bab v tugas khusus

Program Studi D3 Teknik KimiaFTI - ITS

BAB V

TUGAS KHUSUS

“PENGARUH LAJU DAN WAKTU SIRKULASI PROSES REFINERI FRAKSINASI (RBDPO) DENGAN PROSES PEMBEKUAN KONSENTRASI PFC (Progressive

Freeze Concentration) ” Universiti Teknologi Malaysia, 2014

Bab V. 1 Latar Belakang

Indonesia merupakan produsen minyak sawit terbesar di dunia. Berdasrkan data

Direktorat Jenderal Perkebunan, Departemen Pertanian RI (2010), produksi minyak sawit

kasar (crude palm oil atau CPO) Indonesia tahun 2010 sekitar 19,76 juta ton, yang sebagian

besar diantaranya diekspor keluar negeri. Dengan demikian besarnya volume produksi dan

ekspor CPO Indonesia, maka upaya peningkatan efisiensi produksi serta penanganannya

perlu terus dilakukan, antara lain melalui penerapan prinsip-prinsip rekayasa proses (process

engineering) yang harus ditunjang dengan data dasar yang lengkap terkait parameter fisik dan

mutunya.

Kelapa sawit merupakan salah satu minyak nabati yang terkenal di seluruh dunia

selain minyak kelapa, inti sawit, atau minyak zaitun, yang digunakan sebagai bahan baku

untuk industri makanan atau non - makanan. Sebelum menkonsumsi minyak nabati, terutama

minyak sawit mentah harus melalui berbagai proses termasuk refinery, bleaching,

degumming dan akhirnya fractionation.

Ada tiga jenis fraksinasi, yaitu fraksinasi kering, fraksinasi deterjen, dan fraksinasi

pelarut. Di antara tiga proses fraksinasi, fraksinasi kering adalah proses yang paling sering

digunakan dalam dunia industri, yang melibatkan kristalisasi olein di perusahaan

pembekuan / temperatur leleh (20-24 °C). Fraksinasi kering banyak digunakan dalam industri

Refinery di Indonesia karena memiliki kelebihan tersendiri di proses dibandingkan dengan

fraksinasi deterjen dan pelarut. Secara khusus, fraksinasi pelarut dan deterjen memerlukan

investasi modal yang lebih besar dari fraksinasi kering dan fraksinasi kering hanya

membutuhkan crystalliser, filter dan washer. Dalam jenis proses kristalisasi, proses

selanjutnya untuk mendapatkan pemisahan optimum dari kristal dari larutan melibatkan

beberapa unit operasi termasuk filter dan washer, yang menambah investasi modal. Oleh

karena itu, metode alternatif lain yang disebut konsentrasi beku progresif (PFC) dapat

memberikan alternatif yang lebih baik (Mazura, 2014).

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT. Wilmar Nabati Indonesia , Gresik V-1


Bab V.2 Tinjauan Pustaka

V.2.1 Freeze Concentration

Freeze Concentration adalah operasi unit pengolahan produk untuk konsentrat dengan

cara pembekuan parsial. Karena dalam proses tidak ada interaksi dari uap-cair, hilangnya

aroma dan rasa yang mudah menguap yang terjadi pada proses penguapan dapat dihindari.

Freeze Concentration dapat dilakukan dalam dua cara dasar dengan cara pembekuan

sebagian besar zat yang mengalir atau dengan pembekuan konsentrasi lapisan. Pada metode

pertama, kristal es di sebagian besar terbentuk pada cairan. Kristal ini akan menebal, dan

setelah mencapai ukuran tertentu kristal ini akan dicairkan secara terus menerus; kristalisasi

es dilakukan dengan tekanan tinggi, dan pemisahan kristal es dicapai dengan cara centrifuge,

filter, atau washing colomns (Albert, 2014).

Freeze Concentration adalah proses pemisahan larutan dengan konsep pembekuan.

