PROPOSAL PENELITIAN MAHASISWA
JUDUL PROGRAM:
Rancang Bangun Kolom Ekstraksi DY-Tube Sieve-Tray
Packing untuk Pemisahan Sukrosa dari Tetes Tebu dalam
Rangka Peningkatan Produksi Gula Nasional
Diusulkan oleh:
Ketua : Yoga Wienda Pratama (0906635816/Angkatan 2009)
Anggota : Widhi Kusuma (1106011972/Angkatan 2011)
Widya Ardiani (1006775981/Angkatan 2010)
UNIVERSITAS INDONESIA
DEPOK
2012
Universitas Indonesia 2012 Page 1
PROPOSAL PENELITIAN MAHASISWA
JUDUL PROGRAM:
Rancang Bangun Kolom Ekstraksi DY-Tube Sieve-Tray
Packing untuk Pemisahan Sukrosa dari Tetes Tebu dalam
Rangka Peningkatan Produksi Gula Nasional
Diusulkan oleh:
Ketua : Yoga Wienda Pratama (0906635816/Angkatan 2009)
Anggota : Widhi Kusuma (1106011972/Angkatan 2011)
Widya Ardiani (1006775981/Angkatan 2010)
UNIVERSITAS INDONESIA
DEPOK
2012
Universitas Indonesia 2012 Page 2
HALAMAN PENGESAHAN PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA
1. Judul Kegiatan : Rancang Bangun Kolom Ekstraksi DY-Tube Sieve-Tray Packing untuk
Pemisahan Sukrosa dari Tetes Tebu dalam Rangka Peningkatan
Produksi Gula Nasional
2. Bidang Kegiatan : Program Kreativitas Mahasiswa Penelitian 3. Bidang Ilmu : Teknologi dan Rekayasa 4. Pelaksana Pelaksana Kegiatan/Penulis :
a. Nama : Yoga Wienda Pratama b. NIM : 0906635816 c. Jurusan : Teknik Kimia d. Universitas : Universitas Indonesia e. Alamat/Telp : Jl. Juragan Sinda II No. 24, Kel. Kukusan, Kec. Beji, Kota
DepokTelp. 081233007978
f. Email : [email protected] 5. Anggota Pelaksana Kegiatan : 2 orang
a. Widhi Kusuma b. Widya Ardiani
6. Dosen Pendamping: a. Nama : Prof. Dr. Ir. Sutrasno Kartohardjono
NIP : 19630106 198811 1 001 7. Jangka Waktu Pelaksanaan : 8 Bulan
Depok, 29 April 2012
Ketua Pelaksana,
Yoga Wienda Pratama
(NIM: 0906635816)
Dosen Pembimbing,
Prof. Ir. Sutrasno Kartohardjono, M.Sc., Ph.D NIP: 19630106 198811 1 001
Universitas Indonesia 2012 Page 3
A. Judul Program Rancang Bangun Kolom Ekstraksi DY-Tube Sieve-Tray Packing untuk
Pemisahan Sukrosa dari Tetes Tebu dalam Rangka Peningkatan Produksi Gula
Nasional
B. Latar Belakang Masalah Ekstraksi adalah proses pemisahan senyawa berdasarkan kelarutannya. Selama
ini proses dan kolom ekstraksi sudah banyak diaplikasikan dan dipelajari namun
sebatas untuk ekstraksi liquid-liquid pada sistem viskositas rendah (cairan encer).
Padahal banyak sistem viskositas tinggi yang apabila proses ekstraksi diaplikasikan
pada sistem tersebut dapat menghasilkan produk penting dan sangat berharga.
Beberapa rancang bangun kolom ekstraksi pernah dibuat. Rotating Disc Column
(RDC) banyak digunakan untuk ekstraksi sistem viskositas rendah hingga sedang
seperti pemisahan fenol dari air limbah, desulfurisasi gasoline, deaspalisasi petroleum
(Perry and Green, 1984). Mixco Tower digunakan untuk ekstraksi butylamine dari
kerosene dengan menggunakan air (Perry and Green, 1984). Kuhni Column dan Karr
Column banyak dipakai untuk ekstraksi banyak system dari viskositas rendah hingga
sedang (Perry and Green, 1984). Selain menggunakan agitasi dalam
pengoperasiannya, beberapa kolom ekstraktor juga menggunakan pulsator sebagai
pengganti efek agitasi yang meskipun meningkatkan laju perpindahan massa ekstraksi
tetapi juga mengkonsumsi banyak energi untuk agitasi dan dapat mereduksi tinggi
efektif kolom, utamanya pada system viskositas tinggi (Perry and Green, 1984). Dari
itu kolom ekstraksi yang minim konsumsi energi agitasi dan menghasilkan
perpindahan massa optimum dirancang oleh peneliti, berupa DY-Tube Sieve-Tray
Packing.
Salah satu aplikasi penting ekstraksi sistem viskositas tinggi adalah pemisahan
gula/sukrosa dari tetes tebu. Gula merupakan komoditi yang banyak dikonsumsi
masyarakat dunia, termasuk Indonesia. Tahun 2012, konsumsi gula rumah tangga
Indonesia mencapai 3,9 juta ton (Respati et al., 2010), lebih banyak dari produksi
nasional sehingga Indonesia masih harus mengimpor gula untuk memenuhi stok
nasional. Tahun 2012, Dewan Gula Indonesia merekomendasikan impor gula
sebanyak 240.000 ton (Deptan, 2012) dengan proyeksi defisit konsumsi-produksi
mencapai 700-800 ribu ton (Respati et al., 2010). Hal ini karena produksi gula
nasional hanya mencapai 3,1 juta ton (Respati et al., 2010) dengan rincian luas areal
perkebunan sekitar 429.000 ha (BPS, 2009). Rendahnya produksi gula akibat dari
sebagian besar pabrik gula di Indonesia tidak memiliki teknologi yang efisien dalam
industri gula (KPPU, 2010). Akibatnya dalam tetes tebu Indonesia yang mencapai 2,5
juta ton per tahun masih terkandung gula dengan kadar rata-rata 62 % (Olbrich, 2006)
atau gula yang terbuang dalam tetes tebu Indonesia adalah sebanyak 1,58 juta
ton/tahun. Pada penelitian ini, peneliti berusaha agar kandungan gula (utamanya
sukrosa) dalam tetes tebu dapat direcovery menggunakan ekstraksi sistem cairan
viskositas tinggi agar kebutuhan gula nasional dapat terpenuhi.
