan erat dengan sejarah pembuatan
sabun karena salah satu sumber komersial pertama dari gliserin
adalah recovery dari bahan pembuat sabun alkali dan lyes terus
menjadi bahan baku untuk recovery gliserin saat ini Di awal
tahun 1870 paten US yang pertama Recovery gliserin dari sabun
alkali dengan distilasi dikeluarkan Proses ini dikembangkan
lebih lanjut oleh Runcorn pada tahun 1883 Dalam dekade
berikutnya industri sabun mulai melakkan recovery gliserin dari
aliran limbah pembuatan sabun pada skala yang relatif besar
sehingga membuat gliserin menjadi sebuah komoditas baru
Sumber terbesar dari gliserin adalah dari sweetwaters dari
proses fat splitting yang awalnya berasal dari pembuatan stearin
untuk membuat lilin Proses yang umum adalah proses Twitchell
untuk fat splitting Twitchell mengembangkan proses fat splitting
menggunakan katalisator dan asam sulfat encer yang
menghasilkan produk yang dapat diterima Hal ini diikuti oleh
autoclave splitting tekanan tinggi yang mengandalkan steam
I-2
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB I Pendahuluan
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
tekanan tinggi untuk hidrolisis lemak dan menghasilkan produk
unggulan Fat splitting plants modern saat ini menggunakan
kolom stainless steel dengan aliran counter current dari asam
lemak dan sweetwater yang merupakan pengembangan terbaru
dalam proses pemisahan Sweetwaters berkualitas tinggi yang
diperoleh memungkinkan pemurnian yang efisien mencapai
kemurnian yang tinggi dari gliserin yang digunakan saat ini
(Baileyrsquos 1951)
112 Alasan Pendirian Pabrik
Gliserol adalah bahan yang dibutuhkan pada berbagai
industri misalnya obat-obatan bahan makanan kosmetik pasta
gigi industri kimia larutan anti beku dan tinta printer
Pertimbangan utama yang melatarbelakangi pendirian pabrik
gliserol ini pada umumnya sama dengan sektor-sektor industri
kimia yang lain yaitu mendirikan suatu pabrik yang secara sosial-
ekonomi cukup menguntungkan Pendirian pabrik gliserol ini
cukup menarik karena belum banyaknya pabrik gliserol di
Indonesia dan juga karena prospeknya yang menguntungkan di
masa mendatang Di samping itu dilihat dari kebutuhan gliserol
yang semakin meningkat di Indonesia maka pabrik gliserol ini
layak didirikan atas dasar pertimbangan
1 Sebagai pemasok bahan baku untuk industri-industri farmasi
dan kosmetik dalam negeri
2 Mengurangi jumlah impor gliserol sehingga dapat menghemat
devisa negara
3 Memacu tumbuhnya industri lain yang memerlukan gliserol
sebagai bahan baku
4 Membuka lapangan kerja baru
Selain kebutuhan gliserol dalam negeri yang meningkat
pendirian pabrik gliserol juga dapat ditunjang dari aspek
ketersediaan bahan baku gliserol yang sangat melimpah di
Indonesia yaitu minyak kelapa sawit
I-3
BAB I Pendahuluan
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
113 Ketersediaan Bahan Baku
Bahan baku untuk memproduksi gliserol adalah CPO
(Crude Palm Oil) dan air Indonesia merupakan penghasil minyak
kelapa sawit terbesar kedua di dunia setelah Malaysia Dari total
produksi yang dihasilkan kebanyakan digunakan untuk ekspor
dalam bentuk Crude Palm Oil (CPO) dan sebagian lagi diolah
menjadi minyak makan untuk keperluan dalam negeri Produksi
minyak sawit terbesar di Indonesia terletak di Provinsi Riau
Total kapasitas industri pengolahan CPO sebesar 5852 tonjam
Dalam hal ini bahan baku cukup melimpah di Provinsi Riau
(Kementrian Perindustrian Republik Indonesia 2011)
114 Kebutuhan
Kebutuhan masyarakat terhadap makanan semakin
meningkat seiring dengan bertambahnya populasi manusia Tidak
hanya jumlah kebutuhan yang semakin besar juga bertambah
banyaknya jenis-jenis makanan yang ditawarkan Orientasi
manusia saat ini tidak hanya untuk memenuhi kebutuhan biologis
tapi juga mengarah ke gaya hidup Gliserol bisa didapatkan dari
hasil olahan industri lain seperti industri sabun dan minyak
kelapa sawit (CPO) Gliserol yang berasal dari industri sabun
merupakan produk samping yang disebut spent lye soap Industri
pengolahan minyak kelapa sawit (CPO) atau disebut juga industri
oleochemical tidak hanya menghasilkan gliserol tapi juga
menghasilkan fatty acid dalam prosesnya Indonesia merupakan
negara terbesar kedua penghasil CPO di dunia setelah Malaysia
Gliserol digunakan dalam berbagai industri seperti industri
kosmetik industri pasta gigi industri makanan dan minuman
industri logam industri kertas dan industri farmasi Dengan
demikian sumber bahan baku pembuatan gliserol ini banyak
tersedia seiring dengan meningkatnya kebutuhan masyarakat
Berikut ini adalah data kebutuhan gliserol di Indonesia selama
lima tahun terakhir
I-4
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB I Pendahuluan
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
Tabel 11 Data Kebutuhan Gliserol di Indonesia
Tahun Kebutuhan (ton)
2010 335050
2011 348093
2012 361136
2013 374179
2014 404140
(Badan Pusat Statistik 2016)
Dari Tabel 11 di atas dapat dilihat bahwa kebutuhan
gliserol di Indonesia mengalami peningkatan dari tahun ke tahun
Berdasarkan data tersebut kebutuhan gliserol diperkirakan
sebesar 613867 tontahun
115 Aspek Pasar
Berdasarkan data kebutuhan gliserol kebutuhan
Indonesia terhadap produk gliserol masih cukup besar Kebutuhan
tiap tahun rata-rata meningkat Dengan demikian potensi pasar
dalam negeri untuk produk gliserol masih besar Beberapa
industri yang membutuhkan gliserol diantaranya adalah industri
kosmetik farmasi makanan dan minuman serta industri kertas
116 Penentuan Kapasitas Produksi
Dalam penentuan kapasitas pabrik gliserol didasarkan
pada data impor ekspor dan produksi pada tahun 2010-2014
Berikut ini adalah data impor ekspor dan produksi gliserol pada
tahun 2010-2014
Tabel I2 Data Ekspor Impor dan Produksi Gliserol di Indonesia
Tahun Jumlah (Ton)
Ekspor Impor Produksi Kebutuhan
2010 5640 7790 31355 33505
2011 7780 14420 28169 34809
2012 13210 13091 36793 36113
I-5
BAB I Pendahuluan
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
2013 12390 14290 37307 37417
2014 11230 15232 37983 40414
Selain itu penentuan kapasitas pabrik gliserol mengacu
pada pabrik gliserol yang sudah ada di Indonesia Berikut adalah
data kapasitas pabrik gliserol yang ada di Indonesia
Tabel I3 Peta Persebaran Produsen Gliserol di Indonesia
Nama Perusahaan Lokasi Kapasitas
Produksi (tonthn)
PT Sinar Oleochemical Int Medan 12250 PT Flora sawita Medan 5400 PT Cisadane Raya Chemical Tanggerang 5500 PT Sumi Asih Bekasi 3500 PT Sayap Mas Utama Bekasi 4000 PT Bukit Perak Semarang 1440 PT Wings Surya Surabaya 3500 PT Unilever Indonesia Surabaya 8450 (Indonesian Oil Palm Research Institute 2010)
Grafik 11 Ekspor Gliserol
y = 157900x - 316689800Rsup2 = 060
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
2009 2010 2011 2012 2013 2014
I-6
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB I Pendahuluan
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
Grafik 12 Impor Gliserol
Grafik 13 Produksi Gliserol
Berdasarkan grafik di atas dapat dihitung perkiraan
impor ekspor dan produksi gliserol pada tahun 2021
Perkiraan ekspor pada tahun 2021
Y = 1579 x ndash 3166898
Y = 1579 (2021) ndash 3166898
y = 147540x - 295554020Rsup2 = 061
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
2009 2010 2011 2012 2013 2014
y = 223940x - 447135140Rsup2 = 067
0
10000
20000
30000
40000
50000
2009 2010 2011 2012 2013 2014
I-7
BAB I Pendahuluan
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
Y = 24261 tontahun
Perkiraan impor pada tahun 2021
Y = 147540x ndash 295554020
Y = 147540 (2021) ndash 295554020
Y = 262432 tontahun
Perkiraan produksi pada tahun 2021
Y = 223940x ndash 447135140
Y = 223940 (2021) ndash 447135140
Y = 54476 tontahun
Kebutuhan gliserol pada tahun 2021
Kebutuhan = (Produksi + Impor) ndash Ekspor
= (54476 + 262432) ndash 24261
= 564582 tontahun
Berdasarkan kebutuhan tersebut maka kapasitas produksi
pabrik gliserol yang akan didirikan sebesar 8450 tontahun
mengacu pada kapasitas pabrik yang sudah ada dengan
pertimbangan kapasitas tersebut berada di atas kapasitas terkecil
pabrik gliserol di Indonesia dan untuk mengantisipasi pabrik yang
telah beroperasi meningkatkan kapasitas produksinya
117 Penentuan Lokasi Pabrik
Pemilihan lokasi pabrik akan sangat menentukan
kelangsungan dan perkembangan suatu industri Berdasarkan
Kementrian Perindustrian Republik Indonesia tentang industri
Hilir Kelapa Sawit Indonesia tahun 2011 menyatakan bahwa
Provinsi Riau dirasa cocok sebagai tempat untuk mendirikan
Pabrik Gliserol Secara teoritis pemilihan lokasi pabrik
didasarkan pada beberapa faktor yaitu
1 Sumber bahan baku
Klaster industri sawit tepatnya terletak di Provinsi Riau
alasan kuat klaster industri sawit dibangun didaerah ini karena
wilayah Provinsi Riau tercatat memiliki kontribusi terbesar dalam
produksi CPO di Indonesia Tercatat pada tahun 2011 produksi
CPO Riau mencapai 5 juta ton atau mencapai 27 dari total
produksi CPO Indonesia Provinsi Riau memiliki pabrik kelapa
sawit (PKS) sebanyak 137 unit dan terdapat 29 unit PKS
I-8
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB I Pendahuluan
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
nonkebun yang menampung produksi perkebunan rakyat Total
kapasitas industri pengolahan CPO sebesar 5852 tonjam Praktis
bahan baku cukup melimpah di Riau (Kementrian Perindustrian
Republik Indonesia 2011)
2 Letak
Secara astronomis Propinsi Riau terletak di 1o31rsquo-2o25rsquo LS
dan 100o-105oBT serta 6o45rsquo-1o45rsquo BB Pada atlas indonesia
dapat dilihat letak propinsi Riau yang sangat strategis yaitu dekat
dengan Selat Malaka yang merupakan pintu gerbang
perdagangan Asia Tenggara khususnya dekat dengan Pulau
Batam yang terkenal dengan pusat industri dekat dengan negara
Malaysia dan Singapura yang merupakan negara tetangga
terdekat yang mempunyai banyak industri Dilihat dari letaknya
yang banyak berdekatan dangan lokasi industri yang lain sangat
menguntungkan bila didirikan pabrik di daerah Riau akan lebih
memudahkan untuk pemasaran produk baik ekspor maupun
impor
Gambar I1 Lokasi Pendirian Pabrik
I-9
BAB I Pendahuluan
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
3 Fasilitas transportasi
bull Transportasi Darat
Sebagian besar wilayah Riau tampak dataran rendah
Sehingga untuk transportasi darat berupa jalan raya
sudah cukup memadai Distribusi produk melalui darat
dapat dilakukan terutama untuk pemasaran produk
Gliserol ke daerah-daerah yang dapat dijangkau dengan
jalur darat
bull Transportasi Laut
Riau memiliki pelabuhan laut utama yaitu Pelabuhan
Bengkalis yang letaknya di ujung utara Propinsi Riau di
Selat Malaka Adanya pelabuhan ini memudahkan untuk
distribusi produk gliserol
bull Transportasi Udara
Fasilitas transportasi udara yang ada di Riau adalah
Bandar Udara Simpang Tiga yang berada di ibukota
Propinsi Riau Pekanbaru Dengan memanfaatkan
fasilitas transportasi udara dapat juga memperlancar
distribusi produk gliserol
4 Tenaga kerja
Riau merupakan salah satu daerah yang menjadi tujuan bagi
para tenaga kerja karena letak Riau yang begitu strategis sebagai
kawasan industri Sumatera Untuk tenaga kerja dengan kualitas
tertentu dapat dengan mudah diperoleh meski tidak dari daerah
setempat Sedangkan untuk tenaga buruh diambil dari daerah
setempat atau dari para pendatang pencari kerja
5 Utilitas
Fasilitas utilitas meliputi penyediaan air bahan bakar dan
listrik Kebutuhan listrik dapat dipenuhi dengan listrik dari PLN
(Perusahaan Listrik Negara) Untuk sarana penyediaan air dapat
diperoleh dari air sungai Di Propinsi Riau banyak terdapat
sungai seperti Sungai Rokan Sungai Tapung Sungai Mandau
I-10
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB I Pendahuluan
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
Sungai Batang Inderagiri Sungai Siak Sungai Kampar dan masih
banyak lagi
12 Dasar Teori
121 Gliserol
Gliserol terdapat di alam dalam bentuk kombinasi
gliserida dalam semua lemak hewani dan minyak nabati dan
didapatkan sebagai produk samping saat minyak tersebut
disaponifikasi pada pabrik sabun atau pemisahan langsung dari
minyak dalam produksi asam minyak Gliserol dialam jarang
ditemukan dalam bentuk bebas dalam lemak tetapi biasanya
sebagai trigliserida yang berkombinasi dengan asam minyak
seperti stearat oleat palmitat dan laurat dan merupakan
campuran atau kombinasi gliserida dari berbagai asam minyak
Beberapa minyak nabati seperti minyak kelapa inti sawit kapas
kedelai dan zaitun mampu menghasilkan gliserol dalam jumlah
yang lebih besar dibandingkan dengan lemak hewani seperti
lemak babi Gliserol terdapat dialam sebagai trigliserida dalam
sel-sel tumbuhan dan hewan berupa lipida seperti lechitin dan
chepalin Komplek lemak ini berbeda dari lemak biasa dimana
kandungannya cukup variatif seperti asam phosphat dalam residu
asam lemak (Othmer 1983)
Gliserin adalah nama dari produk komersial yang terdiri
dari gliserol dan sejumlah kecil air Gliserol sebenarnya trihydric
alkohol (C3H5(OH)3) atau yang lebih dikenal dengan nama 123-
propanetriol Struktur kimia dapat ditunjukkan pada reaksi di
bawah ini (Baileyrsquos 1951)
Bahan baku dari pembuatan gliserol adalah minyak
kelapa sawit dan air Gliserol merupakan cairan kental berwarna
putih bening Titik lebur 1817 ordmC Berat molekul = 9209 gmol
Gliserol dapat diproduksi melalui proses fat splitting
Fat splitting merupakan hidrolisis trigliserida dari lemak dan
minyak dengan kenaikan temperatur dan tekanan menghasilkan
asam lemak dan gliserol Proses fat splitting terdiri dari tiga
metode pemisahan yaitu proses Twitchell proses Batch Autoclave
I-11
BAB I Pendahuluan
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
dan proses Continous Reaksi fat splitting tersebut adalah sebagai
berikut
(Baileyrsquos 1951)
122 Minyak Kelapa Sawit
Salah satu dari beberapa tanaman golongan palm yang
dapat menghasilkan minyak adalah kelapa sawit Kelapa sawit
dikenal terdiri dari empat macam tipe atau varietas yaitu tipe
Macrocarya Dura Tenera dan Pasifera Masing-masing tipe
dibedakan berdasarkan tebal tempurung Warna daging buah ialah
putih kuning diwaktu masih muda dan berwarna jingga setelah
buah menjadi matang Minyak kelapa sawit dapat dihasilkan dari
inti kelapa sawit yang dinamakan minyak inti kelapa sawit (palm
kernel oil) dan sebagai hasil samping ialah bungkil inti kelapa
sawit (palm kernel meal atau pellet) Minyak inti kelapa sawit
dan bungkil inti kelapa sawit tersebut hampir seluruhnya diekspor
(Ketaren S 1986)
RCOOCH2 CH2OH
l RCOOH l
RrsquoCOOCH + 3 H2O RrsquoCOOH + CHOH
l RrsquorsquoCOOH l
RrsquorsquoCOOCH2 CH2OH
Triglyceride Water Fatty acid Glycerine
I-12
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB I Pendahuluan
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
Gambar I2 Kelapa Sawit
Komposisi minyak kelapa sawit mengandung kurang
lebih 80 persen perikarp dan 20 persen buah yang dilapisi kulit
yang tipis kadar minyak dalam perikarp sekitar 34-40 persen
Minyak kelapa sawit adalah lemak semi padat yang mempunyai
komposisi yang tetap Rata-rata komposisi asam lemak minyak
kelapa sawit dapat dilihat pada Tabel I1 Bahan yang tidak dapat
disabunkan jumlahnya sekitar 03 persen (Ketaren S 1986)
Tabel I4 Komposisi Minyak Kelapa Sawit
Komponen Persentase
Trigliserida () lt98
Digliserida () 4-8
Monogliserida () 02
FFA () 35 (max 5)
Phosphorus (ppm) 20-30
Tocopherols (ppm) 600-800
Karoten (ppm) 550
Total Oksidasi gt50
Besi (mgkg) 5-10
Tembaga (mgkg) 005
(Baileyrsquos 1951)
I-13
BAB I Pendahuluan
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
Tabel I5 Komposisi Asam Lemak Minyak Kelapa Sawit
Asam Lemak Minyak Kelapa Sawit
(persen) Asam laurat 023
Asam miristat 109 Asam palmitat 4402
Asam palmitoleat 0122
Asam stearat 454 Asam oleat 3915
Asam linoleat 1012
Asam linolenat 037
Asam arachidat 038
(Baileyrsquos 1951)
I3 Kegunaan Gliserol
Gliserol atau glyserin merupakan cairan kental putih
bening yang memiliki fungsi sebagai berikut yaitu
1 Kosmetik
Digunakan sebagai body agent emollient humectants
lubricant solvent Biasanya dipakai untuk skin cream and
lotion shampoo and hair conditioners sabun dan
detergen
2 Dental Cream digunakan sebagai humectants
3 Peledak digunakan untuk membuat nitrogliserin sebagai
bahan dasar peledak
4 Industri makanan dan minuman digunakan sebagai
solvent emulsifier conditioner freeze preventer and
coating serta dalam industri minuman anggur
5 Industri logam digunakan untuk pickling quenching
stripping electroplating galvanizing dan solfering
6 Industri kertas digunakan sebagai humectant
plastilicizer dan softening agent
7 Industri farmasi digunakan untuk antibiotic dan kapsul
I-14
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB I Pendahuluan
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
8 Fotografi digunakan sebagai plaztisizing Berikut ini
adalah persentase pemakaian gliserol untuk keperluan
industri yaitu
a Alkyd resin 36
b Kosmetik dan farmasi 30
c Industri tembakau 16
d Bahan makanan dan minuman 10
e Bahan peledak 2
f Penggunaan lain 6
(Baileyrsquos 1951)
14 Sifat Fisika dan Kimia
141 Bahan Baku Utama
1411 Minyak Kelapa Sawit
Sifat fisik minyak kelapa sawit
bull Spesific gravity 50 oC 0888-0889
bull Indeks bias 50 oC 1445-1456
bull Bilanngan iodin 53
bull Bilangan saponifikasi 196
bull Komponen yang tidak tersabunkan () 05
bull Mettler dropping point 375 oC
bull Solidification Point 35-42
bull Kandungan karoten 500-700 mgKg
bull Kandungan tocopherol 241 ppm
bull Kandungan tocotrienol 562 ppm
(OrsquoBrien 2009)
Sifat Kimia
Komposisi terbesar dalam minyak kelapa sawit
merupakan trigliserida Sehingga berikut ini adalah reaksi-reaksi
yang terjadi pada minyak kelapa sawit
I-15
BAB I Pendahuluan
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
1 Saponifikasi
(Baileyrsquos 1951)
2 Transesterifikasi
(Baileyrsquos 1951)
3 Hidrolisis
(Baileyrsquos 1951)
RCOOCH2 CH2OH
l RCOOH l
RrsquoCOOCH + 3 H2O RrsquoCOOH + CHOH
l RrsquorsquoCOOH l
RrsquorsquoCOOCH2 CH2OH
Triglyceride Water Fatty acid Glycerine
RCOOCH2 CH2OH
l NaOCH3 l
RCOOCH + 3 CH3OH 3 RCOOCH3 + CHOH
l Catalyst l
RCOOCH2 CH2OH
Fat or oil Methanol Methyl Ester Glycerine
RCOOCH2 CH2OH
l l
RCOOCH + 3 NaOH 3 RCOONa + CHOH
l l
RCOOCH2 CH2OH
Fat or oil Caustic soda Soap Glycerine
I-16
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB I Pendahuluan
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
142 Bahan Baku Pendukung
1421 Air
Sifat fisika Air
bull Rumus molekul H2O
bull Berat molekul 1802 grgrmol
bull Densitas 099707 mgm3
bull Viskositas 089 m Pas (liquid)
bull Heat capacity 4186 kjkg K
bull Titik didih 0 oC
bull Titik leleh 100 oC
(Perrys 1999)
Sifat Kimia
bull Fat Splitting
Reaksi Fat Splitting antara minyak dan air akan
menghasilkan asam lemak dan gliserol menurut reaksi
C3H5(COOR)3 + H2O C3H5(OH)3 + 3HOOCR
1422 Soda Kaustik (NaOH)
Sifat Fisika NaOH
bull Rumus molekul NaOH
bull Warna Putih
bull Berat molekul 40 gmol
bull Titik didih (760 mmHg) 1390 oC
bull Titik leleh (760 mmHg) 3184 oC
bull Viskositas 1103 Cp
bull Entropi (ΔS) 6446 jkmol
bull Kapasitas kalor (cp) 5954 jkmol
bull Entalpi pembentukan (ΔHf)25 oC -42561 jkmol
bull Densitas 213 kgliter
bull Sifat kristal Higroskopis mudah
mencair
I-17
BAB I Pendahuluan
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
bull Kelarutan dalam air (g100g air)
Pada 30oC 109
Pada 40 oC 119
Pada 80 oC 313
Pada 90 oC 347
Sifat kimia Sodium Hidroksida
bull Netralisasi
Reaksi asam lemak dengan NaOH menghasilkan sabun dan
air Berikut reaksinya
RCOOH + NaOH rarr RCOONa + H2O
(Perrys 1999)
1423 Karbon Aktif
Sifat fisik karbon aktif
bull Nama produk Activated Charcoal
bull Bentuk fisik Solid (granular solid)
bull Berat molekul 1201 gmol
bull Titik nyala 452 oC
bull Warna hitam
bull Titik leleh 3500 oC
bull Temperatur kritis 6810 oC
bull Specific gravity 351
bull Kelarutan Tidak larut dalam air dingin dan air
panas
(MSDS 2016)
Tabel 16 Komposisi kimia karbon aktif
Komponen () Kering Udara Kering Oven
Air 99 -
Bahan menguap 81 90
Abu 20 22
I-18
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB I Pendahuluan
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
Fixed Carbon 800 888
(Ketaren S 1986)
I43 Produk
I431 Produk Utama
Gliserol (C3H5(OH)3)
Sifat fisika dan kimia gliserol
bull Rumus molekul (C3H5(OH)3)
bull Berat Molekul 9209 gmol
bull Densitas 1261 g cm-3
bull Viskositas 15 Pas
bull Titik didih (760 mmHg) 290 oC
bull Titik leleh 1817 oC
bull Titik beku 465 oC pada 667 larutan
gliserol
bull Kapasitas kalor 05795 calgmoC
bull Indeks bias (Nd 20) 147399
bull Titik nyala 177 oC pada 99 larutan
gliserol
bull Titik api 204 oC pada 99 larutan
gliserol
bull Heat of Combustion 397 Kcalgram
bull Kelarutan dalam air infin
bull Surface tension 634 dynes cm (20 oC)
586 dynes cm (90 oC)
519 dynes cm (150 oC)
bull Coefficient of thermal
expansion 00006115 (15-25 oC)
0000610 (20-25 oC)
bull Thermal conductivity 0000691 cal cm degsec (0 oC)
I-19
BAB I Pendahuluan
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
bull Heat of formation 1598 Kcalmol (25 oC)
bull Heat of fusion 475 calgram
bull Heat of Vaporation 21060 calmol (55 oC)
19300 calmol (105 oC)
18610 calmol (175 oC)
Sifat Kimia
1 Fat Splitting
Reaksi Fat Splitting antara minyak dan air akan menghasilkan
asam lemak dan gliserol menurut reaksi
C3H5(COOR)3 + H2O C3H5(OH)3 + 3HOOCR
2 Saponifikasi
Jika lemak direaksikan dengan alkali untuk menghasilkan
gliserol dan garam atau sabun Maka reaksinya sebagai
berikut
C3H5(COOR)3 +3NaOH C3H5(OH)3 + 3NaOOCR
Reaksi ini adalah dasar reaksi yang digunakan pada industri
sabun
3 Interesterifikasi
Ester beralkohol rendah diperoleh dengan mereaksikan
alkohol secara langsung dengan lemak untuk menggantikan
gliserol biasanya menggunakan katalis Alkali Reaksinya
adalah sebagai berikut
C3H5(COOR)3+3CH3OH 3CH3OOCR+ C3H5(OH)3
Reaksi ini biasa disebut alkoholisis
(Othmer 1983)
I432 Produk Samping
Asam lemak
Sifat Fisik O
bull Rumus Molekul
R minusCminusOH
bull Rumus Kimia RCOOH
bull Berat Molekul 25642 gmol
I-20
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB I Pendahuluan
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
bull Titik Didih 2715˚C (pada 100 mmHg)
bull Titik Leleh 61 ndash 625˚C
bull Titik Nyala 206 oC
bull Densitas 0852 gcm3 (pada 25˚C)
bull Tekanan uap 13 hPa (10 mmHg)
bull Warna putih
bull Kelarutan Tidak larut dalam air
(Aldrich MSDS 2012)
Sifat Kimia
bull Netralisasi
Reaksi asam lemak dengan NaOH menghasilkan sabun dan
air Berikut reaksinya
RCOOH + NaOH rarr RCOONa + H2O
bull Hidrogenasi
Catalist
RCOOH + 2 H2 RCH2OH + H2O
CaCr
bull Esterifikasi
RCOOH + RrsquoOH rarr RCOO Rrsquo + H2O
(Baileyrsquos 1951)
II-1
BAB II
MACAM DAN URAIAN PROSES
21 Macam Proses
Proses pembuatan gliserol pada dasarnya adalah hasil
samping dari proses pengolahan lemak dan minyak baik nabati
maupun hewani Terdapat beberapa metode dalam proses
pembuatan gliserol yaitu
1 Proses Saponifikasi
2 Proses Transesterifikasi
3 Proses Fat Splitting
211 Saponifikasi
Proses saponifikasi merupakan salah satu proses
pembuatan gliserol dari lemak dan minyak yang direaksikan
dengan soda kaustik (NaOH) menghasilkan sabun dan lye soap
yang mengandung 8-12 gliserin Berikut ini adalah reaksi yang
terjadi pada proses saponifikasi
Lemak dan minyak dapat disabunkan melalui proses full-
boiling Proses saponifikasi dapat dijelaskan secara singkat
sebagai berikut Campuran lemak dan minyak diumpankan ke
dalam ketel bersama soda kaustik dengan konsentrasi tertentu
dan beserta penambahan garam Campuran dipanaskan dengan
energi tinggi menggunakan closed steam coils hingga proses
saponifikasi selesai Jumlah soda kaustik yang ditambahkan
sengaja dibuat kurang dari kebutuhan stoikiometri untuk
RCOOCH2 CH2OH
l l
RCOOCH + 3 NaOH 3 RCOONa + CHOH
l l
RCOOCH2 CH2OH
Fat or oil Caustic soda Soap Glycerine
II-2
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB II Macam dan Uraian Proses
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
memastikan pengurangan sabun alkali yang mengandung gliserin
agar memiliki alkalinitas minimum Soda kaustik dalam sabun
alkali dinetralkan selama treatment selanjutnya Garam yang
digunakan dalam alkali diperlukan untuk menjaga sabun pada
daerah butir dan memudahkan pemisahan sabun dan alkali Tahap
terakhir adalah pengambilan setelah pengendapan dan
dipindahkan ke bagian pengolahan gliserin Sementara itu sabun
mengalami pendidihan lebih lanjut dan multiple washing secara
counter current untuk menyelesaikan proses saponifikasi dan
disertai proses pengmbilan gliserin Pendidihan sabun secara
kontinyu yang secara luas dipraktekkan adalah menggunakan
multiple washing coloumn atau sentrifugal Tujuannya adalah
untuk mengoptimalkan recovery gliserin (Baileyrsquos 1951)
Gambar 21 Blok Diagram Proses Saponifikasi
212 Transesterifikasi
Transesterifikasi merupakan proses pembuatan gliserol dari
lemak dan minyak direaksikan dengan metanol berlebih Berikut
ini adalah reaksi transesterifikasi
II-3
BAB II Macam dan Uraian Proses
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
Proses transesterifikasi dapat dilakukan secara batch pada
tekanan atmosfer dan pada suhu 60-70degC dengan metanol
berlebih dan dengan katalis basa Kondisi reaksi ringan namun
memerlukan penghilangan asam lemak bebas dari minyak dengan
penyulingan atau pre-esterifikasi sebelum transesterifikasi
Pretreatment ini tidak diperlukan jika reaksi dilakukan di bawah
tekanan tinggi (9000 kPa) dan suhu tinggi (240degC) Dengan
