Pembuatan pupuk NPK Pada proses pembuatan pupuk NPK ini dilakukan dengan proses PIPE REACTOR TECHNOLOGY. Bahan baku yang digunakan yaitu : 1. H 3 PO 4 2. AMONIAK CAIR 3. ASAM SULFAT 4. AMONIUM SULFAT 5. KALIUM CHLORIDA 6. FILLER Tahap pertama yaitu PREMIXING pada tahap ini dilakukan Mencampur bahan baku padat dan bahan recycle untuk mendapatkan campuran homogen dan membantu proses granulasi. Bahan baku yang dicampurkan yaitu H2SO4, KCl dan Urea/ Za. Dimana peralatan yang digunakan adalah Peralatan PUG MILL . TahapREACTING Pada tahap ini tempat reaksi netralisai antara H 3 PO 4 dan NH 3 NH 3 + H 3 PO 4 NH 4 .H 2 PO 4 NH 3 + NH 4 .H 2 PO 4 (NH 4 ) 2 HPO 4 peralatan yang digunakan adalah Peralatan PIPE REACTOR. TahapGRANULATING Bahan baku padat yang telah tercampur homogen di dalam pug mill dialirkan ke dalam Granula Pada proses ini terjadi penambahan baku asam sulfat, steam dan amoniak. Penambahan tersebut bertujuan meningkatkan produktivitas unit granulasi. Apa proses ini t erjadinya proses granulasi, dan reaksi lanjut . pada proses ini keluarannya dibagi menjadi 2 bagian : ke tahap scrubing Reaksinya :NH 3 + NH 4 .H 2 PO 4 (NH 4 ) 2 HPO 4 peralatan yang digunakan adalah Peralatan GRANULATOR TahapDRYING Tahap ini bertujuan untuk menurunkan kadar air produk outlet granulator peralatan yang digunakan adalah Peralatan DRYER TahapSCREENING Pada tahap ini bertujuan memilah granul untuk mendapatkan ukuran
Pembuatan pupuk NPK
Pada proses pembuatan pupuk NPK ini dilakukan dengan
proses PIPE REACTOR TECHNOLOGY.
Bahan baku yang digunakan yaitu :
1. H3PO4
Tahap pertama yaitu PREMIXING
pada tahap ini dilakukan Mencampur bahan baku padat dan bahan
recycle untuk mendapatkan
campuran homogen dan membantu proses granulasi. Bahan baku yang
dicampurkan yaitu
H2SO4, KCl dan Urea/ Za.Dimana peralatan yang digunakan adalah
Peralatan PUG MILL .
Tahap REACTING
Pada tahap ini tempat reaksi netralisai antara H3PO4 dan
NH3
NH3 + H3PO4 NH4.H2PO4
NH3 + NH4.H2PO4 (NH4)2HPO4
Tahap GRANULATING
Bahan baku padat yang telah tercampur homogen di dalam pug mill
dialirkan ke dalam Granulator.
Pada proses ini terjadi penambahan baku asam sulfat, steam dan
amoniak. Penambahan tersebut
bertujuan meningkatkan produktivitas unit granulasi. Apa proses ini
terjadinya proses granulasi, dan
reaksi lanjut . pada proses ini keluarannya dibagi menjadi 2 bagian
: ke tahap scrubing dan drying.
Reaksinya :NH3 + NH4.H2PO4 (NH4)2HPO4
Tahap DRYING
Tahap ini bertujuan untuk menurunkan kadar air produk outlet
granulator
peralatan yang digunakan adalah Peralatan DRYER
Tahap SCREENING
peralatan yang digunakan adalah Peralatan SCREEN
Tahap POLISHING
Setelah dilakukan screening, untuk memilah produk dari granul yang
halus, dilakukan polishing.
Distribusi ukurannya sebesar 2 – 4 mm
peralatan yang digunakan adalah Peralatan POLISHING SCREEN.
Tahap COOLING
Pada proses ini bertujuan untuk mendinginkan produk. Biasanya suhu
produk < 45oC.
peralatan yang digunakan adalah Peralatan FLUID BED COOLER. Setelah
tahap cooling ini, juga
terdapat dua aliran. Ada yang masuk dalam scrubing dan ada yang
masuk coating.
Tahap SCRUBBING
NH3 + H3PO4 NH4.H2PO4
2NH3 + H2SO4 (NH4)2SO4
peralatan yang digunakan adalah Peralatan SCRUBBER TANK, SCRUBBER
PUMP TAIL
SCRUBBER.
Tahap ini dilakukan pelapisan produk agar tidak terjadi caking.
Pelapisan tersebut Menggunakan
coating oil dan coating powder . peralatan yang digunakan adalah
Peralatan COATER.
Tahap PACKAGING
Yaitu pengantongan dalam kemasan kantong 20 Kg dan 50 Kg, siap
untuk di pasarkan . peralatan
yang digunakan adalah Peralatan BAGGING MACHINE.
1. Proses Pemerahan (Gilingan)
Langkah pertama dalam proses pembuatan gula adalah pemerahan (tebu
di gilingan).
Pada proses ini tebu dicacah menggunakan alat pencacah tebu. Tebu
diperah menghasilkan
“nira” dan “ampas”. Nira inilah yang mengandung gula dan akan
di proses lebih lanjut di
pemurnian.
