dosen pembimbing : prof. dr. ir. suprapto, dea

PABRIK CARBOXYMETHYL CELLULOSE (CMC) DARI ECENG GONDOK DENGAN PROSES

DELIGNIFIKASI SODA

Oleh : Dian Aprilia Ratnasari (2311 030 002)Fiona Rossi Ramadhani (2311 030 056)

Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Suprapto, DEA

Menurut Peraturan Menteri Kesehatan RI No.722/MENKES/PER/IX/88 (1990) tentang

Bahan Tambahan Makanan, CMC dimasukkan dalam golongan

pengemulsi, pemantap atau pengental (emulsifier, stabilizer, thickener).

Latar Belakang Masalah

(Sumber : Badan Pusat Statistik 2007-2011)

0

1.000.000

2.000.000

3.000.000

4.000.000

5.000.000

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Bo

bo

t B

ers

ih (

Kg)

Tahun

Grafik Impor Bahan Pengental dan Perekat Cair

4 Fungsi Utama Carboxymethyl Cellulose (CMC)

Pengental

Penstabil Emulsi

Penstabil Suspensi

Bahan Pengikat

Wijayani dkk (2005)

Rawa Pening, danau seluas 2670 hektar telah mengalami permasalahan serius dengan tingkat sedimentasi mencapai 778,93 ton/tahun. Hal ini menyebabkan volume air menurun 29,34% selama 22 tahun

terakhir, karena pertumbuhan eceng gondok yang tidak terkendali.

Pemanfaatan Eceng Gondok :

Pengolahan eceng gondok sebagai kertas seni

Pengolahan eceng gondok sebagai kerajinan tangan

Pengolahan eceng gondok sebagai bioethanol

Namun, pengolahan tersebut masih dalam taraf teknologi sederhana.

Senyawa Kimia Persentase (%)

Selulosa 64,51

Pentosa 15,61

Lignin 7,69

Silika 5,56

Abu 12

Kandungan Kimia Eceng Gondok dalam Keadaan Kering

Berpotensi sebagai bahan

baku Carboxymethyl Cellulose (CMC)

Setyawan (2007), menyatakan bahwa pembuatan CMC adalah dengan cara

mereaksikan NaOH dengan selulosa murni, kemudian ditambahkan Na-kloro

asetat.

Kebutuhan dan Aspek Pasar

Menurut Peraturan Menteri Kesehatan RI No.722/MENKES/PER/IX/88 (1990) tentang

Bahan Tambahan Makanan, CMC dimasukkan dalam golongan pengemulsi, pemantap atau pengental (emulsifier, stabilizer, thickener).

TahunImpor Bahan Pengental

dan Perekat Cair (Kg)

2007 2.740.604

2008 3.272.086

2009 3.014.230

2010 3.847.999

2011 4.364.287

Rata-rata per tahun 3.447.841


Tabel 1. Impor Bahan Pengental dan Perekat Cair Tahun 2007-2011

Berdasarkan tabel di atas, impor bahan pengental serta perekat cair menunjukkan angka yang cukup tinggi. Sedangkan, pabrik penghasil Carboxymethyl Cellulose di Indonesia relatif hanya

sedikit sehingga tidak mampu memenuhi kebutuhan nasional. Data pabrik penghasil Carboxymethyl Cellulose di Indonesia disajikan pada Tabel 2 berikut ini :

Nama PerusahaanKapasitas Propduksi

(Ton/Tahun)Lokasi

PT. Inti Cellulose Utama

Indonesia (Mulai

beroperasi pada tahun

1986

300 Cikande

PT. Risjad Brasali

Indonesia (Mulai

beroperasi pada tahun

1993)

48000*) Cilegon

*)Kapasitas Produksi Total termasuk Carboxymethyl Cellulose

Kapasitas dan Lokasi Pabrik

Berikut di sajikan data impor, ekspor dari bahan pengental dan perekat cair, serta produksi CMC :

Tabel 3. Impor Bahan Pengental dan Perekat Cair Tahun 2007-2011


Deskripsi

KomoditiTahun

Bobot Bersih

(Kg)

Nilai dalam

$US

Bahan

Pengental dan

Perekat Cair

2007 2.740.604 6.662.742

2008 3.272.086 11.248.296

2009 3.014.230 9.012.076

2010 3.847.999 13.080.361

2011 4.364.287 19.574.461

Deskripsi

KomoditiTahun

Bobot Bersih

(Kg)

Nilai dalam

$US

Bahan

Pengental dan

Perekat Cair

2007 34.688 210.577

2008 511.598 345.774

2009 227.321 224.728

2010 449.348 268.975

2011 522.865 201.471

Tabel 4. Jumlah Ekspor Bahan Pengental dan Perekat Cair Dan Nilainya Dalam $US


Deskripsi

KomoditiTahun Produksi (Kg)

