Pra Rancangan Pabrik Pembuat Susu Kedelai Bubuk Dengan Kapasitas 5000 Ton/Tahun

PRA RANCANGAN PABRIK

PEMBUATAN SUSU KEDELAI BUBUK

KAPASITAS PRODUKSI 5000 TON/TAHUN

KARYA AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Program Diploma IV (D-IV)

Program Studi Teknologi Kimia Industri FT-USU

DISUSUN OLEH:

NIM : 035201032

RIZKI YUNITA SIAGIAN

TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI

PROGRAM D-IV TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN

SUSU KEDELAI BUBUK

DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 5000 TON/TAHUN

KARYA AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Wisuda Sarjana Teknologi Kimia Industri

Oleh :

NIM : 035201032

RIZKI YUNITA SIAGIAN

Diperiksa/Disetujui Oleh :

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Prof.Dr.Ir.Setiaty Pandia

NIP: 130 937 214 NIP: 132 206 947

Dr.Halimatuddahlianna ST, MSc

Dosen Penguji I Dosen Penguji II Dosen Penguji III

Prof.Dr.Ir.Setiaty Pandia Dr.Ir. Fatimah, MT

NIP: 130 937 214 NIP : 132 095 903 NIP: 132 163 646 Ir.Renita Manurung, MT

Koordinator Karya Akhir

NIP: 132 126 842 Dr.Eng.Ir.Irvan, MT

TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

INTISARI

Pabrik pembuatan Susu Kedelai Bubuk ini direncanakan berkapasitas produksi kedelai 5000 ton/tahun. Bahan baku yang digunakan untuk proses produksi per harinya adalah sebesar 613 kg/jam.

Lokasi pabrik direncanakan di Galang, Lubuk Pakam, Sumatera Utara yang dekat dengan penghasil bahan baku kacang kedelai di Sumatera Utara, dengan luas areal pabrik 10.000 m2

Tenaga kerja yang dibutuhkan dalam pengoperasian pabrik ini berjumlah 100 orang karyawan dengan bentuk badan usaha adalah Perseroan Terbatas (PT) dan struktur organisasi adalah sistem garis.

.

Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik ini adalah sebagai berikut: a. Total modal investasi : Rp 294.255.866.052,-

b. Biaya Produksi (per tahun) : Rp 377.410.628.716,- c. Hasil penjualan (per tahun) : Rp 470.832.000.000,- d. Laba bersih : Rp 65.412.459.899,- e. Profit Margin (PM) : 19,842 %

f. Break Even Point (BEP) : 35,648 % g. Return on Investment (ROI) : 22,2 % h. Pay Out Time (POT) : 4,49 tahun i. Return on Network (RON) : 37 % j. Internal Rate of Return (IRR) : 28,842 %

Berdasarkan data-data di atas maka dapat disimpulkan bahwa perancangan pabrik pembuatan susu kedelai bubuk ini layak untuk didirikan.

DAFTAR ISI

Kata Pengantar ... i

Intisari ... ii

Daftar Isi ... iii

Daftar Tabel ... vi

Daftar Gambar ... viii BAB I Pendahuluan ... I-1 1.1Latar Belakang ... I-1 1.2Perumusan Masalah ... I-2 1.3Tujuan Rancangan ... I-3 1.4Manfaat Rancangan ... I-3 BAB II Tinjauan Pustaka ... II-1 2.1 Komposisi Kimia Kacang Kedelai ... II-1 2.2 Komposisi Kimia Susu Kedelai ... II-2 2.3 Masalah yang Dihadapi dalam Penggunaan

Kedelai Sebagai bahan Pangan ... II-3 2.4 Susu Kedelai Bubuk ... II-4 2.5 Deskripsi Proses Pembuatan Susu Kedelai Bubuk ... II-5 2.6 Penentuan Kapasitas Kacang Kedelai ... II-7 BAB III Neraca Massa ... III-1 BAB IV Neraca Panas ... IV-1 BAB V Spesifikasi Alat ... V-1 5.1 Gudang Bahan Baku (G-1) ... V-1 5.2 Bucket Elevator (BE – 1) ... V-1 5.3 Tangki NaOH (TB – 1) ... V-2 5.4 Pompa NaOH (Po – 1) ... V-2 5.5 Tangki NaHCO3 (TB – 2) ... V-3

5.6 Pompa NaHCO3 (Po – 2) ... V-3

5.7 Tangki Santan (TB – 3) ... V-4 5.8 Pompa Santan (Po – 4) ... V-4 5.9 Tangki Pencuci I (TP – 1) ... V-5

5.10 Vibrating Screen (SF-1) ... V-5 5.11 Tangki Perendaman I (T – 1) ... V-5 5.12 Bucket Elevator (BE – 2) ... V-6 5.13 Tangki Pencuci II (TP – 2) ... V-6 5.14 Vibrating Screen II (SF – 2) ... V-7 5.15 Tangki Perendaman II (T – 2) ... V-7 5.16 Bucket Elevator (BE – 3) ... V-7 5.17 Tangki Pencuci III (TP – 3) ... V-8 5.18 Vibrating Screen III (SF-3) ... V-8 5.19 Tangki Perebusan (P ) ... V-9 5.20 Roller Mill (RM) ... V-9 5.21 Tangki Pencampuran (MT – 1) ... V-9 5.22 Pompa Tangki Pencampuran (Po – 3) ... V-10 5.23 Filter Press (FP) ... V-10 5.24 Bak Penampung (BC) ... V-11 5.25 Tangki Pencampuran (MT – 2) ... V-11 5.26 Pompa Tangki Pencampur-II (Po – 5) ... V-11 5.27 Tangki Pasteurisasi (PT) ... V-12 5.28 Pompa Tangki Pasteurisasi (Po – 6) ... V-12 5.29 Evaporator (EV) ... V-13 5.30 Cooler (C) ... V-13 5.31 Pompa Cooler (Po – 7) ... V-13 5.32 Spray Dryer (SD) ... V-14 5.33 Cyclon ... V-14 5.34 Rotary Cooler (RC) ... V-15 5.35 Tangki Produk (TK) ... V-15 BAB VI Instrumentasi Dan Keselamatan Kerja ... VI-1 6.1 Instrumentasi ... VI-1 6.2 Keselamatan Kerja ... VI-7 BAB VII Utilitas ... VII-1 7.1 Kebutuhan Air ... VII-1 7.2 Kebutuhan Listrik ... VII-11

