Bab 2 Sorbitol dari Tepung Tapioka

BAB II SELEKSI DAN URAIAN PROSES

2.1 Tipe-tipe Proses Sorbitol dapat dibuat dengan berbagai cara dari berbagai jenis bahan baku, dengan kondisi operasi serta konversi yang berbeda. Pembuatan sorbitol dari bahan baku pati melalui dua tahap proses utama yaitu: 1. Proses pengubahan starch menjadi glukosa, ada 3 macam yaitu : 

Hidrolisa menggunakan katalis asam



Hidrolisa menggunakan katalis asam-enzim



Hidrolisa menggunakan katalis enzim-enzim

2. Proses pengubahan glukosa menjadi sorbitol, ada 2 macam, yaitu: 

Proses reduksi elektrolitik



Proses hidrogenasi katalitik

2.1.1 Proses Pengubahan Starch Menjadi Glukosa 2.1.1.1 Hidrolisa menggunakan katalis asam Pada proses hidrolisa menggunakan katalis asam ini, diperlukan kondisi suhu yang tinggi agar dapat memecah komponen dari pati menjadi glukosa. Larutan asam yang digunakan biasanya memiliki konsentrasi yang pekat, misalnya larutan H2SO4, HCl, dan sebagainya. Untuk mekanisme proses hidrolisa asam adalah sebagai berikut : 

Proses hidrolisa dilakukan dalam tangki converter yang terbuat dari baja than karat dengan dilengkapi pipa saluran uap pemanas dan pipa saluran udara yang dihubungkan dengan kompresor untuk mengatur tekanan udara didalamnya.



Larutan suspense yang mengandung 18-20% pati di dalam air dialirkan masuk ke dalam converter lalu ditambahkan lartutan HCl hingga pH mencapai nilai = 2,3



Kemudian larutan tersebut dipanaskan dalam converter hingga mencapai suhu 120135OC dan tekanan 3 kg/cm2 . Proses ini memakan waktu antara 15-20 menit agar menghasilkan derajat hidrolisa yang diinginkan.



Setelah dicapai suhu yang diinginkan, kemudian hidrolisat ditampung pada tangki penahan agar proses hidrolisa berlangsung secara sempurna.

2-1

Reaksi yang terjadi : 1. Reaksi utama (C6H10O5)n + nH2O → C6H10O5 2. Reaksi samping 2(C6H10O5)n + nH2O → C12H22O11 3(C6H10O5)n + nH2O → C18H32O16 Keuntungan dari proses hidrolisa asam ini ialah : -

Proses yang cepat dan sederhana

-

Bahan pembantu yaitu berupa asam mudah didapatkan dan sifatnya yang relatif murah

Kerugian dalam memakai proses hidrolisa asam : -

Biaya pembuatan peralatan yang mahal, karena dibutuhkan peralatan yang tahan terhadap korosif.

-

Penanganan asam sebagai bahan pembantu akan memakan resiko besar karena sifatnya yang eksplosif dan berbahaya bagi kesehatan pekerja serta lingkungan.

2.1.1.2 Hidrolisa menggunakan katalis asam-enzim Hidrolisa menggunakan asam dan enzim ini memerlukan suhu dan pH yang sesuai dalam pengoprasiannya. Dalam proses ini, hidrolisa yang terjadi secara parsial di mana untuk pertama menggunakan asam, kemudian dilanjutkan dengan proses sakarifikasi dengan menggunakan enzim glukoamilase. Konversi enzim biasanya dilakukan pada pH 4,5-7 dengan suhu optimum 50-60oC. Untuk komposisi akhir dari hidrolisat bergantung pada pengaturan hidrolisa asam mula-mula, dan tipe enzim serta tingkat sakarifikasi enzim. Reaksi yang terjadi menggunakan katalis asam : 1. (C6H10O5)n + nH2O → C6H12O6 2. 2(C6H10O5)n + nH2O → C12H22O11 3. 3(C6H10O5)n + nH2O → C18H32O16 Reaksi yang terjadi menggunakan katalis enzim : 1. C12H22O11 + H2O → C6H12O6 2-2

2. C18H32O16 + H2O → C6H12O6 Keuntungan dari penggunaan katalis asam-enzim dari hidrolisa ini adalah : -

Yield dextrose yang dihasilkan dapat mencapai 90-92%

-

Hidrolisa dapat berjalan lebih sempurna karena memakai 2 katalis disbanding menggunakan 1 katalis.

Kerugian dengan menggunakan hidrolisa asam enzim : -

Biaya produksi yang tinggi karena penggunaan katalis asam dan enzim

-

Kondisi operasi yang sulit tercapai karena penyesuaian pH dan suhu optimum dari masing-masing katalis.

2.1.1.3 Hidrolisa menggunakan katalis enzim-enzim Proses pembuatan sirup glukosa dari pati, memerlukan terjadinya reaksi enzimatis sebagai berikut: -[C6H10O5]n-

   -amilase

n(C6H10O5)x + xnH2O

n(C6H10O5)x    glukoamilase

x nC6H12O6

Pembuatan sirup glukosa yang umumnya berbahan dasar dari pati, tahapan prosesnya meliputi likuifikasi, sakarifikasi, penjernihan, dan pemekatan. Proses diawali dengan pencampuran larutan pati dengan air pada tangki pencampur. Selanjutnya larutan pati yang telah dicampur dengan air ditambah dengan CaCl2. Penambahan ini bertujuan sebagai aktivator. Selanjutnya dilakukan penambahan enzim -amylase atau yang biasa disebut dengan “liquefying” pada larutan pati dan dilakukan pemanasan dengan jet cooker sampai 105oC selama 5 menit. Kemudian larutan pati dialirkan ke reaktor likuifikasi untuk mengalami proses hidrolisa selama ±2 jam. Pada proses likuifikasi ini terjadi pemutusan rantai ikatan panjang polisakarida menjadi dekstrin dan sejumlah kecil karbohidrat. Untuk proses selanjutnya yaitu penambahan HCl pada larutan pati untuk menurunkan pH, agar kondisi optimum dari enzim glukoamylase tercapai. Proses hidrolisa dari dekstrin menjadi glukosa membutuhkan waktu 24-72 jam. Filtrasi dilakukan menggunakan rotary vacum filter, yang bertujuan untuk memisahkan kotoran (impurities) yang tidak larut. Filtrat selanjutnya diberi karbon aktif 2-3

untuk pemucatan (penghilangan warna). Proses pertukaran ion dilakukan untuk menghilangkan ion-ion yang terkandung pada larutan glukosa, seperti Cl- dan Na+ . Proses ini dilakukan pada penukar ion, vessel berisi resin yang telah diaktivasi dan dapat menukarkan ion positif terlarut dengan ion H+ (pada kation exchanger) dan ion negatif terlarut dengan OH- (pada anion exchanger). Apabila resin yang digunakan telah jenuh, perlu dilakukan proses regenerasi, yang bertujuan untuk mengaktifkan resin sehingga dapat digunakan kembali. Pada proses pemekatan dilakukan dengan menggunakan evaporator, tahap evaporasi ini dilakukan untuk mendapatkan konsentrasi sirup glukosa yang diinginkan. (Food Chemistry,74,1961) Keuntungan menggunakan hidrolisa enzim : -

Yield dextrose yang dihasilkan lebih tinggi dari hidrolisa asam

-

Kemurnian produk yang dihasilkan lebih tinggi daripada hidrolisa asam.

