its-nondegree-13723-2307030084-chapter1

BAB I PENDAHULUANI.1 Latar Belakang Asam Oksalat telah dikenal pada abad XVII yang ada dalam wood sorrel (oxalis acetosella) dan dalam sour dock (rumex acetosa) sebagai garam potassium. Untuk membuktikannya, Carl W. Scheele pada tahun 1776 melakukan sintesa dengan cara mengoksidasi gula (glukosa) dengan asam sitrat. Pada tahun 1784 telah dibuktikan bahwa asam oksalat merupakan asam dari garam yang berasal dari jenis tanaman sorrel. Pada tahun 1829, menurut Gay Lussac asam oksalat dapat diproduksi dengan cara meleburkan serbuk gergaji dalam larutan alkali. Pada tahun 1856, Dale memproduksi asam oksalat dari serbuk gergaji, dan proses ini berkembang dengan bahan baku lain seperti: sabut kelapa sawit, sekam padi, tongkol jagung, baggase, kenaf, alang-alang dan bahan lain yang mengandung kadar selullosa. Dan pada tahun 1973 di Perancis, Rhone - Poulenc memproduksi asam oksalat dengan cara mengoksidasi propylene dengan asam nitrat. Pada tahun 1975 Pfizer berhenti memproduksi asam oksalat sebagai produk samping dari produksi asam sitrat yang menggunakan proses fermentasi dari molases.(Mark, Herman F., et al., Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 15-16, 3rd, John Willey & Sons, Inc., Canada, 1983.p 621-625)

Saat ini, industri banyak dipilih sebagai jalur utama bagi pertumbuhan ekonomi suatu negara. Indonesia merupakan salah satu negara yang saat ini sedang mengembangkan teknologi-teknologi dibidang industri, khususnya industri kimia. Dalam mengembangkan teknologi tersebut, Indonesia masih mengimpor bahan-bahan kimia dari luar negeri. Salah satunya adalah asam oksalat yang digunakan untuk mewarnai wool dalam industri tekstil, menetralkan kelebihan alkali pada pencucian, dan sebagai pemucat warna. Pada industri logam, asam oksalat dipakai sebagai bahan pelapis yang melindungiI-1

I-2

BAB I Pendahuluan logam dari korosif dan pembersih untuk radiator otomotif, metal, dan peralatan.Dalam usaha untuk mengatasi hal tersebut, maka perlu adanya suatu pemanfaatan secara maksimal terhadap sumber daya yang ada sehingga diharapkan dapat mendukung industri-industri dalam negeri dalam melaksanakan proses produksinya serta mampu menarik tenaga kerja di Indonesia. Kebutuhan asam oksalat di Indonesia setiap tahun selalu meningkat. Saat ini Indonesia masih mengimpor asam oksalat dari luar negeri untuk memenuhi sebagian kebutuhan asam oksalat dalam negeri. Untuk mengurangi ketergantungan tersebut, maka perlu didirikan pabrik asam oksalat dengan kapasitas yang memadai. Pemakaian asam oksalat di Amerika Serikat pada tahun 1979 sudah mencapai 10.000 ton/tahun. Permintaan pasar sudah disuplai dari dalam (68%) dan produk impor (32%). Total permintaan Amerika Serikat sudah dipenuhi secara relatif tetap selama 1975-1979. Tiap tahun pertumbuhan masa depan diestimasikan pada 1-2% sampai 1984. Harga lokal dari asam oksalat sudah tidak berubah sejak Desember, 1977. Sampai daftar harga dari bahan baku dalam 45 kg bungkus kertas sudah naik mencapai $ 1,14/kg fob pada Juni, 1981. Permintaan / suplai stabil dunia dan secara relatif tidak mengubah harga bahan baku yang sudah diberikan dalam bentuk kestabilan harga. Pemilihan bahan baku selanjutnya menjadi elemen yang sangat penting dalam penentuan harga produk. Pertanian berdasarkan feedstock seperti pati jagung di Amerika Serikat dan tepung tapioka di Brazil dapat menyimpang dalam harga dari organik feedstock yang lain seperti ethilene glikol di Amerika Serikat dan propilene di Perancis. Pemusatan perhatian pada harga asam nitrat menjadi relatif pada semua gas alam, sejak belakangan terakhir adalah feedstock dari amonia, bahan baku dari asam nitrat. Trend pemberian harga di masa depan dapat melanjutkan untuk mengikuti pemilihan dari bahan baku dan harga. Sebuah perkiraan mematahkan penggunaan prinsip pasar lokal yaitu penyelesaian textile 27%, pembersihan metalPabrik Asam Oksalat dari Tepung Biji Sorgum dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat Program Studi DIII Teknik Kimia FTI-ITS Surabaya

I-3

BAB I Pendahuluan 27%, bahan bahan kimia 25%, dan yang lain 21%. Tidak ada penggunaan baru yang diharapkan untuk mempengaruhi pola permintaan secara signifikan. Pasar lain yang sangat penting termasuk penggosok marmer di Eropa Barat.(Mark, Herman F., et al., Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 15-16, 3rd, John Willey & Sons, Inc., Canada, 1983.,p 627-629)