kondisi tersebut esterifikasi simultan dan transesterifikasi
berlangsung Campuran pada akhir reaksi diendapkan Pada
bagian bawah yaitu lapisan gliserin diambil sedangkan lapisan
metil ester pada bagian atas dicuci untuk menghilangkan gliserin
yang tertahan kemudian diproses lebih lanjut Kelebihan metanol
direcover dalam kondensor dikirim ke kolom rektifikasi untuk
pemurnian dan daur ulang Transesterifikasi kontinyu cocok
untuk kebutuhan kapasitas besar Dengan berdasarkan pada
kualitas bahan baku unit dapat dirancang untuk beroperasi pada
tekanan tinggi dan suhu tinggi atau pada tekanan atmosfer dan
sedikit kenaikan suhu
Gambar II2 menunjukkan diagram alir proses Henkel yang
dioperasikan pada tekanan 9000 kpa dan 240deg C menggunakan
unrefined oil sebagai bahan baku Unrefined oil metanol
berlebih dan katalis dipanaskan sampai 240deg C sebelum
dimasukkan ke reaktor Sebagian besar kelebihan metanol
meninggalkan reaktor secara mendadak dan diumpankan untuk
kolom pemurnian bubble tray Recovery metanol direcycle dalam
sistem Campuran dari reaktor memasuki separator dimana
RCOOCH2 CH2OH
l NaOCH3 l
RCOOCH + 3 CH3OH 3 RCOOCH3 + CHOH
l Catalyst l
RCOOCH2 CH2OH
Fat or oil Methanol Methyl Ester Glycerine
II-4
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB II Macam dan Uraian Proses
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
gliserin 90 excess direcover Metil ester selanjutnya
diumpankan ke distilasi kolom untuk pemurnian (Baileyrsquos 1951)
Gambar 22 Blok Diagram Proses Transesterifikasi
213 Fat Splitting
Fat splitting merupakan hidrolisis trigliserida dari lemak
dan minyak dengan kenaikan temperatur dan tekanan
menghasilkan asam lemak dan gliserol Berikut adalah reaksi
hidrolisis triliserida
Fat splitting adalah sebuah reaksi homogen yang terjadi
secara bertahap Asam lemak berpindah dari trigliserida satu per
satu dari tri ke di ke mono Selama tahap awal reaksi berlangsung
RCOOCH2 CH2OH
l RCOOH l
RrsquoCOOCH + 3 H2O RrsquoCOOH + CHOH
l RrsquorsquoCOOH l
RrsquorsquoCOOCH2 CH2OH
Triglyceride Water Fatty acid Glycerine
II-5
BAB II Macam dan Uraian Proses
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
perlahan-lahan terbatas dengan kelarutan air dalam minyak yang
rendah Pada tahap kedua reaksi berlangsung lebih cepat karena
kelarutan air yang lebih besar dalam asam lemak Tahap akhir
ditandai dengan laju reaksi berkurang sebagai asam lemak bebas
dan gliserin mencapai kondisi kesetimbangan Fat splitting
merupakan reaksi reversible Pada titik kesetimbangan tingkat
hidrolisis dan re-esterifikasi adalah sama Gliserin harus diambil
secara kontinyu agar reaksi sempurna (Baileyrsquos 1951)
Gambar 23 Blok Diagram Proses Fat Splitting
Proses fat splitting terbagi menjadi 3 metode
a Proses Twitchell
Proses ini adalah proses pertama yang ditemukan untuk
pemisahan minyak Proses ini tetap digunakan pada skala
kecil karena biaya dan instalasi serta pengoperasiannya
mudah dan murah Tetapi karena konsumsi energinya besar
dan kualitas produknya buruk maka proses ini tidak lagi
digunakan secara komersial Proses ini menggunakan reagen
Twitchell dan asam sulfat untuk kastalisasi fat splitting
II-6
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB II Macam dan Uraian Proses
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
Reagen tersebut merupakan campuran tersulfonasi dari oleat
atau asam lemak lainnya dengan sejumlah napthalene Proses
Twitchell berlangsung dalam suatu tangki kayu berlapis timbal
atau logam tahan assam dimana minyak air (sekitar separuh
dari jumlah minyak) 1-2 asam sulfat dan 075-125
reagen Twitchell dididihkan pada tekanan atmosfeer selama
36-48 jam dengan bantuan open steam Pada tahap akhir air
ditambahkan dan larutan didihkan untuk mencuci asam yang
tertinggal Waktu reaksi yang cukup panjang konsumsi steam
yang besar dan terjadinya pemudaran warna asam lemak
merupakan kelemahan dari proses ini Sehingga saat ini sangat
dibatasi penggunaanya
b Proses Batch Autoclave
Metode ini merupakan metode komersial tertua untuk
pemisahan minyak berkualitas tinggi untuk menghasilkan
asam lemak berwarna terang Metode ini lebih cepat
dibandingkan degan Twitchell yaitu sekitar 6-10 jam hingga
reaksi sempurna Untuk pemisahan ester gliseridanya biasanya
digunakan proses distilasi Seperti halnya proses Twitchell
proses ini juga menggunakan katalis yaitu umumnya ZnO
(paling aktif) MgO atau CaO sebesar 2-4 dan sejumlah
kecil debu zinc untuk memperbaiki warna asam lemak
Autoclave yang digunakan berupa silinder dengan diameter
1220-1829 mm dan tinggi 6-12 m terbuat dari bahan anti
korosi dan sepenuhnya terisolasi ada juga yang menggunakan
pengaduk mekanis
Dalam operasinya autoclave diisi minyak air (sekitar
separuh dari jumlah minyak) dan katalis lalu autoclave
ditutup Steam diinjeksikan untuk menghilangkan udara
terlarut dan untuk menaikkan tekanan hingga 1135 kPa injeksi
steam dilakukan secara kontinyu pada bagian bawah untuk
mendapatkan pengadukan dan tekanan operasi yang
diinginkan Konversi yang didapatkan dapat mencapai lebih
dari 95 setelah reaksi selama 6-10 jam Isi dari autoclave
dipindahkan dalam pengendap dimana terbentuk 2 lapisan
II-7
BAB II Macam dan Uraian Proses
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
(lapisan atas asam lemak dan lapisan bawah gliserol) Asam
lemak dikeluarkan dan gliserol yang tertinggal ditambahkan
dengan asam mineral untuk memisahkan sabun yang
terbentuk dan selanjutnya dibilas untuk menghilangkan sisa
asam mineral
c Proses Continuous
Proses pemisahan minyak dengan tekanan tinggi secara
kontinyu dan counter current lebih dikenal dengan proses
Colgate-Emery Yaitu metode yang paling efisien dari
pemisahan minyak Tekanan dan suhu tinggi dignakan untuk
waktu reaksi yang relatif lebih singkat Aliran minyak dan air
secara berlawanan arah menghasilkan pemisahan berderajat
tinggi tanpa menggunakan katalis Katalis dapat pula
digunakan untuk mempercepat reaksi Menara pemisahan
tergantung dari kapasitasnya Biasanya menara tersebut
berdiameter 508-1220 mm dan tinggi 18-25 m terbuat dari
bahan anti korosi seperti stainless steel 316 atau paduan
inconel yang didesain khusus untuk kondisi operasi plusmn5000
kPa Minyak dimasukkan melalui saluran yang berada pada
bagian bawah menara dengan menggunakan pompa
bertekanan tinggi Air masuk melalui puncak kolom dengan
rasio 40-50 berat minyak Suhu pemisahan yang tinggi (250-
260degC) akan dapat memastikan pelarutan air ke dalam minyak
sehingga tidak lagi diperlukan pengontakan kedua fase
tersebut secara mekanik
Volume kosong dalam menara digunakan untuk
terjadinya reaksi Feed minyak masuk melalui dasar kolom
menuuju ke atas sementara air masuk pada bagian atass
kolom dan mengalir melewati fase minyak menuju ke bawah
Derajat pemisahan pada proses ini mencapai 99 Proses ini
lebih efisien bila dibandingkan dengan proses lain karena
waktu reaksi yang relatif singkat yaitu hanya sekitar 2-3 jam
Dalam reaksi ini terjadi pemudaran warna asam lemak Karena
pertukaran panas internal yang cukup efisien proses ini cukup
ekonomis dalam penggunaan steam (Baileyrsquos 1951)
II-8
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB II Macam dan Uraian Proses
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
22 Seleksi Proses
Untuk menentukan proses yang akan dipilih dalam
pembuatan gliserol dapat dilakukan dengan membandingkan
kelebihan dan kekurangan dari masing-masing proses seperti pada
Tabel 21 berikut
Tabel 21 Perbandingan Proses Pembuatan Gliserol
Jenis Proses Kelebihan Kekurangan
Saponifikasi - Kandungan
gliserol 10-25
- Kemurnian
produk akhir
mencapai 90
- Bahan baku
murah dan
mudah didapat
- Produk gliserol
merupakan produk
samping industri
sabun
- Membutuhkan
tahap pemurnian
dan bahan
pembantu yang
banyak
- Membutuhkan
biaya yang tinggi
untuk konstruksi
alat karena
kandungan garam
yang tinggi
Transesterifikasi - Kandungan
gliserol 25-30
- Kemurnian
produk akhir
90
- Reaksi pada
tekanan atmosfer
dan suhu 60-
70degC
- Menggunakan
katalis
- Bahan baku mahal
- Memerlukan proses
pre-esterifikasi
untuk
menghilangkan
asam lemak bebas
dari lemak atau
minyak
- Tahap pemurnian
mahal (dengan
II-9
BAB II Macam dan Uraian Proses
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
metode ion
exchange)
Fat Splitting - Kandungan
gliserol 10-18
- Kemurnian
produk akhir
gliserol
mencapai 99
- Hasil produk atas
berupa asam
lemak yang
memiliki nilai
ekonomis
- Proses tidak
terlalu rumit
- Biaya untuk
konstruksi
material tidak
terlalu tinggi
- Kondisi operasi
pada tekanan dan
suhu tinggi (55 bar
dan 260degC)
Tabel 22 Perbandingan Berbagai Metode dalam Proses
Fat Splitting
Jenis Proses Kelebihan Kekurangan
Twitchell - Biaya murah
- Instalasi dan
operasi mdah
- Konversi plusmn95
- Konsumsi steam
energi cukup besar
- Kualitas produk
rendah
- Menggunakan katalis
- Waktu reaksi relatif
lama (36-48 jam)
Batch
Autoclave
- Konversi plusmn95 - Waktu reaksi cukup
lama (6-10 jam)
- Menggunakan katalis
II-10
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB II Macam dan Uraian Proses
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
Continuous - Konversi
mencapai plusmn99
- Waktu reaksi
relatif singkat (2-3
jam)
- Bisa berlansung
tanpa adanya
katalis
- Kondisi operasi pada
tekanan dan suhu
tinggi (5000 kPa dan
260degC)
- Konsumsi steam tinggi
Berdasarkan perbandingan pada Tabel 21 maka dipilih
proses Fat Splitting karena proses hidrolisis dengan menggunakan
air yang merupakan bahan yang ketersediaannya melimpah dan
murah serta kemurnian produk akhir mencapai plusmn99 Karena
proses Fat Splitting terdiri dari 3 metode maka dibandingkan lagi
pada Tabel 22 Berdasarkan perbandingan tersebut maka dipilih
proses continuous fat splitting karena konversinya mencapai
plusmn99 waktu reaksi yang relatif singkat (2-3 jam) dan dapat
berlansung tanpa adanya katalis
23 Uraian Proses Terpilih
Proses pembuatan gliserol dari minyak kelapa sawit
terdiri dari beberapa unit yaitu
1 Tahap Persiapan bahan baku
2 Tahap Fat Splitting
3 Tahap Pemurnian gliserol
231 Tahap Persiapan Bahan Baku
Tahap persiapan bahan baku bertujuan untuk
menyesuaikan kondisi bahan baku dengan kondisi pada menara
fat splitting yang merupakan tempat terjadinya reaksi hidrolisis
Bahan baku yang digunakan adalah minyak kelapa sawit dan air
proses Reaksi dalam menara fat splitting terjadi pada suhu = 255 oC tekanan = 55 atm dan waktu reaksi = + 2 ndash 3 jam
II-11
BAB II Macam dan Uraian Proses
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
Untuk tujuan itu kedua bahan baku diatas perlu
dipanaskan terlebih dahulu dalam heater sampai mencapai
kondisi sebagai berikut
1 Minyak kelapa sawit dipanaskan sampai mencapai suhu 80oC
dan selanjutnya dipompakan untuk memasukkannya ke dalam
menara Splitting
2 Air proses perlu dipanaskan sampai mencapai suhu 60oC dan
juga dipompakan ke dalam menara Splitting
3 Selain itu reaksi Fat Splitting dibantu dengan injeksi steam
secara langsung Steam yang digunakan adalah saturated
steam 6000 kPa yang diinjeksikan pada bagian atas tengah
dan bawah menara
232 Tahap Fat Splitting
Tahap ini merupakan tahap reaksi antara minyak kelapa
sawit dan air dengan menggunakan bantuan steam di dalam
menara fat spitting (R-210) Reaksi hidrolisis ini menghasilkan
produk gliserol dan asam lemak Minyak kelapa sawit masuk
pada bagian bawah menara pada suhu 80oC sedangkan air proses
masuk pada bagian atas menara dengan pada suhu 60oC Di dalam
reaktor reaksi berlangsung pada suhu 255oC dengan tekanan 55
atm dan waktu reaksi 2 ndash 3 jam Steam diinjeksikan ke bagian
atas tengah dan bawah kolom secara langsung agar minyak
kelapa sawit dan air dapat bereaksi dengan sempurna
Penambahan steam juga dimaksudkan untuk menjaga kondisi
operasi agar tetap pada suhu dan tekanan yang telah ditetapkan
dan menjaga agar air tetap dalam fase liquid Reaksi hidrolisis ini
menghasilkan gliserol dan asam lemak Gliserol yang terbentuk
akan turun ke bagian bawah kolom sebagai fase air dengan
konsentrasi 10-18 Sedangkan hasil reaksi yang berupa asam
lemak akan naik ke bagian atas kolom sebagai fase minyak
Pemisahan kedua fase yang terbentuk dalam menara
splitting fase air dan fase minyak dilakukan sesaat setelah reaksi
berlangsung agar konversi reaksi sebesar 99 dapat tercapai
Produk hasil reaksi dipisahkan menjadi produk atas (asam lemak)
II-12
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB II Macam dan Uraian Proses
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
dan produk bawah (gliserol) Pemisahan ini tetap berlangsung
dalam reaktor tersebut dengan mengeluarkan produk bawah
(gliserol) secara kontinyu Metode perhitungan pemisahan produk
atas dan bawah ini adalah berdasarkan perbedaan densitas serta
nilai kelarutan dari masing-masing komponennya
Produk yang keluar dari menara splitting perlu diturunkan
terlebih dahulu tekanan operasinya dari 55 atm menjadi 1 atm
sesuai dengan kondisi operasi unit ndash unit yang bersangkutan
Penurunan tekanan ini terjadi dalam 2 buah Flash tank yang
berbeda yaitu Flash tank I (D-220) untuk produk atas yang
berupa fase minyak dan flash tank II (D-230) untuk produk
bawah yang berupa fase air Selain itu flashing juga dimaksudkan
agar diperoleh produk gliserol dengan kemurnian yang lebih
tinggi Hasil flashing dari produk atas Menara Splitting yaitu
asam lemak ditampung ke dalam Tangki Penampung produk
asam lemak untuk selanjutnya dijual sebagai bahan baku pada
industri lain (seperti pabrik sabun) Sedangkan hasil flashing dari
produk bawah Menara Splitting (gliserol) dimasukkan ke dalam
unit pemurnian
233 Tahap Pemurnian Gliserol
Produk bawah flash tank II yang berupa gliserol dipompa
ke dalam decanter (H-310) yang berfungsi memisahkan
komponen asam lemak dari gliserol agar diperoleh gliserol
dengan kemurnian yang lebih tinggi lagi Mekanisme yang terjadi
adalah memisahkan komponen asam lemak yang memiliki
densitas lebih rendah dari komponen air dan gliserol dimana
asam lemak akan berada pada lapisan atas dan gliserol yamg
memiliki densitas yang lebih tinggi terdapat pada lapisan bawah
Selanjutnya gliserol dipompa ke tangki netralisasi (M-320) untuk
menetralkan kandungan asam lemak dan trigliserida yang tidak
bereaksi pada menara fat splitting dengan menggunakan NaOH
8 yang akan menghasilkan produk sabun Produk sabun yag
terbentuk harus dipisahkan Sebelum dinetralkan gliserol perlu
dipanaskan terlebih dahulu sampai mencapai suhu + 90 oC dalam
II-13
BAB II Macam dan Uraian Proses
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
heater (E-321) Kandungan asam lemak yang tertinggal dalam
produk gliserol setelah netralisasi adalah sebesar 001 dari
kandungannya semula Sabun yang terbentuk pada tahap
netralisasi harus dipisahkan dari gliserol dengan menggunakan
Centrifuge (L-330) pada suhu yang sama dari tahap netralisasi
Selanjutnya gliserol dipompa ke dalam heater (E-341) untuk
menaikkan suhu hingga 100 oC kemudian dipompa ke dalam
double effect evaporator (V-340 dan V-350) untuk menguapkan
kandungan airnya Hingga konsentrasinya sebesar 88 Gliserol
dipompa ke dalam heater (E-361) untuk memanaskan suhu
hingga 170 oC dan selanjutnya dipompakan ke dalam flash tank
III (D-360) untuk meningkatkan kemurniannya Produk bawah
dari flash tank III dipompakan ke tangki bleaching (M-370) untuk
mengikat kandungan impuritis dalam gliserol yang berasal dari
komponen minyak kelapa sawit yang masih terikut dalam
gliserol yang berupa zat warna (karoten dan gossypol) Bleaching
agent yang dipergunakan adalah activated carbon (karbon aktif)
Jumlah karbon aktif yang digunakan sebesar 1 dari berat produk
yang akan dimurnikan Setelah tahap bleaching karbon aktif
yang ditambahkan harus dipisahkan Pemisahan komponen ini
dilakukan pada alat pemisah Filter Press (H-380) Gliserol
dipompakan ke dalam tangki deodorasi (D-390) yang bertujuan
untuk menghilangkan bau yang tidak dikehendaki Gliserol hasil
proses bleaching dimasukan ke dalam ketel deodorisasi dan
dipanaskan pada suhu 250-260˚C pada tekanan vacum yaitu 6
mmHg dan selanjutnya dialiri uap panas Pemakaian suhu tinggi
digunakan untuk menguapkan impuritis sedangkan pengurangan
tekanan bertujuan untuk mencegah denaturasi gliserol ynag
terjadi pada suhu 204 ˚C Tekanan uap zat bau sangat rendah
sehingga untuk menghilangkannya diperlukan suhu tinggi
Produk akhir hasil deodorisasi dipompakan ke dalam cooler (E-
396) untuk menurunkan suhu hingga 30 oC dan selanjutnya
ditampung dalam tangki penampung gliserol (F-397)
II-14
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB II Macam dan Uraian Proses
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
234 Blok Diagram Proses
Gambar 24 Blok Diagram Proses Pabrik Gliserol dari Minyak
Kelapa Sawit dengan Proses Continuous Fat Splitting
Vapor
Storage Produk
Asam lemak Flash Tank I
Tank I
Asam lemak
steam 270 OC 55 atm
Minyak Kelapa Sawit
Menara ldquoSplittingrdquo
C3H5(OOCR)3 + 3 H2O lt=== gt C3H803 + 3 RCOOH
255OC 55 atm 2 ndash 3 jam Air Proses 60 OC 10 atm
Kaustik Soda
Vapor
Gliserol
Tangki Netralisasi
1 RCOOH + NaOH RCOONa + H2O
2 C3H5(OOCR)3 + NaOH 3 RCOONa + C3H8O3
Flash Tank II
Tank II
Dekanter
Evaporator I amp II Centrifuge
Vapor
Sabun (RCOONa) Karbon Aktif
Air
Deodorizer Filter Press Storage
Produk
Gliserol
Tangki Bleaching
Karbon Aktif
III-1
BAB III
NERACA MASSA
Kapasitas produksi 1066924969
Satuan kgjam
1 Menara Fat Splitting
Masuk Keluar
Komponen Feed P1 P2
kg kg kg
Trigliserida 1333927992 1304695435 2923255663
H2O
8598652206 2357465864 539919711
Gliserol
0 3457616601 1088738513 Asam
Lemak 558012128 1288274203
2886462814 Non
Gliserida 2511054576 0
2511054576
Total 225210548 15716439 6804616
225210548 225210548
2 Flash Tank I
Komponen Masuk Keluar
Feed (kg) Liquid (kg) Vapor (kg)
Gliserol 345761660 345759353 0002307
Air 2357465864 231426140 43204464
Asam lemak
Myristic
128827420 128827370 00000505
Palmitic
5475165361 547516472 00006424
Stearic
515309681 515309668 00000134
Oleic
5539579071 553957893 00001440
III-2
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB III Neraca Massa
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
Linoleic
1223860492 122386046 00000318
Trigliserida
Myristic
1304695 1304695 00000005
Palmitic
55449556 55449549 00000065
Stearic
5218782 5218782 00000001
Oleic
56101904 56101902 00000015
Linoleic 12394607 12394606 00000003
Total 157164391 156732314 43207662
Total 157164391 157164391
3 Flash Tank II
Komponen Masuk Keluar
Feed (kg) Liquid (kg) Vapor (kg)
Gliserol 1088738513 108873294 000557100
Air 539919711 532298741 762097003
Asam lemak
Myristic
2886462814 28864619 00000008670
Palmitic
1226746696 12267466 00000110381
Stearic
1154585126 11545851 00000002302
Oleic
124117901 12411790 00000024744
Linoleic
2742139673 27421396 00000005467
Trigliserida
Myristic
0029232557 002923255 00000000088
Palmitic
1242383657 12423835 00000001118
Stearic
0116930227 011693022 00000000023
Oleic
1256999935 12569999 00000000251
Linoleic 0277709288 027770928 00000000055 Non
gliserida 2511054576 251 0
III-3
BAB III Neraca Massa
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
Total 6804615706 672840042 7621528663
Total 680461571 68046157
4 Dekanter
Komponen Masuk Keluar
Feed (kg) P1 (kg) P2 (kg)
Gliserol 1088732942 0 108873294
Air 5322987410 0 53229874
Asam lemak
Myristic
288646195 25978158 028864619
Palmitic
1226746586 110407193 122674659
Stearic
1154585103 103912659 115458510
Oleic
1241178985 111706109 124117899
Linoleic
274213962 246792566 274213962
Total FA 2886462663 259781640 288646266
Trigliserida
Myristic
00292325 00263093 00029233
Palmitic
12423835 11181452 01242384
Stearic
01169302 01052372 00116930
Oleic
12569999 11312999 01257000
Linoleic 02777093 02499384 00277709
Total TGS 29232555 26309300 02923256
Non gliserida 251105458 0 251105458
Total 6728400420 26241257 646598785
Total 672840042 672840042
III-4
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB III Neraca Massa
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
5 Tangki Netralisasi
Komponen Sebelum Reaksi
Terbentuk Sesudah
F1 F2 Reaksi
Gliserol
108873 - 00317541 108873294
Air 532299 49708 1926081 537269563 Asam
lemak
Myristic
02886 - - 000014432
Palmitic
122675 - - 000613373
Stearic
11546 - - 000057729
Oleic
124118 - - 000620589
Linoleic
27421 - - 000137107
Total FA 288646 0 0014432313 Trigliserida
Myristic
00029 - - 0
Palmitic
01242 - - 0
Stearic
00117 - - 0
Oleic
01257 - - 0
Linoleic 00278 - - 0
Total TGS 02923 0 0 Non
gliserida 251105 - - 251
NaOH 4322 - 00008560
Sabun
Myristic
- - 03193764 0
Palmitic
- - 134435947 0
Stearic
- - 12554637 0
Oleic
- - 135030769 0
Linoleic
- - 29847712 0
Total - - 31506283 0
III-5
BAB III Neraca Massa
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
Subotal 646599 54031 33464118 648655441
TOTAL 6520018524 6520018524
6 Centrifuges
Komponen Masuk Keluar
Feed (kg) P1 (kg) P2 (kg)
Gliserol 108876470 108876470 0
Air 537462171 537462171 0
Asam lemak
Myristic
000014432 000014432 0
Palmitic
000613373 000613373 0
Stearic
000057729 000057729 0
Oleic
000620589 000620589 0
Linoleic
000137107 000137107 0
Total FA 001443231 001443231 0
Non gliserida 2511054576 2511054576 0
NaOH
00008560 0 00008560
Sabun
Myristic
03193764 0 03193764
Palmitic
134435947 0 134435947
Stearic
12554637 0 12554637
Oleic
135030769 0 135030769
Linoleic 29847712 0 29847712
Total Sabun 315062829 00000000 315062829
Total 6520018524 648851138 315071389
Total 652001852 652001852
III-6
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB III Neraca Massa
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
7 Evaporator
Pada effect 1
Komponen Feed
(kg)
Produk
x1 L1 (kg) y
1 V1 (kg)
Gliserol 10888 0281854 108876 0 0
Air 53746 07116421 27490 1 26256 Asam
lemak
Myristic 00001 000000004 00001 0 0
Palmitic 00061 000000159 00061 0 0
Steaic 00006 000000015 00006 0 0
Oleic 00062 000000161 00062 0 0
Linoleic 00014 000000035 00014 0 0
Total FFA 00144 000000374 00144 0 0 Non
Gliserida 25110
5 0006500 25111 0 0
Total 64885
1 1 38629 1 26256
TOTAL 64885 64885
Pada efeect 2
Komponen L1 (kg) Produk
x₂ L₂ (kg)
y
₂ V₂
(kg)
Gliserol 10887
6 0880000 10887
6 0 0
Air 27489
8 00996926 12334
3 1 26256
4 Asam
lemak
Myristic 00001 000000012 00001 0 0
III-7
BAB III Neraca Massa
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
Palmitic 00061 000000496 00061 0 0
Steaic 00006 000000047 00006 0 0
Oleic 00062 000000502 00062 0 0
Linoleic 00014 000000111 00014 0 0
Total FFA 00144 000001166 00144 0 0 Non
Gliserida 25110
5 0020296 25111 0 0
Total 38628
7 1 12372 1 26256
4
TOTAL 38629 38629
8 Flash Tank III
Komponen Masuk Keluar
Feed (kg) Liquid (kg) Vapor (kg)
Gliserol 1088764696 106015183 28612870
Air 123342935 86389602 114703975
Asam lemak
Myristic
0000144323 00000801 000006418
Palmitic
0006133733 00034152 000271852
Stearic
0000577293 00003217 000025559
Oleic
0006205895 00034583 000274761
Linoleic
000137107 00007640 000060703
Nongliserida 2511054576 251 0
Total 1237232609 1093909371 143323238
Total 123723261 123723261
9 Tangki Bleaching
Komponen Masuk Keluar
F1 (kg) F2 (kg) P (kg)
Gliserol 1060151826 0 106015183
III-8
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB III Neraca Massa
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
Air 863896021 0 8638960
Asam lemak
Myristic
000008014 0 000008014
Palmitic
000341521 0 000341521
Stearic
000032170 0 000032170
Oleic
000345829 0 000345829
Linoleic
000076404 0 000076404
Nongliserida
Phosphatides 1046 0 1046
Sterols
349 0 349
Tochoperols 335 0 335
Tocotrienols 781 0 781
Karbon Aktif 0 1093909371 10939094
Total 1093909371 1093909371 11048485
Total 11048485 11048485
10 Filter Press
Komponen Masuk Keluar
F (kg) P1 (kg) P2 (kg)
Gliserol 106015183 106015183 0
Air 8638960 8638960 0
Asam lemak
Myristic
000008014 000008014 0
Palmitic
000341521 000341521 0
Stearic
000032170 000032170 0
Oleic
000345829 000345829 0
Linoleic
000076404 000076404 0
Nongliserid
Phosphatides 1046 0 1046
III-9
BAB III Neraca Massa
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
Sterols
349 349 0
Tochoperols 335 0 335
Tocotrienols 781 0 781
Karbon Aktif 109390937
1 0 1093909
4
Total 110484846
5 107228640 3256206
Total 11048485 11048485
11 Deodorizer
Komponen Masuk Keluar
F (kg) Liquuid (kg) Vapor (kg)
Gliserol 1060151826 105830109 1850735555
Air 8638960 8623879 0015081265
Asam lemak
Myristic
000008014 0 000008014
Palmitic
000341521 0 000341521
Stearic
000032170 0 000032170
Oleic
000345829 0 000345829
Linoleic
000076404 0 000076404
Nongliserida
Sterols
34875758 0 349
Total 1072286401 106692497 536143201
Total 107228640 107228640
IV-1
BAB IV
NERACA ENERGI
1 Heater CPO
H3
H1
H2
H4
Qin (kcal) Qout (kcal)
H1 3381483773 H2 3719824982
H3 4867035473 H4 1485358867
Total 5205183850 Total 5205183850
2 Heater Air Proses
H3
H1
H2
H4
IV-2
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB IV Neraca Energi
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
Qin (kcal) Qout (kcal)
H1 3484566126 H2 2449390883
H3 3023743194 H4 9228089236
Total 3372199806 Total 3372199806
3 Menara Fat Splitting
H4
H2
H3
H1
H5
Qin (kcal) Qout (kcal)
H1 3713297850 ∆Hrxn528 -177835051
H2 2449390883 H4 2061919207
IV-3
BAB IV Neraca Energi
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
H3 3088215616 H5 1820400333
Total 3704484489 Total 3704484489
4 Flash Tank I
Produk vapor ke
condenser
(110degC 1
atm) Dari prouk atas
menara fat
splitting
(255degC 55 atm)
Produk liquid ke cooler
FA
(110degC 1
atm)
Qin (kcal) Qout (kcal)
HF 2061919207 HV 37309032
