Dani_Nevy Full Naskah Pabrik Asam Stearat1.pdf

PRARANCANGAN PABRIK ASAM STEARAT DARI MINYAK KELAPA SAWIT MENTAH DENGAN COLGATE-EMERY PROCESS KAPASITAS 80.000 TON/TAHUN Skripsi diajukan sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Kimia...

PRARANCANGAN PABRIK ASAM STEARAT DARI MINYAK KELAPA SAWIT MENTAH DENGAN COLGATE-EMERY PROCESS KAPASITAS 80.000 TON/TAHUN Skripsi diajukan sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Kimia Oleh Ridwan Dani Hibatullah NIM.5213419035 Nevy Ainurrahmah NIM.5213419049 JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG SEMARANG 2023  PERSETUJUAN PEMBIMBING Skripsi berjudul “Prarancangan Knockout Drum pada Pabrik Asam Stearat Dari Minyak Kelapa Sawit dengan Coolgate-Emery Process Kapasitas 80.000 Ton/Tahun” yang disusun oleh: Nama : Ridwan Dani Hibatullah NIM : 5213419035 telah disetujui untuk diajukan ke sidang panitia ujian Skripsi Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang. Semarang, 31 Juli 2023 Pembimbing, Prof. Dr. Widi Astuti, S.T., M.T. NIP. 197310172000032001 i  PERSETUJUAN PEMBIMBING Skripsi berjudul “Prarancangan Spray Column pada Pabrik Asam Stearat Dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Coolgate-Emery Process Kapasitas 80.000 Ton/Tahun” yang disusun oleh: Nama : Nevy Ainurrahmah NIM : 5213419049 Telah disetujui untuk diajukan ke sidang panitia ujian Skripsi Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang Semarang, 31 Juli 2023 Pembimbing, Prof. Dr. Widi Astuti, S.T., M.T. NIP. 197310172000032001 ii  PENGESAHAN Skripsi berjudul “Prarancangan Knockout Drum pada Pabrik Asam Stearat dari Minyak Kelapa Sawit dengan Colgate-Emery Process Kapasitas 80.000 Ton/Tahun” yang disusun oleh: Nama : Ridwan Dani Hibatullah NIM : 5213419035 Program Studi : S-1 Teknik Kimia Telah dipertahankan dalam ujian Skripsi pada hari Kamis tanggal 14 Agustus 2023. Ketua Penguji Dr. Wirawan Sumbodo, M.T. NIP 196601051990021002 Sekretaris Prof. Dr. Dewi Selvia Fardhyanti, S.T., M.T. NIP 197103161999032002 Penguji 1 Prof. Dr. Wara Dyah Pita Rengga, S.T., M.T. NIP. 197405191999032001 Penguji 2 Prof. Dr. Megawati, S.T., M.T. NIP. 197211062006042001 Penguji 3/Pembimbing Prof. Dr. Widi Astuti, S.T., M.T. NIP. 197310172000032001 PENGESAHAN iii iv  LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN Dengan ini saya menyatakan bahwa: v vi  MOTTO DAN PERSEMBAHAN “Bersama kesulitan ada kemudahan” – Ridwan Dani Hibatullah “Jangan pernah berhenti mempertanyakan kenapa kita hidup dan untuk apa kita hidup. Begitu menyerah mempertanyakannya, hidup tidak lagi ada artinya” – Nevy Ainurrahmah PERSEMBAHAN 1. Perkembangan ilmu dan pengetahuan teknologi Bangsa dan Negara Indonesia 2. Bapak, Ibu, Kakak, Adik dan seluruh keluarga tercinta 3. Seluruh Dosen Teknik Kimia Universitas Negeri Semarang 4. Teman-teman seperjuangan SIKLO OKTANA Teknik Kimia Universitas Negeri Semarang Angkatan 2019 5. Almamater Universitas Negeri Semarang vii  INTISARI Ridwan Dani Hibatullah dan Nevy Ainurrahmah, 2023. Prarancangan Pabrik Asam Stearat Dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Colgate-Emery Process Kapasitas 80.000 Ton/Tahun, Program Studi S1, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang, Semarang Pabrik Asam Stearat diracang dengan kapasitas 80.000 ton/tahun dengan proses colgate-emery kapasitas 80.000 ton/pertahun, berlangsung secara countinuous pada suhu operasi 250 oC dan tekanan 50 atm. Lokasi pabrik direncanakan berada di Kawasan Ekonomi Khusus Sei Mangkei, Kabupaten Simalungun, Provinsi Sumatera Utara. Reaksi pembentukan asam stearat berlangsung dalam reaktor hidrolisis dan hidrogenasi. Proses hidrolisis berlangsung pada suhu 250 oC menggunakan reaktor spray column dengan Perbandingan massa minyak (trigliserida) dan air yang masuk ke dalam reaktor hidrolisis yaitu 2:1. Sedangkan proses hidrogenasi dibantu oleh katalis nikel alumina dan konversi produk yang dicapai sebesar 99%. Hasil analisis kelayakan diperoleh hasil ROI sebesar 35,63 %, BEP sebesar 42,53%, SDP sebesar 26,4%, dan POT dalam waktu 2,72 tahun. Dari analisa ekonomi yang telah dilakukan, dapat diambil kesimpulan bahwa pabrik asam stearat dengan kapasitas 80.000 ton/tahun layak didirikan. viii  KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan Skripsi dengan judul “Prarancangan Pabrik Asam Stearat Dari Minyak Kelapa Sawit Dengan Coolgate-Emery Process Kapasitas 80.000 Ton/Tahun”. Penyusunan Skripsi disusun sebagai salah satu persyaratan meraih gelar Sarjana Teknik pada Program Studi S1 Teknik Kimia Universitas Negeri Semarang. Penyelesaian penyusunan Skripsi ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, oleh karena itu pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih serta penghargaan kepada: 1. Prof. Dr. S Martono, M.Si., Rektor Universitas Negeri Semarang atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk menempuh studi di Universitas Negeri Semarang. 2. Dr. Wirawan Sumbodo, M.T Dekan Fakultas Teknik dan Prof. Dr. Dewi Selvia Fardhyanti, S.T,. M.T. Koordinator Program Studi Teknik Kimia atas fasilitas yang telah disediakan. 3. Prof. Dr. Widi Astuti, S.T., M.T., Pembimbing yang penuh perhatian dan atas perkenaan memberi bimbingan dan dapat dihubungi sewaktu-waktu disertai kemudahan menunjukkan sumber-sumber yang relevan dengan penulisan ini. 4. Berbagai pihak yang telah memberikan bantuan untuk Penyusunan Skripsi ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Penulis menyadari adanya keterbatasan di dalam Penyusunan Skripsi ini kritik dan saran yang sifatnya membangun untuk kesepakatan untuk kesempurnaan penyusunan Skripsi Penelitian ini sangat perlu harapan. Semarang, Agustus 2023 Penulis ix  DAFTAR ISI PERSETUJUAN PEMBIMBING.................................................................................. i PENGESAHAN........................................................................................................... iii LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN..................................................................... v MOTTO DAN PERSEMBAHAN.............................................................................. vii INTISARI................................................................................................................... viii KATA PENGANTAR................................................................................................. ix DAFTAR ISI................................................................................................................. x DAFTAR GAMBAR............................................................................................... xviii DAFTAR TABEL....................................................................................................... xx BAB I BPENDAHULUAN.......................................................................................... 1 1.1. Latar Belakang................................................................................................ 1 1.2. Pemilihan Lokasi Pabrik................................................................................. 3 1.2.1 Penyedia Bahan Baku........................................................................... 11 1.2.2 Pemasaran dan Transportasi.................................................................. 12 1.2.3 Ketersediaan Tenaga Kerja dan Upah Tenaga Kerja............................ 14 1.2.4 Utilitas................................................................................................... 14 1.2.5 Kebijakan Pemerintah........................................................................... 15 1.2.6 Ketersediaan Lahan............................................................................... 15 1.3. Kapasitas Produksi........................................................................................ 18 1.3.1 Perkiraan Kebutuhan Asam Stearat di Indonesia.................................. 18 1.3.2 Perkiraan Kebutuhan Asam Stearat di Dunia........................................ 21 1.3.3 Kapasitas Pabrik yang Sudah Beroperasi.............................................. 22 1.3.4 Ketersediaan Bahan Baku..................................................................... 24 1.3.5 Analisis Ekonomi.................................................................................. 30 1.4. Tinjauan Pustaka........................................................................................... 31 1.4.1 Asam Stearat......................................................................................... 31 1.4.2 Macam-macam Proses Pembuatan Asam Stearat................................. 32 1.4.3 Alasan Pemilihan Proses....................................................................... 35 1.4.4 Kegunaan Produk.................................................................................. 36 x  1.5 Sifat Fisis dan Kimia Bahan......................................................................... 39 1.5.1 Spesifikasi Bahan Baku......................................................................... 39 1.5.2 Spesifikasi Bahan Pembantu................................................................. 40 1.5.3 Spesifikasi Produk................................................................................. 43 1.6 Konsep Reaksi.............................................................................................. 45 1.6.1 Mekanisme Reaksi................................................................................ 45 1.6.2 Kondisi Operasi..................................................................................... 46 1.6.3 Penggunaan Katalis............................................................................... 47 1.7 Tinjauan Termodinamika.............................................................................. 