Proses ini melibatkan penurunan suhu larutan di bawah titik beku dengan cara yang

terkendali sehingga hanya komponen air yang dipadatkan. Terlepas dari investasi peralatan

awal yang tinggi, metode ini jauh menggunakan lebih sedikit energi dibandingkan dengan

penguapan. Efisiensi proses FC terutama dipengaruhi oleh kemurnian es dan pemisahan

Kristal es dari konsentrat. Di antara metode konsentrasi makanan cair, beku-konsentrasi

memiliki beberapa keunggulan: kebutuhan energi rendah, suhu proses rendah mencegah

adanya kandungan kimia yang tidak diinginkan dan perubahan biokimia, dan minimnya

kehilangan rasa dan aroma (Nor, 2013)

Efisiensi yang tinggi pada metode freeze-konsentrasi diperoleh pada kondisi di mana

antar permukaan padat-cair yang halus terbentuk. Dalam konsentrasi membekukan progresif,

bagian utama dari pengotor dalam fase es terjadi ketika pendinginan terjadi sebelum

kristalisasi awal di bagian bawah bejana sampel (Shafiur, 2007).

Secara umum, ada dua metode dasar untuk Freeze Concentration. Metode pertama

adalah suspension freeze concentration (SFC) sedangkan metode kedua adalah progressive

freeze concentration (PFC). Metode suspension freeze concentration (SFC) adalah proses

berdasarkan prinsip kristalisasi lelehan dimana zat yang memiliki titik leleh/titik beku lebih

tinggi dalam campuran akan mengkristal terlebih dahulu dengan menurunkan suhu

campuran/larutan untuk pencairan/titik beku sambil diaduk. Hal ini pada akhirnya akan

meninggalkan zat dengan titik leleh/titik beku yang lebih rendah dalam bentuk larutan induk

dan substansi leleh yang lebih tinggi/titik beku dalam bentuk padat (Mazura, 2014).



V.2.2 Progressive Freeze Concentration (PFC)

Terdapat metode alternatif selain SFC yaitu Progressive Freeze Concentration

(PFC). Dibandingkan metode SFC, metode PFC ini dapat memberikan alternatif yang lebih

baik karena dalam jenis proses kristalisasi SFC, proses selanjutnya untuk mendapatkan

pemisahan optimum dari kristal dari larutan melibatkan beberapa unit operasi termasuk filter

dan washer, yang dapat menambah investasi modal. PFC juga merupakan proses yang

menggunakan konsep kristalisasi lelehan dimana pemisahan terjadi berdasarkan titik leleh

kristal. Komponen dengan titik leleh lebih tinggi lebih dulu mengkristal lapis demi lapis dari

campuran dan satu blok kristal akan dibentuk pada akhir process. Sementara itu, komponen

dengan titik lebur yang lebih rendah akan tetap dalam bentuk cair. Pemisahan kristal

kemudian menjadi mudah yaitu hanya dengan pengeringan dari konsentrat yang dihasilkan

dari sistem . Dalam fraksinasi minyak sawit, entitas yang akan mengkristal adalah stearin,

yang akan meninggalkan sebuah olein yang lebih murni (Mazura, 2014).

Dalam Progressive Freeze Concentration, kristal terbentuk pada permukaan dan

membeku. Proses ini didasarkan pada tekanan atmosfer, dan meskipun pemisahan tidak

selalu diperlukan, ada saat ketika ketebalan lapisan cukup besar bahwa proses harus

dihentikan dan kembali dipanaskan untuk menghilangkan lapisan kristal stearin yang telah

dibentuk. Semakin besar kecepatan pembentukan kristal stearin, semakin retensi padatan

meningkat, sedangkan kecepatan difusi zat terlarut menurun dengan konsentrasi. Efisiensi

konsentrasi dalam Progressive Freeze Concentration terkait dengan struktur kristal dari

proses pembekuan (Albert, 2014).



Bab V.3 Cara Kerja

1. Minyak RPO/RBDPO yang diperoleh setelah dari proses Refinery dipanaskan pada

suhu 70°C untuk menghindari terbentuknya kristal yang tidak diinginkan dan untuk

menghilangkan bentuk kristal yang tidak diinginkan dan suhu thermal sebelumnya

2. RBDPO yang diperoleh dipompa oleh pompa peristaltik ke CC (Crystalizer Coil).

3. Setelah CC penuh dengan RBDPO kemudian direndam dalam bak air.

4. CC itu terhubung ke pompa peristaltik melalui tabung silikon dan RBDPO disirkulasi.

5. Setelah itu proses itu dilanjutkan ke analisa efek debit sirkulasi, di mana variabel debit

sirkulasi yang bervariasi dari 2000 ml/menit sampai 2800 ml/menit, waktu sirkulasi

awal 60 menit, nilai IV awal 52,5 wijs dan suhu waterbath awal 28 ° C. Selain itu,

titik leleh stearin dan olein didapatkan pada suhu masing-masing 48 ° C dan 24 ° C.

