Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Pektin Dari Kulit Buah Kakao Dengan Kapasitas Produksi 5.000 Ton/Tahun

PRA RANCANGAN PABRIK
PEMBUATAN PEKTIN DARI KULIT BUAH KAKAO
DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 5.000 TON/TAHUN
TUGAS AKHIR
DISUSUN OLEH :

AGUSTINA TANJUNG
NIM : 080405082

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2011

Universitas Sumatera Utara

LEMBAR PENGESAHAN
PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN PEKTIN DARI
KULIT BUAH KAKAO DENGAN KAPASITAS PRODUKSI
5.000 TON/ TAHUN

KARYA AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia

Oleh:
AGUSTINA TANJUNG
NIM : 080405082

Diperiksa/Disetujui Oleh :
Dosen Pembimbing I

Dosen Pembimbing II

Dr. Ir. Mhd.Yusuf Ritonga, MT.
NIP : 196208191989031002

Dr. Halimatuddahliana, ST, MSc.
NIP : 197304081998022002

Dosen Penguji I

Dosen Penguji II

Dr. Ir. Mhd. Yusuf Ritonga, MT. Ir. Netti Herlina, MT.
NIP : 196208191989031002
NIP : 132243746

Dosen Penguji III

Dr. Ir. Fatimah, MT.
NIP : 196406171994032001

Mengetahui ,
Koordinator Karya Akhir

Ir.Renita Manurung,MT.
NIP : 196812141997022002

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2011

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Dengan mengucapkan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa dan atas
berkat dan rahmat-Nya maka penulis dapat menyeleasikan penulisan Tugas Akhir ini
yang berjudul ’’Pra Rancangan Pabrik Pektin Dari Kulit Buah Kakao dengan
Kapasitas Produksi 5.000 Ton/Tahun. Tugas Akhir ini merupakan persyaratan untuk
menyelesaikan studi dan salah satu persyaratan untuk mencapai gelar Sarjana Teknik
Kimia di Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan dan
bimbingan dari berbagai pihak. Atas bantuan dan bimbingan tersebut, dengan segala
kerendahan hati penulis mengucapkan banyak terima kasih khususnya kepada :
1. Bapak Dr. Ir. Muhammad Yusuf Ritonga, MT. selaku Dosen Pembimbing I,
yang telah ikhlas menyumbangkan waktu dan pikirannya untuk memberikan
ilmu

pengetahuan,

bimbingan

dan

arahan

sehingga

penulis

dapat

menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Ibu Dr. Halimatuddahliana, ST, Msc., selaku Dosen Pembimbing II, yang
telah ikhlas menyumbangkan waktu dan pikirannya untuk memberikan ilmu
pengetahuan, bimbingan dan arahan sehingga penulis dapat menyelesaikan
Tugas Akhir ini.
3. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, Msi., selaku Ketua Departemen Teknik Kimia

Fakultas Teknik USU.
4. Ibu Ir. Renita Manurung, MT., selaku Koordinator Tugas Akhir.
5. Kedua orang tua dan keluarga penulis yang telah banyak memberikan
motivasi serta dukungan materil dan spiritual demi selesainya Tugas Akhir
ini.
6. Seluruh Staf Dosen Departemen Teknik Kimia USU yang telah banyak
memberikan wawasan dan ilmu pengetahuan kepada penulis.
7. Seluruh teman-teman Teknik Kimia S-1 Reguler dan Mandiri yang telah
banyak memberikan motivasi dan wawasan kepada penulis.
8. Rekan satu kelompok Muhammad Ekki Chahyaditha, terima kasih atas kerja
sama dan dukungannya selama ini, semoga semua apa yang kita kerjakan
untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita.

Universitas Sumatera Utara

Penulis juga menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan,
untuk itu penulis mengharapkan masukan dari pembaca untuk kesempurnaan Tugas
Akhir ini. Dengan selesainya Tugas Akhir ini, penulis berharap Tugas Akhir ini
dapat berguna bagi kita semua.

Medan,

Maret 2011

Penulis

Universitas Sumatera Utara

INTISARI

Pabrik pektin dari kulit kakao ini direncanakan berproduksi dengan kapasitas
5.000 ton/ tahun dengan 330 hari kerja dalam satu tahun. Proses yang digunakan
adalah ekstraksi dengan menggunakan pelarut asam, dimana bahan baku yang
digunakan adalah kulit buah kakao.
Lokasi pabrik direncanakan dibangun di atas lahan seluas 9.300 m2 di
Kecamatan Sei Alim, Asahan, Sumatera Utara dengan pertimbangan bahwa area
tersebut merupakan daerah tepian Sungai Silau yang dikelilingi oleh perkebunan
kakao. Bentuk perusahaan adalah Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang
Direktur dengan struktur organisasi sistem garis dan staff yang mempunyai 160 orang
tenaga kerja.

Hasil analisa ekonomi Pabrik Pembuatan Pektin dari Kulit Buah Kakao ini
adalah sebagai berikut :
-

Total modal investasi

: Rp. 217.093.018.672,-

-

Biaya produksi per tahun

: Rp. 221.384.853.015,-

-

Hasil penjualan per tahun

: Rp. 405.814.849.000,-

-

Laba bersih

: Rp. 128.472.992.203,-

-

Profit Margin (PM)

: 45,22 %

-

Break Even Point (BEP)

: 14,46 %

-

Return of Investment (ROI)

: 59,18 %

-

Pay Out Time (POT)

: 2 Tahun

-

Return on Network (RON)

: 98,63 %

-

Internal Rate of Return (IRR)

: 70,80 %

Berdasarkan data analisa ekonomi di atas maka dapat disimpulkan bahwa “Pra
Rancangan Pabrik Pembuatan Pektin dari Kulit Kakao” ini layak untuk dilanjutkan ke
tahap perancangan yang lebih terperinci sehingga dapat didirikan dikemudian hari
sebagai pabrik yang profitable.

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ................................................................................... i
INTISARI ...................................................................................................... iii
DAFTAR ISI .................................................................................................. iv
DAFTAR TABEL ......................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... ix

BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ......................................................................................... I-1
1.2 Rumusan Masalah .................................................................................... I-2

1.3 Tujuan dan Manfaat ................................................................................. I-2
1.4 Kapasitas Produksi ................................................................................... I-2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tanaman Kakao ....................................................................................... II-1
2.2 Kulit Buah Kakao ..................................................................................... II-1
2.3 Pektin ....................................................................................................... II-3
2.4 Manfaat Pektin ......................................................................................... II-4
2.5 Proses Pembuatan Pektin ......................................................................... II-5
2.6 Deskripsi Proses ....................................................................................... II-6
2.6.1 Proses Persiapan Bahan Baku (Kulit Kakao) .............................. II-7
2.6.2 Proses Ekstraksi ........................................................................... II-7
2.6.3 Proses Filtrasi .............................................................................. II-7
2.6.4 Proses Vaporasi ........................................................................... II-7
2.6.5 Proses Pengendapan ..................................................................... II-8
2.6.6 Proses Pengeringan ...................................................................... II-8
2.6.7 Proses Destilasi Campuran Isopropil Alkohol ............................. II-8
2.7 Blok Diagram Proses Produksi Pektin dari Kulit Kakao ......................... II-10

Universitas Sumatera Utara

2.8 Karakteristik bahan .................................................................................. II-10
2.9 Karakteristik Produk (Pektin dari Kulit Kakao) ....................................... II-11