47 1.8 Tinjauan Kinetika.......................................................................................... 55 1.9 Tinjauan Proses............................................................................................. 59 1.9.1 Penyimpanan Bahan Baku.................................................................... 61 1.9.2 Persiapan Bahan Baku........................................................................... 61 1.9.3 Tahap Reaksi......................................................................................... 62 BAB II NERACA MASSA DAN NERACA PANAS............................................... 64 2.1 Neraca Massa.................................................................................................... 64 2.1.1 Neraca Massa Mixer (M-01)....................................................................... 64 2.1.2 Neraca Massa Bleacher (M-02)................................................................. 66 2.1.3 Neraca Massa Filter (P-01)......................................................................... 67 2.1.4 Neraca Massa Deodorizer (FE-01)............................................................ 69 2.1.5 Neraca Massa Reaktor Hidrolisis (R-01).................................................... 70 2.1.6 Neraca Massa Evaporator (FE-02)............................................................. 72 2.1.7 Neraca Massa Knock Out Drum 1 (KOD-01)............................................. 73 2.1.8 Neraca Massa Reaktor Hidrogenasi (R-02)................................................ 75 2.1.9 Neraca Massa Knock Out Drum 2 (KOD-02)............................................. 76 2.1.10 Neraca Massa Menara Distilasi (T-01)..................................................... 78 2.2 Neraca Panas..................................................................................................... 79 2.2.1 Neraca Panas Mixer (M-01).................................................................. 79 2.2.2 Neraca Panas Bleacher (M-02)............................................................. 80 2.2.3 Neraca Panas Filter (P-01).................................................................... 82 2.2.4 Neraca Panas pada Heater 1 (E-01)...................................................... 83 2.2.5 Neraca Panas Deodorizer (FE-01)........................................................ 84 xi  2.2.6 Neraca Panas Pompa 1 (J-01)............................................................... 85 2.2.7 Neraca Panas Pompa 2 (J-02)............................................................... 86 2.2.8 Neraca Panas Heater 2 (E-02)............................................................... 87 2.2.9 Neraca Panas Spray Tower (R-01)........................................................ 88 2.2.10 Neraca Panas Expansion Valve 1 (EV-01)............................................ 89 2.2.11 Neraca Panas Expansion Valve 3 (EV-03)............................................ 90 2.2.12 Neraca Panas Evaporator (FE-02)......................................................... 91 2.2.13 Neraca Panas Cooler 1 (E-03).............................................................. 92 2.2.14 Neraca Panas Knockout Drum 1 (KOD-01).......................................... 93 2.2.15 Neraca Panas Cooler 2 (HE-04)........................................................... 93 2.2.16 Neraca Panas Kompressor (JC-01)....................................................... 95 2.2.17 Neraca Panas Fixed Bed Reactor (R-02).............................................. 96 2.2.18 Neraca Panas Expansion Valve 2 (EV-02)............................................ 97 2.2.19 Neraca Panas Knockout Drum 2 (KOD-02).......................................... 99 2.2.20 Neraca Panas Heater 3 (HE-05).......................................................... 100 2.2.21 Neraca Panas Menara Distilasi (T-01)................................................ 102 2.2.22 Neraca Panas Flaker 1 (K-01)............................................................. 103 2.2.23 Neraca Panas Flaker 2 (K-02)........................................................... 1035 BAB III SPESIFIKASI ALAT................................................................................. 106 3.1 Mixer........................................................................................................... 106 3.2 Bleacher...................................................................................................... 107 3.3 Filter........................................................................................................... 108 3.4 Deodorizer.................................................................................................. 109 3.5 Reaktor Hidrolisis....................................................................................... 110 3.6 Evaporator................................................................................................... 111 3.7 Knockout Drum 1........................................................................................ 112 3.8 Reaktor Hidrogenasi................................................................................... 113 3.9 Knockout Drum 2........................................................................................ 114 3.10 Menara Distilasi.......................................................................................... 115 3.11 Accumulator................................................................................................ 116 3.12 Kondensor................................................................................................... 117 3.13 Reboiler....................................................................................................... 118 xii 3.14 Flaker 1....................................................................................................... 119 3.15 Flaker 2....................................................................................................... 120 3.16 Expansion Valve 1....................................................................................... 121 3.17 Expansion Valve 2....................................................................................... 121 3.18 Expansion Valve 3....................................................................................... 122 3.19 Steam Jet Ejector 1..................................................................................... 123 3.20 Steam Jet Ejector 2..................................................................................... 123 3.21 Steam Jet Ejector 3..................................................................................... 124 3.22 Steam Jet Ejector 4..................................................................................... 125 3.23 Kompressor Hidrogen................................................................................. 126 3.24 Bucket Elevator 1........................................................................................ 126 3.25 Bucket Elevator 2........................................................................................ 128 3.26 Bucket Elevator 3........................................................................................ 129 3.27 Belt Conveyor 1........................................................................................... 130 3.28 Belt Conveyor 2........................................................................................... 131 3.29 Pompa J-01.................................................................................................. 132 3.30 Pompa J-02.................................................................................................. 133 3.31 Pompa J-03.................................................................................................. 134 3.32 Pompa J-04.................................................................................................. 135 3.33 Pompa J-05.................................................................................................. 136 3.34 Pompa J-06.................................................................................................. 137 3.35 Pompa J-07.................................................................................................. 138 3.36 Pompa J-08.................................................................................................. 139 3.37 Pompa J-09.................................................................................................. 140 3.38 Pompa J-10.................................................................................................. 141 3.39 Tangki Penyimpanan CPO.......................................................................... 142 3.40 Tangki Penyimpanan H3PO4....................................................................... 143 3.41 Hopper Bleaching Earth............................................................................. 144 3.42 Tangki Hidrogen......................................................................................... 145 3.43 Silo Asam Stearat 30%............................................................................... 146 3.44 Silo Asam Stearat 70%............................................................................... 147 3.45 Tangki Penyimpanan Gliserol..................................................................... 148 xiii  3.46 Heater 1....................................................................................................... 149 3.47 Heater 2....................................................................................................... 150 3.48 Heater 3....................................................................................................... 