6. Proses ini dilakukan pada variabel waktu yang berbeda yaitu 40 menit, 50 menit dan

60 menit.

7. Selama proses tersebut , delapan poin yang berbeda pada CC yang dilengkapi dengan

termokopel untuk mengukur suhu air, suhu RBDPO dan suhu dinding CC. Yang akan

terbaca pada komputer melalui PicoLog perekam.

8. Setelah suhu yang diinginkan telah tercapai sirkulasi dihentikan dan olein dimurnikan

terkuras keluar, yang meninggalkan lapisan stearin

9. CC yang memerah karena air panas waterbath menjadi 48 ° C untuk melelehkan

stearin dan melepaskan diri dari dinding CC



Gambar V.1 Kristal Stearin pada CC



Gambar V.2 Eksperimental set



Gambar V.3 Crystallizer PFC



Gambar V.4 Crystallizer Coil PFC



Bab V.4 Hasil, Perbandingan, Perhitungan dan Pembahasan

V.4.1 Hasil Uji Kualitatif Fraksinasi PFC

Grafik V.1 Hasil Iodine Value pada Olein dan Stearin dengan Debit Sirkulasi

Proses pemisahan olein dan stearin secara fraksinasi dibutuhkan untuk memisahkan

fraksi padat (stearin) dan fraksi cair (olein) dengan dibutuhkan parameter berupa IV (Iodine

Value) dan Yield.

Pada grafik V.1 didapatkan bahwa grafik hubungan Iodine Value dan debit sirkulasi

pada olein dan stearin selama proses fraksinasi menggunakan proses Progressive Freeze

Concentration. Pada stearin semakin besar debit sirkulasi maka semakin rendah nilai iodine

value. Sedangkan pada olein semakin besar debit sirkulasi maka semakin tinggi nilai iodine

value. Kualitas minyak goreng yang baik memiliki iodine value yang tinggi dimana iodine

value menunjukkan tingkat ikatan ketidakjenuhan minyak goreng yang tinggi pula yang

berpengaruh terhadap bentuk fisik minyak, dimana minyak yang memiliki iodine value tinggi

semakin tidak jenuh dan semakin berbentuk cair.



Grafik V.2 Hasil Iodine

Value pada Olein dan Stearin dengan Waktu Sirkulasi

Pada grafik V.2 didapatkan bahwa grafik hubungan Iodine Value dan waktu sirkulasi

pada olein dan stearin selama proses fraksinasi menggunakan proses Progressive Freeze

Concentration. Pada stearin semakin lama waktu sirkulasi maka semakin rendah nilai iodine

value. Sedangkan pada olein semakin lama waktu sirkulasi maka semakin tinggi nilai iodine

value. Kualitas minyak goreng yang baik memiliki iodine value yang tinggi dimana iodine

value menunjukkan tingkat ikatan ketidakjenuhan minyak goreng yang tinggi pula yang

berpengaruh terhadap bentuk fisik minyak, dimana minyak yang memiliki iodine value tinggi

semakin tidak jenuh dan semakin berbentuk cair.



Grafik V.3 Slip Melting

Point Olein dan Stearin dengan Debit Sirkulasi

Pada grafik V.3 didapatkan bahwa grafik hubungan Slip Melting Point dan debit

sirkulasi pada olein dan stearin selama proses fraksinasi menggunakan proses Progressive

Freeze Concentration. Pada stearin semakin besar debit sirkulasi maka semakin tinggi nilai

Slip Melting Point. Sedangkan pada olein semakin besar debit sirkulasi maka semakin rendah

Slip Melting Point. Kualitas minyak goreng yang baik Slip Melting Point yang rendah atau

sekitar suhu kamar dimana Slip Melting Point titik suhu dimana terjadi perubahan dari padat

menjadi cair alias suhu dimana minyak dapat mempertahankan bentuk untuk tetap cair.