Qflash -130806586 HL 7501224418
Total 7538533449 Total 7538533449
IV-4
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB IV Neraca Energi
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
5 Flash Tank II
Produk vapor ke
condenser
(110degC 1
atm) Dari prouk atas
menara fat
splitting
(255degC 55 atm)
Produk liquid ke
dekanter
(110degC 1
atm)
Qin (kcal) Qout (kcal)
HF 1337827058 HV 65809888
Qflash -862114145 HL 469131925
Total 4757129138 Total 4757129138
6 Cooler Asam Lemak
H3
H1
H2
H4
IV-5
BAB IV Neraca Energi
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
Qin (kcal) Qout (kcal)
H1 5515317825 H2 3244304603
H3 1725247481 H4 6916134845
Total 7240565306 Total 7240565306
7 Cooler Gliserol
H3
H1
H2
H4
Qin (kcal) Qout (kcal)
H1 6263673327 H2 2534147907
H3 1239548055 H4 4969073475
Total 7503221382 Total 7503221382
IV-6
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB IV Neraca Energi
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
8 Heater Gliserol
H3
H1
H2
H4
Qin (kcal) Qout (kcal)
H1 2488352720 H2 3501585898
H3 1458283093 H4 445049915
Total 3946635813 Total 3946635813
9 Tangki Netralisasi
H4
H3
H1
H2
H5
IV-7
BAB IV Neraca Energi
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
Qin (kcal) Qout (kcal)
H1 3501585898 ∆Hrxn528 59269976
H3 32418404 H2 352679897
H4 173042475 H5 6936889368
Total 351670005 Total 351670005
10 Heater Gliserol
H3
H1
H2
H4
Qin (kcal) Qout (kcal)
H1 3593048318 H2 5437650294
H3 2654820167 H4 8102181911
Total 6247868485 Total 6247868485
IV-8
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB IV Neraca Energi
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
11 Evaporator
Qin (kcal) Qout (kcal)
HF 543765 HV1 2625639
HS 1660813115 HL1 1714322
Total 2204578 Total 2204578
12 Barometric Condensor
H3
H1
H2
H4
IV-9
BAB IV Neraca Energi
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
Qin (kcal) Qout (kcal)
H1 1637732830 H2 3275465660
H3 2760632744 H4 1586249539
Total 1913796105 Total 1913796105
13 FlashTank III
Produk vapor ke condenser
(170degC 1 atm)
Feed
Dari heater
170 C
Produk liquid ke cooler
heater
(170degC 1 atm)
Qin (kcal) Qout (kcal)
HF 18241436 HV 170254643
Qflash 6263246326 HL 1278603942
Total 183040682 Total 183040682
IV-10
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB IV Neraca Energi
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
14 Cooler Gliserol
H3
H1
H2
H4
Qin (kcal) Qout (kcal)
H1 2777094066 H2 1440987371
H3 4440694912 H4 1780176187
Total 3221163558 Total 3221163558
15 Cooler Gliserol
H3
H1
H2
H4
IV-11
BAB IV Neraca Energi
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
Qin (kcal) Qout (kcal)
H1 1442449881 H2 782179243
H3 219448078 H4 8797187163
Total 1661897959 Total 1661897959
16 Tangki Deodorizer
H4
H2
H1
H3
H5
Produk
bawah
ke
cooler
260 oC
Qin (kcal) Qout (kcal)
H1 776100249 H2 1223024229
H4 714990028 H3 4805410975
H5 3108359308
Total 7926000525 Total 7926000525
IV-12
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB IV Neraca Energi
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
17 Barometric Condenser
H3
H1
H2
H4
Qin (kcal) Qout (kcal)
H1 714990028 H2 1429980055
H3 2030308838 H4 5740223309
Total 717020336 Total 717020336
18 Steam Jet Ejector
H3
H1
H2
IV-13
BAB IV Neraca Energi
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
Qin (kcal) Qout (kcal)
H1 456177 H2
3855027
H3 3850465
Total 3855027 Total 3855027
19 Cooler Gliserol
H3
H1
H2
H4
Qin (kcal) Qout (kcal)
H1 4805410975 H2 82223829
H3 4688871333 H4 5192074279
Total 5274298108 Total 5274298108
V-1
BAB V
SPESIFIKASI ALAT
1 Menara Fat Splitting
Nama alat Menara ldquoFat Splittingrdquo
Fungsi Mereaksikan minyak kelapa sawit dengan air
proses untuk menghasilkan gliserol dan asam lemak
Kapasitas 13782 kgjam
Tipe Single stage countercurrent splitting
Kondisi operasi
- Tekanan = 55 atm
- Temperatur = 270 oC
Ukuran
- Tinggi total = 995146 in
- Diameter dalam = 5441 in
- Tebal silinder = 2702 in
- Tekanan desain = 8957 psia
Bahan Carbon Steel SA 353 (9Ni)
Jumlah 1 Buah 2 Pompa minyak
Jenis alat Pompa centrifugal
Fungsi Memompa minyak kelapa sawit dari tangki
penyimpanan minyak menuju ke menara fat splitting
Kapasitas 13809641 kgjam
Kondisi operasi
- P1 = 101325 kPa
- P2 = 506625 kPa
Power 7757 Hp
Efisiensi pompa 45
Efisiensi motor 86
Head pompa 583812 Jkg
Ukuran
- Diameter pipa = 2 in IPS sch 40
- Panjang pipa = 255 m
V-2
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB V Spesifikasi Alat
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
Jumlah 1 buah
Bahan Commersial steel
3 Tangki Penampung NaOH
Fungsi Menampung dan mengatur rate NaOH yang
akan masuk ke tangki larutan NaOH
Tipe Silinder vertical dengan tutup atas standart
dishead dan tutup bawah berbentuk konis
Kapasitas tangki 103802 kgjam
Bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade C
Kondisi operasi
- Tekanan = 1 atam
- Suhu = 30 oC
- Ukuran
o Diameter (D) = 688 in
o Tinggi tangki (H)= 19873 in
o Tebal tangki = 7874 in
o Tebal head = 025 in
o Tebal dishead = 01324 in
Jumlah 1 buah
4 Heater Air Proses
Fungsi Memanaskan air proses dari suhu 30 oC
menjadi 60 oC sebelum masuk ke menara splitting
Kapasitas 7880 kgjam
Tipe Shell and tube heat exchanger
Jumlah 1 buah
Bahan Stainless steel
Kondisi operasi
- Tekanan = 1 atm
- Suhu masuk = 30 oC
- Suhu keluar = 60 oC
Ukuran
Tube side
- Number = 64
V-3
BAB V Spesifikasi Alat
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
- Length = 16 in
- Outside diameter= frac34 in
- Pitch = 1 in square
- Passes = 2
Shell side
- Inside diameter = 14 in
- Baffle space = half circles
- Passes = 1
5 Evaporator
Fungsi Memekatkan produk gliserol sampai dengan
kemurnian 88 dengan menguapkan airnya
Jumlah 2 unit
Tipe Standard Vertical Tube Evaporator
Kapasitas 6884978 kgjam
Spesifikasi efek 1
- Diameter evaporator = 11 ft
- Tinggi shell = 21 ft
- Tebal shell = frac14 ft
- Tebal tutup = frac14 ft
Tube calandria
- Ukuran = 4 in sch standard 40 IPS
- ID = 0375 ft
- OD = 0375 ft
- Panjang tube = 13 ft
- Jumlah tube = 10 buah
- Bahan konstruksi = Carbon steel SA-203 Grade C
Spesifikasi efek 2
- Diameter evaporator = 01 ft
- Tinggi shell = 2 ft
- Tebal shell = frac14 in
- Tebal tutup = frac14 in
Tube calandria
- Ukuran = 4 in sch standard 40 IPS
- ID = 0335 ft
V-4
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB V Spesifikasi Alat
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
- OD = 0088 ft
- Panjang tube = 12 ft
- Jumlah tube = 9 buah
- Bahan konstruksi = Carbon steel SA-203 Grade C
6 Tangki Netralisasi
Fungsi Menetralkan komponen asam lemak
dalam produk gliserol dengan bantuan NaOH
Tipe Reaktor berpengaduk dengan tutup dan
alas torrisperical
Bahan konstruksi Carbon steel SA-285 Grade B
Jumlah 1 unit
Kondisi operasi
- Tekanan = 1 atm
- Temperatur = 75 oC
- Kapasitas = 67339 kgjam
Spesifikasi reaktor
Silinder
- Tinggi total = 19755 m
- Diameter dalam = 7179 in
- Diameter luar = 7217 in
- Tebal = 316 in
Head
- Tebal head = frac14 in
Perhitungan pengaduk
- Jenis pengaduk = turbin kipas enam
- Jumlah baffle = 6 buah
7 Centrifuges
Fungsi Memisahkan komponen sabun dalam
produk gliserol
Tipe Centrifuge type disk
Bahan konstruksi Carbon steel SA-285 Grade B
Jumlah 1 unit
Kondisi operasi
V-5
BAB V Spesifikasi Alat
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
- Tekanan = 1 atm
- Temperatur = 74 oC
- Kapasitas = 69184098 kgjam
Spesifikasi centrifuges
- Volume liquid = 6875 m3
- Jumlah cycle = 86 in
- Volume liquidcycle = 8021 L
- Diameter = 137 m
- Tinggi centrifugal = 1065 m
- Kecepatan rotasi = 1500 rpm
- Area screen = 46 m2
- Power = 625 kW
8 Dekanter
Fungsi Memisahkan komponen asam lemak
dalam produk gliserol
Tipe Vertical cilindrical decanter
Bahan konstruksi Carbon steel SA-283 Grade B
Jumlah 1 unit
Kondisi operasi
- Tekanan = 1 atm
- Temperatur = 60 oC
- Kapasitas = 7139520873 kgjam
Spesifikasi dekanter
- Diameter dekanter = 0855158 m
- Kecepatan fase minyak = 0000155 ms
- Luas area = 000197 m2
- Diameter pipa = 0044436 m
9 Barometric Condensor
Fungsi Mengembunkan uap dari steam jet
ejector
Tipe Counter-current dry air condensor
Jumlah 1 unit
Kondisi operasi
V-6
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB V Spesifikasi Alat
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
- Rate uap = 246029 kg uapjam
Spesifikasi condensor
- Diameter = 23082 ft
- Panjang = 630686 ft
10 Filter Press
Fungsi Memisahkan karbon aktif dalam produk
gliserol
Tipe Plate and frame filter press
Bahan konstruksi Carbon steel SA-283 Grade C
Jumlah 1 unit
Kondisi operasi
- Tekanan = 1 atm
- Temperatur = 70 oC
- Kapasitas = 117235721 kgjam
Spesifikasi filter press
- Jumlah frame = 42
- Tinggi frame = 130384 m
- Lebar frame = 130384 m
- Tebal frame = 35 mm
- Jenis filter = nylon
- Luas area filter = 143 m2
- Daya = 2 Hp
- Faktor kelonggaran = 20
11 Steam Jet Ejector
Fungsi Menarik gas-gas yang tidak
terkondensasi pada barometric condenser
Tipe Single stage jet
Bahan konstruksi Carbon steel SA-283 Grade C
Jumlah 1 unit
Kondisi operasi
- Kebutuhan steam = 5277 kgjam
- Suhu steam = 392 oF
- Tekanan steam = 15538 kPa
V-7
BAB V Spesifikasi Alat
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
- Suhu vapor = 192 oF
- Tekanan vapor = 444083 inHg
Spesifikasi steam jet ejector
- Total uap air = 120 lbjam
- Total campuran uap ke ejector = 12085 lbjam
12 Cooler Gliserol
Fungsi Mendinginkan gliserol dari suhu 110 oC
menjadi 60 oC
Kapasitas 7961687644 kgjam
Tipe Shell and tube heat exchanger
Jumlah 1 buah
Bahan Stainless steel
Kondisi operasi
- Tekanan = 1 atm
- Suhu masuk = 110 oC
- Suhu keluar = 60 oC
Ukuran
Tube side
- Number = 76
- Length = 16 in
- Outside diameter= frac34 in
- Pitch = 1 in square
- Passes = 2
Shell side
- Inside diameter = 14 in
- Baffle space = 5
- Passes = 1
VI-1
BAB VI
UTILITAS
Air merupakan bagian penunjang yang berperan penting
dari suatu industri Sama halnya dengan air ada beberapa macam
penunjang lainnya yang juga dibutuhkan pada sistem pemrosesan
dalam suatu industri Dimana masing-masing unit penunjang
tersebut memiliki fungsi kerja yang spesifik Fungsi dari masing-
masing unit penunjang tersebut adalah sebagai berikut
1 Air Berfungsi sebagai air proses air sanitasi air
pendingin dan air boiler
2 Steam Digunakan dalam tahap reaksi hidrolisis pada
menara splitting dan pemanasan dalam berbagai tahap
pengolahan
3 Listrik Berfungsi sebagai tenaga penggerak peralatan
proses maupun untuk penerangan
4 Bahan bakar Berfungsi sebagai bahan bakar furnace
VI1 Unit Penyedia Air
Kebutuhan air untuk pabrik diambil dari air sungai di
sekitar lingkungan pabrik Air sungai tersebut digunakan untuk
keperluan proses produksi antara lain sebagai
1 Air Sanitasi
2 Air pendingin
3 Air proses
4 Air umpan Boiler
VI11 Air Sanitasi
Air sanitasi harus memenuhi persyaratan sebagai berikut
A Fisik
a) Suhu Di bawah suhu udara sekitarnya
b) Warna Jernih (tidak berwarna)
c) Rasa Tidak rasa
d) Bau Tidak bau
e) Kekeruhan lt 1 mgr SiO2 lt
VI-2
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB VI Utilititas
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
B Kimia
a) PH 65 ndash 85
b) Tidak mengandung zat organik anorganik dan bahan
radioaktif
C Biologi
Tidak mengandung kuman atau bakteri terutama bakteri patogen
VI12 Air Pendingin
Digunakan karena faktor-faktor berikut
Air merupakan materi yang mudah didapat
Mudah diatur dan dikerjakan
Dapat menyerap panas yang tinggi persatuan volum
Tidak terdekomposisi
VI13 Air Proses
Yang perlu diperhatikan pada air proses adalah kadar
keasaman (pH) alkalinitas Kesadahan Logam berat Minyak
BOD COD dll
VI14 Air Umpan boiler
Air umpan boiler merupakan air yang digunakan untuk
menghasilkan steam pada boiler Hal-hal yang perlu diperhatikan
dalam pengolahan air umpan boiler adalah
Zat-zat yang dapat menyebabkan korosi
Disebabkan oleh adanya kadar logam Al yang cukup tinggi
dan kandungan asam terlarut dan gas-gas terlarut seperti O2
dan SO2 dalam jumlah besar
Zat-zat yang dapat menyebabkan kerak Disebabkan oleh
adanya kelebihan ion Ca2+ serta ion CO32- (salah satu ion
alkaliniti) (Alaerts 1984)
VI2 Perhitungan Kebutuhan Air
Diketahui densitas air pada 30 oC = 99568 Kgm3
(Geankoplis 1997)
VI-3
BAB VI Utilitas
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
VI21 Air Sanitasi
1 Air untuk karyawan
Asumsi Air untuk karyawan 10 m3hari
Ditetapkan Jumlah karyawan 100 orang sehingga
total air yang dibutuhkan = 10 m3hari x densitas air
= 10 m3hari x 99568 kgm3
= 99568 kghari x (1hari24 jam)
= 414867 Kgjam
2 Air untuk laboratorium = 5 m3 hari x densitas air
= 5 m3 hari x 99568 kgm3
=49784 Kghari x (1 hari24 jam)
= 20743 Kgjam
3 Untuk lain-lain = 5 m3 hari x densitas air
= 5 m3 hari x 99568 kgm3
=49784 Kg hari x (1hari24 jam)
= 20743 Kg jam
Jadi total kebutuhan air untuk sanitasi adalah
Air untuk karyawan + Air untuk laboratorium + Air untuk lain ndash
lain
= 414867 + 20743 + 20743
= 829727 Kg jam
VI22 Air pendingin
Kebutuhan untuk air pendingin didapatkan dari
Appendiks B ndash neraca panas Berdasarkan perhitungan dari
neraca panas kebutuhan air untuk pendinginan pada sistem
pemrosesan dalam studi ini berasal dari
1 Cooler Asam Lemak (E-234) = 366449 Kgjam
2 Cooler Gliserol (E-311) = 263285 Kgjam
3 Tangki Netralisasi (M-320) = 2081 Kgjam
4 Barometic Kondensor (E-351) = 586369 Kgjam
5 Cooler Gliserol (E-371) = 94322 Kgjam
6 Cooler Gliserol (E-382) = 46612 Kgjam
7 Barometic Kondensor (E-392) = 4313 Kgjam
8 Cooler Gliserol (E-396) = 99593 Kgjam +
VI-4
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB VI Utilititas
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
Total kebutuhan air pendingin = 1463024 Kgjam
VI23 Air Proses
Kebutuhan untuk air proses didapatkan dari Appendiks A
ndash neraca massa Berdasarkan perhitungan dari neraca massa
kebutuhan air untuk keperluan proses pada sistem pemrosesan
dalam studi ini berasal dari
1 Menara ldquoSplittingrdquo (R-210) = 74014 Kgjam
2 Tangki Netralisasi (M-320) = 528 Kgjam
Total kebutuhan air proses = 75542 Kgjam
VI24 Air Umpan Boiler
Kebutuhan untuk air umpan boiler didapatkan dari
Appendiks A ndash neraca massa dan Appendiks B ndash neraca panas
Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan kebutuhan steam
pada sistem pemrosesan dalam studi ini berasal dari
1 Heater CPO (E-211) = 16931 Kgjam
2 Menara ldquoSplittingrdquo (R-210) = 7704 Kgjam
3 Heater Air Proses (R-212) = 4786 Kgjam
4 Heater Gliserol (E-321) = 2308 Kgjam
5 Heater Gliserol (E-341) = 4202 Kgjam
6 Evaporator I (V-340) = 37835 Kgjam
7 Steam Jet Ejector (G-352) = 273 Kgjam
8 Tangki Deodorizer (D-390) = 11355 Kgjam
9 Steam Ejector (G-393) = 199 Kgjam
Total kebutuhan steam = 85593 Kgjam
VI25 Penentuan Kebutuhan Air Sirkulasi
Air yang disirkulasikan adalah air pendingin dan air
umpan boiler Dengan asumsi
1 Air pendingin dan steam yang hilang 5 dalam sekali
sirkulasi
2 Air pendingin dari Cooler (E-121 dan E-131) berubah
menjadi steam
+
+
VI-5
BAB VI Utilitas
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
Maka total air sirkulasi
a) Sirkulasi air pendingin
= 095 x 1463024 Kgjam = 68619674 Kgjam
b) Sirkulasi air umpan boiler
= 095 x 85593 Kgjam = 813137 Kgjam
= 1471186 Kgjam
IV26 Penentuan Make Up Air Pendingin dan Air Umpan Boiler
a) Make up air pendingin
= 005 x 1463024 Kgjam = 73151 Kgjam
b) Make up air umpan boiler
= 005 x 85593 Kgjam = 4279 Kgjam
= 77431 Kgjam
Jadi kebutuhan air total yang diolah dan diambil dari sungai
adalah
Air sanitasi + Air pendingin + Air proses + Air umpan boiler +
Air sirkulasi + Air make up
= 829727+1463024+75542 + 85593 +1471186 +77431
= 3180073 Kg jam densitas air
= 3180073 Kgjam 99568 Kgm3
= 319387 m3 jam
VI3 Proses Pengolahan Air
Dalam perancangan pabrik gliserol ini sumber air yang
digunakan berasal dari air sungai Pandaan Pasuruan Jawa Timur
Untuk pengolahan air meliputi
1 Penyaringan kotoran
2 Penambahan bahan kimia
3 Pengendapan
4 Softening
1 Penyaringan kotoran
Air yang digunakan dari sungai sebelum masuk bak
penampung dilewatkan saringan (strainer) untuk mengurangi
kotoran yang berukuran besar seperti sampah plastik daun atau
+
+
VI-6
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB VI Utilititas
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
ranting dan sampah lain Setelah itu air akan dialirkan ke
pengolahan berikutnya yaitu proses koagulasi dan flokulasi
2 Penambahan bahan kimia
Setelah itu air sungai dipompa menuju tangki koagulasi
dan flokulasi Koagulasi dapat didefinisikan sebagai proses
dimana bahan kimia ditambahkan (koagulan) dalam air yang
mengandung partikel tersuspensi (koloidal) disertai dengan
pengadukan dengan rpm tinggi agar mendapat homogenitas
larutan Kemudian dilanjutkan dengan pengadukan lambat (5-8
rpm) dimana koagulan menetralkan muatan koloid sehingga
partikel dapat membentuk floc (gumpalan) yang besar dan
partikel cepat mengendap Proses ini disebut flokulasi Untuk
koagulasi pabrik gliserol ini menggunakan tawas sebagai
koagulan dan Ca(OH)2 sebagai flokulan
Pada bak flokulator disertai dengan pengadukan cepat
(80ndash100 rpm) dan penambahan tawas (Al2(SO4)3) yang berfungsi
sebagai koagulan Tujuan pemberian tawas adalah untuk
memperbesar ukuran partikel padatan yang sukar mengendap
sehingga waktu pengendapan jadi lebih cepat Dengan adanya
penambahan tawas tersebut diharapkan kotoran-kotoran yang
masih terdapat dalam air dapat digumpalkan untuk kemudian
diendapkan secara gravitasi
Reaksi yang terjadi yaitu
Al2(SO4)3+ 3 Ca(OH)2 3 CaSO4+ Al(OH)3
Setelah terbentuk gumpalan ndash gumpalan air dialirkan ke
bagian bak berpengaduk dengan kecepatan lambat (5-8 rpm) yang
disertai penambahan larutan kapur (Ca(OH)2) Tujuan
pengadukan lambat disini adalah untuk membantu memperbesar
flok ndash flok sehingga menjadi berat Sedangkan penambahan
larutan kapur bertujuan untuk mengikat kesadahan karbonat
melalui reaksi berikut
Ca(OH)2 + Ca(HCO3)2 2 CaCO3 + 2 H2O
Ca(OH)2 + Mg(HCO3)2 2 CaCO3+Mg(OH)2+2H2O
Penambahan Ca(OH)2 juga digunakan untuk mengkondisikan pH
air tetap dalam keadaan netral sebab dengan adanya penambahan
VI-7
BAB VI Utilitas
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
tawas akan menyebabkan pH air menjadi turun sehingga perlu
ditambahkan dengan Ca(OH)2 agar pH air menjadi tetap netral
3 Pengendapan
Selanjutnya air dari bak penambahan bahan kimia
dialirkan secara overflow ke clarifier yang bekerja berdasarkan
gaya gravitasi agar flok ndash flok yang terbentuk tidak rusak Di
clarifier ini air diberi kesempatan untuk mengendap sebaik
mungkin Air jernih dari bagian atas ditampung dalam bak
penampung sementara kemudian dipompa ke sand filter yang
berfungsi menangkap partikel ndash partikel kecil yang tidak dapat
diendapkan Filter yang digunakan adalah anthracite coal
Keuntungan menggunakan anthtacite dibanding pasir adalah
karena mempunyai berat jenis yang lebih kecil (sg 15 pasir
265) bentuknya yang tidak beraturan serta luas permukaan dari
butir-butir runcing persatuan volume lebih besar dari luas
permukaan pasir yang lebih bulat hal ini membuat penangkapan
flok yang lebih baik Air yang lolos merupakan air yang jernih
dan bersih yang kemudian ditampung dalam bak penampung air
bersih Untuk air sanitasi ditambahkan kaporit sebagai pembunuh
kuman Untuk air pendingin dan air proses dapat langsung
digunakan sedangkan untuk air umpan boiler dilakukan softening
pada kation exchanger
4 Softening
Ion exchanger terdiri dari kation dan anion exchanger
ion positif seperti Mg2+ dan Ca2+ diganti dengan ion Na+ dari resin
kation (RNa) sedangkan pada anion exchanger ion negatif seperti
Cl- diikat oleh resin basa kuat (ROH)
Reaksi yang terjadi pada proses demineralisasi antara lain
Kation exchanger
Fe
RMg
Ca
Cl
SOH
CO
RH
ClFe
SOMg
COCa
2
42
3
2
2
2
4
2
3
2
VI-8
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB VI Utilititas
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
Anion exchanger
OH
Cl
SOR
CO
OHR
Cl
SOH
CO
2
2
4
3
2
2
42
3
)(
Untuk efektifitas operasi unit ini juga dilengkapi dengan fasilitas
regenerasi untuk mengembalikan kemampuan resin yaitu dengan
menambahkan larutan HCl ke dalam kation exchanger dan larutan
NaOH untuk anion exchanger Regenerasi yang terjadi yaitu
Kation exchanger dengan menggunakan HCl 5
Fe
ClMg
Ca
RHHCl
Fe
RMg
Ca
22
Anion exchanger dengan menggunakan NaOH 40
2
2
4
3
2
4
3
)(OHR
Cl
SONa
CO
NaOH
Cl
SOR
CO
VII-1
BAB VII
KESEHATAN DAN KESELAMATAN KERJA
VII1 Usaha-usaha Keselamatan Kerja
VII11 Keselamatan Karyawan
bull Pada daerah menara splitting
Kondisi operasi yang terjadi di menara splitting yaitu
temperatur dan tekanan reaksi tinggi Sehingga menara splitting
perlu diisolasi bagian luar permukaan dinding Agar mencegah
panas hilang atau Qloss yang terjadi secara konduksi di dinding
menara Di daerah ini karyawan wajib mengenakan sarung tangan
tujuannya untuk mengantisipasi kontak langsung antara tangan
dengan dinding menara
Selain sarung tangan APD (alat pelindung diri) yang
harus dikenakan di sekitar menara splitting yaitu safety shoes dan
helmet Safety shoes dan helmet berguna untuk melindungi kaki
dan kepala dari bahaya kejatuhan barang-barang berat seperti
mourbaut Selain itu juga melindungi kaki dan tangan dari
percikan atau tumpahan minyak goreng bekas (UFO)
bull Tangki flash tank
Pada tangki flash tank yang berfungsi untuk menurunkan
tekanan operasi Oleh karena itu pekerja karyawan diwajibkan
menggunakan alat pelindung tangan Sarung tangan karet untuk
melindungi tangan dari bahaya panas Sepatu pengaman (safety
shoes) berfungsi untuk melindungi kaki dari percikan aliran
panas dan Safety helmet yang berfungsi untuk melindungi kepala
dari bahaya terpercik aliran panas atau larutan asam ataupun basa
yang bersifat korosif akibat dari kebocoran pipa dan benda keras
yang jatuh
bull Pada daerah Perpipaan
Pada kawasan perpipaan karyawan selain harus hati-hati
dan selalu mengecek kondisi pipa dari bahaya kebocoran
mengingat hampir semua proses pada pabrik ini menggunakan
temperatur dan tekanan tinggi maka diperlukan pemakaian alat
pelindung diri diantaranya sepatu pengaman (safety shoes) agar
VII-2
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB VII Kesehatan dan Keselamatan Kerja
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
terhindar dari cidera pada kaki saat berjalan ditempat yang licin
akibat minyak yang keluar dari pipa apabila terjadi kebocoran
bull Pada daerah Heat Exchanger
Pada kawasan Heat Exchanger temperatur yang
digunakan pada proses pembuatan gliserol ini merupakan panas
eksotermis (menghasilkan panas) jadi suhu disekitar HE sangat
tinggi maka pekerjakaryawan diwajibkan menggunakan Sepatu
pengaman (safety shoes) berfungsi untuk melindungi kaki dari
bahaya percikan aliran panas pipa HE Safety helmet yang
berfungsi untuk melindungi kepala dari bahaya percikan aliran
panas pipa HE Ear plug untuk menahan suara bising yang
dikeluarkan oleh heat exchanger
bull Pada daerah tangki netralisasi
Pada tangki netralisasi berfungsi untuk menetralkan
komponen asam minyak dalam produk gliserol dengan bantuan
kaustik soda maka pekerja karyawan diwajibkan menggunakan
Sarung tangan kulit agar terhindar dari percikan kaustik soda
Sepatu pengaman (safety shoes) berfungsi untuk melindungi kaki
dari bahaya percikan aliran panas pipa sekitar tangki netralisasi
dan Safety helmet yang berfungsi untuk melindungi kepala dari
bahaya benda jatuh
bull Pada daerah evaporator
Pada evaporator yang berfungsi untuk memekatkan
produk gliserol sampai kemurnian 88 dengan menguapkan
airnya maka karyawan diwajibkan menggunakan Alat pelindung
telinga Ear plug untuk menahahan suara bising yang dihasilkan
evaporator sarung tangan Sepatu pengaman dan pengaman
kepala berfungsi untuk melindungi kakitangan dan kepala dari
bahaya percikan aliran panas pipa sekitar compressor
bull Pada daerah filter press
Dimana pada filter press bertujuan untuk memisahkan
bleaching eart dengan produk gliserol karyawan diwajibkan
menggunakan Sepatu pengaman berfungsi untuk mengurangi
cidera pada kaki dengan kondisi licin dan berminyak Safety
helmet yang berfungsi untuk melindungi kepala dari benturan
VII-3
BAB VII Kesehatan dan Keselamatan Kerja
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
benda ndash benda keras atau kejatuhan benda ndash benda keras
bull Pada daerah Perpompaan
Pada daerah perpompaan ini pekerja karyawan di
harapkan memakai sepatu pengaman karena kebanyakan di
daerah perpompaan kondisi licin dan berminyak sehingga dapat
menciderai karyawan atau pekerja saat pengoperasian pompa
bull Pada daerah tangki minyak kelapa sawit dan Tangki
produk Gliserol
Pada kawasan ini maka karyawan diwajibkan
menggunakan sepatu pengaman karena di sekitar tangki kondisi
licin akibat percikan minyak dan mencegah karyawan terpeleset
pada saat melakukan pengukuran ketinggian fluida yang ada di
dalam tangki
VII42 Keselamatan Pabrik
a Pada menara splitting
Pada tangki penampung harus dilengkapi dengan system
keamanan yang berupa
Pemberian Label dan spesifikasi bahannya
Serta pengecekan secara berkala oleh petugas K3
Alat kontroler otomatif misal kontroler suhu
tekanan sehingga dapat diketahui apabila ada
kebocoran
b Pada Pompa
Pada pompa harus dilengkapi dengan penutup pompa
serta pengecekan secara berkala oleh petugas K3
c Pada sistem Perpipaan
Pada sistem perpipaan digunakan pengecakan secara
berbeda pada tiap aliran fluida misalnya fluida panas digunakan
pipa yang sudah dicat warna merah sedangkan aliran fluida
dingin digunakan warna biru serta pengecekan secara berkala