151 3.49 Cooler 1....................................................................................................... 152 3.50 Cooler 2....................................................................................................... 154 BAB IV UTILITAS.................................................................................................. 156 4.1 Unit Pendukung Proses............................................................................... 156 4.1.1 Unit Pengadaan Air............................................................................. 156 4.1.2 Unit Pengadaan Dowtherm A............................................................. 163 4.1.3 Unit Pengadaan Steam......................................................................... 164 4.1.4 Unit Pengadaan Listrik........................................................................ 168 4.1.5 Unit Pengadaan Bahan Bakar.............................................................. 174 4.1.6 Unit Pengolahan Limbah.................................................................... 175 4.2 Laboratorium............................................................................................. 1747 BAB V TATA LETAK............................................................................................. 192 5.1 Lokasi Pabrik.............................................................................................. 192 5.2 Tata Letak Pabrik........................................................................................ 192 5.3 Tata Letak Peralatan Proses........................................................................ 199 BAB VI MANAJEMEN PERUSAHAAN............................................................... 204 6.1 Bentuk Perusahaan...................................................................................... 204 6.2 Struktur Organisasi..................................................................................... 206 6.3 Tugas dan Wewenang................................................................................. 209 6.3.1 Pemegang Saham................................................................................ 209 6.3.2 Dewan Komisaris................................................................................ 209 6.3.3 Dewan Direksi..................................................................................... 209 6.3.4 Staf Ahli.............................................................................................. 210 6.3.5 Penelitian dan Pengembangan (Litbang)............................................ 210 6.3.6 Kepala Bagian..................................................................................... 211 6.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan................................................................ 214 6.5 Status Karyawan dan Sistem Upah............................................................. 216 6.6 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji................................... 216 6.7 Kesejahteraan Karyawan............................................................................ 222 xiv  6.8 Manajemen Produksi.................................................................................. 224 BAB VII ANALISIS EKONOMI............................................................................. 229 7.1 Pendahuluan................................................................................................ 229 7.2 Perkiraan Harga Peralatan........................................................................... 229 7.3 Dasar Perhitungan....................................................................................... 230 7.4 Perhitungan Biaya....................................................................................... 231 7.5 Analisis Kelayakan..................................................................................... 237 7.6 Hasil Perhitungan........................................................................................ 240 BAB VIII KESIMPULAN........................................................................................ 248 8.1 Kesimpulan................................................................................................. 248 DAFTAR PUSTAKA............................................................................................... 250 LAMPIRAN A NERACA MASSA.......................................................................... 261 A.1 Mixer.............................................................................................................. 262 A.2 Bleacher (M-02)............................................................................................. 212 A.3 Filter (P-01).................................................................................................... 222 A.4 Deodorizer (FE-01)........................................................................................ 225 A.5 Reaktor Hidrolisis (R-01)............................................................................... 228 A.6 Evaporator (FE-02)......................................................................................... 233 A.7 Knock Out Drum (KOD-01).......................................................................... 237 A.8 Reaktor Hidrogenasi (R-02)........................................................................... 241 A.9 Knock Out Drum 2 (KOD-02)........................................................................ 247 A.10 Menara Distilasi (T-01)................................................................................ 251 LAMPIRAN B NERACA PANAS........................................................................... 253 B.1 Neraca Panas Mixer (M-01)........................................................................ 259 B.2 Neraca Panas Bleacher (M-02)................................................................... 262 B.3 Neraca Panas Filter (P-01).......................................................................... 266 B.4 Neraca Panas pada Heater 1 (E-01)............................................................ 268 B.5 Neraca Panas Deodorizer (FE-01).............................................................. 271 B.6 Neraca Panas Pompa 1 (J-01)..................................................................... 275 B.7 Neraca Panas Pompa 2 (J-02)..................................................................... 278 B.8 Neraca Panas Heater 2 (E-02)..................................................................... 279 B.9 Neraca Panas Spray Tower (R-01)............................................................. 281 xv  B.10 Neraca Panas Expansion Valve 1 (EV-01)................................................. 288 B.11 Neraca Panas Expansion Valve 3 (EV-03)................................................. 291 B.12 Neraca Panas Evaporator (FE-02).............................................................. 295 B.13 Neraca Panas Cooler 1 (E-04)..................................................................... 300 B.14 Neraca Panas Knockout Drum (KOD-01).................................................. 303 B.15 Neraca Panas Cooler 2 (E-05)..................................................................... 306 B.16 Neraca Panas Kompressor (JC-01)............................................................. 309 B.17 Neraca Panas Fixed Bed Reactor (R-02).................................................... 314 B.18 Neraca Panas Expansion Valve 2 (EV-02)................................................. 320 B.19 Neraca Panas Knockout Drum 2 (KOD-02)............................................... 323 B.20 Neraca Panas Heater 3 (E-03)..................................................................... 326 B.21 Neraca Panas Menara Distilasi (T-01)........................................................ 328 B.22 Neraca Panas Flaker 1 (K-01)..................................................................... 339 B.23 Neraca Panas Flaker 2 (K-02)..................................................................... 342 LAMPIRAN C SPESIFIKASI ALAT...................................................................... 346 C.1 Mixer (M-01).............................................................................................. 346 C.2 Bleacher (M-01).......................................................................................... 360 C.3 FILTER (F-01)............................................................................................ 374 C.4 Deodorizer (FE-01)..................................................................................... 379 C.5 Reaktor Hidrolisis (R-01)........................................................................... 400 C.6 Evaporator (FE-01)..................................................................................... 412 C.7 Knockout Drum 1 (KOD-01)...................................................................... 418 C.8 Knockout Drum 2 (KOD-02)...................................................................... 421 C.9 Reaktor Hidrogenasi (R-02)........................................................................ 427 C.10 Menara Distilasi (T-01)............................................................................... 447 C.11 Accumulator (ACC-01).............................................................................. 486 C.12 Kondensor Menara Distilasi (CD-01)......................................................... 494 C.13 Reboiler Menara Distilasi (RB-01)............................................................. 508 C.14 Flaker 1 (K-01)........................................................................................... 524 C.15 Pompa 1 (J-01)............................................................................................ 