Bahan baku yang digunakan untuk pembuatan asam oksalat dengan proses oksidasi asam nitrat pada umumnya adalah karbohidrat, glukosa, sukrosa, dekstrin, dan mollases. Salah satu bahan yang mempunyai kandungan karbohidrat yang cukup tinggi adalah biji sorgum yaitu sebesar 80,42%. Tepung sorgum dapat diperoleh dengan menggiling beras sorgum dalam mesin yang dilengkapi dengan silinder besi yang tajam dan licin. Sorgum (Sorghum bicolor L.) merupakan salah satu jenis tanaman serealia yang mempunyai potensi besar untuk dikembangkan di Indonesia karena mempunyai daerah adaptasi yang luas. Biji sorgum mengandung 6571% pati yang dapat dihidrolisis menjadi gula sederhana, biji sorgum dapat dibuat gula atau glukosa cair atau sirup fruktosa sesuai dengan kandungan gula pada biji. Biji sorgum dapat digunakan sebagai bahan pangan serta bahan baku industri pakan dan pangan seperti industri gula, monosodium glutamate (MSG), asam amino, dan industri minuman. Dengan kata lain, sorgum merupakan komoditas pengembang untuk diversifikasi industri secara vertikal.(Sirappa,M.P.,Prospek Pengembangan Sorgum di Indonesia sebagai Komoditas Alternatif untuk Pangan, Pakan, dan Industri edisi 22, volume 4, 2004, hal 133)

Tabel I.1 Kandungan Nutrisi Beberapa Tepung Serealia Kandungan Nutrisi Terigu Beras Sorgum Jagung Lemak (%) 2,09 1,88 3,65 5,42 Serat Kasar (%) 1,92 1,05 2,74 4,24 Abu (%) 1,83 1,52 2,24 1,35 Protein (%) 14,45 9,28 10,11 11,02Pabrik Asam Oksalat dari Tepung Biji Sorgum dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat Program Studi DIII Teknik Kimia FTI-ITS Surabaya

I-4

BAB I Pendahuluan Pati (%) 78,74 86,45 80,42 79,95 Sumber: Suarni 2001 Kebutuhan asam oksalat di Indonesia setiap tahun selalu meningkat. Saat ini Indonesia masih mengimpor asam oksalat dari luar negeri untuk memenuhi sebagian kebutuhan asam oksalat dalam negeri. Berikut ini adalah grafik kebutuhan impor, expor, produksi dan konsumsi asam oksalat selama periode tahun 2000 2006 berdasarkan data dri BPS.

Grafik I.1 perbandingan kebutuhan import, eksport, produksi dan konsumsi asam oksalat Dari ngrafik I.1 dapat diketahui import asam oksalat di Indonesia semakin tinggi setiap tahunnya. Hal ini disebabkn karena penggunaan asam oksalat dalam kebutuhan industri dalam negeri sangat besar dan beraneka ragam, misalnya dalam industri tekstil, asam oksalat digunakan untuk mewarnai wool, menetralkan kelebihan alkali pada pencucian, dan sebagai pemucat warna. Pada industri logam, asam oksalat dipakai sebagai bahan pelapis yang melindungi logam dari korosif dan pembersih untuk radiator otomotif, metal, dan peralatan, sedangkan dalam pabrik polimer, asam oksalat dipakai sebagai inisiator. Import asam oksalat yang sangat tinggi juga disebabkan karena produksi asam oksalat yang sangat rendah dan tidak dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri sehingga Indonesia banyak mengimport asam oksalat dari beberapaPabrik Asam Oksalat dari Tepung Biji Sorgum dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat Program Studi DIII Teknik Kimia FTI-ITS Surabaya

I-5

BAB I Pendahuluan negara misalnya Amerika serikat, Jepang, Hongkong, Taiwan, China, Australia dan Italia. Sedangkan pada tahun 2006 import asam oksalat tidak terlalu tingi dibanding tahun-tahun sebelumnya karena di beberapa daerah di Indonesia telah berdiri beberapa industri kecil untuk memproduksi asam oksalat dalam jumlah yang tidak terlalu besar, sehingga hasil produksinya hanya digunakan di dalam negeri dan tidak mengekspornya, karena hasil produksinya belum cukup untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. Kapasitas produksi merupakan jumlah produk yang dihasilkan dalam waktu satu tahun. Berikut tabel kebutuhan asam oksalat: Table I.2 Data Impor Asam Oksalat di Indonesia Kebutuhan asam Perkembang Tahun oksalat (ton/ tahun) an (%) 2000 1191,647 2001 740,026 - 0,0378 2002 880,329 18,959 2003 1140,093 29,50 2004 1573,582 38,022 2005 2578,510 63,86 2006 1770,963 -31,31 2007 1655,439 -6,52 1441,323 14,059 Perkembangan rata rata Sumber: Data BPS (Balai Pusat Statistik: impor)

Pabrik Asam Oksalat dari Tepung Biji Sorgum dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat

Program Studi DIII Teknik Kimia FTI-ITS Surabaya

I-6

BAB I Pendahuluan

Grafik I.2 kebutuhan import asam oksalat di Indonesia y = 218,1x-43554 x = 2012 y = 395263,2ton/tahun Table I.3 Data Expor Asam Oksalat di Indonesia Tahun Kebutuhan asam Perkembangan oksalat (ton/ tahun) (%) 2000 0,038 2001 1070,179 2.816.160 2002 470,556 -56,03 2003 2534,900 863,73 2004 2500 -1,376 2005 -100 2006 2007 4555, 620 1.391,4 352.108,3 Perkembangan rata-rata Sumber: Data BPS (Balai Pusat Statistik: expor)



I-7

BAB I Pendahuluan

Grafik I.3 kebutuhan eksport asam oksalat di Indonesia y = -3,965x+8881 x = 2012 y = 903,42 ton/tahun Tabel I.4 Data Konsumsi Asam Oksalat di Indonesia Kebutuhan asam Perkembangan Tahun oksalat (ton/ (%) tahun) 2000 2.947 2001 49,092 -0,98 2002 27,022 -0,45 2003 1.140,09 41.19 2004 610,17 -0,46 2005 10.265,51 15,82 2006 9.750,96 -0,05 Perkembangan 3.541,406 7,86 rata-rata