Alat pada proses penggilingan :
•Cane Cutter ( cane knife ), berfungsi untuk memotong tebu yang
masuk masih dalam bentuk
batangan, menjadi potongan yang lebih kecil berukuran 10 - 15
cm.
•Cane shreeder ( cane hammer / unigrator / heavy duty cane shreeder
)berfungsi untuk
mencacah potongan tebu menjadi serat potongan yang lebih kecil.
tujuannya untuk
memperoleh luas permukaan pemerahan yang lebih besar sehingga air
tebu ( nira ) dapat
semaksimal mungkin terperah di mill station.
2. Pemurnian
Setelah tebu diperah dan diperoleh “nira mentah” (raw juice), lalu
dimurnikan. Dalam nira
mentah mengandung gula, terdiri dari sukrosa, gula invert
(glukosa+fruktosa) ; zat bukan
gula, terdiri dari atom-atom (Ca,Fe,Mg,Al) yang terikat pada
asam-asam, asam organik dan
an organik, zat warna, lilin, asam-asam yang mudah mengikat besi,
aluminium, dan
sebagainya.
Pada proses pemurnian zat-zat bukan gula akan dipisahkan dengan zat
yang
mengandung gula.Pada proses pemurnian nira terdapat tiga buah jenis
proses, yaitu :
1.Defekasi
Pemurnian nira dengan cara defekasi dibagi menjadi 4 :
a. Defekasi Dingin
b. Defekasi Panas.
c. Defekasi Bertingkat.
d. Defekasi sachharat
Pemurnian Cara Sulfitasi
Pemurnian cara sulfitasi hasilnya lebih baik dibandingkan dengan
cara defekasi,
karena telah dapat dihasilkan gula yang berwarna putih. Cara
pemurnian ini menggunakan
kapur dan SO2 sebagai bahan pembantu pemurnian. Pemberian kapur
pada cara ini dilakukan
secara berlebih, kemudian kelebihan kapur ini akan dinetralkan oleh
gas SO2, sehingga
terbentuk ikatan garam kapur yang dapat mengendap.
Reaksi Pemurnian Cara Sulfitasi:
Endapan CaSO3 yang terbentuk dapat mengabsorbsi partikel-partikel
koloid yang
berada di sekitarnya, sehingga kotoran yang terbawa oleh
endapan semakin banyak. Gas SO2
juga mempunyai sifat dapat memucatkan warna, sehingga
diharapkan dapat dihasilkan kristal
dengan warna yang lebih terang, khususnya pada nira kental
penguapan.
Pemurnian Cara Karbonatasi
Proses ini dilakukan dengan menggunakan susu kapur dan gas CO2
sebagai bahan
pembantu. Susu kapur yang ditambahkan pada cara ini lebih
banyak dibandingkan cara
sulfitasi, sehingga menghasilkan endapan yang lebih banyak.
Kelebihan susu kapur yang
terdapat pada nira dinetralkan dengan menggunakan gas CO2.
Reaksi yang terjadi adalah:
Ca(OH)2 + CO2 ----> CaCO3 + H2O
Tahap akhir dari proses pemurnian nira
Tahap akhir dari proses pemurnian nira dialirkan ke bejana
pengendap (clarifier)
sehingga diperoleh nira jernih dan bagian yang terendapkan adalah
nira kotor. Nira jernih
dialirkan ke proses selanjutnya (Penguapan), sedangkan nira kotor
diolah dengan rotary
vacuum filter menghasilkan nira tapis dan blotong.
3. Penguapan
Penguapan dilakukan dalam bejana evaporator. Tujuan dari penguapan
nira jernih
adalah untuk menaikkan konsentrasi dari nira mendekati konsentrasi
jenuhnya.
Pada proses penguapan, uap baru digunakan pada evaporator badan I
sedangkan untuk
penguapan pada evaporator badan selanjutnya menggunakan uap
yang dihasilkan evaporator
badan I.
Penguapan dilakukan pada kondisi vakum dengan pertimbangan untuk
menurunkan
titik didih dari nira. Karena nira pada suhu tertentu (> 1250 C)
akan mengalamai karamelisasi
atau kerusakan. Dengan kondisi vakum maka titik didih nira akan
terjadi pada suhu 700 C.
Produk yang dihasilkan dalam proses penguapan adalah ”nira kental”
.
4. Kristalisasi
bleaching dan untuk menurunkan viskositas nira.
Langkah pertama dari proses kristalisasi adalah nira pekat diuapkan
airnya sehingga
mendekati kondisi jenuhnya. Pada keadaan lewat jenuh maka akan
terbentuk suatu pola
kristal sukrosa.
Setelah itu langkah membuat bibit, yaitu dengan memasukkan bibit
gula ke dalam
crystallizer kemudian melakukan proses pembesaran kristal. Pada
proses masak ini kondisi
kristal harus dijaga jangan sampai larut kembali ataupun terbentuk
tidak beraturan.
Selanjutnya larutan dialirkan ke palung pendingin (receiver) untuk
proses Na –
Kristalisasi. Tujuan dari palung pendingin ialah : melanjutkan
proses kristalisasi yang telah
terbentuk dalam crystallizer, dengan adanya pendinginan di palung
pendingin dapat
pengaduk agar dapat sirkulasi
Proses pemisahan kristal gula dari larutannya menggunakan alat
centrifuge. Pada alat
ini terdapat saringan, sistem kerjanya yaitu dengan menggunakan
gaya sentrifugal sehingga
masakan diputar dan larutan akan tersaring dan kristal gula
tertinggal dalam puteran.