531 C.16 Pompa 3 (J-03)............................................................................................ 536 C.17 Expansion Valve 1 (EV-01)........................................................................ 540 xvi  C.18 Steam Jet Ejector 3 (G-03).......................................................................... 545 C.19 Compressor Hidrogen (JC-01).................................................................... 551 C.20 Bucket Elevator Bleaching Earth................................................................ 555 C.21 Belt Conveyor............................................................................................. 558 C.22 Tangki Penyimpanan CPO.......................................................................... 560 C.23 Tangki Penyimpanan Asam Fosfat (H3PO4)............................................... 567 C.24 Hopper Bleaching Earth............................................................................. 573 C.25 Tangki Penyimpanan Hidrogen.................................................................. 579 C.26 Silo Asam Stearat 30%............................................................................... 584 C.27 Silo Asam Stearat 70%............................................................................... 590 C.28 Tangki Penyimpanan Gliserol..................................................................... 596 C.29 Cooler KOD-1 (E-04)................................................................................. 604 C.30 Heater 2 (E-02)........................................................................................... 609 LAMPIRAN D ANALISIS EKONOMI................................................................... 618 xvii  DAFTAR GAMBAR Gambar 1. 1 Lokasi Pabrik Asam Stearat di KEK Sei Mangkei (a) lokasi KEK Sei Mangkei (b) Wilayah KEK Sei Mangkei secara keseluruhan (c) Lokasi pendirian pabrik........................................................................................................................... 17 Gambar 1. 2 Grafik Impor Asam Stearat Indonesia.................................................... 19 Gambar 1. 3 Kebutuhan Ekspor Asam Stearat Indonesia........................................... 20 Gambar 1. 4 Rantai Kimia Asam Stearat................................................................... 31 Gambar 1. 5 Mekanisme Reaksi Hidrolisis................................................................ 33 Gambar 1. 6 Reaksi Hidrogenasi................................................................................ 34 Gambar 1. 7 Struktur Molekul Minyak (Trigliserida)................................................ 39 Gambar 1. 8 Struktur Molekul Hidrogen.................................................................... 40 Gambar 1. 9 Struktur Molekul Air.............................................................................. 41 Gambar 1. 10 Struktur Molekul Asam Fosfat............................................................. 41 Gambar 1. 11 Struktur Molekul Katalis Alumina....................................................... 42 Gambar 1. 14 Struktur Molekul Gliserol.................................................................... 45 Gambar 1. 15 Blok Diagram Proses Pembuatan Asam Stearat.................................. 60 Gambar 2. 1 Blok Diagram Neraca Massa pada Mixer.............................................. 64 Gambar 2. 2 Blok Diagram Neraca Massa pada Bleacher.......................................... 66 Gambar 2. 3 Blok Diagram Neraca Massa pada Filter.............................................. 67 Gambar 2. 4 Blok Diagram Neraca Massa pada Deodorizer...................................... 69 Gambar 2. 5 Blok Diagram Neraca Massa pada Reaktor Hidrolisis........................... 70 Gambar 2. 6 Blok Diagram Neraca Massa Evaporator (FE-02)................................. 72 Gambar 2. 7 Blok Diagram Neraca Massa Knock Out Drum (KOD-01)................... 73 Gambar 2. 8 Blok Diagram Neraca Massa pada Reaktor Hidrogenasi (R-02)........... 75 Gambar 2. 9 Blok Diagram Neraca Massa pada Knock Out Drum (KOD-02).......... 76 Gambar 2. 10 Blok Diagram Neraca Massa pada Menara Distilasi (T-01)................ 78 Gambar 2. 13 Diagram Alir Neraca Panas Mixer (M-01)........................................... 79 Gambar 2. 14 Diagram Alir Neraca Panas Bleacher (M-02)...................................... 81 Gambar 2. 15 Diagram Alir Neraca Panas Filter (P-01)............................................ 82 Gambar 2. 16 Diagram Alir Neraca Panas Heater 1 (E-01)....................................... 83 Gambar 2. 17 Diagram Alir Neraca Panas Deodorizer 1 (FE-01).............................. 84 xviii Gambar 2. 18 Diagram Alir Neraca Panas Pompa 1 (J-01)........................................ 85 Gambar 2. 19 Diagram Alir Neraca Panas Pompa 2 (J-02)........................................ 86 Gambar 2. 20 Diagram Alir Neraca Panas Heater 2 (E-02)....................................... 87 Gambar 2. 21 Diagram Alir Neraca Panas Spray Tower (R-01)................................. 88 Gambar 2. 22 Diagram Alir Neraca Panas di Expansion Valve (EV-01).................. 89 Gambar 2. 23 Diagram Alir Neraca Panas di Expansion Valve 3 (EV-03)................. 90 Gambar 2. 24 Diagram Alir Neraca Panas Evaporator (FE-02)................................ 91 Gambar 2. 25 Diagram Alir Neraca Panas Cooler 1 (E-03)....................................... 92 Gambar 2. 26 Diagram Alir Neraca Panas Knockout Drum 1 (KOD-01).................. 93 Gambar 2. 27 Diagram Alir Neraca Panas Cooler 2 (HE-04).................................... 94 Gambar 2. 28 Diagram Alir Neraca Panas Kompresor (JC-01).................................. 95 Gambar 2. 29 Diagram Alir Neraca Panas Fixed Bed Reactor (R-02)...................... 96 Gambar 2. 30 Diagram Alir Neraca Panas di Expansion Valve 4 (EV-04)................. 98 Gambar 2. 31 Diagram Alir Neraca Panas Knockout Drum 2 (KOD-02).................. 99 Gambar 2. 32 Diagram Alir Neraca Panas Heater 3 (E-03)..................................... 100 Gambar 2. 33 Diagram Alir Neraca Panas Menara Distilasi (T-01)......................... 102 Gambar 2. 34 Diagram Alir Neraca Panas Flaker 1 (K-01)...................................... 103 Gambar 2. 35 Diagram Alir Neraca Panas Flaker 2 (K-02)...................................... 105 Gambar 4. 1 FFA Meter............................................................................................ 178 Gambar 4. 2 Kromatografi Gas................................................................................. 179 Gambar 4. 3 Iodine Value Meter............................................................................... 179 Gambar 4. 4 Spektrofotometer.................................................................................. 180 Gambar 4. 5 Alat termogravimetri (a) oven (b) neraca analitik (c) desikator........... 180 Gambar 4. 6 Viskometer........................................................................................... 181 Gambar 4. 7 Vacuum Oven....................................................................................... 181 Gambar 4. 8 Fisher- Johns Melting Point Apparatus............................................... 181 Gambar 4. 9 pH meter............................................................................................... 182 Gambar 4. 10 Total Dissolved Solid (TDS) meter..................................................... 182 Gambar 4. 11 Water Hardness Tester....................................................................... 183 Gambar 5. 1 Susunan Area Bagian Pabrik................................................................ 199 Gambar 5. 2 Tata Letak Peralatan Proses................................................................. 202 Gambar 6. 1 Struktur Organisasi Pabrik Asam Stearat............................................ 208 xix  DAFTAR TABEL Tabel 1. 1 Jumlah Produksi CPO.................................................................................. 1 Tabel 1. 2 Perbandingan Lokasi Alternatif Pabrik Asam Stearat................................. 4 Tabel 1. 3 Klasifikasi Skor dari Masing-Masing Faktor............................................... 8 Tabel 1. 4 Pemeringkatan Faktor Lokasi Pendirian Pabrik Asam Stearat.................. 10 Tabel 1. 5 Pabrik CPO di Provinsi Sumatera Utara.................................................... 11 Tabel 1. 6 Pabrik dengan Bahan Baku Asam Stearat di Sumatera............................. 13 Tabel 1. 7 Pabrik dengan Bahan Baku Asam Stearat di Sumatera............................. 13 Tabel 1. 8 Angkatan Kerja Kabupaten Simalungun Tahun 2020............................... 14 Tabel 1. 9 Data Jumlah dan Pertumbuhan Impor Asam Stearat di Indonesia............. 18 Tabel 1. 10 Data Jumlah Pertumbuhan Ekspor Asam Stearat di Indonesia................ 19 Tabel 1. 11 Data Produksi Pabrik Asam Stearat di Dalam Negeri............................. 21 Tabel 1. 12 Data Kebutuhan Asam Stearat di Dunia.................................................. 22 Tabel 1. 13 Daftar Pabrik Asam Stearat yang sudah berdiri di Indonesia.................. 23 Tabel 1. 14 Data Kebutuhan Bahan Baku Pabrik Asam Stearat................................. 24 Tabel 1. 15 Perhitungan Berat Molekul CPO (Trigliserida)....................................... 25 Tabel 1. 16 Komponen Penyusun Asam Lemak......................................................... 26 Tabel 1. 17 Komponen Asam Lemak Setelah Proses Hidrogenasi............................. 28 Tabel 1. 18 Harga Beli Bahan Baku dan Harga Jual Produk..................................... 30 Tabel 1. 19 Komposisi dan Sifat Fisik Asam Lemak pada 0,0197 atm (20 mbar)..... 32 Tabel 1. 