oleh petugas K3 Selain itu penempatan perpipaan haruslah aman
atau tidak menggangu jalannya proses serta kegiatan dari para
pekerja atau karyawan
d Pada Heat Exchanger
VII-4
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB VII Kesehatan dan Keselamatan Kerja
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
Pada area Heat Exchanger khususnya Heater dilengkapi
isolator untuk mencegah terjadinya radiasi panas yang tinggi
sedangkan pada Boiler mempunyai level suara sampai batas 85
dB serta pengecekan secara berkala oleh petugas K3
e Pada area pabrik secara umum atau keseluruhan
Dengan disediakan jalan diantara plant-plant yang
berguna untuk kelancaran transportasi para pekerja serta
memudahkan pengendalian pada saat keadaan darurat (misal
kebakaran) Disediakan hydrant disetiap plant (unit) untuk
menanggulangi atau pencegahan awal pada saat terjadi
kebakaran peledakan Memasang alarm disetiap plant (unit)
sebagai tanda peringatan awal adanya keadaan darurat
Disediakan pintu dan tangga darurat yang dapat digunakan
sewaktu-waktu pada saat terjadi keadaan darurat Memasang
kontroler bahaya secara otomatis misalnya peka terhadap bahaya
kebakaran
VIII-1
BAB VIII
INSTRUMENTASI
Dalam perencanaan suatu industri instrumentasi
merupakan salah satu bagian yang memegang peranan sangat
penting sebab dengan adanya sistem instrumentasi tersebut maka
bagian-bagian yang penting dari pabrik yang memerlukan
pengawasan rutin dapat dikontrol dengan baik Instrumentasi
selain digunakan untuk mengetahui kondisi operasi juga
berfungsi untuk mengatur nilai-nilai variabel proses baik secara
manual ataupun secara automatis untuk mengingatkan operator
akan kondisi yang kritis dan berbahaya
Tujuan dari pemasangan peralatan instrumentasi adalah sebagai
berikut
1 Untuk menjaga suatu proses instrumentasi tetap aman yaitu
dengan cara
- Mendeteksi timbulnya kondisi yang berbahaya sedini
mungkin dan membuat tanda-tanda bahaya serta
interlock automatis jika kondisi kritis timbul
- Menjaga variabel-variabel proses berada dalam batas
operasi yang aman
2 Menjaga jalannya suatu proses produksi agar sesuai dengan
yang dikehendaki
3 Menahan biaya produksi serendah mungkin dengan tetap
memperhatikan faktor-faktor lain
4 Menjaga kualitas agar tetap berada dalam standart yang telah
ditetapkan
Pengaturan secara manual biasanya dilakukan dengan
menggunakan peralatan yang hanya diberi instrumen penunjuk
atau pencatat saja Sedangkan pada instrumen penunjuk secara
otomatis diperlukan adanya beberapa bagian instrumentasi yaitu
1 Elemen primer
Adalah elemen yang dapat merasakan perubahan dari harga
variabel yang diukur atau sensor
2 Elemen pengukur
VIII-2
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB VIII Instrumentasi
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
Adalah suatu alat yang dapat menerima output dari elemen
primary dan melakukan pengukuran termasuk peralatan penunjuk
atau indikator juga peralatan pencatat (recorder)
3 Elemen pengontrol
Adalah elemen yang dapat menunjukkan perubahan harga dari
variabel yang dirasa oleh elemen pengukur untuk mengatur
sumber tenaga sesuai dengan perubahan yang terjadi
4 Elemen pengontrol akhir
Merupakan elemen yang dapat mengubah variabel yang diukur
tetap berada dalam range yang diinginkan
Faktor-faktor yang harus diperhatikan dalam pemilihan
instrumentasi adalah
Sensitivity
Readibility
Accuracy
Precission
Faktor-faktor ekonomi
Bahan konstruksi dan pengaruh pemasangan
instrumentasi pada kondisi tertentu
Tabel VIII1 Kode Instrumentasi pada Alat Proses
No Kode Nama Alat Jumlah
1 F-111 Tangki Penyimpanan CPO 1
2 R-210 Menara Fat Splitting 1
3 E-211 Heater CPO 1
4 E-212 Heater Air Proses 1
5 L-213 Pompa CPO 1
6 L-214 Pompa Air Proses 1
7 D-220 Flash Tank I 1
8 D-230 Flash Tank II 1
9 L-231 Pompa Asam Lemak 1
10 E-234 Cooler Asam Lemak 1
VIII-3
BAB VIII Instrumentasi
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
11 F-235 Tangki Penampung Asam Lemak 1
12 H-310 Dekanter 1
13 E-311 Cooler Gliserol 1
14 L-312 Pompa Gliserol 1
15 L-313 Pompa Asam Lemak 1
16 M-320 Tangki Netralisasi 1
17 E-321 Heater Gliserol 1
18 M-322 Tangki Larutan NaOH 1
19 F-323 Tangki Penyimpanan NaOH padatan 1
20 L-330 Centrifuge 1
21 V-340 Evaporator I 1
22 E-341 Heater Gliserol 1
23 L-342 Pompa Gliserol 1
24 V-350 Evaporator II 1
25 E-351 Barometric Condenser 1
26 G-352 Steam Jet Ejector 1
27 F-353 Tangki Penampung Air Jatuhan 1
28 D-360 Flash Tank III 1
29 E-361 Heater Gliserol 1
30 L-362 Pompa Gliserol 1
31 M-370 Tangki Bleaching 1
32 E-371 Cooler Gliserol 1
33 F-372 Tangki Penyimpanan Karbon Aktif 1
34 H-380 Filter Press 1
35 L-381 Pompa Gliserol 1
36 E-382 Cooler Gliserol 1
37 D-390 Deodorizer 1
38 L-391 Pompa Gliserol 1
VIII-4
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB VIII Instrumentasi
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
39 E-392 Barometric Condenser 1
40 G-393 Steam Jet Ejector 1
41 F-394 Tangki Penampung Air Jatuhan 1
42 L-395 Pompa Gliserol 1
43 E-396 Cooler Gliserol 1
44 F-397 Tangki Penampung Gliserol 1
IX-1
BAB IX
PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI KIMIA
IX1 Pengolahan Limbah pada Industri secara umum
Teknologi pengolahan air limbah adalah kunci dalam
memelihara kelestarian lingkungan Apapun macam teknologi
pengolahan air limbah domestik maupun industri yang dibangun
harus dapat dioperasikan dan dipelihara oleh masyarakat
setempat Jadi teknologi pengolahan yang dipilih harus sesuai
dengan kemampuan teknologi masyarakat yang bersangkutan
Berbagai teknik pengolahan air buangan untuk
menyisihkan bahan polutannya telah dicoba dan dikembangkan
selama ini Teknik-teknik pengolahan air buangan yang telah
dikembangkan tersebut secara umum terbagi menjadi 3 metode
pengolahan
1 Pengolahan secara fisika
2 Pengolahan secara kimia
3 Pengolahan secara biologi
Untuk suatu jenis air buangan tertentu ketiga metode pengolahan
tersebut dapat diaplikasikan secara sendiri-sendiri atau secara
kombinasi
a) Pengolahan Secara Fisika
Pada umumnya sebelum dilakukan pengolahan lanjutan
terhadap air buangan diinginkan agar bahan-bahan tersuspensi
berukuran besar dan yang mudah mengendap atau bahan-bahan
yang terapung disisihkan terlebih dahulu Penyaringan
(screening) merupakan cara yang efisien dan murah untuk
menyisihkan bahan tersuspensi yang berukuran besar Bahan
tersuspensi yang mudah mengendap dapat disisihkan secara
mudah dengan proses pengendapan Parameter desain yang
utama untuk proses pengendapan ini adalah kecepatan
mengendap partikel dan waktu detensi hidrolis di dalam bak
pengendap
Teknologi membran (reverse osmosis) biasanya
diaplikasikan untuk unit-unit pengolahan kecil terutama jika
IX-2
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB IX Pengolahan Limbah Industri Kimia
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
pengolahan ditujukan untuk menggunakan kembali air yang
diolah Biaya instalasi dan operasinya sangat mahal
b) Pengolahan Secara Kimia
Pengolahan air buangan secara kimia biasanya dilakukan
untuk menghilangkan partikel-partikel yang tidak mudah
mengendap (koloid) logam-logam berat senyawa fosfor dan zat
organik beracun dengan membubuhkan bahan kimia tertentu
yang diperlukan Penyisihan bahan-bahan tersebut pada
prinsipnya berlangsung melalui perubahan sifat bahan-bahan
tersebut yaitu dari tak dapat diendapkan menjadi mudah
diendapkan (flokulasi-koagulasi) baik dengan atau tanpa reaksi
oksidasi-reduksi dan juga berlangsung sebagai hasil reaksi
oksidasi
c) Pengolahan secara biologi
Semua air buangan yang biodegradable dapat diolah secara
biologi Sebagai pengolahan sekunder pengolahan secara biologi
dipandang sebagai pengolahan yang paling murah dan efisien
Dalam beberapa dasawarsa telah berkembang berbagai metode
pengolahan biologi dengan segala modifikasinya
Ditinjau dari segi lingkungan dimana berlangsung proses
penguraian secara biologi proses ini dapat dibedakan menjadi
dua jenis
1Proses aerob yang berlangsung dengan adanya oksigen
2Proses anaerob yang berlangsung tanpa adanya oksigen
IX2 Pengolahan Limbah pada Pabrik Gliserol
Dalam Pembuatan Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit dengan
Proses Continuos Fat Splitting ini terdapat 2 kategori limbah
yaitu limbah padat dan limbah cair
1 Limbah padat
cake dari unit Filter Press kontaminan dalam sistem
vakum pengkondensasian air dimana cake yang berasal dari unit
Filter Press biasanya langsung dibuang ke lahan padat
Kontaminan yang berasal dari unit vakum berupa gliserol dan
zat yang mudah terkondensasi lainnya yang terikut pada uap dari
IX-3
BAB IX Pengolahan Limbah Industri Kimia
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous
Fat Splitting
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
unit Evaporasi Pertama gliserol dianggap sebagai produk yang
terbuang (loss of product) Namun dalam studi ini berdasarkan
perhitungan neraca massanya jumlah gliserol yang terbuang
tersebut diabaikan karena dianggap kecil sekali Kedua sejumlah
gliserol yang terikut tadi akan mencemari uap yang terkondensasi
yang nantinya akan disirkulasikan menuju Cooling Tower Oleh
karena itu uap terkondensasi yang mengandung gliserol tersebut
harus dibuang dan ditambahkan sejumlah air baru (make up
water) pada unit pengolahan air untuk menggantikannya
Alternatif lainnya adalah dengan menggunakan sistem jaringan
tertutup (closed ndash loop system) yang berupa ldquosurface condenserrdquo
yang didinginkan dengan air bersih yang disirkulasikan dari
Cooling Tower ldquoSurface condenserrdquo biasanya berupa alat
penukar panas tipe shell and tube horisontal yang befungsi
sebagai pengganti ldquobarometric condenserrdquo dalam sistem vakum
Dan karena menggunakan air pendingin yang bersih maka
memungkinkan sekali untuk me-ldquorecoveryrdquo uap yang
terkondensasi
Alternatif ketiga adalah dengan menggunakan proses
penukaran ion (ion exchange) dalam perencanaan studi ini
Karena secara teoritis metode ion exchange ini tidak
menghasilkan aliran limbah Namun secara praktis sejumlah air
limbah asam dan basa akan dihasilkan saat dilakukan regenerasi
resin penukar ion Dan sebagai tambahan resin penukar ion itu
sendiri harus secara periodic diganti sehingga menimbulkan
masalah pembuangan limbahnya (Swern 1996)
2 Limbah cair
Limbah cair yang dihasilkan berasal dari unit Netralisasi
yang berupa sabun (soapstock) mengandung sejumlah air dan
asam minyak Untuk pengolahannya ldquosoapstockrdquo dipompakan
dari ke dalam tangki dari bahan kayu plastik atau logam yang
sesuai dimana ldquosoapstockrdquo diencerkan dengan air lalu
ditambahkan asam sulfat sampai terbentuk asam bebas
Selanjutnya ldquosoapstockrdquo dididihkan dengan steam sampai emulsi
terpecah dan sabun terpisah Saat pegendapan material minyak
IX-4
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB IX Pengolahan Limbah Industri Kimia
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
naik ke permukaan dan air asam (yang mengandung asam sulfat
bebas sodium sulfat dan impuritis yang larut dalam air)
membentuk lapisan bawah Lapisan encer ini dikeluarkan dan
lapisan minyak dididihkan dengan air untuk membilas sisa asam
sulfat dan zat lainnya yang larut dalam air Pembilasan
dimaksudkan untuk menetralkan asam mineral yang ada
Proses pengasaman yang dilakukan secara kontinyu
merupakan perbaikan yang ekonomis Sistem pengasaman
kontinyu menggunakan asam mineral pada suhu 80-90 oC dengan
bantuan agen pendispersi Sebelum proses pengasaman bisa
dilakukan penanganan awal menggunakan kaustik soda
penggumpalan dan pembilasan Pengasaman kontinyu dari
ldquosoapstockrdquo encer menyangkut pengontrolan asam sulfat melalui
pengukuran pH dalam reaksi dan pendinginan campuran sebelum
sentrifugasi (Swern 1996)
X-1
BAB X
KESIMPULAN
Dari deskripsi tentang Pembuatan Gliserol dari Crude
Palm Oil dengan Proses Continuous Fat Splitting dapat
disimpulkan beberapa hal berikut
Kapasitas Produksi
Dari perhitungan neraca massa yang telah dilakukan
dengan menggunakan data dari pabrik yang sudah ada untuk
bahan baku
1 Minyak kelapa sawit = 13950 Kgjam
2 Air proses = 69752 Kgjam
3 Steam = 15956 Kgjam
dihasilkan produk sebesar 1066925 Kgjam
Pengoperasian proses produksi
Pengoperasian proses dalam studi ini direncanakan secara
kontinyu dengan massa kerja 330 hari per tahun
Kualitas Produk
Dalam studi ini dihasilkan produk utama
bull Gliserol 992 10583 kgjam
Dan produk samping
bull Asam Lemak 15716439 kgjam
bull Sabun 315063 kgjam
Kebutuhan air
Dari perhitungan neraca massa dan neraca panas yang
telah dilakukan dapat diketahui kebutuhan air total yang akan
diolah dalam unit pengolahan air
~ Untuk air sanitasi = 8297 Kgjam
~ Untuk air pendingin = 1463024 Kgjam
~ Untuk air proses = 75542 Kgjam
~ Untuk air umpan boiler = 85593 Kgjam
dan total kebutuhan air untuk unit pengolahan air adalah sebesar
1623158 Kgjam
X-2
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi ITS
BAB X Kesimpulan
Pabrik Gliserol dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Proses Continuous Fat Splitting
Limbah
Limbah yang terbentuk pada studi ini berupa limbah cair
dan padat Limbah cair berupa sabun yang terbentuk pada tahap
netralisasi sedangkan limbah padatnya berupa cake karbon aktif
yang terbentuk pada tahap pemucatan Limbah sabun
(ldquosoapstockrdquo) dapat diolah dengan proses pengasaman hingga
dapat menghasilkan asam minyak untuk produksi sabun kualitas
rendah Sedangkan limbah karbon aktif dapat diregenerasi agar
dapat digunakan kembali
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
Mencari BM campuran trigliserida (basis 1 kg trigliserida)
Data berat setiap komponen trigliserida dalam minyak
kelapa sawit
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total
= massamol
= 1
= kgkmol
Mencari BM campuran asam lemak (basis 1 Kg asam lemak)
Data Berat setiap komponen asam lemak dalam
minyak kelapa sawit dari
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total
BM asam lemak = massamol
= 1
= kgkmol
APENDIKS A
NERACA MASSA
425 256 0425 0001660
100 1 0003709
430 282 043 0001525
95 280 0095 0000339
BM trigliserida
0001181
84694
Komponen Berat BM Massa (kg)
0000141
0000044
Komponen
10
425
40
430
100
Berat
95
00100
806 04250
890 00400
722
884
1
40 284 004
10 228 001
0001181
0000108
BM Massa (kg) Kmol
0000014
0000527
0000045
04300
878 00950
0000486
Kmol
26962
0003709
A-1
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
1 MENARA FAT SPLITTING
Basis
Minyak kelapa sawit = kg
Air = kg = kmol
Steam = kg = kmol
Reaksi
C3H5(OOCR)3 + 3 H2O lt===== gt C3H8O3 + 3 RCOOH
Trigliserida Gliserol Asam Lemak
Neraca massa overall
Massa bahan baku masuk = Massa produk keluar
CPO + H2O + steam = Produk atas + Produk bawah
Komposisi minyak kelapa sawit
Massa (kg)
Trigliserida
Komponen Berat
9562 15750
Kmol
1333927992
69752
15956
387508
886444
13950
CPO
Steam
H2O
Menara
Fat
Splitting
Asam Lemak
Gliserol
A-2
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
Asam Lemak Bebas
Air
Non gliserida
Total
Komponen Trigliserida
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total
Reaksi Konversi =
C3H5(OOCR)3 + 3H2O lt=== gt C3H8O3 + 3RCOOH
Trigliserida Air Gliserol Asam Lemak
M
R
S
Neraca massa komponen
1 Neraca massa trigliserida
Trigliserida sebelum reaksi = TGS bereaksi + TGS sisa
kg = kg + kg
kg = kg
2 Neraca massa H2O
H₂O sebelum reaksi = H₂O bereaksi + H₂O sisa +
(H₂O dalam CPO + H₂O dalam CPO + H₂O dari steam
H₂O dari steam +
34073
4678
38751
15592
15592
-
46777
46777
-
1333927992
1333927992 13339
100 1333927992 1574989
95 878 1267232 144332
157499
155924
01575
133393132058871
100
018
02
4
40 890 533571 059952
430 884 5735890 648856
10 722
425 806 5669194 703374
Komponen Berat BM Massa (kg) Kmol
19370
-
1550
2070558012128
139503032
2511054576
279006064
+
099
133393 018475
A-3
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
H₂O sebagai bahan baku)
28 + + = 842 + +
28 +
kg = kg
3 Neraca massa gliserol
Gliserol sebelum reaksi + = Gliserol keluar sebagai produk
Gliserol terbentuk
0 + =
kg = kg
4 Neraca massa asam lemak
FA sebelum reaksi + FA terbentuk = FA produk
FA dalam minyak + FA terbentuk = FA sisa + FFA
558 kg + kg = kg + 558 kg
kg = kg
5 Neraca massa non gliserida
Non gliserida mula-mula = Non gliserida pada produk
Non gliserida pada minyak= Non gliserida pada produk
kg = kg
kg = kg
Komponen
Trigliserida
H2O
Gliserol
Asam Lemak
Non Gliserida
Total
15956
251105458
225210548
15956
14345 14345
69752
85987 85987
6133162
126134
131714
7756663
1434500
1333927992
131714
126134
Sebelum Reaksi (kg) Sesudah Reaksi (kg)
133392799
859865221
0
2511055
2511055
251105
251105
13171388
2511054576
22521055
558012128
14345 14345
A-4
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
Perhitungan Pemisahan pada Menara Fat Splitting
Dasar perhitungan yang digunakan untuk menetapkan produk
atas (fase minyak dan produk bawah (fase air)
1 Kelarutan air dalam fase minyak 10-15
2 Kandungan gliserol pada fase air (produk bawah) 16 - 20
3 Untuk kandungan gliserol dalam fase air 16 maka
kandungan gliserol dalam fase minyak 22
4 Densitas trigliserida sama dengan densitas asam lemak
sehingga perbandingan antara trigliserida yang terpisah pada
P1 dan P2 dengan trigliserida mula-mula = perbandingan
antara asam lemak total yang terpisah pada P1 dan P2
dengan asam lemak mula-mula
P1
Fase mnyak
Produk Reaksi
Gliserol (A) = = 64
FA = F FA (B) = = 585
Air = Air (C) = = 344
TGS = TGS (D) = = 06
NGS = NGS (E) = = 01
100
Fase Air
P2
Komponen P1
Gliserol YA1 =
Asam lemak YB1 =
Ait YC1 =
Trigliserida YD1 =
22521
25111
13339
77567
14345
13171
2511055
2252105
5580121
8598652
1333928
0022
A-5
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
Komponen P2
Gliserol XA2 =
Asam lemak XB2 =
Ait XC2 =
Trigliserida XD2 =
sum XP2
Keterangan
A = Gliserol
B = Asam Lemak
C = Air
D = Trigliserida
E = Non Gliserida
YA1 = Fraksi massa gliserol dalam produk atas
YB1 = Fraksi massa asam lemak dalam produk atas
YC1 = Fraksi massa air dalam produk atas
YD1 = Fraksi massa trigliserida dalam produk atas
XA2 = Fraksi massa gliserol dalam produk bawah
YB2 = Fraksi massa asam lemak dalam produk bawah
XC2 = Fraksi massa air dalam produk bawah
XD2 = Fraksi massa trigliserida dalam produk bawah
XE2 = Fraksi massa Non Gliserida dalam produk bawah
Neraca Massa Overall
F = P1 + P2
= P1 + P2
P1 = - P2 (pers 1)225211
016
1
225211
A-6
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
Neraca Massa Komponen
1 Nereca massa gliserol
Gliserol hasil reaksi = Gliserol pada P1 + Gliserol pada P2
= P1 + P2 (pers 2)
Substitusi pers (1) ke pers (2)
= P1 + P2
= ( - P2 ) + 016 P2
= - P2 + P2
= P2
P2 = kg
P1 = - P2
P1 = -
P1 = kg
2 Neraca massa H2O
H2O sesudah reaksi = H2O pada P1 + H2O pada P2
= YC1 P1 + XC2 P2
= ( 015 x )+ ( XC2 x )
= + ( XC2 x )
= ( XC2 x )
XC2 =
3 Neraca massa komponen Non Gliserida
Non gliserida sesudah reaksi = XE2 P2
= XE2 x
XE2 =
3 Nerasa massa asam lemak (FA)
FA sesudah reaksi = FA pada P1 + FA pada P2
= YB1 P1 + XB2 P2
= YB1 + XB2 680462
143450 0022
680462
0022
0022
016
143450 0022
225211 6804616
15716439
539920
775666
775666
775666
15716
225211
143450 495463
2357466
016
225211
016
939037 0138
6804616
143450
6804616
6804616
07935
13171388
13171388 15716439
00037
25111 6804616
A-7
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
Berdasarkan dasar perhitungan no9) dimana D1D = B1B
dan D2D = B2B
D1 D = B1 B
D1 = B1
D1 = B1
YD1 x P1 = x YB1P1
YD1 = x YB1 hellip pers (3)
D2 D = B2 B
D2 = B2
D2 = B2
XD2 x P2 = x XB2P2
XD2 = x XB2 hellip pers (4)
Fraksi massa P1 (ΣXP1)
YA1 + YB1 + YC1 + YD1 = 1
+ YB1 + 02 + YB1 = 1
+ YB1 = 1
YB1 =
YB1 =
YD1 = dari pers(3)
Fraksi massa P2 (SXP2)
XA2 + XB2 + XC2 + XD2 + XE2 = 1
02 + XB2 + + XB2 + = 1
+ XB2 = 1
XB2 =
XB2 =
XD2 = dari pers(4)
079
10101
10101 00428
00101
00101
00101
133393 13171388
00101
004242
00101
08197
00083
00101
0022
133393
00037
0172 10101
10101 08280
13171388
00101
00101
000043
09572
A-8
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
Dari perhitungan neraca massa pemisahan produk didapatkan
P1 = kg
P2 = kg
Berikut ini adalah fraksi massa dari tiap komponen
Trigliserida
H2O
Gliserol
Asam Lemak
Non Gliserida
Total
Dari data di atas neraca massa overall bahan baku menjadi
produk atas dan produk bawah adalah
Trigliserida
H2O
Gliserol
Total
Neraca massa overall
=
kg = +
kg = kg
225210548
Feed
Masuk
P1 P2
Keluar
Komponen
1000
0
08197
0022
2357465864
1304695435
01500
00083
Fraksi Massa
P1 P2
1000
00037
00424
016
225210548
225210548 15716439 6804616
15716439
6804616
Asam Lemak
Non Gliserida 2511054576
558012128
0
8598652206
1333927992
0
1288274203
3457616601
F P1 + P2
225211 15716 68046
225211 22521
079346
000043
Komponen
2511054576
kg kg kg
2886462814
1088738513
539919711
2923255663
A-9
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
Sedangkan untuk kandungan tiap komponen trigliserida
dan asam lemak dapat dicari sebagai berikut
Produk bawah(P₂)
Myristic 772
Palmitic 806
Stearic 890
Oleic 884
Linoleic 878
Total
Produk bawah(P₂)
Myristic 228
Palmitic 256
Stearic 284
Oleic 282
Linoleic 280
Total
2 FLASH TANK I V Yi
ke waste water
F XFi
Dari prouk atas
menara fat splitting
ke storage
asam lemak
L Xi
TGS
Komponen
FA
Komponen
950 12239 437093
006346
274214
BM beratProduk atas (P₁)
kg kmol kg
00034
00003
kmol
100 12883 056503 288646
4250 54752 213874 122675
1257 00014
00001
00015
000004
10706
00979
04401
00407
04792
00127
950 12395 001412 027771
1000 13047 015393 292326
1000 12883 477817 288646
400 51531 181447 115459
4300 55396 196439 124118
56102
BM beratProduk atas (P₁)
kg kmol kg
100 13047 000169 002923
kmol
4250 5545 00688 124238
400 52188 000586 011693
4300
A-10
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
Keterangan
F = mol feed masuk
V = mol produk berupa vapor
L = mol produk berupa liquid
XFi = fraksi mol komponen feed
Yi = fraksi mol komponen produk berupa vapor
Xi = fraksi mol komponen produk berupa liquid
Komposisi bahan masuk
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Trigliserida
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total
PERHITUNGAN NERACA MASSA
Dasar perhitungan neraca massa menggunakan metode
Flash Distillation dari Van Winkle eq 45 p162
5153096810
5539579071
1814470708
1964389742
00099334
01075410
00000093
3758278914 0020574794
1309703258
00003766
00000321
00000773
1223860492
561019037 00003474006346
118266423071571643909
437093033 00239288
554495560
52187817
123946066
006880
000586
001412
13046954 000169
0717000396
0565032545 00030933
2138736469
Komponen
Feed
F F Fraksi mol
(kg) (kmol) (XFi)
2357465864
3457616601
1288274203
5475165361 01170857
A-11
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
1
V
Keterangan
F = Feed (Kmol)
Xfi = Fraksi mol komponen feed
V = mol produk berupa vapor
L = mol produk berupa liquid
Pi = Tekanan uap komponen pada suhu tertentu
Pt = Tekanan uap total
Xi = Fraksi mol komponen produk liquid
Pt = 760 mmHg = 1 atm
Mencari fraksi masing-masing komponen dengan trial harga
L V dan T total pada Pt 1 atm
T = 110 V = L=
PiPt + (LV)
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Trigliserida
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic 75923079
75923079
00000094
00003816
00000325
00003520
75923086
0002
0007
0023
10772
0385
Pi
000035 0002
130
75923079
75923079
75923107
7734046903
000993
011709
000309
071700
002057
XFi
7592
987
Xi
00208457
07131309
00031340
01186278
00100642
000003
000038
000001
002393
010754
75923079
75923086
75923107
01089575
002424390002
0002
0002
0007
0023
Xi = XFi
Pi Pt + (LV)
Komponen
A-12
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
Linoleic
Total
Komponen Liquid
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Trigliserida
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total
Komponen Vapor
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
5475164719
000003252
000230700 0000025076
5218781606
75923079
00208457 3758253838 34575935307
4320446393
000001340
000014401
000005046
00000783
09998578
000064239
100000
000008 0002
2400247996
0000000511
000000009
15673231432
00100642 1814470661 5153096677
01089575 1964389691 5539578927
00242439 4370930217 1223860461
000000937 0001690019 1304694924
000038159 0068795967 554495495
000035201 006346369 5610190226
00058638
099998813
000001045
Yi
000000021
000000002
000000105
1802639543
Komponen Xi Kmol Kg
0000000047
0000002509
0000000221
Kmol
07131309 1285700778 23142614
00031340 0565032324 1288273698
01186278 2138736218
Komponen Kg
000007830 0014116864 1239460631
0999857776
A-13
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
Linoleic
Trigliserida
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total
Neraca Massa Komponen
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Trigliserida
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total
Total
515309681
5539579071 553957893 00001440
2357465864
1000000000
00000000002
00000000007
00000000001
515309668 00000134
000000651
000003182
00000000034
00000000003
0000000047
000000000066
000000000807
00000015
4320766192
231426140 43204464
000000032
128827420
5475165361 547516472
000000051
000000000015
0000000114
KomponenKeluar
1304695 1304695 00000005
128827370 00000505
Masuk
Feed (kg) Liquid (kg) Vapor (kg)
345761660 345759353 0002307
2400276485
000000000037
000000000165
000000014
000000146
00006424
1571643909 157164391
55449556 55449549 00000065
5218782 5218782 00000001
56101904 56101902
1223860492 122386046 00000318
12394607 12394606 00000003