Pada proses ini dihasilkan gula kristal dan tetes. Gula kristal
didinginkan dan
dikeringakan untuk menurunkan kadar airnya. Tetes di transfer ke
Tangki tetes untuk di jual.
6. Pengeringan Kristal Gula & Penyelesaian
Air yang dikandung kristal gula hasil sentrifugasi masih cukup
tinggi, kira-kira 20% .
Gula yang mengandung air akan mudah rusak dibandingkan gula
kering,untuk menjaga agar
tidak rusak selama penyimpanan, gula tersebut harus dikeringkan
terlebih
dahulu.Pengeringan dapat dilakukan dengan cara alami atau dengan
memakai udara panas
kira-kira 800c.
Pengeringan gula secara alami dilakukan dengan melewatkan SHS
(Superieure
Hoofd Suiker) pada talang goyang yang panjang. Dengan melalui
talang ini gula diharapkan
dapat kering dan dingin. Proses pengeringan dengan cara ini
membutuhkan ruang yang lebih
luas dibandingkan cara pemanasan. Karena itu, pabrik-pabrik gula
menggunakan cara
Pada proses mekanis tidak digunakan bahan-bahan kimia. Bahan baku
digiling dengan mesin sehingga selulosa terpisah dari zat-zat
lain.
Pada proses semi-kimia dilakukan seperti proses mekanis, tetapi
dibantu dengan bahan kimia untuk lebih melunakkan, sehingga serat-
serat selulosa mudah terpisah dan tidak rusak.
Pada proses kimia bahan baku dimasak dengan bahan kimia tertentu
untuk mengllilangkan zat lain yang tidak perlu dari serat-serat
selulosa. Dengan proses ini, dapat diperoleh selulosa yang murni
dan tidak rusak.
Ada 2 metoda pembuatan pulp dengan proses kimia,
yaitu:
a. Metoda proses basa
b. Metoda proses asam
Proses Basa
Bahan baku yang telah dipotong kecil-kecil dengan mesin pemotong,
dimasukkan dalam sebuah bejana yang disebut "digester."
Dalam larutan tersebut dimasukkan larutan pemasak:
- NaOH 7%, untuk proses soda - NaOH, Na2S dan Na2CO3 untuk
proses sulfat
Pemasakan ini berguna untuk memisahkan selulosa dari zat-zat yang
lain.
Reaksi sebenarnya rumit sekali, tetapi secara sederhana dapat
ditulis:
Larutan pemasak
asam + merkaptan + zat-zat pengotor lainnya.
Kemudian campuran yang selesai dimasak tersebut dimasukkan ke dalam
mesin pemisah pulp dan disaring. Pulp kasar dapat digunakan
untuk membuat karton dan pulp halus yang warnanya masih coklat
harus dikelantang (diputihkan/dipucatkan). Pemucatan dilakukan
dengan menggunakan Kaporit atau Natrium hipoklorit. Perlu
diperhatikan bahwa, bahan-bahan kimia yang sudah terpakai tidak
dibuang, tetapi diolah kembali untuk dipakai lagi. Hal ini berarti
menghemat biaya dan mencegah pencemaran lingkungan
Reaksi kimia yang penting dalam pengolahan kembali sisa larutan
tersebut adalah :
Na2SO4 + 2 C ——————————— > Na2S + 2
CO2
Na2CO3 + Ca(OH)2 ——————————— > 2 NaOH
+ CaCO3
Proses Asam
Secara garis besar, proses sulfit dilakukan melalui tahap-tahap
yang sama dengan proses basa. tetapi larutan yang digunakan
adalah:
SO2, Ca(HSO3)2 dan Mg(HS03)2
Tahapan utama dan proses sederhana dalam pembuatan pulp dan kertas
adalah
sebagai berikut :
Pembuatan pulp pada Pulper : Dalam tanki pencampur, pulp
dicampur dengan air
menjadi slurry. Slurry kemudian dibersihkan lebih lanjut dan
dikirimkan ke mesin
kertas. Bahan baku dimasukkan kedalam PULPER untuk
defiberization dan
mempercepat beating serta fibrillation dikarenakan pemekaran
serat.
Cleaner : Proses pemutihan untuk tipe pulp Kraft
dilakukan dalam beberapa menara
dimana pulp dicampur dengan berbagai bahan kimia, kemudian bahan
kimia diambil
kembali dan pulp dicuci.
Pemurnian : Pulp dilewatkan plat yang berputar pada
alat pemurnian bentuk disk . Pada proses
mekanis ini terjadi penguraian serat pada dinding selnya, sehingga
serat menjadi lebih lentur.
Tingkat pemurnian pada proses ini mempengaruhi kualitas kertas yang
dihasilkan.
Pembentukan : Selanjutnya, proses dilanjutkan dengan
proses sizing dan pewarnaan
untuk menghasilkan spesifikasi kertas yang diinginkan. Sizing
dilakukan untuk
meningkatkan kehalusan permukaan kertas; pada saat pewarnaan
ditambahkan
pigmen, pewarna dan bahan pengisi. Proses dilanjutkan dengan
pembentukan
lembaran kertas yang dimulai pada headbox, dimana serat basah
ditebarkan pada
saringan berjalan.
diantara silinder pada calendar stack.
