Khusus.docx

LAPORAN TUGAS KHUSUS

KAJIAN KANDUNGAN MOLASES DAN KONVERSI MOLASES PADA PROSES FERMENTASI SERTA PERHITUNGAN KEBUTUHAN AIR PENDINGIN PADA TANGKI MAIN FERMENTER PT INDO ACIDATAMA Tbk KARANGANYAR SURAKARTA

Disusun Oleh: Asif Widodo Zardani

21030115130125

Sigit Firman Dwi Handono

21030115140156

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2018

Departemen Teknik Kimia Universitas Diponegoro

ii

LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN TUGAS KHUSUS DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS DIPONEGORO

KAJIAN KANDUNGAN MOLASES DAN KONVERSI MOLASES PADA PROSES FERMENTASI SERTA PERHITUNGAN KEBUTUHAN AIR PENDINGIN PADA TANGKI MAIN FERMENTER PT INDO ACIDATAMA Tbk KARANGANYAR SURAKARTA

Disusun Oleh: Asif Widodo Zardani

21030115130125

Sigit Firman Dwi Handono

21030115140156

Semarang, 7 Agustus 2018 Menyetujui, Dosen Pembimbing

Ir. Agus Hadiarto M.T. NIP 19550821 198303 1 002

Departemen Teknik Kimia Universitas Diponegoro

iii

PRAKATA Puji dan syukur tercurahkan kepada Allah SWT karena dengan berkah, rahmat, dan hidayah-Nya, penulis dapat melaksanakan kerja praktek dan menyelesaikan Laporan Tugas Khusus ini dengan lancar dan sesuai harapan. Laporan tugas khusus ini berisi tentang tugas yang diberikan baik oleh dosen pembimbing dan pembimbing lapangan pada saat kerja praktek di PT Indo Acidatama Tbk. Terselesaikannya laporan umum ini tidak lepas dari bantuan beberapa pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Dr. Siswo Sumardiono, S.T., M.T., sebagai Ketua Departemen Teknik Kimia Universitas

Diponegoro 2. Ir. Agus Hadiarto M.T.sebagai dosen pembimbing kerja praktek 3. Bapak Dwi Teguh Santosa, S.E., M.M., sebagai Corporate Secretaryyang telah membantu

selama proses perizinan dan masa kerja praktek di PT Indo Acidatama Tbk 4. Bapak A. Aristya Hendro P., S.T., sebagai pembimbing lapangan PT Indo Acidatama Tbk

dan Bapak Sriyono sebagai Kepala Unit Fermentasi yang telah membimbing selama belajar di Unit Fermentasi 5. Segenap karyawan di Unit Fermentasi dan operator lapangan yang bertugas yang telah

memberikan pengalaman dan pengetahuan di PT Indo Acidatama Tbk 6. Segenap karyawan PT Indo Acidatama yang telah memberikan bantuan selama penulis

berada di PT Indo Acidatama Tbk 7. Orang tua dan keluarga penulis, atas dukungan dan untaian doa yang telah diberikan

selama ini Demikian laporan tugas khusus ini disusun, semoga bermanfaat bagi berbagai pihak khususnya bagi perkembangan ilmu pengetahuan di Teknik Kimia, Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. Penulis menyadari masih terdapat kekurangan yang perlu penulis perbaiki. Maka dari itu kritik dan saran yang sifatnya membangun sangat diharapkan.