-

Sirup yang dihasilkan mempunyai komposisi yang lebih stabil

-

Tidak menyebabkan korosi pada peralatan.

Kerugian dalam mengunakan hidrolisa enzim : -

Membutuhkan kondisi operasi yang berbeda untuk setiap enzim agar tercapai konversi produk yang diinginkan.

-

Enzim yang harus diimport karena produsen berasal dari Jepang, Amerika, Jerman, Denmark, Inggris dan lainnya.

2.1.2 Proses pengubahan glukosa menjadi sorbitol 2.1.2.1 Proses Reduksi Elektrolitik Industri sorbitol pertama kali dibangun pada tahun 1937 dan menggunakan proses elektrolitik. Larutan D-glukosa atau disebut juga dekstrosa, yang juga mengandung sodium sulfat dielektrolisis. Hidrogen yang berada pada katoda amalgam mereduksi dekstrosa menjadi sorbitol. Pemurnian dan recovery larutan sorbitol dilakukan dengan metode yang sama dengan yang saat ini digunakan. (Faith, 1975) Pada bagian elektrolisis ini dilengkapi dengan sumber arus yang tidak berfluktuasi elektroda yang dipakai adalah amalgam sebagai katoda dan timbal sebagai anoda 2-4

sedangkan larutan yang dipakai NaOH dan Na2SO4. Pada

prinsipnya dextrosa akan

direduksi dengan H2 sebagai hasil proses elektrolisis diatas. Dari proses diatas akan menghasilkan sorbitol dan mannitol. Mannitol terbentuk karena sebagian dextrosa pada kondisi basa akan berubah menjadi fruktosa dan mannose sehingga saat direduksi akan menjadi mannitol. Untuk proses reduksi elektrolitik faktor-faktor yang yang mempengaruhi hasil dan kualitas yaitu densitas arus, konsentrasi, temperatur, komposisi elektroda serta elektrolitik dan promotornya. 2.1.2.2 Proses Hidrogenasi Katalitik Proses pembuatan sorbitol dengan hidrogenasi katalitik dilakukan dengan mereaksikan larutan dekstrose dan gas hidrogen bertekanan tinggi dengan menambahkan katalis nikel dalam reaktor (Reaktor Hidrogenasi). Gas hidrogen masuk dari bawah reaktor secara bubbling dan larutan dekstrose diumpankan dari atas reaktor sehingga kontak yang terjadi semakin baik.

Reaksi yang terjadi : O CH

CH2OH

H

C

OH

HO

C

H

H

C

OH

H

C

+

H

H

Raney Ni 

OH

CH2OH

H

C

OH

HO

C

H

H

C

OH

H

C

OH

CH2OH Dextrose

Sorbitol

Gambar 2.1. Reaksi Hidrogenasi Katalitik Proses ini menghasilkan overall yield 95 – 99%. Secara keseluruhan proses pembuatannya dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

2-5

Distilled water Dextrose

Hydrogen Activated Carbon

Solution tank

Reaktor

Separator Purifier

Mixer

Filter

Catalyst

Spent carbon

Filter Catalyst Reactivation

Ion Exchange Unit

Evaporator

Sorbitol Waste

(Faiths, 1975) Gambar 2.2 Proses pembuatan sorbitol dengan proses hidrogenasi katalitik 2.2

Seleksi Proses

2.2.1 Seleksi Proses Pengubahan Starch menjadi Glukosa Dari berbagai macam proses pembuatan sirup glukosa secara hidrolisa di atas, berikut akan ditunjukkan perbedaan dari segi teknis maupun ekonomis ketiganya.

Tabel II.2 Perbandingan kondisi operasi pada proses hidrolisa Hidrolisa Uraian Asam

Asam-enzim

Enzim-enzim

3

1-3

1

140-160

60-140

60-105

2,3

1,8-2

4,5-6

30-55%

63-30%

90-95%

Ada

Ada

-

Tinggi

tinggi

Rendah

Banyak

Banyak

Sedikit

Mahal

Mahal

Murah

Aspek teknis 1. 2. -

Operasi Tekanan ( kg/cm2) Suhu (0C ) pH Proses DE Reaksi samping Daya korosi

Aspek Ekonomi 1. 2. 3. 4.

Kebutuhan asam Biaya peralatan Energi Investasi

2-6

Besar

Besar

Kecil

Tinggi

tinggi

Rendah

Dapat diliat dari tabel perbandingan di atas, bahwa keuntungan menggunakan proses hidrolisa enzim-enzim daripada yang lainnya ialah : -

Nilai DE sangat tinggi yaitu sekitar 90-98%

-

Biaya energi lebih rendah karena suhu operasi yang lebih rendah

-

Terhindar dari korosi, sehingga harga peralatan lebih murah

-

Tidak terjadi reaksi samping.

Berdasarkan pertimbangan di atas, maka proses yang dipilih ialah hidrolisa pati dengan katalis enzim-enzim. 2.2.2

Seleksi Proses Pembuatan Sorbitol Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemilihan proses adalah proses pembuatan

produk yang meliputi bahan baku, konversi reaksi, kuantitas produk, sedangkan dari kondisi operasi adalah mengenai temperatur dan tekanan operasi. Dari kriteria-kriteria dan uraian proses pembuatan sorbitol di atas dapat dilihat keuntungan dan kerugian dari masing-masing proses seperti terlihat dalam tabel di bawah ini.

Tabel 2.1 Perbandingan antara proses reduksi elektrolitik dengan hidrogenasi katalitik Proses Parameter Reduksi Elektrolitik

Hidrogenasi Katalitik

Starch

Starch

1. Segi Proses 

Bahan baku



Konversi reaksi Lambat,

waktu

yang Cepat,

waktu

dibutuhkan lama untuk dibutuhkan

yang

lebih cepat

mencapai produk yang untuk mencapai produk diinginkan 2. Segi Ekonomi

yang diinginkan

Harga elektroda untuk Harga 2-7

bahan

baku

elektrolisis mahal serta penunjang membutuhkan

power dapat

yang

untuk terjangkau

besar

mudah dan

di

cukup

elektrolisis.

