bab i pendahuluan

Tugas Prarancangan Pabrik Kimia
Pabrik Selulosa dari Tandan Kosong Kelapa Sawit dengan Proses Soda-Nitrat
Kapasitas 50.000 ton/tahun
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Seiring dengan pertambahnya penduduk dunia, maka kebutuhan bakar juga akan semakin meningkat.
Salah satu bahan bakar yang akan terus meningkat permintaannya adalah crude palm oil (CPO). CPO
adalah bahan baku utama dari pembuatan biodiesel yang merupakan bahan bakar ramah lingkungan yang
masih dapat dikembangkan. Konsumsi CPO dari tahun ke tahun terus menunjukkan peningkatan dan
Indonesia adalah negara penghasil CPO terbesar dunia. Selain menghasilkan CPO, bahan baku yang
berupa kelapa sawit ini juga menghasilkan limbah berupa tandan kosong kelapa sawit atau TKKS dari
sisa produksi CPO. Selama ini mayoritas jumlah TKKS, sekitar 60% hanya dimanfaatkan sebagai bahan
bakar di pabrik CPO itu sendiri dan sebagian lainnya dimanfaatkan untuk memproduksi barang-barang
yang memiliki nilai jual yang tidak begitu tinggi sehingga dapat dianggap TKKS ini masih belum
termanfaatkan secara optimum.
TKKS sendiri terdiri dari senyawa-senyawa seperti selulosa, pentosan, dan lignin. Senyawa-senyawa
tersebut memiliki nilai jual yang cukup tinggi jika dibandingkan dengan nilai jual TKKS. Selulosa dapat
dijadikan sebagai bahan baku industri kertas dan bahan baku industri pemintalan untuk menghasilkan
rayon atau selulosa asetat. Selain itu dalam industri bahan makanan dan faramasi dikenal bentuk lain dari
selulosa, yakni mikrokristalin selulosa. Dalam bidang pertahanan, selulosa dapat dijadikan bahan baku
bahan bakar roket (propellan). Menilik dari banyaknya manfaat selulosa dan besarnya permintaan akan
selulosa, maka diharapkan pendirian pabrik selulosa dari TKKS ini akan dapat membantu perekonomian
nasional. Selulosa sendiri dapat dijual dengan berbagai kemurnian, mulai kemurnian cukup rendah
sebesar kurang dari 85% yang digunakan untuk bahan baku kertas sampai kemurnian 99% sebagai
mikrokristalin selulosa atau bahan baku propellan. Pabrik yang akan didirikan ini akan menghasilkan
selulosa 92% yang dapat digunakan sebagai bahan baku industri rayon. Saat ini kapasitas produksi indutri
rayon di Indonesia adalah sebesar 250.000 ton/tahun dan hanya 120.000 ton/tahun yang dipasok ke pasar
dalam negeri. Jumlah pasokan dalam negeri ini kurang dari permintaan yang semakin meningkat dari
tahun ke tahun sehingga pabrik selulosa dari TKKS dengan kapasitas 50.000 ton/tahun ini diharapkan
dapat membantu memenuhi pasokan selulosa untuk menghasilkan serat rayon sesuai jumlah permintaan
yang ada.
B. Tinjauan Pustaka
Selulosa merupakan senyawa organik dengan rumus molekul (C 6H10O5)n, sebuah poliskarida yang terdiri
atas seratus sampai puluhan ribu rantai linear D-glucose dengan ikatan β (1-4). Selulosa merupakan
54 | Bimo Yudha Prakosa
Dian Purnamasari
07/250776/TK/32381
07/250858/TK/32436
Tugas Prarancangan Pabrik Kimia
Pabrik Selulosa dari Tandan Kosong Kelapa Sawit dengan Proses Soda-Nitrat
Kapasitas 50.000 ton/tahun
penyusun utama dari kayu dan tumbuh-tumbuhan. Kandungan utama kayu adalah selulosa, pentosan
(hemiselulosa), dan lignin.
Selulosa sendiri terdiri atas α-selulosa, β-selulosa, dan γ-selulosa. Umumnya kandungan α-selulosa paling
besar di antara yang lain sehingga α-selulosa inilah yang biasanya disebut dengan selulosa. Ketiga jenis
selulosa ini dapat dibedakan dengan kelarutannya dalam asam dan basa. Dalam larutan 17.5% NaOH, αselulosa tidak terlarut sedangkan komponen sakarida yang lain terlarut. Dalam larutan asam, komponen
yang terlarut adalah β-selulosa sedangkan γ-selulosa larut dalam larutan basa.
