its-nondegree-9381-2304030044-chapter1

BAB I PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang I.1.1 Sejarah Kalsium laktat merupakan salah satu bentuk garam yang berasal dari asam laktat yang banyak digunakan sebagai bahan baku berbagai industri. Proses untuk produksi kalsium laktat putih telah dikembangkan oleh Daly, Walsh, dan Nedle. Ciri – ciri khusus dari proses ini adalah penggunaan susu denaturasi sebagai nutrien dan kecepatan pengeringan dari produksi kalsium laktat. Secara komersil produksi kalsium laktat dari bahan whey baru dimulai pada tahun 1881, ketika CE. Avery untuk pertama kali mendirikan pabrik asam laktat dan kalsium laktat di Littlecowa, Mossachuset. Proses pembuatan dari kalsium laktat dikenal dengan dua cara yaitu dengan cara kimia dan fermentasi. Proses pembuatan secara kimia lebih dulu ditemukan oleh Reix Blondeau pada tahun 1947 dengan menggunakan bakteri Lactobacillus dari bahan Whey. Tetapi Lister mengidentifikasi bahwa Streptococcus lactis merupakan spesies yang mampu memproduksi asam yang berguna sebagai bahan baku susu. Tetapi Streptococcus lactis hanya mampu hidup secara relatif pada suhu rendah sekitar 30oC, yaitu pada suhu di mana organisme lain mampu hidup.

Pada waktu yang sama Delbruck menemukan bahwa fermentasi dapat terjadi pada suhu yang tinggi. Species yang pertama kali ditemukan oleh Delbruck yang mampu beradaptasi pada suhu yang tinggi adalah Lactobacillus delbrueckii yang kemudian oleh Leichmann diberi nama Bacillus delbrueckii dan diganti namanya menjadi genus Lactobacillus oleh Beijerinck. Species ini mampu hidup dan melakukan fermentasi pada suhu sekitar 45o-50oC, dimana pada suhu ini hanya sedikit mikroorganisme yang dapat hidup. Seiring meningkatnya

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Softwarehttp://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

kebutuhan akan kalsium laktat, para ilmuwan mencari cara atau pengembangan yang lebih luas untuk memproduksi kalsium laktat. Pada tahun 1949, ditemukan proses pembuatan kalsium laktat dari bahan baku molasses (tetes) dengan cara fermentasi. (Prescott and Dunn, 1959). Oleh karena adanya pengembangan ilmu pengetahuan yang begitu pesat, maka diupayakanlah proses pembuatan kalsium laktat ini menggunakan bahan baku lainnya seperti dari corn sugar, kentang, cheese whey dll.

Sejak tahun 1998 asam laktat dan kalsium laktat diproduksi oleh 2 produsen yaitu Clinton Corn Production dan Monsant Production. Pada tahun 2001 telah dikembangkan berbagai produk asam laktat dan kalsium laktat. Sejalan dengan meluasnya penggunaan kalsium laktat maka pendirian pabrik ini diharapkan dapat memenuhi kebutuhan dalam berbagai pemanfaatan dalam industri dari bahan yang mudah diperoleh dan dengan biaya yang murah sehingga dapat dihasilkan produk dengan nilai ekonomis yang lebih baik. Dari berbagai macam bahan baku yang dapat digunakan dalam proses produksi kalsium laktat, maka digunakan tetes tebu (cane molasses) sebagai bahan baku proses produksi kalsium laktat. Pemilihan ini didasarkan bahwa ketersediaan tetes tebu sebagai bahan baku sangat besar di Indonesia dan mudah didapat. Produksi tetes tebu pada 2001-2005 rata-rata mencapai 967.072.985. (BPS, 2005)

Selain itu, dibandingkan bahan baku lain yang dapat digunakan sebagai kalsium laktat, tetes tebu memiliki nilai ekonomis yang lebih baik. Hal lain yang menjadi dasar per- timbangan pemilihan tetes tebu adalah untuk memanfaatkan produk samping dari pabrik gula ini menjadi produk dengan nilai ekonomis yang lebih baik. Selama ini tetes tebu telah dimanfaatkan dalam pembuatan alkohol, MSG, pupuk, biethanol dan lain-lain.