.



Grafik V.4 Slip Melting Point Olein dan Stearin dengan Waktu Sirkulasi

Pada grafik V.4 didapatkan bahwa grafik hubungan Slip Melting Point dan waktu

sirkulasi pada olein dan stearin selama proses fraksinasi menggunakan proses Progressive

Freeze Concentration. Pada stearin semakin lama waktu sirkulasi maka semakin tinggi nilai

Slip Melting Point. Sedangkan pada olein semakin lama waktu sirkulasi maka semakin

rendah Slip Melting Point. Kualitas minyak goreng yang baik Slip Melting Point yang rendah

atau sekitar suhu kamar dimana Slip Melting Point titik suhu dimana terjadi perubahan dari

padat menjadi cair alias suhu dimana minyak dapat mempertahankan bentuk untuk tetap cair.



Grafik V.5 Yield Olein

dan Stearin dengan Debit Sirkulasi

Pada grafik V.5 didapatkan bahwa grafik hubungan Yield dan debit sirkulasi pada

olein dan stearin selama proses fraksinasi menggunakan proses Progressive Freeze

Concentration. Pada stearin semakin besar debit sirkulasi maka semakin kecil nilai yield.

Sedangkan pada olein semakin besar debit sirkulasi maka semakin besar nilai yield. Kualitas

minyak goreng yang baik memiliki % yield yang besar pada olein karena yield menunjukkan

kemurnian suatu minyak, sehingga minyak goreng dengan %yield olein yang besar memiliki

kemurnian yang bagus dengan kualitas yang baik.



Grafik V.6 Yield Olein

dan Stearin dengan Waktu Sirkulasi

Pada grafik V.6 didapatkan bahwa grafik hubungan Yield dan waktu sirkulasi pada

olein dan stearin selama proses fraksinasi menggunakan proses Progressive Freeze

Concentration. Pada stearin semakin lama waktu sirkulasi maka semakin kecil nilai yield.

Sedangkan pada olein semakin lama waktu sirkulasi maka semakin besar nilai yield. Kualitas

minyak goreng yang baik memiliki % yield yang besar pada olein karena yield menunjukkan

kemurnian suatu minyak, sehingga minyak goreng dengan %yield olein yang besar memiliki

kemurnian yang bagus dengan kualitas yang baik.



V.4.2 Perbandingan Hasil PFC dan Dry Fractionation di PT WINA GRESIK

Standart PORIM (Palm Oil Research Institut of Malaysia)

- Olein: 1. IV 56-57 wijs

2. SMP 24-19.9°C

-Stearin : 1. IV 33-48 wijs

2. SMP 53.4 -44°C

Tabel V.1Hasil Uji Kualitatif Fraksinasi di wilmar

PORAM CHINA ROS (SANIA) FORTUNE Hasil PFC

ROL RPS ROL RPS ROL RPS ROL RPS ROL RPS

YIELD 82% 18% 81% 19% 60% 40% 65% 35% 67.92% 32.08%

IV <57 58 <58 60 <60 59 <59 55.89 23.1

V.4.3 Perhitungan Cost PFC

1. Menghitung tinggi Cristallizer Coil yang dibutuhkan

Diket : Flowrate : 2800 mL/jam

Diameter : 5 cm

Dit : Tinggi Cristallizer Coil (m) ?

Penyelesaian:

Menghitung Volume

Q= V/t

2800 mL/jam=V

1 jam

V= 2800 mL = 2,8 L

Menghitung tinggi Cristallizer Coil

V=14

πD2 t

2800=14

x3,14x(5/100)2xt

t=1,4 m = 4,592 ft

menghitung berat minyak



ρminyak= 920 kg/m3

v= 0,0028 m3 x 920 kg/m3

= 2,576 kg = 0,002576 ton

Menghitung Air yang dibutuhkan

Volume Water bath :0,350 x 0,210 x 0,140= 0,01 m3

Volume Cristallizer Coil : 2,8 L= 0,0028m3

Volume Air yang dibutuhkan = Volume Water bath - Volume Cristallizer Coil

= 0,01 m3-0,0028m3

= 0,0072m3

Menghitung Silicone tube yang dibutuhkan

- Jarak antara tangki ke pompa : 20 cm

- Jarak antara pompa ke water bath : 30 cm

- Jarak antara water bath ke tangki : 50 cm

Maka panjang Silicone tube yang dibutuhkan 100 cm (1m)