I-8

BAB I Pendahuluan

Grafik I.4 konsumsi asam oksalat di Indonesia Y=1479x-3E+06 X= 2012 Y= -24.252 Table 1.5 Data Produksi Asam oksalat di Indonesia Kebutuhan asam Perkembangan Tahun oksalat (ton/ tahun) (%) 2000 41,325 2001 49,092 32,09 2002 27,022 -44,95 2003 -100 2004 610,170 2005 7.687 1.159,8 2006 7.980 3,81 Perkembangan 2.732,435 174,958 rata-rata Sumber: Data BPS (Balai Pusat Statistik: produksi)



I-9

BAB I Pendahuluan

Grafik I.5 produksi asam oksalat di Indonesia y = 1417x-3E+06 x = 2012 y = -148996 ton/tahun Garis linear yang ditunjukkan pada grafik import asam oksalat mengalami penurunan, ini menandakan bahwa secara keseluruhan kebutuhan asam oksalat untuk import semakin kecil. Hal ini dikarenakan perusahaan perusahaan penghasil asam oksalat lebih terpaku pada konsumen luar negeri yang lebih menjanjikan. Selain itu, hal ini dipacu karena kondisi perekonomian dunia dan dalam negeri seperti nilai tukar Rupiah terhadap mata uang asing, tingkat inflasi, suku bunga, dan sebagainya serta adanya perubahan peraturan yang dilakukan oleh pemerintah sebagai akibat dari negara maju yang terus mengurangi ekspor dari negara maju lain yang menawarkan harga murah. Sehingga produksi asam oksalat di indonesia lebih konsentrasi untuk memenuhi kebutuhan dunia. Untuk data eksport asam oksalat diperoleh garis lurus dengan persamaan y = 298,6x-59697 .



I-10

BAB I Pendahuluan Impor tahun 2012 Produksi yang ada pada tahunINDONESI

Konsumsi tahun 2012

Ekspor tahun 2012 Dari keterangan di atas dapat diperoleh kebutuhan nasional pada tahun 2012 sebesar : Kebutuhan konsumen = (Impor + Kapasitas produksi yang sudah ada) Ekspor Kebutuhan konsumen = 245.363,78 ton/tahun Pabrik didirikan untuk memenuhi 2 % kebutuhan konsumen, sehingga : Kapasitas pabrik = 5.000 ton/tahun Dengan kapasitas yang ada, dapat ditentukan volume reaktor, perhitungan neraca massa, neraca panas dan lain-lain. Untuk menetukan kapasitas pabrik diperlukan data-data produksi dan pemakaian bahan, yang bisa diperoleh dari data Biro Pusat Statistik (BPS). Dari data tersebut pabrik kami merencanakan akan memenuhi 2% dari seluruh kebutuhan asam oksalat nasional. Kapasitas pabrik asam oksalat dari pati tepung biji sorgum ini direncanakan sebesar 5.000 ton /tahun. Karena diperkirakan kebutuhan konsumsi asam oksalat pada tahun akan meningkatkan mencapai 24.252 ton/tahunnya. Masa konstruksi pabrik asam oksalat ini direncanakan memakan waktu tiga tahun, sehingga direncanakan pabrik ini akan mulai berproduksi pada tahun 2012. Faktor-Faktor Pokok Penentu Pemilihan Lokasi Industri(Ekonomi Manajemen, 2006):

-

Letak dari sumber bahan mentah untuk produksi Letak dari pasar konsumenProgram Studi DIII Teknik Kimia FTI-ITS Surabaya


I-11

BAB I Pendahuluan Ketersediaan tenaga kerja Ketersediaan pengangkutan atau transportasi Ketersediaan energi Areal yang berpotensi untuk pengembangan sorgum di Indonesia sangat luas, meliputi daerah beriklim kering atau musim hujannya pendek serta tanah yang kurang subur. Daerah penghasil sorgum dengan pola pengusahaan tradisional adalah Jawa Tengah (Purwodadi, Pati, Demak, Wonogiri), Daerah Istimewa Yogyakarta (Gunung Kidul, Kulon Progo), Jawa Timur (Lamongan, Bojonegoro, Tuban, Probolinggo), dan sebagian Nusa Tenggara Barat dan Nusa Tenggara Timur. Di lahan tegal dan sawah tadah hujan, sorgum ditanam sebagai tanaman sisipan atau tumpang sari dengan padi gogo, kedelai, kacang tanah atau tembakau, sehingga luas tanaman sorgum yang sesungguhnya agak sulit diukur. Demikian juga di lahan sawah, sorgum sering ditanam secara monokultur pada musim kemarau, namun sejak awal tahun 1980-an tanaman ini terdesak oleh tanaman lain, seperti jagung, kedelai, tebu, semangka, dan mentimun. Rata-rata luas tanam dan produktivitas sorgum pada beberapa daerah sentra produksi sorgum di Indonesia cukup bervariasi, variasi tersebut disebabkan oleh perbedaan agroekologi serta teknologi budi daya yang diterapkan oleh petani, terutama varietas dan pupuk. Pengusahaan sorgum terbesar di Indonesia terdapat di Jawa Tengah, disusul oleh Jawa Timur, DI Yogyakarta, serta NTB dan NTT.(Sirappa,M.P.,Prospek Pengembangan Sorgum di Indonesia sebagai Komoditas Alternatif untuk Pangan, Pakan, dan Industri edisi 22, volume 4, 2004, hal 133)

-



I-12

BAB I Pendahuluan Tabel I.6 Rata rata luas tanam dan produktivitas sorgum di beberapa daerah sentra sorgum di IndonesiaLuas tanam Produksi (t) (ha) Jawa Tengah 15.309 17.350 Jawa Timur 5.963 10.522 DI Yogyakarta 1.813 670 Nusa Tenggara Barat 30 54 Nusa Tenggara Timur 26 39

