PABRIK BASE OIL DARI MINYAK DEDAK PADI (RICE BRAN OIL) DENGAN PROSES ESTERIFIKASI
DOSEN PEMBIMBING Prof. Dr. Ir. Suprapto, DEANIP. 19600624 198701 1 001
OLEH :ENDAH DAHYANINGSIH 2308030038VINA RATNA SARI DEWI 2308030046
Seminar TugaS akhir
Institut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya © 2011
LATAR BELAKANG
Keterbatasan cadangan mineral oil
Pemanfaatan sumber daya alamhayati sebagai sumber bahan
alternatif
Indonesia penghasil padi terbesar ketiga di dunia
Pabrik Base Oil dari Minyak Dedak Padi (Rice Bran Oil)
Kurangnya pemanfaatan dedak padi sebagai hasil samping
penggilingan padi
Peningkatan nilai ekonomis dedak padi
Potensi Dedak padi sebagai sumber minyak nabati
Institut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya © 2011
LOKASI DAN KAPASITAS PABRIK
Lokasi• Riau
Dasar Pemilihan
• Pemasaran mudah karena daerah ini merupakan konsumsi terbesar pelumas di Indonesia
• Tersedia suplai air yang cukup memadai
Kapasitas dan Proses
operasi
• Kapasitas: 39300 ton/tahun : 92876,7 kg/hari• Operasi: semi continyu• Waktu operasi: 330 hari/tahun : 24 jam/hari
Institut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya © 2011
DASAR TEORIa. Dedak Padi
Setiap penggilingan padi akan menghasilkan sekam 18-20%, dedak8-10% dan beras 47-60%
b. Minyak Dedak PadiKandungan minyak sekitar 16-28% berat dedak padi.
c. Base OilBahan dasar pembuatan minyak pelumas. Kegunaan pelumasantara lain mengurangi gesekan, menambah wear, anti korosi, dansebagai seal.
Institut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya © 2011
Karakteristik Base Oil berdasarkanAPI
Golongan
Indeks Viskositas
Pour Point
(oC) Flash Point
(oC)
Golongan I 80-119 15-20 -5 sampai 15 100 Golongan II 80-119 10-15 -10 sampai -
20 170
Golongan III ≥ 120 5-15 -10 sampai -25 190
Golongan III+ ≥ 140 ≤ 5 -15 sampai -30 200
Gologan IV PAO 135-140 1,8 -53 270 Golongan V Polyol Ester 140 1,0 -21 260
Volatilitas %
Institut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya © 2011
Sumber: www.zddplus.com/oil-base-stock
SIFAT FISIKA & KIMIA MINYAK DEDAK PADI
Karakteristik Nilai
Densitas pada 300C
Indeks Bias pada 400C
Asam lemak bebas
Warna
Air
Kotoran yang tidak dapat
larut
0,910-0,920 gr/ml
1,460-1,470
4 %
Kuning kecoklatan
Max 0,05 % berat
Max 0,05% berat
*) Sumber: Bailey’s, 1996Institut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya © 2011
Gb. Minyak Dedak Padi
KARAKTERISTIK PRODUK BASE OIL (TMP ESTER)
Karakteristik Nilai Bentuk Cair Warna Jernih
Spesific Gravity 0,943-0,948 Wt% Volatility 2,9
Wt% Biodegradibility 96 Pour point, ºC - 43
Viskositas - Suhu 40oC - Suhu 100oC
20,4 cSt 4,5 cSt
Viscosity Index 137
*) Sumber: http://www.soltexinc.comInstitut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya © 2011
MACAM DAN URAIAN PROSES
Proses pembuatan base oil secara umum ada 2 metode, yaitu:
Institut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya © 2011
Proses Pemurnian
a. Proses DegummingDegumming dengan menggunakan Asam yaitupenambahan H3PO4 untuk menghilangkan gum denganpembentukan flok-flok pada fosfolipids agar mudahdipisahkan.