Pengeringan : Sebagian besar air yang terkandung didalam
lembaran kertas dikeringkan
dengan melewatkan lembaran pada silinder yang berpemanas uap
air.
Calender Stack: Tahap akhir dari proses pembuatan kertas
dilakukan pada calendar
Stack , yang terdiri dari beberapa pasangan silinder dengan
jarak tertentu untuk
mengontol ketebalan dan kehalusan hasil akhir kertas.
Pope Reel: Bagian ini merupakan tahap akhir dari proses
pembuatan kertas yaitu
pemotongan kertas dari gulungannya. Pada bagian ini, kertas
yang digulung dalam
gulungan besar, dibelah pada ketebalan yang diinginkan, dipotong
menjadi lembaran,
dirapikan kemudian dikemas.
Fermentasi bioetanol
Proses fermentasi etanol dapat dilakukan dengan menggunakan
baha-bahan tertentu.
Misalnya saja bahan yang mengandung gula seperti tetes ( molase),
dan juga bahan- bahan
yang mengandung pati seperti padi, jagung, ubi kayu, gandung dan
lain-lain. Proses
fermentasi dengan bahan yang berbeda tentu akan membutuhkan proses
yang agak berbeda
pula.
1. Pengolahan Tetes
dimaksudkan untuk mendapatkan kondisi yang optimum untuk
pertumbuhan ragi dan untuk
selanjutnya. Yang perlu disesuaikan dalam pengolahan ini adalah pH,
konsentrasi gula dan
pemakaian nutrisi.Tetes yan dihadapkan dari pabrik gula
biasanya masih terlalu paket (850
Brix),oleh karena itu perlu diadakan pengenceran lebih dahulu untuk
mendapatkankadar gula
yang optimum (120 Brix untuk pembibitan dan 240 Brix
padafermentasi).Pengaturan pH
diatur dengan penambahan asam H2SO4 hingga dicapai pH 4
– 5.Meskipun tetes cukup
mengandung zat sumber nitrogen namun seperti ammonium sulfat atau
ammonium fosfat
2. Tahap Penimbangan Tetes
Pada penimbangan tetes ini dipakai jenis timbangan cepat dengan
kapasitas timbang tertentu,
dilengkapi dengan alat pembuka dan penutup berupa katup buangan
yang dioperasikan secara
manual. Dan juga panel on-off pompa tetes yang yang diatur secara
otomatis. Cara kerjanya
dengan menimbang tetes yang dipompa dari gudang penyimpan tetes
untuk setiap harinya.
3. Tahap Pencampuran Tetes.
Tahap pencampuran tetes ini menggunakan tangki pencampur tetes
dengan kapasitas tertentu
yang dilengkapi pancaran uap air panas (steam), yang berfungsi
sebagai pengaduk dan
pemanas tetes. Cara kerjanya yaitu pertamatama air panas
bersuhu 70o C dimasukkan ke
dalam tangki pencampur tetes (mixing tank), kemudian disusul dengan
tetes yang telah
ditimbang. Setelah itu disirkulasi dengan menggunakan pompa hingga
tetes dan air tercampur
dengan baik. Pencampuran dianggap selesai dengan indikasi kepekatan
mencapai 90o brix
dan dipanskan dengan uap air panas (steam) sampai suhunya mencapai
90o C. Tujuan
diberikannya air panas adalah untuk mempercepat proses pelarutan,
sedangkan pemanasan
mencapai 4,5 - 5. Pemberian asam sulfat (H2SO4) ini bertujuan untuk
mengendapkan garam
garam mineral di dalam tetes dan untuk memecah di-sakarida
(sukrosa) didalam tetes menjadi
monosakarida berupa senyawa d-glukosa dan d-fruktosa.
4. Tahap pengendapan
Pada tahap pengendapan ini menggunakan tangki yang dilengkapi
dengan pipa decanter.
Pada tahap ini larutan tetes dengan kepekatan 40o brix dari tangki
pencampur ditampung
dalam tangki ini dan diendapkan selama 5 jam untuk mengendapkan
kotoran-kotoran tetes
(sludge), terutama endapan garam. Pengendapan ini bertujuan untuk
mengurangi kerak yang
terjadi pada mash column (kolom destilasi pertama). Setelah 5 jam,
cairan tetes dipompa
menuju tangki fermentor melalui decanter dan heat exchanger (HE).
Heat exchanger ini
berfungsi untuk menurunkan suhu sampai 30oC sebagai syarat
operasi fermentasi. Sedangkan
cairan sisa yang berupa endapan kotoran-kotoran dan sebagian cairan
tetes dipompa ke tangki
pencuci endapan kotoran tetes (tangki sludge).
5. Tahap Separator
Tangki Pencuci Endapan Kotoran Tetes.
Sisa cairan tetes sebanyak ± 5% volume dari tangki pengendap tetes
yang berupa endapan
kotoran-kotoran dipompa keluar dari tangki pengendap melalui pipa
decanter untuk
ditampung di tangki sludge hingga mencapai volume tertentu.
Kemudian cairan tetes
diendapkan hingga waktu tertentu untuk selanjutnya dipompa kembali
ke tangki mixing.