20 Kelebihan dan Kekurangan Proses Hidrolisis Pembuatan Asam Stearat 35 Tabel 1. 21 Kelebihan dan Kekurangan Proses Hidrogenasi Pembuatan Asam Stearat..................................................................................................................................... 35 Tabel 1. 22 Data Harga ΔHf° Masing-Masing Komponen Reaksi Hidrolisis............ 48 Tabel 1. 23 Data Harga ΔHf Masing-Masing Komponen Reaksi Hidrogenasi Asam Linoleat menjadi Asam Oleat..................................................................................... 49 Tabel 1. 24 Data Harga ΔHf Masing-Masing Komponen Reaksi Hidrogenasi Asam Oleat menjadi Asam Stearat........................................................................................ 50 xx Tabel 1. 25 Data Harga Energi Gibss (−∆Gf 2980) untuk Masing-Masing Komponen pada Reaksi Hidrolisis dengan suhu 298 K.............................................. 52 Tabel 1. 26 Data Harga Energi Gibss (−∆Gf 2980) untuk Masing-Masing Komponen pada Pembentukan Asam Oleat dengan suhu 298 K.................................................. 53 Tabel 1. 27 Data Harga Energi Gibss (−∆Gf 2980) untuk Masing-Masing Komponen pada Pembentukan Asam Stearat dengan suhu 298 K................................................ 54 Tabel 2. 1 Data Komponen......................................................................................... 64 Tabel 2. 2 Neraca Massa Pada Mixer (M-01)............................................................. 65 Tabel 2. 3 Neraca Massa Pada Bleacher (M-02)........................................................ 66 Tabel 2. 4 Neraca Massa pada Filter (P-01)................................................................ 68 Tabel 2. 5 Neraca Massa pada Deodorizer (FE-01).................................................... 69 Tabel 2. 6 Neraca Massa pada Reaktor Hidrolisis (R-01).......................................... 71 Tabel 2. 7 Neraca Massa pada Evaporator (FE-02).................................................... 72 Tabel 2. 8 Neraca Massa pada Knock Out Drum (KOD-01)...................................... 74 Tabel 2. 9 Neraca Massa pada Reaktor Hidrogenasi (R-02)....................................... 75 Tabel 2. 10 Neraca Massa pada Knock Out Drum 2 (KOD-02)................................. 77 Tabel 2. 11 Neraca Massa pada Menara Distilasi (T-01)............................................ 78 Tabel 2. 14 Neraca Panas pada Mixer (M-01)............................................................ 80 Tabel 2. 15 Neraca Panas pada Bleacher (M-02)....................................................... 81 Tabel 2. 16 Neraca Panas pada Filter (P-01).............................................................. 82 Tabel 2. 17 Neraca Panas pada Heater 1 (E-01)......................................................... 83 Tabel 2. 18 Neraca Panas pada Deodorizer (FE-01)................................................... 84 Tabel 2. 19 Neraca Panas pada Pompa 1 (J-01).......................................................... 86 Tabel 2. 20 Neraca Panas pada Pompa 2 (J-02).......................................................... 87 Tabel 2. 21 Neraca Panas pada Heater 2 (E-02)......................................................... 87 Tabel 2. 22 Neraca Panas pada Spray Tower (R-01).................................................. 88 Tabel 2. 23 Neraca Panas pada Expansion Valve (EV-01)......................................... 89 Tabel 2. 24 Neraca Panas pada Expansion Valve (EV-03)......................................... 90 Tabel 2. 25 Neraca Panas pada Evaporator (FE-02).................................................. 91 Tabel 2. 26 Neraca Panas pada Cooler 01 (E-03)....................................................... 92 Tabel 2. 27 Neraca Panas pada Knockout Drum (KOD-01)....................................... 93 Tabel 2. 28 Neraca Panas pada Cooler 2 (HE-04)...................................................... 94 xxi Tabel 2. 29 Neraca Panas pada Kompresor (JC-01)................................................... 96 Tabel 2. 30 Neraca Panas pada Fixed Bed Reactor (R-02)......................................... 97 Tabel 2. 31 Neraca Panas di Expansion Valve (EV-02).............................................. 98 Tabel 2. 32 Neraca Panas pada Knockout Drum 2 (KOD-02).................................... 99 Tabel 2. 33 Neraca Panas pada Heater 3 (HE-05).................................................... 101 Tabel 2. 34 Neraca Panas Total Kolom Distilasi...................................................... 103 Tabel 2. 35 Neraca Panas pada Flaker 1 (K-01)....................................................... 104 Tabel 2. 36 Neraca Panas pada Flaker 2 (K-02)....................................................... 105 Tabel 4. 1 Kebutuhan Air Umpan Boiler.................................................................. 158 Tabel 4. 2 Kebutuhan Air Proses.............................................................................. 160 Tabel 4. 3 Total Kebutuhan Air................................................................................ 163 Tabel 4. 4 Kebutuhan Dowtherm A.......................................................................... 163 Tabel 4. 5 Kebutuhan Steam..................................................................................... 164 Tabel 4. 6 Kebutuhan Listrik.................................................................................... 168 Tabel 4. 7 Data Lumen Kebutuhan Listrik di Dalam Ruangan................................. 170 Tabel 4. 8 Data Lumen Kebutuhan Listrik di Luar Ruangan.................................... 171 Tabel 4. 9 Kebutuhan Listrik untuk AC.................................................................... 172 Tabel 5. 1 Luas Bangunan Pabrik di Dalam Ruangan.............................................. 197 Tabel 5. 2 Luas Bangunan Pabrik di Luar Ruangan................................................. 198 Tabel 6. 1 Pembagian Jam Kerja Karyawan Non Shift............................................ 214 Tabel 6. 2 Jadwal Kerja Setiap Regu........................................................................ 215 Tabel 6. 3 Jabatan dan Prasyarat Karyawan.............................................................. 217 Tabel 6. 4 Perincian Jumlah Karyawan..................................................................... 219 Tabel 6. 5 Pengolongan Gaji Berdasarkan Jabatan................................................... 221 Tabel 7. 1 Physical Plant Cost.................................................................................. 240 Tabel 7. 2 Working capital investment...................................................................... 241 Tabel 7. 3 Total Direct Manufacturing Cost (DMC)................................................ 242 Tabel 7. 4 Total Indirect Manufacturing Cost.......................................................... 242 Tabel 7. 5 Total Fixed Manufacturing Cost.............................................................. 242 Tabel 7. 6 Total Manufacturing Cost........................................................................ 243 Tabel 7. 7 Total General Expense............................................................................. 243 Tabel 7. 8 Total Biaya Produksi................................................................................ 243 xxii Tabel 7. 9 Sensitivitas Ekonomi Berdasarkan Kenaikan Harga Bahan Baku........... 246 Tabel 7. 10 Sensitivitas Ekonomi Berdasarkan Penurunan Harga Jual.................... 246 xxiii  BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Kelapa sawit merupakan komoditas perkebunan unggulan di Indonesia. Sejak 2006 hingga saat ini, Indonesia menjadi negara produsen minyak kelapa sawit terbesar di dunia (Purba & Sipayung, 2017). Industri minyak kelapa sawit memiliki peran yang sangat penting di Indonesia, salah satunya adalah sebagai penghasil devisa negara terbesar. Menurut Direktorat Jenderal Perkebunan, luas perkebunan kelapa sawit pada tahun 2019 adalah 14,45 juta hektar, sedangkan pada tahun 2020 luas perkebunan kelapa sawit adalah 14,85 juta hektar dan pada tahun 2021 mencapai 15,08 juta hektar (Direktorat Jenderal Perkebunan, 2021). Sekitar 90% perkebunan kelapa sawit di Indonesia berada di pulau Sumatera dan Kalimantan. Kedua pulau tersebut menghasilkan 95% produksi crude palm oil (CPO) (Purba & Sipayung, 2017). Luas perkebunan kelapa sawit ini diperkirakan akan terus bertambah setiap tahunnya, sehingga produksi CPO juga akan semakin meningkat. Pertumbuhan produksi CPO di Indonesia diperlihatkan pada Tabel 1.1 Tabel 1. 1 Jumlah Produksi CPO Tahun Produksi (Juta Ton) 2017 37,96 2018 42,88 2019 47,12 2020 48,29 2021 49,71 Sumber: Direktorat Jenderal Perkebunan, 2021 Dari banyaknya CPO yang dihasilkan, saat ini Indonesia hanya mampu memproduski fatty acid sebagai turunan CPO sebesar 4,55 juta ton (Badan Pusat Statistik, 2021). Hal ini menandakan Indonesia masih memiliki keterbatasan pengolahan CPO di dalam negeri sehingga perlu dilakukan hilirisasi industri. Hilirisasi industri diperlukan agar sebagian besar CPO dapat diolah di dalam negeri menjadi produk turunan CPO sehingga dapat memberikan keuntungan berlipat bagi Indonesia. 