BAB III KESETIMBANGAN MATERIAL DAN ENERGI 3.1 Persiapan 3.1.1 Diagram Alir Proses Gambar 3.1.1.1 Diagram Alir Proses Leaching (Ekstraksi Padat-Cair) Prakikum Pilot Plant Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Bandung 3.2 Input-output Gambar 3.2.1 Input-output Proses Leaching (Ekstraksi Padat-Cair) Prakikum Pilot Plant Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Bandung 3.2.1 Identifikasi dan Kuantifikasi Input Proses 1. Bahan Baku Bahan baku yang digunakan berupa kemiri sebanyak 1 kg/praktikum. Adapun bahan pengganti (ketika persediaan kemiri habis) berupa kopi sebanyak 2 kg/praktikum, kunyit dan daun puri. Kebutuhan bahan baku per praktikum: 1 kg Kebutuhan bahan baku per bulan: 8 kg Kebutuhan bahan baku per semester: 24 kg 2. Bahan Pendukung Bahan pendukung yang digunakan adalah etanol 96% dengan jumlah 35 liter/praktikum. Pada praktikum pelarut didistilasi kembali untuk dipakai ulang pada praktikum selanjutnya. Adapun pengurangan etanol karena tidak terpisahkan secara sempurna dengan minyak, adanya etanol yang tertinggal didalam alat dan kemungkinan etanol teruapkan ke lingkungan. Estimasi berkurangya etanol per praktikum: 1 Liter Estimasi kebutuhan etanol per bulan: 8 liter Estimasi kebutuhan etanol per bulan: 24 liter Kebutuhan Steam A. Kebutuhan Steam untuk Proses Lea Tabel 3.2.1.1 Kebutuhan Steam Proses Leaching No Waktu Praktikum Kebutuhan Steam (kg) 1 5 September 2017 57.42 2 14 September 2017 14.4063 3 26 September 2017 12.4 4 2 November 2017 22.05 Kebutuhan steam rata-rata per praktikum: 26,569 kg/praktikum Estimasi kebutuhan steam per bulan: 212,55 kg/bulan Estimasi kebutuhan steam per semeter: 637,657 kg/semeter B. Estimasi Kebutuhan Steam untuk Mengdistilasi Pelarut Tabel 3.2.1.2 Kebutuhan Steam Proses Distilasi Pelarut No Waktu Praktikum Kebutuhan Steam (kg) 1 5 September 2017 6.8 2 14 September 2017 3.474 3 26 September 2017 8.2 4 2 November 2017 6.14 Kebutuhan steam rata-rata per praktikum: 6,1535 kg/praktikum Estimasi kebutuhan steam per bulan: 49,228 kg/bulan Estemasi kebutuhan steam per semeter: 147,684 kg/ semeter C. Kebutuhan Steam Total untuk Praktikum Kebutuhan steam rata-rata per praktikum: 31,722 kg/praktikum Estimasi kebutuhan steam per bulan: 253,78 kg/bulan Estemasi kebutuhan steam per semeter: 761,328 kg/ semeter 3.2.2 Identifikasi dan Kuantifikasi Output Proses 1. Produk Utama Produk utama yang dihasilkan adalah produk setengah jadi berupa campuran minyaketanol dengan volum 600-1000 ml per praktikumnya. Estimasi produk per praktikum: 800 ml/praktikum Estimasi produk per bulan: 3,6 liter/bulan Estimasi produk per semester: 10.8 liter/ semester 2. Limbah Padat Limbah padat yang dihasilkan adalah ampas kemiri. Limbah mengandung etanol 96%. Limbah termasuk limbah organic yang tidak berbahaya atau bukan merupaka limbah B3 Limbah padat yang dihasilkan per praktikum: 1 kg Limbah padat yang dihasilkan per bulan: 8 kg Limbah padat yang dihasilkan per semester: 24 kg 3. Limbah Cair Limbah cair yang dihasilkan berupa air keluaran kondensat dan etanol. Limbah etanol berupa etanol murni dengan konsentrasi 96% dan limbah kondensat berupa air panas. Limbah tidak mengandung zat yang berpotensi merusak lingkungan, namun bersuhu tinggi. Limbah kondensat yang dihasilkan per praktikum: 31,722 kg Limbah kondensat yang dihasilkan per bulan: 253,776 kg Limbah kondensat yang dihasilkan per semester: 761,328 kg Limbah etanol yang dihasil per praktikum: 34 liter 3.2.3 Identifikasi dan Kuantitatif Sistem Daur ulang Limbah yang Ada Limbah padat berupa ampas kemiri saat ini tidak diberi perlakuan dan dibuang pada tempat pembuangan umun. Sedangkan untuk limbah cair etanol sudah dilakukan recovery untuk praktikum selanjutnya dengan penambahan (make up) sebanyak 1 liter per praktikumnya dan limbah cair dari kondesat saat ini tidak diberi perlakuan dan dibuang. 