Dari data diatas terlihat bahwa pada proses hidrogenasi katalitik lebih menguntungkan dibanding proses reduksi elektrolitik. Dalam aplikasi di pabrik sendiri lebih banyak menggunakan proses hidrogenasi katalitik dibandingkan reduksi elektrolitik karena diihat dari segi ekonomi, biaya yang dikeluarkan lebih sedikit dibandingkan dengan proses reduksi elektrolitik dan semua pabrik sorbitol diseluruh Indonesia menggunakan proses hidrogenasi katalitik. Hal ini menunjukkan bahwa proses reduksi elektrolitik kurang efisien untuk dipakai sebagai proses dalam pembuatan sorbitol. Sehingga dalam pemilihan proses lebih menguntungkan proses hidrogenasi katalitik dibandingkan dengan proses reduksi elektrolitik baik dari segi teknis maupun ekonomis. 2.3

Potensi dan Spesifikasi Bahan Baku

2.3.1 Tepung Tapioka Tepung singkong dibagi menjadi 2, yaitu tepung murni dan tepung modifikasi. Produksi tepung murni relatif sederhana, dapat dilakukan pada berbagai skala, seperti di skala rumah tangga yang banyak dijumpai di beberapa desa di Vietnam bagian utara, Kamboja, dan di Pulau Jawa Indonesia. Sedangkan skala besarnya bisa dijumpai di Thailand, Vietnam bagian selatan dan di Provinsi Lampung. (Howeler, 2002)

Gambar 2.3 Tepung Tapioka

2-8

Produksi singkong nasional mengalami peningkatan dari tahun ke tahun. Dari grafik di bawah ini dapat dilihat produksi singkong pada tahun 2012 mencapai 24,17 juta ton. 24.5 24.17 juta ton 24.04 juta ton 23.92 juta ton

Produksi (juta ton)

24 23.5 23 22.5 22 21.5 2007

22.04 juta ton 21.75 juta ton 2008

2009

2010

2011

2012

2013

Tahun

Gambar 2.3 Grafik perkembangan produksi singkong Indonesia, tahun 2008-2012 Sumber : Biro Pusat Statistik 2013

Berikut ini merupakan kandungan pati singkong yaitu :

Tabel 2.2 Kandungan Tepung Tapioka Komponen

Komposisi

Karbohidrat

87.87%

Air

7.80%

Protein

1.60%

Lemak

0.51%

Abu

2.22% 100.00%

Total

Sumber : Direktorat Gizi, Departemen Kesehatan RI. 2003

2-9

2.3.2 Pati Pati dapat dipisahkan menjadi 2 fraksi utama berdasarkan kelarutan bila dibubur (triturasi) dengan air panas, sekitar 20% pati adalah amilosa (larut) dan 80% ialah amilopektin (tidak larut). Hidrolisis lengkap amilosa hanya menghasilkam D-glukosa, hidrolisis parsial menghasilkan maltosa sebagai satu – satunya disakarida. Disimpulkan bahwa amilosa adalah polimer linear dari α-D-glukosa yang dihubungkan secara-1,4’. Beda antara amilosa dan selulosa adalah ikatan glikosidanya, β dalam selulosa dan α dalam amilosa. Perbedaan ini menyebabkan perbedaan sifat antara kedua polisakarida ini.

Gambar 2.4 Amilosa Terdapat 250 satuan glukosa atau lebih per molekul amilosa, banyaknya satuan bergantung spesi hewan atau tumbuhan itu. Molekul amilosa .membentuk spiral di sekitar molekul I2 yang menyebabkan timbulnya warna biru tua karena interaksi keduanya. Warna ini merupakan dasar uji iod pati, dimana suatu larutan iod ditambahkan ke sampel yang tidak diketahhui untuk menguji adanya kandungan pati di dalamnya. Amilopektin, suatu polisakarida yang jauh lebih besar daripada amilosa, mengandung 1000 satuan glukosa atau lebih per molekul. Seperti rantai dalam amilosa, rantai utama amilopektin mengandung 1,4’-α-D-glukosa. Tidak seperti amilosa, amilopektin bercabang sehingga terdapat satu glukosa ujung untuk kira – kira tiap 25 satuan glukosa. Ikatan pada titik percabangan ialah ikatan 1,6’-α-glikosida.

2-10

Gambar 2.5 Amilopektin Hidrolisis lengkap amilopektin hanya menghasilkan D-glukosa. Namun hidrolisis parsial menghasilkan campuran disakarida maltosa dan isomaltosa, yang kedua ini berasal dari percabangan-1,6’. Campuran oligosakarida yang diperolah dari hidrolisis parsial amilopektin, yang biasa dirujuk sebagai dekstrin.

H2O

H2O

H2O

Amilopektin  dekstrin  maltosa + isomaltosa  D-glukosa Sumber : Fessenden

2.3.3 Dekstrin Dekstrin adalah karbohidrat yang dibentuk selama hidrolisis pati menjadi gula oleh panas, asam dan atau enzim. Dekstrin dan pati memiliki rumus umum yang sama , – [Cx(H2O)y)]n - (y = x – 1), yang mana unit glukosa bersatu dengan yang lainnya membentuk rantai (polisakarida) tetapi dekstrin memiliki ukuran lebih kecil dan kurang kompleks dibandingkan pati. Dekstrin larut dalam air tetapi dapat diendapkan dengan alkohol. Dekstrin memiliki sifat seperti pati. Beberapa dekstrin bereaksi dengan iodin memberikan warna biru dan larut dalam alkohol 25% (disebut amilodekstrin) sedang yang lainnya berwarna coklat-kemerahan dan larut dalam alkohol 55% (disebut eritrodekstrin) dan yang lainnya tidak membentuk warna dengan iodin serta larut dalam alkohol 70% 2-11

(disebut akhrodekstrin), yang juga diidentifikasi sebagai desktrosa ekuivalen (DE) . DE yang tinggi menunjukkan adanya depolimerisasi pati yang besar. Maltodekstrin adalah produk dengan DE rendah. Sifat Fisik : 

Rumus molekul

: (C6H10O5)10



Berat molekul

: 1621,41 g/mol



Penampakan

: Bubuk berwarna putih atau kuning



pH

: 5-6

(Perry, 1999) 2.3.4 Glukosa Glukosa, suatu gula monosakarida, adalah salah satu karbohidrat terpenting yang digunakan sebagai sumber tenaga bagi hewan dan tumbuhan. Glukosa merupakan salah satu hasil utama fotosintesis dan awal bagi respirasi. Bentuk alami (D-glukosa) disebut juga dekstrosa, terutama pada industri pangan.Sifat Fisik : 