Karanganyar, 7 Agustus 2018

Penulis

Departemen Teknik Kimia Universitas Diponegoro

iv

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................................................... iii PRAKATA................................................................................................................................ iv DAFTAR ISI.............................................................................................................................. v DAFTAR TABEL ..................................................................................................................... vi RINGKASAN ..........................................................................................................................vii BAB I PENDAHULUAN ........................................................ Error! Bookmark not defined. 1.1. Latar Belakang ............................................................. Error! Bookmark not defined. 1.2. Rumusan Masalah ........................................................ Error! Bookmark not defined. 1.3. Tujuan .......................................................................... Error! Bookmark not defined. 1.4. Manfaat ........................................................................ Error! Bookmark not defined. BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................................... 3 2.1. Molases .......................................................................................................................... 3 2.2. Neraca Massa dan Neraca Energi .................................................................................. 3 2.3. Alat Utama Fermentasi .................................................................................................. 4 BAB III PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA ..................................................... 7 3.1. Pengumpulan Data ......................................................................................................... 7 3.2. Tahapan Pengolahan Data .............................................................................................. 8 3.2.1 Pengolahan Data Kandungan dan Konversi Molases ........................................... 8 3.2.2 Pegolahan Data Kebutuhan Air Pendingin ........................................................... 8 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................................... 9 4.1 Kandungan Molases ............................................... Error! Bookmark not defined. 4.2 Hasil Perhitungan Konversi Molases ..................... Error! Bookmark not defined. 4.3 Hasil Perhitungan Kebutuhan Air Pendingin ........................................................... 9 BAB V PENUTUP .................................................................................................................. 11 5.1. Kesimpulan .................................................................................................................. 11 3.1. Saran ............................................................................................................................. 11 DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................................. 14 LAMPIRAN ............................................................................................................................. 15

Departemen Teknik Kimia Universitas Diponegoro

v

DAFTAR TABEL Tabel 4.1. Kandungan Molases Pabrik Gula Rendeng .................................................................... 9 Tabel 4.2 Neraca Masa Fermented Sugar…….……..……………………………………………………………………11 Tabel 4.3 Data Sekunder pada Main Fermenter…………...………………………………...10

Departemen Teknik Kimia Universitas Diponegoro

vi

RINGKASAN PT Indo acidatama Tbk merupakan perusahaan go public yang bergerak dibidang industri agro kimia bertaraf internasional. Industri etanol terbesar di Indonesia ini mulai didirikan sejak tahun 1983 dengan nama awal PT Indo Alkohol Utama. PT Indo Acidatama Tbk terletak di Desa Kemiri, Kecamaran Kebakkramat, Kabupaten Karanganyar. Bahan baku yang digunakan berupa tetes tebu (molases) dan dibantu dengan yeast, sedangkan produk yang dihasilkan oleh PT Indo Acidatama Tbk, yaitu etanol dan gas karbondioksida sebagai produk samping reaksi pembentukan etanol yang kemudian dimanfaatkan PT Sama Mandiri yang merupakan anak perusahaan PT Indo Acidatama Tbk. Proses fermentasi di PT Indo Acidatam Tbk menggunakan bahan baku berupa molasses yang didatangkan dari berbagai pabrik gula di Indonesia dimana memiliki kandungan zat yang dengan jenis dan jumlah yang beragam. Oleh karena itu, mengkaji kandungan dalam molasses menjadi penting agar molasses yang menjadi bahan baku tetap dapat terstandarisasi. Pada proses fermentasi terjadi peroses pembentukan alkohol dengan bahan baku gula yang berada dalam molasses. Untuk dapat mengevaluasi proses fermentasi yang sudah berjalan maka dibutuhkan perhitungan konversinya. Selain itu proses fermentasi di PT Indo Acidatama Tbk terdiri dari 3 batch dengan 1 batch terdiri dari 1 buah tangki seed fermenter, 1 buah tangki pre fermenter, dan 1 buah tangki main fermenter. Ketiganya memiliki fungsi yang berbeda sehingga dalam 1 batch neraca massa setiap tangki akan berbeda – beda neraca massanya begitu pula neraca energinya. Sehingga menyebabkan kebutuhan pendingin yang digunakan juga berbeda – beda sesuai dengan ukuran tangki. Untuk menghitung nilai konversi dan juga kebutuhan air pendingin diperlukan perhitungan neraca massa dan energi. Neraca massa dan neraca energy akan membantu dalam mengetahui jumlah bahan pendukng yang dibutuhkan dalam mencapai hasil yang optimum. Neraca massa dan neraca energy memiliki persamaan dasar yang sama. Perbedaan antara keduanya terletak pada komponen, neraca energy menggunakan kalor dalam persamaanya. Hasil yang diporoleh adalah data – data Kandungan dari molasses yang digunakan sebagai bahan baku pada PT Indo Acidatama Tbk adalah total sugar 59.64 %, unfermented sugar 3.12 %, abu 6.43 %, air 22.51 %, calcium 1.11%, sulfat 1.59 %.Konversi molasses pada proses fermentasi batch 15712 adalah 81.03 %.Kebutuhan air pendingin pada main fermenter adalah 50 ton