Di industri kertas, proses pengambilan selulosa dilakukan dengan proses yang disebut pulping, yakni
penghilangan senyawa-senyawa lain selain selulosa dengan proses mekanis atau kimia. Berikut ini
deskripsi dari kedua proses tersebut:
1. Proses Mekanis
Dalam proses mekanis, kayu sebgai bahan baku dikuliti, dipotong, dan digerindra sambil ditambah
air. Penambahan air dimaksudkan untuk menyerap panas yang ditimbulkan akibat gesekan dan untuk
mengapungkan serat-serat yang telah hancur. Kualitas dari kertas hasil pulp ini rendah karena masih
banyak mengandung lignin. Lignin yang teroksidasi akan membuat kertas berwarna kuning. Pulp
yang dihasilkan dari proses ini bisanya digunakan untuk membuat kertas karton.
2. Proses Kimia
Dalam proses kimia, pada bahan baku ditambahkan senyawa yang dapat melarutkan lignin dan
senyawa lain selain selulosa. Proses kimia ini dilakukan di suatu alat pemasak yang disebut digester.
Beberapa jenis proses kimia tersebut adalah sebagai berikut:
a.
Proses Sulfat
Dalam proses ini digunakan larutan pemasak campuran Na 2S, NaOH, dan Na2CO3. Reaksi yang
terjadi agak sukar ditentukan, tetapi hasilnya dapat dianalisis menghasilkan alkohol, asam
merkaptan, dan senyawa sulfida. Hasil pulp cukup baik dan mengahsilkan serat yang kuat.
b.
Proses Sulfit
Dalam proses ini digunakan larutan yang mengandung 7% berat SO 2, 4.5% berat H2SO4, dan
2.5% berat Ca(HSO3)2. Bahan yang dimasak adalah kayu dengan serat panjang. Pulp yang
dihasilkan berwarna putih dan berkualitas baik.
c.
Proses Soda
Dalam proses soda, bahan yang dimasak adalah tandan kosong kelapa sawit. Dalam proses ini
terjadi hidrolisis lignin. Hasil dari pulp ini biasanya berwarna putih kuning disebabkan sisa lignin.
Dalam proses pulping untuk pembuatan kertas senyawa yang dihilangkan biasanya berupa lignin
dan pentosan tidak ikut dihilangkan karena pentosan masih dibutuhkan untuk memperkuat sifat
55 | Bimo Yudha Prakosa
Dian Purnamasari
07/250776/TK/32381
07/250858/TK/32436
Tugas Prarancangan Pabrik Kimia
Pabrik Selulosa dari Tandan Kosong Kelapa Sawit dengan Proses Soda-Nitrat
Kapasitas 50.000 ton/tahun
fisis kertas. Oleh karena itu, untuk pembuatan selulosa dengan kemurnian tertentu dibutuhkan
proses lain yang berfungsi untuk menghilangkan senyawa pentosan. Senyawa pentosan biasanya
dihilangkan dengan menghidrolisnya dalam larutan asam encer. Larutan asam yang digunakan
umumnya larutan asam kuat seperti HNO3, HCl, H2SO4, dan H3PO3.
Pengambilan selulosa dari TKKS ini secara umum terdiri atas dua proses utama, yakni
penghilangan pentosan di reaktor hidrolisis dan penghilangan lignin di digester. Pada reaktor
hidrolisis digunakan larutan asam nitrat encer dengan konsentrasi 8% dengan kondisi operasi
isotermal pada suhu 150°C dan tekanan 7 atm, sedangkan pada digester digunakan larutan NaOH
40% dengan kondisi operasi adiabatis pada suhu 160°C dan tekanan 7 atm. Pulp hasil reaksi lalu
dihilangkan kadar airnya dengan filtrasi dan pengeringan sampai diperoleh selulosa 92%.
Selulosa 92% ini dapat digunakan sebagai bahan baku industri rayon dan industri serat selulosa
asetat.
56 | Bimo Yudha Prakosa
Dian Purnamasari
07/250776/TK/32381
07/250858/TK/32436