157164391 156732314 43207662
A-14
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
2 FLASH TANK II
V Yi
ke waste water
F XFi
Dari prouk bawah
menara fat splitting
ke dekanter
L Xi
Keterangan
F = mol feed masuk
V = mol produk berupa vapor
L = mol produk berupa liquid
XFi = fraksi mol komponen feed
Yi = fraksi mol komponen produk berupa vapor
Xi = fraksi mol komponen produk berupa liquid
Komposisi bahan masuk
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
04791979
1088738513 1183411427 0037825163
Feed (kg) (kmol) (XFi)
Komponen F F Fraksi mol
0001531652
1154585126 00406544 0000129943
124117901 04401344 0001406794
539919711 299955395 0958741938
2886462814 00126599 0000040465
1226746696
A-15
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
Linoleic
Trigliserida
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Non gliserida
Total
PERHITUNGAN NERACA MASSA
Dasar perhitungan neraca massa menggunakan metode
Flash Distillation dari Van Winkle eq 45 p162
1
V
Keterangan
F = Feed (Kmol)
Xfi = Fraksi mol komponen feed
V = mol produk berupa vapor
L = mol produk berupa liquid
Pi = Tekanan uap komponen pada suhu tertentu
Pt = Tekanan uap total
Xi = Fraksi mol komponen produk liquid
Pt = 760 mmHg = 1 atm
Mencari fraksi masing-masing komponen dengan trial harga
L V dan T total pada Pt 1 atm
1242383657 00015414 000000493
0116930227 00001314 000000042
1256999935 00014219 000000454
2511054576
2742139673 00979336 0000313023
0029232557 00000379 000000012
0277709288 00003163 000000101
6804615706 3128635384 1
Xi = XFi
Pi Pt + (LV)
A-16
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
T = 110 V = L=
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Trigliserida
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total
Komponen Liquid
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Trigliserida
Myristic
99000002
99000002
99000009
99000030
00015
00015
000677
00226
99000002000015
0000001
0996431
0000005
00000004
0000005
00000001
00015
000677
00226
100 990
Komponen XFi
003782516 99000507
PiPt +(LV) Xi
00382070385
Pi
000153165
000012994
000140679
095874194
000004046
99000002
99000002
99000009
99000030
100417392
Komponen Xi Kmol Kg
000000493
000000042
000000454
000031302
000000012
00015
0954757107722
0000316
0001421
0000131
0001547
0000041
00382070 1183405372 108873294198
000000101
1
99000002
00014210 0440134392 1241178985
00003162 0097933558 2742139619
00015
09547569 2957215228 532298741
00000409 0012659921 2886461947
00015471 0479197885 1226746586
00001313 0040654405 1154585103
000000012 000003787 002923255
A-17
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total
Komponen Vapor
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Trigliserida
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total
Neraca Massa Komponen
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
0000000000001
000000000003
0000000000003
00000000005
0000000002
00000000002
0000000010
762097003
0999985684
0000014302
Yi
000001104 00000000431
00000008670
0000000001
000000459 000142195 125699991
000000102 000031630 027770928
000000001 000000000001
000000011 000000000014
000000023 00000000008
0996431473 3086296056 6703289874
000000498 000154142 124238354
000000042 000013138 011693022
000000087 00000000038
Komponen Kg Kmol
000557100 0000060554
7620970032 4233872240
000000247 00000000088
000000055 00000000020
7621528663 4233932853
000000000 000000000000
KomponenMasuk
Feed (kg) Liquid (kg) Vapor (kg)
Keluar
1088738513 108873294
000000003 000000000003
000000001 000000000001
000557100
1000000000
0000000000001
000000000001
2886462814 28864619
539919711 532298741
A-18
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Trigliserida
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Non gliserida
Total
Total
4 Dekanter
=
Neraca Massa
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Trigliserida
68046157
00000000251
00000000023
00000001118
00000005467
00000024744
00000002302
00000000055
1154585126 11545851
1256999935 12569999
0116930227 011693022
124117901 12411790
2742139673 27421396
00000000088
1226746696 12267466 00000110381
0029232557 002923255
1242383657 12423835
251
274213962 246792566
F P1 + P2
0277709288 027770928
6804615706 672840042
1226746586
Total FA 2886462663 259781640
02511054576
0
P1 (kg)
288646195 25978158
110407193
1154585103 103912659
1241178985 111706109
6804615706
7621528663
P2 (kg)Komponen
Masuk Keluar
Feed (kg)
108873294
53229874
028864619
122674659
115458510
124117899
274213962
288646266
1088732942 0
5322987410
A-19
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Non gliserida
Total
Total
5 Tangki Netralisasi
Komposisi Bahan Masuk
Komponen
Gliserol
Air
29232555
1088732942
5322987410
Kg Kmol
00292325 00263093
12423835
118340537
295721523
251105458
646598785
01257000
00277709
02923256
6728400420 6728400420
00029233
01242384
00116930
0
6728400420 26241257
11181452
01169302 01052372
12569999 11312999
02777093 02499384
Total TGS
251105458
26309300
F1
Feed dari
dekanter
Tangki
Netralisasi
Produk
F2
Feed dari tangki
A-20
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Trigliserida
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Non gliserida
Total
Reaksi Asam Lemak dengan NaOH (Konversi 9995)
NaOH yang digunakan excess 002
RCOOH + NaOH rarr H2O + RCOONa
M
R
S
Reaksi Trigliserida dengan NaOH (Konversi 100)
C3H5(OOCR)3 + 3NaOH rarr C3H8O3 + 3RCOONa
M
R
S
00000040
00001541
00000131
00001422
00000316
00003452
01242384
00116930
01257000
00277709
Total FA
Total TGS
288646266
02923256
02886462
122674659
11545851
124117899
27421396
00029233
2511054576
646598785
00012660
00479198
00040654
00440134
00097934
01070580
307662980
000035 00010 0
010706
010700
000005
01070 0 0
01070 010700 01070
00000 010700 01070
00010 000035 00010
0 0 000035 00010
0
000035
A-21
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
NaOH yang digunakan untuk netralisasi adalah 12degBe (8)
Kebutuhan NaOH = NaOH bereaksi dengan asam lemak +
NaOH bereaksi dengan TGS
= kmol + kmol
= kmol
Massa NaOH yang dibutuhkan = kmol x 40 kgkmol
= kg
Massa H2O yang dibutuhkan untuk membuat larutan NaOH 8
NaOH 8 = massa NaOH massa total larutan
= Massa NaOH (Massa NaOH + Massa H2O pelarut)
= kg( kg + Massa H2O pelarut)
Massa H2O pelarut = ( ) -
= kg
Feed larutan NaOH (F2) = massa NaOH + massa air pelarut
= kg + kg
= kg
Neraca Massa Total
F1 + F2 = P
Neraca Massa Komponen
1 Neraca Massa Gliserol
Gliserol masuk = Gliserol keluar
Gliserol sebelum reaksi + gliserol terbentuk = Gliserol produk
kg + kg = Gliserol produk
kg = Gliserol produk
2 Neraca Massa Air
H2O masuk = H2O keluar
H2O feed + H2O terbentuk + H2O dalam NaOH = H2O produk
kg + kg + kg = H2O produk
= H2O produk
4970822
10887329 00317541
108876470
537462171
432245
5403067386
01070 00010
01081
010806
432245
800
432245 432245800
4322 800 43225
49708
53230 19261 49708
A-22
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
3 Neraca massa Asam lemak (FA)
FA mula-mula = FA bereaksi + FA sisa
kg = kg + kg
kg = kg
4 Neraca massa Trigliserida
TGS mula-mula = TGS bereaksi + TGS sisa
kg = kg + 0 kg
kg = kg
5 Neraca massa NaOH
NaOH mula-mula = NaOH bereaksi + NaOH sisa
kg = kg + kg
kg = kg
6 Neraca Massa Sabun
BM Sabun
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total
Sabun mula-mula + Sabun terbentuk = Sabun produk
0 kg + kg = kg
kg = kg315062829 3150628287
28865
28850
43225
43216
278 1344359468
288646266
288646266
02923256 02923256
02923256 02923256
00483583
306 125546367400041028
304 1350307691
302 298477121100098833
3150628287010804
315062829 3150628287
43224539
00444180
Komponen BM Massa (kg)Kmol
250 031937639400012775
43224539
0014432
0000856
A-23
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Trigliserida
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Non gliserida
NaOH
Sabun
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Subotal
TOTAL
646599
-
6520018524
-
-
-
54031
-
-
-
-
-
4322
Sebelum Reaksi
288646
27421
124118
11546
-
-
- -
-
-
-
-
-
251105
02923
00278
01257
00117
01242
00029
-
-
00317541
-
-
122675
02886
F2
108873294
537269563
TerbentukReaksi
Sesudah
1926081
-
-
-
6520018524
-
-
-
000620589
000137107
0014432313
0
Total
- 00008560
12554637 0
-
0
0
0
-
-
03193764 0
134435947
000014432
000613373
000057729
Komponen
49708
-
Total FA
-
33464118
0
0
0
0
251
648655441
31506283 0
Total TGS
0
135030769 0
532299
108873
F1
29847712 0
-
-
A-24
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
6 Centrifuge
=
Neraca Massa
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Non gliserida
NaOH
Sabun
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total
Total
F P1 + P2
KomponenMasuk Keluar
Feed (kg) P1 (kg) P2 (kg)
108876470 108876470 0
537462171 537462171 0
0
Total Sabun 315062829 00000000 315062829
2511054576 2511054576 0
6520018524 648851138 315071389
6520018524 6520018524
00008560
29847712
Total FA 001443231 001443231 0
000014432 000014432 0
000613373 000613373 0
000057729 000057729 0
000620589 000620589 0
000137107 000137107 0
29847712
1350307690135030769
12554637012554637
1344359470134435947
03193764003193764
00008560 0
A-25
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
7 Evaporator
V1 y1 V2 y2
F XF
L1 x1 L2 x2
Komponen masuk
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Non gliserida
Total
000000096
00013711 000000021
2511054576 00038700
648851138 10000000
Total FA 00144323 00000022
Fraksi
1088764696 01677988
5374621711 08283289
00001443 000000002
00061337 000000095
00005773 000000009
00062059
Komponen Massa (kg)Massa
A-26
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
Neraca massa overall
F = L2 + (V1 + V2)
Neraca massa overall pada masing-masing effect
( 1 ) F = L1 + V1
( 2 ) L1 = L2 + V2
Neraca massa komponen
1 Neraca massa gliserol
= (V1 + V2) y + (L2 x2)
kg = (V1 + V2) 0 + (L2 088 )
L2 = kg
Asumsi V1 = V2
maka V1 + V2 = F - L2
V1 + V2 = kg - kg
V1 = V2 = kg
( 2 ) L1 = L2 + V2
L1 = +
L1 = kg
( 1 ) = (V1 y1) + (L1 x1)
kg = (V 0)+ ( kg x1 )
x1 =
2 Neraca massa air
( 1 ) = (V1 y1) + (L1 x1)
kg 08 = ( kg x1 )
x1 =
( 2 ) L1 + x1 = (V2 y2) + (L2 x2)
kg 07 = ( kg x2 )
x2 =
386287
123723
386287
1237232609
F xf
648851 016780
1237232609
648851
262564
F xf
648851 26256 kg 1)+(
07116421
12372 262564
38629
386287 26256 kg 1)+(
00996926
F xf
648851 016780
028185368
A-27
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
3 Neraca massa asam lemak
= (V1 y1) + (L1 x1)
kg x = (V 0)+ ( kg x1 )
x1 =
( 2 ) L1 + x1 = (V2 y2) + (L2 x2)
kg = (V 0)+ ( kg x2 )
x2 =
4 Neraca massa non gliserida
= (V1 y1) + (L1 x1)
kg x = (V 0)+ ( kg x2 )
x1 =
( 2 ) L1 + x1 = (V2 y2) + (L2 x2)
kg = (V 0)+ ( kg x2 )
x2 =
Pada Effect (1) didapatkan
L1 = kg
V1 = kg
y1
Gliserol 0
Air 1
Asam lemak
Myristic 0
Palmitic 0
Steaic 0
Oleic 0
Linoleic 0
Komponen
000000
000001166
0
0
0
00014
Produk
53746
10888
00014
00062
00006
00061
00001
Feed (kg)
386287
123723
386287
123723
L1 (kg)
26256394
x1
0281854
07116421
10888
27490
00001
00061
00006
00062
386287
F xf
648851 0000002
000000374
0003870
000650049
0
0
26256
0
V1 (kg)
000000004
000000159
000000015
000000161
000000035
386287 000650
002029574
38628720
F xf
648851
A-28
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
Total FFA 0
Non Gliserida 0
1
Pada Effect (2) didapatkan
L₂ = kg
V₂ = kg
y₂
Gliserol 0
Air 1
Asam lemak
Myristic 0
Palmitic 0
Steaic 0
Oleic 0
Linoleic 0
Total FFA 0
Non Gliserida 0
1
386287
00996926
000144
25111
38629
648851
12372
25111
00144
00014
00062
00006
00061
00001
12334
10888
274898
108876
L1 (kg)
262564
0880000
0
0
26256
0
000000012
000000496
000000047
000001166
00014
0
0
0
00006
00061
00001
262564
0
V₂ (kg)L₂ (kg)
Produk
Total
648851
648851
251105
00144
0
0
12372326
26256394
x₂Komponen
TOTAL
Total
386287
386287
251105
00144
TOTAL
000000502
000000111
0020296
1
00062
0006500
1
000000374
A-29
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
8 FLASH TANK III
V Yi
ke waste water
F XFi
Dari prouk atas
menara fat splitting
ke storage
L Xi asam lemak
Keterangan
F = mol feed masuk
V = mol produk berupa vapor
L = mol produk berupa liquid
XFi = fraksi mol komponen feed
Yi = fraksi mol komponen produk berupa vapor
Xi = fraksi mol komponen produk berupa liquid
Komposisi bahan masuk
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Komponen F F Fraksi mol
Feed (kg) (kmol) (XFi)
1088764696 1183439887 0633301315
123342935 6852385279 0366695821
0000144 000000063 000000003
0006134 000002396 000000128
0000577 000000203 000000011
0006206 000002201 000000118
A-30
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
Linoleic
Nongliserida
Total
PERHITUNGAN NERACA MASSA
Dasar perhitungan neraca massa menggunakan metode
Flash Distillation dari Van Winkle eq 45 p162
1
V
Keterangan
F = Feed (Kmol)
Xfi = Fraksi mol komponen feed
V = mol produk berupa vapor
L = mol produk berupa liquid
Pi = Tekanan uap komponen pada suhu tertentu
Pt = Tekanan uap total
Xi = Fraksi mol komponen produk liquid
Pt = 250 mmHg = atm
Mencari fraksi masing-masing komponen dengan trial harga L V
dan T total pada Pt 1 atm
T = V = L=
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
595263
121
Pi
179450
179600
180081
2560
Xi
0001371 000000490 000000026
2511054576
1237232609 1868683768 1
Xi = XFi
Pi Pt + (LV)
3580 642
Komponen XFi
0633301315 184
PiPt +(LV)
09605266
0366695821
0329
000000003
000000128
000000011
00400054
000000003
00000011
00000001
170
030075
067669
18797
A-31
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
Oleic
Linoleic
Total
Komponen Liquid
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total
Komponen Vapor
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total
179450
179450000000118
000000026
1
00000010
00000002
10005344
030075
030075
Komponen Xi Kmol Kg
09605266 1152338941 106015182581
00400054 0479942234 8638960212
000000003 000000035 0000080143
00000011 000001334 0003415213
00000015889
00000000421
00000001 000000113 0000321701
00000010 000001226 0003458288
00000002 000000273 0000764040
1000534442 1200336146 1068798825
Komponen Kg Kmol
2861287027 0311009460
09534623658
00465340864
Yi
1147039748 6372443045
000006418 0000000281
000271852 0000010619
000025559 0000000900
000274761 0000009743
1000000
00000003244
00000014578
00000001347
000060703 0000002168
143323238 6683476217
A-32
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
Neraca Massa Komponen
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Nongliserida
Total
Total
9 BLEACHING
000060703
1237232609 123723261
2511054576
1237232609 1093909371 143323238
251 0
28612870
123342935 86389602 114703975
KomponenMasuk Keluar
Feed (kg) Liquid (kg) Vapor (kg)
1088764696 106015183
0000144323 00000801 000006418
0006133733 00034152 000271852
0000577293 00003217 000025559
0006205895 00034583 000274761
000137107 00007640
F1
Feed dari flash
tank III
Tangki
Bleaching
Produk (P)
F2
Feed dari tangki
A-33
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
Karbon aktif yang ditambahkan sebesar 1 dari feed
Kebutuhan karbon aktif = 1 x kg
= kg
Komposisi nongliserida
Phosphatides
Sterols
Tochoperols
Tocotrienols
Total
Neraca Massa
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Nongliserida
Phosphatides
Sterols
Tochoperols
Tocotrienols
Karbon Aktif
Total
Total 11048485
1046 0
349 0
335 0
781 0
Komponen Berat Massa (kg)
0075 1046
0025 349
0024 335
0056 781
018 251105458
Keluar
000008014
000341521
000032170
000345829
000076404
1046
349
335
781
10939094
11048485
8638960
0 1093909371
1093909371
110484846
1093909371
000008014 0
000341521 0
000032170
F2 (kg) P (kg)
1060151826 0 106015183
Masuk
0
000345829 0
000076404 0
863896021 0
1093909371
1093909371
KomponenF1 (kg)
A-34
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
10 Filter Press
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Nongliserida
Phosphatides
Sterols
Tochoperols
Tocotrienols
Karbon Aktif
Total
Total
0
0
0
0
110484846 110484846
1093909371 0
781
1104848465 107228640
Keluar
0
0
0
P2 (kg)
3256206
10939094
1046 0 1046
349 349 0
335 0 335
781 0
Masuk
000341521 000341521
000032170 000032170
000345829 000345829
000076404 000076404
8638960 8638960
000008014 000008014
KomponenF (kg) P1 (kg)
106015183 106015183
F2
Feed dari tangki F2
masuk deodorizer
P2
Cake
A-35
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
10 Deodorizer
Komposisi feed
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Nongliserida
Sterols
Total
Pada deodorizer 05 feed teruapkan menjadi distiat
Vapor = kg
Liquid = kg
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Nongliserida
Sterols
000341521
000032170 0 000032170
000345829 0 000345829
000076404 0 000076404
000008014 0 000008014
000341521 0
8638960
34875758 0 349
8623879 0015081265
F (kg)
1060151826
8638960
0000080143
0003415213
0000321701
0003458288
0000764040
349
1072286401
Komponen
5361432006
1066924969
KomponenMasuk Keluar
F (kg) Liquuid (kg) Vapor (kg)
1060151826 105830109 1850735555
A-36
Apendiks A - Perhitungan Neraca Massa
Total
Total
Komposisi produk keluar deodorisasi
Gliserol
Air
Total
1072286401 106692497 536143201
107228640 107228640
Massa (kg)
1058301090
8623879
1066924969
BeratKomponen
9919
081
100
A-37
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
Perhitungan Heat Capacity (Cp)
a kJkmol K
b kJkmol K
c kJkmol K
d kJkmol K
e kJkmol K
f kJmol K
g = kJmol K
Cp trigliserida
a b c d e f
Myristic 3 38 1 0 0 3
Palmitic 3 44 1 0 0 3
Stearic 3 50 1 0 0 3
Oleic 3 44 1 6 0 3
Linoleic 3 38 1 12 0 3
APENDIKS B
NERACA ENERGI
304
2093
6071
3684
1842
7997
Cp (kcalkg K)Komponen
0488237119
0461909795
0478289593
0494448539
0491666501
---ONa 035
B-1
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
Cp Asam lemak
a b c d e f
Myristic 1 12 0 0 1 0
Palmitic 1 14 0 0 1 0
Stearic 1 16 0 0 1 0
Oleic 1 14 0 2 1 0
Linoleic 1 12 0 4 1 0
Tref = 298 K
1 Heater CPO
H3
H1 H2
H4
H1 = m Cp ∆T
= m Cp (T1 - Tref )
= m Cp ( 303 - 298 )
Trigliserida
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Komponen Massa (kg) H1 (kcal)Cp (kcalkg C)
292673342504619097950
133392799
533571197 131911749404944485393
573589037 137170833404782895928
126723159
325636580004882371191
566919397 139367638104916665012
Komponen
0506957895
0508509375
Cp (kcalkg K)
050975493
0492978723
0475962857
HEATERCPO dari
pompa 30degC
CPO ke menara
splitting 80degC
Steam 200degC
Condensat
B-2
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Air
Non gliserida
Total
H2 = m Cp ∆T
= m Cp (T2 - Tref )
= m Cp ( 353 - 298 )
Trigliserida
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Air
Non gliserida
Total
223204851
04759628571
05069578947 155588760
139503032 3719824982
279006064 10124788796 155368261
251105458 04651725897 642440568
251105458 5840368804651725897
Komponen Massa (kg) Cp (kcalkg C) H2 (kcal)
279006064 13949085509999127107
558012128 14144432705069578947
237155154
139503032 3381483773
530111522 126156697
60297809705085093750
223204851 56889886605097549296
239945215 59143942904929787234
05097549296 625788753
558012128
573589037 04782895928 1508879167
126723159 04619097950 3219406768
566919397 04916665012 1533044019
533571197 04944485393 1451029244
133392799 04882371191 3582002380
239945215 04929787234 650583372
530111522 04759628571 138772367
237155154 05085093750 663275906
B-3
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
H3 (steam masuk) = msteam x Hv
= msteam x kkalkg
H4 (kondensat) = msteam x HL
= msteam x kkalkg
Neraca Panas
H1 + H3 = H2 + H4
H2 - H1 = H3 - H4
- = (msteam x Hv ) - (msteam x hL )
= msteam x ( Hv - HL )
= msteam x ( - )
= msteam x ( )
msteam = kg
H1 H2
H3 H4
Total Total
2 Heater Air Proses
H3
H1 H2
H4
46578
5205183850 5205183850
338167661
726024
4867035473 1485358867
Qout (kcal)Qin (kcal)
3381483773 3719824982
204588
371982 338148
670368
670368
338167661
204588338167661
HEATERAir proses 30degC Air proses ke
menara splitting
Steam 200degC
Condensat
B-4
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
Cp air = 182964 + 047212 T - 00013388 T2 + 13142 x 10
-6 T
3
kJkmol K
H1 (air masuk) = mair int cp dt
=
=
00013388 T3
2 3
13142 x 10-6
T4
4
047212 (3032- 298
2)
2
00013388 (3033 - 298
3) 13142 x 10
-6 (303
4ndash298
4)
3 4
= x
= kcal
H3 (steam masuk) = msteam x Hv
= msteam x kcalkg
H2 (air keluar) = mair int cp dt
=
=
= 697515 ( 182964 (303-298) - -
)
(182964 T + -
+
697515=
)
+
697515
697515
499569
348457
670368
697515
697515
047212 T2
697515
Condensat
න
298
303
cp dt
න
298
303(182964 + 047212 T minus 00013388 T2
+ 13142 x 10minus6 T3 ) dT
න
298
333
cp dt
න
298
333(182964 + 047212 T minus 00013388 T2
+ 13142 x 10minus6 T3 ) dT
B-5
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
00013388 T3
2 3
13142 x 10-6
T4
4
047212 (3332- 298
2)
2
00013388 (3333 - 298
3) 13142 x 10
-6 (333
4ndash298
4)
3 4
= x
= kcal
H4 (kondensat) = msteam x hL
= msteam x kcalkg
Neraca Panas
H1 + H3 = H2 + H4
H2 - H1 = H3 - H4
- = (msteam x Hv ) - (msteam x hL )
= msteam x ( Hv - HL )
= msteam x ( - )
= msteam x ( )
msteam = kg
Heat Balance
H1 H2
H3 H4
Total Total
-
)
(182964 T + -
+ )
697515=
697515
+
=
35116
204588
210093 46578
451057
Qin (kcal) Qout (kcal)
3372199806 3372199806
3484566126 2449390883
3023743194 9228089236
670368
210093
210093
697515
244939
204588
244939 348457
047212 T2
( 182964 (333-298) -
B-6
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
3 Menara Fat Splitting H4
H2
H3
H1
H5
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total
Myristic
Palmitic
Stearic
Komponen TGS
Komponen FA
∆Hdegf (kcalmol) BM (gmol) Hf (KcalKg)
-325301 722 -4505554017
-492742 806 -6113419355
-2125 284 -7482394366
-1789 282 -6343971631
-1273632 280 -4548685714
-384581 890 -4321134831
∆Hdegf (kcalmol) BM (gmol) Hf (KcalKg)
-1885 228 -826754386
-2004 256 -7828125
Menara
Fat
Slittng
Air Proses
60 degC 55 atm
Steam
275 degC 59 atm
CPO
80 degC 55 atm
Asam Lemak
255degC 55 atm
gliserol 16
255 degC 55 atm
B-7
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
Oleic
Linoleic
Total
∆Hdegf gliserol= kcalmol
∆Hdegf air = kcalmol
H1 (CPO masuk menara splitting)
H1 = m Cp ∆T
= m Cp (T1 - Tref )
= m Cp ( 353 - 298 )
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Trigliserida
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Nongliserida
Total
133392799 048823712 358200238
6632759064
223204851 050975493 6257887526
239945215 0492978723 6505833719
530111522 0475962857 1387723669
566919397 049166650 1533044019
-14033304
-68315
-438065 884 -4955484163
-353666
Komponen F (kg) Cp H1 (kcal)
558012128 0506957895 1555887595
237155154 0508509375
878 -4028091116
279006064 5531814913 1543409906
533571197 049444854 1451029244
573589037 047828959 1508879167
126723159 046190979 3219406768
139503032 6022686446 371329785
251105458 046517259 6424405681
B-8
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
H2 (air proses) = mair int cp dT
=
=
- 00013388 T3
2 3
13142 x 10-6
T4
4
047212 (3032 - 298
2) -
2
00013388 (3033 - 298
3) + 13142 x 10
-6 (303
4ndash298
4)
3 4
= x
= kkal
H3 (steam masuk) = msteam x ( Hv - HL ) +
msteam Cp ΔT
= msteam x ( - ) +
msteam x x ( 27555-255)
= msteam x + msteamx
= msteam x
H4 (Produk atas menara splitting)
H4 = m Cp ∆T
= m Cp (T4 - Tref )
= m Cp ( 523 - 298 )
Gliserol
697515
697515 35116
244939
278421
Komponen F (kg) Cp H4 (kcal)
697515
047212 T2
1213014
15712
34576166 4407731505 1524024562
697515 (182964 T +
+ )
=
= 697515 (182964 (303-298) +
)
177261
36427
193547
න
298
303
cp dt
න
298
303182964 + 047212 T minus 00013388 T2
+ 13142 x 10minus6 T3 dT
B-9
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Trigliserida
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total
H5 (Produk bawah menara splitting)
H5 = m Cp ∆T
= m Cp (T5 - Tref )
= m Cp ( 528 - 298 )
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Trigliserida
Myristic
049298 6281057623
122386049 047596 1339777915
130469544 048824 1465101704
Komponen F (kg) Cp (kcalkg K) H5 (kcal)
235746586 2415894946 5695389867
12882742 050696 1502131788
547516536 050851 6403597706
515309681 050975 6041677954
553957907
108873851 4407731505 4798867045
123946066 046191 1316793748
157164391 2061919207
55449556 049167 6270418515
521878174 049445 5934963721
561019037 047829 6171580037
539919711 2415894946 1304389301
288646281 050696 3365624756
12267467 050851 143476805
115458513 050975 1353677557
124117901 049298 1407312141
274213967 047596 3001860257
002923256 048824 3282656423
B-10
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Nongliserida
Total
∆Hrxn 298 = sum∆Hdegf produk - sum∆Hdegf reaktan
= (ΔH˚f gliserol + ΔH˚f FA) -(ΔH˚f TGS + ΔH˚f air)
∆Hdegf produk
Gliserol
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total FA
Total
∆Hdegf reaktan
Air
Trigliserida
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
124238366 049167 1404928379
011693023 049445 1329767533
125699993 047829 138278297
Komponen F (kmol) ∆Hdegf (kcalkmol) Hproduk (kcal)
155923932 -14033304 -2188127937
027770929 046191 2950362726
251105458 046517259 2686569648
680461571 1820400333
04677718 -188500 -8817498346
198803013 -200400 -3984012383
187108718 -212500 -3976060262
201141872 -178900 -3598428092
444383206 -127363 -5659806711
696340202 -492742 -3431157852
623695727 -1082233009
Komponen F (kmol) ∆Hdegf (kcalkmol) Hreakan (kcal)
467771796 -68315 -3195583021
467771796 -8634202155
059352302 -384581 -2282576753
642367812 -438065 -2813987273
1428883 -353666 -5053479076
018290702 -325301 -5949983776
B-11
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
Total TGS
Total
∆Hrxn 298 = sum∆Hdegf produk - sum∆Hdegf reaktan