Departemen Teknik Kimia Universitas Diponegoro

vii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang PT. Indo Acidatama Tbk selain memproduksi etanol integrated, juga memproduksi asam asetat dan etil astetat, tetapi khusus saat ini PT. Indo Acidatama Tbk hanya memproduksi asam asetat dan etil asetat apabila ada permintaan pasar. Unit fermentasi dalam PT. Indo Acidatama Tbk adalah unit proses awal pada pembuatan etanol, sehingga perlu diperhatikan kualitas nya. Dimana dalam proses fermentasi menggunakan bahan baku berupa molasses dan adanya bantuan mikroba berupa yeast Saccharomyces cereviceae strain Kyowa, dengan ditambah urea dan asam pospat sebagai nutrient.

Pada unit fermentasi terdapat 3 jenis fermenter, pada tahap awal pembiakan yeast dilakukan dalam seed fermenter, dilanjutkan ke dalam pre fermenter, dan terakhir pada main fermenter. Reaktor main fermenter inilah yang menggunakan alat perpindahan panas berupa heat exchanger jenis plate and frame. Suhu optimal untuk operasi yeast Saccharomyces cereviceae strain Kyowa adalah sekitar 32oC-36oC.

Heat exchanger adalah alat perpindahan panas yang digunakan untuk memanaskan atau mendinginkan fluida tanpa adanya perubahan massa. Biasanya, medium panas yang dipakai adalah fluida yang dipanaskan sebagai fluida panas, sedangkan air biasa digunakan sebagai cooling water atau air pendingin. Namun, dalam proses fermentasi ini, panas timbul karena adanya aktivitas mikroba atau yeast. Penukar panas dirancang agar perpindahan panas antar fluida dapat berlangsung secara efisien.

1.2 Rumusan Masalah Pada semua reaktor ada banyak macam Heat Exchanger yang dapat digunakan. Pada main fermenter di PT. IndoAcidatama Tbk. HE yang digunakan adalah HE plate and

Departemen Teknik Kimia Universitas Diponegoro

1

frame, dimana penggunaannya membutuhkan banyak plate dan frame karena main fermenter ukurannya sangat besar pada seed fermenter sehingga kebutuhan air

pendinginya berbeda dengan proses lainya. Oleh karena itu, perlu dilakukan desain ulang HE menjadi shell and tube dan dibutuhkan tinjauan jumlah kebutuhan air pendingin pada main fermenter dengan harapan dapat menggunakan HE yang lebih efektif dan lebih murah.

1.3 Tujuan Pengamatan

1. Merancang ulang (redesign) heat exchanger dari jenis plate and frame menjadi shell and tube untuk membandingkan luas transfer panas heat exchanger pada unit fermentasi. 2. Menghitung jumlah air pendingin yang digunakan untuk pendingin pada main fermenter

1.4 Manfaat Pengamatan 1. Mengetahui jumlah air pendingin yang digunakan untuk pendingin pada main

fermenter. 2. Mengetahui luas transfer panas HE mana yang lebih efektif bila HE plate frame dibandingkan dengan shell and tube.

Departemen Teknik Kimia Universitas Diponegoro

2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Molases Molases atau tetes tebu merupakan hasil samping (by product) pada proses pembuatan gula. Molases berwujud cairan kental yang diperoleh dari tahap pemisahan kristal gula. Molases mengandung sebagian besar gula, asam amino dan mineral. Sukrosa yang terdapat dalam tetes bervariasi antara 25 – 40 %, dan kadar gula reduksinya 12 – 35 %. Komposisi yang penting dalam molases adalah TSAI (Total Sugar as Inverti ) yaitu gabungan dari sukrosa dan gula reduksi. Molases memiliki kadar TSAI antara 50 – 65 %. Angka TSAI ini sangat penting bagi industri fermentasi karena semakin besar TSAI akan semakin menguntungkan. (Agus Rochani dkk,2016)