BAB III NERACA MASSA
3.1 Neraca Massa Total Tangki Ekstraktor (EX-210) ................................... III-1
3.2 Neraca Massa Total Rotary Drum Vacuum Filter 1 (RDVF-220) ........... III-1
3.3 Neraca Massa Total Vaporizer (V-310) ................................................... III-2
3.4 Neraca Massa Total Mixer (M-320) ........................................................ III-2
3.5 Neraca Massa Total Rotary Drum Vaccum Filter 2 (RDVF-330) ........... III-2
3.6 Neraca Massa Total Tangki Destilasi (TD-350) ...................................... III-3
3.7 Neraca Massa Total Rotary Dryer (RD-340) ........................................... III-3

BAB IV NERACA PANAS
4.1 Neraca Panas Tangki Ekstraktor (EX-210) .............................................. IV-1
4.2 Neraca Panas Vaporizer (V-310) ............................................................. IV-2
4.3 Neraca Panas Kondensor (E-312) ............................................................. IV-2
4.4 Neraca Panas Cooler (E-316) ................................................................... IV-3
4.5 Neraca Panas Tangki Destilasi (TD-350) ................................................. IV-3
4.6 Neraca Panas Kondensor (E-352) ............................................................. IV-4
4.7 Neraca Panas Rotary Dryer (RD-340) ...................................................... IV-4
4.8 Neraca Panas Kondensor (E-345) ............................................................. IV-5

BAB V SPESIFIKASI PERALATAN

BAB VI INSTRUMENTASI KESELAMATAN KERJA
6.1 Instrumentasi ............................................................................................ VI-1
6.2 Keselamatan Kerja ................................................................................... VI-10
6.3 Keselamatan Kerja Pada Pabrik Pembuatan Pektin ................................. VI-11

BAB VII UTILITAS
7.1 Kebutuhan Steam ..................................................................................... VII-1
7.2 Kebutuhan Air .......................................................................................... VII-2

Universitas Sumatera Utara

7.3 Kebutuhan Listrik ..................................................................................... VII-11
7.4 Kebutuhan Bahan Bakar .......................................................................... VII-13
7.5 Unit Pengolahan Limbah .......................................................................... VII-14
7.6 Spesifikasi Peralatan Utilitas .................................................................... VII-18

BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK
8.1 Lokasi Pabrik .........................................................................................

VIII-1

8.2 Tata Letak Pabrik ...................................................................................

VIII-3

8.3 Perincian Luas Tanah .............................................................................

VIII-4

BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN
9.1 Pengertian Organisasi dan Manajemen .................................................... IX-1
9.2 Bentuk Badan Usaha ................................................................................ IX-1
9.3 Bentuk Struktur Organisasi ..................................................................... IX-2
9.4 Uraian Tugas Wewenang dan Tanggung Jawab ...................................... IX-4
9.5 Sistem Kerja ............................................................................................. IX-9
9.6 Kesejahteraan Tenaga Kerja ................................................................... IX-14

BAB X ANALISA EKONOMI
10.1 Modal Investasi ....................................................................................... X-1
10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC) ......................................... X-4
10.3 Total Penjualan (Total Sales) .................................................................. X-5
10.4 Perkiraan Rugi/Laba Usaha ..................................................................... X-5
10.5 Analisa Aspek Ekonomi .......................................................................... X-5

BAB XI KESIMPULAN
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN
LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PENGOLAHAN AIR
LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Perkembangan Produksi Kakao Perkebunan Rakyat Sumut .......... I-3
Tabel 1.2 Kebutuhan Pektin di Indonesia dan Kawasan Benua Asia ............ I-3
Tabel 2.1 Komposisi Kulit Kakao................................................................... II-2
Tabel 2.2 Perbandingan Kandungan Pektin pada Beberapa Bahan ............... II-2
Tabel 3.1 Neraca Massa Total Tangki Ekstraktor (EX-210) ......................... III-1
Tabel 3.2 Neraca Massa Total Rotary Drum Vacuum Filter 1 (RDVF-220).. III-1
Tabel 3.3 Neraca Massa Total Vaporizer (V-310) ......................................... III-2
Tabel 3.4 Neraca Massa Total Mixer (M-320) .............................................. III-2
Tabel 3.5 Neraca Massa Total Rotary Drum Vaccum Filter 2 (RDVF-330) . III-2
Tabel 3.6 Neraca Massa Total Tangki Destilasi (TD-350) ............................ III-3
Tabel 3.7 Neraca Massa Total Rotary Dryer (RD-340) ................................. III-3
Tabel 4.1 Neraca Panas Tangki Ekstraktor .................................................... IV-1
Tabel 4.2 Neraca Panas Vaporizer ................................................................. IV-2
Tabel 4.3 Neraca Panas Kondensor ............................................................... IV-2
Tabel 4.4 Neraca Panas Mixer ....................................................................... IV-3
Tabel 4.5 Neraca Panas Cooler ..................................................................... IV-3
Tabel 6.1 Daftar Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan
Pektin dari Kulit Kakao ................................................................ VI-5
Tabel 6.2 Pencegahan dan Pertolongan pertama jika terkena bahan kimia ... VI-13
Tabel 7.1 Total Kebutuhan Steam yang diperlukan pada Pabrik Pektin
dari Kulit Kakao ............................................................................ VII-1
Tabel 7.2 Total Kebutuhan Air Pendingin yang diperlukan pada Pabrik Pektin
dari Kulit Kakao ............................................................................ VII-2
Tabel 7.3 Kualitas Air Sungai Silau-Asahan ................................................. VII-4
Tabel 7.4 Perincian Kebutuhan Listrik Pada Unit Proses .............................. VII-11
Tabel 7.5 Perincian Kebutuhan Listrik Pada Unit Utilitas ............................. VII-12
Tabel 7.6 Perincian Kebutuhan Listrik Untuk Pabrik .................................... VII-12
Tabel 7.7 Luas Area Pengolahan Limbah ....................................................... VII-18
Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah Pabrik Pembuatan Pektin Dari Kulit

Universitas Sumatera Utara

Buah Kakao ................................................................................... VIII-4
Tabel 9.1 Jumlah Tenaga Kerja Tingkat Pendidikannya ............................... IX-10
Tabel 9.2 Perincian Gaji Karyawan ................................................................ IX-11
Tabel 9.3 Pembagian Kerja Shift Tiap Regu .................................................. IX-14
Tabel LE.1 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) ......................... LE-27

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1

Struktur atom α – D – Galakturonat ........................................ II-4

Gambar 2.2

Blok Diagram Proses Produksi Pektin dari Kulit Kakao ......... II-9

Gambar 6.1

Instrumentasi pada tangki penyimpanan .................................. VI-6

Gambar 6.2

Instrumentasi pada pompa ........................................................ VI-6

Gambar 6.3

Instrumentasi pada tangki pencampuran .................................. VI-7

Gambar 6.4

Instrumentasi pada tangki destilasi ........................................... VI-8

Gambar 6.5

Instrumentasi pada kondensor .................................................. VI-9

Gambar 6.6

Instrumentasi pada rotary dryer ................................................ VI-9

Gambar 7.1

Bagan Pengolahan Limbah ...................................................... VII-14

Gambar 7.2

Flowsheet Utilitas .................................................................... VII-25

Gambar 8.1

Tata Letak Pra Rancangan Pabrik Pektin dari Kulit Kakao .... VIII-5

Gambar 9.1

Struktur Organisasi Pabrik Pembuatan Pektin dari Kulit
Kakao ........................................................................................ IX-16

