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
(Sumber : Badan Pusat Statistik 2007-2011)
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
(Sumber : Badan Pusat Statistik 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
(Sumber : Badan Pusat Statistik 2007-2011)
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
(Sumber : Badan Pusat Statistik 2007-2011)
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
MACAM dan URAIAN PROSES
PABRIK CARBOXYMETHYL CELLULOSE
(CMC) DARI ECENG GONDOK DENGAN
PROSES DELIGNIFIKASI SODA
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 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
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
PABRIK CARBOXYMETHYL CELLULOSE
(CMC) DARI ECENG GONDOK DENGAN
PROSES DELIGNIFIKASI SODA
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
No. Nama alat Masuk (kg) Keluar (kg)
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
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
No. Nama alat Masuk (kg) Keluar (kg)
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
PABRIK CARBOXYMETHYL CELLULOSE
(CMC) DARI ECENG GONDOK DENGAN
PROSES DELIGNIFIKASI SODA
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
No. Nama alat Masuk (kkal) Keluar (kkal)
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
No. Nama alat Masuk (kkal) Keluar (kkal)
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
No. Nama alat Masuk (kkal) Keluar (kkal)
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
PABRIK CARBOXYMETHYL CELLULOSE
(CMC) DARI ECENG GONDOK DENGAN
PROSES DELIGNIFIKASI SODA
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 :
PABRIK CARBOXYMETHYL CELLULOSE
(CMC) DARI ECENG GONDOK DENGAN
PROSES DELIGNIFIKASI SODA
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
PABRIK CARBOXYMETHYL CELLULOSE
(CMC) DARI ECENG GONDOK DENGAN
PROSES DELIGNIFIKASI SODA
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