Di dalam TSAI pada molasses juga terdapat senyawa yang tidak bisa dioksidasi oleh mikroba pada saat proses fermentasi. Senyawa ini adalah gula – gula berantai panjang yang selain tidak bisa diuraikan oleh mikroba fermentasi juga terkadang menjadi inhibitor untuk perkembangan mikroba. Senyawa jenis ini disebut unfermented sugar. (Reni Puspitasari,2008) 2.2.Neraca Massa dan Neraca Energi Neraca massa adalah suatu perhitungan yang tepat dari semua bahan-bahan yang masuk, yang terakumulasi dan yang keluar dalam waktu tertentu. Pernyataan tersebut sesuai dengan hukum kekekalan massa yakni: massa tak dapat dijelmakan atau dimusnahkan. Prinsip umum neraca massa adalah membuat sejumlah persamaanpersamaan yang saling tidak tergantung satu sama lain, dimana persamaan-persamaan tersebut jumlahnya sama dengan jumlah komposisi massa yang tidak diketahui. Persamaan neraca massa secara umum adalah: [ massa masuk ] – [ massa keluar ] = [ akumulasi ]

Neraca energy dibuat berdasarkan pada hokum pertama thermodinamika dimana menyebutkan bahwa energy tidak dapat dibuat ataupun dimusnahkan (kekal). Neraca energy adalah persamaan matematis yang menyatakan hubungan antara energy masuk dan energy keluar suatu system yang berdasarkan pada satuan waktu operasi. Departemen Teknik Kimia Universitas Diponegoro

3

[ Panas Masuk Main Fermenter ] – [ Panas Keluar Main Fermenter ] – [ Panas Pendingin ] + [ Panas Reaksi Fermentasi ] = [ Akumulasi Panas ] Qin – Qout – Qcw + Qr = Qacc ( Wuryanti, 2016) 2.3. Alat Utama Fermentasi 1. Seed Fermenter Tangki

seed

fermenter

merupakan

tangki

yang

digunakan

untuk

perkembangbiakan yeast. Tangki seed fermenter ini terdapat 3 tangki yaitu FB 209A, FB 209B, dan FB 209C dengan ukuran sebesar 2,65 m3. Tangki ini dilengkapi dengan sparger di bagian bawah tangki, dioperasikan pada suhu 32oC. Pada seed berlangsung proses aerob yaitu membutuhkan udara sehingga dilengkapi dengan blower untuk sistem aerasinya. Proses yang terjadi dalam seed fermenteryaitu proses strelisasi media, pembuatan media dan pembiakan media. Sebelum tangki seed disterilisasi maka terlebih dahulu dilakukan cleaning. Cleaning yaitu membersihkan tangki dengan cara menyemprotkan air lewat sparger di dasar kolom selama 1 jam dengan penambahan formalin atau desinfektan sebanyak 0,1 liter, setelah itu dibilas kembali dengan air. Setelah dilakukan proses cleaning maka langkah selanjutnya yaitu membuat media dengan memasukkan molases sebanyak 0,5 m3, air sebanyak 1,7 m3, aquatabs sebanyak 0,01 kg untuk menghilangkan bakteri-bakteri yang tidak diinginkan seperti bakteri E-coli, nutrient yaitu urea sebanyak 2 kg dan asam pospat sebanyak 1 kg, serta anti foam sebanyak 1 liter untuk memperbesar tegangan permukaan pada saat proses berlangsung sehingga buih-buih akan pecah. Setelah media dibuat maka dilakukan sterilisasi dengan memasukkan steam 100oC selama sekitar 1-2 jam.Selanjutnya media didinginkan dengan jacket cooler hingga suhunya 32oC selama 3-4 jam untuk dilakukan inokulasi.Sebelum menuju tahap inokulasi, terlebih dahulu media diambil sampelnya dan di cek TS (Total Sugar), kekentalan (Brix), dan pH media. Syarat kandungan TS awal adalah 10-12%, Brix awal adalah 16-18oBX, dan pH sebesar 55,2. Setelah selesai dianalisa maka akan dilakukan inokulasi yaitu memasukkan kultur dalam media. Sebanyak 16 liter.Kemudian, tahap selanjutnya yaitu inkubasi dimana berlangsung selama 14-16 jam. Pada tahap perkembangbiakan yeast di tangki Departemen Teknik Kimia Universitas Diponegoro