= (ΔH˚f gliserol+ ΔH˚f FA) - (ΔH˚f TGS + ΔH˚f air)
= ( + ) -
( + )
= -
= kcal
∆Hproduk pada T= 255degC
Gliserol
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total FA
Total
∆Hreaktan pada T= 255degC
Air
Trigliserida
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
508935714 0508509375
528235485 0494448539 600726107
567853146 0478289593 6246759751
2081618967
Komponen F (kg) Cp (kcalkg K) ∆Hproduk (kcal)
143450017 4407731505 6322891607
106651969 0506957895 1243565331
Komponen F (kg) Cp (kcalkg K) ∆Hreaktan (kcal)
841989232 2415894946 203415753
132058871 0488237119 1482948985
561250203 0491666501 6346802239
5952367377
53138876 0509754930 6230194916
567220079 0492978723 6431430903
124427298 0475962857 1362123758
126438716 1449329806
140783718
623695727 -1023383357
155923932 -7038250545
-218812794 -8634202155
-703825055 -3195583021
-108223301 -1023383357
-588496525
B-12
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
Linoleic
Total TGS
Total
∆Hrxn 528 = ∆Hrxn 298 + sum∆H produk - sum∆H reaktan
= + -
= kcal
H1 + H2 + H3 = H4 + H5 + ∆Hrxn 528
+ +
+ msteam +
msteam = kcal
= kg
Heat Balance
H1 ∆Hrxn 528
H2 H4
H3 H5
Total Total
4 Flash Tank I
Produk vapor ke condenser
(110degC 1 atm)
Dari prouk atas
menara fat splitting
(255degC 55 atm)
Produk liquid ke cooler FA
(110degC 1 atm)
1670957
=
-588496525 2081618967
-177835051
206191921
308821562
2061919207
125455928 0461909795 1332834402
132058871 146754174
140478764 1670957493
1820400
-177835
371330 244939
193547
15956
Qin (kcal) Qout (kcal)
3713297850 -1778350512
3088215616 1820400333
3704484489 3704484489
2449390883
193547
B-13
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
F Hf = V HV + L HL
Menghitung panas feed masuk Hf
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Trigliserida
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total
Menghitung panas produk vapor Hv
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Trigliserida
20112 000001027
20712 000000235
240024799590
Komponen ∆Hvap (kcalkmol) Hv (kcal)V (kmol)
521878174 0494448539 5934963721
561019037 0478289593 6171580037
123946066 0461909795 1316793748
000000011363
000000051066
24096 000000533
26448 000006637
28536 000000135000000004717
000000250933
000000022131
9756 2341681945
130469544 0488237119 1465101704
55449556 0491666501 6270418515
515309681 050975493 6041677954
553957907 0492978723 6281057623
122386049 0475962857 1339777915
1467048 000036788000002507607
157164391 2061919207
12882742 0506957895 1502131788
547516536 0508509375 640359771
Komponen F (kg) Cp HF (kcal)
34576166 4407731505 1524024562
235746586 2415894946 5695389867
B-14
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total
Menghitung panas panas produk vapor pada T=110 C
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Trigliserida
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total
Menghitung panas panas produk liquid HL
Gliserol
Air
Asam lemak
3707485857
Komponen V (kg) Cp HV (kcal)
0002307 1435086043 0331074106
432044639 8581168026 3707447644
000005046 0506957895 0002174303
000064239 0508509375 0027766194
23142614 8581168026 1985906593
1435086043 4961944219
000000014 0494448539
000000032 0461909795 000001265
432076619
000000570
000000146
0006034311
000003182 0475962857 0001287146
0000580434
000014401 0492978723
0478289593 000005929
050975493
Komponen L (kg) Cp HL (kcal)
345759353
000000051 0488237119 000002121
000000651 0491666501 000027189
35472 000002348
38592 000031150
40200 000000613000000000015
000000000807
000000000066
40200 000006632
40200 000001475
234173273240027648497
000000000037
000000000165
000001340
B-15
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Trigliserida
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total
Neraca Panas
F Hf + Qflash = V HV + L HL
+ Qflash = +
+ Qflash =
Qflash =
Heat Balance
HF HV
Qflash HL
Total Total
554495495 0491666501 231732831
7501224418
7538533449 7538533449
515309668 050975493 2232793968
553957893
130469492 0488237119 5414504175
4866411552
0478289593
Qin (kcal) Qout (kcal)
2280801259
123946063 0461909795
2061919207
-1308065862
156732314
7501224418
2061919207 7538533449
4951353034
12882737 0506957895 5551354435
547516472 0508509375 2366546701
2193356101
561019023
521878161
7501224418
2061919207 3730903184
0492978723 2321260366
122386046 0475962857
0494448539
37309032
-130806586
B-16
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
5 Flash Tank II
Produk vapor ke condenser
(110degC 1 atm)
Dari prouk atas
menara fat splitting
(255degC 55 atm)
Produk liquid ke dekanter
(110degC 1 atm)
F Hf = V HV + L HL
Menghitung panas feed masuk Hf
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Trigliserida
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total
108873851 4407731505 4798867045
539919711 2415894946 1304389301
0506957895 3365624756
12267467 0508509375 143476805
115458513 050975493 1353677557
124117901 0492978723 1407312141
274213967 0475962857 3001860257
288646281
3282656423
124238366 0491666501 1404928379
Komponen F (kg) Cp HF (kcal)
011693023 0494448539 1329767533
125699993 0478289593 138278297
027770929 0461909795 2950362726
677950516 1337827058
002923256 0488237119
B-17
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
Menghitung panas produk vapor Hv
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Trigliserida
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total
Menghitung panas panas produk vapor pada T=110 C
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Trigliserida
Myristic
0508509375
HV (kcal)Komponen V (kg) Cp
Komponen V (kmol) ∆Hvap (kcalkmol) Hv (kcal)
000006055437 1467048 000088836
423387223981 9756 4130565757
000000000380 24096 000000009
000000004312 26448 000000114
000000000081 28536 000000002
000000000877 20112 000000018
000000000195 20712 000000004
000000000001 35472 000000040
000000000014 38592 000000535
0000000000003 40200 000000011
000000000003 40200 000000114
000000000001 40200 000000025
423393285283 413056663
0000009974
000000247 0492978723 0000103687
000000055 0475962857 0000022117
000000001
0005571 1435086043 0799486707
762097003 8581168026 6539682436
0488237119 000000036
000000087 0506957895 0000037361
000001104 0000477104
000000023 050975493
B-18
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total
Menghitung panas panas produk liquid HL
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Trigliserida
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total
Neraca Panas
F Hf + Qflash = V HV + L HL
+ Qflash = +
+ Qflash =
Qflash =
0491666501 000000467
0000000002 0494448539 000000010
-8621141447
002923255 0488237119 121315527
762152866 6539683093
000000003 0478289593 000000102
000000001 0461909795 000000022
1243817471
000000011
124238354 0491666501 5192126151
011693022 0494448539 4914358177
1337827058 6580988759 469131925
1337827058 4757129138
125699991 0478289593 5110284788
027770928 0461909795 1090351421
670328987 469131925
122674659 0508509375 5302403186
11545851 050975493 5002721305
124117899 0492978723 520093607
274213962 0475962857 1109383117
Komponen L (kg) Cp HF (kcal)
108873294 1435086043 156242545
532298741 8581168026 4567744936
288646195 0506957895
B-19
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
Heat Balance
HF HV
Qflash HL
Total Total
6 Cooler Asam Lemak
H3
H1 H2
H4
H1 = m Cp ∆T
= m Cp (T1 - Tref )
= m Cp ( 383 - 298 )
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Trigliserida
122386046 04759628571 4951353034
04929787234 2321260366
Komponen Massa (kg) Cp (kcalkg C) H1 (kcal)
345759353
05069578947 5551354435
23142614
12882737
1435086043 4961944219
8581168026 1985906593
547516472 05085093750 2366546701
515309668 05097549296 2232793968
553957893
Qin (kcal) Qout (kcal)
1337827058 65809888
-862114145 469131925
4757129138 4757129138
COOLERAsam lemak
dari flash tank Asam lemak ke
storage 30degC
Cooling Water
30degC
Cooling
Water 45degC
B-20
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total
H2 = m Cp ∆T
= m Cp (T2 - Tref )
= m Cp ( 303 - 298 )
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Trigliserida
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total 130132107 3244304603
561019023 0478289593 1341647799
123946063 0461909795 2862595031
130469492 0488237119 3185002456
554495495 0491666501 1363134300
521878161 0494448539 1290209471
553957893 0492978723 1365447274
122386046 0475962857 2912560608
12882737 0506957895 3265502609
547516472 0508509375 1392086295
515309668 0509754930 1313408217
156732314 5515317825
Komponen Massa (kg) Cp (kcalkg C) H2 (kcal)
1156132131
345759353 7728708599 2672273285
23142614 4995685148
123946063 04619097950 4866411552
554495495 04916665012 2317328310
521878161 04944485393 2193356101
561019023 04782895928 2280801259
130469492 04882371191 5414504175
B-21
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
H3 (CW masuk) = mCW int cp dt
= mCW
= mCW
- 00013388 T3
2 3
+ 13142 x 10-6
T4
4
= mCW (182964 (303-298) + 047212 (3032 - 298
2) -
2
00013388 (3033 - 298
3) + 13142 x 10
-6 (303
4ndash298
4)
3 4
= mCW x kcalkg
H4 (CW keluar) = mCW int cp dt
= mCW
= mCW
- 00013388 T3
2 3
+ 13142 x 10-6
T4
4
499569
047212 T2
047212 T2
(182964 T + mCW =
)
)
)
(182964 T + mCW =
න
298
303
cp dt
න
298
318
cp dt
න
298
303182964 + 047212 T minus 00013388 T2
+ 13142 x 10minus6 T3 dT
න
298
318182964 + 047212 T minus 00013388 T2
+ 13142 x 10minus6 T3 dT
B-22
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
= mCW (182964 (318-298) + 047212 (3182 - 298
2) -
2
00013388 (3033 - 298
3) + 13142 x 10
-6 (303
4ndash298
4)
3 4
= mCW x kcalkg
Neraca Panas
H1 + H3 = H2 + H4
H2 - H1 = H3 - H4
- = mCW x - mCW x
= mCW x ( - )
= mCW x ( )
mCW = kg
Heat Balance
H1 H2
H3 H4
Total Total
7 Cooler Gliserol
H3
H1 H2
H4
200266
Qin (kcal) Qout (kcal)
5515317825 3244304603
1725247481 6916134845
7240565306 7240565306
345348
324430 551532
-519088736 499569 2002659
-519088736 -150309
499569
200266
)
COOLERGliserol dari
flash tank II Gliserol ke
dekanter 60degC
Cooling Water
30degC
Cooling
Water 45degC
B-23
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
H1 = m Cp ∆T
= m Cp (T1 - Tref )
= m Cp ( 383 - 298 )
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Trigliserida
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Non gliserida
Total
H2 = m Cp ∆T
= m Cp (T2 - Tref )
= m Cp ( 333 - 298 )
Gliserol
Air
Asam lemak
532298741 3511595193 18692177
670328987 6263673327
Komponen Massa (kg) Cp (kcalkg C) H2 (kcal)
108873294 560246121 6099584075
011693022 04944485393 491435818
125699991 04782895928 511028479
027770928 04619097950 1090351421
251105458 04651725897 992862696
002923255 04882371191 1213155270
124238354 04916665012 519212615
115458510 05097549296 500272131
124117899 04929787234 520093607
274213962 04759628571 1109383117
288646195 05069578947 124381747
122674659 05085093750 530240319
Komponen Massa (kg) Cp (kcalkg C) H1 (kcal)
108873294 1435086043 156242545
532298741 8581168026 4567744936
B-24
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Trigliserida
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Non gliserida
Total
H3 (CW masuk) = mCW int cp dt
= mCW
= mCW x kcalkg
H4 (CW keluar) = mCW int cp dt
= mCW
= mCW x kcalkg
Neraca Panas
H1 + H3 = H2 + H4
H2 - H1 = H3 - H4
- = mCW x - mCW x
049953452
027770928 0461909795 448968232
291569522 2534147907
253415 626367 499569 200266
4995685
2002659
124238354 0491666501 2137934297
011693022 0494448539 202355925
125699991 0478289593 2104234913
251105458 0465172590 4088258160
122674659 0508509375 21833424884
11545851 0509754930 2059944067
124117899 0492978723 21415619110
274213962 0475962857 4568048127
002923255 0488237119
288646195 0506957895 512160135
න
298
303
cp dt
න
298
318
cp dt
B-25
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
= mCW x ( - )
= mCW x ( )
mCW = kg
Heat Balance
H1 H2
H3 H4
Total Total
8 Heater Gliserol
H3
H1 H2
H4
H1 = m Cp ∆T
= m Cp (T1 - Tref )
= m Cp ( 333 - 298 )
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic 028864619 05069578947 512160135
108873294 560246121 6099584075
532298741 3511595193 18692177
Komponen Massa (kg) Cp (kcalkg C) H1 (kcal)
248124
Qin (kcal) Qout (kcal)
6263673327 2534147907
1239548055 4969073475
7503221382 7503221382
-372952542 499569 2002659
-372952542 -150309
HEATER Gliserol ke tangki
netralisasi 74degC
Steam 200degC
Condensate
200degC
Gliserol dari
dekanter 60degC
B-26
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Trigliserida
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Non gliserida
Total
H2 = m Cp ∆T
= m Cp (T2 - Tref )
= m Cp ( 347 - 298 )
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Trigliserida
Myristic
Palmitic
Stearic
274213962 0475962857 6395267378
000292325 0488237119 0069934833
122674659 0508509375 30566794838
11545851 0509754930 2883921694
124117899 0492978723 29981866754
532298741 4924760126 2621443615
028864619 0506957895 717024189
012423835 0491666501 2993108016
001169302 0494448539 0283298295
64408773 2488352720
Komponen Massa (kg) Cp (kcalkg C) H2 (kcal)
108873294 7966095193 8672950255
012569999 04782895928 210423491
002777093 04619097950 044896823
251105458 04651725897 4088258160
000292325 04882371191 004995345
012423835 04916665012 213793430
001169302 04944485393 020235592
124117899 04929787234 21415619110
274213962 04759628571 4568048127
122674659 05085093750 21833424884
11545851 05097549296 2059944067
B-27
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
Oleic
Linoleic
Non gliserida
Total
H3 (steam masuk) = msteam x Hv
= msteam x kkalkg
H4 (kondensat) = msteam x HL
= msteam x kkalkg
Neraca Panas
H1 + H3 = H2 + H4
H2 - H1 = H3 - H5
- = (msteam x Hv ) - (msteam x HL)
= msteam x ( Hv - HL )
= msteam x ( - )
= msteam x ( )
msteam = kg
Heat Balance
H1 H2
H3 H4
Total Total
2488352720 3501585898
1458283093 445049915
3946635813
2945928878
204588
350159 248835
101323318
101323318 670368 204588
002777093 0461909795 0628555525
251105458 0465172590 5723561425
291569522 3501585898
670368
3946635813
101323318 46578
217535
Qin (kcal) Qout (kcal)
012569999 0478289593
B-28
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
9 Tangki Netralisasi
H4 H3
H1 H2
H5
Perhitungan ∆Hdegf sabun
a kJkmol
b kJkmol
c kJkmol
d kJkmol
e kJkmol
f --Na+ -- kJkmol
a b c d e f
Na-Myristic 1 12 0 0 1 1
Na-Palmitic 1 14 0 0 1 1
Na-Stearic 1 16 0 0 1 1
-7465
-268
867
3797
-33792
-240000
Komponen ∆Hdegf (Kcalkmol)
-577762008
-577890648
-578019288
Netralisasiproduk ke centrifuge
74degC
CW 30degC
CW 45degC
Gliserol dari
heater 74degC
NaOH
70degC
B-29
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
Na-Oleic 1 14 0 2 1 1
Na-Linoleic 1 12 0 4 1 1
H1 (Feed masuk tangki netralisasi)
H1 = m Cp ∆T
= m Cp (T1 - Tref )
= m Cp ( 347 - 298 )
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Trigliserida
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Non gliserida
Total
H4 (CW masuk) = mCW int cp dt
= mCW
= mCW x kcalkg
251105458
Komponen Massa (kg) Cp (kcalkg C) H1 (kcal)
108873294 7966095193 8672950255
532298741 4924760126 2621443615
2993108016
0494448539
0465172590 5723561425
646598785 3501585898
4995685
0492978723 29981866754
0475962857 6395267378
0488237119000292325
012423835
001169302
012569999
002777093
0283298295
0478289593 2945928878
0461909795 0628555525
0069934833
0491666501
0506957895 717024189
0508509375 30566794838
0509754930 2883921694
028864619
122674659
11545851
124117899
274213962
-577708392
-577397496
න
298
303
cp dt
B-30
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
H5 (CW keluar) = mCW int cp dt
= mCW
= mCW x kcalkg
H3 (Enthalpy larutan NaOH 8)
Berdasarkan Enthalpy concentration chart enthalpy
larutan NaOH 8 pada suhu 70degC adalah 250 kJkg
larutan = 60 kcalkg larutan
H3 = x
= kcal
H2 (Produk keluar tangki netralisasi)
Cp sabun
a b c d f g
Myristic 1 12 0 0 1 1
Palmitic 1 14 0 0 1 1
Stearic 1 16 0 0 1 1
Oleic 1 14 0 2 1 1
Linoleic 1 12 0 4 1 1
H2 = m Cp ∆T
= m Cp (T2 - Tref )
= m Cp ( 347 - 298 )
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
10887647 7966095193 867320321
537462171 4924760126 2646872269
000014432 0506957895 0003585121
000613373 0508509375 0152833974
Komponen Massa (kg) Cp (kcalkg C) H2 (kcal)
0444192
0451942446
045827451
0442373684
0426262252
2002659
Komponen Cp (kcalkg K)
540307 60
324184
න
298
318
cp dt
B-31
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
Stearic
Oleic
Linoleic
Non gliserida
NaOH
Sabun
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total
Reaksi I Reaksi trigliserida dan NaOH
∆Hdegf produk
Gliserol
Sabun
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total Sabun
Total
∆Hdegf reaktan
NaOH
Trigliserida
-5982614793
000138061 -5987458434
134435947
125546367
000103546 -112193 -1161713373
Komponen F (kmol) ∆Hdegf (kcalkmol) Hreaktan (kcal)
Komponen F (kmol) ∆Hdegf (kcalkmol) Hproduk (kcal)
000034515 -14033304 -0048436405
000001215 -57776201 -0701777931
000046243 -57789065 -267231451
000003941 -57801929 -227824466
-57739750 -5478883062
000103546
000042658 -57770839 -2464409717
000009489
0465172590 5723561425
652001852 3526798973
000085604 0853189122 003578767
031937639 0444192000 695135751
0451942446 29771082210
0458274510 2819200299
135030769 0442373684 29269688820
298477121 0426262252 6234246955
251105458
000620589 0492978723 0149909334
000137107 0475962857 0031976337
000057729 0509754930 0014419608
B-32
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total TGS
Total
∆Hrxn 298 = sum∆Hdegf produk - sum∆Hdegf reaktan
= (∆Hdegf gliserol + ∆Hdegf sabun) -
(∆Hdegf trigliserida + ∆Hdegf NaOH)
= ( + ) -
( + )
= -
= kcal
∆H produk pada T = 347 K
Gliserol
Sabun
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total Sabun
Total
030198984 6593345244
030230738 6618640861
F (kg) Cp (kcalkg K) ∆Hproduk (kcal)
2811015134
002865656 042626225
012855433 045194245
001206089 045827451 0270832787
012968144
-1163562771
-004843641 -5982614793
044237368
-1161713373
-598745843 -1163562771
564816928
0598545311
2846858695
Komponen
000031754 7966095193 0025295618
000303662 044419200 0066093317
000000405 -45055540 -0001824222
000015414 -61134194 -0094233395
000001314 -43211348 -0005677205
000014219 -49554842 -0070464289
-0184939866
000138061
-018493987
000003163 -40280911 -0012740755
000034515
B-33
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
∆H reaktan pada T = 347 K
NaOH
Trigliserida
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total TGS
Total
∆Hrxn 528 = ∆Hrxn 298 + sum∆H produk - sum∆H reaktan
= + -
= kcal
Reaksi II Reaksi asam lemak dan NaOH
∆Hdegf produk
Air
Sabun
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total Sabun
Total
000406341
021400897
2993108016
001169302 049445 0283298295
012569999 047829 2945928878
002777093 046191 0628555525
029232555 6920825547
029232555 6920825547
004399143
564816928 6618640861
561795081
F (kg) Cp (kcalkg K) ∆Hreaktan (kcal)
0 0853189122 0
F (kmol)
000292325 048824 0069934833
Komponen
-6189750752
000126536
004789583
012423835 049167
Komponen ∆Hdegf (kcalkmol) Hproduk (kcal)
-68315 -7310011533
-57776201 -7310764064
-57789065 -2767855143
-57801929 -2348728073
-57770839 -2541421972
-618244074
010700449
000978846 -57739750 -5651831776
010700449
692083
B-34
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
∆Hdegf reaktan
NaOH
Asam Lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total FA
Total
∆Hrxn 298 = sum∆Hdegf produk - sum∆Hdegf reaktan
= (∆Hdegf air + ∆Hdegf sabun) - (∆Hdegf asam lemak
+ ∆Hdegf NaOH)
= ( -7 + ) - ( -74 + )
= -
= kcal
∆H produk pada T = 347 K
Air
Sabun
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total Sabun
Total
-618244 -120052
133150404 045194245 2948639634
-44524624
-7394049883
-1207909492
-112193010700449
000126536
004789583
588934416
-304040195
-63439716 -2790803997
000406341
-78281250 -3749345333
004399143
-1200515442
313112975
6174392424
3120429303
-74823944
F (kg) Cp (kcalkg K) ∆Hproduk (kcal)
010700449 4924760126 5269714312
124340278 045827451
042626225
000978846
010700449
021400897
6865699094
6813001951
031633977 044419200 6885264194
-618975075 -1207909492
Komponen
279211702
1337339547 044237368 2898858731
295611465
-45486857
Komponen F (kmol)
-82675439
∆Hdegf (kcalkmol) Hreaktan (kcal)
-1046141174
B-35
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
∆H reaktan pada T = 347 K
NaOH
Asam Lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total FA
Total
∆Hrxn 528 = ∆Hrxn 298 + sum∆H produk - sum∆H reaktan
= + -
= kcal
H1 + H3 + H4 = H2 + H5 + ∆Hrxn 528
+ + mCW x
+ mCW x +
mCW x =
mCW =
Heat Balance
H1 ∆Hrxn 528
H3 H2
H4 H5
Total Total
150309
3464
587081805
115400781 0509754930 2882479733
0506957895 7166656772
122613321
499569
2996687582
274076855
350159
5927
124055840 0492978723
0475962857 6392069744
288501943 7050960242
288501943 7050960242
588934416 6865699094
Komponen
200266
F (kg) Cp (kcalkg K) ∆Hreaktan (kcal)
0 0853189122 0
028850187
0508509375 3055151144
324184
Qin (kcal) Qout (kcal)
3501585898 59269976
32418404 352679897
173042475 6936889368
351670005 351670005
705096
352680=
520646
B-36
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
10 Heater Gliserol
H3
H1 H2
H4
H1 = m Cp ∆T
= m Cp (T1 - Tref )
= m Cp ( 348 - 298 )
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Non gliserida
Total
H2 = m Cp ∆T
= m Cp (T2 - Tref )
= m Cp ( 373 - 298 )
0155953035
000057729 0509754930 0014713886
251105458 0465172590 5840368801
000014432 0506957895 0003658287
000613373
H2 (kcal)
108876470 8137533821 8859859538
Komponen Massa (kg) Cp (kcalkg C)
0508509375
000620589 0492978723
648851138 3593048318
537462171 5025876317 2701218397
0152968708
000137107 0475962857 0032628915
HEATER Gliserol ke
evaporator
Steam 200degC
Condensate
200degC
Gliserol dari
centrifuge 75degC
B-37
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Non gliserida
Total
H3 (steam masuk) = msteam x Hv
= msteam x kkalkg
H4 (kondensat) = msteam x HL
= msteam x kkalkg
Neraca Panas
H1 + H3 = H2 + H4
H2 - H1 = H3 - H5
- = (msteam x Hv ) - (msteam x HL)
= (msteam x ( Hv - HL )
= (msteam x ( - )
= (msteam x ( )
msteam = kg
Heat Balance
H1 H2
184460198 670368 204588
184460198 46578
Komponen
108876470 1253398515 1364656053
396024
184460198
Qin (kcal) Qout (kcal)
3593048318 5437650294
537462171 7561887158 4064228289
000014432 0506957895 0005487430
000613373 0508509375 0233929552
000057729 0509754930 0022070829
000620589
670368
204588
543765 359305
000137107 0475962857 0048943373
251105458 0465172590 8760553201
648851138 5437650294
Massa (kg) Cp (kcalkg C) F hF (kcal)
0492978723 0229453062
B-38
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
H3 H4
Total Total
11 Evaporator
Tekanan pada effect (2) sebesar 15 kPa
Dari steam table pada 15 kPa saturation temperature 539 degC
Asumsi kenaikan boiling point diabaikan
TS1 = 200 degC
Berdasarkan Table 83-1 Geankoplis untuk jenis evaporator
long-tube vertical
Nilai Overall U = 2300 - 11000 Wm2 K
U1 = Wm2 K
U2 = Wm2 K
sum ∆T = TS1 - T3 (saturation)
= 200 -
= degC
2300
5800
53888
146112
6247868485 6247868485
2654820167 8102181911
L1 hL1 T1dari centrifuge
ke kondensor
ke flash tank III
V1 H1 TS2V2 H2 TS3
L2 hL2 T2
T2TI
S HS1
TS1
hS2 TS2hS1 TS1
F hF TF
B-39
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
1U1
1U1 + 1U2
1 + 1
= degC
1U2
1U1 + 1U2
1 + 1
= degC
Menghitung actual boiling point pada masing-masing effect
(1) T1 = TS1 - ∆T1
= 200 -
= degC
TS2 = T1
= degC
(2) T2 = TS2 - ∆T2
= -
= degC
TS3 = T2
= degC
Effect (1)
T1 = degC TS1 = 200 degC
TS2 = degC
H1 = HS2 (saturation enthapy at TS2 )
= kcalkg
λS1 = HS1 - hS1
sum ∆T=∆T1
=2300 5800
146112 2300
415
104623
104623
953766
953766
415
953766
953766
652915968
53888
953766
53888
∆T2 = sum ∆T
=146112 5800
2300 5800
B-40
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
= -
= kcalkg
Effect (2)
T2 = degC TS2 = degC
TS3 = degC
H2 = HS3 (saturation enthapy at TS3 )
= kcalkg
λS2 = HS2 - hS2
= -
= kcalkg
Neraca Panas
(1) F hF + S λS1 = L1 hL1 + V1 H1
F cp (TF - TRef) + S λS1 = L1 cp (T1 ndash TRef) + V1 H1
Menghitung hF
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Non gliserida
Total
46578
53888
53888
6237462912
652916
670368 204588
131102
521814
9537659
Komponen Massa (kg) Cp (kcalkg C) F hF (kcal)
000620589 0492978723 0229453062
000137107 0475962857 0048943373
251105458 0465172590 8760553201
10887647 1253398515 1364656053
537462171 7561887158 4064228289
000014432 0506957895 0005487430
000613373 0508509375 0233929552
000057729 0509754930 0022070829
648851138 5437650294
B-41
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
Menghitung hL1
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Non gliserida
Total
(2) L1 hL1 + V1 λS2 = L2 hL2 + V2 H2
L1 cp (T1 ndash TRef) + V1 λS2 = L2 cp (T2 ndash TRef) + V2 H2
Menghitung hL2
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Non gliserida
Total
F hF + S λS1 = L1 hL1 + V1 H1
+ S = + 653
S = kg
Massa (kg) Cp (kcalkg C) L1hL1 (kcal)
108876470 1807918989 1968398369
274898232 10629005 2921894686
Komponen
000014432 0506957895 000768152
123723261
Komponen Massa (kg) Cp (kcalkg C) L2hL2 (kcal)
108876470 4592190035 4999814388
12334294 2896092615 3572125632
000613373 0508509375 032746394
000057729 0509754930 003089563
000620589 0492978723 032119757
000137107 0475962857 006851289
251105458 0465172590 1226337279
3862872 4902563986
000014432 0506957895 000211361
000613373 0508509375 009010343
000057729 0509754930 000850109
000620589 0492978723 008837920
000137107 0475962857 001885168
251105458 0465172590 3374331478
543765 490256