3.3 Kesetimbangan Material Input-output Total Gambar 3.1.3 Kestimbangan Material Proses Leaching (Ekstraksi Padat-Cair) Prakikum Pilot Plant Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Bandung 3.3.1 Neraca Massa Gambar 4.1.3 Neraca Massa Proses Leaching (Ekstraksi Padat-Cair) Keterangan: A: massa dari rafinat, B: massa dari pelarut, x: massa dari solute dalam rafinat, y :massa dari solute dalam ekstrak 3.3.2 Neraca Energi Menggunakan persamaan: 𝑸 = 𝒎𝒔 𝒉𝒈 − 𝒎𝒔 𝒉𝒇 + 𝒎𝒔 𝒉𝒇𝒈 A. Kebutuhan Kalor untuk Proses Ekstraksi No Pengunaan Kalor Kebutuhan Steam (kg) 1 5 September 2017 55714.155 2 14 September 2017 102448.2 3 26 September 2017 85191.843 4 2 November 2017 435079.05 Kebutuhan kalor rata-rata per praktikum: 169.608,312 kJ/praktikum Estimasi kebutuhan kalor per bulan: 169.608,312 kJ/bulan Estimasi kebutuhan kalor per semeter: 4.070.599,488 kJ/ semeter B. Kebutuhan Kalor untuk Mengdistilasi Pelarut No Pengunaan Kalor Kebutuhan Kalor (kJ) 1 5 September 2017 136502.33 2 14 September 2017 16765.733 3 26 September 2017 37530.924 4 2 November 2017 29063.076 Kebutuhan kalor rata-rata per praktikum: 54.965,515 kJ/praktikum Estimasi kebutuhan kalor per bulan: 429.724,12 kJ/bulan Estimasi kebutuhan kalor per semeter: 1.319.172,36 kJ/ semeter C. Kebutuhan Kalor Total untuk Praktikum Kebutuhan kalor rata-rata per praktikum: 224.573,827 kJ/praktikum Estimasi kebutuhan kalor per bulan: 1.796.590,616 kJ/bulan Estimasi kebutuhan kalor per semeter: 5.389.771,848 kJ/ semeter 3.4 Sinthesis 3.4.1 Hiraki Penerapan Produksi Bersih Tabel 3.4.1.1 Hiraki Penerapan Produksi Bersih Metode Optimasi Sumber Contoh Kegitan Contoh Penerapan - Menggunakan bahan baku - Menggunakan bahan baku yang mengandung minyak yang mengandung minyak atsiri atsiri, contoh sereh - Menyeragamkan bahan - Menggunakan bahan baku baku selama satu semester yang sama selama satu semester, agar limbah yang memilik volume yang cukup untuk diolah Daur ulang Penggunaan kembali - Penggunaan kembali pelarut etanol dengan cara memisahkannya dengan produk menggunakan metode distilasi - Menggunakan kembali kondesat sebagai air umpan boiler ataupun dilanjutkan untuk proses cooling tower Pengolahan - Penguapan - Produk yang dihasilkan - Penumbukan berupa produk setengah jadi, - Pengringan sehingga untuk menjadikan minyak utuh pada campuran minyak-etanol yang dihasilkan proses (35 liter) dilakukan proses pemekatan dalam praktikum unit Falling Film Evaporator. - Penumbukan dan pengeringan dilakukan pada ampas untuk diproses menjadi pupuk Pembuangan Pembuangan pada tempat Jika tidak dimungkinkan yang disediakan untuk dilakukan proses pengolahan, pembuangan air kondesat ditampung dalam pembuangan limabah akhir yang berupa sumur resapan 3.4.2 Jenis Perubahan yang akan dilakukan Tabel 4.4.2.1 Jenis Perubahan yang akan dilakukan Aspek Proses produksi Kegiatan - Melanjutkan proses dan mengganti proses distilasi ke proses pemekatan pada praktikum Falling Film Evaporator - Mengumpankan limbah cair kondesat ke boiler atau cooling tower Bahan - Menggunakan bahan baku yang mengandung minyak atsiri - Menyeragamkan bahan baku per semester - Mengolah ampas bahan baku menjadi pupuk 3.4.3 Waktu Penerapan Waktu penerapan dilakukan pada tahun 2018-2019 untuk semester genap.