Rumus molekul

: C6H12O6



Berat molekul

: 180,156 g/ mol



Specific gravity

: 1,56 g/ cm3



Titik lebur

: 140-150 oC



Titik didih

: 146 oC

Sifat kimia : 

Larut dalam air



Larut dalam etanol dan metanol



Berasa manis



Berfungsi sebagai sumber energi

Sifat – sifat Kimia dan Fisika Bahan Penunjang : 2.3.5 Hidrogen (H2) Sifat Fisik 

Berat molekul

: 2,016 g/ mol



Specific gravity

: 0,06948 2-12



Specific volume

: 193 cuft/lb (21.1oC)



Boiling point

: -252,7 oC



Auto – ignation temperature : 580 oC

Sifat Kimia 

Larut dalam air, alkohol dan eter



Tidak korosif



Mudah terbakar dan menimbulkan ledakan

2.3.6 Asam Klorida (HCl) Sifat Fisik 

Berat molekul

: 36,470 g/ mol



Density

: 1,126 gr/cm3



Specific gravity

: 1,1 – 1,9



Boiling point

: 110oC (larutan 20,2%), 48oC (larutan 38%)



Melting point

: -27,32oC (larutan 38%)

Sifat Kimia 

Larut dalam air dan dietil eter



Sangat korosif



Cairan tidak berwarna hingga kuning pucat

2.3.7 Kalsium Klorida (CaCl2) Sifat Fisik 

Berat molekul

: 11,04 g/mol



Densitas

: 2,15 g/ml



Titik didih

: 1670oC



Titik lebur

: 772oC

Sifat Kimia 

Berbentuk putih solid



Bersifat higroskopis.



Larut dalam asam asetat, etanol, dan aseton 2-13

2.3.8 Kabon Aktif Sifat Fisik 

Melting point

: 3500 oC



Specific gravity

: 3,51



Berat molekul

: 12,01 gram/mol



Berat jenis

: 0,2 – 0,6 gram/cc

Sifat Kimia 

Tidak mudah larut dalam air



Padatan berwarna hitam

2.3.9 Katalis Raney Nikel Katalis adalah substansi yang berfungsi untuk meningkatkan laju reaksi kimia, pada temperatur tertentu, namun tidak menimbulkan reaksi kimia terhadap katalis tersebut. Katalis membuat reaksi menjadi lebih cepat karena perubahan yang mereka lakukan pada reaktan, yaitu dengan cara menurunkan energi aktivasi (energi terkecil yang dibutuhkan untuk membuat suatu reaksi terjadi). Ada dua jenis katalis yang dikenal, yaitu katalis heterogen dan katalis homogen. Katalis heterogen berada dalam fasa yang berbeda dengan reaktannya, sedangkan katalis homogen berada dalam fasa yang sama dengan reaktannya. Katalis homogen secara umum bereaksi dengan satu atau lebih reaktan untuk membentuk senyawa kimia “intermediate” yang akan bereaksi untuk membentuk reaksi yang diinginkan.

Gambar 2.6 Katalis Raney Nikel

2-14

Raney Nikel adalah sejenis katalis padat yang terdiri dari butiran halus alloy nikelalumunium yang digunakan dalam berbagai proses industri. Ia dikembangkan pada tahun 1926 oleh insinyur Amerika Murray Raney sebagai katalis alternatif untuk hidrogenasi minyak nabati pada berbagai proses industri. Baru-baru ini, ia digunakan sebagai katalis heterogen pada berbagai macam sintesis organik, umumnya untuk reaksi hidrogenasi. Nikel Raney dihasilkan ketika alloy nikel-aluminium diberikan natrium hidroksida pekat. Perlakuan yang disebut "aktivasi" ini melarutkan keluar kebanyakan aluminium dalam alloy tersebut. Struktur berpori-pori yang ditinggalkan mempunyai luas permukaan yang besar, menyebabkan tingginya aktivitas katalitik katalis ini. Katalis ini pada umumnya mengandung 96% nikel berdasarkan massa, berkorespondensi dengan dua atom nikel untuk setiap atom aluminium. Aluminium membantu menjaga stuktur pori katalis ini secara keseluruhan. Secara makroskopis, nikel Raney terlihat sebagai bubuk halus yang berwarna kelabu. Secara mikroskopis, setiap partikel pada bubuk ini terlihat seperti jaring tiga dimensi, dengan ukuran dan bentuk poripori yang tidak tentu yang dibentuk selama proses pelindian. Nikel Raney secara struktural dan termal stabil, serta mempunyai luas permukaan BET yang besar. Sifat-sifat ini merupakan akibat langsung dari proses aktivasi, yang juga mengakibatkan aktivitas katalitik katalis yang relatif tinggi (Welsh, 2005). Menurut Othmer (1989) kandungan dari nikel Raney adalah sebagai berikut : 

Komposisi kimia -

Ni, wt %

: 96

-

Al,wt %

: 4 (seperti Al2O3)



Densitas pada fase solid

: 8.1 g/cm



Densitas partikel

: 3.32 g/cm



Porosity

: 0.59 cm



Pure Vol

: 0.178 cm3/g

2.3.10 Enzim Enzim adalah kompleks protein yang terdiri atas rantai peptida dan mampu secara efisien mengkatalis reaksi biokimia yang secara kolektif membentuk metabolisme perantara. Kata enzim berasal dari istilah Yunani yang berarti harfiahnya”didalam sel” disamping kata enzim dikenal pula kata fermen yang berarti ragi atau cairan dalam. 2-15

2.3.10.1

Enzim α-amilase

Enzim α-amilase (endo-α-1,4-glucan glucanohydrolase, EC. 3.2.1.1) merupakan enzim amilase endospliting yang memutuskan ikatan glikosidik pada bagian dalam rantai pati secara acak. Enzim α-amilase hanya spesifik untuk memutuskan atau menghidrolisis ikatan α-1,4-glikosidik tetapi mampu melewati titik percabangan (ikatan α-1,6-glikosidik) untuk memutuskan ikatan ikatan α-1,4-glikosidik disebrangnya sehingga menghasilkan isomaltase. Hasil hidrolisis pati dan glikogen oleh α-amilase adalah oligosakarida (maltodekstrin), maltosa, dan sejumlah kecil glukosa yang mempunyai konfigurasi gula α, seperti substrat awal. Stabilitas enzim dalam larutan meningkat dengan pembubuhan sejumlah senyawa tertentu, di antaranya garam dapur, garam –garam kalsium, pati dan produk-produk hidrolisa pati.Pengaruh ini sangat penting pada suhu di atas 65oC. Pengaruh ion kalsium terhadap stabilitas enzim sangat jelas, meskipun pada pembubuhan yang amat rendah.  Nama Dagang