Tabel V.2 Modal Awal dan Modal Jalan PFC

Modal

awal

Bahan Harga Biaya (Rupiah)

Cristallizer Coil $45,79/ft x 5 ft 2.976.500

Water bath Rp.12.000.000 x 1 pc 12.000.000

Silicone tube Rp. 17.500 x 1 pc 17.500

Pompa peristaltic Rp. 215.000 x 1 pc 215.000

Total 15.209.000

Modal Jalan

Listrik Waterbath Rp. 432,1/jam x 1 jam 432,1

Listrik Pompa

Peristaltik

Rp 45,2/jam 45,2

Air Rp. 4500/10m3x 0,0072m3 3,24

Total 481,2

Cost yang dibutuhkan = 481,2 Rp/2800 ml

0,171Rp/ml

0,171Rpx106/ton= 171.000Rp/ton

13,1 $/ton

V.4.4 Pembahasan



Dari hasil diatas menunjukkan bahwa metode Progressive Freeze Concentration

mempertimbangkan 3 hal untuk membandingkan dengan metode Dry Fractionation yang ada

di PT WILMAR NABATI GRESIK meliputi:

1. Kualitas : IV (Iodine Value), Yield

2. Kuantitas: Efisiensi proses

3. Cost : Biaya produksi jalan

Kualitas : Dari segi kualitas yang ditinjau dari IV (Iodine Value) dan Yield yang dihasilkan

dari proses Dry Fractionation dan Progressive Freeze Concentration (PFC).

Untuk yield olein yang dihasilkan dari proses PFC dapat dilihat dari Tabel IV.1

sebesar 67.92% sedangkan hasil yang di dapatkan dari proses Dry Fractionation

di PT WILMAR NABATI GRESIK yield olein tertinggi dengan kualitas

PORAM sebesar 82%, kemudian kualitas CHINA 81%, ROS (sania) 60%,

FORTUNE 65%. Sehingga dari Tabel IV.1 di atas hasil yang didapatkan dari

proses PFC dapat tergolong ke dalam kualitas FORTUNE. Untuk IV (Iodine

Value) yang didapatkan dari proses PFC pada olein sebesar 55,89 wijs sedangkan

hasil yang di dapatkan dari proses Dry Fractionation di PT WILMAR NABATI

GRESIK IV olein dengan kualitas PORAM <57 wijs, CHINA <58 wijs, ROS

(sania) 60 wijs, FORTUNE 59 wijs. Sehingga dari Tabel IV.1 di atas hasil yang

didapatkan dari proses PFC untuk IV dapat tergolong ke dalam kualitas PORAM.

Kuantitas: Dari segi kuantitas ditinjau dari perbandingan Efisiensi PFC dan Dry

Fractionation. PFC memang dapat tergolong sebagai alternatif yang baik karena

mampu menghasilkan IV dan yield yang cukup bagus dengan waktu yang

dibutuhkan hanya 1 jam dan untuk proses selanjutnya tanpa menggunakan filter,

namun kapasitas minyak untuk satu kali proses lebih sedikit dibandingkan proses

Dry Fractionation yaitu 2800 ml/jam. Sedangkan proses Dry Fractionation yang

terdapat di PT WILMAR NABATI GRESIK mampu menghasilkan IV dan Yield

yang lebih tinggi dari proses PFC dengan waktu yang dibutuhkan 8 jam dan

masih membutuhkan proses filtrasi dengan menggunakan filter press, namun

untuk satu kali proses selama 8 jam Dry Fractionation mampu dengan kapasitas

50 ton/jam.

Cost : Dari segi cost yang dibutuhkan untuk proses PFC meliputi kebutuhan air

waterbath dan listrik oleh waterbath 11,923 $/ton sedangkan yang dibutuhkan



untuk proses Dry Fractionation di PT WILMAR NABATI GRESIK sebesar 7,7

$/ton.


bab v tugas khusus

Documents