Bahan Pengental

dan Perekat Cair

2007 15.127.869

2008 13.687.489

2009 13.687.489

2010 13.687.489

2011 7.212.874

Tabel I.5 Data Produksi Carboxymethyl Cellulose dan Cationic Polyacrylamide Di Indonesia


Dengan analogi dari persamaan untuk menghitung

bunga, maka perkiraan volume kebutuhan impor CMC(dalam ton) pada tahun 2015 dapat dihitung. MenurutPeters & Timmerhaus (1991), dapat dihitung denganpersamaan sebagai berikut :

Dimana :F = Perkiraan kebutuhan Bahan Pengental dan

Perekat Cair pada tahun 2015F0 =Kebutuhan Bahan Pengental dan Perekat Cair

pada tahun 2011i = Perkembangan rata-ratan = Selisih waktu

Didapatkan kapasitas produksi Carboxymethyl Cellulose (CMC) = 2500 ton/ tahun

Lokasi Pabrik

Pabrik akan didirikan di Rawa Pening, Semarang, Jawa Tengah.

MACAM dan URAIAN PROSES

PABRIK CARBOXYMETHYL CELLULOSE

(CMC) DARI ECENG GONDOK DENGAN

PROSES DELIGNIFIKASI SODA

Pembuatan CMC melalui 4 tahap

Pre-Treatment

Bleaching

Delignifikasi

Pembentukan CMC

06/08/2014

4 macam proses pulp

Proses Mekanis

Proses Semi Mekanis Proses Semi Kimia

Proses Kimia

06/08/2014

Proses Kimia

Menurut J.Biermann (1996), tujuan pembuatan pulp dengan proses kimia adalah untuk merusak dan melarutkan zat pengikat serat yang terdiri dari lignin, pentosa dan lain-lain

Proses Kimia

Proses sulfat

Proses Soda/Alkali

Proses Sulfit

06/08/2014

Proses Soda/AlkaliProses ini digunakan untuk bahan baku non kayu seperti bagasse, jerami, eceng gondok, dan jenis rumput-rumputan yang lain.Larutan pemasak yang digunakan adalah NaOHdan selama proses pemasakan

Larutan NaOH berfungsisebagai :1. Pereaksi lignin 2. Pelarut senyawa lignin dan karbohidrat3. Pereaksi asam-asam organik dan resin yang ada dalam bahan baku4. Adsorben serat dalam jumlah kecil

06/08/2014

TAHAPAN PROSES

TERPILIH

Pre-Treatment

Proses bleaching

Proses delignifikasi Soda

Proses pembentukan CMC

06/08/2014

Proses persiapan

Eceng gondok

Rotary knife

cutter

Pencucian

Oven vacuum

dryer

Impregnasi

06/08/2014

Proses Delignifikasi Soda

Pandia digester

Blow heat accumulator

Brown stock

Washer 1

Blow tank

06/08/2014

Tahap Bleaching

3 tahap proses bleaching :1. Tahap klorinasi2. Tahap ekstraksi alkali3. Tahap klorinasi

Setiap bleaching memiliki 1 buah mixer tempat pencampuran bahan-bahan (pulp dengan reagen), reaktor sebagai penyempurnaan reaksi dan washer sebagai tahap pencucian pulp

06/08/2014

Kondisi Operasi Bleaching

06/08/2014

Proses pembuatan CMC

1.

3.

5.2.

4.

Alkalisasi dan karboksimetilasi

Pembentukkan slurry

Penetralan

Pencucian

Pengeringan

06/08/2014

Alkalisasi dan karboksimetilasi

1.

R-OH + NaOH R-ONa + H2O

Reaksi alkalisasi

Reaksi karboksimetilasi

R-Ona + Cl-CH2-COONa R-O-CH2-COONa

06/08/2014

Pembentukkan Slurry2.

Pada tahap ini digunakan air hangat sebagai medium pembawa panas dengan menggunakan utilitas berupa alat penukar panas yang memanfaatkan steam sebagai sumber panasnya

Tujuan tahap ini adalah untuk memantangkan hasil reaksi campuran sehingga mempermudah perlakuan menuju tahap selanjutnya

06/08/2014

3.

Penetralan

Crude karboksimetil selulosa dinetralkan dengan asam asetat bertujuan untuk menghilangkankadar natrium glikolatnya.

06/08/2014

4.

Pencucian

Tujuan tahap pencucian ini adalah untuk menyingkirkan natrium glikolat yang merupakan produk samping dari tahap pereaksian serta pengotor-pengotor lain yang masih terkandung di dalam crude karboksimetil selulosa.

06/08/2014

5.

Pengeringan

Tahap ini bertujuan untuk

mengurangi kadar air dari

karboksimetil selulosa.

Produk tersebut dikeringkan

dengan menggunakan udara

kering bertemperatur 700C.