Tempat / tahun

Produktivitas (t/ha) 1,13 1,76 0,37 1,80 1,50

Dari faktor faktor penentu lokasi pabrik diatas, perancangan pabrik asam oksalat dari tepung biji sorgum ini memilih lokasi pabrik berdasarkan letak dari sumber bahan baku untuk produksi. Lebih tepatnya pabrik ini direncanakan berlokasi di daerah purwadadi, Jawa tengah. Hal ini disebabkan purwadadi memiliki tata tanam yang sistematis dan terstruktur untuk pertanian sorgum. Selain itu purwadadi merupakan salah satu kota yang cukup strategis dalam hal pemasaran dan transportasi. Perusahaan yang didirikan di lokasi mendekati bahan baku biasanya memiliki keuntungan biaya operasional yang lebih ringan serta dukungan pemerintah daerah setempat.(kominfoJatim, 2009).

I.2 Dasar Teori Sorgum (Sorghum bicolor L.) merupakan salah satu jenis tanaman serealia yang mempunyai potensi besar untuk dikembangkan di Indonesia karena mempunyai daerah adaptasi yang luas. Pada biji sorgum, diantara kulit biji dan daging biji dilapisi oleh lapisan testa dan aleuron, Lapisan testa termasuk pada bagian kulit biji, dan lapisan aleuron termasuk pada bagian dari daging biji, jaringan kulit biji terikat erat oleh daging biji, melalui lapisan tipis yang disebut lapisan semen. Pada prows penggilingan, ikatan kulit biji dengan daging biji ini sulitPabrik Asam Oksalat dari Tepung Biji Sorgum dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat Program Studi DIII Teknik Kimia FTI-ITS Surabaya

I-13

BAB I Pendahuluan dipisahkan. Komposisi bagian biji sorgum terdiri dari kulit luar 8%, lembaga 10% dan daging biji 82%. (Laimeheriwa, Jantje, Teknologi Budidaya Sorgum, Departemen Pertanian Balai Informasi Pertanian Provinsi Irian Jaya, 1990)

Gambar I.1 Penampang Biji Sorgum

Pada umumnya biji sorgum berbentuk bulat pair fang dengan ukuran biji kira -kira 4 x 2,5 x 3,5 mm. Berat biji bervariasi antara 8 mg - 50 mg, rata-rata berat 28 mg. Berdasarkan ukurannya sorgum dibagi atas: - sorgum biji kecil (8 - 10 mg) - sorgum biji sedang ( 1 2 - 24 mg) - sorgum biji besar (25-35 mg) Kulit biji ada yang berwarna putih, merah atau cokelat. Sorgum putih disebut sorgum kafir dan yang ber-warna merah/cokelat biasanya termasuk varietas Feterita. Warna biji ini merupakan salah satu kriteria menentukan kegunaannya. Varietas yang berwarna lebih terang akan menghasilkan tepung yang lebih putih dan tepung ini cocok untuk digunakan sebagai makanan lunak, roti dan lain-lainnya. Sedangkan varietas yang berwarna gelap akan menghasilkan tepung yang berwarna gelap dan rasanya lebih pahit. Tepung jenis ini cocok untuk bahan dasar pembuatan minuman. Untuk memperbaiki warna biji ini, biasanya digunakan larutan asam tamarand atau bekas cucianPabrik Asam Oksalat dari Tepung Biji Sorgum dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat Program Studi DIII Teknik Kimia FTI-ITS Surabaya

I-14

BAB I Pendahuluan beras yang telah difermentasikan dan kemudian digiling menjadi pasta tepung. (Laimeheriwa, Jantje, Teknologi BudidayaSorgum, Departemen Pertanian Balai Informasi Pertanian Provinsi Irian Jaya, 1990)

Biji sorgum mengandung gizi yang tidak lebih rendah dari kandungan tanaman serealia lainnya. kandungan kimianya biji sorgum (utuh) dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar I.2 Kandungan Nutrisi Sorgum Penggilingan sorgum dengan menggunakan alat penyosoh beras mengakibatkan masih banyak lembaga yang tertinggal pada endosperm. Hal ini ditandai oleh kandungan lemak dalam biji sorgum giling yang masih relatif tinggi yaitu sekitar 1-2.7 %. Oleh karma itu dalam prows penggilingan harus diusahakan agar lemak dalam biji sorgum yang telah dikuliti menjadi rendah yaitu dibawah 1 % dengan demikian tepung sorgum yang dihasilkan akan lebih tahan lama. Lemak dalam biji sorgum sangat berguna bagi hewan dan manusia. akan tetapi dapat menyebabkan bau yang tidak enak dan tengik dalam produk bahan pangan. (Laimeheriwa, Jantje, Teknologi BudidayaSorgum, Departemen Pertanian Balai Informasi Pertanian Provinsi Irian Jaya, 1990)

Sorgum relatif lebih dapat beradaptasi pada kisaran kondisi ekologi yang luas dan dapat berproduksi pada kondisiPabrik Asam Oksalat dari Tepung Biji Sorgum dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat Program Studi DIII Teknik Kimia FTI-ITS Surabaya