b. Proses NetralisasiPengurangan asam lemak bebas yang terkandung dalamminyak dengan menggunakan NaOH
Institut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya © 2011
R-COOH + NaOH RCOONa + H2O
As.Lemak bebas Soapstock Air
Proses Hidrolisa
Untuk mendapatkan asam lemak pada trigliserida minyak dedakpadi diproses dengan proses hidrolisa. Pada proses ini akanmenghasilkan konversi sebesar 99 %
RCOOCH2 CH2OH
RCOOCH + 3 H2O 3RCOOH + CHOH
RCOOCH2 CH2OH
Trigliserida Air Asam Lemak Gliserol
Institut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya © 2011
Proses Esterifikasi
Proses esterifikasi adalah reaksi yang terjadi antara senyawaalkohol dan asam karboksilat atau dalam hal ini adalah asamlemak. Alkohol yang digunakan dalam proses ini adalah jenis poliolyaitu TMP
CH2OH CH2OCOR1
C2H5 C CH2OH + 3RCOOH CH3CH2 C COOR2 + 3 H2O
CH2OH CH2OCOR3 Senyawa Asam Ester Air Alkohol Karboksilat
Institut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya © 2011
Flowsheet Pabrik Base Oil dari RBO dengan Proses Esterifikasi
Institut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya © 2011
S
CW
L112 L124
WASTE
SC
WP
R120
H125
L127
E113
E211
R210
F 313
CTW
E316
L 213
V212
240
14
15
10
9
70
3301
F114
250
FC
TC
TC
TC
H3PO4
ZnCl2
F-111
LC
250
H315
TC
21
80
L314
19
220
18
30
R310
TMP esterF317
F 214 Gliserol
FC
FC
301
1
FC
FC
250
M110
L116
H117
H117
L121
H125
L115
F122
NaOH
L123
F311
TMP
L312
F118
F126
V212
2301
4701
5701
7701
8701
11
70
6
1230
16
240
20
Rice Bran Oil
13
17
F215
R310
NERACA MASSA REAKTOR ESTERIFIKASI
Institut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya © 2011
Komponen Masuk kg/hari Komponen
Keluar kg/hari
Aliran 18 Aliran 22 TGS 826,12 TGS 826,12 FA 89054,244 FA 4452,712 H2O 42155,624 TMP ester 92806,873 Aliran 19
ZnCl2 1797,607
TMP 13743,947 Aliran 21 Aliran 20
H2O 47694,229
ZnCl2 1797,607 Total 105421,92 Total 105421,92
NERACA PANAS REAKTOR ESTERIFIKASI
Institut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya © 2011
Komponen masuk H(kcal) Komponen keluar H(kcal)
TriPalmitat 21079.44 TriPalmitat 21079.44 Tri Stearat 3673.095 Tri Stearat 3673.095 TriOleat 32596.05 TriOleat 32596.05
TriLinoleat 30436.24 TriLinoleat 30436.24 FA 9535037.905 FA 476751.874 H2O 9054395.701 H2O 10244005.191 TMP 325044.347 ZnCl2 353958.885 ZnCl2 353958.885 TMP ester 13506908.12
Q supply 7871929,228 Q loss 279640.0426 Total 24949048.946 Total 24949048.946
SPESIFIKASI REAKTOR ESTERIFIKASI (R-310)
Institut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya © 2011
Spesifikasi reaktor:Proses : BatchJumlah : 2Waktu operasi : 7 jamSuhu operasi : 240 oCBentuk : Silinder vertikal dengan tutup dan dasar ”flanged standard dished head”Volume tangki : 1276,7 ft3
Volume liquid : 1021,36 ft3
Diameter tangki: 10,26 ftTinggi tangki : 15,39 ftTinggi liquida : 12,36 ft
Spesifikasi pengaduk:Tipe : Propeler dengan 4 baffleJumlah : 1Diameter : 1,061 mKecepatan putar: 125 rpmPower : 15,97 hp
R310
Flowsheet Utilitas
Institut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya © 2011
AIR PROSES/UMPAN BOILER
AIR PENDINGIN
AIR SANITASI
L-151
F-150F-140
H-130M-120
L-111
F-135
L-141
F-152
F-160
F-170
F-171
L-172
L-153
F 134
L-133F-132
D 142
L-133
LI
F-131
F-110
E-68
F-121
LI
F-122
LI
SUNGAI
STRAINER
L-111
L-162
KEBUTUHAN AIR PADA PABRIK
Institut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya © 2011
No Air yang digunakan Kebutuhan air ( m3/hari) 1. 2. 3. 4.
Air sanitasi Air pendingin Air umpan boiler Air proses
220 33.9289 951.6357 46.84
Total 1252.405
Institut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya © 2011
• Alat pelindung mata atau safety glasses• Alat pelindung muka atau face shield• Alat pelindung kepala atau safety helmet• Alat pelindung tangan atau sarung tangan• Alat pelindung kaki atau sepatu karet
APD yang digunakan pada pabrik base oil
INSTRUMENTASI PADA PABRIK BASE OIL
Institut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya © 2011
• Temperatur Controller (TC)• Temperatur Indicator (TI)• Pressure Indicator (PI)• Pressure Control (PC)• Level Indicator (LI)• Level Control (LC)• Flow controller (FC)
PENGOLAHAN LIMBAH
Institut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya © 2011
Limbah yang dihasilkan pada proses pabrik base oil ini adalah limbah cair yangberupa:a. Gum yang merupakan limbah dari proses degumming sebanyak 9928,913
kgGum dapat dimanfaatkan menjadi wax (malam lilin) dengan mengeringkangum phosphate
b. Soap Stock yang merupakan limbah dari proses hidrolisa sebanyak4695,906 kgSoap stock dapat dimanfaatkan sebagai bahan dasar pembuatankosmetikdan bahan baku untuk industri sabun
Institut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya © 2011
. Rencana Operasi dan Kapasitas Produksi.Operasi secara semi kontinyu dengan kapasitas produksi 33900 ton/tahunProsesPembuatan base oil pelumas terdapat tiga macam proses utama yaitu pertama prosespemurnian meliputi : proses degumming, dan proses netralisasi (saponifikasi), keduaproses hidrolisa, dan ketiga proses esterifikasi.UtilitasAir sanitasi : 220 m3/hariAir pendingin : 33.9289 m3/hariAir umpan boiler : 951.6357 m3/hariAir proses : 46.84 m3/hariLimbahGum phospate : diolah menjadi wax (lilin malam).Soap stock : dapat diolah menjadi bahan dasar kosmetik dan sebagai bahan baku untukindustri sabun.
KESIMPULAN
TERIMA KASIH
Institut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya © 2011