4

seed akan menghasilkan panas sehingga harus didinginkan menggunakan jacket cooler untuk menjaga suhunya tetap pada 31 – 32oC agar mikroba tetap hidup dan berkembang biak. Karena volume dari seed tidak terlalu besar maka proses perkembangbiakan yeast yang lebih banyak akan dilakukan di tangki pre fermenter yang mempunyai ukuran lebih besar. Sebelum dipindahkan ke tangki pre fermenter makan di cek terlebih dahulu jumlah selnya, biasanya jumlah selnya sekitar 2,5-3,5 x 108. 2. Pre Fermenter Hasil keluaran dari seed fermenter di transfer ke tangki pre fermenter untuk perkembangbiakan yeast yang lebih besar. Jumlah tangki pre fermenterada 3 yaitu tangki FB 210, FB 211, FB 212, ketiganya dilengkapi dengan sparger pada bagian bawah tangki. Ukuran volume dari tangki ini sebesar 68 m3. Pada tangki ini dilengkapi dengan blower karena proses berlangsung secara aerob dimana membutuhkan udara. Proses yang terjadi di dalam pre fermenter hampir sama dengan seed fermenter yang berbeda yaitu pada seed dilakukan sterilisasi namun pada pre fermenter dilakukan pasteurisasi. Sebelum pembuatan media, tangki dibersihkan (cleaning) dan ditambah formalin atau desinfektan sebanyak 0,1 liter sama seperti seed fermenter. Media pada pre fermenter dibuat dengan menambahkan molases sebanyak 7 m3, air sebanyak 37 m3, aquatabssebanyak 0,1 kg, nutrient yaitu urea sebanyak 50 kg dan asam pospat sebanyak 35 kg, serta anti foam sebanyak 5 liter. Setelah media dibuat maka dilakukan pasteurisasi dengan memasukkan steam 70-75oC selama sekitar 1-2 jam. Selanjutnya media didinginkan dengan surface area cooler hingga suhunya ± 32oC selama 6 jam untuk dilakukan inokulasi. Sebelum menuju tahap inokulasi, terlebih dahulu media diambil sampelnya dan di cek TS (Total Sugar), kekentalan (Brix), dan pH media. Syarat kandungan TS awal adalah 12-14%, Brix awal adalah 16-18oBX, dan pH sebesar 5-5,2. Setelah selesai dianalisa maka akan dilakukan inokulasi yaitu memasukkan kultur dalam media. Kemudian, tahap selanjutnya yaitu inkubasi dimana berlangsung selama 14-16 jam. Pada tahap perkembangbiakan yeast di tangki pre fermenterakan menghasilkan panas sehingga harus didinginkan menggunakan surface area coooler untuk menjaga suhunya tetap pada 31 – 32oC agar mikroba tetap hidup dan