Gambar LE.1 Grafik BEP Pabrik Pektin dari Kulit Kakao dengan
Kapasitas Produksi 5.000 ton/ tahun ............................................ LE-26

Universitas Sumatera Utara

BAB I
PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang
Sumatera Utara merupakan daerah perkebunan yang cukup potensial. Kakao

merupakan salah satu komoditi andalan Sumatera Utara sebagai penghasil devisa non
– migas. Disamping itu kakao juga digunakan sebagai bahan baku industri makanan,
industri obat-obatan dan industri kosmetik.
Pemanfaatan tanaman kakao selama ini masih terbatas yaitu pada bijinya yang
yang berkisar antara 16-53 biji tiap buah, sedangkan bagian lainnya seperti kulit buah
dan pulp belum banyak dimanfaatkan. Diperkirakan 68,5% dari berat buah segar
terbuang manjadi limbah. Buah kakao terdiri dari 73,8% kulit buah, 2% masenta, dan
24,2% biji. (Wikipedia, 2010)
Produksi biji kakao Sumatera Utara pada tahun 2009 adalah 68.828 ton, yang
berarti menghasilkan limbah kulit buah sebanyak 193.874 ton, jumlah yang tidak
sedikit untuk dibuang sebagai limbah perkebunan. (BPS Sumut, 2010)
Kulit buah kakao mengandung 6 – 30 % pektin yang jumlahnya tergantung dari
tingkat kematangan buah kakao tersebut, dimana untuk buah kakao yang masih
mentah kandungan pektin pada kulitnya berkisar 25 – 30 %, sedangkan untuk buah
kakao yang sudah matang kandungan pektin pada kulitnya berkisar diantara 6 – 12 %.
Selain itu, tingkat kesegaran kulit buah kakao juga sangat mempengaruhi kadar pektin
yang terkandung di dalam kulit buah kakao, dimana apabila kulit kakao tersebut sudah
lama dipetik dari pohonnya dan sudah rusak (mengalami pembusukan), maka
kandungan pektin di dalam kulit buahnya akan semakin menurun. (Sukha, 2007)
Pektin adalah senyawa polisakarida yang larut dalam air dan merupakan asamasam pektinat yang mengandung gugus-gugus metoksil. Fungsi utamanya sebagai
bahan pengental dan pembentuk gel. Selain dalam industri makanan pektin juga dapat
digunakan dalam industri kosmetik dan farmasi. Pada industri kosmetika, pektin
digunakan sebagai bahan aditif dalam pembuatan krim, sabun, minyak rambut dan
pasta. (Amelia, 2000)

Universitas Sumatera Utara

Hingga tahun 2010, seluruh pektin yang digunakan di industri-industri
Indonesia adalah barang impor. Jumlah impor pektin yang besar, yaitu > 100 ton per
tahun dan harganya yang sangat mahal, membuat biaya impor pektin berdampak
terhadap pengurangan devisa negara yang besar pula. Dengan memanfaatkan kulit
buah kakao menjadi sumber pektin diharapakan limbah kulit buah kakao di Sumatera
Utara dapat dimanfaatkan dan bisa mencukupi kebutuhan pektin dalam negeri serta
menjadikan Indonesia sebagai salah satu negara pengekspor pektin. (BPS Sumut,
2010)

1.2

Rumusan Masalah
Perumusan Masalah dalam “Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Pektin dari

Kulit Buah Kakao” adalah bagaimana membuat suatu pra rancangan pabrik pembuatan
pektin dari kulit buah kakao dengan menerapkan disiplin ilmu teknik kimia dan
bagaimana kelayakan pra rancangan pabrik ini untuk dilanjutkan ke tahap perancangan
yang lebih terperinci berdasarkan hasil analisa ekonominya.

1.3

Tujuan dan Manfaat
Tujuan dari penulisan “Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Pektin dari Kulit

Buah Kakao” adalah untuk menerapkan disiplin ilmu teknik kimia dalam penentuan
kelayakan pra rancangan pabrik pembuatan pektin dari kulit buah kakao sebagai bekal
kompetensi seorang sarjana teknik kimia.
Adapun manfaat dari penulisan “Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Pektin dari
Kulit Buah Kakao” adalah untuk mengetahui apakah pra rancangan pabrik pembuatan
pektin dari kulit buah kakao layak untuk dilanjutkan ke tahap perancangan yang lebih
terperinci lagi, sehingga pabrik pektin dari kulit kakao layak untuk didirikan di
kemudian hari.

Universitas Sumatera Utara

1.4

Kapasitas Produksi
Penentuan kapasitas pabrik ini didasarkan pada perkembangan produksi buah

kakao perkebunan rakyat di Sumatera Utara, kebutuhan pektin dalam negeri dan
kebutuhan pektin di kawasan asia setiap tahunnya.
Tabel 1.1 Perkembangan Produksi Kakao Perkebunan Rakyat Sumut
Tahun

Produksi Biji Kakao (ton)

Limbah Kulit Kakao (ton)

2005
50.994
143.639,1
2006
51.990
146.445,1
2007
52.858
148.890,1
2008
53.780
151.487,2
2009
68.828
193.874,3
( Sumber : Biro Pusat Statistik Sumatera Utara, 2010 )

Tabel 1.2 menunjukkan data kebutuhan pektin di Indonesia dam total
kebutuhan pektin di kawasan asia (termasuk Indonesia) dari tahun 2000 sampai
dengan tahun 2009.

Tabel 1.2 Kebutuhan Pektin di Indonesia
Tahun
Impor Pektin Nasional (kg)
Konsumsi Pektin Asia (kg)
2000
245.610
14653.772
2001
302.600
14.899.436
2002
474.800
15.377.358
2003
379.050
16.456.821
2004
319.140
16.689.134
2005
239.900
17.322.597
2006
189.470
17.876.777
2007
136.334
18.505.980
2008
670.410
19.117.748
183.050
2009
19.802.930
( Sumber : Biro Pusat Statistik Sumatera Utara dan AUIC, 2010 )

Dari data kebutuhan impor pektin Indonesia pada tabel 1.2 dapat dibuat
hubungan regresi linier antara tahun dengan jumlah impor pektin dengan rumus,
y = -1,992x + 4303, dimana untuk tahun 2015 mendatang impor pektin Indonesia
diperkirakan berjumlah 289,12 ton per tahun. Dari data konsumsi pektin Asia pada
tabel 1.2 dapat dibuat hubungan regresi linier antara tahun dengan jumlah impor

Universitas Sumatera Utara

pektin dengan rumus, y = 632,61x – 10-6, dimana untuk tahun 2015 mendatang,
konsumsi pektin di benua Asia diperkirakan berjumlah 24.315 ton per tahunnya.
Untuk memenuhi seluruh kebutuhan pektin nasional dan memenuhi sekitar 20
% kebutuhan pektin di benua Asia, maka kapasitas produksi pabrik yang direncanakan
akan dibangung pada tahun 2015 ke depan adalah 5.000 ton pektin/ tahun. Dengan
nilai yield proses produksi pektin dari kulit kakao sebesar 9,9505 %, maka untuk
menghasilkan produk pektin sebanyak 5.000 ton/ tahun, akan dibutuhkan kulit buah
kakao sebanyak 50.249 ton/ tahun. Ketersediaan kulit kakao yang masih lebih besar
jumlahnya daripada kebutuhan kulit kakao pada industri ini menggambarkan bahwa
proses industri pabrik pektin dari kulit buah kakao mempunyai kemungkinan yang
sangat kecil untuk mengalami krisis bahan baku.