: Optitherm L – 420

 Berat Molekul

: 28.000 daltons

 Kofaktor

: Ca2+ max 400 ppm

 Temperatur Optimum

: 90 – 95oC

 Dosis

: 0,5 – 0,8 kg/kg DS

2.3.10.2

Enzim Glukoamilase

Enzim-enzim yang tergolong di dalam kelompok glukoamilase ini dapat diperoleh dari berbagai strain aspergillus dan rhizopus. Tergantung pada organisme asalnya, enzimenzim tersebut memiliki sifat-sifat kimia enzim yang berbeda-beda, namun pada kondisi yang tepat, semua enzim tersebut dapat menghidrolisis pati secara sempurna menjadi glukosa.Enzim glukoamilase bersifat eksoamilase, yaitu dapat memutus rantai pati menjadi molekul-molekul glukosa pada bagian tak mereduksi dari molekul tersebut. Baik ikatan α1,4 maupun α-1,6 dapat diputuskannya, walaupun dewasa ini sudah ditemukan enzim yang bekerjanya khusus memotong ikatan α-1,6 yaitu Pullunase yang dihasilkan oleh Aerobacter aerogenes, namun pemanfaatannya secara komersial, masih terbatas karena kurang ekonomis.

2-16

2.4 Target Produk Sorbitol, suatu poliol (alkohol gula), bahan pemanis yang ditemukan dalam berbagai produk makanan. Sorbitol adalah golongan alkohol polyhidrat dengan rumus kimia C6H8(OH)6 struktur molekulnya mirip dengan glukosa, hanya gugus aldehide pada glukosa diganti menjadi gugus alkohol. Kemanisan sorbitol sekitar 60% dari kemanisan sukrosa (gula tebu) dengan ukuran kalori sekitar sepertiganya. (wikipedia, 2009). Tabel 2.3 Grade Sorbitol Konsentrasi

Grade

99%

Kristal komersial

70% (sirup dalam air)

Sorbitol syrup noncrystallizing

83-85% sirup

Sorbitol Liquid (Faith, 1975)

Produk yang dihasilkan adalah sorbitol syrup noncrystallizing dengan grade 70%. Produk sorbitol syrup noncrystallizing dihasilkan dari hidrolisis larutan dekstrosa 50%, sedangkan sorbitol kristal dihasilkan dari hidrolisis larutan dekstrosa dengan kemurnian 97 – 100%. Produk sorbitol syrup noncrystallizing rata – rata mengandung solid content 69% (minimal), sorbitol 50% (minimal) berdasarkan berat kering. Sifat Fisika Sorbitol : 

Berbentuk kristal pada suhu kamar



Berwarna putih, tidak berbau dan berasa manis



Larut dalam air, glycerol dan propylene glycol



Sedikit larut dalam methanol, etanol, asam asetat dan phenol



Tidak larut dalam sebagian besar pelarut organic

Sifat Kimia Sorbitol : 

Specific gravity

: 1.472 (-5 oC)



Melting point

: 93 oC (Metastable form) : 97.5 oC (Stable form)



Kelarutan dalam air



Panas pelarutan dalam air : 20.2 kJ/mol

: 235 gr/100 gr H2O

2-17



Panas pembakaran

: 3025.5 kJ/mol (Perry, 1950)

Produk Samping 

Maltitol Hasil dari proses hidrogenasi maltosa. Banyak digunakan dalam pembuatan makanan dan minuman bebas gula, karena memiliki daya serap tinggi.Maltitol digunakan untuk membuat makanan dan minuman untuk penderita diabetes, sedang menjalani diet, dan untuk membuat makanan yang tidak merusak gigi.

2.5 Kapasitas Pabrik Untuk menentukan kapasitas pabrik, analisa pasar sangat penting. Apabila kapasitas telah ditentukan maka dapat ditentukan pula volume reaktor, perhitungan neraca massa, neraca panas dan lain-lain. Untuk menentukan kapasitas pabrik diperlukan data-data produksi dan pemakaian bahan, yang bisa diperoleh dari data Biro Pusat Statistik (BPS). Pabrik Sorbitol ini akan direncanakan akan mulai beroperasi pada tahun 2016, dengan mengacu pada pemenuhan kebutuhan impor. Dengan analogi dari persamaan untuk menghitung bunga, maka perkiraan volume produksi, ekspor dan impor sorbitol (dalam ton) pada tahun 2015 dapat dihitung. Berikut persamaan yang digunakan: F = F0(1+i)n

…………………………. (1)

Dimana : F

= Perkiraan kebutuhan sorbitol pada tahun 2016

Fo

= Kebutuhan sorbitol pada tahun terakhir

i

= Perkembangan rata-rata

n

= Selisih waktu (Peter&Timmerhauss, 2003) Berikut ini adalah data impor, ekspor, ekonomi dan produksi sorbitol untuk tahun

2007 – 2011 : Tabel 2.4 Produksi Sorbitol Indonesia tahun 2007-2011 Tahun

Berat (ton)

Pertumbuhan

2007

298613,099

0.00

2008

250230,216

-0.16

2009

234144,725

-0.06

2-18

2010

198973,209

-0.15

2011

191414,901

-0.04

Pertumbuhan rata-rata

-0.1025

Tabel 2.5 Konsumsi Sorbitol Indonesia tahun 2007-2011 Tahun

Berat (Ton)

Pertumbuhan

2007

193787,275

0.00

2008

192932,047

-0.0044

2009

191779,413

-0.0060

2010

191669,093

-0.0006

2011

191622,398

-0.0002

Pertumbuhan rata-rata

-0.0028

Tabel 2.6 Ekspor Sorbitol Indonesia tahun 2007-2011 Tahun

Berat (Ton)

Pertumbuhan

2007

120439,24

0.00

2008

112459,71

-0.07

2009

100188,48

-0.11

2010

84181,728

-0.16

2011

61117,108

-0.27

Pertumbuhan rata-rata

-0.61

Tabel 2.7 Impor Sorbitol Indonesia tahun 2007-2011 TAHUN

BERAT (ton)

Pertumbuhan

2007

1002,805

0.00

2008

1037,170

0.03

2009

900,597

-0.13

2010

1750,065

0.94

2011

3277,815

0.87

Pertumbuhan rata-rata

0.425

Sumber : Kementerian Perindustrian 2013

2-19

Hasil perhitungan proyeksi produksi, konsumsi, ekspor impor pada tahun 2016 dengan menggunakan persamaan diatas berdasarkan data-data diatas adalah sebagai berikut :

Tabel 2.8 Proyeksi produksi, konsumsi, ekspor dan impor pada tahun 2016 Proyeksi

Berat (ton)