Penelitian mengenai separasi sukrosa dari tetes tebu pernah dilakukan oleh
Landis (1980) dan secara terpisah oleh Neuzil dan Fergin (1980). Kedua tim tersebut
meneliti pemisahan sukrosa dari tetes (molasses) menggunakan carbonaceous
pyropolymer. Steffen menggunakan Steffens Extraction Process untuk mengekstrak sukrosa dari tetes (molasses) menggunakan strontium hidroksida(Olbrich, 2006).
Penelitian lain dilakukan oleh French mengenai proses terpisahnya sukrosa dari tetes
tebu akibat ketidaklarutan sukrosa dalam asam asetat secara parsial setelah
mengalami penambahan etil asetat atau benzena (Kononenko and Hersteni, 1956).
Penelitian yang akan dilakukan adalah ekstraksi sukrosa dari tetes tebu dengan
menggunakan pelarut asam asetat. Dengan variasi laju alir, suhu, dan viskositas untuk
Universitas Indonesia 2012 Page 4
mengetahui kondisi optimum pada variabel tersebut dari proses ekstraksi ini yang
akan sangat berguna bagi desain alat dan proses dalam skala industri hingga pada
akhirnya tujuan untuk mencapai kemandirian produksi gula nasional dapat dicapai.
Penelitian dilaksanakan dengan menggunakan metode ekstraksi untuk
memisahkan gula dari tetes tebu. Proses ekstraksi menggunakan kolom ekstraksi DY-
Tube Sieve-Tray Packing sebagai media ekstraksi, etil asetat dan air sebagai
pengencer dan asam asetat sebagai pelarut kontaminan serta tetes tebu sebagai zat
umpan untuk mendapatkan gula. Penelitian dilakukan dengan memvariasikan laju
alir, viskositas sistem, dan suhu operasi sehingga didapatkan kondisi optimumnya.
Setelah proses ekstraksi dilakukan, jumlah gula dalam campuran yang telah diekstrak
dianalisis dengan menggunakan spektrofotometri sehingga dapat diketahui hubungan
antara parameter yang sudah ditentukan sebelumnya dengan banyaknya gula yang
diperoleh. Kolom ekstraksi Tube Sieve-Tray sebelum digunakan secara aplikatif
untuk recovery sukrosa, kolom tersebut diuji kinerjanya dengan sistem standar
menggunakan air, aseton, dan toluene untuk dibandingkan dengan kolom ekstraksi
standar (kolom tanpa isian).
C. Perumusan Masalah Rumusan masalah pada penelitian ini adalah:
1. Apakah DY-Tube Sieve-Tray Packing memiliki kinerja yang baik untuk proses ekstraksi sistem viskositas tinggi?
2. Bagaimana hubungan parameter-parametar yang divariasikan terhadap kesetimbangan massa proses ekstraksi pada kolom ekstraksi DY-Tube
Sieve-Tray Packing pada sistem ekstraksi standar dan pada aplikasi
pemisahan sukrosa dari tetes tebu?
D. Tujuan Tujuan penelitian ini adalah:
1. Mendapatkan isian/packing kolom ekstraksi yang memiliki kinerja yang baik untuk proses ekstraksi sistem viskositas tinggi?
2. Mengetahui hubungan parameter-parametar yang divariasikan terhadap kesetimbangan massa proses ekstraksi pada kolom ekstraksi DY-Tube
Sieve-Tray Packing pada sistem ekstraksi standar dan pada aplikasi
pemisahan sukrosa dari tetes tebu?
E. Luaran yang Diharapkan Luaran yang diharapkan dari hasil penelitian ini adalah:
1. Publikasi 2. Paten atas DY-Tube Sieve-Tray Packing Column
F. Kegunaan Hasil penelitian ini diharapkan nantinya dapat mendukung pengembangan pabrik gula
ke depannya dengan memasukkan proses recovery unit ke dalamnya agar produksi
gula dapat ditingkatkan, tentu bila hasil penelitian ini didukung oleh industri dan
pemerintah sehingga diharapkan nantinya trend impor gula dapat dikurangi secara
bertahap
Universitas Indonesia 2012 Page 5
G. Tinjauan Pustaka
G.1 Permasalahan Ekstraksi sebagai metode separasi yang memanfaatkan beda tingkat kelarutan
untuk memisahkan zat dari diluen menggunakan pelarut adalah alternatif baru yang
sangat potensial di era krisis energi ini dan mengingat tingginya tuntutan untuk
pengembangan green technology. Karena metode pemisahannya menggunakan beda
tingkat kelarutan saja, otomatis ekstraksi adalah suatu metode separasi yang
sangat sedikit mengkonsumsi energi. Potensi ini sudah dikembangkan banyak orang
dan proses ekstraksi sudah banyak digunakan di industri-industri seperti industri
petrokimia, minyak dan gas, makanan, obat-obatan, dan banyak