Tujuan pencucian kotoran tetes ini adalah untuk efisiensi bahan
baku berupa tetes agar bahan
baku dapat dipakai semaksimal mungkin tanpa harus membuang
sebagian yang tersisa.
6. Tahap Fermentasi
Proses fermentasi ini dibagi menjadi beberapa tahap, yaitu tahap
pembiakan ragi dan
fermentasi.
Tahap pembiakan ragi
Tahap ini menggunakan tangki prefermentor yang dilengkapi pipa
aliran udara dan pipa
aliran air pendingin pada bagian luar dinding tangki. Tahap ini
bertujuan untuk
mengembangbiakkan ragi jenis saccharomyces cereviseae
dengan menggunakan media tetes.
Untuk pembuatan larutan ragi, mula-mula diawali dengan cara
memasukkan air proses
bersuhu 15o C dan tetes 40o brix dari tangki pengendap tetes
ke dalam tangki seeding dan
mencampurnya hingga mencapai kekentalan sekitar 12 - 13o brix yang
disertai aliran udara
dari blower dengan fungsi ganda yaitu untuk mempercepat
tercampurnya tetes dengan air dan
juga untuk konsumsi kebutuhan oksigen bagi ragi
saccharomyces cereviseae yang
dengan mengalirkan air pada dinding luar tangki. Jika tidak dijaga,
maka ragi sedang
dikembangbiakkan akan terganggu kelangsungan hidupnya dan kemudian
akan mati.
Kemudian memasukkan ragi roti (gist) yang telah dilarutkan dengan
air secukupnya. Untuk
nutrisinya, dimasukkan urea, diammonium phospat, dan ammonia. PHP
juga ditambahkan ke
dalam larutan ini dengan tujuan untuk mempertahankan pH agar tetap
konstan yaitu 4.5 – 5.
Dari hasil campuran ini didapatkan biakan ragi. Pada Tangki
pre-fermentor terdapat beberapa
reaksi yaitu: reaksi hidrolisa, reaksi penguraian urea serta reaksi
pertumbuhan yeast.
Asumsi pada reaksi hidrolisa adalah konversi yang terjadi 95%.
Persamaan reaksi hidrolisa
sebagai berikut: C12H22O11 +H2O 2C6H12O6
Persamaan reaksi pada 95% konversi proses penguraian urea
adalah:
(NH2)2CO + H2O 2NH3 + H2O
C6H12O6 + 3.198O2 + 0.316NH3 1.929CH1.703N0.171O0.459
+4.098CO2+
4.813H2O (Hr 298 = -855.7055 kcal/kg)
(Atkinson, hal 132)
Tahap ferementasi
Tahap ini menggunakan tangki fermentor dengan dilengkapi pipa
aliran udara dan pipa aliran
air pendingin yang berasal dari air sungai untuk menjaga suhu
fermentasi pada 30-32o C.
Fermentasi ini bertujuan untuk mendapatkan alcohol dengan kadar 8,5
– 9 % atau lebih.
Pertama-tama dimulai dengan sterilisasi tangki fermentor yamg masih
kosong dengan uap
air panas (steam) sampai suhu 121o C lalu membiarkan suhu di dalam
tangki turun sampai
30o C. Setelah itu memasukkan air proses dengan suhu 30o C, larutan
tetes 40o brix, proses
fermentasi ini berjalan secara aerob. Selanjutnya biakan ragi yang
telah dibiakkan pada
tangki pre-fermentor dipompa masuk ke tangki fermentor. Setelah
itu, tetes 40o brix dipompa
masuk ke tangki dan proses berlangsung selama 36 jam. Untuk pH
larutan ini dijaga sekitar
4,5 - 5. Kemudian memasukkan ragi roti yang telah dilarutkan dengan
air secukupnya dan
yeast cream. Untuk nutrisinya, dimasukkan urea, ammonium, dan
diammonium phospat.