Universitas Sumatera Utara

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Tanaman Kakao
Tanaman kakao merupakan salah satu anggota genus theobroma. Secara garis

besarnya, sistematika kakao adalah :
Divisio

: Spermatophyta

Kelas

: Docutyledone

Ordo

: Malvaies

Familia

: Sterculiceae

Genus

: Theobroma

Spesies

: Theobroma cacao

Tanaman kakao tumbuh subur di hutan – hutan dataran rendah dan hidup
dibawah naungan pohon – pohon yang tinggi. Pertumbuhan tanaman kakao banyak
dipengaruhi oleh kesuburan tanah, kelembaban, suhu, dan curah hujan. Adanya angin,
musim kering, dan perubahan-perubahan iklim berpengaruh terhadap berbuahnya
tanaman kakao. (Wikipedia, 2010)

2.2

Kulit Buah Kakao
Kulit buah kakao adalah bagian dari buah kakao yang pemanfaatannya masih

terbatas. Umumnya kulit buah kakao dapat dibenamkan kembali kedalam tanah
sebagai penambah unsur hara atau pupuk. Selain itu kulit buah kakao juga sering
dijadikan pakan ternak karena kandungan protein dan karbohidratnya cukup tinggi.
Pada perkebunan rakyat umumnya kulit buah kakao yang dihasilkan dari panen
biji kakao dari buah yang telah matang hanya dibiarkan membusuk di sekitar area
perkebunan kakao tersebut. Padahal pembusukan kulit buah kakao dapat menghasilkan
hama-hama yang dapat mengganggu kelangsungan hidup dari tanaman kakao itu
sendiri.
Kulit buah kakao mengandung air dan senyawa-senyawa lain. Komposisi kimia
kulit buah kakao tergantung pada jenis dan tingkat kematangan buah kakao itu sendiri.
Penelitian telah dilakukan untuk mengetahui komposisi kulit buah kakao jenis

Universitas Sumatera Utara

Forastero, yang merupakan jenis mayoritas tanaman kakao di Indonesia, seperti yang
terlihat pada tabel berikut ini. (Riyadi, 2003)

Tabel 2.1 Komposisi Kulit Kakao (pada basis kering)
Parameter
Pektin
Air
Zat Padat Lainnya
(Sumber : Riyadi, 2003)

Kandungan (%)
12,67
5
82,33

Kulit buah kakao mengandung cukup banyak pektin jika dibandingkan dengan
sumber-sumber pektin lainnya. Tabel 1.2 berikut ini adalah perbandingan banyak
pektin yang terkandung pada beberapa sumber pektin.

Tabel 2.2 Perbandingan Kandungan Pektin pada Beberapa Bahan
Bahan

Kandungan Pektin (%)

Anggur

0,70 – 0,80

Apel

0,14 – 0,96

Aprikot

0,42 – 1,32

Jeruk

0,25 – 0,76

Kulit Jeruk

10 – 30

Kulit Kakao

6 – 30

Pisang

0,58 – 0,89

Wortel

0,72 – 1,01

(Sumber : Baker, 1997)

Kandungan pektin di dalam kulit buah kakao yang cukup tinggi tersebut sangat
memungkinkan untuk meningkatkan nilai ekonomis komoditas buah kakao secara
keseluruhan, yang mana selama ini nilai ekonomis buah kakao hanya bergantung
kepada harga jual biji kakao saja. Di sisi lain, kualitas biji kakao asal Indonesia di
pasar dunia masih belum memiliki peringkat yang bagus, karena biji kakao yang ada
Indonesia berasal dari pohon kakao berjenis Forastero yang merupakan pohon kakao
dengan kualitas biji yang rendah (kualitas curah). (Riyadi, 2003)

Universitas Sumatera Utara

Harga pektin yang cukup tinggi dan banyaknya penelitian yang telah dilakukan
tentang pektin dari kulit buah kakao ini sangat memungkinkan untuk dijadikan sebagai
latar belakang pembangunan pabrik pektin dari kulit buah kakao. (Agustina, 2010)

2.3

Pektin
Pektin merupakan segolongan polimer heterosakarida yang diperoleh dari

dinding sel tumbuhan darat. Pektin berwujud bubuk berwarna putih hingga coklat
terang. Pektin banyak dimanfaatkan pada industri pangan sebagai bahan perekat dan
stabilizer (dengan tujuan agar tidak terbentuk endapan pada suatu larutan).
Pektin pada sel tumbuhan merupakan penyusun lamela tengah, yaitu lapisan
penyusun awal dinding sel. Pada sel-sel tertentu seperti buah atau kulit buah,
cenderung mempunyai kandungan pektin yang sangat banyak. Pektinlah senyawa yang
mengakibatkan suasana ‘lengket’ apabila seseorang mengupas buah atau kulit buah.
Penyusun utama pektin biasanya gugus polimer asam D – galakturonat, yang
terikat dengan α – 1,4 – glikosidik. Asam galakturonat memiliki gugus karboksil yang
dapat saling berikatan dengan ion Mg2+ atau Ca2+ sehingga berkas-berkas polimer
‘berlekatan’ satu sama lain. Inilah yang menyebabkan rasa lengket pada kulit. Tanpa
kehadiran kedua ion ini, pektin laru dalam air. Garam-garam Mg – pektin atau Ca –
pektin dapat membentuk gel, karena ikatan tersebut berstruktur amorphous (tak
berbentuk pasti) yang dapat mengembang jika molekul air ‘terjerat’ di antara ruangruang ikatan tersebut.
Asam anhidrogalakturonat adalah turunan dari galaktosa yang pada atom C-6
telah terasamkan seperti pada gambar :
O
C

OH

OH

H

H

H

OH

H

H

OH

OH

Gambar 2.1 Struktur atom α – D – Galakturonat

Universitas Sumatera Utara

2.4

Manfaat pektin
Penggunaan pektin cukup luas baik dalam bidang industri pangan maupun non-

pangan. Umumnya pektin digunakan sebagai bahan pembentuk jeli, selai, pengental
dan dimanfaatkan dalam bidang farmasi sebagai obat diare. (National Research
Development Corporation, 2004)
Dalam industri karet, pektin bisa digunakan sebagai bahan pengental lateks.
Pektin juga dapat memperbaiki warna, konsistensi, kekentalan dan stabilitas produk
karet yang dihasilkan. (Towle & Christensen, 1973)
Pektin berkadar metoksil tinggi digunakan untuk pembuatan selai dan jeli dari
buah-buahan, serta digunakan dalam pembuatan saus salad, puding, gel buah-buahan
dalam es krim, selai dan jeli. Pektin bermetoksil rendah efektif digunakan dalam
pembentukan gel saus buah-buahan karena stabilitasnya yang tinggi pada proses
pembekuan, thawing, dan pemanasan, serta digunakan sebagai penyalut dalam banyak
produk pangan. (Glicksman, 1969)
Di bidang farmasi pektin dikenal sebagai bahan yang bersifat potensiator dan
memperpanjang pengaruh antibiotik, hormon-hormon dan obat-obatan sulfat dan
analgesik-analgesik. Pektin juga digunakan sebagai emulsifier bagi preparat cair dan
sirup, obat diare pada anak-anak, obat penawar racun logam, bahan penurun daya
racun dan meningkatkan daya larut obat sulfa, memperpanjang kerja hormon dan
antibiotika, bahan pelapis perban (pembalut luka) guna menyerap kotoran dan jaringan
yang rusak serta bahan kosmetik, oral atau injeksi untuk mencegah pendarahan.
(Yohenta, 2008)

2.5 Proses Pembuatan Pektin
Bahan baku pembuatan pektin adalah buah atau kulit buah seperti apel, jeruk,
tebu, pepaya, jambu, kakao dan lain-lain. Dari bahan-bahan tersebut, pektin
diekstraksi dengan menggunakan pelarut asam pada range pH 1,5 – 3,5. Selama
beberapa jam ekstraksi, protopektin kehilangan beberapa ikatan pada cabangcabangnya, berubah menjadi ikatan yang lebih pendek dan kemudian terlarut. Setelah
pektin terlarut, larutan pektin dipisahkan dari cake bahan bakunya untuk kemudian
dipekatkan menjadi separuh dari volume larutan awalnya.