1 Salah satu bentuk implementasi dari industri pengolahan CPO adalah industri oleokimia. Dalam Rencana Induk Pembangunan Industri Nasional (RIPIN) 2015-2035, industri oleokimia merupakan salah satu industri hulu prioritas yang akan gencar dikembangkan oleh pemerintah (Kementerian Perindustrian Republik Indonesia, 2014). Dengan mengacu pada rencana pemerintah tersebut juga didukung dengan data produksi CPO yang semakin meningkat dari tahun 2017-2021, maka industri oleokimia yang berbahan baku CPO tentunya memiliki prospek yang menjanjikan. Industri oleokimia merupakan industri yang menghasilkan turunan-turunan minyak sawit salah satunya asam stearat. Asam stearat dikenal dengan nama dagang asam oktadekanoat. Asam stearat memiliki rumus kimia C17H35COOH atau C18H36O2. Senyawa ini berbentuk kristal putih kekuningan, memiliki sedikit bau yang khas, memiliki rasa seperti lemak, memiliki titik lebur dan titik didih tinggi dan sedikit larut dalam air (Syukri & Masyithah, 2018). Asam stearat merupakan asam lemak jenuh yang terkandung dalam CPO. Kandungan asam stearat dalam CPO berkisar 3-6% (Othmer, 2007). Asam stearat merupakan salah satu golongan asam lemak yang dihasilkan dari proses hidrolisis minyak nabati maupun hewani. Proses hidrolisis yang umum digunakan adalah Coolgate-Emery Process. Proses ini menghasilan asam stearat tertinggi dengan konversi 99% dan waktu produksi yang singkat. Pabrik yang memproduksi asam stearat di Indonesia masih sedikit dibandingkan produksi CPO dalam negeri yang mencapai 49,71 juta ton pada tahun 2021 (Kementrian Perindustrian Republik Indonesia, 2022). Berdasarkan data Badan Pusat Statistik tahun 2021, angka ekspor asam stearat sekitar 738.203 ton sedangkan angka ekspor CPO Indonesia sekitar 25.624.258 ton (Badan Pusat Statistik, 2021). Dalam visi hilirisasi Indonesia tahun 2045, Indonesia menargetkan akan menjadi pusat produsen dan konsumen produk turunan minyak sawit dunia (Kemenperin RI, 2022). Pemerintah melakukan hilirisasi bahan mentah sebagai perubahan paradigma dalam konsep perdagangan luar negeri Indonesia, salah satu yang akan terdampak adalah ekspor CPO. Ekspor CPO yang memiliki nilai tambah rendah dan sangat dipengaruhi oleh naik turunnya harga komoditas di tingkat global dialihkan menjadi ekspor bahan 2 setengah jadi yang akan memberikan keuntungan berlipat bagi Indonesia (Kemenperin RI, 2021). Oleh karena itu dengan mengacu pada visi hilirisasi Indonesia tahun 2045, RIPIN 2015-2035, ketersediaan bahan baku yang melimpah dengan pabrik yang masih sedikit di dalam negeri, dan peluang ekspor Asam Stearat yang sangat tinggi maka akan dirancang sebuah pabrik Asam Stearat dengan kapasitas 80.000 ton/tahun pada tahun 2028. Didirikannya pabrik Asam Stearat ini diharapkan memiliki keuntungan dan manfaat sebagai berikut: 1. Meningkatkan komoditas ekspor Asam Stearat Indonesia. 2. Meningkatkan devisa negara karena Asam Stearat mampu memenuhi kebutuhan impor negara lain atau kebutuhan pasar global. 3. Mendapatkan surplus dalam neraca perdagangan Indonesia. 4. Membuka lapangan kerja baru di Indonesia sehingga mampu mengatasi banyaknya jumlah pengangguran. Faktor-faktor tersebut mendukung pendirian pabrik Asam stearat di Indonesia yang diharapkan dapat terealisasi dan memiliki prospek yang menjanjikan baik sekarang maupun di masa yang akan datang mengingat oleokimia merupakan industri yang selalu berkembang. 1.2. Pemilihan Lokasi Pabrik Penentuan lokasi pabrik adalah hal yang penting karena mempengaruhi risiko dan perkembangan perusahaan di masa yang akan datang (Kadim, 2017). Hal tersebut didasari oleh sektor barang yang memerlukan lokasi sebagai tempat memproduksi (Wijana, 2012). Lokasi pabrik juga dapat menentukan kesuksesan perusahaan, karena berkaitan dengan efisiensi operasional pabrik (Utama et al., 2020). Menurut Peters dan Timmerhaus (1991), terdapat beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan dalam penentuan sebuah pabrik yaitu luas tanah yang dibutuhkan, fasilitas transportasi, kedekatan dengan pasar, sumber bahan mentah, ketersediaan listrik, tenaga kerja, iklim, serta pembatasan hukum dan pajak. Namun, berbagai industri cenderung memilih tempat produksi di daerah pemasaran dengan tujuan untuk memperpendek jaringan distribusi produk (Wijana, 2012). 3  Pemilihan lokasi pabrik asam stearat, didasarkan pada teori lokasi industri (Teori Weber dan Teori Losch) yang menyatakan bahwa biaya transportasi yang rendah menjadi pertimbangan utama dalam menentukan lokasi industri. Pada prinsipnya teori lokasi tersebut memberikan masukan bagi penentuan lokasi optimum, yaitu lokasi yang terbaik dan menguntungkan secara ekonomi (Rusdiana, 2009). Pemilihan lokasi dimulai dengan penentuan lokasi alternatif yang nantinya akan dijadikan lokasi pendirian pabrik asam stearat. Alternatif lokasi pada rencana pabrik asam stearat ini meliputi 3 lokasi yang berfokus pada industri oleokimia, yaitu Kaltim Industrial Estate di Kota Bontang-Kalimantan Timur, Kawasan Industri Tanjung Buton di Kabupaten Siak-Riau, dan Kawasan Ekonomi Khusus Sei Mangkei di Kabupaten Simalungun-Sumatera Utara. Lokasi alternatif ini akan dibandingkan berdasarkan faktor-faktor pendirian pabrik seperti terlihat pada Tabel 1.2. Setelah menentukan tiga lokasi alternatif pabrik asam stearat, kemudian dilakukan penentuan sebagai lokasi pendirian pabrik asam stearat dari crude palm oil (CPO) dengan didasarkan pada Teori Weber dan Teori Losch. Tabel 1. 2 Perbandingan Lokasi Alternatif Pabrik Asam Stearat Lokasi Pendirian Pabrik Kawasan Faktor Kaltim Industrial Kawasan Ekonomi Industri Estate, Kalimantan Khusus Sei Mangkei, Tanjung Timur Sumatera Utara Buton, Riau Bahan Baku Produksi CPO Produksi CPO Produksi CPO Provinsi Provinsi Provinsi Riau 8,6 Sumatera Utara 5,3 juta Kalimantan Timur juta ton(a) ton(a) 3,8 juta ton(a) Jarak dengan Jarak dengan Jarak Pabrik CPO Pabrik CPO Pabrik CPO terdekat 1 km (PT terdekat 117 km terdekat 63,5 km Perkebunan Nusantara (PT Kalimantan (PT Perkebunan III- Sei Mangkei Agro Nusantara Nusantara kapasitas produksi CPO kapasitas produksi (PTPN) V- 178.200 ton/tahun 45.000 Kebun dan PKS dan 11 km (PT ton/tahun)(a) Sei Buatan Perkebunan Nusantara produksi CPO IV-Kebun Mayang 4  Lokasi Pendirian Pabrik Kaltim Industrial Kawasan Faktor Kawasan Ekonomi Estate, Industri Khusus Sei Mangkei, Kalimantan Tanjung Buton, Sumatera Utara Timur Riau 1,59 juta kapasitas produksi CPO ton/tahun)(a) 800.000 ton/tahun) (a) Transportasi Darat: Trans Darat: Jalan Darat: Jalan lintas Kalimantan (5,6 Provinsi (48 Sumatera kurang lebih km) (b) km), Jalan 10 km, Jalan tol kolektor primer belawan-medan- (98 km), lokal Tanjung Morawa (34,4 primer (19.8 km), Jalan tol Medan- km)(d) kualanamu-tebing tinggi (63,5 km), Kereta api Stasiun Perlanaan (7,6 km)(d) Laut: Dermaga Laut: Pelabuhan Laut: Pelabuhan Kuala Kawasan, Tanjung Buton Tanjung 60 juta Pelabuhan Lok (1 km) (d) TEUs/tahun (40 km), Tuan (2,6 km), Pelabuhan Belawan Pelabuhan (146 km) (d) Samarinda (127 km) (b) Udara: Bandara Udara: Bandar Udara: Bandara LNG Badak (12,5 Udara RAPP Internasional km), Bandara (93 km), Bandar Kualanamu (103 km) (d) APT Pranoto (104 Udara km), Bandara Internasional Tanjung Bara (79 Sultan Syarif km), Bandara Kasim II (138 km) (d) 5  Lokasi Pendirian Pabrik Faktor Kaltim Industrial Kawasan Kawasan Ekonomi Estate, Industri Khusus Sei Mangkei, Kalimantan Tanjung Buton, Sumatera Utara Timur Riau Sepinggan (235 Syarif Kasim II km) (b) (138 km) Pasar Utama 125 km dari 130 km dari 1 km dari Unilever industri karet industri karet Oleochemical PT. Multi Rubber Wood Indonesia Kusuma Industries Indo 44,6 km dari PT. Cemerlang Pt Darmasindo Intikaret 222 km dari 134 km dari 107 km dari Kimia industri plastic industri karet Farma. PT (persero) CV. Duta PT. PP Plant Medan Wahana Bangkinang 110 km dari PT 325 km dari 142 km dari Sentosa Industri Berau Agro industri plastik Plastik Kusuma(e) PT Cahaya 120 km dari PT Murni Oleochem & Soap Pekanindo,(e) Industri(e) Utilitas dan Listrik: 34 MW Listrik: 500 MW Listrik: Gardu Induk Fasilitas (PLTU PT Kaltim Sumber air: (GI) PLN 60 MW dan Daya Mandiri ) Sungai Siak, menjadi 500 MW pada Air bersih: 550 sungai 2025), PLTS Sei m3/jam (Sumur mengkapan, Mangkei 2 MW KIE dan Sungai danau tasik (Pertamina NRE & Santan) pulau besar, air PTPN III) Steam: $21/ton tanah 36 m3/jam PTTBg 2,4 MW (d) kapasitas (Pertamina NRE & Pengolahan PTPN III) Limbah: 3000 Pipa Gas: 75 MMSCFD m3/bulan(b) WTP: 250 m3/jam WWTP: 250 m3/jam Dry Port 2300 TEUs dan Stasiun Kereta Api Air: 250 m3/hari bersumber dari Sungai Bah Tongguran(d) 6  Lokasi Pendirian Pabrik Kaltim Industrial Kawasan Kawasan Ekonomi Faktor Estate, Industri Khusus Sei Kalimantan Tanjung Buton, Mangkei, Sumatera Timur Riau Utara Buruh dan UMK Kabupaten UMK 2022 Siak: UMK Kabupaten Tenaga Bontang Rp 3.114.237,83. Simalungun Rp Kerja Rp3.182,706 Tingkat 2.607.089 Tingkat Pengangguran Tingkat Pengangguran Terbuka: 4,96%(f) Pengangguran Terbuka: 7,81%(f) Terbuka: 4,93%(f) Lahan Luas lahan: Luas lahan: Luas lahan: 1933,8 265,6 Ha: Sewa 3821,82 Ha Ha lahan: $4/m2/tahun 57,54 IUKI, 600 Sewa lahan: (siap bangun Sewa lahan:: Rp.50.000, - $16,5/m2)(b) Rp70.000- /m2/tahun.(d) 120.000/m2. (d) Fokus Fatty Acid(d) Industri CPO dan Fatty Acid, Industri Industri Minyak Goreng(d) Pengolahan kelapa sawit dan Karet(d) Iklim Suhu: 24-31°C Suhu: 25-32°C, Suhu: 20°– 32°C Curah hujan: 137- Curah hujan:105- Curah hujan: 246 286 mm(g) 252 mm(g) mm(g) Kebijakan Tax allowance, Kemudahan Insentif Fiskal (PP Pemerintah Super tax perizinan untuk No.96 Tahun 2015): deduction, pengembangan Pajak Penghasilan pembebasan bea usaha, insentif (PPh), PPN dan masuk, berupa PPnBM, kemudahan keringanan biaya Kepabeanan, perizinan, retribusi, dan Pemilikan Properti dukungan dukungan Bagi Orang Asing, hilirisasi, objek kebijakan Kegiatan Utama vital nasional, pengembangan Pariwisata, insentif tarif usaha hilirisasi (d) Ketenagakerjaan, pungutan ekspor Keimigrasian, CPO (d) Pertanahan, Perizinan(d) Sumber: (a) Direktorat Jenderal Perkebunan, 2021, (b)PT Kaltim Industrial Estate, 2018 (c) (d) PT Perkebunan Nusantara III, 2022, Kementerian Investasi, 2022, 7  (e) (f) Kemenperin, 2022 Kementerian Ketenagakerjaan Indonesia 2022, (g) Badan Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika, 2022 Selanjutnya dilakukan pemeringkatan faktor dengan memberikan bobot penilaian dan skor pada tiap faktor. Setiap poin faktor kemudian dikalikan dengan bobot, lokasi yang memiliki skor tertinggi merupakan lokasi yang dipilih untuk tempat pendirian pabrik asam stearat. Pemeringkatan faktor didasari atas penafsiran engineering judgement yang diinterpretasikan melalui klasifikasi skor dari masing- masing faktor pada Tabel 1.3 dan hasil pemeringkatan faktor disajikan pada Tabel 1.4. Tabel 1. 