I-15

BAB I Pendahuluan yang kurang sesuai bila dibandingkan dengan tanaman sereal yang lainnya. Yang terutama adalah sorgum sangat sesuai di negeri-negeri yang panas dan hangat. Sorgum dapat bertoleransi pada keadaan yang panas dan kering, tetapi juga dapat tumbuh pada daerah yang bercurah hujan tinggi atau tempat-tempat yang bergenang. Keadaan lingkungan yang optimum untuk pertumbuhan sorgum adalah sebagai berikut: Dengan penyebaran hujan yang teratur terutama pada saat tanaman berumur 4 - 5 minggu yaitu pada saat perkembangan perakaran sampai pada akhir pertumbuhan vegetatifnya, namun bila dibandingkan dengan tanaman sereal lainnya, sorgum tergolong tahan terhadap kekeringan. (Laimeheriwa, Jantje, TeknologiBudidaya Sorgum, Departemen Pertanian Balai Informasi Pertanian Provinsi Irian Jaya, 1990)

Sorgum dapat bertoleransi pada kisaran kondisi tanah yang luas. Tanaman ini dapat tumbuh baik pada tanah-tanah berat yang kering. Sorgum juga dapat tumbuh pada tanah-tanah berpasir. la dapat tumbuh pada pH tanah berkisar 5,0 - 5,5 dan lebih bertoleransi terhadap salin (garam) pada tanah dari pada jagung. Tanaman sorgum dapat berproduksi pada tanah yang terlalu kritis bagi tanaman lainnya. (Laimeheriwa, Jantje, Teknologi Budidaya Sorgum, Departemen Pertanian Balai Informasi Pertanian Provinsi Irian Jaya, 1990)

Sorgum biasanya ditanam melalui biji. Akan tetapi juga dapat diperbanyak dengan stek batang, jika mau harus dengan memunculkan premordia akar pada buku. (Laimeheriwa,Jantje, Teknologi Budidaya Sorgum, Departemen Pertanian Balai Informasi Pertanian Provinsi Irian Jaya, 1990)

Teknologi pengolahan produk setengah jadi dari sorgum yang diperlukan industri pengolahan lanjutan telah banyak dihasilkan. Teknologi ini mencakup teknik pembuatan beras sorgum, tepung, dan ekstraksi pati. Pengolahan sorgum menjadi tepung lebih dianjurkan dibanding produk setengah jadi lainnya, karena tepung lebih tahan disimpan, mudah dicampurkan (komposit), dapat diperkaya dengan zat gizi (fortifikasi), dan lebih cepat dimasak sesuai dengan tuntutanPabrik Asam Oksalat dari Tepung Biji Sorgum dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat Program Studi DIII Teknik Kimia FTI-ITS Surabaya

I-16

BAB I Pendahuluan kehidupan modern yang serba praktis. Pembuatan biji sorgum hamper sama dengan tepung beras. Bahan direndam dalam air agar cukup lunak, ditiriskan, digiling, diayak kemudian dikeringkan. Beras sorgum adalah biji sorgum lepas kulit sebagai hasil penyosohan atau penggilingan sehingga diperoleh sorgum giling, secara tradisional, penggilingan dilakukan dengan membasahi biji sorgum dengn air kemudian ditumbuk untuk menghilangkan kulit bijinya. Namun, cara ini menghasilkan banyak biji sorgum hancur dan waktu prosesnya tidak efisian. Untuk menghatasi masal ini telah tersedia teknologi pengolahan dengan menggunakan alat atau mesin (alsin) penyosoh hasil rancang bangun penelitian tanaman serealis (lando et al. 1995). Alsin tersebut mempunyai silinder batu gurinda dan alat penepung. (Laimeheriwa, Jantje, TeknologiBudidaya Sorgum, Departemen Pertanian Balai Informasi Pertanian Provinsi Irian Jaya, 1990)

Kandungan tannin dalam biji sorgum dapat dihilangkan melalui penyosohan. Kandungan tannin biji sorgum menurun drastis setelah penyosohan, namun bagian protein ikut terbawa akibat bagian endosperm yang dekat dengan aleuron banyak yang terkikis. Penurunan kadar tannin relativ tinggi pada keempat variates atau galur yang diuji. (Laimeheriwa, Jantje, Teknologi Budidaya Sorgum, Departemen Pertanian Balai Informasi Pertanian Provinsi Irian Jaya, 1990)

Asam oksalat HO2CCO2H atau ethanedioic acid mempunyai berat molekul 90,04 adalah asam dikarboksilat yang paling sederhana, bentuknya yang anhidrat tidak berbau, hygroskopis, berwarna putih sampai tidak berwarna, asam oksalat terdiri dari dua bentuk polymorphic the rombic or bentuk alfa dan the monoclinic atau bentuk beta, sublimasi dari monoclinic dehydrate memberikan bentuk monoclinic Kristal, kristalisasi dari sebuah solvent asam asetat memberikan rhombic struktur, rombic atau piramidal Kristal mempunyai panas stabil pada suhu ruangan , tetapi bentuk mono klinic sedikit stabil. (Mark, Herman F., et al., Kirk-Othmer EncyclopediaPabrik Asam Oksalat dari Tepung Biji Sorgum dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat Program Studi DIII Teknik Kimia FTI-ITS Surabaya

I-17

BAB I Pendahuluanof Chemical Technology, Vol. 15-16, 3rd, John Willey & Sons, Inc., Canada, 1983.p 618)

Rombic mempunyai titik leleh dan densitas yang sedikit lebih tinggi dari pada bentuk monoclinic, asam oksalat tersedia secara komersial dalam bentuk padatan dihidrate C2H2O4.2H2O dengan berat molekul 126,07 bentuk produk yang komersial terdiri dari putih, tidak berwarna dengan bentuk monoclinic prisma atau butiran yang memiliki 71,42% berat anhidrat dan 28,58% berat air, asam dihidrate terbentuk dalam poly etilhylene-lined paper bags dan fiber drums, asam oksalat dihidrate disimpan dalam area yang dingin pada suhu 50-70% relative humidity untuk menghindari penggumpalan. (Mark,Herman F., et al., Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 15-16, 3rd, John Willey & Sons, Inc., Canada, 1983.,p 618)