Universitas Sumatera Utara

Larutan pektin yang telah pekat kemudian ditambahkan dengan alkohol atau
isopropil alkohol untuk menggumpalkan/mengendapkan pektin yang ada pada larutan.
Selain dengan penambahan alkohol yang merupakan cara pengendapan pektin yang
terbaru, ada beberapa teknik pengendapan pektin yang lain yang juga pernah dipakai
dalam industri pembuatan pektin. Diantaranya adalah dengan penambahan garam
aluminium yang tidak lagi digunakan pada industri karena biaya produksi yang lebih
tinggi dan jumlah impurities yang cukup tinggi.
Pektin

yang telah diendapkan kemudian dipisahkan dari alkoholnya dan

kemudian dikeringkan. Apabila produk yang diinginkan adalah pektin dengan jenis
esterifikasi rendah, selanjutnya pektin diperlakukan dengan menggunakan pelarut
asam kembali. Dan apabila produk yang diinginkan adalah pektin ter-amidasi,
perlakuan dengan pelarut asam yang sebelumnya telah dilakukan dilanjutkan dengan
perlakuan yang melibatkan amonium hidroksida. Setelah pengeringan dan pengecilan
ukuran, pektin juga biasa di standarisasi dengan menggunakan gula, garam kalsium
atau asam organik untuk menghasilkan kualitas optimal pektin untuk beberapa aplikasi
khusus. (Wikipedia, 2010)
Parameter-parameter yang digunakan untuk menentukan kualitas pektin antara
lain seperti kadar air, kadar impurities, kadar asam galakturonat dan kadar esterifikasi
pektin. Total produksi pektin di seluruh dunia setiap tahunnya diperkirakan sebanyak
80.000 ton dengan nilai ekonomi lebih dari 300 juta dollar Amerika Serikat. Dimana
konsumsi negara-negara Eropa Barat sebanyak 36 %, Amerika Serikat 32 %, Asia 25
% dan sisanya negara-negara lain. (Association Ukrainian Innovation Companies,
2010)

2.6

Deskripsi Proses
Proses pembuatan pektin dari kulit kakao ini dilakukan dengan cara

mengekstraksi pektin dari kulit kakao dengan menggunakan pelarut asam. Dimana
pelarut asam yang dipilih adalah asam klorida (HCl) dengan alasan pada beberapa
penelitian tentang ekstraksi pektin dari kulit kakao, pelarut asam klorida ini
merupakan pelarut yang paling tinggi yield-nya, paling rendah konsentrasi pelarut
optimumnya dan kualitas pektin yang dihasilkannya lebih baik daripada ekstraksi
pektin dari kulit buah kakao dengan pelarut lainnya. Selain itu, asam klorida juga

Universitas Sumatera Utara

merupakan pelarut yang mudah dicari dan persediaannya masih sangat tercukupi di
pasar industri. (Riyadi, 2003)
Pektin yang telah terekstraksi akan diendapkan dengan larutan isopropil
alkohol. Isopropil alkohol dipilih karena beberapa penelitian menyatakan bahwa
larutan pengendap pektin yang paling efektif dan efisien adalah isopropil alkohol.
Walaupun harganya lebih mahal dan persediaannya tidak berlimpah di pasar industri
nasional, namun hal tersebut tidak menjadi masalah jika dibandingkan dengan
kemampuan larutan ini mengendapkan pektin yang telah terekstraksi. Untuk
mengendapkan pektin, larutan isopropil alkohol juga tidak memerlukan bantuan
senyawa lain sehingga pektin yang terendapkan merupakan endapan pektin murni
yang harganya jauh lebih tinggi jika dibandingkan dengan pektin yang terikat sebagai
garam, misalnya Pektin-Al dan Pektin-Ca. (International Pectin Producers
Association, 2010)
Adapun tahapan proses pembuatan pektin dari kulit kakao yang sedikit lebih
rinci akan dijelaskan pada poin-poin sub-bab berikut ini.

2.6.1

Proses Persiapan Bahan Baku (Kulit Kakao)
Kulit kakao kering diangkat dari gudang (G-111) dengan menggunakan belt

conveyor (BC-112) menuju ke crusher (SR-110). Di dalam crusher kulit kakao
dihancurkan dan dihaluskan hingga ukuran 205 µm. Kulit kakao yang sudah halus
diangkut menuju ekstraktor (EX-210) dengan menggunakan screw conveyor (SC-113).

2.6.2

Proses Ekstraksi
Kulit kakao halus kemudian diekstraksi secara kontiniu selama 60 menit pada

suhu 70 °C dan tekanan 1 atm dengan menggunakan pelarut HCl 0,73% yang di
pompa dari tangki pencampuran HCl (M-213) dengan perbandingan massa kulit kakao
halus dengan massa larutan HCl sebesar 1 : 5. Pada tahap ekstraksi ini, terjadi
pelepasan molekul pektin dari kulit kakao yang telah halus dan kemudian terlarut di
dalam larutan dengan nilai konversi 80 % (Rachmawan dkk, 2005). Seperti yang
terlihat pada reaksi berikut ini :
Kulit Kakao Halus-Pektin(s) + HCl(aq) + H2O(l)
Pektin(aq) + Cake Kulit Kakao-Pektin(s) + HCl(aq) + H2O(l)

Universitas Sumatera Utara

2.6.3

Proses Filtrasi
Hasil ekstraksi yang berupa ekstrak dan refinat dimasukkan ke dalam rotary

drum vacuum filter (RDVF-220) untuk memisahkan filtrat dengan cake kulit kakao.
Setelah dipisahkan, cake kulit kakao (yang terdiri dari serat kasar, theobromine,
antosianin, protein dan mineral) dimasukkan ke dalam bak penampungan (BP-222)
untuk dijual sebagai bahan baku pembuatan pakan ternak, sedangkan filtratnya
dipompakan ke dalam vaporizer (V-310).

2.6.4

Proses Vaporasi
Di dalam vaporizer, filtrat dipanaskan sampai suhu 110°C untuk menguapkan

HCl dan sebagian airnya. Hal tersebut dilakukan untuk memekatkan larutan pektin
hingga volume larutan pektin akhirnya akan sebanyak ½ dari volume larutan pektin
semula. Larutan pektin yang telah pekat dan merupakan produk bawah dari vaporizer
kemudian dipompakan menuju sebuah cooler (E-316) untuk menurunkan suhunya dan
akan diproses lebih lanjut pada tahapan berikutnya.
Produk atas vaporizer yang berupa uap dari campuran HCl dan air dilewatkan
melalui sebuah kondensor (E-312) untuk menurunkan suhu dan merubah fasanya
menjadi cair kembali dan kemudian disimpan di tangki penampungan (TT-314) untuk
kemudian digunakan kembali sebagai pelarut pada proses ekstraksi.