Sedangkan turkey red oil ditambahkan sebagai anti foam untuk
mencegah pembentukan foam
selama proses terjadi. Hal ini dilakukan selama 15 menit setelah
persiapan media pada tangki
fermentor selesai. Kemudian dimasukkan ke dalam 2 tangki fermentor
pada waktu yang
disesuaikan dengan jam awal fermentasi. Tahap fermentasi ini
berlangsung selama 24 jam
hingga kadar alkohol mencapai 8,5 - 9% dan kekentalan 6,5 - 7o
brix. Setelah kadar alkohol
dipisahkan antara hasil fermentasi (cairan mash) dengan ragi (yeast
cream). Separator ini
menggunakan alat rotary vacuum filter yang merupakan alat dengan
prinsip vacuum sehingga
ragi (yeast cream) dan cairan hasil fermentasi (cairan mash) yang
memilliki perbedaan massa
jenis dapat dipisahkan. Ragi yang didapatkan masih dalam
konsentrasi yang tinggi. Dari hasil
fermentasi tidak semuanya dipisahkan raginya, hanya sekitar 80-90%
saja. Sisanya 10-20%
tidak diambil raginya karena mengandung kotorankotoran sisa berupa
endapan garam
mineral. Hasil fermentasi yang telah dipisahkan ini langsung masuk
ke tangki mash (mash
tank). Dan selanjutnya didestilasi hingga menjadi alkohol prima
(fine alkohol) dengan kadar
mencapai 96,5%. Pada tahap fermentasi ini terjadi reaksi hidrolisa,
dimana sukrosa diubah
menjadi glukosa. Persamaan reaksi hidrolisa yaitu:
C12H22O11 +H2O 2C6H12O6
Sedangkan reaksi utama adalah reaksi fermentasi, dimana glukosa
diubah menjadi etanol dan
air. Persamaan reaksinya adalah:
C6H12O6 2 C2H5OH + 2CO2
Pada main fermenter selain terbentuk etanol, juga akan terbentuk
produk samping. Hasil
samping dalam persen berat (%gula) adalah sebagai berikut:
Asam asetat = 0,65%
Fusel Oil = 0,85%
C6H12O6 C3H8O3 + CH3CHO + 2 CO2
C6H12O6 + H2O 2 C3H8O3 + CH3COOH + C2H5OH + 2CO2 (Hr 298 = -
324.3860 kcal/kg)
Propanol = 12,5 %
Produk hasil fermentasi mengandung alkohol yang rendah, disebut bir
(beer)dan sebab itu
perlu di naikkan konsentrasinya dengan jalan distilasi
bertingkat.Beer mengandung 8 – 10%
air. Untuk larutan yang terdiri dari komponen-komponen yang
berbedanyata suhu didihnya,
distilasi merupakan cara yang paling mudah dioperasikandan juga
merupakan cara pemisahan
yang secara thermal adalah efisien.Pada tekanan atmosfir, air
mendidih pada 1000C dan
etanol mendidih padasekitar 770C. perbedaan dalam titik didih
inilah yang memungkinkan
pemisahancampuran etanol air.Prinsip : Jika larutan campuran
etanol air dipanaskan, maka
akan lebih banyak molekul etanol menguap dari pada air. Jika
uap-uap ini
didinginkan(dikondensasi), maka konsentrasi etanol dalam cairan
yang dikondensasikan
ituakan lebih tinggi dari pada dalam larutan aslinya. Jika
kondensat ini dipanaskan lagi dan
kemudian dikondensasikan, maka konsentrasi etanol akan lebih tinggi
lagi. Proses ini bisa
diulangi terus, sampai sebagian besar dari etanol dikonsentrasikan
dalam suatu fasa. Namun
hal ini ada batasnya. Pada larutan 96% etanol, didapatkan suatu
campuran dengan titik didih
yang sama(azeotrop). Pada keadaan ini, jika larutan 95-96% alkohol
ini dipanaskan, maka
rasio molekul air dan etanol dalam kondensat akan teap konstan
sama. Apabila kadar
etanolnya sudah 95% dilakukan dehidrasi atau penghilangan air.
Untuk menghilangkan air
bisa menggunakan kapur tohor atau zeolit sintetis. Tambahkan
kapur tohor pada etanol.
Biarkan semalam. Setelah itu didistilasi lagi hingga kadar airnya
kurang lebih 99.5%.
Pembuatan sabun dan deterjen
Bahan aktif detergen adalah surfaktan. Kebanyakan menggunakan bahan
inorganik, seperti
oleum, caustic soda, natrium fosfat dan additives yang 3% dari
detergen.
2.3.2.1. Surfaktan
Surfaktan adalah bahan yang dapat meningkatkan sifat rambatan suatu
cairan pada suatu
objek. Sifat zat seperti ini dimanfaatkan untuk menurunkan tegangan
permukaan suatu cairan
atau pada larutan dimana antara dua larutan memiliki efek
interfacial tension.
Proses pencucian meliputi :
1.
Dengan membasahi kotoran dan permukaan kotoran yang ingin dicuci
dengan larutan
detergen
2.
Dalam air cucian, detergen mempunyai wetting agent yang dapat
mempermudah menembus
ke serat pakaian dan mengangkat kotoran. Setiap molekul larutan
pencuci dapat dianggap
sebagai rantai panjang. Ujung rantainya adalah hidrofobik dan ujung
yang lainnya adalah
hidrofilik. Bagian hidrofobik bekerja menyelubungi dan mengikat
noda. Pada waktu yang
bersamaan, bagian hidrofilik dari detergen berikatan dengan
air sehingga noda dapat
terangkat dari serat pakaian mengikuti aliran air.
Klasifikasi surfaktan :
1.
hydrofobik merupakan hidrokarbon dengan jumlah 8 hingga 18 atom
karbon yang
berbentuk lurus ataupun bercabang. Ada juga benzene yang
mengganti ikatan atom
karbon tersebut, contohnya C12H25-, C9H19.C6H4-.
2. hydrofilik dapat berupa anionik,
contohnya – OSO4 - atau SO3
2-; kationik, contohnya –
senyawa yang paling banyak dipakai adalah linear alkylbenzene
sulfonate (LAS) dari
minyak bumi dan alkyl sulfates dari lemak hewan dan tumbuhan.
Anionik dan
kationik tidak cocok untuk sabun. Kondensasi etilen oksida dari
fatty alkohol adalah
contoh non-ionik surfaktan. Non-ionik lebih efektif dari anionik
dalam mengangkat
kotoran pada temperatur yang lebih rendah untuk serat kain.