Asam oksalat terdistribusi secara luas dalam bentuk garam potassium dan kalsium yang terdapat pada daun, akar dan rhizome dari berbagai macam tanaman. Asam oksalat juga terdapat pada air kencing manusia dan hewan dalam bentuk garam kalsium yang merupakan senyawa terbesar dalam ginjal. Makanan yang banyak mengandung asam oksalat adalah coklat, kopi, strawberry, kacang, bayam. (Mark, Herman F., et al., KirkOthmer Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 15-16, 3rd, John Willey & Sons, Inc., Canada, 1983.p 618)

Asam oksalat kering dibungkus dalam bungkus poliethilene, tas multi dinding dan ong berserat, ini dilakukan agar terbungkus dalam keadaan dingin, tempat kering pada 50 70% rh (relative humidity). Asam oksalat hangat akan kehilangan airnya selama kristalisasi, pada kondensasi menyebabkan gumpalan dan pengerasan pada produk. Untuk penyimpanan larutan asam oksalat, pemilihan bahan konstruksi bergantung pada konsentrasi larutan dan temperatur yang mempengaruhi. Fiberglass plastik kuat biasa digunakan dan disarankan untuk penyimpanan pada temperatur yang ditetapkan oleh pabrik. Untuk operasi pada temperatur yang lebih tinggi. 70 % berat 30 % berat dan 90 % berat 10 % berat cuproPabrik Asam Oksalat dari Tepung Biji Sorgum dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat Program Studi DIII Teknik Kimia FTI-ITS Surabaya

I-18

BAB I Pendahuluan nikel. Haveg 41, kaca, grafit tahan air, periuk belanga, zirconium, tantalum dan metal metal berharga memuaskan. Bahan yang sesuai untuk perpipaan dan valve termasul poly(vinyl chloride), Saran, Alloy 20, Haveg 41 dan kaca. Pompa biasanya dibuat dari Alloy 20. Asam oksalat tidak mudah terbakar tetapi komposisi dari produknya seperti asam format dan karbon monoxida dapat menimbulkan bahaya kebakaran. Tindakan pencegahan harus diambil untuk melawan kemungkinan kebakaran. Asam oksalat tidak diatur dalam DOT. Asam oksalat dan larutannya dalah korosif dan beracun. Debu asam oksalat dan kabutnya dapat menyebabkan iritasi, khuhusnya dibawah kontak yang lama. Personel yang menangani asam oksalat kristal dan larutannya harus menggunakan sarung tangan plastik, aprons, sepatu boot, dan kacamata debu. Ventilasi yang cukup juga harus disediakan dalam area dimana terdapat debu asap dari asam oksalat. NIOSH diakui sebagai alat pernapasan yang dapat dipakai ketika konsentrasi dari asam oksalat di udara melebihi konsentrasi udara yang diijinkan dari 1mg/m3. Ingestion dari asam oksalat dan garam garamnya dapat menyebabkan kematian. Jika Ingestion telah terjadi, cairan larutan dari bahan kalsium atau magnesium seperti susu dari magnesia, kalsium laktat, kalsium gluconat, dan susu harus diatur (29-30). Tindakan pencegahan harus diambil untuk mencegah kontaminasi pada makanan karena asam oksalat. Makanan tidak dibolehkan ada dalam ruang kerja asam oksalat, atau asam oksalat juga tidak boleh dikirimkan adjaoent pada makanan yang mengandung zat kimia. Para pekerja yang menangani asam oksalat harus mencuci tangan dan wajah mereka secara keseluruhan sebelum makan dan merokok. Ada 4 macam teknologi yang telah dikembangkan untuk sintesis asam oksalat secara komersial, yaitu: peleburan selulosa oleh alkali, oksidasi asam nitrat, hasil samping selama fermentasi karbohidrat atau gula, dan sintesis dari sodium format, hanya oksidasi asam nitrat yang digunakan sekarang ini.Pabrik Asam Oksalat dari Tepung Biji Sorgum dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat Program Studi DIII Teknik Kimia FTI-ITS Surabaya

I-19

BAB I Pendahuluan Cara yang lain tidak terpakai dan atau tidak ekonomis. Karbohidrat dihidrolisis terlebih dahulu untuk mendapatkan glukosa dengan reaksi sebagai berikut: (C6H10O5)n + n H2O nC6H12O6 Reaksi yang terjadi pada proses oksidasi HNO3 dari glukosa menjadi asam oksalat adalah sebagai berikut :V2O5/Fe3+

C6H12O6 + 12 HNO3 Glukosa

3 C2H2O4. + 6H2O + 6NO Asam Oksalat Dihidrat

(Mark, Herman F., et al., Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 15-16, 3rd, John Willey & Sons, Inc., Canada, 1983.,p 623)

Proses pembuatan asam oksalat dapat dilakukan dengan berbagai macam cara. Jenis proses yang digunakan di dalam industry antara lain adalah: - Peleburan selulosa dengan alkali, dimana selulosa yang terdapat dalam bahan baku berserat dilebur dengan NaOH dengan perbandingan 1:3 pada suhu 200oC. asam oksalat yang dihasilkan mempunyai kemurnian 99%. Yield pada proses peleburan selulosa dengan alkali adalah 42%. - Sintetis sodium formiat menjadi asam oksalat, cara yang dilakukan adalah dengan menaikkan suhu sodium formiat sampai 400oC di dalam reaktor. Yield asam oksalat yang diperoleh adalah 80-90%. Kemurnian asam oksalat adalah 9798%. - Proses fermentasi glukosa menjadi asam sitrat, menghasilkan asam oksalat sebagai hasil samping. Produk yang diperoleh sangat sedikit. - Oksidasi glukosa dengan asam nitrat, glukosa yang diperoleh dari hidrolisa pati / starch direaksikan dengan asan nitrat dengan menggunakan katalis Fe2(SO4)3. Asam oksalat yang dihasilkan mempunyai kemurnian 99%. Dan yield pada proses ini adalah 60 -70%.



