Riswanto, Angga Surya and Hidayatullah, Rommy Akbar (2019) Pra Desain Pabrik High Fructose Syrup (HFS55) Dari Tepung Tapioka. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Preview |
Text
02211540000081_02211540000094_Undergraduate_Theses.pdf Download (2MB) | Preview |
Abstract
Fruktosa merupakan monosakarida, terdiri atas 6 atom karbon (heksosa) yang merupakan isomer glukosa (C6H12O6) dan mengandung gugus karbonil sebagai keton. Pada umumnya fruktosa diperoleh melalui pemecahan sukrosa, namun seiring dengan berkembangnya zaman fruktosa juga diperoleh melalui proses isomerisasi glukosa. Pemanfaatan fruktosa sebagai pemanis dalam industri makanan berupa High Fructose Syrup(HFS). Latar belakang pendirian pabrik sirup fruktosa adalah perkembangan industri di Indonesia yang berbasis pangan. High Fructose Syrup adalah bahan penunjang dalam industri makanan dan minuman yang umum digunakan sebagai pemanis yang pada kenyataannya belum dapat terpenuhi kebutuhannya oleh produksi dalam negeri. Salah satu sumber pati yang dapat digunakan sebagai bahan baku HFS adalah tepung tapioka. Lokasi pendirian pabrik HFS direncanakan di Kabupaten Banjarnegara, Jawa Tengah. Penentuan lokasi pendirian pabrik ini didasarkan pada beberapa alasan, yaitu dengan keberadaan bahan baku, ketersediaan utilitas serta dekat dengan konsumen. Proses pembuatan high fructose syrup-55 dari tepung tapioka dibagi menjadi beberapa unit proses. Pertama unit mixing, unit hidrolisis yang terdiri dari unit likuifikasi dan unit sakarifikasi, unit dekolorisasi dan purifikasi I, unit isomerisasi, unit dekolorisasi&purifikasi II dan unit enriching. Proses liquifikasi berlangsung di dalam sebuah bacth reactor berpengaduk (R-140) dan berlangsung selama kurang lebih 3 jam pada suhu operasi 95○C. Proses likuifikasi dimulai dengan tahap pre-likuifikasi, yaitu proses pencampuran slurry 35% Dextrose sugar (DS) dengan Ca(Cl)2 sebagai protector bagi enzim terhadap suhu panas di tangki pencampur. Proses likufikasi ini dilakukan selama 3 jam dan menghasilkan DE 16 atau dekstrin 16%. Enzim akan memecah pati yang merupakan polisakarida menjadi dekstrin yang tergolong oligosakarida. Dekstrin ini kemudian akan masuk ke proses sakarifikasi. Proses Sakarifikasi berlangsung selama 72 jam pada suhu 60○C di dalam reaktor batch berpengaduk (R-220) dengan bantuan enzim glucoamilase (AMG) dan promozyme pullanase (PUN). Suhu operasi untuk proses sakarifikasi dijaga 60oC karena pati mengandung kompleks amilase lipid yang larut pada 100oC. Dekstrin selanjutnya akan diubah menjadi dekstrosa. Dekstrosa inilah yang akan mengalami proses isomerisasi dan membentuk fruktosa. Dari proses sakarifikasi dihasilkan sirup glukosa yang kemudian dilakukan filtrasi dengan rotary vacuum filter (H-240) untuk memisahkan filtrat dengan pengotor berupa protein, lemak, CaCl2, HCl, dan pati yang tidak bereaksi. Setelah itu dilanjutkan dengan proses purifikasi dengan ion exchange dan pengurangan kandungan air hingga kandungan dry matter menjadi 71%. Sebelum masuk ke unit isomerisasi dan mengalami perubahan menjadi fruktosa, sirup dekstrosa hasil proses sakarifikasi akan terlebih dahulu masuk ke unit purifikasi untuk menghilangkan pati dan dekstrin yang tidak bereaksi, protein, lemak, dan pengotor lain. Pada unit purifikasi pertama ini, sirup dekstrosa akan mengalami tiga proses yaitu filtrasi, penukaran ion dan evaporasi. Proses filtrasi bertujuan untuk memisahkan padatan dari cairan sirup dekstrosa menggunakan rotary vacuum filter, suhu sebelum masuk ke RVF dinaikkan hingga 85oC dengan menggunakan heater untuk memudahkan proses penyaringan. Selanjutnya proses dekolorisasi dilakukan dalam carbon mixing tank (M-250) dan filter press. Proses pencampuran ini digunakan untuk menghilangkan warna (decolorization) dan rasa karena pengotor yang terbentuk selama proses produksi. Sirup yang telah bercampur dengan karbon aktif kemudian dipisahkan menggunakan filter press. Selanjutnya sirup dekstrosa akan mengalami proses demineralisasi. Ada dua macam tangki dalam unit proses penukar ion, yaitu tangki penukar kation (D-270), dan tangki penukar anion (D-280). Penukaran ion adalah proses dimana ion-ion dari suatu larutan elektrolit diikat pada permukaan bahan padat sebagai pengganti ion-ion. Pada unit ini digunakan resin sebagai bahan penukar ion. Tujuan dari pertukaran ion untuk menghilangkan ion-ion yang terlarut, menghilangkan abu, protein, dan warna dalam larutan dekstrosa. Dari tangki penukar kation, larutan gula kemudian dialirkan ke tangki pertukaran anion (D-280), dimana pada tangki penukar anion, seluruh ion Cl- akan diikat oleh resin dan digantikan dengan ion OH-. Setelah melewati proses penukaran ion ini, larutan sirup dekstrosa yang dihasilkan akan memiliki warna yang lebih jernih.