3 Klasifikasi Skor dari Masing-Masing Faktor No. Faktor Keterangan Skor 1 Bahan baku Jarak (km) 0-35 100 36-70 90 71-105 80 106-200 70 >200 60 2 Transportasi Akses Darat (km) 0-20 100 21-45 90 46-60 80 61-85 70 >85 60 Akses Laut (km) 0-20 100 21-45 90 46-60 80 61-85 70 >85 60 8 No. Faktor Keterangan Skor 3 Pasar Utama Jarak (km) 0-55 100 56-100 90 101-150 80 151-200 70 >200 60 4 Utilitas dan Listrik Fasilitas >750 MW 100 501-750 MW 90 251-500 MW 80 101-250 MW 70 500 m3/jam 100 401-500 m3/jam 90 301-400 m3/jam 80 201-300 m3/jam 70 Rp. 4.000.000 60 6 Lahan Ketersediaan (Ha) >2.000 100 1.001 – 2.000 90 501 – 1.000 80 101 – 500 70 2,5 (1.6) Harga Beli Bahan $197.481.335,96 /tahun GEE = > 2,5 $71.127.158,77 /tahun GEE = 2,78 > 2,5 Nilai GEE yang dihasilkan yaitu 2,78 lebih dari 2,5 berarti sudah memenuhi salah satu syarat justifikasi kapasitas maka pabrik Asam Stearat yang akan didirikan pada tahun 2028 di KEK Sei Mangkei, Kabupaten Simalungun, Sumatra Utara yang berada dengan kapasitas 80.000 ton/tahun layak untuk didirikan. 1.4. Tinjauan Pustaka 1.4.1 Asam Stearat Asam stearat memiliki nama IUPAC asam oktadekanoat termasuk asam lemak jenuh yang mudah didapat dari lemak hewani maupun lemak nabati (berasal dari tumbuhan). Asam stearat dengan rumus kimia CH3(CH2)16COOH berasal dari bahasa Yunani yaitu stear (lemak padat). Rantai kimia dari asam stearat dapat dilihat pada gambar 1.4 berikut : Gambar 1. 4 Rantai Kimia Asam Stearat Asam stearat merupakan salah satu asam lemak dengan rantai panjang dan atom karbon tanpa ikatan rangkap. Meski memiliki 18 atom karbon, asam stearat diklasifikasikan sebagai salah satu salam lemak jenuh yang dapat diperoleh dari hewan maupun tumbuhan. Salah satu tumbuhan yang mengandung asam stearat yaitu kelapa sawit yang merupakan salah satu komoditas utama di Indonesia (Kementan RI, 2010). Asam stearat adalah asam lemak jenuh yang terkandung dalam CPO dengan kandungan 1,5-8% (Brien et al., 1998). Unit dasar dari minyak dan lemak terdiri atas satu molekul gliserol yang dikombinasikan dengan tiga molekul asam lemak, atau sering kita sebut sebagai gliserol trifatty acids, trigliserida (Bayly, 2014). 31  Tabel 1. 19 Komposisi dan Sifat Fisik Asam Lemak pada 0,0197 atm (20 mbar). Komponen Kandungan(a) Titik Didih(b) Titik Lebur(b) Asam Miristat (C14H28O2) 1,8% 193℃ 54,4℃ Asam Palmitat (C16H32O2) 47,8% 212℃ 62,9℃ Asam Stearat (C18H36O2) 4,3% 227℃ 70,1℃ Asam Oleat (C18H34O2) 36,2% 223℃ 16,3℃ Asam Linoleat (C18H32O2) 9,9% 224℃ -6,5℃ Sumber: Budhwani et al., 2019 ; Oreopoulou et al., 2015(b) (a) Dengan didukung ketersediaan kelapa sawit yang melimpah, kegunaan asam stearat yang beragam, serta kebutuhan asam stearat di dunia secara signifikan meningkat dalam tiga tahun terakhir, maka potensi pengembangan industri oleochemical dengan produk asam stearat sangat besar. 1.4.2 Macam-macam Proses Pembuatan Asam Stearat Bahan baku untuk membuat asam stearat yaitu CPO dengan tiga tahapan proses pembuatan (Tambun et al., 2019). Tahap pertama yaitu hidrolisis minyak kelapa sawit dengan bantuan air, selanjutnya hidrogenasi asam lemak tak jenuh menjadi asam stearat dengan bantuan hidrogen, dan tahap terakhir yaitu pemisahan produk asam stearat dari produk samping dengan distilasi. Uraian proses pembuatan asam stearat sebagai berikut : 1. Fat Splitting (Hidrolisis) Proses fat splitting merupakan tahap awal dalam industri oleokimia. Proses ini bertujuan untuk memisahkan asam lemak dan trigliserida dengan bantuan air, sehingga menghasilkan produk berupa asam lemak dan gliserol (Bailey, 2005). Fat splitting atau pemisahan minyak dilakukan pada suhu dan tekanan tinggi dengan reaksi katalistik dan air berada dalam keadaan suhu yang relatif rendah. Reaktan dalam hidrolisis minyak terdiri dari dua fase cairan, sehingga reaksi menjadi heterogen (Liepa & Gorman, 1988). Reaksi hidrolisis dapat dinyatakan sebagai berikut. 32  Gambar 1. 5 Mekanisme Reaksi Hidrolisis Beberapa proses dapat digunakan dalam proses fat splitting di antaranya sebagai berikut: a. Twitchell Splitting Twitchell splitting merupakan proses yang paling tua digunakan. Proses ini melibatkan asam sebagai katalis. Katalis yang digunakan umumnya asam sulfat dengan surface active agen seperti petroleum sulfonat atau sulfonatedoleic dan naphthenic acid (twitchell reagent) (Thirunavukarasu & Panda, 2015). Proses Twitchell dilakukan pada tangki yang tahan asam dan dioperasikan secara batch pada kondisi 100-105oC dengan tekanan atmosferis (Wurster, 1935). b. Batch Autoclave System Proses batch autoclave sistem merupakan metode pemisahan asam lemak tanpa merusak warna. Autoklaf memiliki bentuk silinder panjang dengan diameter 1220- 1829 mm dan tinggi 6-12 meter berbahan logam yang tahan korosi dan bersekat. Proses ini menggunakan kondisi operasi suhu 232℃ dan tekanan 29-31 atm (Schlenker & Barnabe, 1958). Konversi yang dapat dicapai 80-90% dan konsentrasi hasil Gliserol 5- 15% hampir sama dengan hasil dari proses twitchell. Reaksi ini dijalankan secara batch tanpa menggunakan katalis. Proses ini lebih lambat daripada proses kontinu tetapi lebih cepat daripada proses twitchell. Derajat splitting yang dihasilkan dari proses ini mencapai lebih dari 90% selama 6-10 jam (Thirunavukarasu & Panda, 2015). c. Coolgate-Emery Process Proses ini dilakukan menggunakan tekanan tinggi dalam waktu 2-3 jam sehingga dinilai lebih efisien dibandingkan dengan proses lainnya. Proses terjadi dalam 33 menara dengan diameter 508-1220 mm dan tinggi 18-25 m serta terbuat dari bahan yang tahan korosi seperti baja 326 atau logam Inconel dengan tekanan sebesar 50 atm dan memiliki aliran counter current (Barnebey & Brown, 1948). Minyak dimasukkan dari bagian bawah kolom secara kontinu dan air dimasukkan dari atas. Umpan yang masuk disesuaikan dengan massa jenis minyak lebih berat dari pada air, maka secara gradual minyak akan jatuh ke bagian bawah kolom. Asam lemak yang keluar dari bagian atas kolom dan sweet water (air yang mengandung gliserol) keluar dari bagian bawah menara. Panas disuplai dari bagian menara dengan menggunakan internal steam coil, electric heating atau direct steam. Proses yang menggunakan kontinu tekanan tinggi mampu menghasilkan konsentrasi Gliserol 15-25% tanpa katalis dan hasil derajat splitting mencapai 99% (Brown, 1946). 2. Hidrogenasi Hidrogenasi adalah penambahan hidrogen secara langsung pada ikatan rangkap yang ada di asam lemak tak jenuh (Patterson, 2011). Berikut merupakan reaksi hidrogenasi : Gambar 1. 6 Reaksi Hidrogenasi Pada proses penambahan hidrogenasi, sepasang atom hidrogen pada ikatan rangkap asam lemak tak jenuh akan diubah menjadi asam lemak jenuh dengan bantuan katalis. Katalis digunakan untuk mempercepat laju reaksi dan menghasilkan yield yang tinggi (Patterson, 2009). Dalam proses pemisahan lemak pada CPO tidak dapat dilakukan menggunakan suhu yang tinggi karena dapat merusak gugus siklopropenoid dan dapat menimbulkan reaksi polimerisasi serta dimerisasi. Sehingga Continuous hydrogenation menggunakan katalis dipilih karena menghasilkan konversi yang lebih tinggi. Proses hidrogenaasi terjadi melalui beberapa tahap yaitu tahap pertama difusi antara CPO yang direaksikan dengan katalis kemudian adsorbsi kompleks antara bahan yang direaksikan dengan permukaan katalis. 34 1.4.3 Alasan Pemilihan Proses Dari berbagai metode pembuatan asam stearat yang sudah disampaikan sebelumnya, maka dapat dipilih metode yang sesuai dengan kemurnian produk, bahan baku dan jenis produksi. Kekurangan dan kelebihan dari metode yang digunakan, disajikan dalam Tabel 1.20 dan Tabel 1.21. Tabel 1. 20 Kelebihan dan Kekurangan Proses Hidrolisis Pembuatan Asam Stearat Twitchell Autoclave Coolgate Emery Pembanding Process Batch Process Process Suhu 100-105 oC 232 oC 240-260 oC Tekanan 1 atm 29-31 atm 50-55 atm Alkyl aryl Metal oxides Katalis - sulfonic acid (zinc oxides) Operasi Batch Batch Kontinu Tangki timbel- Peralatan Auto clave Splitting Tower tembaga Konversi 75% 80-90% 98-99 % Waktu Hidrolisis 24 jam 6-10 jam 2-3 jam Kualitas Produk Rendah Tinggi Tinggi Biaya Operasional Rendah Tinggi Rendah & Maintenance Kualitas Produk C17H35COONa+ H2O - Reaksi esterifikasi asam stearat dengan gliserol menghasilkan gliseril tristearat Reaksi: 3C18H36O3 + C3H8O3 => C57H110O9 + 3H2O (Othmer, 2007; Wilmar International, 2020) 2. Asam Stearat 30% Sifat Fisika - Rumus molekul = C18H36O2 - Wujud pada suhu kamar = Serbuk (Powder) padat - Warna = Putih - Berat Molekul = 284,48 - Densitas, pada 30 ℃, kg/m3 = 883,5454 Komposisi, %massa - Asam stearat, % = 30 - Asam miristat, % =1 - Asam palmitat, % = 65 - Asam oleat, % = 2,5 - Asam linoleat, % = 0,5 (Othmer, 2007; Wilmar International, 2020) 44 2. Gliserol Gambar 1. 12 Struktur Molekul Gliserol Sifat Fisika - Rumus molekul = C3H8O3 - Berat molekul, g/mol = 92 - Titik didih, ℃ = 290 - Titik lebur, ℃ = 17,8 - Densitas, g/mL = 1,261 - Komposisi, %massa Gliserol, % = 75 Air, % = 21 Fatty acid, % =4 Sifat Kimia - Tidak berwarna dan tidak berbau - Mudah larut dalam air - Cairan kental dan memiliki rasa manis (Wahyuni. 