2.6.5

Proses Pengendapan
Larutan pektin pekat yang telah didinginkan kemudian dipompakan ke sebuah

mixer (M-320). Agar pektin yang terdapat dalam larutan pektin dapat membentuk
endapan, maka ke dalam mixer (M-320) ditambahkan isopropil alkohol dari tangki
penyimpanan isopropil alkohol (TT-354) dengan perbandingan massa antara pektin
dan isopropil alkohol adalah 1 : 2. Endapan pektin yang dihasilkan kemudian difiltrasi
dengan menggunakan rotary drum vacuum filter (RDVF-330) untuk memisahkan
pektin dengan isopropil alkohol.
Pektin(aq) + Isopropil Alkohol(s) + Air(l)
Pektin(s) + Pektin(aq) + Isopropil Alkohol(s) + Air(l)

Universitas Sumatera Utara

2.6.6

Proses Pengeringan
Pektin yang dihasilkan masih mengandung banyak air, sehingga selanjutnya

dikeringkan di dalam rotary dryer (RD-340) sampai kandungan airnya 2% dengan
menggunakan steam sebagai media pengeringan. Pektin yang sudah kering kemudian
diangkut menggunakan screw conveyor (SC–343) ke dalam tangki penampungan
produk (TT-344).

2.6.7

Proses Destilasi Campuran Isopropil Alkohol
Filtrat yang meninggalkan unit filtrasi ke – dua (RDVF-330) merupakan

campuran dari isopropil alkohol dengan larutan pektin yang tidak terendapkan. Untuk
mendapatkan cairan Isopropil Alkohol kembali, dilakukan proses destilasi sederhana
pada campuran tersebut dengan kondisi operasi 85oC (titik didih isopropil alkohol), 1
atm, yang dilakukan di dalam tangki destilasi (TD-350). Produk atas dari tangki
destilasi yang merupakan uap dari isopropil alkohol, diturunkan suhunya dan diubah
fasanya menjadi cair dengan melewatkannya pada sebuah kondensor (E-352) dan
kemudian memompakannya kembali menuju tangki penyimpanan isopropil alkohol
(TT-354) untuk digunakan kembali dalam proses penggumpalan pektin selanjutnya.

Universitas Sumatera Utara

2.7

Blok Diagram Proses Produksi Pektin dari Kulit Kakao
Kulit Kakao Kering

Crusher
HCl 0,73 %

Extractor
Rotary Drum Vacuum Filter

Filtrat Pektin

Cake Kulit Kakao

Vaporizer

Dijual

Uap HCl

Filtrat Pekat Pektin

Condenser

Cooler

Digunakan Kembali

Mixer

Isopropil Alkohol abs.

Pengendapan Pektin
Rotary Drum Vacuum Filter

Endapan Pektin Basah

Isopropil Alkohol, Air dan Pektin yang
tidak terendapkan

A

B

Universitas Sumatera Utara

C

A

B

Rotary Dryer

Tangki Destilasi

Pektin Kering

Uap Isopropil Alkohol

Pektin Encer

Tangki Penampung Produk

Condenser

Dijual

Dijual

Digunakan Kembali

Gambar 2.2

2.8

Blok Diagram Proses Produksi Pektin dari Kulit Kakao

Karakteristik bahan
a. Kulit Buah Kakao
Bentuk

: Padatan berwarna coklat kekuningkuningan.

Densitas

: 1.467 kg/m3

Titik Didih

: 159 oC

Kapasitas panas

: 0,539 kkal/kg.oC (pada 25 oC)

(Riyadi, 1998)

b. Air [ H2O ]
Berat molekul

: 18 kg/kmol

Densitas

: 997,0479 kg/m³

Titik didih

: 100 °C

Spesifik gravity

:1

Kapasitas panas

: 75,28 J/mol.K (pada 25 oC)

Viskositas

: 0,8937 mPa.s (pada 25 oC)

(Wikipedia, 2010)

Universitas Sumatera Utara

C

c. Isopropil Alkohol [ (CH3)2CHOH ]
Berat molekul

: 60,1 kg/kmol

Densitas

: 778,45 kg/m³

Titik didih

: 82,3 °C

Spesifik gravity

: 0,785 (pada 20 oC)

Kapasitas panas

: 154 J/mol.K (pada 20 – 25 oC)

Viskositas

: 2,3703 mPa.s (pada 20 oC)

(Zentoves, 1999)

d. Asam Klorida [ HCl ]
Berat molekul

: 36,5 kg/kmol

Densitas

: 1.180 kg/m³

Titik didih

: 110 °C

Spesifik gravity

: 1,2

Kapasitas panas

: 0,191 kkal/kg.oC (pada 25 oC)

Viskositas

: 1,9 mPa.s (pada 25 oC)

(Zentoves, 1999)

2.9

Karakteristik Produk (Pektin dari Kulit Kakao)
Bentuk

: Bubuk berwarna putih kecoklatan

Golongan

: High Methoxyl Pectin (kadar metoksil tinggi)

Derajat Jel (USA SAG)

: 150 ± 5

Derajat esterifikasi

: 67 %

Kadar air

:2%

Kadar galakturonat

: 70 %

Kadar abu

: 2,1 %

Densitas

: 1.526 kg/m3

Spesifik gravity

: 0,65

Kapasitas Panas

: 0,431 kkal/kg.oC (pada 25 oC)

(Riyadi, 2003)

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

BAB III
NERACA MASSA
Kapasitas produksi

: 5.000 ton/tahun

Waktu produksi

: 330 hari/tahun

Rate produksi

:

3.1

5.000 ton
1 tahun

×

1 tahun
330 hari

×

1 hari
24 jam

1.000 kg

×

= 631,31 kg/jam

1 ton

Neraca Massa Total Tangki Ekstraktor (EX-210)
Tabel 3.1 Neraca Massa Total Tangki Ekstraktor (EX-210)
Komponen
Pektin*
Pektin terekstraksi
Air
Cake kulit kakao
HCl
Jumlah

3.2

Masuk (kg/jam)
Alur 4

Alur 5

Keluar (kg/jam)
Alur 6

Alur 7

803,86

0,00

0,00

160,77

0,00

0,00

0,00

643,08

317,23

394,31

31.096,91

31.808,45

5.223,48

0,00

0,00

5.223,48

0,00

231,58

0,00

231,58

6.344,56

625,88

31.096,91

38.067,35

Neraca Massa Total Rotary Drum Vacuum Filter 1 (RDVF-220)
Tabel 3.2 Neraca Massa Total Rotary Drum Vacuum Filter 1 (RDVF-220)
Komponen

Masuk (Kg/Jam)
Alur 7

Keluar (Kg/Jam)
Alur 8

Alur 9

Pektin*

160,77

160,77

0,00

Pektin terekstraksi

643,08

11,77

631,31

31.808,45

582,24

31.226,21

5.223,48

5.223,48

0,00

231,58

4,24

227,34

38.067,35

5.982,50

32.084,86

Air
Cake kulit kakao
HCl
Jumlah

Universitas Sumatera Utara

3.3

Neraca Massa Total Vaporizer (V-310)
Tabel 3.3 Neraca Massa Total Vaporizer (V-310)
Komponen
Pektin terekstraksi
Air
HCl
Jumlah