Produksi

111467.44

Konsumsi

188954.67

Ekspor

551.42

Impor

19260.11

Impor tahun 2016

Produksi pada tahun 2016

INDONESIA

Konsumsi pada tahun 2016

Ekspor tahun 2016

Dari keterangan diatas, dapat ditentukan kebutuhan sorbitol yang belum terpenuhi pada tahun 2016, sebagaimana dalam perhitungan berikut : Kebutuhan sorbitol (2016) = [F(konsumsi) + F(ekspor)] – [F(produksi) + F(impor)] (2016) = [(188954.67+551.42)]-[(111467.44+19260.11)] = 58.778,54 ton Pabrik yang akan berdiri direncanakan akan memenuhi 50% dari kebutuhan sorbitol nasional. Sehingga kapasitas pabriknya menjadi : Kapasitas Pabrik = 50% x 58.778,54 ton = 29.389,27 ton Dibulatkan menjadi 30.000 ton pertahun, mengacu pada PT. Sorini Corporation.

2-20

2.6 Basis Perhitungan Dalam perancangan pabrik, diperlukan basis perhitungan yang nantinya akan digunakan dalam proses penghitungan neraca massa. Pabrik sorbitol ini menggunakan basis perhitungan sebagai berikut : Dalam menentukan perhitungan neraca massa, maka dibutuhkan basis perhitungan. Basis perhitungan pada pabrik sorbitol ini adalah sebagai berikut : 1 tahun

= 330 hari kerja

1 hari

= 24 jam

Kapasitas pabrik

= 30.000 ton/tahun

Jumlah Sorbitol

= = 3788 kg/jam

2.7 Basis Desain Data Indonesia merupakan Negara dengan produksi singkong yang cukup besar dengan Propinsi Lampung sebagai daerah terbesarnya. Di propinsi Lampung ini juga banyak terdapat industri tepung tapioka yang nantinya digunakan sebagai bahan baku pembuatan sorbitol. Data produksi tepung tapioka di Lampung disajikan dalam table berikut ini : Tabel 2.9 Produksi Tepung Tapioka di Proponsi Lampung No

Perusahaan

Lokasi (Kabupaten)

Kapasitas Produksi (ton/tahun)

1

PT. Bumi Lampung Permai

Lampung Tengah

24.000

2

PT. Sinar Labuhan

Bandar Lampung

10.800

3

PT. Huma Indah Mekar

Lampung Utara

12.000

4

PT. Wira Kencana Karya

Lampung Utara

75.000

5

PT. Great Giant Pine

Lampung Tengah

34.000

6

PT. Wira Tapioka Mandiri

Bandar Lampung

75.000

7

PT. Eka Inti Tapioka Murni

Lampung Tengah

112.000

8

PT. Wilang Sari

Lampung Tengah

17.000

Total

359.800

Sumber : tanamanpangan.deptan.go.id, 2013 Berdasarkan referensi data diatas, pemilihan propinsi Lampung sebagai lokasi pendirian pabrik sorbitol sangat menguntungkan mengingat melimpahnya bahan baku.

2-21

Untuk lokasi pabrik, tepatnya dipilih kabupaten Lampung Selatan yang berbatasan dengan Kota Bandar Lampung.

Gambar 2.7 Peta Kabupaten Lampung Selatan Propinsi Lampung Berikut ini adalah kondisi wilayah dari Kabupaten Lampung Selatan berdasarkan data dari Badan Meteorologi dan Klimatologi (BMKG) tahun 2013. Kondisi wilayah ini dapat disajikan basis desain data pabrik sorbitol yang akan direncanakan mulai beroperasi tahun 2016.  Kelembapan udara rata-rata

= 59% - 95%

 Suhu udara rata-rata

= 23o – 32o Celcius

 Curah hujan rata-rata

= 1800 – 2400 mm pertahun

 Gempa

= tidak ada data

 Kecepatan angin rata-rata

= 23 km/jam

Kabupaten Lampung Selatan, bagian selatannya meruncing dan mempunyai sebuah teluk besar yaitu Teluk Lampung. Di Teluk Lampung terdapat sebuah pelabuhan yaitu Pelabuhan Panjang dimana kapal-kapal dalam dan luar negeri dapat merapat. Secara umum pelabuhan ini merupakan faktor yang sangat penting bagi kegiatan ekonomi penduduk Lampung, terutama penduduk Lampung Selatan. Di bagian selatan wilayah Kabupaten Lampung Selatan yang juga ujung Pulau Sumatera terdapat sebuah pelabuhan penyeberangan Bakauheni, yang merupakan tempat transito penduduk dari Pulau Jawa ke Sumatera dan sebaliknya. Dengan demikian Pelabuhan Bakauheni merupakan pintu 2-22

gerbang Pulau Sumatera bagian selatan. Batas wilayah dari Kabupaten Lampung Selatan adalah, sebelah utara Kabupaten Lampung Tengah dan Kabupaten Lampung Timur, selatan Selat Sunda, Barat Kabupaten Tanggamus serta Kota Bandar Lampung dan Timur Laut Jawa. (id.wikipedia.org, 2013)

Alasan pemilihan kabupaten Lampung Selatan sebagai lokasi pabrik adalah : 

Ketersediaan Bahan Baku Kabupaten Lampung Selatan berada di propinsi Lampung yang merupakan daerah penghasil tepung tapioka dengan jumlah besar sehingga akan memenuhi kebutuhan bahan baku pabrik sorbitol.(sumber : tanamanpangan.deptan.go.id, 2013)



Ketersediaan Air Kabupaten Lampung Selatan dialiri oleh salah satu sungai yang cukup besar yang oleh masyarakat setempat disebut dengan sungai Seputih Sekampung sehingga kebutuhan utilitas pabrik akan terpenuhi.(sda.pu.go.id, 2013)



Ketersediaan Lahan Kabupaten Lampung Selatan ini memiliki lahan kosong yang luas dengan rincian, 44,132 Ha sawah, 5,703 Ha pekarangan, 84,878 Ha ladang, 536 Ha lahan tidur dan 65,508 Ha lainnya. Hal ini menunjukkan kabupaten ini memiliki lahan yang cukup luas untuk didirikan pabrik sorbitol. (sumber : regionalinvestment.bkpm.go.id, 2013)



Tenaga Kerja Tenaga kerja untuk pabrik sorbitol dapat direkrut dari masyarakat sekitar karena lokasi pabrik cukup dekat dengan pemukiman penduduk. Selain dapat memenuhi kebutuhan tenaga kerja juga dapat membantu meningkatkan taraf hidup penduduk sekitarnya.