Dan didapatkan CMC bubuk

dengan kadar air 10%

NERACA MASSA




No. Nama alat Masuk (kg) Keluar (kg)

1. Washer 260000 260000

2. Oven vacuum dryer 107120 107120

3. Rotary knife cutter 18137,6 18137,6

Neraca massa pada tahap pre-treatment

Neraca massa pada tahap pemasakan


1. Pandia digester 25247,07 25247,07

2. Blow tank 13444,323 13444,323

3. Blow heat

accumulator

315,588 315,588

4. Washer 45529,122 45529,122

5. Brown stock 208299,726 208299,726

Neraca massa pada tahap bleaching

No

.

Nama alat Masuk (kg) Keluar (kg)

1. Tangki pengenceran klorin

dioksida

317,136 317,136

2. Mixer klorin dioksida 73285,468 73285,468

3. Bleaching klorin dioksida 73285,468 73285,468

4. Washer 256473,281 256473,281

5. Tangki pengenceran alkali 185,102 185,102

6. Mixer alkali 71415,545 71415,545

7. Bleaching alkali 71415,545 71415,545

8. Washer 185249,475 185249,475

9. Mixer klorin dioksida 65851,7388 65851,7388

10. Bleaching klorin dioksida 65851,7388 65851,7388

11. Washer 230330,822 230330,822

Neraca massa pada tahap pembentukan CMC


1. Rotary reaktor 12065,018 12065,018

2. Washer 5 42335,270 42335,270

3. Washer 6 118330,965 118330,965

4. Spray dryer 304389,21 304389,21




NERACA PANAS

Neraca panas pada tahap pre-treatment

No. Nama alat Masuk (kkal) Keluar (kkal)

1. Oven vacuum dryer 8.764.248,518 8.764.248,518

2. Tangki impregnasi 4.694.705,693 4.694.705,693

Neraca panas pada tahap pemasakan


1. Pandia digester 9.158.581,391 9.158.581,391

2. Blow tank 8.964.298,069 8.964.298,069

3. Heat exchanger 1.582.110,760 1.582.110,760

4. Washer 1 3.809.559,184 3.809.559,184

Neraca panas pada tahap bleaching


1. Mixer bleaching klorin

dioksida

716.674,286 716.674,286

2. Reaktor bleaching klorin

dioksida

10.246.724,210 10.246.724,210

3. Washer 2 18.047.911,859 18.047.911,859

4. Heat exchanger 2 12.478.504,258 12.478.504,258

5. Mixer NaOH 1.113.940,033 1.113.940,033

6. Reaktor bleaching NaOH 10.500.476,288 10.500.476,288

7. Washer 3 8.887.627,804 8.887.627,804

8. Heat exchanger 3 2.609.220,678 2.609.220,678

9. Reaktor bleaching klorin

dioksida

9.236.237,727 9.236.236,727

10. Washer 4 16.224.270,907 16.224.270,907

11. Heat exchanger 4 7.749.348,438 7.749.348,438

Neraca panas pada tahap pembentukan CMC


1. Tangki pembentukan

slurry

58.828.565,824 58.828.565,824

2. Washer 5 55.967.781,633 55.967.781,633

3. Washer 6 54.605.430,223 54.605.430,223

4. Spray dryer 51.128.015,216 51.128.015,216

SPESIFIKASI ALAT




SPESIFIKASI REAKTOR (R-320)

SPESIFIKASI POMPA (L-325)

SPESIFIKASI HEAT EXCHANGER

(E-323)




UTILITAS

No. Air yang digunakan Kebutuhan air

(m3/hari)

1. Air Sanitasi 110

2. Steam 7027,536

3. Air Proses 26384,448

4. Air umpan boiler 7071,504

Total 40593,448

Kebutuhan air pabrik CMC :




KESEHATAN DAN

KESELAMATAN KERJA

Nama Alat Helmet Googles Ear muff/

Ear plug

Sarung

tangan

Masker Sepatu

Safety

Cattle

pack

Digester V V V - V V V

Tangki Bleaching V V V - V V V

Washer V - V - - V V

Dryer V - V - V V V

Tangki

Penampung Pulp

V - - - V V V

Tangki

Penyimpan Bahan

Kimia

V - - V V V V

Pompa V - V V - V V

Perpipaan V - V V - V V

Heat Exchanger V - V V - V V




PENGOLAHAN LIMBAH

INDUSTRI KIMIA

Weak Black Liquor

Multiple Effect

Evaporator

Direct Evaporator

Contact Strong Black Liquor

Recovery Furnace

Clarification Tanks

Green Liquor

Caustizing dan Kalsinasi

White Liquor Clarifier

Lime Mud

White Liquor ke digester

Reaksi Caustizing :

Thank You

dosen pembimbing : prof. dr. ir. suprapto, dea

Documents