Pabrik Sirup Fruktosa dari Tepung Tapiokadengan Proses Hidrolisa Enzim

Disusun oleh :Dian Agustin Putri Utami

2309 030 034Niendya Zulvira Tiara Sari

2309 030 072

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA FTI-ITS

Dosen Pembimbing :

Prof. Dr. Ir. Danawati Hari Prajitno, M. PdNIP. 19510729 198603 2 001

Latar belakang

Kebutuhan gula Di Indonesia yang besar namun produktifitasnya

rendah

Indonesia impor gula

Penggunaan pemanissiklamat yang tidak baik untuk kesehatan

Tahun 2014 Indonesiadiharapkan swasembada

Gula total

Alternatif Ubi kayu Jumlah melimpah

Tapioka GlukosaFRUKTOSA

Apa itu sirup fruktosa ?

Sirup fruktosa atau yang biasa disebut highfructose syrup (HFS) merupakan salah satu jenisgula cair yang berupa campuran dari glukosa danfruktosa.• Terbuat dari bahan yang mengandung pati• Kegunaan :

Bahan pemanis makanan dan minuman

Mengapa Fruktosa?• Sifat fruktosa yang mempunyai kadar kemanisan 120-

180% dari gula sukrosa.• Fruktosa selain memberikan rasa manis alami, juga

memberikan resiko kesehatan yang relatif rendah.• Bila dibandingkan dengan industri gula lainnya

prospek sirup fruktosa lebih baik, karena dari segipenjualan, sirup fruktosa bisa mengikuti perubahanharga gula pasir.

Mengapa Tepung Tapioka ?

• Beberapa hal yang mendasari pemilihan bahanbaku pembuatan sirup fruktosa dari tepungtapioka:Ubi kayu sebagai bahan pembuat tapioka

jumlahnya banyakKandungan pati yang tinggi (86,9 %)Pemanfaatan untuk aspek ekonomiDiversifikasi produk tapioka

Apa Saja Kandungan Tepungtapioka ?

Kandungan Tepung Tapioka :

Pati : 86,9%Protein : 0,19%Lemak : 0,2%Air : 12,89%Kalori : 0,3%

Dimana Pabrik akan Didirikan ?

Pati – Jawa Tengah

Mengapa Pati – Jawa Tengah ?• Adapun pemilihan lokasi Pati-Jawa Tengah sebagai

lokasi pabrik adalah dengan pertimbangan :• Pulau Jawa Pulau Jawa merupakan pusat perindustrian di Indonesia Pulau Jawa merupakan area pemasaran yang tepat dikarenakan

banyak Industri makanan minuman berlokasi di Pulau Jawa• Jawa Tengah Lokasi yang berada di Jawa Tengah memudahkan distribusi bahan

maupun produk• Kabupaten Pati Lokasi dengan produksi tapioka yang besar Lokasi yang dekat dengan perairan memudahkan transportasi

distribusi produk dan kebutuhan utilitas pabrik

Penyebaran Produksi Ubi Kayu, Produksi Tapioka dan Industri Tapioka Di Indonesia

Tahun 2009

No. ProvinsiProduksi Ubi Kayu (ton) Industri Tapioka

Produksi Tapioka

(Ton)

1 Sumatera Utara 469.624 8 23.460

2 Lampung 6.218.631 33 5.592.700

3 Jawa Barat 2.127.262 27 780.004

4 Jawa Tengah 3.598.191 63 2.022.820

5 D. I. Yogyakarta 943.337 1 4.568

6 Jawa Timur 3.378.440 25 741.410

7 Sulawesi selatan 511.499 3 10.435

8 Lain-lain 3.066.098 0 163.478

8 Nasional 20.313.082 160 9.338.875

Lima Kota Produksi Tepung Tapioka Terbanyakdi Jawa Tengah Tahun 2009

Kota Produksi Tapioka

Kebumen 527.206 TonPati 632.675 Ton

Wonogiri 420.031 TonSolo 296.250 Ton

Sragen 56.823 Ton

Berapa Kapasitas Produksi nya ?Perkiraan Kebutuhan fruktosa 2014 = [ (impor) – (ekspor) + (produksi)] ton

= [19800 – 45 + 700000] ton= 719755 ton

(BPS, 2009)

Karena direncanakan pabrik yang dibangun akan mendominasi 1,6% dari total

kebutuhan fruktosa di Indonesia maka kapasitas dinaikkan menjadi :

Kapasitas Pabrik = 1,6% x 719755 ton = 11516 ton dibulatkan menjadi 11550

ton, dimana pabrik akan beroperasi selama 24 jam sehari, 330 hari per

tahun.

Apa Saja Bahan Pendukung nya ?

• Enzim α-amilase• Enzim glukoamilase• Enzim glukoisomerase• Karbon aktif• Asam clorida (HCl)

Apa Produk Utama nya ?

Sirup Fruktosa (HFS 42)•Rumus molekul : C 6 H 12 O 6•Massa molar : 180.16 g/mol

•Densitas : 1.694 g/cm 3

•Melting point : 102-103 °C

No Ciri - ciriPersyaratan

HFS 42

1 Keadaan :

1.1 Bau Tidak berbau

1.2 Rasa Manis

1.3 Warna Maks. 35

2 Kekeruhan (nilai absorbansi pada 720 mm dari

larutan 54 Bix)

Maks, 0.02

3 Jumlah padatan, % 70,5 – 71,5

4 Abu sulfat, % Maks, 0.05

5 Fruktosa, % Min 42

6 Glukosa, % 50 – 53

7 Oligosakarida % 6

8 pH tanpa pengenceran 3,5 – 4,5

9Kemanisan

(dibandingkan dengan glukosa 100)90 -100

Pemilihan Proses

MACAM PROSES

• Pembuatan Sirup Fruktosa dapatdilakukan dengan 3 cara, yaitu :