Sarana Transportasi Kabupaten Lampung Selatan dekat dengan Kota Bandar Lampung yang mana merupakan gerbang menuju pulau Jawa. Di pulau Jawa, terutama daerah industri di Jawa Barat banyak yang menggunakan sorbitol sebagai bahan bakunya, diantaranya unilever. Selain itu di kabupaten ini juga terdapat pelabuhan panjang sebagai sarana transportasi dan distribusi bahan hingga luar negeri.



Pemasaran

2-23

Sorbitol sebagian besar digunakan dalam industri makanan, farmasi, dan kosmetik dimana sebagian besar industri tersebut terletak di Pulau Jawa. Letak pabrik yang dekat dengan gerbang menuju pulau Jawa menjadikan Kabupaten Lampung Selatan sebagai daerah yang cocok jika dijadikan lokasi pendirian pabrik sorbitol.

2.8 Uraian Proses 2.8.1 Proses Flow Diagram Secara umum, proses pembuatan sorbitol dari singkong dapat digambarkan dalam diagram alir berikut :

Tepung Tapioka

Proses Hidrolisis Pati menjadi Glukosa glukosa

Proses Hidrogenasi Katalitik

Sorbitol mengandung impuritis

Proses Finishing

Sorbitol murni

Gambar 2.9 Diagram Alir Umum Pembuatan Sorbitol

2.8.2 Uraian Proses Proses pembuatan sorbitol pada pabrik ini menggunakan proses hidrogenasi katalitik. Pembuatan sorbitol dengan hidrogenasi katalitik ini terdiri dari beberapa unit proses yaitu : 1. Proses Hidrolisis Pati menjadi Glukosa 2. Proses Hidrogenasi Katalitik 3. Proses Finishing

2-24

2.8.2.1 Proses Hidrolisis Pati menjadi Glukosa Proses ini merupakan langkah awal dalam pembuatan sorbitol, dimana pati (polisakarida) dipecah menjadi monomer-monomernya (monosakarida) dalam bentuk sirup glukosa (dekstrosa). Proses ini dapat digambarkan dalam diagram alir berikut :

CaCl2 + air Enzim -amilase

Mixing Tank Tepung tapioka

T = 30oC

suspensi pati 30%

suspensi pati tergelatinisasi 30%

Reaktor Dekstrinasi

HCl

Reaktor sakarifikasi

Enzim glucoamilase

T=60oC

o

Jet Cooker

95 C,

T=105oC

1 atm, pH 6

15 menit

3 jam

Dekstrin pH= 4,2 maltosa glukosa Dekstrin 72 jam Maltosa Glukosa 30%

Water glucose 50%

Evaporator

Ion Exchanger

Rotary Vacuum Filter

Cake (sisa starch dan enzim)

Gambar 2.11 Blok Diagram Proses Hidrolisis Pati Menjadi Glukosa

a. Liquifikasi Tepung tapioka dari tangki penampung dengan kadar air 9.7 % diangkut dengan menggunakan screw conveyor dan bucket elevator menuju tangki pencampur. Disini tepung tapioka dicampur dengan CaCl2 yang telah dilarutkan dalam larutan pengencer (air) sehingga persentase tepung tapioka terhadap air 30%. Larutan CaCl2 ditambahkan sebagai kofaktor bakteri termamyl, yaitu zat yang dapat membantu kerja enzim supaya aktivitasnya lebih tinggi, kondisi optimum pada tangki ini adalah pH 6. Tangki pencampur dilengkapi dengan pengaduk agar pencampuran rata. Serta waktu tinggal diperkirakan 10 – 15 menit. Campuran tersebut kemudian membentuk suspensi pati dan suspensi pati yang telah tercampur dimasukkan ke dalam jet cooker. Proses pada jet cooker ini bertujuan agar suspensi pati dapat mengalami gelatinisasi dimana saat suhu tinggi, pati lebih mudah mengembang karena menyerap air. Pada saat pati mengembang (tergelatinisasi) akan lebih 2-25

mudah untuk mengalami hidrolisis. Dalam jet cooker diinjeksikan uap sehingga suspensi pati mengalir dengan arah turbulen dan dipanaskan pada suhu 105˚C. b. Dekstrinasi Selanjutnya, suspensi pati dimasukkan dalam reactor dekstrinasi dengan tujuan untuk memecah rantai pati yang telah tergelatinasi menjadi dekstrin dan sejumlah kecil karbohidrat. Ikatan -1,4 dalam amilosa maupun amilopektin yang terdapat di dalam pati dihidrolisa secara acak oleh -amilase sehingga dapat menurunkan viscositas dan meningkatkan harga DE (Dekstrose Ekuivalen). Pada proses ini terbentuk larutan dekstrin. Proses dekstrinasi adalah sebagai berikut: 1. Setelah proses gelatinasi selesai, cairan dipompakan ke reaktor dekstrinasi melalui tangki pendingin yang akan mendinginkan cairan hidrolisat hingga mencapai suhu 95˚C. 2. Dalam reactor dekstrinasi ditambahkan enzyme -amilase. Proses dekstrinasi ini dilakukan selama 2 -3 jam. Reaksi dekstrinasi adalah sebagai berikut (Shreve, 1987): amilase  25(C6H10O5)10 + 250C12H22O11 + 250(C6H12O6) (C6H10O5)1000 +500H2O 

Pati

air

dekstrin

maltosa

dekstrosa

Reaktor dilengkapi dengan pengaduk agar suhu dalam reaktor tetap merata dan dilengkapi pula dengan jacket karena reaksi yang terjadi dalam reactor adalah eksothermis. Temperatur reaksi 95˚C. Dari reaktor dekstrinasi, larutan dipompa ke dalam tangki pendingin untuk menurunkan suhu menjadi 60˚C, karena pada proses selanjutnya yaitu sakarifikasi suhu optimum yang diperbolehkan yaitu 60˚C. a. Proses Sakarifikasi Larutan dekstrin dimasukkan ke dalam reaktor sakarifikasi yang bertujuan untuk memutuskan ikatan -1,4 maupun -1,6 dalam sisa pati maupun yang terdapat dalam dekstrin dengan menggunakan katalisator enzym glukoamilase sehingga molekul pati dapat dikonversikan menjadi glukosa kemudian ditambahkan HCl untuk menurunkan pH menjadi 4,2. Reaktor dilengkapi dengan pengaduk dan jacket karena reaksinya yang isothermis. Proses sakarifikasi berlangsung selama 36-72 jam dan DE yang dihasilkan adalah 95%-98%. (Gerald B. Borglum, web.anl.gov, diakses : 2013)