Hasil dari penukaran ion akan dimasukan ke tangki penampungan sementara kemudian dialirkan ke tangki evaporasi. Evaporasi larutan dekstrosa bertujuan untuk menguapkan air hingga mencapai 50% DS dengan tripple effect evaporator. Setelah dari evaporator, produk bebas uap akan dipompa menuju unit isomerisasi. Proses isomerisasi membutuhkan ion-ion seperti Co2+, Mg2+ atau Mn2+ untuk aktivitas katalis, oleh karena itu sebelum masuk ke reaktor isomerisasi (R-320), sirup glukosa dari evaporator I (V-290), dialirkan ke mixing tank (M-310) dengan melakukan penambahan MgSO4.H2O yang merupakan aktivator enzim glukoisomerase. Unit Purifikasi II terdiri dari tiga proses, yaitu filtrasi, penukaran ion dan evaporasi. Pada unit ini, fruktosa keluaran reactor isomerase lalu dialirkan menuju ke tangki penukar kation. Untuk memperoleh sirup fruktosa 55%, sirup fruktosa 42% akan melalui proses pemisahan fruktosa dan dekstrosa menggunakan teknologi membrane separation. Produk yang diinginkan, High Fructose Syrup, akan keluar sebagai permeate dengan konsentrasi fruktosa 55% sedangkan retentate yang mengandung dektrosa, air, maltose dan sedikit fruktosa akan dikembalikan ke depan dan akan diisomerisasi kembali dalam reaktor isomerisasi.
Kapasitas pabrik direncanankan berdasarkan data-data volume produksi, ekspor dan impor sirup fruktosa dalam negeri berdasarkan data-data dari Badan Pusat Statistik (BPS). Pabrik direncanakan mulai beroperasi pada tahun 2022, berdasarkan data-data dan perhitungan kapasitas pabrik yang masih dibutuhkan, maka ditetapkan kapasitas produksi pabrik sebesar 200.000 ton/tahun dengan tepung tapioka yang dibutuhkan sebesar 26956,21 kg/jam. Pendirian pabrik berkapasitas 200.000 ton/tahun dengan estimasi hasil penjualan per tahun sebesar Rp Rp 2.999.700.000.000 atau sama dengan Rp.15.000,00/Kg sirup. Estimasi umur pabrik 10 tahun dan waktu pengembalian pinjaman selama 10 tahun, dapat diketahui internal rate of return (IRR) sebesar 31,54%, pay out time (POT) selama 3,89 tahun dan break event point (BEP) sebesar 44 %. Berdasarkan analisa ekonomi tersebut, pabrik High Fructose Syrup ini layak didirikan. Diharapkan adanya pabrik sirup HFS ini dapat mensubstitusi kebutuhan pemanis dalam industri makanan di Indonesia.
| Item Type: | Thesis (Other) |
|---|---|
| Additional Information: | RSK 664.133 Ris p-1 2019 |
| Uncontrolled Keywords: | HFS-55, tepung tapioka, hidrolisis, enzim |
| Subjects: | T Technology > TP Chemical technology > TP370 Food processing and manufacture |
| Divisions: | Faculty of Industrial Technology > Chemical Engineering > 24201-(S1) Undergraduate Thesis |
| Depositing User: | Angga Surya Riswanto |
| Date Deposited: | 25 Apr 2024 09:30 |
| Last Modified: | 25 Apr 2024 09:30 |
| URI: | http://repository.its.ac.id/id/eprint/65093 |
Actions (login required)
 |
View Item |