Departemen Teknik Kimia Universitas Diponegoro

5

berkembang biak. Selanjutnya dari tangki pre fermenter akan dialirkan ke tangki mainfermenter. 3. Main Fermenter Tangki main fermenter terdiri dari 4 tangki yaitu FC 213, FC 215, FC 217, dan FC 218. Tangki ini mempunyai volume 880 m3dilengkapi dengan sparger di bagian bawahnya. Pada tangki ini terjadi proses pembuatan media, pembiakan media, dan perubahan glukosa menjadi alkohol dengan bantuan enzim yang dikeluarkan oleh yeast. Sebelum dilakukan pembuatan media, tangki dibersihkan (cleaning) dengan ditambah formalin atau desinfektan sebanyak 0,5 liter. Pembuatan media yaitu dengan menambahkan molases sebanyak 195m3, air sebanyak 680 m3, urea sebanyak 50 kg, asam pospat sebanyak 34 kg, antifoam sebanyak 12 liter, dan aquatabs sebanyak 0,38 kg. Mashyang dihasilkan dari pre fermenter akan dialiri ke tangki main fermenter. Mengalirkan bahan-bahan yang akan dibuat untuk media serta mash dari pre ferementer ke tangki main fermenter akan membutuhkan waktu sekitar 12-13 jam, proses ini biasanya disebut dengan filling. Setelah selesai filling maka proses fermentasi dimulai. Proses fermentasi membutuhkan waktu sekita 36-40 jam. Pada proses ini berlangsung secara anaerob dan akan menghasilkan energi berupa panas sehingga untuk menjaga suhu tetap pada 31-32oC digunakan Heat exchanger tipe plat. Selain itu dalam proses fermentasi akan menghasilkan produk samping yaitu gas CO2. Gas CO2 yang dihasilkan akan dialirkan ke PT. Saman Mandiri untuk pembuatan minuman bersoda. Brix akhir pada proses fermentasi yaitu 6-8oBX, kadar gula TS akhir sebesar 12% dan kadar alkohol yang dihasilkan sebesar 8-10%. Hasil alkohol dari tangki main fermenter ini akan dimasukaan ke dalam tangki hopper FB 214 untuk selanjutnya dilakukan distilasi sehinggal kadarnya akan mencapai 96,6%.

Departemen Teknik Kimia Universitas Diponegoro

6

BAB III PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA 3.1. Pengumpulan Data Data dan keterangan yang diperoleh dan digunakan dalam penyusunan laporan ini menggunakan beberapa cara, yaitu: 1. Data Primer Data ini merupakan data lapangan yang diperoleh dengan melakukan pengukuran, pengamatan dan mencatat secara langsung besaran operasi yang diamati baik pada ruang control maupun laboratorium di PT Indo Acidatama Tbk. Berikut data primer yang diperoleh: ‘: 270622 Kg

Suhu air masuk

: 26.4oC

Tetes masuk

Suhu air keluar

: 32oC

Total Sugar keluar

: 1.985%

Volume mash

: 876 m3

Total Sugar masuk

: 55.531 %

Berat jenis mash

: 1030 Kg/m3 (Data Fermentasi PT Indo Acidatama Tbk. Batch 15712)

2. Data Sekunder Data ini merupakan data yang diperoleh dari literature – literature yang ada. Proses fermentasi pada main fermenter terjadi reaksi sebagai berikut : C6H12O6(l)  2C2H5OH(l) + 2CO2(g) Dengan data panas pembentukan standar masing masing senyawa sebagai berikut : ΔHof CO2

= -395 KJ/ mol

ΔHof C6H12O6 = -2820 KJ/ mol ΔHof C2H5OH = -1368 KJ/ mol ( Clara, 2017 )

Departemen Teknik Kimia Universitas Diponegoro

7

3.2. Tahapan Pengolahan Data 3.2.1 Pengolahan Data Kandungan dan Konversi Molases Tahap 1 Menyiapkan persamaan dan data Tahap 2 Menghitung neraca masa fermented sugar Tahap 3 Menghitung konversi molases 3.2.2 Pegolahan Data Kebutuhan Air Pendingin Tahap 1 Menyiapkan persamaan dan data sekunder Tahap 2 Menhitung pamas bahan masuk (Qin), panas bahan keluar (Qout) dan panas reaksi (QR) Tahap 3 Menghitung kebutuhan air pendingin pada main fermenter

Departemen Teknik Kimia Universitas Diponegoro

8

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Perhitungan Kebutuhan Air Pendingin Tahap 1 Menyiapkan persamaan dan data sekunder a) Persamaan neraca energi pada main fermenter adalah sebagai berikut : [ Panas Masuk Main Fermenter ] – [ Panas Keluar Main Fermenter ] – [ Panas Pendingin ] + [ Panas Reaksi Fermentasi ] = [ Akumulasi Panas ] Qin – Qout – Qcw + QR = Qacc 𝑑