2-26

Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : se     1000(C12H22O11) Reaksi I : 2(C6H10O5)1000 + 1000(H2O) glukoamila Pati maltosa se     1000(C6H12O6) Reaksi II : (C6H10O5)1000 + 1000(H2O) glukoamila pati dekstrosa se     10(C6H12O6) Reaksi III : (C6H10O5)10 + 10H2O glukoamila dekstrin dekstrosa

Sumber : Gerald B. Borglum, web.anl.gov, diakses : 2013 Setelah dari reaktor sakarifikasi, larutan dekstrosa (sirup glukosa) dipompa menuju filter press untuk proses purifikasi glukosa.

b. Proses Pemurnian Glukosa Sirup glukosa masuk ke filter press untuk memisahkan padatan yang ada di dalam larutan dekstrosa. Padatan tersebut dapat berupa serat. Dari filter press, sirup glukosa dipompa menuju ion exchanger. Proses penukaran ion ini dilakukan untuk menghilangkan ion-ion yang terkandung pada larutan sirup glukosa, seperti Cl- dan Ca2+. Proses ini dilakukan di dalam vessel yang berisi resin yang telah diaktivasi dan menukarkan ion positif terlarut dengan H+ dan ion negatif dengan OH-, yakni Kation Exchanger dan Anion Exchanger. Apabila resin yang digunakan telah jenuh, perlu dilakukan proses regenerasi kembali. Reaksi yang terjadi dalam ion exchanger adalah:

Reaksi 1. Pada Kation Exchanger : 2 Resin - SO3-H+ + Ca2+ + 2 OH-

(resin- SO3- )2Ca2+ +2H2O

Reaksi 2. Pada Anion Exchanger : Resin – N+(CH3)3OH- + H+ + Cl-

resin – N+(CH3)3Cl- + H2O

Sumber : Kirk Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology

Sirup glukosa dipompa menuju penampung. Selanjutnya dipompa menuju preheater sebelum masuk ke evaporator double effect. Diharapkan keluaran dari evaporator ini adalah sirup glukosa dengan konsentrasi 50% glukosa. Sirup glukosa dipompa menuju preheater kemudian diumpankan ke Reaktor hidrogenasi.

2-27

2.8.2.2 Catalytic Hydrogenation Unit Di unit ini adalah yang paling menentukan dari keseluruhan proses produksi dimana terjadi reaksi antara sirup glukosa dengan gas H2 menghasilkan produk utama sorbitol dan produk samping maltitol. Reaksi ini dinamakan reaksi hidrogenasi katalitik karena dalam proses yang terjadi di reaktor ini, menggunakan bantuan katalis Raney Nickel. Sirup glukosa 50% dari evaporator dipompa menuju preheater kemudian diumpankan ke Reaktor (autoclave) hidrogenasi pada suhu 130oC. Reaksi yang terjadi yaitu: Reaksi I: C6H12O6 + H2  C6H14O6 Dekstrosa

Sorbitol

Reaksi II: C12H22O11 + H2  C12H24O11 Maltosa

Maltitol

Sumber : Kirk Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology Sebagaimana digambarkan dalam blok diagram berikut ini :

Sisa gas Katalis H2 Raney Nikel Karbon aktif Reaktor (autoclave) hidrogenasi

H2

Sorbitol 50%

Tanki adsorbsi Filter Press

T=130oC

Glucose 50%

Penghilangan bau dan warna

P=70 atm sisa katalis, karbon dan impuirities

3 jam

Storage

Sorbitol Syrup70%

Water Kation Evaporator

Exchange

Gambar 2.12 Blok Diagram Proses Hidrogenasi Katalitik Kondisi operasi pada reaktor ini adalah pada temperatur 130oC, tekanan 70 atm, serta waktu tinggal di dalam reaktor 3 jam dengan penambahan H2 bertekanan 175 atm dan katalis Raney Nickel 2% dari sirup glukosa yang masuk (Broekhuis, dkk. 2004). Selama 2-28

waktu reaksi, gas hidrogen dari tangki penampung secara kontinyu dimasukkan ke dalam reaktor dan tergelembungkan di dalam reaktor. Sisa gas H2 yang keluar reaktor dikompresi dengan compressor untuk dikembalikan ke penampung. Produk keluar suhunya dijaga 70oC dan kemudian dipompa menuju ke tangki adsorbsi untuk proses purifikasi sorbitol.

2.8.2.3 Finishing Unit Pada unit ini terjadi beberapa proses pemurnian, yaitu : a.

Adsorbsi oleh Karbon Aktif Tujuan dari adsorbsi oleh karbon ini adalah untuk menyerap warna yang

dtimbulkan dari proses sebelumnya,sehingga diperoleh sorbitol yang lebih jernih. Produk dipompa menuju ke tangki adsorbsi dengan penambahan karbon aktif. Karbon aktif berbentuk serbuk dengan ukuran 125 mesh dengan massa jenis 0,2 – 0,6 gram/mL. Karbon aktif yang digunakan berupa serbuk agar menghasilkan proses penyerapan yang baik. Kebutuhan karbon aktif yaitu 10-15 kg/ 1000 kg sorbitol. Kondisi operasi pada alat ini yaitu pada tekanan atmosferik dengan suhu 70oC. Waktu tinggal dalam tangki adsorbsi ini adalah 1 jam. b. Filtrasi Tujuan dari filtrasi adalah untuk memisahkan padatan berupa Raney Nickel dan karbon aktif yang terikut pada proses sebelumnya. Karena zat yang akan dipisahkan berupa padatan maka dalam proses ini menggunakan filter press. Produk dipompa menuju filter press. Cake dari filter press akan diolah untuk dipakai kembali dengan perlakuan lanjutan dengan memisahkan antara katalis dan karbon aktif. Karbon aktif dapat dibuang sebagai limbah dan katalis Raney Nickel dapat digunakan kembali. Sedangkan filtrat yang berupa sorbitol dan maltitol masuk ke kation exchanger. Waktu yang dibutuhkan untuk proses filtrasi ini adalah 3 jam.

c.

Kation Exchanger Tujuan dari kation exchanger adalah menghilangkan ion – ion positif yang

terkandung dalam larutan. Pada kation exchanger H-330 bertujuan untuk menghilangkan ion positif dari sisa Al2O3 yang masih terikut. Al2O3 dibawa oleh katalis Raney Nickel. Sebagaimana dalam persamaan reaksi berikut ini : 3 Resin - SO3-H+ + Al3+ + 3 OH-

(resin- SO3- )3Al3+ +3H2O

Sumber : Kirk Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology 2-29

d.

Evaporasi Larutan sorbitol dari kation exchanger dipompa menuju ke evaporator double

effect. Tujuan dari evaporasi tersebut adalah untuk memekatkan produk sorbitol dari 50% menjadi 70%. Kemudian produk akan ditampung pada tangki penampung.

2-30