539079106
46578 2625639
356566
B-42
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
q1 = S λS1
= W
q2 = V1 λS2
= W
U1 ∆T1
U2 ∆T2
V1 + V2 +
=
12 BAROMETRIC CONDENSER
H3
H1 H2
H4
Massa uap air = kg
HV pada T=53888˚C = kJkg
262564
147274
259894
2300 1046234
194075 x 1000 )
1585758
q1 A1
=
=
= =1922238
m2 = 799
659
)3600
=q2
=1585758
= m2
5800 415
356566
3600(
Steam economy =S
=262564 2625639
3565660294
1922238
262564( 217422 x 1000
A2
BAROMETRIC CONDENSER
Uap air dari
evaporator
Uap air ke
jet ejector
53888degC
Cooling Water
30degC
Condensat + Cooling
Water (t2)
B-43
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
H1 = V x HV
= x
= kJ
= kcal
Asumsi 20 uap air yang lolos (Kern p616)
massa uap air keluar kondensor= kg
H2 = muap x HV
= x
= kJ
= kcal
H3 = mCW int cp dt
= mCW
= mCW x kcalkg
Menentukan t2
= (01 + 002 a) x (Tv - T1) (E Hugot p866)
Dimana a = perbandingan udara dalam uap ( berat)
a = 05 - 2
Diambil a = 05 = 0005
= (01 + 002 a) x (Tv - T1)
- T2 = (01 + 002 (0005)) x (53888 - 30)
- T2 = 24
T2 =
Uap yang terkondensasi sebesar 80
Massa uap air = kg
TV - T2
TV - T2
53888
53888
262564 259894
6823886792
1364777358
327546566
499569
210051
514968
163773283
525128
525128 259894
න
298
303
cp dt
B-44
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
hL pada T=53888˚C = kJkg = kcalkg
H4 = m x hL + m int cp dt + mCW int cp dt
= x + m +
mCW
= + +
mCW
= + x +
mCW x
= + + mCW x
= + mCW x
Neraca Panas
H1 + H3 = H2 + H4
H2 - H1 = H3 - H4
- = (mCW x ) -
( + mCW x )
= mCW x ( - )
-
= mCW x ( )
mCW = kg
5413964
541396
1137209403 210051
1137209403
327547
210051
225582
118793
265553
265553
2655534
1637733 4995685
-131018626 499569 2655534
-119139376 -215597
552603
118793 2655534
507157
1187925091
210051 2414445
1137209403
න
3269
3245
cp dt
න
298
3245
cp dt
න
3269
3245
cp dt
න
298
3245
cp dt
B-45
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
Heat Balance
H1 H2
H3 H4
Total Total
13 STEAM JET EJECTOR
H3
H1
H2
Asumsi kapasitas suction jet ejector berasal dari udara yang
terikut pada cooling water yang diinjeksikan pada
barometric condenser dan udara dari leakage
Berdasarkan Ludwig Fig 6-22 (p368) diketahui pada suhu
cooling water = 30degC (87degF)
udara yang terikut adalah = 10 lbs udara jam 1000 gpm water
Jumlah air pendingin yang masuk barometric condenser =
kg x 1 jam
jam 60 mnt
kg x 1 m3
mnt kg
= m3menit
= gpm
=
=99568
Qin (kcal) Qout (kcal)
1637732830 3275465660
2760632744 1586249539
1913796105
552603
921006
1913796105
0925
244358
JET EJECTORUap air dari
barometric
Steam
masuk ke hot well
B-46
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
Jumlah udara yang terikut = 10 lbs udarajam x 244 gpm
gpm
= lbs udara jam
= kg udarajam
Berdasarkan Ludwig (p 368) air leakage untuk P = 15 kPa
( in Hg) = 25 lbsjam = 113 kgjam
Total udara yang masuk jet ejector = + 113
= 124 kgjam
= lbjam
Berdasarkan Ludwig Fig 6-25 (p372) pada suction
pressure 4429173 inHg (1025203 mmHg) kebutuhan
steam sebesar = 5 lbs steam lb udara pada 100 psig
(689476 kPa)
Total steam = 5 lbs steam x lb udara
yang digunakan lb udara jam
= lb steamjam
= kg steamjam
Hv steam pada 689476 kPa = kJkg
Maka enthalpy steam = kg x kJkg
= kJ
Steam yang digunakan adalah saturated steam pada
T=200˚C P=15538 kPa
Hv steam pada 15538 kPa = kJkg
Maka kebutuhan steam kJ
untuk jet ejector
= kg
H1 = Hudara masuk jet ejector
= m Cp ΔT
758194=
1000
110838
244358
27932 kJkg
271443
274432
1108382
442947
274432
137216
622397
276278
274432 276278
7581939165
27932
B-47
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
= 124 x x ( 303 - 298 )
= kJ
H2 = Hsteam masuk jet ejector
= m x λ
= x
= kJ
H3 = Hudara + Hcondensat
= m Cp ΔT + m Cp ΔT
= 124 x x (T - 25) + x
(T-25)
= (T-25) + (T-25)
= (T-25)
Heat Balance
H1 + H3 = H2
+ (T-25) =
+ T - =
T =
T =
14 Flash Tank III
Produk vapor ke condenser
(170degC 1 atm)
Feed
Dari heater
170 C
Produk liquid ke cooler heater
(170degC 1 atm)
114433
62539 124961 312402 5268025
124961 5574173
4460741
10048
625394
271443 194075
526803
11352
1249607
62539 124961 5268025
10048 2714428
4182
B-48
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
F Hf = V HV + L HL
Menghitung panas feed masuk Hf
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total
Menghitung panas produk vapor Hv
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total
Menghitung panas panas produk vapor pada T=170 C
Gliserol
Air
Asam lemak
668347622
000000217
000000974
000000090
000001062
000000028
637244305
031100946
V (kmol)
000000678
26448 000028086
20112 000019596
0010609031
000613373 0508509375
1467048 456265806
28536 000002568
Komponen
169628318
20712 000004490
6217010853
V (kg) Cp HV (kcal)
286128703 2591492571 7415004076
114703975 1478835571
000014432 0506957895
000620589 0492978723 0443609253
000137107 0475962857
Komponen F (kg) Cp HF (kcal)
108876470 2591492571 2821525622
123342935 1478835571 1824039197
000057729 0509754930 004267027
0094623854
121212206
0452263801
1824143575
Komponen ∆Hvap (kcalkmol) Hv (kcal)
9756 6216955435
24096
B-49
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total
Menghitung panas panas produk liquid HL
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total
Neraca Panas
F Hf + Qflash = V HV + L HL
+ Qflash = +
+ Qflash =
Qflash =
Heat Balance
HF HV
Qflash HL
Total Total
127860
143323238
000006418 0506957895 0004717792
183040682 183040682
106015183 2591492571 2747375581
000060703 0475962857 0041893900
0492978723
1696329416
Komponen L (kg) Cp HL (kcal)
1277560165
000274761 0492978723 0196404195
106880522
0094623854
1278603942
0475962857
0443609253
000137107
1278603942
000271852 0508509375 0200446940
000025559 050975493 0018891896
863896021 1478835571
1824143575 1702546427
1824143575 1830406821
6263246326
Qin (kcal) Qout (kcal)
18241436
000014432 0506957895 0010609031
000613373 0508509375 0452263801
000057729 0509754930 0042670270
000620589
170254643
6263246326
B-50
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
15 Cooler Gliserol
H3
H1 H2
H4
H1 = m Cp ∆T
= m Cp (T1 - Tref )
= m Cp ( 443 - 298 )
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Non gliserida
Total
H2 = m Cp ∆T
= m Cp (T2 - Tref )
= m Cp ( 378 - 298 )
0465172590
0475962857
0492978723
0509754930
0508509375
0506957895
1478835571
2591492571
Cp (kcalkg C)
80143E-05 000589124
000341521
251105458 1693706952
Komponen Massa (kg) H1 (kcal)
106015183 2747375581
863896021 1277560165
106879883 2777094066
000345829 024720506
000076404 005272995
025181686
00003217 002377837
COOLERGliserol dari
flash tank III Gliserol ke tangki
bleaching 105degC
Cooling Water
30degC
Cooling
Water 45degC
B-51
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Non gliserida
Total
H3 (CW masuk) = mCW int cp dt
= mCW
= mCW x kcalkg
H4 (CW keluar) = mCW int cp dt
= mCW
= mCW x kcalkg
Neraca Panas
H1 + H3 = H2 + H4
H2 - H1 = H3 - H4
- = mCW x 500 -mCW x 200
= mCW x ( - )
0509754930
0508509375
0506957895
8071138624
1343832943
Cp (kcalkg C)
000345829 013638900
000076404 002909239
H2 (kcal)
4995685
2002659
0465172590
0475962857
0492978723
144099 277709
6972624544
-133610670 499569 2002659
251105458 9344590081
80143E-05 000325034
000341521 013893344
00003217 001311910
106015183 1424666948
863896021
000803939 1440987371
Komponen Massa (kg)
න
298
303
cp dt
න
298
318
cp dt
B-52
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
= mCW x ( )
mCW = kg
Heat Balance
H1 H2
H3 H4
Total Total
16 Cooler Gliserol
H3
H1 H2
H4
H1 = m Cp ∆T
= m Cp (T1 - Tref )
= m Cp ( 378 - 298 )
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Massa (kg)
80143E-05 000325034
000341521 013893344
106015183 1424666948
H1 (kcal)
863896021 6972624544
Komponen
4440694912
-133610670 -150309
888906
1780176187
3221163558 3221163558
Qin (kcal) Qout (kcal)
2777094066 1440987371
0508509375
0506957895
8071138624
1343832943
Cp (kcalkg C)
COOLERGliserol dari
tangki bleaching Gliserol ke filter
press 70degC
Cooling Water
30degC
Cooling
Water 45degC
B-53
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
Stearic
Oleic
Linoleic
Non gliserida
Total
Menentukan harga H2
H1 = (FA + CA + Gliserol + Air + nongliserida)
= + + +
+
= Kcal
1160
Fe2O3 16000 330
00022562
570 310
146251Total
142467146251 697262032078
400 630
Kmol
11164
4855
4404
24284
101544
mCpΔT
H1 (kcal)
934459
144244988
000345829 013638900
000076404 002909239
251105458
MgO
Jumlah (n)
00124405
CaO
934459008
106879883 1440987371
Komponen KA BM berat
SiO2 600 5900
Al2O3 10200
00003217 001311910
03391
03610
12689
64541
81
102
244
244
118
KcalKmol ⁰C
Cp
MgO
046517259
0475962857
0492978723
050975493
CA
Komponen
(kg)
Massa
06892
CaO
Fe2O3
Al2O3
SiO2 01075678
00059493
00172291
B-54
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
H2 = m Cp ∆T
= m Cp (T2 - Tref )
= m Cp ( 343 - 298 )
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Non gliserida
Total
H2 = (FA + Karbon Aktif + Gliserol + Air + nongliserida)
= + + +
+
= Kcal
00022562 244
00059493
82266
3905268683
80143E-05 000182832
000341521
0180441 7721932 390527
525633
863896021
007815006
Cp (kcalkg C)
102
00172291 81
00003217 000737950
000345829 007671881
Komponen Massa (kg) H2 (kcal)
106015183 7721931759
0465172590
0475962857
0492978723
78217924
Jumlah (n) Cp
Kmol KcalKmol ⁰C
01075678 118
00124405 244
000076404 001636447
251105458 5256331920
000803939 781356581
82266
6280
2731
2477
13660
57118
mCp(70-25)
H2 (kcal)
MgO
CaO
Fe2O3
Al2O3
SiO2
CA
Komponen
Total
0509754930
0508509375
0506957895
4520530929
728379801
B-55
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
H3 (CW masuk) = mCW int cp dt
= mCW
= mCW x kcalkg
H4 (CW keluar) = mCW int cp dt
= mCW
= mCW x kcalkg
Neraca Panas
H1 + H3 = H2 + H4
H2 - H1 = H3 - H4
- = mCW x 500 - mCW x 200
= mCW x ( 50 - 200 )
= mCW x ( )
mCW = kg
Heat Balance
H1 H2
H3 H4
Total Total
-66027064
-66027064 -150309
439275
Qin (kcal)
1442449881 782179243
219448078 8797187163
1661897959 1661897959
Qout (kcal)
4995685
2002659
78218 144245
න
298
303
cp dt
න
298
318
cp dt
B-56
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
17 Tangki Deodorizer
H4
H2
H1
H3
H5
H1 = m Cp ∆T
= m Cp (T2 - Tref )
= m Cp ( 343 - 298 )
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Total
Menghitung panas produk vapor Hv
Gliserol
Air
000341521 007815006
00003217
776100249
∆Hvap (kcalkmol) Hv (kcal)
9756 000817405
H1 (kcal)
106015183 7721931759
863896021 3905268683
0475962857
0492978723
050975493
Komponen
001636447
000803939
007671881
000076404
Komponen
80143E-05 000182832
029512151
000737950
000345829
0508509375
0506957895
4520530929
728379801
Cp (kcalkg C)
000083785
002011669
V (kmol)
1467048
Massa (kg)
produk atas
260degC
Steam
270degC
Kondensat
270degC
Gliserol dari
filter press
90degC
Deodorizer
Produk bawah ke
cooler 260degC
B-57
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Sterol
Total
H2 = m Cp ∆T
= m Cp (T2 - Tref )
= m Cp ( 533 - 298 )
Cp (kcalkg C)
Gliserol
Air
Asam lemak
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Sterol
Total
H3 = m Cp ∆T
= m Cp (T2 - Tref )
= m Cp ( 533 - 298 )
000035283
28536 000003232
20112
040064268
047507070
20112 0171078352
001508127 3732140227
24096 000000847
536143201 12225492
3812462967
000024664
20712 000005652
Komponen Massa (kg) H2 (kcal)
002098436
000850628
000000273
000001226
000000113
000001334
000000035
26448
80143E-05 000954787
000341521 040811698
00003217 003853736
185073555 8366284175
3487575800
000345829
000076404
0506957895
2474686429
4520518426
0465172590
0475962857
0492978723
0509754930
0508509375
008545889
B-58
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
Gliserol
Air
Total
H4 (steam masuk) = msteam x Hv
= msteam x kkalkg
H5 (kondensat) = msteam x HL
= msteam x kkalkg
Neraca Panas
H1 + H4 = H2 + H3 + H5
+ msteam x 668 = +
- (msteam x )
= msteam x ( - )
= msteam )
msteam = kg
Heat Balance
H1 H2
H4 H3
H5
Total Total
106692497 4805410975
6682101
2911232
377087
77610
2911232
3108359308
776100249 1223024229
714990028 4805410975
7926000525 7926000525
480541
Komponen Massa (kg) H3 (kcal)
105830109
107001
Qin (kcal) Qout (kcal)
1223
403485887 66821 2911232
403485887
4784069578
862387895 21341396192474686429
4520518426
Cp (kcalkg C)
B-59
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
18 BAROMETRIC KONDENSOR
H3
H1 H2
H4
Massa uap air = kg
HV pada P = 6000 kPa = kJkg
H1 = V x HV
= x
= kJ
= kcal
Asumsi 20 uap air yang lolos (Kern p616)
massa uap air keluar kondensor= kg
H2 = muap x HV
= x
= kJ
= kcal
H3 = mCW int cp dt
= mCW
= mCW x kcalkg
107001
278421
107001 278421
2979125115
7149900276
214002
214002 278421
595825023
1429980055
499569
BAROMETRIC CONDENSER
Uap air dari
Deodorizer Uap air ke
jet ejector
53888degC
Cooling Water
30degC
Condensat + Cooling
Water (t2)
න
298
303
cp dt
B-60
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
Menentukan t2
= (01 + 002 a) x (Tv - T1) (E Hugot p866)
Dimana a = perbandingan udara dalam uap ( berat)
a = 05 - 2
Diambil a = 05 = 0005
= (01 + 002 a) x (Tv - T1)
- T2 = (01 + 002 (0005)) x (53888 - 30)
- T2 = 23
T2 =
Uap yang terkondensasi sebesar 80
Massa uap air = kg
hL pada P = 6000 kPa = kJkg = kcal
H4 = m x hL + m int cp dt + mCW int cp dt kg
= x + m
+ mCW
= + +
mCW
= + x +
mCW x
= + + mCW x
TV - T2
27555
27555
252526
856006
121301 2911232
856006 291123
2492033127 856006
2492033127 856006 266116
238728
2492033127 227797 238728
TV - T2
න
52555
54855
cp dt
න
298
52555
cp dt
න
52555
54855
cp dt
න
298
52555
cp dt
B-61
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
= + mCW x
Neraca Panas
H1 + H3 = H2 + H4
H2 - H1 = H3 - H4
- = (mCW x 500 ) - (
+ mCW x )
= mCW x ( 500 - 239 ) -
= mCW x ( )
mCW = kg
Heat Balance
H1 H2
H3 H4
Total Total
19 STEAM JET EJECTOR
H3
H1
H2
Asumsi kapasitas suction jet ejector berasal dari udara yang
terikut pada cooling water yang diinjeksikan pada
barometric condenser dan udara dari leakage
4770003
-9499174 -233732
406412
Qin (kcal) Qout (kcal)
714990028 1429980055
4770002779 238728
142998 714990 4770003
238728
-57199202
2030308838 5740223309
717020336 717020336
JET EJECTORUap air dari
barometric
Steam
masuk ke hot well
B-62
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
Berdasarkan Ludwig Fig 6-22 (p368) diketahui pada suhu
cooling water = 30degC (87degF) udara yang terikut
adalah = 10 lbs udara jam 1000 gpm water
Jumlah air pendingin yang masuk barometric condenser
kg x 1 jam
jam 60 mnt
kg x 1 m3
mnt kg
= m3menit
= gpm
Jumlah udara 10 lbs udarajam x gpm
yang terikut gpm
= lbs udara jam
= kg udarajam
Berdasarkan Ludwig (p 368) air leakage untuk P = 6 mmHg
( in Hg) = 20 lbsjam = 91 kgjam
Total udara yang masuk jet ejector = + 91
= 91 kgjam
= lbjam
Berdasarkan Ludwig Fig 6-25 (p372) pada suction pressure
6 mmHg kebtuhan steam sebesar = 10 lbs steam lb udara
pada 100 psig (689476 kPa)
Total steam = 10 lbs steam x lb udara
yang digunakan lb udara jam
= lb steamjam
= kg steamjam
Hv steam pada 689476 kPa = kJkg
Maka enthalpy steam = kg kJkg
= kJ
276278
5530439429
1000
001797
000815
023622
0008152
99568
00068
179713
179713
200177
=
=
=
406412
677354
200177
907981
276278
200177
200177
B-63
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
Steam yang digunakan adalah saturated steam pada
P = 6000 kPa
Hv steam pada 6000 kPa = kJkg
Maka kebutuhan steam kJ
untuk jet ejector
= kg
H1 = Hudara masuk jet ejector
= m Cp ΔT
= 91 x x ( 303 - 298 )
= kJ
H2 = Hsteam masuk jet ejector
= m x λ
= x
= kJ
H3 = Hudara + Hcondensat
= m Cp ΔT + m Cp ΔT
= 91 x x (T - 25) + x
(T-25)
= (T-25) + (T-25)
= (T-25)
Heat Balance
H1 + H3 = H2
+ (T-25) =
+ T - =
T =
T =
278421
5530439429
278421 kJkg
198636
10048
=
227862 3855027
91145 4078327
4474563
456177
198636 194075
385503
10048 1986359
4182
80752 8307
911447
45618 91145 3855027
45618 91145
B-64
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
20 Cooler Gliserol
H3
H1 H2
H4
H1 = m Cp ∆T
= m Cp (T1 - Tref )
= m Cp ( 533 - 298 )
Gliserol
Air
Total
H2 = m Cp ∆T
= m Cp (T2 - Tref )
= m Cp ( 303 - 298 )
Gliserol
Air
Total
Komponen Massa (kg)
862387895 2134139619
Komponen Massa (kg) H2 (kcal)
105830109 8179300737
862387895 4308218398
2474686429
4520518426
Cp (kcalkg C)
106692497
H1 (kcal)
105830109 4784069578
4805410975
106692497 82223829
4995685148
7728708599
Cp (kcalkg C)
COOLERGliserol dari
deodorizer Gliserol ke storage
30degC
Cooling Water
30degC
Cooling
Water 80degC
B-65
Apendiks B - Perhitungan Neraca Energi
H3 (CW masuk) = mCW int cp dt
= mCW
= mCW x kcalkg
H4 (CW keluar) = mCW int cp dt
= mCW
= mCW x kcalkg
Neraca Panas
H1 + H3 = H2 + H4
H2 - H1 = H3 - H4
- = mCW x 500 - mCW x 553
= mCW x ( 50 - 553 )
= mCW x ( )
mCW = kg
Heat Balance
H1 H2
H3 H4
Total Total
-472318715 -503225
938584
Qin (kcal) Qout (kcal)
5192074279
4995685
5531815
8222 480541
-472318715
5274298108 5274298108
4805410975 82223829
4688871333
න
298
303
cp dt
න
298
318
cp dt
B-66
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
1 Menara Fat Splitting
Fungsi Mereaksikan minyak kelapa sawit dengan air proses untuk
menghasilkan gliserol dan asam lemak
Skema
Feed
gcm3
gcm3
gcm3
gcm3
gcm3
gcm3
gcm3
APENDIKS C
SPESIFIKASI ALAT
00013356
0014191
00003339
00015026
07982
3492E-06
00144414
0001702276192816Air proses
23752582 173 00151
Densitas xBerat (gcm3)
00016018248573535Non
gliserida
Komponen
minyak
Feed
(kgjam) BeratDensitas (gcm3)
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
00148
22095425 016 00014
083489562132047786Trigliserida
55238563 004 00003
23476389 17
Steam 270 ⁰C 55 atm
Air Proses
60 ⁰C 55 atm
Minyak kelapa sawit
80 ⁰C 55 atm
Ts = tebal silinder
Th = tebal
ID = inside diameter
OD = outside
HS = tinggi
HL = tinggi
C-1
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
gcm3
gcm3
lbft3
Massa total bahan masuk kgjam = lbjam
Rate volumetrik ft3jam
Waktu reaksi jam
Jumlah reaktor buah
Kapasitas reaktor cuft
Direncanakan larutan mengisi 80 volume tangki maka
volume menara ft3
Ditetapkan
- Menggunakan silinder tegak vertikal
- Menggunakan tutup atas dan bawah hemispherical dished head
- Data yang ada menyatakan bahwa H = 2-25 m diperlukan
- D= 0508-122 mdidapatkan HD = 1769
(Baileys vol5 Ed 5 Fig32 p43)
Menghitung diameter dalam menara (ID)
Volume menara = volume silinder + volume dished head
ft3
= (π4 x ID3 x Hs) + (2 x 0000049 x ID
3)
= IDsup3 + IDsup3
= IDsup3
ID = ft = in
= m
Hs = x = ft
= in
Menghitung tinggi larutan dalam tangki (Hl)
Volume liquid = volume dalam tutup + volume dalam silinder
ft3
= (0000049 x ID3) + (π4 x ID
2 x Hl)
= + ( x HI )
116826
100 083318
2
1
1E-04
43804 52565
13351
15063
58413
11683
93461
00031721
5201543
52476635 038 00033Linoleic
0873Total 137820215
48879613
00041185
1769 43804
30384
1769
13899286
13899384
77489
92987
13782
C-2
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
HI = ft3
= in
= m
Menghitung tekanan desain (Pd)
Pd = 12 x (Pop + Phidrostatis)
= psia (1 atm + 720 psig)
= (ρ x (ggc) x Hl) 144
= ( x ( ) x
= psia
Pd = x ( + )
= psia
Menghitung Tebal Silinder (ts)
Digunakan ~ bahan konstruksi SA 353 (9Ni) f =
~ welding dengan double welded butt jointe = 1
~ c = (perry 6th ed tab 23-2)
maka ts = (Brownell and Young)
dengan ts = tebal silinder
Pd = tekanan desain
ri = ID
f = allowable stress
e = faktor pengelasan
c = faktor korosi
ts = x +
x 08 - 1 x
= in
= mm
Dimasukkan faktor korosi diperoleh tebal sesungguhnya yang
dibutuhkan
= + 0
32451
32451 38941
9891
7347Poperasi
Phidrostatis
52015 32174
11722
12 7347
8957
0006
Pd x ri + c
fe - 06Pd
8957
22500
2702
52565 0006
22500
32174
11722
89570
68636
68636
C-3
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
= mm
Tabel standar yang dipakai adalah 71 mm
(Tabel III1 Desain Bejana)
standarisasi ts = 71 mm= in
standarisasi ts = 3 in
standarisasi OD =
= + 6
= in
dipilih OD = 60 in (Brownell and Young)
maka ID = OD - 2ts
= 60 - 6
= in = ft
tinggi silinder H = x ID
= x 54 = in
= m
Menghitung tebal tutup silinder (th)
th = Pd x rc x w + c (Brownell and Young)
2fe - 02Pd
r = ID = 54 in
icr = 8 in (Brownell and Young)
w = 025 ( 3 + (ricr)05
)= in
maka th = x x
2 x x 08 - 02 x 8957
= in
= cm
standarisasi th dengan menggunakan ukuran= 2 in
= 13 cm
Menghitung tinggi tutup silinder OA
r = ID = in
a = r2 = in
5441 45341
1769
1769 9625
13920
+ 0006
50524
5441
27205
24448
19891
52565
8957 139205441
22500
58155
68642
27953
ID + 2ts
C-4
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
b = r - ((BC)2
- (AB)2)
12
AB = = - 8 = 19 in
BC = = 54 - 8 = 46 in
maka b = - (( )sup2 - ( 19 )sup2)⁰rsquo⁵
= in
sf = 2 (Brownell and Young)
OA = th + b + sf = in
Menghitung tinggi campuran larutan dalam silinder +
dished head bawah (Hl)
volume liquid = volume larutan dalam silinder + volume larutan
dalam dished head bawah
= (0000049 x ID3 ) + ( π4 x ID
2 x Hl)
= + HI
HI = ft
= in
Spesifikasi Alat
Nama Alat Menara Fat Spilitting
Fungsi Mereaksikan minyak kelapa sawit dengan air
proses untukmenghasilkan gliserol dan FA
Kode R-120
Kondisi operasi
55 atm
0C
kgjam
Tipe ~ Silinder vertikal
~ Tutup atas dan bawah hemispherical flanged head
ukuran ~ Tinggi total = in
= in
a - icr
r - icr
12321
16321
5441
48879613
00046 16138
30288
36345
13782
99515
~ Diameter dalam
Tekanan
Temperatur
Laju alir massa
270
46159
27205
5441
C-5
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
~ Tebal silinder = in
~ Tekanan desain = psia
Bahan Carbon Steel SA 353 (9 Ni)
Jumlah 1 buah
2 Pompa minyak kelapa sawit
Fungsi Memompa minyak kelapa sawit dari tangki
penyimpanan minyak menuju ke menara fat splitting
Jenis Pompa centrifugal
Jumlah 1 unit
Laju alir massa = kgjam
lbms
Densitas minyak = 1 grcmsup3
kgmsup3
lbmftsup3
2702
54499
873
8457
13810
8957
Z1
F- L
R
P1
P2 = 5
Val
Elb
Va El
ti
ti
Z₂
C-6
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
Viskositas minyak= 10 Mpas
kgms
lbfts
Rate volumetrik ( Q ) F
ρ
= msup3jam
= msup3s
= ftsup3s
Kondisi operasi
P1 = 1 atm atm = kPa
P2 = 50 atm bar = kPa
1 Perencanaan Pompa
Asumsi Aliran turbulen (Nre gt 2100)
Di optimum = 39 (Q)045
(ρ)013
(Timmerhause pers 15 hal 496)
= ( )045
( )013
= in
Dari Appendiks A5-1 Geankoplis ditentukan
Nominal pipe size in = m
Schedule number
Diameter luar in = m
Diameter dalam in = m
Inside sectional area ft2
2 Jenis Aliran
Q ft3s
Aift
2
= ms
v = =01552
= 66598 fts00233
20299
50663
=
=
15819
00603
00233
2375
00067
001
873
13810
01552
00044
54499
2836
2 00508
40
2067 00525
39 01552
10133
C-7
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
( ) ( ) ( )
=
Karena Nre gt 2100 maka asumsi aliran turbulen benar
Ukuran pipa keluar dipilih= in Sch 40
3 Perhitungan Friction Losses
a Friksi pada pipa lurus
Perhitungan total panjang pipa lurus yang digunakan
Tangki ke valve 1 = 1 m
Valve 1 ke pompa = 1 m
Pompa ke elbow 1 = 10 m
Elbow 1 ke elbow 2 = 12 m
Elbow 2 ke valve 2 = 1 m
valve 2 ke raktor = 1 m
Total (L) = 26 m
Asumsi Bahan pipa yang digunakan Commersial Steel
Untuk pipa commersial steelε = m
ID = m
Panjang total pipa lurus = 26 m
ε m
ID m
Dengan memplotkan harga eD dan Nre didapatkan faktor friksi
f = (Geankoplis fig 210-3)
Sehingga friction loss
ΔL x v2 (Geankoplis pers 210-5)
D x 2
00057
Ff = 4f
10701109
2
00603
Nre = 1070111 (aliran turbulen)
=0000046
= 000080060325
5E-05
20299
NRe =ρ v ID
μ
00603
000999=
873
C-8
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
4 x x 26 x 2
x 2
= Jkg
b Sudden Contraction
Friksi yang terjadi karena adanya perpindahan dari luas
penampang besar ke luas penampang kecil
Untuk aliran turbulen α = 1 (Geankoplis hal 98)
Karena A2 jauh lebih kecil dari A1 maka A2A1 dianggap 0
Kc = ( 1 - A2A1) (Geankoplis pers 210-16)
= ( 1 - 0 )
=
v22
2α
x ( )2
2 x 1
c
Digunakan 2 buah elbow 90o
Kf = (Geankoplis tabel 210-1)
(Geankoplis pers 210-17)
2
2 x 1
hf = Jkg
d
Digunakan 2 buah Globe Valve
Kf = (Geankoplis tabel 210-1)
(Geankoplis pers 210-17)
20299
Friksi pada elbow
075
hf = Kf
hf = Kfv
2
2α
hf = 2 x 075
30905
Friksi pada Valve
6
v2
2α
hc =055 20299
=
hc = Kc
=00057 20299
0060325
19857
055
055
055
JKg11332
C-9
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
2
2 x 1
hf = Jkg
e Sudden Enlargement Losses
Friksi yang terjadi karena adanya perpindahan dari luas
penampang kecil ke luas penampang besar
Untuk aliran turbulen α = 1 (Geankoplis hal 98)
v22
2α
A2
A1
Karena A2 jauh lebih kecil dari A1 maka A2A1 dianggap 0
sehingga harga Kc =
2 x 1
f Friksi total pada pompa
ΣF = Ff + hc + hf (elbow + valve)+ hex
= + + +
= Jkg
4 Daya Pompa
Menggunakan pesamaan kesetimbangan energi mekanis
-Ws =
(Geankoplis CJ Transport Process and Units Operations
v1 = ms
v2 = ms
3rd Ed Eq27-28 p64)
Dimana
0
20299
(P2-P1)
ρ + gc (Z2-Z1)+
2α
(v2sup2-v1sup2) + ƩF
19857 11332 27814
20299
24724
hex
50865
1
hex =41206473
=
20603
6 2
= Kex
Kex = ( 1 - )
hf = xx
20603 Jkg
C-10
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
Δv = ms
a = (aliran turbulen)
P1 = kPa = Pa
P2 = kPa = Pa
ΔP = Pa
ΔZ = 10 m
Persamaan Bernoulli(Geankoplis pers 27-28)
-Ws =
-Ws =
= + + +
= Jkg
Ws = Jkg
dengan Q = ft3
60 s 7 US gal
s 1 min 1 ft3
=
Berdasarkan fig 33-3 Geankoplis didapatkanh =
Ws = -ŋ x Wp Geankoplis hal 104)
= x Wp
Wp = Jkg
5 Power Pompa(Geankoplis hal 104)
Mass flowrate =
=
Wp =
Brake Horse Power= Mass flowratex Wp
= kgs x Jkg
= W
= 50 kW
-58381 -045
12974
873 2
56872 98 2060
x02 x
69651
45
ρ 2α
1
101325
5E+06
20299
(P2-P1) + gc (Z2-Z1)+
(v2sup2-v1sup2)
41206
galmin
+
583812
-58381
+ +
50663
10133
4964925
496492598 50865
50865
49767
+ ƩF
Jkg
kgs
kgjam
12974
12974
3836
13810
3836
C-11
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
= Hp
Berdasarkan Peter amp Timmerhaus fig14-38 didapatkan
efisiensi motor =