I-20

BAB I Pendahuluan I.3 Kegunaan Berikut ini beberapa kegunaan asam oksalat dalam dunia industri : Metal Treatment Asam oksalat digunakan pada industri logam untuk menghilangkan kotoran-kotoran yang menempel pada permukaan logam yang akan di cat. Hal ini dilakukan karena kotoran tersebut dapat menimbulkan korosi pada permukaan logam setelah proses pengecatan selesai dilakukan. Oxalate Coatings Pelapisan oksalat telah digunakan secara umum, karena asam oksalat dapat digunakan untuk melapisi logam stainless stell, nickel alloy, kromium dan titanium. Sedangkan lapisan lain seperti phosphate tidak dapat bertahan lama apabila dibandingkan dengan menggunakan pelapisan oksalat. Anodizing Proses pengembangan asam oksalat dikembangkan di Jepang dan dikenal lebih jauh di Jerman. Pelapisan asam oksalat menghasilkan tebal lebih dari 60 m dapat diperoleh tanpa menggunakan teknik khusus. Pelapisannya bersifat keras, abrasi dan tahan terhadap korosi dan cukup atraktif warnanya sehingga tidak diperlukan pewarnaan. Tetapi bagaimanapun juga proses asam oksalat lebih mahal apabila dengan dibandingkan dengan proses asam sulfat. Metal Cleaning Asam oksalat adalah senyawa pembersih yang digunakan untuk automotive radiator, boiler, railroad cars dan kontaminan radioaktif untuk plant reaktor pada proses pembakaran. Dalam membersihkan logam besi dan non besi asam oksalat menghasilkan kontrol pH sebagai indikator yang baik. Banyak industri yang mengaplikasikan cara ini berdasarkan sifatnya dan keasamannya. Textiles Asam oksalat banyak digunakan untuk membersihan tenun dan zat warna. Dalam pencucian, asam oksalat digunakanPabrik Asam Oksalat dari Tepung Biji Sorgum dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat Program Studi DIII Teknik Kimia FTI-ITS Surabaya

I-21

BAB I Pendahuluan sebagai zat asam, kunci penetralan alkali dan melarutkan besi pada pewarnaan tenun pada suhu pencucian, selain itu juga asam oksalat juga digunakan untuk membunuh bakteri yang ada didalam kain. Dyeing Asam oksalat dan garamnya juga digunakan untuk pewarnaan wool. Asam oksalat sebagai agen pengatur mordan kromium florida. Mordan yang terdiri dari 4% kromium florida dan 2% berat asam oksalat. Wool di didihkan dalam waktu 1 jam. Kromic oksida pada wool diangkat dari pewarnaan. Ammonium oksalat juga digunakan sebagai pencetakan Vigoreus pada wool, dan juga terdiri dari mordan (zat kimia) pewarna. (Mark, HermanF., et al., Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 15-16, 3rd, John Willey & Sons, Inc., Canada, 1983.,p 630-633)

I.4 Sifat Fisika dan Kimia Bahan baku utama yang digunakan adalah tepung biji sorgum, dengan bahan pendukung Asam Nitrat. Sedangkan produk utama adalah Asam Oksalat (C2H2O4) dengan produk samping (by product) adalah Ampas yang mengandung Nitrit (NO2) dan Air (H2O). I.4.1 Bahan Baku Utama Tepung biji sorgum Sifat Fisika - Ukuran : 100 mesh - Warna : putih - Kelarutan : tidak larut dalam air - Wujud : berbentuk bubuk putih - Rasa : tawar



I-22

BAB I Pendahuluan I.4.2 Bahan Baku Pendukung 1. Asam Nitrat (HNO3) Sifat Fisika - Larutan tak berwarna - Kelarutan dalam air : larut sempurna - HNO3 65 % : - Panas pembentukan : 2503 cal/mol - Panas penguapan (20oC) : 9426 cal/mol - Kapasitas panas (27oC) : 28,24 cal/mol - Densitas pada suhu 20oC : 1,14 gr/cm3 - Berat molekul : 63 gr/mol - Titik leleh : -41,8oC : 120,5oC - Titik didih pada 1 atm Sifat Kimia - Sebagai asam Merupakan asam kuat berbasa satu dan dapat bereaksi langsung dengan alkali, oksida-oksida dan bahan dasar lain membentuk garam. - Sebagai zat pengoksidasi Merupakan oksidator kuat. Reaksi antara asam nitrat dengan zat pereduksi akan menghasilkan NO2 dan NO. 2. Asam Sulfat (H2SO4) Sifat Fisika : - Tidak berwarna pada temperatur kamar dan dapat bercampur baik dengan air. - Larut dalam air.( Donald F. Othmer, Carl, H..Gamer, and Joseph. J. Jacobs,.Jr, Oxalic Acid from Sawdust , IEC , vol 34, 1942 )

-

Sangat korosif Berat molekul : 98.08 gr/mol Spesific gravity 1.839 referensi pada air suhu 15,5 oC. : 10,49 oC. Titik lelehnya adalah Titik didihnya adalah : 340 oC Panas larutan : -22,99 kcal/grmol Panas pembentukan : -199,91 kcal/grmolProgram Studi DIII Teknik Kimia FTI-ITS Surabaya