Rantai Lurus Alkil Benzen
molekular. Alkana bercabang dan siklik mempunyai diameter
cross-sectional yang lebih
besar dari rantai lurus sehingga memungkinkan pemisahan
menggunakan saringan. Metode
pemisahan senyawa parafin dari rantai alkana bercabang dan
rantai siklik yang bereaksi
dengan urea atau thiourea. Urea akan bereaksi dengan rantai lurus
hidrokarbon (≥7 atom
karbon) untuk memberikan crystalline adduct yang
dipisahkan dengan filtrasi. Pengadukan
dapat diperoleh dengan memanaskan air pada 80 sampai 900C.
Sebaliknya, thiourea akan
bereaksi dengan rantai hidrokarbon bercabang tetapi tidak
akan membentuk adduct dengan
rantai lurus atau aromatik. Parafin yang terpisah diubah menjadi
benzene alkylates atau
diretakkan untuk menghasilkan α-olefin.
memperkerjakan asam hidrofluorik atau aluminum florida sebagai
katalis.
2.3.2.2. Fatty Alcohol
Pembuatan fatty alkohol : Prosedur katalis Ziegler untuk mengubah
α-olefin menjadi fatty
alkohol dan proses hidrogenasi metil ester adalah metode penting
untuk menyiapkan fatty
alkohol.
Fatty alkohol dibuat dari golongan organometallic yang memiliki
panjang rantai karbon
berkisar antara 6 sampai 20 karbon. Proses alfol digunakan
oleh Conoco dimulai dengan
mereaksikan logam aluminium, hidrogen, dan etilen pada tekanan
tinggi untuk memproduksi
aluminium trietil. Senyawa ini kemudian dipolimerisasikan dengan
etilen ke bentuk
alumunium alkil. Kemudian dioksidasi dengan udara untuk membentuk
alumunium
alkoxides. Saat pemurnian, alkoxides dihidrolisis dengan 23-26%
asam sulfat untuk
memproduksi bahan mentah dan utama, alkohol rantai lurus. Kemudian
dinetralisasikan
dengan NaOH, dicuci dengan air dan dipisahkan dengan fraksinasi.
Setiap grup etil dari
aluminium trietil dapat ditambahkan etilena untuk membentuk
aluminium trialkil dari 4
hingga 16 atom karbon per grup alkil.
Gambar 2. Hidrogenolisis metil ester untuk mendapatkan fatty
alkohol dan gliserin.
Sumber: Austin, 1984
2.3.2.3. Suds Regulator
Adalah zat tambahan untuk membuat kerja surfaktan efektif pada
mesin pencuci
pakaian.
Kompleks fosfat, seperti natrium tripolifosfat banyak digunakan
karena dapat
mencegah menempelnya kembali noda dari air cucian ke serat kain.
Polifosfat mempunyai
aksi sinergis dengan surfaktan sehingga meningkatkan efektifitas
dalam proses pembersihan
dan mengurangi biaya keseluruhan. Peningkatan cepat produksi
detergen dikarenakan
penggunaan polifosfat. Selama tahun 1960-an, pertumbuhan alga
dan eutrofikasi di danau
berhubungan dengan adanya fosfat di detergen sehingga banyak
negara menganjurkan zat
pengganti fosfat. Senyawa yang pertama kali disarankan untuk
mengganti fosfat adalah
nitrilotriacetic acid (NTA), tetapi senyawa tersebut dinyatakan
karsinogen pada tahun
1970. Builders lainnya aalah sitrat, karbonat, dan silikat.
Pengganti fosfat terbaru yang
menjanjikan adalah zeolit. Di tahun 1982, 136 kt/tahun zeolit
digunakan sebagai builders
detergen. Di tahun 1980, builder mengandung 50% fosfat, 12% zeolit,
13% silikat, 12%
karbonat, serta NTA dan sitrat masing-masing 2%.
2.3.2.5. Aditif
Penghambat korosi, seperti natrium silikat melindungi logam dan
alat pencuci dari kerja
detergen dan air. Karboksimetil selulosa digunakan sebagai
antiredeposition. Penghilang
noda, contohnya benzotriazole bekerja bersama penghambar korosi
untuk melindungi logam
seperti stainless steel. Zat untuk membuat serat kain lebih
bercahaya adalah pewarna
fluorescent karena memiliki kemampuan untuk mengubah sinar
ultraviolet ke cahaya tampak.
Bluings meningkatkan putihnya kain dengan menangkal
kencenderungan kain untuk menjadi
kuning secara alami. Agen antimikroba meliputi carbanilides,
salicylanilides, dan kationik.
Alkylbenzene oleum alkylbenzene sulfonat asam sulfat
1.
SO3H
Alkylbenzen sulfinat oleum disulfonat asam sulfat
R SO3H + R 1 à R SO2 R 1 + H2O
Alkylbenzene sulfonat
Proses pembuatan detergen dapat dijelaskan melalui gambar berikut
ini.