Power motor(WHP) = BHP
ƞ
=
1
= 78 Hp
Spesifikasi
Jenis Centrifugal pump
Jumlah 1 buah
Power 78 Hp
Bahan Commersial steel
Kapasitas kgjam
Dimater pipa 2 in IPS sch 40
Panjang pipa 26 m
Head pompa Jkg
Efisiensi pompa
Efisiensi motor
66712
86
66712
86
45
58381
13810
C-12
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
3 Flash Tank
Gliserol
Air
Asam lemak
TGS
Total
dengan faktor kelonggaran 20 maka
Volume tangki= 1 x Volume feed
= 1 x
=
Diameter dan tinngi shell
Asumsi
Tinggi silinder (Hs) Diameter (D) =4 3
Tinggi tutup (Hd) Diameter (D) =1 4
Volume shell tangki (Vs)
π 4 π
4 3 3
Volume tutup tangki (Ve)
2π π 1 π
3 6 4 24
Volume tangki (V)
V = Vs + Ve
π D3 + π D
3
3 24
3
8
= D2 x D = D
3
πD3
m3
89078
Massa Feed
ρV
18722
22466
πD2H
4= = D
2 x D = D
3
86777 711308
13844 00083 86777 720375
890776
V Feed = =16677
= 18722
16677 1 38451
ρ (kgm3) ρxi
36689 0022 11263 247786
25015 015 98324 147486
Komponen Kg xi
13670 08197
=
=
V
V
Vs
Vh = R2Hd
C-13
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
= D3
D = m
D = in
4
3
4
3
= m
Diameter dan tinggi tutup
Diameter tutup = diameter tangki = m
1
4
1
4
= m
Tinggi tangki = Hs + Hd
= +
= m
Tebal shell tangki
Direncanakan tangki menggunakan bahan konstruksi Carbon
Steel SA-285 Grade C sehingga diperoleh data
~ Allowable Stress (f) = psia
= kPa
~ Joint efficiency (E) = 1
~ Corrosion allowance (C)= 02 intahun
Volume cairan = m3
Volume tangki= m3
Tinggi shell = m
Hs = 2515
3981
13750
94803
18722
22466
3981
3353
2515
Tinggi tutup (Hd) = D
= 2515
0629
3353 0629
18722 11775
2515
Hs = D
98998
C-14
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
= m
Phidrostatik = x 10 x
= Pa
= atm
P = 03 + 1 = 13
Pdesain = 1 x P
= 1 x 13
= atm
= kPa
2f E - 12p
x 99 + ( 10 x 02 )
2 x 1 - 1 x
= in
= in
Tebal standar yang digunakan 56 mm
Tebal atas tutup tangki dibuat dengan bahan yang sama dengan
shell
Tebal tutup atas yang digunakan 56 mm
156
+t =
=
156346
156346
94803
52875
20817
p DC
18722
22466
0286
1543
3981Tinggi cairan dalam tangki = x
33178
89078 33178
28963
C-15
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
4 Dekanter
Fase Minyak
Flowrate = kgjam
Densitas = gcm3
Viskositas = cP
Fase Air
Flowrate = kgjam
Densitas = gcm3
Viskositas = cP
Air Proses
Gliserol
Mencari settling velocity dari fase yang akan dipisahkan
Asumsi diameter dropet (dd ) = 150 μm
g = 981 ms2
dd2 g (ρd - ρc ) (Coulson p 442)
18μc
26241
25978
26309
(kgjam)
Feed
Feed
(kgjam)
64409
28865
02923
108873
53230
18697000
Total 100 10068994 05194626
ud =
Viskositas
(cP)
18697
18697
18697
Viskositas
gcm3
(cP)
Densitas
gcm3
Densitas
Trigliserida 0005 08677675 18697000
098324 04688
073111263
8264
1690
Asam Lemak
26241
08678
18697
6466
10069
05195
BeratFase Minyak
Komponen
100Trigliserida
9900Asam Lemak
08677675
08677675
Total 100 08677675
0448 08677675
Komponen
Fase Air Berat
C-16
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
(150 x 10-6
)2
x 981 x (8677675 - 1006889)
18 x 051946 10-3
ud = ms
Karena flow rate kecil maka menggunakan vertical
cilindrical decanter
Mencari flow rate volumetrik heavy liquid
rate mass heavy liquid
densitas heavy liquid
Lc = m3s
Lc
Ai
Ai = m2
r = m
d = m
Untuk silinder diambil tinggi dekanter adalah 2x diameternya
height = m
Dispersion band = 10 dari tinggi = m
Residence time droplets dalam dispersion band =
= s(1 min)
ud
=0166
00033
50553
Lc =
Lc =644088
100690x
1
3600
000178
uc =
041509
083017
ud =
-00033
Ai =000178
00033
054101
166034
0166
0166
r = 05747
π
C-17
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
Velocity of oil phase =
= ms
dd2 g (ρd - ρc )
18μc
ud 18μc
g (ρd - ρc )
000016 x 18 x 18697 x 10-3
981 (1006889-8677675)
dd = m
dd = 62 μm
Untuk meminimisasi entrainment liquid jet yang masuk
inlet velocity harus dijaga dibawah 1 ms
Flow rate = ( + ) m3 s
= m3 s
Area of pipe = m3 s
ms
= m2
Pipe diameter =
= m
Posisi interface adalah setengah tinggi vessel dan take off
light liquid 90 tinggi vessel
z1 = 09 x = m
z3 = 05 x = m
15 - 08 x + 08
z2 = 14 m
0000084
1
3600
ud =
dd = [ ]12
dd =
26241
86777
00002
x x1
05410
00019
1
00019
00019
[00019
π
]12
z2 =1006899
08678
]12
00431
166034 14943
166034 08302
[000006
00018
C-18
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
3 Heat exchanger (HE)
Fungsi Memanaskan air proses dari suhu 30⁰C hingga 60⁰C
sebelum masuk ke menara splitting
Tipe Shell and Tube Heat Exchanger
Jumlah 1 buah
Bahan Stainless steel
Asumsi
Shell side
= 14 in
= half circles
= 1
Tube side
Number and length = 64 16 0
OD BWG pitch = in 18 BWG 1 inch square
Passes = 2
Heat Balance
H1 H2
ID
Baffle space
Passes
Qin (kcal) Qout (kcal)
3484566 24493909
34
14
9 m
083 m
08
3 m
14
m
C-19
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
H3 H4
Total Total
1) Heat transfer
Q = kkaljam
=
W steam = kgjam
=
W Air = kgjam
=
2) LMTD
Hot Fluid
Dt2
Dt1
Dt2-Dt1
LMTD =
23 log (Δt2Δt1)
=
)
=oF
Ketika R=0 maka Dt = LMTD = 2587 oF
3) Caloric temperature
Tav = 12 (T1 + T2)
=oF
tav = 12 (t1 + t2)
=oF
392
392
30237432 9228089
33721998 33721998
Cold Fluid
45106
99441
btujam
0
140
54
252
Differences
lbjam
lbjam
337219981
13381971
6975152
15377559
Higher Temp
Lower Temp
Differences
23 log (
2784
86
54
Δt2 - Δt1
54
306
252 306
113
392
C-20
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
4) Cold Fluid Shell side Hot Fluid Tube side steam
Air proses
as = area of shell-sres of tubes at = in2
= 1144 (π x 1424 - 64 x π x at =
07524 )
= ft2
= 64 x
x 2
= ft2
Gs= w = kg Gt = w =
as at
= lb hrft2
= lb hr ft2
Pada saat ts = 113⁰F Pada ta = 392⁰F
μ = cP x μ = x
μ = lb ft hr = lb ft hr
De= 4 as (watted perimeter) D = = ft
= 4 x
64 x π x 07514
= ft (Ret untuk pressure drop)
Res = Ret = D Gt
μ
= x = x
= =
jH = 31
20800
00387
1481700543
1548
μ
36904
0872
24191
003871548
087222
0640
153776
17630322
24191
99441
0302
Ntat
0302
144n
144
0016
0652 00543
12
00671
14817
087222
0324
DeGs
0324 17630
00671
C-21
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
Pada saat ts = 113⁰F Kondensasi Steam
c = hio= Btu hrft2(⁰F)
tw = tc + hio (Ta - ta )
k = btu hrft2(⁰Fft) hio + ho
tw = 113 +
+
(cμk)13
= ( 10 x 15 x ( - )
037 )13 tw =
=
x ϕs
De
31 x 037 x 08 x 1
ho = Btu hrft2⁰F
Clean overall coefficient Uc
hio x ho
hio + ho
x
+
= Btu hrft2⁰F
Design overall coefficient Ud
a = ft2 lin ft
A = 64 x 16 0 x = ft2
x
= Btu hrft2⁰F
29305
1183
ho =
392
1500 2931
113
ho =
UD =
20101
27844
337219981=
01963
1500
1500
Uc =
=
01963
28744
03687
29305
0324
29305
29305
jH k (c μ k)13
1500
20101
Q
60251
1005 btu lb⁰F
ADt
0831
C-22
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
Dirt Factor Rd
Uc - UD -
Uc x UD x
=
De = 4 x flow area Spesific volume steam v = 1
frictional wetted perimeter
= 4 x 09 ( 64 x 314 x e = 1 1
08 12 + 314 x 14 12)
= ft =
f =
Res = 1 f Gt2 Ln
2 522 x 1010
x Dersquo ϕs
= x 00 x ( )2 x 16 x 2
2 522 x 1010
x x 1
= = psi
f = 028
f Gs2 Ln
522 x 1010
x Dersquo ϕs
03 x ( )2x16x1
522 x 1010
x 02 x 1
= psi
00003
14817
00543
ΔPs =
=
012405
625
0032
00002
ΔPs =
=
021505
DeGs
μ
0215 17630
1548
Rd =6025
6025=
01312
Pressure Drop
244891
176303
28744
28744
C-23
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
5 CENTRIFUGE
Fungsi Memisahkan minyak dengan soapstock
Type Flat Top and Flat Bottom
Perhitungan
Massa sweetwater yang masukmm= kgjam
Massa Sabun yang masukms = kgjam
Densitas sweetwater ρm = kgm3
Densitas sabun ρs = kgm3
Massa yang masuk = mm + ms
= +
= kgjam
Densitas campuran = x ρm) + x ρs)
= ( x ) +
( x )
= +
= kgm3
=
= m3
Time cycle of fugaling = 4 - 10 menit
Diambil rata - rata = 7 menit (Hugot Edisi 3 Hal 769)
= =
= m3 = L
Volume liquidcycle Vi V liquid Y 648
N 86
07559 7559
652002
100631
6479
Banyak cyclejam N =60
= 867
Cycle
Volume liquid Y =Massa campuran
Densitas campuran
100631
88500
100203 42766
648851
3151
10069
885
(sumber Hysys )
648851 3151
652002
(X mm (X mm
099517 1007
000483
C-24
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
` Data dimensi sentrifugal
Diambil dimensi standard yang paling besar
raquo Diameter = 54 inch = m
raquo Tinggi centrifugal = 42 inch = m
Kecepatan rotasi n = rpm
Area screen = m2
(Hugot Ed3 Tabel 359 Hal 773)
Power terkonsumsi Pr = kW
Menghitung Konsumsi Power
=
Dmana
D = Satuan ft
H = Satuan ft
n = Kecepatan dalam ribuan (rpm)
Maka konsumsi power yang dibutuhkan
x x7
PrD
4 x H x n
2
(1 + 4n)370
(Hugot Ed3 Eq3539 Hal 778)
Pr =40354 349 225
x370
625
(Hugot Ed3 Tabel 3511 Hal 779)
=2215620
= 59882 kW = 8030 hp370
1500
46
137
1065
(Hugot Ed 3 Hal 764)
Tinggi(mm) 610 760 915 1065 1220
(inch) 24 30 36 42 48
Diameter(mm) 1015 1065 1220 1370
(inch) 40 42 48 54
(Hugot Ed 3 Hal 764)
C-25
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
6 Cooler Gliserol
Fungsi Menurunkan suhu gliserol dari 110⁰C hingga 60⁰C
Tipe Shell and Tube
Jumlah 1 buah
Bahan Stainless steel
Asumsi
Shell side
= 14 in
= 5
= 1
Tube side
Number and length = 76 160
OD BWG pitch = 34 in 18 BWG 1 in square
Passes = 2
Heat Balance
H1 H2
H3 H4
Total Total
1) Heat transfer
Q = kkaljam
=
Mcw = kgjam
=
MGliserol = kgjam
=
btujam
ID
Baffle space
Passes
Qin (kcal) Qout (kcal)
664639999 2688990913
131528765 5272696731
7961687644 7961687644
263285
796168764
315945323
58044 lbjam
71129
15681 lbjam
C-26
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
2) LMTD
Hot Fluid
Dt2
Dt1
Dt2-Dt1
LMTD =
23 log (Δt2Δt1)
=
( 65 30 )
=oF
Ketika R=0 maka Dt = LMTD = 1006 oF
3) Caloric temperature
Tav = 12 (T1 + T2)
= 85oF
tav = 12 (t1 + t2)
= 38oF
50
15 - 30
FT =
Δt = 096 x 1006 =
4) Cold Fluid Tube side WaterHot Fluid Shell side Gliserol
at = in2
as = ID x CB144PT
at = Ntat144n = 14 x 025 1441
= 64x0334144x2 = ft2
= ft2
5) Gt = ωat Gs = ωas
= kg = kg
02969x04536 00243x04536
Differences
110
60
Cold Fluid
Higher Temp
Lower Temp
Differences
65
15
45
3030
Δt2 - Δt1
35
=
50
=R = S =15
7112876263285
01875
096
96575
0334
02969
002431
35
23 log (
1006
33110
C-27
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
= lb lb
hrft2
hrft2
6) Pada saat Tt = 38 ⁰F Pada saat Ts = 85 ⁰F
μ = x μ = x
= lbfthr = lbfthr
De= De=
= ft = ft
Ret= Res
x x
7) jH = jH =
(LD = )
8) Pada saat Tt = 38⁰F Pada saat Ta = 85⁰F
c = c =
k = 09 x 037 k = 09 x 037
= 03 Btu(hr)(ft2)(
oFft) = 03 Btu(hr)(ft
2)(
oFft)
(cμk)13
=(1006 x 38790333)13
(cμ)13
=( 09 x 15 )13
= k 03
=
9) hio= x ϕt ho= x ϕt
hio = 113x0333x3906 ho = 1130 x 0333x1567
ϕt ϕs
hio = Btu ho = Btu
ϕt hrft2⁰F ϕs hrft
2⁰F
μ
0079
12
110
202105
jHk(cμk)13
00543
D
195498
387853
35058808
DeGt
μ
0054
2738682
113
jHk(cμk)13
12
= 645158822195498250
06020
095
00792
24216027
0652
005433
= =645159
145684
1567
Btu
lb⁰F
1006 Btu
lb⁰F
088
3906
3878534 145684
242
DeGs
27049 725178
D
0079167
C-28
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
Tube wall temperature
tw =
= 38 + 725178x(85-38)
270493+72518
= ⁰F
Pada tw = ⁰F Pada tw= ⁰F
μ = x μ = x
= lb = lb
fthr fthr
ϕt = ϕs =
= ( 39 )014
= ( 15 22 )014
= =
Corrected coefficient Corrected coefficient
hio= hio ϕs ho= ho ϕs
ϕs ϕs
= x = x
= =
Clean overall coefficient Uc
Uc = hio x ho
hio + ho
= x
+
=
hrft2⁰F
2704932 1024
2769951 Btu
hrft2⁰F
2769951 683373
548141 Btu
hrft2⁰F
223
(μmicrow)014
0942
2769951 683373
68337
72518
hioϕt+hoϕs
47937
ta+hoϕs(Ta-ta)
47937
092 242
47937
1353
327
(μmicrow)014
327
1024
242
0942
Btu
C-29
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
Design overall coefficient Ud
a =
Total surface A = 76 x 160 x 01963
= ft2
Ud = = x
=
Dirt Factor Rd
Rd = Uc - Ud = -
Uc x Ud x
=
Untuk Res= 35058808 Untuk Ret= 2738682
f= 00018 ft2in
2f= 00002
No of crosses N+1 = 12LB DPt = fGt2Ln
= 12 x16 5221010
Dsϕs
5 = 00002x195498252x16x2
= 38 5221010
x005433102x102
Ds = 14 = ft = psi
12 Gt= V2
= 00052
DPs = 2g
DPr = 4n x V2
00018x64515882x117x96 s 2g
5221010
007910386094 = 4x2 x 00052
= psi 1
522111717
ADt 24013085 0252
54814 52211
00001
8212
11667 00826
fGs2Ds(N+1)
5221010
Desϕs
Tube Side
238701
Q 3159453227 1
54814 52211
Shell Side
Pressure Drop
195498
=
linft
01963 ft2
C-30
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
Allowable DPs = 10 psi = psi
DPT = DPt + DPr
= +
= psi
Allowable DPT = 10 psi
7 Tangki Penampung NaOH
Fungsi Menampung dan mengatur rate NaOH yang akan masuk
ke tangki larutan NaOH
Tipe Silinder tegak dengan tutup atas standart dishead dan
tutup bawah berbentuk konis
Dasar perancangan
Bahan konstruksi Carbon Steel SA 283 Grade C
Perhitungan kapasitas tangki
Kapasitas tangki = kgjam
= lbjam
ρ NaOH = kgm3
= lbft3
KecVolumetrik = lbjam
lbft3
= ft3jam
Asumsi waktu tinggal = 1 jam
volume bahan= volume tangki
Volume bahan = Rate Volumetrik x waktu tinggal
= x 1
= ft3
Volume Tangki = Volum bahan = ft3
0042
0042
103802
22884
10888
6797
kapasitas
00826
0124
228842
densitas 6797
033667
80
03367
042084
80
03367
C-31
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
Menentukan dimensi tangki
Asumsi dimensi ratio HD = 2 (ulrich tabel 4-27)
Tutup bawah berbentuk konis dengan sudut = 90o
volume silinder = π x D2
x H (kusnarjo hal 7)
4
= x D2
x 2 D
= D3
Volume tutup atas = D3
(kusnarjo hal 7)
volume konis =
24 x tan (05 x 90o)
= x D3
24 x tan 45o
= x D3
= D3
volume total = volsilinder + vol dish + vol konis
= D3
+ D3
+ 01 D3
= D3
D3
=
D =
D = ft = in
H = ft = in
Menentukan tebal minimum shell
Tebal shell berdasarkan ASME Code untuk cylindrical tank
314
4
157
034 1786
0189
0574 6888
0085
π x D3
314
314
24
0131
034 157 0085
1148 13776
0574
(kusnarjo hal 7)
120572
C-32
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
t min = + C (Brownell pers 13-1 hal254)
dimana t min = tebal shell minimum in
P = tekanan tangki psi
ri = jari-jari tangki in (12D)
C = faktor korosi in (digunakan 18 in)
E = faktor pegelasan digunakan double welded E = 08
f = stress allowable bahan konstruksi Carbon
steel SA-283 grade C maka f = 12650 psi
(Brownell T13-1)
= 1 atm = Psia
= = psi
P design = 10 lebih besar dari P total untuk faktor keamanan
= x P Hidro + P operasi
= psi
r = 12D
r = 12 x = in
t min = + C
t min = +
= in (dipakai tebal standar 14 in)
OD = ID + 2tsilinder
= in
= mm
Dimasukkan faktor korosi diperoleh tebal sesungguhnya yang
dibutuhkan
P x ri
fE - 06P
P operasi 147
P hidrostatis ρ x H 054
144
P design 11
1530
6888 344
1530 x 344 0125
(12650x08) - (06x1530)
013
739
P x ri
fE - 06P
187655
C-33
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
= +
= mm
Tabel standar yang dipakai adalah 200 mm = in
Menentukan tebal Head dan Dishead
Bentuk head = Standard dished (torispherical dished head)
Tebal head dihitung dengan persamaan 1312 Brownell-Young
th = 0855 P r + C
f E - 01 P
Dari tabel 57 Brownell-Young icr =
r = 7
Sehingga
th = +
(12650 x 08) -(01 x 1530)
th = in (dipakai tebal standar 14 in)
OD = 8 in = 07 ft
ID tutup = OD tangki -2th
= in
=
= in
= r - icr
a ID
2
3687
187655
18778
0125
BC
7874
0855 x 1530 x 7 0125
0134
7374
716
C-34
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
= in
= ID - icr
2
= in
=
= in
= r - AC
= in
= th + b+ sf
= in
Tinggi Tangki = + 2OA
= + 2 x
= in
Dipakai tebal head = 14 in (tabel 57 Brownell-Young)
icr = = =
OD
Untuk rasio icr terhadap OD sekitar 556 dengan persamaan
511 Brownell-Young dihitung volume head
V = 0000049 x (Di)sup3
dimana V = volume ftsup3
Di = diameter in
V = 0000049 x (Di)sup3
= ftsup3
= msup3
6 916
AB
325
AC
57015
b
12985
OA
8
0016
00049
305
H
1378 305
1987
716 00556 556
C-35
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
Menentukan tebal tutup bawah
Bentuk tutup bawah berupa conical dengan α = 90o
tkronis =
= x
=
= +
= in
Spesifikasi alat
Fungsi Menampung dan mengatur rate NaOH
yang akan masuk ke tangki larutan NaOH
Tipe Silinder tegak dengan tutup atas standart
dishead dan tutup bawah berbentuk konis
Bahan konstruksi Carbon Steel SA 283 Grade C
Jumlah 1 buah
Kapasitas tangki kgjam
Kondisi operasi
Tekanan 1 atm
Suhu 30oC
Ukuran shyDiameter (D) in
shyTinggi tangki (H) in
shyTebal tangki in
shyTebal head in
shyTebal dishead in
P x D + C
2 cos 12 α (fE - 06 P)
1530 6888
01324
0125
103802
19873
6888
7874
0132441
025
+
10536 + 0125
14159
00074 0125
2 cos 45 (12650 x 08) -(06 x 1530)
C-36
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
8 Evaporator
Fungsi Memekatkan produk gliserol sampai dengan
kemurnian 88 dengan menguapkan airnya
Tipe Standard Vertical Tube Evaporator
Evaporator effect 1
Q = W
= Btujam
DT =oC
=oF
UD = Btujamft2F (Geankoplis Table 83-1)
A = m2
Luas Perpindahan Panas Maksimum
= m2
(Ulrich Tabel 4-7)
Kondisi tube calandria berdasarkan Badger hal 176
Ukuran Tube = 4 in
Panjang Tube = 13 ft
Dipilih Pipa standard ukuran 4 in IPS schedule 40
Pipa standar 4 in IPS Schedule 40
OD = in = ft
ID = in = ft
at = in2
= ft2
Jumlah tube Nt = A
at x L
=
x 13
= buah
Dimensi Evaporator
A = Nt x at
45 03749
4026 03354
127 00881
1165
2039692
695971799
15802
70012
600
11653
300
0088
10
C-37
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
= x
= ft
Diameter Evaporation
D evap = (4 x (Ap))12
= ft
= m
Tinggi evaporator berdasarkan dimension ratio
asumsi HD = 2
H = 21 ft
Menentukan tebal minimal shell
Tebal shell berdasarkan ASME Code untuk Cylindrical Tank
tmin =
Keterangan tmin = tebal shell minimum (in)
P = tekanan tangki (psi)
ri = jari-jari tangki (in)
C = faktor korosi (in)
E = faktor pengelasan digunakan double
welded E = 1
bahan konstruksi shell Carbon steel SA-203 Grade C
Dari Brownell amp Young didapat data sebagai berikut
fallowance = psi
Poperasi = 1 atm = psi
Tekanan larutan (Ph) = Hs x kgm2
x ρ
= Pa
= psia
Tekanan Total = +
= psi
P design = 10 lebih besar dari P operasi untuk faktor keamanan
P desain = 11 x
10 008814
08964
P x ri+ C
fE - 06 P
18750
147
98
630506
0914
147 0914
1560
1560
10686
0089
C-38
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
= psi
R = 12 D
= ft = in
t min = x
x 08 - 06 x
= (digunakan t = 14 in)
Tebal conical dishead (bawah)
t conical =
dengan
α = 12 sudut conis
= 12 x 60o = 30
o
Bahan konstruksi shell dianjurkan bahan campuran alloy carbon
steel dengan nickel
Bahan konstruksi SA-203 Grade C
fallowance = psi
t conical = x + 0125
2 x cos 30o ( x 1 - 06 x 17 )
= (digunakan t = 14 in)
Spesifikasi efek 1
Diameter Evaporator = 11 ft
Tinggi Shell = 21 ft
Tebal Shell = 14 in
Tebal Tutup = 14 in
Tube Calandria
Ukuran = 4 in sch standard 40 IPS
OD = ft
ID = ft
Panjang Tube = ft
Jumlah Tube = buah
1716 12823
01323
1716
053 641167
1716 64117
1716
P D+ C
2 cos α (fE - 06P)
18750
+ 0125
10
017259821
18750
0375
0335
18750
13
C-39
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
Bahan Konstruksi = Carbon Steel SA-203 Grade C (212
Ni)
Jumlah Evaporator = 2 buah
Evaporator effect 2
Q = W
= Btujam
DT =oC
=oF
UD = Btujamft2F (Geankoplis Table 83-1)
A = m2
Luas Perpindahan Panas Maksimum
= m2
(Ulrich Tabel 4-7)
Kondisi tube calandria berdasarkan Badger hal 176
Ukuran Tube = 4 in
Panjang Tube = 12 ft
Dipilih Pipa standard ukuran 4 in IPS schedule 40
Pipa standar 4 in IPS Schedule 40
OD = in = ft
ID = in = ft
at = in2
= ft2
Jumlah tube Nt = A
at x L
=
x 12
= buah
Dimensi Evaporator
A = Nt x at
= x
4026 03354
127 00881
961
0088
9
9 008814
45 03749
1682653
574145036
761
16898
400
96135
300
C-40
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
= ft
Diameter Evaporation
D evap = (4 x (Ap))12
= ft
= m
Tinggi evaporator berdasarkan dimension ratio
asumsi HD = 2
H = 2 ft
Menentukan tebal minimal shell
Tebal shell berdasarkan ASME Code untuk Cylindrical Tank
tmin =
Keterangan tmin = tebal shell minimum (in)
P = tekanan tangki (psi)
ri = jari-jari tangki (in)
C = faktor korosi (in)
E = faktor pengelasan digunakan double
welded E = 1
bahan konstruksi shell Carbon steel SA-203 Grade C
Dari Brownell amp Young didapat data sebagai berikut
fallowance = psi
Poperasi = 1 atm = psi
Tekanan larutan (Ph) = Hs x kgm2
x ρ
= Pa
= psia
Tekanan Total = +
= psi
P design = 10 lebih besar dari P operasi untuk faktor keamanan
P desain = 11 x
= psi
98
59605350
0865
147 0865
1555
1555
1711
00842
P x ri+ C
fE - 06 P
18750
147
08011
10102
C-41
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
R = 12 D
= ft = in
t min = x +
x 08 - 06 x
= (digunakan t = 14 in)
Tebal conical dishead (bawah)
t conical =
dengan
α = 12 sudut conis
= 12 x 60o = 30
o
Bahan konstruksi shell dianjurkan bahan campuran alloy carbon
steel dengan nickel
Bahan konstruksi SA-203 Grade C
fallowance = psi
t conical = x + 0125
2 x cos 30o ( x 1 -06x 17 )
= (digunakan t = 14 in)
Spesifikasi efek 2
Diameter Evaporator = 01 ft
Tinggi Shell = 2 ft
Tebal Shell = 14 in
Tebal Tutup = 14 in
Tube Calandria
Ukuran = 4 in sch standard 40 IPS
OD = ft
ID = ft0088
1711 60613
18750
0125
01698531
1711
01319
P D+ C
2 cos α (fE - 06P)
18750
1711 12123
0335
051 606131
18750
C-42
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
Panjang Tube = ft
Jumlah Tube = buah
Bahan Konstruksi = Carbon Steel SA-203 Grade C (212
Ni)
Jumlah Evaporator = 2 buah
9 Tangki Netralisasi
Fungsi Menetralkan komponen asam lemak dalam
produk gliserol dengan bantuan NaOH
Jenis Reaktor berpengaduk dengan tutup dan alas
torrisperical
Bahan konstruksi Carbon Steel SAndash285 Grade B
Jumlah 1 unit
= 1 atm
= 750C
Perhitungan ρ campuran feed masuk dari tangki penampung
larutan NaOH
Bahan Masuk
Komponen Berat (kgjam) Fraksi Berat
NaOH
Air
Total
NaOH
H2O
Total 98097
94099
3998
(kgm3)
ρ campuran
Komponen
-08845
-08672
-00173
micro (cP) Ln microxixi
12
9
129752
119372
103802
(kgjam)
F
97781
10618
(kgm3)
00377
09623
1
ρ
Kondisi operasi
Tekanan
Temperatur
103802 00377
11937174 09623
12975194 1
04061
0632
C-43
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
ρ campuran = kgm3
= lbft3
micro campuran = cP
= cP
= kgms
Perhitungan ρ campuran feed masuk dari dekanter
Bahan Masuk
Komponen Berat (kgjam) Fraksi Berat
Gliserol
Air
Asam lemak
Trigliserida
Non Gliserida
micro
(cP)
06
04
205
Trigliserida 205
Non gliserida 73
ρ campuran = kgm3
= lbft3
micro campuran = cP
= cP
= kgms
xiKomponen
8663
97781
11825
(kgm3)
ρ
04129
Gliserol
950
8663
1
70200481
673390075
00411
00411
-0885
69317
49202
10887
(kgjam)
F
00002
000003
000041
108869024
492016391
693169201
248573535
98097
6124
H2O 09497
Asam lemak 00089
2486
702
Total 1
00002
000003
Total
000043
6151
-0849
04278
98522
67339
002
-08490
00004
00001
ρ campuran
(kgm3)
4862
00270
-08558
-00207
Ln microxi
98522
09497
00089
774
92864
020
C-44
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
ρcampuran total = ρ campuran (feed dari tangki larutan NaOH) +
ρ campuran (feed masuk dari dekanter)
= +
= kgm3
= lbft3
micro campuran total = micro campuran (feed masuk dari tangki larutan NaOH) +
micro campuran (feed masuk dari dekanter)
= +
= kgms
= lbmfts
Rate mass = kgjam
= lbjam
Asumsi Waktu tinggal = 1 jam
Volume Larutan = 80
1 Volume Reaktor
-
kgjam
kgm3
= m3
- Volume larutan
V = Rate volumetrik x waktu tinggal
= x 1
= m3
- Volume tangki reaktor
V Volume larutan
000084
000056
80
34908
000043000041
98097 98522
196619
12275
=
= = 43635 m3
68636527
686365269
151316087
196619
34908
80
Rate volumetrik
V =
34908
34908
C-45
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
Asumsi perbandingan tinggi dengan diameter tangki (D Hs) = 4 3
Volume silinder tangki (Vs)
π π 3 3
4 4 4 16
Asumsi tinggi head (Hh) = 1
6
Volume alas tutup tangki (Vh)
π π 1
4 4 6
π
24
Volume tangki =
3π π
16 24
11
48
Di = m = in
= ft
3
4
3
4
= m
= in
1
6
1
6
5982546
Di
Di3
= Hh = ( )
Di2
D = π
D
Di
Vs = Di2 Hs =
=182
13677
53845
436354 =
Vs + Vh
436354 = Di3
+
=
π Di3
Di2
182
Hs =
Di
=182
Vs Di2
Hh
Di3
Di3
7179
=
C-46
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
= m
= in
= Hs + 2 Hh
= +
= m
2 Tebal Shell
Joint efficiency (E) = 08 (double-welded butt joint )
Allowable stress (S) = psia
Diameter (ID) = m = in
= in
= m
Tekanan larutan (Ph) = Hs x 98 kgm2
x ρ
= Pa
= psia
Tekanan operasi (Pop) = psia + psia
= psia
Tekanan desain = 12 x Pop
= psia
Tebal shell
P R
f E - 06P
(222266 psia) (3590 in)
(12500 psia) (08) - 06 (222266 psia)
= in
Tebal shell standar yang digunakan = 316 in
3 Tebal head
ID = in
OD = ID + 2 ts
= in
rc = in (Brownell amp Young Table 57)
7179
72
147
18522
22227
13677 06079
19755
12500
182
3590
Tinggi cairan (Hs) 13677
2635318
3822
03039
11966
H total
t =
= + 009 in
+ C
017
71793
7217
3822
Jari-jari
C-47
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
0885 Prc
f E - 01 P
(0885) (222266 psia) (72 in)
(12500 psia) (08) - (01) (222266 psia)
t = in
t = in
4 Perhitungan Pengaduk
Jenis pengaduk turbin kipas daun enam
6 buah
Untuk turbin standar (Mc Cabe 1999) diperoleh
= 13 Da = 13 x 60 = ft
= 1 H = ft
= 14 L = 14 x 20 = ft
= 15 W = 15 x 20 = ft
= 112 J = 112 x 60 = ft
Dimana Dt = diameter tangki
Da = Diameter impeller
H = tinggi turbin dari dasar tangki
L = panjang blade pada turbin
W = lebar blade pada turbin
J = lebar baffle
Kecepatan pengadukan N = 2 putarandetik
ρ N Da2
μ
12275 lbft3 (2 rps) (19942 ft)
2
lbmfts
=
WDa 3988
JDt 4985
NRe =
=000056
172800872
19942
HDa 20
LDa 4985
t = + C
14
Jumlah baffle
DaDt
t
023
+ 009 in=
C-48
Apendiks C - Perhitungan Spesifikasi Alat
KTN3Da
5ρ (Mc Cabe etal 1999)
gc
KT = (Mc Cabe etal 1999)
48 (2 rps)3 (19942 ft)
5 (12275 lbmft
3)
3217 lbmftlbfdet2 x 550
= Hp
Efisiensi motor penggerak = 80
Daya motor penggerak = Hp
= Hp
10 Barometric Condensor
Fungsi Mengembunkan uap dari steam ejector
Jenis Counter-current dry air condensor
Menghitung dimensi
Rate uap kg uapjam
Berdasarkan tabel 402 pg 858 Hugot (1986) diperoleh
H = ft
Luas penampang kondensor S = 17 ft2ton kondensat per jam
= ft2
S = π4 x D2
D = ft
11 Filter Press
Fungsi Memisahkan karbon aktif dalam produk gliserol
Jenis Plate and Frame Filter Press
Bahan Stainless stell
Jumlah 1
246029
630686
41825
23082
08
P =
48
P =
1E+06
840130
840130
C-49