Data import kalsium laktat yang diperoleh dari Badan Pusat Statistik menunjukkan bahwa dari lima tahun terakhir kebutuhan import mengalami kenaikan. Hal ini dikarenakan


belum adanya pabrik yang memproduksi kalsium laktat sehingga belum mampu mencukupi kebutuhan dalam negeri. Maka untuk memenuhi kebutuhan tersebut indonesia harus meng-import dari luar negeri. Pemanfaatan molasses sebagai bahan baku pembuatan kalsium laktat merupakan salah satu cara untuk mengurangi import kalsium laktat sehingga dapat meningkatkan devisa negara. Pabrik kalsium laktat ini direncanakan untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. Dimana produk nantinya diutamakan untuk memenuhi kebutuhan pasar nasional yang masih potensial (import oriented). Tabel 1.1.1 Data Import Kalsium Laktat Tahun 2003 – 2007

di Indonesia

Tahun Jumlah (kg)

2003 761.005

2004 919.475

2005 1.240.507

2006 1.383.239

2007 1.367.995

(BPS, 2007) Menghitung kebutuhan kalsium laktat :

Dari data impor diatas dapat dihitung perkiraan kapasitas pabrik yang didirikan pada tahun 2011 sebagai berikut: Konsumsi = Import + Produksi – Eksport = 1.367.995 + 0 - 0 = 1.367.995 kg/tahun Kapasitas = 80 % x konsumsi = 80 % x 1.367.995 = 3.316 kg/hari


Dikarenakan belum adanya pabrik kalsium laktat di Indonesia maka konsumsi kalsium laktat di Indonesia sama dengan import kalsium laktat. Direncanakan untuk membuat pabrik kalsium laktat baru pada tahun 2011 dengan kapasitas 80% dari konsumsi kalsium laktat di Indonesia yaitu sebesar 3.316 kg/hari. Dengan masa kerja dalam satu tahun dianggap 330 hari kerja.

Lokasi pabrik kalsium laktat direncanakan berdiri di daerah Malang, Jawa Timur, dimana di daerah ini banyak terdapat pabrik gula seperti PG Candi, PG Kebon Agung dan PG Krebet. Hal ini didasarkan bahwa latar belakang pendirian pabrik kalsium laktat adalah merupakan diversifikasi produk yang berbahan baku molasses. Selain itu juga Malang memiliki fasilitas transportasi yang cukup bagus. Sistem utilitas utama yang digunakan yaitu air sungai diperoleh dari sumber-sumber air di Malang terutama Sungai Brantas.

Tabel 1.1.2 Data Produksi Tetes Tahun 2003 – 2007 di Jawatimur

Tahun Produksi Tetes (kg)

2001 563.372.936 2002 686.061.639 2003 1.802.997.569 2004 1.049.620.576 2005 733.312.204

(BPS, 2005) I.2 Dasar Teori

Tanaman tebu merupakan bahan utama bagi pabrik gula. Tebu cocok ditanam dibeberapa daerah di Indonesia karena daerah tersebut memenuhi kriteria yang diperlukan tebu untuk mendapatkan pertumbuhan yang baik, karena daerahnya tropis, mempunyai curah hujan yang cukup dan terkena sinar matahari yang cukup pula. Tanaman ini termasuk jenis rumput-rumputan. Tanaman tebu memiliki waktu pertumbuhan selama 12 hingga 18


bulan di iklim tropis dan biasanya dipanen pada bulan Januari hingga Agustus. Tebu sebagai bahan baku produksi gula dipanen hanya pada bulan kemarau dimana konsentrasi gula di dalam tebu lebih besar. Oleh karena itu pabrik gula hanya beroperasi pada bulan kemarau. Pada saat tidak beroperasi, pabrik dimaintenance untuk mengentisapasi segala kerusakan yang mungkin terjadi. Di Indonesia tebu banyak dibudidayakan di pulau Jawa dan Sumatra. Di dalam klasifikasi tumbuh – tumbuhan, tanaman tebu termasuk :

¬ suku : graminae (rumput – rumputan) ¬ famili : Bear grassen ¬ golongan : saccharum / saccharus ¬ species : saccarum officinarum

Tebu cocok pada daerah yang mempunyai ketinggian tanah 1 sampai 1300 meter di atas permukaan laut. Di Indonesia terdapat beberapa jenis tebu, di antaranya tebu (Cirebon) hitam, tebu kasur, POJ 100, POJ 2364, EK 28, POJ 2878. Setiap jenis tebu memiliki ukuran batang serta warna yang berlainan. Tebu termasuk tumbuhan berbiji tunggal. Tinggi turnbuhan tebu berkisar 2-4 meter. Batang pohon tebu terdiri dari banyak ruas yang setiap ruasnya dibatasi oleh buku-buku sebagai tempat duduknya daun. Diameter batang 2 – 5 cm, bentuk batang kurus tinggi, dan warna batang bervariasi dari hijau ke kuning kecoklatan. Bentuk daun tebu berwujud belaian dengan pelepah. Panjang daun dapat mencapai panjang 1-2 meter dan lebar 4-8 centimeter dengan permukaan kasar dan berbulu. Bunga tebu berupa bunga majemuk yang berbentuk m,-t 1 ai di puncak sebuah poros gelagah. Sedang akarnya berbentuk serabut.