1. Hidrolisis pati dengan asam2. Hidrolisis pati dengan asam dan enzim3. Hidrolisis pati dengan enzim

Uraian HidrolisaAsam Asam-Enzim Enzim

• Kebutuhan Enzim Tidak Ada Sedikit Banyak • Biaya Peralatan Mahal Mahal Murah • Energi Besar Besar Kecil

Perbandingan Antar Proses

Proses Terpilih …

Hidrolisa Enzim• Konversi pati lebih tinggi daripada hidrolisa asam.• Proses pemurnian produknya lebih murah.• Kemurnian produk yang dihasilkan lebih tinggi

daripada hidrolisa asam• Fruktosa yang dihasilkan mempunyai komposisi

yang lebih jernih dan bersih• Tidak menyebabkan korosi pada peralatan yang

digunakan.• Proses lebih sederhana dibandingkan dengan

menggunakan asam• Peralatan tidak rumit sehingga operasi tidak butuh

tenaga banyak

Uraian Proses Terpilih

Proses produksi sirup fruktosa menggunakanhidrolisis pati dengan bantuan enzim secarasemi kontinyu dari bahan pati, yaitu tepungtapioka dapat dibagi menjadi :

1. Proses Pemasakan2. Proses Refining (Pemurnian)3. Proses konversi glukosa dan fruktosa

Flowsheet Proses

Neraca Massa Reaktor Dekstrinasi

Neraca Panas Reaktor Dekstrinasi

Masuk (kkal) Keluar (kkal)H bahan masukQ Supply

5105652,667

10126251,964

H bahan keluarH reaksiQ loss

5071285,989 9654306,043506312,598

Total 15231904,631 Total 15231904,631

Spesifikasi Reaktor Dekstrinasi

TangkiBentuk : - Silinder vertikal

-Tutup atas bawahtorispherichal dishead

Pengelasan : Double weldedbutt join

Volume : 856,457 ft3

Diameter : 9,33 ftSilinder :- Tinggi : 14 ft- Course : 2 x 7 ft- Tebal : ¼ in

Tutup :- Tebal : 5/16 in- Tinggi tutup(atas+bawah) : 4,687 ft

Pengaduk- Impeler : 4 blade paddle- rpm : 20- Daya : 0,18 hp- Dimensi :Diameter pengaduk : 33,6 inJarak pengaduk ke dasar : 37,33 inLebar blade : 6,72 inPanjang blade : 8,4 in

Spesifikasi Reaktor Dekstrinasi

Koil Pemanas- Bahan : Steel pipe- ID : 0,62 in- OD : 0,75 in- Luas koil : 59,62 ft2

- Diameter lilitan : 9,21 ft- Luas per lilitan : 3,676ft2

- Banyak lilitan : 11 lilitan

Utilitas

Kebutuhan Air di Pabrik Sirup Fruktosa :

Air sanitasi = 375,000 m3 / hariAir pendingin = 211,017 m3 / hariAir umpan boiler = 2931,512 m3 / hariAir proses = 82,073 m3 / hari

Flowsheet Utilitas

Keselamatan Kesehatan Kerja

Area Unit Alat PelindungTahap awal Tangki Mixing Welding mask

Tahap utama

Reaktor Welding maskSepatu pengaman

Safety helmetCattle pack

Ear plug

Rotary Vacuum Filter danFilter Press

Welding maskSepatu pengaman

Safety helmetCattle pack

Tangki akhir Tangki Penampung Welding maskSarung tangan kulitSepatu pengaman

Safety helmet

Instrumentasi

Area Unit Sistem InstrumentasiPengolahan awal - Mixing - Level control

Proses utama - Reaktor likuifikasi dansakarifikasi

- Tangki enzim

- Anion exchanger- Filter - Evaporator

- Reaktor isomerisasi

- Level indicator dantemperature control

- Flow control dan level indicator

- Level indicator- Level control- Temperature control dan

level indicator - Level indicator dan

temperature

Tahap akhir Tangki penampung Level control dan temperature control

Area Unit Sistem InstrumentasiPengolahan awal - Mixing - Level control

Proses utama - Reaktor likuifikasi dansakarifikasi

- Tangki enzim

- Anion exchanger- Filter - Evaporator

- Reaktor isomerisasi

- Level indicator dantemperature control

- Flow control dan level indicator

- Level indicator- Level control- Temperature control dan

level indicator - Level indicator dan

temperature

Tahap akhir Tangki penampung Level control dan temperature control

Pengolahan Limbah Industri

Dalam pabrik sirup fruktosa ini selama proses produksi menghasilkan limbah :

1. Limbah PadatSumber : rotary vacuum filter dan filter press

- Untuk pakan ternak

- Pupuk organik

- Bahan biogas

- dapat dijual untuk diolah di industri lain

2. Limbah Cair

Sumber : air bekas pencucian peralatan proses produksi, air regenerasi ion exchanger, air kondensat barometrik kondensor.

- Proses pengolahan limbah secara kimia yang dilakukan yaitu netralisasi dan proses recovery (waste water treatment).

Kesimpulan

Kapasitas produksi pabrik sirup fruktosa sebesar 11550 ton/tahun , denganbahan baku tepung tapioka sebesar 35157 kg/hari.

Total kebutuhan air pabrik sirup fruktosa = 3599,603 m3/hari

Bahan baku utama ( tepung tapioka) yang diperlukan sebesar 35157 kg/hariBahan pembantu :Enzim α-amylase : 22,914 kg/hariEnzim glukoamylase : 38,19 kg/hariHCl : 0,157 kg/hariKarbon aktif : 53,569 kg/hariEnzim glukoisomerase : 20,257 kg/hari