3.4

Masuk (kg/jam)
Alur 9

Keluar (kg/jam)
Alur 10

Alur 12

631,31

0,00

631,31

31.226,21

15.499,43

15.726,77

227,34

227,34

0,00

32.084,86

15.726,77

16.358,09

Neraca Massa Total Mixer (M-320)
Tabel 3.4 Neraca Massa Total Mixer (M-320)
Komponen

Masuk (kg/jam)
Alur 13

Pektin**
Endapan Pektin
Air

3.5

Alur 14

Alur 15

0,00

0,00

12,63

631,31

0,00

618,68

15.726,77

0,00

15.726,77

0,00

1.262,63

1.262,63

16.358,09

1.262,63

17.620,71

Isopropil Alkohol
Jumlah

Keluar (kg/jam)

Neraca Massa Total Rotary Drum Vacuum Filter 2 (RDVF-330)
Tabel 3.5 Neraca Massa Total Rotary Drum Vacuum Filter 2 (RDVF-330)
Komponen
Pektin**
Endapan Pektin
Air
Isopropil Alkohol
Jumlah

Masuk (kg/jam)
Alur 15

Keluar(kg/jam)
Alur 16

Alur 17

12,63

0,00

12,63

618,68

618,68

0,00

15.726,77

63,59

15.663,19

1.262,63

5,11

1.257,52

17.620,71

687,38

16.933,33

Universitas Sumatera Utara

3.6

Neraca Massa Total Tangki Destilasi (TD-350)
Tabel 3.6 Neraca Massa Total Tangki Destilasi (RD-350)
Masuk (kg/jam)

Komponen

Alur 17

Pektin**
Air
Isopropil Alkohol
Jumlah

3.7

Keluar (kg/jam)
Alur 18

Alur 19

12,63

12,63

0,00

15.663,19

15.349,92

313,26

1.257,52

25,15

1.232,37

16.933,33

15.387,70

1.545,63

Neraca Massa Total Rotary Dryer (RD-340)
Tabel 3.7 Neraca Massa Total Rotary Dryer (RD-340)
Masuk (kg/jam)

Komponen

Keluar (kg/jam)

Alur 21

Endapan Pektin
Air
Isopropil Alkohol
Jumlah

Total produk pektin

Alur 22

Alur 24

618,68

0,00

618,68

63,59

50,96

12,63

5,11

5,11

0,00

687,38

56,07

631,31

= 631,31 kg/jam
1 ton

= 631,31 kg/jam × 1.000 kg ×

330 hari
1 tahun

×

24 jam
1 hari

= 5.000 ton/tahun

Keterangan

:

Pektin*

= Pektin yang tidak terekstraksi (masih berada di dalam cake
kulit kakao).

Pektin**

= Pektin yang tidak terendapkan (masih berfasa cair).

Universitas Sumatera Utara

BAB IV
NERACA PANAS

Hasil perhitungan neraca energi pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Pektin
dari Kulit Kakao dengan,
Basis perhitungan

: 1 jam operasi,

Satuan panas

: kilokalori (kkal),

Suhu referensi

: 25 oC,

adalah sebagai berikut.

4.1

Neraca Panas Tangki Ekstraktor (EX-210)
Tabel 4.1 Neraca Panas Total Tangki Ekstraktor (EX-210)
Komponen
Pektin
Air
Cake Kulit Kakao
HCl
Jumlah
Panas Steam
Panas Kondensat
Total

Masuk (Kkal/Jam)

Keluar (Kkal/Jam)

Alur 4

Alur 5

Alur 6

Alur 7

1.732,31
1.586,14
14.077,27
0,00
17.395,72

0,00
1.971,53
0,00
221,16
2.192,68

0,00
155.484,57
0,00
0,00
155.484,57
175.072,96

15.590,78
1.431.380,10
126.695,40
1.990,40
1.575.656,68

1.649.358,96

-

-

248.775,24

1.824.431,92

1.824.431,92

Universitas Sumatera Utara

4.2

Neraca Panas Vaporizer (V-310)
Tabel 4.2 Neraca Panas Total Vaporizer (V-310)
Komponen

Masuk (Kkal/Jam)

Pektin
Air
HCl
Jumlah
Panas Steam

Alur 9

4.3

Alur 10

Alur 12

12.244,32

0,00

23.128,16

1.405.179,33

1.317.451,97

1.336.775,66

1.953,97

3.690,82

0,00

1.321.142,80

1.359.903,82

1.419.377,62

2.681.046,61

14.780.736,19

-

-

13.519.067,20

16.200.113,81

16.200.113,81

Panas Kondensat
Total

Keluar (Kkal/Jam)

Neraca Panas Kondensor (E-312)
Tabel 4.3 Neraca Panas Total Kondensor (E-312)
Komponen
Air
HCl
Jumlah
Panas Air Pendingin
Panas Air Pendingin Bekas
Total

Masuk (Kkal/Jam)

Keluar (Kkal/Jam)

Alur 10

Alur 11

1.317.451,97

77.497,17

3.690,82

217,11

1.321.142,80

77.714,28

1.582.950,46

-

-

2.826.378,96

2.904.093,25

2.904.093,25

Universitas Sumatera Utara

4.4

Neraca Panas Cooler (E-316)
Tabel 4.4 Neraca Panas Total Cooler (E-316)
Komponen

Masuk (Kkal/Jam)

Keluar (Kkal/Jam)

Alur 12

Alur 13

Air

1.336.775,66

78.633,86

23.128,16

1.360,48

1.359.903,82

79.994,34

853.272,98

-

-

2.133.182,46

2.213.176,80

2.213.176,80

Pektin
Jumlah
Panas Air Pendingin
Panas Air Pendingin Bekas
Total

4.5

Neraca Panas Tangki Destilasi (TD-350)
Tabel 4.5 Neraca Panas Total Tangki Destilasi (TD-350)
Komponen
Pektin
Air
Isopropil Alkohol
Jumlah
Panas Steam
Panas Kondensat
Total

Masuk (Kkal/Jam)
Alur 17

Keluar (Kkal/Jam)
Alur 18

Alur 19

27,21

326,52

0,00

78.315,93

920.995,31

18.795,82

3.848,01

923,52

45.252,65

922.245,35

64.048,48

82.191,15

986.293,83

2.349.549,50

-

-

1.445.446,83

2.431.740,66

2.431.740,66

Universitas Sumatera Utara

4.6

Neraca Panas Kondensor (E-352)
Tabel 4.6 Neraca Panas Total Kondensor
Komponen

Masuk (Kkal/Jam)

Keluar (Kkal/Jam)

Alur 19

Alur 20

Air

18.795,82

1.566,32

Isopropil Alkohol

45.252,65

3.771,05

64.048,48

5.337,37

74.723,22

-

-

133.434,33

138.771,70

138.771,70

Jumlah
Panas Air Pendingin
Panas Air Pendingin Bekas
Total

4.7

Neraca Panas Rotary Dryer (RD-340)
Tabel 4.7 Neraca Panas Total Rotary Dryer (RD-340)
Komponen
Pektin
Air
Isopropil Alkohol
Jumlah

Masuk (Kkal/Jam)
Alur 21

Keluar (Kkal/Jam)
Alur 22

Alur 24

1.333,27

0,00

15.467,17

317,93

1.783,62

315,66

15,62

109,35

0,00

1.892,97

15.782,83

1.666,83

17.675,80

Panas Udara Panas Masuk

5.826,32

-

Panas Udara Panas Keluar

-

47,94

17.983,45

17.983,45

Total

Universitas Sumatera Utara

4.8

Neraca Panas Kondensor (E-345)
Tabel 4.8 Neraca Panas Total Kondensor (E-345)
Komponen
Air
Isopropil Alkohol
Jumlah
Panas Air Pendingin
Panas Air Pendingin Bekas
Total

Masuk (Kkal/Jam)

Keluar (Kkal/Jam)

Alur 22

Alur 23

1.783,62

254,80

109,35

15,62

1.892,97

270,42

2.065,06

-

-

3.687,61

3.958,03

3.958,03

Dari perhitungan neraca panas pada Lampiran B, diperoleh data sebagai
berikut :
- Total kebutuhan steam

= 28.606,92 kg/jam

- Total kebutuhan air pendingin

= 89.735,95 kg/jam

- Total kebutuhan udara

= 161,78 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

BAB V
SPESIFIKASI ALAT

5.1

Gudang Bahan Baku (G-111)
Fungsi

: Sebagai tempat penyimpanan sementara bahan baku
(kulit kakao).