I-23

BAB I Pendahuluan Sifat Kimia : - Bereaksi dengan semua logam dan membebaskan hidrogen kecuali Al, Cr, Bi yang pada keadaan biasa tidak bereaksi. - Dapat mengoksidasi beberapa unsur non metal seperti karbon dan sulfur. - Jika direaksiakan dengan asam hidrobromine dan hidroiodine akan menghasilkan bromine iodine. 3. Glukosa (C6H12O6) Sifat Fisika - Larut dalam air yang dingin dan pada semua temperature(Ram Brian, LAL Mathur, Text Book of Sugar Cane Technology, Univ. New Delhi, 1975)

- Cp 0.275 gcal/gr pada suhu 20oC - Pada suhu 20oC heat capacitynya 0.3 cal/goC - Berat molekul : 180,16 gram/mol - Titik didihnya : 146oC - Spesific gravity : 1.05840 Sifat Kimia - Oksidasi Glukosa dapat dioksidasi oleh silver atau ion Cupper dengan produk silver mirror dengan mudah kemudian terbentuk diammonical silver nitrit. Terjadinya lapisan endapan dari asam caprous merupakan hasil dari reaksi dengan fehling atau larutan benedict. Larutan alkali dari glukosa sangat mudah dioksidasi dalam oksigen atmosfer atau oksidasi yang kuat lagi sehingga larutan benedict tidak hanya mengenai atom aldehyde carbon tetapi juga atom karbon lain. - Reduksi Reaksi elektrolit dari glukosa menghasilkan asam oksalat dan mannitol.(Ram Brian, LAL Mathur, Text Book of Sugar Cane Technology, Univ. New Delhi, 1975)



I-24

BAB I Pendahuluan 4. Fe2(SO4)3 atau Ferric sulfat Sifat Fisika - Produk komersial mengandung 20 % air (berwarna kuning) - Larut dalam alkohol - Tidak larut dalam aceton - Sedikit larut dalam air - Heat capacity 66.2 gcal/gr pada suhu 273 sampai 373 oK - Berat moleku : 388.88 gr/mol - Densitas pada 180C 3.097 I.5 Produk I.5.1 Produk Utama Bentuk asam oksalat secara umum Rombic(alfa) Monoclinic (beta) Piramida kristal Monoclinic kristal Bentuk 189,5 182 Titik leleh (oC) 1.900 1.895 Densitas (gr/cm3) 1.540 Index reaktive Stabil pada suhu Kurang stabil pada Kestabilan ruangan suhu ruangan suhu (matastabil) Produk komersial Dalam bentuk padatan dehidrat Berat mol 126,07 Putih hampir tidak berwarna Bentuk monoclinic prisma (butiran) Memiliki kandungan 71,42% berat anhidrat dan 25,8% berat air - Disimpan dalam area yang dingin50-70% relativ humidity untuk menghindari penggumpalan -



I-25

BAB I Pendahuluan Asam Oksalat ada 2 jenis yaitu: Asam oksalat anhidrat (C2H2O4) Sifat fisika asam oksalat anhidrat (C2H2O4) - Berbentuk kristal monoclinic / bubuk putih - Tidak berwarna dan tidak berbau - Titik didih sublimasi :100 oC - Titik leleh : 186-187oC - Densitas : 1.897 g/cm3 - Panas pembakaran (E) pada 25oC : 245,61 kJ/mol - Panas pembentukan standart (Hf) pada 25oC :826,61 kJ/mol - Berat molekul : 90.04 - Asam oksalat dengan glycerol akan membentuk allyl alkohol. - Asam oksalat anhidrat menyublim pada suhu 150oC tetapi jika dipanaskan lagi akan terdekomposisi menjadi karbondioksida dan asam formiat. - Jika asam oksalat dipanaskan dengan penambahan asam sulfat akan menghasilkan karbon monoksida, karbondioksida dan H2O[13]. Asam oksalat dihidrat (C2H2O4.2H2O) Sifat fisika asam oksalat dihidrat (C2H2O4.2H2O) Berbentuk prisma monoclinic Tidak berwarna dans tidak berbau Titik leleh :101,5 oC Densitas : 1,653 g/cm3 Panas pembentukan standart (Hf) pada 18oC : 1422 kJ/mol Memiliki kandungan 71,42% berat anhidrat dan 25,8% berat air Berat molekul : 126,07 Cp pada suhu 50oC adalah 0.385 Cp pada suhu 100oC adalah 0.416 Larut dalam air (10 gr per 100ml pada 20, 120gr per 100ml pada 100)Pabrik Asam Oksalat dari Tepung Biji Sorgum dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat Program Studi DIII Teknik Kimia FTI-ITS Surabaya

I-26

BAB I Pendahuluan Larut dalam alkohol (24 gr per 100 ml pada 15) Larut dalam eter (1,3 gr per 100 ml pada 15) Tidak larut dalam benzene, cloroform dan pceroleum eter.

I.5.2 Produk Samping (by product) Produk samping yang dihasilkan adalah : 1. Nitrogen Oxide (NO) Sifat fisika Spesifik volum 13 cuft/lb B.P 1 atm -151,7oC Cp pada 15 oC adalah 0.2328 cal/gr oC( Donald F. Othmer, Carl, H..Gamer, and Joseph. J. Jacobs,.Jr, Oxalic Acid from Sawdust , IEC , vol 34, 1942 )

2. Air (H2O) Sifat fisika Tidak Berwarna Tidak Berbau Tidak Berasa Berat molekul : 18,015 g/gmol Berat Jenis : 1 g/cm3 (4 oC ) Titik Beku : 0 oC Titik Didih : 100 oC Specifik panas : 1 cal /g



its-nondegree-13723-2307030084-chapter1

Documents