Daun tebu yang kering adalah biomassa yang mempunyai nilai kalori cukup tinggi. Ibu-ibu di pedesaan sering memakai dadhok itu sebagai bahan bakar untuk memasak; selain menghemat minyak tanah yang makin mahal, bahan bakar ini juga cepat panas. Dalam konversi energi pabrik gula, daun tebu


dan juga ampas batang tebu digunakan untuk bahan bakar boiler, yang uapnya digunakan untuk proses produksi dan pembangkit listrik. (http://id.www.litbang.deptan.go.id)

Untuk pembuatan gula, batang tebu yang sudah dipanen diperas dengan mesin pemeras (mesin press) di pabrik gula. Sesudah itu, nira atau air perasan tebu tersebut disaring, dimasak, dan diputihkan sehingga menjadi gula pasir yang kita kenal. Dari proses pembuatan tebu tersebut akan dihasilkan gula 5%, ampas tebu 90% dan sisanya berupa tetes (molasse) dan air.

Komposisi tetes tebu sebagai bahan utama pembuatan kalsium laktat adalah sebagai berikut :

Tabel 1.2.1 Komposisi Tetes Tebu

(Jonh Wiley, 1993)

Komponen Jumlah

Sukrosa 40 %

Fruktosa 12 %

Glukosa 9 %

Air 25 %

Abu 7,5 %

Crude Protein 0,5 %

Total 100 %


Gambar 1.2.1 Tetes Tebu

Molasses adalah sirup terakhir dari nira yang telah

mengalami pengolahan di pabrik gula dan telah dipisahkan gulanya melalui kristalisasi berulang sehingga sudah tidak mungkin lagi menghasilkan kristal gula dengan cara kristalisasi konvensional. Bentuknya cairan, mirip kecap dengan aroma khas dan molasses memiliki kadar gula yang masih tinggi yaitu ± 35%. Di Indonesia pabrik gula menggiling tebu hanya 6 bulan terkait dengan pasokan bahan baku. Tebu Saccharum offitinarum siap panen pada umur minimal 12 bulan. Harga beli molasses saat ini Rp700/kg. Molasses biasanya dimanfaatkan sebagai bahan baku proses fermentasi dan isolasi bahan-bahan non-gula.

Harga molasses yang sepertiga harga gula pasir merupakan potensi ekonomi yang sangat besar. Sukrosa dalam molasses tidak dapat lagi dikristalisasi secara konvensional karena adanya pengotor dan viskositas tetes tebu yang sangat tinggi. Agar molasses dapat diolah kembali menjadi sukrosa maka pengotor terbanyak dalam molasses seperti abu dan zat warna yang perlu dihilangkan. Senyawa inorganik non gula digolongkan ke dalam abu. Jumlah abu dan komposisinya pada tebu tergantung pada tanah dan kondisi cuaca. Semakin sedikit kadar abu / garam dalam nira, semakin besar perolehan gula yang didapatkan. Zat warna yang terkandung dalam molasses berasal dari: zat warna alami


tanaman, hasil dekomposisi termal, dan hasil reaksi gula pereduksi dengan zat-zat lain di dalam tetes tebu. Zat warna pada tetes tebu umumnya bersifat anionik. Zat warna dominan yang terdapat dalam molasses antara lain: material caramel (berwarna coklat kehitaman), polyphenol-iron kompleks (berwarna kuning kehijauan), dan melanoidines. (http://id.wikipedia.org/wiki/molasses) I.3 Kegunaan Kalsium Laktat Kalsium laktat banyak digunakan sebagai bahan baku pada berbagai industri serta pengadaannya didatangkan dari luar negeri (kalsium laktat) secara garis besarnya adalah sebagai berikut : Industri farmasi : sebagai obat – obatan. Industri makanan : sebagai pembangkit (baking powder) pada roti

atau makanan dan untuk keperluan minuman. Peternakan : sebagai campuran makanan ternak petelor. (Prescott and Dunn, 1959) I.4 Sifat Fisika dan Kimia I.4.1 Sifat Fisika dan Kimia Bahan Baku Utama