0 – 0 – Mw. Cpw. ΔTw + M. ΔHR = 𝑑𝑇 ( 𝑀. 𝐶𝑝. 𝑇) Dengan perubahan suhu dT pada main fermenter dijaga tetap mendekati = 0 sehingga, Mw. Cpw. ΔTw + M. ΔHR = 0 Mw. Cpw. ΔTw = M. ΔHR Sehingga dari persamaan diatas diketahui bahwa panas yang terjadi akibat fermentasi sebanding dengan panas air pendingin yang dibutuhkan. b) Data sekunder yang didapat dari main fermenter adalah sebagai berikut : Tabel 4.3 Tabel Data Sekunder pada Main Fermenter Data Nilai Satuan o Twin 26,4 C o Twout 32 C ΔHR -3665.82 Kkal/kg V mash 876 M3 Kadar Alkohol 8,5 %V Cpw 1 Kkal/ Kg K (PT. Indo Acidatama, 2018) Tahap 2 Menhitung masuk fermenter (Qin), panas keluar fermenter (Qout) dan panas reaksi (QR) Departemen Teknik Kimia Universitas Diponegoro

9

a) Panas Masuk Fermenter ( Qin) Proses fermentasi pada main fermenter dipertahankan dan dijaga untuk tidak kontak dengan suhu luar agar tidak berpengaruh pada proses fermentasi sehingga panas dari luar masuk fermenter dijaga = 0 b) Panas Keluar Fermenter ( Qout ) Proses fermentasi pada main fermenter dipertahankan dan dijaga untuk tidak kontak dengan suhu luar agar tidak berpengaruh pada proses fermentasi sehingga panas dari fermenter keluar lingkungan dijaga = 0 c) Panas Reaksi (QR ) Proses fermentasi pada main fermenter terjadi reaksi sebagai berikut : C6H12O6 (l)  2C2H5OH (l) + 2CO2 (g) Dengan data panas pembentukan standar masing masing senyawa sebagai berikut : ΔHof CO2

= -395 KJ/ mol

ΔHof C6H12O6

= -2820 KJ/ mol

ΔHof C2H5OH

= -1368 KJ/ mol ( Clara, 2017 )

Sehingga ΔHR

= Ʃ ΔHof Produk - Ʃ ΔHof Reaktan = 2. (ΔHof C2H5OH + ΔHof CO2) - ΔHof C6H12O6 = 2. ( -1368 KJ/ mol + -395 KJ/ mol ) – ( -2820 KJ/ mol ) = ( -3526 + 2820 ) = -706 KJ/ mol = −706

ΔHR

𝐾𝐽 𝑚𝑜𝑙

𝐾𝑘𝑎𝑙 𝐾𝐽 𝑔 10−3 𝑘𝑔 46 . 𝑚𝑜𝑙 𝑔

0,23885

= -3665,82 Kkal/Kg Tahap 3 Menghitung kebutuhan air pendingin pada main fermenter Dari persamaan neraca energi pada main fermenter diketahui bahwa besarnya kalor reaksi fermentasi sebanding dengan kalor yang ditransfer ke air pendingin sehingga kebutuhan air pendingin adalah sebagai berikut : Mw. Cpw. ΔTw = - ( M. ΔHR ) 𝐾𝑘𝑎𝑙

Mw. 1 𝐾𝑔 𝐾 ( 305 – 299,4 ) K = 8,5 %. 876 m3 . 1,03 Departemen Teknik Kimia Universitas Diponegoro

𝐾𝑔 𝑚3

. −3665,82

𝐾𝑘𝑎𝑙 𝐾𝑔

10

𝑀𝑤. 5,6

𝐾𝑘𝑎𝑙 𝐾𝑘𝑎𝑙 = −( 76,7 𝐾𝑔. −3665,82 ) 𝐾𝑔 𝐾𝑔 𝑀𝑤 = 50204,58 𝐾𝑔/cycle

Satu cycle membutuhkan waktu 72 jam sehngga kebutuhan air pending pada tangki main fermenter adalah 𝑀𝑤 = 50204,58 𝐾𝑔/72 𝑗𝑎𝑚 𝑀𝑤 = 697,288 Kg/jam Dari perhitungan di atas dapat diketahui bahwa kebutuhan air selama proses fermentasi pada main fermenter sebanyak 50204,58 𝐾𝑔/cycle atau 697,288 Kg/jam. Sedangkan kapasitas penyimpanan air pada water pit menurut data utilitas PT Indo Acdatama Tbk (2018), adalah sebesar 500.000 Kg sehingga air yang digunakan sebagai air pendingin pada tangki main fermenter dalam satu cycle sebesar 10 % dari kapasitas air pada water pit.

BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan 1. Kandungan dari molasses yang digunakan sebagai bahan baku pada PT Indo Acidatama Tbk adalah total sugar 59.64 %, unfermented sugar 3.12 %, abu 6.43 %, air 22.51 %, calcium 1.11%, sulfat 1.59 %. 2. Konversi molasses pada proses fermentasi batch 15712 adalah 81.03 % 3. Kebutuhan air pendingin pada main fermenter adalah ± 50 ton/cycle dalam waktu 72 jam/cycle. 3.1. Saran Dalam menentukan kandungan molasses sebaiknya memiliki data standar mutu minimal molasses yang disyaratkan oleh pabrik agar dapat dibandngkan kandungan molassesnya. Sedangkan untuk menentukan kebutuhkan air pendingin teoritis sebaiknya memiliki data air pendingin praktis yang digunakan oleh pabrik selama pabrik beroperasi sehingga bisa saling dibandingkan. Departemen Teknik Kimia Universitas Diponegoro

11

Departemen Teknik Kimia Universitas Diponegoro

12

DAFTAR PUSTAKA

Clara. 2017. Panas Reaksi Pembentukan Ethanol. Diakses dari Brainly.com pada 1 Agustus 2018 Dharsono Wulandari dan Oktari Saptian Y.2010.Proses Pembuatan Biodiesek dari Dedak dan Methanol Dengan Esterifikasi In Situ. Universitas Diponegoro Semarang Panduan PKL Prosedur Mutu PT Indo Acidatama Tbk: Karanganyar, Solo. Panduan PKL Unit Fermentasi PT Indo Acidatama Tbk: Karanganyar, Solo. Panduan PKL Utility Departemen PT Indo Acidatama Tbk: Karanganyar, Solo. Puspitasari, Reni. 2008 . Kualitas Molases Sebagai Bahan Baku Produksi Alkohol Pabrik Spiritus Madukusimo Yogyakarta. Universitas Sanata Dharma Yogyakarta Rochani Agus dan Ma’sun Zuhdi.2016.Pengaruh Konsentrasi Gula Larutan Molases Terhadap Kadar Ethanol Pada Proses Fermentasi.Universitas Tribuwana Tunggadewi. Wuryanti. 2016. Neraca Massa dan Energi. Bandung : Jurusan Teknik Konversi dan Energi Politeknik Negeri Bandung

Departemen Teknik Kimia Universitas Diponegoro

14

LAMPIRAN

Laporan Harian Unit Fermentasi NO BATCH : 15712 ITEM

FB : 217 SATUAN

NILAI

M

3

876

Volume Mash A-300

M

3

885

Alk Content

%

8.5

Total Sugar

%

55.531

Gula Sisa

%

1.985

Anti Foam

Liter

16

Disinfectant

Kg

0.7

Tetas

Kg

270622

Air Proses

M3

1705

Urea

Kg

52

H3PO4

Kg

70

Aquatab

Kg

4.06

Alk 100%

Liter

62868

Start/Stop Distilasi

Jam

03.50/17.45

Total Waktu Distilasi

Jam

13 jam 55 menit

Volume Mash A-200

Departemen Teknik Kimia Universitas Diponegoro

Test Report Analysis Laboratory Nama Pabrik Gula : Pabrik Gula Rendeng ITEM Viscosity

Tanggal Analysis : 27 Juni 2018

SATUAN o

NILAI

Brix

85.2

Total Sugar

% BW

59.64

Unfermented Sugar

% BW

3.12

Ash Content

% BW

6.43

Water Content

% BW

22.51

Total Solid

% BW

77.49

Optical Density

207

Calcium

% BW

1.11

Sulfat

% BW

1.59

Departemen Teknik Kimia Universitas Diponegoro