2016) 1.6 Konsep Reaksi 1.6.1 Mekanisme Reaksi Proses pembuatan asam stearat dari CPO berdasarkan reaksi hidrolisis dengan menggunakan katalis nikel. Reaksi Hidrolisis : Trigliserida(g) + H2O(l) ⇌ Fatty Acid(g) + Gliserol(l) 45 Reaksi Hidrogenasi : 𝐶18 𝐻34 𝑂2(l) + 𝐻2(g) → 𝐶18 𝐻36 𝑂2(l) Asam Linoleat Hidrogen Asam Oleat 𝐶18 𝐻36 𝑂2(l) + 𝐻2(g) → 𝐶18 𝐻38 𝑂2(l) Asam Oleat Hidrogen Asam Stearat 1.6.2 Kondisi Operasi Berdasarkan paten US 9,957,465 B2 Mei 2018 reaksi hidrolisis pada pembuatan asam stearat terjadi ketika minyak dan air dikontakkan secara counter current menggunakan reaktor hidrolisis (R-01) dengan tipe Spray Column yang dioperasikan pada tekanan 50 atm dan suhu 250 oC dengan konversi mencapai 99%. Kondisi operasi ini dipilih sedemikian rupa agar mempertahankan fasa air sehingga tidak ikut menguap selama proses reaksi terjadi. Reaksi hidrolisis: C3H5(COOR)3(g) 3H2O(l) ⇌ 3RCOOH(g) C3H5(OH)3(l) (Trigliserida) (Air) (Asam Lemak) (Gliserol) Proses selanjutnya yaitu hidrogenasi yang bertujuan untuk mengubah asam lemak tak jenuh menjadi asam lemak jenuh yaitu asam linoleat dan oleat dengan penambahan molekul hidrogen (H2). Proses hidrogenasi berlangsung pada suhu 160 oC dan tekanan 10 atm selama 3 jam dengan konversi sebesar 99%. Proses hidrogenasi berjalan menggunakan reaktor fixed bed multi tube dengan reaksi berjalan eksotermis (Aditya, 2017; Saputro & Akbar, 2019). Reaksi hidrogenasi: 𝐶18 𝐻34 𝑂2(𝑙) + 𝐻2(𝑔) → 𝐶18 𝐻36 𝑂2(𝑙) Asam Linoleat Hidrogen Asam Oleat 𝐶18 𝐻36 𝑂2(𝑙) + 𝐻2(𝑔) → 𝐶18 𝐻38 𝑂2(𝑙) Asam Oleat Hidrogen Asam Stearat 46 1.6.3 Penggunaan Katalis Dalam reaksi hidrogenasi katalis yang digunakan adalah nikel alumina. Reaksi hidrogenasi memerlukan katalis untuk mempercepat reaksi dan menghasilkan produk yang tepat (selektivitas). Selektivitas hidrogenasi yang rendah akan menghasilkan asam stearat yang lebih tinggi. Rasio selektivitas dalam asam stearat ditentukan dengan: 𝐾𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖 𝑎𝑠𝑎𝑚 𝑙𝑖𝑛𝑜𝑙𝑒𝑎𝑡 𝑚𝑒𝑛𝑗𝑎𝑑𝑖 𝑎𝑠𝑎𝑚 𝑜𝑙𝑒𝑎𝑡 𝑆𝑅 = (1.7) 𝐾𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖 𝑎𝑠𝑎𝑚 𝑜𝑙𝑒𝑎𝑡 𝑚𝑒𝑛𝑗𝑎𝑑𝑖 𝑎𝑠𝑎𝑚 𝑠𝑡𝑒𝑎𝑟𝑎𝑡 Katalis nikel dipilih karena memiliki aktivasi lebih tinggi dibandingkan katalis lainnya sepeti cobalt dan platina yang memiliki selektivitas rendah dalam menghasilkan lemak jenuh. Laju deaktivasi katalis nikel paling lambat sehingga dalam proses hidrogenasi yang memerlukan waktu lama, katalis nikel alumina masih aktif dan dapat digunakan kembali. Jika ditinjau dari harga, katalis nikel memiliki harga yang lebih murah dibandingkan katalis lainnya (Hasibuan, 2017). 1.7 Tinjauan Termodinamika Tinjauan secara termodinamika dalam proses kimia bertujuan untuk menentukan jenis reaksi yang terjadi, baik eksotermik maupun endotermis. Penentuan kondisi tersebut berdasarkan perhitungan panas pembentukan standar (ΔHf°) dari reaktan dan produk. Proses produksi asam stearat dengan proses reaksi hidrolisis dan reaksi hidrogenasi menggunakan bahan baku CPO menghasilkan produk samping berupa gliserol dan air. Reaksi dapat dikatakan eksotermik apabila proses pembentukan produk menghasilkan panas yang ditandai dengan nilai negatif pada entalpi dan dikatakan menyerap panas jika memiliki nilai positif pada entalpi. Penentuan jenis reaksi dapat ditentukan dengan menghitung panas pembentukan standar(∆Hfo) pada tekanan 0,987 atm dan suhu 298,15 K. a. Reaksi Hidrolisis Data harga panas pembentukan standar (ΔHf°) untuk masing-masing komponen reaksi hidrolisis pada suhu 298K dapat dilihat pada Tabel 1.20 dengan reaksi hidrolisis sebagai berikut : 47  C3H5(COOR)3(l) + 3H2O(l) ⇌ 3RCOOH(l) + C3H5(OH)3(l) (Trigliserida) (Air) (Asam Lemak) (Gliserol) Tabel 1. 22 Data Harga ΔHf° Masing-Masing Komponen Reaksi Hidrolisis ∆Hf pada 298,15 K Komponen Rumus Molekul (kJ/mol) Trigliserida CH2COOR-CHCOOR'-CH2COOR" -1916,34664 Air H2O -241,8 Fatty acid Mixtures -681,25888 Gliserol C3H8O3 -567,22 Sumber: Yaws, 1999; Istyami et al., 2018 Perhitungan panas pembentukan reaksi hidrolisis pembentukan fatty acid pada keadaan standar suhu 298,15 K (∆HR°) adalah sebagai berikut: 0 0 ∆HR0 = ∆Hf(298)produk − ∆Hf(298)reaktan (1.8) 0 0 0 0 = (3∆Hf(fatty acid) + ∆Hf(Gliserol) ) − (∆Hf(trigliserida) + 3∆Hf(air) = (3(-681,25888) + (-567,22)) – (-1916,34664+ 3(-241,8)) = 30,75 kJ/mol Perhitungan panas pembentukan reaksi hidrogenasi pembentukan fatty acid pada kondisi operasi suhu 433,15 K (∆HT) adalah sebagai berikut: T = 523,15K ∆HT T = 523,15K ∆Hreaktan ∆Hproduk T = 298,15K T = 298,15K ∆HR298 0 ∆HT = ∆HReaktan + ∆HR(298) + ∆HProduk (1.8) 298,15 0 523,15 = (∫523,15 ∑ Cp. dT) + ∆HR(298) + (∫298,15 ∑ Cp. dT) = (– 378,92) + -503,19 + 30,75 = 196,55 kJ/mol 48  Reaksi pembentukan asam stearat pada proses hidrolisis mempunyai nilai ∆H positif. Dengan hasil ini dapat disimpulkan bahwa reaksi bersifat endotermis, yaitu membutuhkan panas. b. Reaksi Hidrogenasi Data harga panas pembentukan standar (ΔHf°) untuk masing-masing komponen reaksi hidrolisis pada suhu 298K dan 433,15K dapat dilihat pada Tabel 1.21 dan Tabel 1.22 dengan reaksi hidrolisis sebagai berikut : C18 H34 O2(l) + H2(g) → C18 H36 O2(l) Asam Linoleat Hidrogen Asam Oleat C18 H36 O2(l) + H2(g) → C18 H38 O2(l) Asam Oleat Hidrogen Asam Stearat Tabel 1. 23 Data Harga ΔHf Masing-Masing Komponen Reaksi Hidrogenasi Asam Linoleat menjadi Asam Oleat ∆Hf pada 298,15 K Komponen Rumus Molekul (kJ/mol) Asam Linoleat C18H32O2 -540 Hidrogen H2 0 Asam Oleat C18H34O2 -671,78 Sumber: Yaws, 1999 0 0 ∆HR0 = ∆Hf(298)produk − ∆Hf(298)reaktan 0 0 = ∆Hf(asam oleat) − ∆Hf(asam linoleat) = -671,78 – (-540) = -131,78 kJ/mol Perhitungan panas pembentukan reaksi hidrogenasi pembentukan asam oleat pada keadaan suhu 433,15 K (∆HR) adalah sebagai berikut: 49  T = 523,15K ∆HT T = 523,15K ∆Hreaktan ∆Hproduk T = 298,15K T = 298,15K ∆HR298 0 ∆HT = ∆HReaktan + ∆HR(298) + ∆HProduk (1.8) 298,15 0 523,15 = (∫523,15 ∑ Cp. dT) + ∆HR(298) + (∫298,15 ∑ Cp. dT) = (-90,23) + (-131,78) + 97,55 = -124,46 kJ/mol Reaksi pembentukan entalpi pada proses asam linoleat menjadi asam oleat pada hidrogenasi bersifat eksotermik dan sistem menghasilkan panas selama proses berlangsung. Tabel 1. 24 Data Harga ΔHf Masing-Masing Komponen Reaksi Hidrogenasi Asam Oleat menjadi Asam Stearat Rumus ∆Hf pada 298,15 K Komponen Molekul (kJ/mol) Asam Oleat C18H34O2 -671,78 Hidrogen H2 0 Asam Stearat C18H36O2 -764 Sumber: Yaws, 1999 Reaksi kedua yang terjadi pada hidrogenasi yaitu reaksi asam oleat menjadi asam stearat. Perhitungan panas pembentukan reaksi hidrogenasi pembentukan asam stearat pada keadaan standar suhu 298,15 K (∆HR°) adalah sebagai berikut: 0 0 ∆HR0 = ∆Hf(298)produk − ∆Hf(298)reaktan 0 0 = ∆Hf(asam stearat) − ∆Hf(asam oleat) = -764 – (-671,78) = -92,22 kJ/mol 50  Perhitungan panas pembentukan reaksi hidrogenasi pembentukan asam stearat pada keadaan suhu 433,15 K (∆HR) adalah sebagai berikut: 0 ∆HT = ∆HReaktan + ∆HR(298) + ∆HProduk (1.8) 298,15 0 523,15 = (∫523,15 ∑ Cp. dT) + ∆HR(298) + (∫298,15 ∑ Cp. dT) = (-101,47) + (-92,22) + 97,55 = -95,27 kJ/mol Reaksi pada reaktor hidrogenasi mempunyai pembentukan standar (ΔHf°) sebesar -92,22 kJ/mol dan pada keadaan suhu 433,15 K sebesar -94,56 kJ/mol sehingga bersifat eksotermik, yaitu reaksi yang berlangsung menghasilkan panas dan panas akan dikeluarkan dari sistem. Selain sifat eksotermik atau endotermis, reaksi kimia dapat bersifat searah (reversible) atau bolak-balik (irreversible). Sifat reaksi kimia tersebut dapat ditentukan dengan konstanta kesetimbangan. Apabila konstanta kesetimbangan lebih dari 1, maka reaksi bekerja secara bolak-balik (irreversible) dan sebaliknya. Keberlangsungan suatu reaksi kimia dapat diukur berdasarkan perubahan energi gibbs (ΔG). Persamaan perubahan energi gibbs disajikan dalam persamaan (1.9) −∆𝐺𝑓0 298 𝑙𝑛𝐾298 = (1.9) 𝑅.𝑇 Keterangan : −∆Gf0 = Perubahan energi gibbs (kJ/mol) R = Tetapan gas ideal (kJ/mol.K) T = Suhu (K) K = Konstanta Kesetimbangan Reaksi Data harga energi gibss (−∆Gf0298 ) untuk masing-masing komponen pada suhu 298 K disajikan dalam Tabel 1.25. 51  Tabel 1. 25 Data Harga Energi Gibss (−∆𝐆𝐟𝟎𝟐𝟗𝟖 ) untuk Masing-Masing Komponen pada Reaksi Hidrolisis dengan suhu 298 K Komponen Rumus Molekul ΔGfo (kJ/mol) Trigliserida CH2COOR-CHCOOR'-CH2-COOR" -555,01 Air H2O -228,6 Fatty acid Mixtures -206,96256 Gliserol C3H8O3 -438,52 Sumber: Yaws, 1999; Istyami et al., 2018 Reaksi pada proses hidrolisis : 0 0 ∆Gf0 = ∆Gf(298)produk − ∆Gf(298)reaktan 0 0 0 0 = (3∆Gf(fatty acid) + ∆Gf(Gliserol) ) − (∆Gf(trigliserida) + 3∆Gf(air) = (3(-206,96) + (-438,52)) – (-555,01+ 3(-228,6)) = 181,40232 kJ/mol −∆G0f 298 lnK 298 = R.T 181,40232 kJ/mol lnK 298 = kJ 0,008314 x 298,15 K mol. K lnK 298 = -73,18 K 298 = 1,651 × 10-32 Reaksi hidrolisis berlangsung pada suhu 250 oC atau 523,15 K, maka konstanta kesetimbangan pada reaksi ini dapat dihitung sebagai berikut: KT −∆H0f298 1 1 ln = x( − ) (1.10) K298 R T 298 Keterangan : 0 −∆𝐻𝑓298 : Panas pembentukan standar (kJ/mol) R : Tetapan gas ideal (kJ/mol.K) T : Suhu (K) K : Konstanta kesetimbangan reaksi kJ KT 30,75 1 1 𝑙𝑛 = mol x ( − ) 1,651 × 10−32 0,008314 kJ 523,15 298,15 mol. K 52  KT 𝑙𝑛 = 2,1644 1,651 × 10−32 KT = 8,7093 1,651 × 10−32 KT = 1,4385 × 10−31 Perhitungan dalam proses hidrolisis menunjukkan nilai K yang didapatkan < 1, sehingga reaksi hidrolisis berlangsung secara reversible. −∆Gf 523,15 lnK T = R. T −∆Gf 523,15 −71,0166 = kJ 0,008314 x 523,15 K mol. K −∆Gf 523,15 = -308,8843 kJ/mol Nilai ∆G523 pada kondisi operasi 523,15 K bernilai negatif (-), maka reaksi hidrolisis yang terjadi berjalan spontan. Proses yang memerlukan kesetimbangan selain hidrolisis yaitu dalam proses hidrogenasi. Data harga energi gibss (−∆Gf0298 ) untuk masing-masing komponen proses hidrogenasi membentuk asam oleat pada suhu 298 K disajikan dalam tabel 1.24 dan pada tabel 1.26 disajikan komponen pembentuk asam stearat. Tabel 1. 26 Data Harga Energi Gibss (−∆𝐆𝐟𝟎𝟐𝟗𝟖 ) untuk Masing-Masing Komponen pada Pembentukan Asam Oleat dengan suhu 298 K Komponen Rumus Molekul ΔGfo (kJ/mol) Asam Linoleat C18H32O2 -94,3 Hidrogen H2 0 Asam Oleat C18H34O2 -189,69 Sumber: Yaws, 1999 Reaksi pembentukan asam oleat pada proses hidrogenasi: C18 H34