• Molasses Bentuk, warna : Kental, Coklat kehitaman pH : 5,3 Titik beku : ≤ -18oC Specific Gravity : 1,4 Titik Didih : 107oC Kelarutan dalam Air : Sangat larut Viscositas : 4,323 Cp

Panas Spesifik : 0,5 kkal/kg 0C Densitas : 1,47 gr/ml

I.4.2 Sifat Fisika dan Kimia Bahan Baku Pendukung

• Asam Sulfat Rumus molekul : H2SO4


Berat moleku : 98,072 Sifat : Korosif dan reaktif, tidak berwarna atau

berwarna coklat pH : 0,3 (1 N Solution) Vapor Pressure : 1 mm Hg @ 145,8 0C Boiling Point : 3400C Decomposition Temperature : 340 0C Density : 1.841 Kelarutan dalam Air : larut

• Kalsium Hidroksida Rumus molekul : Ca(OH)2 Bentuk : kristal hexagonal, tidak berbau, granular

atau serbuk Warna : putih Berat molekul : 74,1 Spesifik grafity : 2,2 Titik leleh : 580 °C. Mengabsorbsi CO2 ari udara membentuk CaCO3. Sedikit larut dalam air, glycelor, gula atau pelarut NH4Cl. Larut dalam asam dengan pemanasan.

• Diamonium Pospat Rumus molekul : (NH4)2 HPO4 Bentuk :granular atau kristal putih, hitam keabu -

abuan. Bau : tidak berbau Titik-Lebur (melting point) : 155°C. Bulk density : 1000kg/m3, tergantung pada granulometry Daya larut (solubility) dalam air : 575g/l pada suhu 10°C

• Bakteri Lactobacillus delbrueckii

Berukuran 0,5 – 0,8 x 2,0 – 9,0 mm Berbentuk batang, tongkat atau cincin Fakultatif anaerob


Homofermentatif Non spora Tumbuh pada suhu 45oC – 50oC Tumbuh pada pH 5 – 5,5

• Karbon aktif Berat molekul :12,01 Bentuk : granular / serbuk Warna : hitam Boiling point : 4200oC Melting point : lebih besar dari 3500oC Densitas : 2.25 gr/ml Tidak mudah larut dalam air Bersifat non-polar Larut dalam minyak Mudah teroksidasi pada suhu kamar Angka iod : 136 carbon dan bereaksi dengan asam

(http://www.sciencelab.co.id)

I.4.3 Sifat Fisika dan Kimia Produk I.4.3.1 Sifat Fisika dan Kimia Produk Utama

Kalsium laktat merupakan salah satu bentuk garam mempunyai rumus molekul (CH3CHOHCOO)2Ca.5H2O. Struktur formula kalsium laktat :

H OH O

⁄⁄ H C C C Ca

H H

atau,


Gambar I.4.3.1.1 Struktur formula kalsium laktat

(Othmer, Kirk, 1982)

• Kalsium Laktat Kalsium laktat merupakan garam organik dengan : Rumus molekul : (CH3CHOHCOO)2Ca.5H2O Berat molekul : 308,3 Bentuk : serbuk putih Warna : putih Bau : hampir tidak berbau Titik lebur (melting point) : 240 oC Daya larut (solubility) dalam air : 9 g/100ml pada

suhu 25 oC Sifat – sifat lain dari kalsium laktat : larut dalam air tetapi tidak larut dalam alkohol. Pada 1000C akan kehilangan 3 molekul H2O dan akan kehilangan semua molekul H2O-nya pada suhu 1250C.

Organisme yang digunakan dalam produksi kalsium

laktat dengan proses fermentasi antara lain Lactobacillus delbrueckii.


Gambar 1.4.3.1.2 Bakteri Lactobacillus delbrueckii

(http://idwikipedia.org/wiki/Lactobacillus)

I.4.3.2 Sifat Fisika dan Kimia Produk Samping • Kalsium Sulfat

Rumus molekul : CaSO4 Berat molekul : 145 Bentuk : serbuk putih Warna : putih Specific Gravity (H2O = 1) : 2.6-3.2 Titik lebur : > 120 º C pH @ 25 º C : 12 Solubility (H2O) 20°C : 0.2g/100 g solution

(http://www.sciencelab.co.id)


its-nondegree-9381-2304030044-chapter1

Documents