5.2

Bentuk

: Prisma segi empat beraturan

Bahan konstruksi

: Beton

Kebutuhan

: 2 minggu

Kondisi Operasi

: 30 oC; 1 atm

Volume gudang

: 988,6007m3

Volume kulit kakao

: 1.647,668 m3

Ukuran

:

Panjang (P)

= 19,88568 m

Lebar (L)

= 9,94284 m

Tinggi (T)

=5m

Belt Conveyor (BC – 112)
Fungsi

: Sebagai alat untuk memindahkan kulit kakao dari
gudang ke crusher.

Jenis

: Flat Belt on Continous Flow

Bahan konstruksi

: Carbon Steel

Kondisi Operasi

: 30 oC ; 1 atm

Jumlah alat

: 1 (satu) buah

Kapasitas alat

: 3.891,144 kg/jam

Kecepatan Belt

: 200 ft/menit

Tinggi Belt

: 14 inchi

Daya motor

: 2 hp

Universitas Sumatera Utara

5.3

Crusher (SR-110)
Fungsi

: Sebagai alat untuk memotong atau memperkecil
ukuran kulit kakao.

Jenis

: Rotary knife cutter

Jumlah alat

: 1 (satu) buah

Kondisi operasi

: 30 oC ; 1 atm

Laju alir bahan baku : 6485,24 kg/jam

5.4

Kapasitas alat

: 7782,288 kg/jam

Panjang pisau

: 21 cm

Bahan konstruksi

: Stainless steel

Kecepatan putaran

: 920 rpm

Power

:5 Hp

Jumlah cutter

: 5 buah

Screw Conveyor 1 (SC – 113)
Fungsi

: Sebagai alat pengangkut potongan kulit kakao dari
rotary cutter menuju tangki ekstraktor.

Jenis

: Rotary Vane Feeder

Bahan konstruksi

: Carbon Steel

Jumlah alat

: 1 (satu) buah

Kondisi operasi

: 30 oC ; 1 atm

Laju alir bahan baku : 381 kg/jam
Kapasitas alat

: 7782,288 kg/jam

Diameter pipa

: 2,5 inchi

Diameter shaft

: 2 inchi

Diameter pengumpan : 9 inchi
Panjang maksimum

: 75 ft

Pusat gantungan

: 10 ft

Kecepatan motor

: 55 rpm

Daya motor

: 3,75 hp

Universitas Sumatera Utara

5.5

5.6

Tangki HCl (TT – 211)
Fungsi

: Sebagai wadah penyimpanan larutan HCl.

Bentuk

: Silinder tegak dengan alas datar dan tutup ellipsoidal

Bahan konstruksi

: Stainless Steel A – 283 – 54 grade C

Jumlah alat

: 1 (satu) buah

Kondisi operasi

: 30 oC ; 1 atm

Basis perhitungan

: 30 hari masa penyimpanan larutan HCl

Densitas HCl

: 73,9147 lb/ft3

Volume HCl

: 389,0433 m3

Massa HCl

: 460627,3 kg

Volume tangki

: 466,852 m3

Tinggi silinder

=5:4

Tinggi head

=1:4

Volume tutup

: 0,131 D3

Pompa HCl (J – 212)
Fungsi

: Sebagai tempat untuk memompakan HCl dari tangki
penyimpanan HCl ke tangki ekstraksi .

Bentuk

: Pompa Sentrifugal

Bahan konstruksi

: Commercial Steel

Jumlah alat

: 1 (satu) buah

Kondisi operasi

: 30 oC ; 1,65 atm

Densitas HCl

: 73,9147 lbm/ft3

Viskositas HCl

: 2,1468 lbm/ft.jam

Jenis pipa

: Carbon steel, sch.40

Diameter nominal

: 0,04167 ft

Diameter dalam (ID) : 0,05183 ft
Diameter luar (OD)

: 0,070 ft

Luas penampang (Ai) : 0,00211 ft2
Daya pompa

: 0,02 hp

Universitas Sumatera Utara

5.7

Tangki Ekstraktor (EX – 210)
Fungsi

: Sebagai tempat ekstraksi kulit kakao

Bentuk

: Silinder tegak dengan tutup atas berbentuk ellipsoidal

Bahan konstruksi

: Stainlees steel

Jumlaha alat

: 1 (satu) buah

Kondisi operasi

: 70 oC ; 1 atm

Basis perhitungan

: 1 jam

Densitas (ρ)

: 67,19164 lb/ft3

Volume tangki

: 43,38328 m3

Tinggi silinder

=5:4

Tinggi head

=1:4

Volume tutup

: 0,131 D3

Tinggi total tangki

: 15,29969 ft

Jenis pengaduk

: flat 6 blade turbin impeller

Jumlah baffle

: 4 buah

Daya motor penggerak∶ 20,98902 hp
Tinggi jaket

:21,4381 ft

Temperatur steam (Ts): 248 oF

5.8

Densitas steam (ρ)

: 58,8928 lbm/ft3

Volume steam

: 3,9891 m3

Diameter luar jaket

: 3,579119 m

Tebal jaket

: 7,5 in

Pompa Ekstraktor (J – 221)
Fungsi

: Sebagai tempat memompakan bubur kulit kakao dari
tangki ekstraksi ke unit filtrasi I.

Bentuk

: Pompa Sentrifugal

Bahan konstruksi

: Commercial Steel

Jumlah

: 1 (satu) buah

Kondisi operasi

: 70 0C ; 1,5 atm

Densitas Campuran

: 67,19164 lbm/ft3

Viskositas Campuran : 0,0003 lbm/ft.jam

Universitas Sumatera Utara

Jenis pipa

: Carbon steel, sch.40

Diameter nominal

: 0,33333 ft

Diameter dalam (ID) : 0,3355 ft
Diameter luar (OD)

:0,375 ft

Luas penampang (Ai) : 0,0884 ft2

5.9

Daya aktual motor

: 0,79054 hp

Daya pompa

: 0,8 hp

Rotary Drum Vacuum Filter 1 (RDVF – 220)
Fungsi

: Sebagai alat untuk memisahkan filtrat pektin dengan
cake kulit kakao.

5.10

5.11

Jenis

: Pompa Sentrifugal

Bahan konstruksi

: Commercial Steel

Jumlah

: 1 (satu) buah

Kondisi operasi

: 70 0C ; 0,6 atm

Bak Penampung