Gambar 3. Proses pembuatan detergen
Sumber: Austin, 1984
R-CH2OH + SO3.H2O R’OSO3H + H2O H = -325 sampai -350 kj/kg
1. Reaksi sekunder
R’-CH2-CH2OH + SO3 à R’-CH=CH2 + H2SO4
R-CH2OH + SO3 à RCHO + H2O + SO2
R-CH2OH + 2SO3 à RCOOH + H2O + 2SO2
Susunan proses pembuatan detergen adalah sebagai berikut:
1. Sulfonation-sulfation
Alkilbenzen yang dimasukkan ke dalam sulfonator dengan penambahan
sejumlah oleum,
menggunakan dominant bath principle (yang ditunjukanpada
gambar 29.8) untuk mengontrol
panas pada proses sulfonasi dan menjaga temperature tetap
pada 550C. di dalam campuran
sulfonasidimasukkan fatty tallow alcohol dan oleum. Semuanya
dipompa menuju sulfater,
beroperasi juga dalam dominant bath principle untuk
menjaga suhu agar tetap pada kisaran
500 hingga 550C, pembuatan ini campuran dari surfactant.
1.
Netralization
penyimpanan.
Gambar 4. Pembuatan surfaktan
Bubur surfaktan, sodium tripolipospat , dan bermacam-macam bahan
aditif masuk ke dalam
crutcher . Sejumlah air dipindahkan, dan pasta campuran ini
menebal oleh tripolipospat yang
terhidrasi.
Sodium tripolipospat sodium tripolipospat hexahydrate
Campuran ini dipompa ke upper story, dimana campuran ini
disemprotkan dibawah tekanan
tinggi ke dalam high spray tower setinggi 24m, melawan
udara panas dari tungku api. Butiran
kering ini adalah bentuk yang dapat diterima, ukuran dan densitas
yang sesuai dapat
dibentuk. Butiran yang sudah dikeringkan di alirkan ke upper
story lagi melalui lift yang
dapat mendinginkan mereka dari 1150C dan menstabilkan butiran.
Butiran ini dipisahkan
dalam goncangan, dilapisi, diharumkan dan menuju pengemasan.
Raw Mater ial (bahan baku pembuatan sabun)
Bahan dasar sabun adalah minyak/ lemak dan NaOH (soda kaustik) dan
KOH dengan bahan
tambahan berupa pengharum, pewarna, bahan pengisi dan lain-lain.
Lemak merupakan
komponen utama dalam pembuatan sabun. Lemak ini mengandung campuran
gliserida yang
didapat dari lemak padat yang diberi pemanasan. Lemak padat
dirombak dengan dipanaskan,
yang setelah itu membentuk lapisan diatas permukaan air sehingga
dapat diambil dengan
mudah. Lemak ini biasanya dicampur dengan minyak kelapa di ketel
sabun atau
penghidrolisis untuk meningkatkan kelarutan sabun tersebut.
Dalam pembuatan sabun, fatty
grases (± 20%) adalah bahan baku yang paling penting setelah lemak.
Lemak greases dapat
didapatkan dari babi dan hewan domestik dimana bahan ini penting
sebagai sumber gliserin
dari asam karboksilat.
Penambahan minyak kelapa pada pembuatan sabun sangatlah penting.
Sabun dengan bahan
dasar minyak kelapa bertekstur kuat dan terlihat lebih mengkilat.
Minyak kelapa sebagian
besar mengandung gliserida dari asam laurtat dan asam
myristat.
Bahan baku pembuatan sabun sangat banyak konsumennya, terutama soda
kausatik, garam,
soda ash, dan kausatik potassium, begitu pula sodium silikat,
sodium bikarbonat, dan
trisodium pospat.
piropospat dan sodium Tripolipospat merupakan bahan tambahan
pada sabun yang
dinamakan Builders.
Teknologi pembuatan sabun semakin berkembang. Computer mengontrol
otomatisasi pabrik
dalam saponifikasi continuous oleh NaOH dan lemak, untuk
berproduksi dalam waktu 2 jam
sama dengan pembuatan sabun secara keseluruhan (lebih dari 300 t/
day) debuat dengan 2-5
hari dengan metode traditional batch.
Prosedur ini melibatkan proses perombakan secara kontinyu, atau
hidrolisis yang dapat
ditunjukkan pada tabel berikut ini.
Tallow + Hydrolysis (splitting fats) à tallow fatty acid
Tallow fatty acid + NaOH à sodium salt
Tallow of fatty acid + Builders, etc à soap
Setelah terjadi pemisahan gliserin, asam karboksilat
dinetralisasikan menjadi sabun. Proses
kimia dasar dalam pembuatan sabun disebut saponifikasi, dengan
reaksi sebagai berikut:
3NaOH + (C17H35COOH)3C3H5 à 3C17H35COONa +
C3H5(OH)3
Caustic soda gliseril stearat sodium stearat gliserin
Prosedur ini untuk merombak atau menghidrolisis lemak dan kemudian
setelah terpisah dari
gliserin, asam lemak dinetralisasikan dengan larutan soda
kaustik:
(C17H35COO)3C3H5 + 3H2O à 3C17H35COOH +C3H5(OH)3
C17H35COOH + NaOH à C17H35COONa + H2O
Biasanya lemak dan minyak dijual tidak terkomposisi gliserin dari
asam lemak satu pun,
tetapi dalam bentuk campuran. Namun demikian, beberapa asam lemak
dengan kemurnian
90% atau lebih dapat ditempuh dengan proses yang khusus.
Selanjutnya, perombakan secara countercurrent lemak ini
dikondisikan dalam keadaan
vacuum untuk mencegah terjadinya oksidasi selama proses. Ini terisi
dari bawah dari menara
hidrolisis yang berbentuk seperti palung dengan kecepatan yang
terkontrol yang akan
memecah lemak menjadi tetesan tetesan.