7.3 Kebutuhan Bahan Kimia ... VII-12 7.4 Kebutuhan Bahan Bakar ... VII-13 7.5 Unit Pengolahan Limbah ... VII-13 VIII Lokasi dan Tata Letak Pabrik ... VIII-1 8.1 Lokasi Pabrik ... VIII-1 8.2 Tata Letak Pabrik ... VIII-3 8.3 Perincian Luas Tanah ... VIII-4 IX Organisasi dan Manajemen Perusahaan ... IX-1 9.1 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggungjawab ... IX-1 9.2 Tenaga Kerja dan Jam Kerja ... IX-5 9.3 Kesejahteraan Tenaga Kerja ... IX-7 BAB X Analisa Ekonomi ... X-1 10.1 Modal Investasi ... X-1 10.2 Biaya Produksi Total (BPT) / Total Cost (TC)... X-3 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 ... XI DAFTAR PUSTAKA ... DP LAMPIRAN A PERHITUNGAN NARACA MASSA ... LA-1 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS ... LB-1 LAMPIRAN C SPESIFIKASI ALAT ... LC-1 LAMPIRAN D SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS ... LD-1 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI ... LE-1

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Komposisi Beberapa Bahan

per 100 gr Kacang Kedelai II-1 ... II-1 Tabel 2 Standar Kandungan Susu Kedelai per 100 gr ... II-3 Tabel 3 Produksi Perkebunan Kacang Kedelai Sumatera Utara ... II-7 Tabel 3.1 Neraca Massa pada Tangki Pencuci (TP – 1) ... III-1 Tabel 3.2 Neraca Massa pada Vibrating Screen Filter (SF – 1) ... III-1 Tabel 3.3 Neraca Massa pada Tangki Perendam (T- 1) ... III-1 Tabel 3.4 Neraca Massa pada Tangki Pencuci (TP – 2) ... III-2 Tabel 3.5 Neraca Massa pada Vibrating Screen Filter (SF – 2) ... III-2 Tabel 3.6 Neraca Massa pada Tangki Perendam (T – 2)... III-2 Tabel 3.7 Neraca Massa pada Tangki Pencuci (TP – 3) ... III-3 Tabel 3.8 Neraca Massa pada Vibrating Screen Filter (SF – 3) ... III-3 Tabel 3.9 Neraca Massa pada Tangki Perebusan ( P ) ... III-3 Tabel 3.10 Neraca Massa pada Roller Mill ( RM ) ... III-4 Tabel 3.11 Neraca Massa pada Tangki Pencampuran (MT – 1) ... III-4 Tabel 3.12 Neraca Massa pada Filter Press ( FP ) ... III-4 Tabel 3.13 Neraca Massa pada Tangki Pencampuran (MT – 2) ... III-5 Tabel 3.14 Neraca Massa pada Tangki Pasteurisasi ( PT ) ... III-5 Tabel 3.15 Neraca Massa pada Evaporator ( EV ) ... III-5 Tabel 3.16 Neraca Massa pada Cooler ( C ) ... III-6 Tabel 3.17 Neraca Massa pada Spray Dryer ( SD ) ... III-6 Tabel 3.18 Neraca Massa pada Rotary Cooler ( RC ) ... III-6 Tabel 7.1 Kebutuhan Air Proses pada berbagai alat ... VII-2 Tabel 7.2 Kebutuhan Uap sebagai media

pemanas pada berbagai alat ... VII-3 Tabel 7.3 kebutuhan Air Pendingin pada Berbagai Alat ... VII-3 Tabel 7.4 Pemakaian Air untuk Berbagai Kebutuhan ... VII-4 Tabel.7.5 Kualitas Sumur Bor ... VII-5 Tabel 7.6 Kebutuhan Bahan Kimia ... VII-12 Tabel 7.7 Perincian Kebutuhan Listrik ... VII-12

Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah Pabrik Susu Kedelai Bubuk ... VIII-4 Tabel 9.1 Jumlah Tenaga Kerja Beserta Tingkat Pendidikannya ... IX-5 Tabel 9.2 Jadwal Kerja Shift ... IX-7

DAFTAR GAMBAR

Gambar 6.1 Tangki penyimpanan beserta instrumennya ... VI-4 Gambar 6.2 Tangki berpengaduk beserta instrumennya ... VI-4 Gambar 6.3 Tangki Perebusan beserta instrumennya ... VI-4 Gambar 6.4 Evaporator beserta instrumennya. ... VI-4 Gambar 6.5 Pompa beserta instrumennya ... VI-4 Gambar 6.6 Cooler beserta instrumennya ... VI-4 Gambar 6.7 Spray Dryer beserta instrumennya ... VI-4 Gambar 8.1 Tata Letak Pra Rancangan Pabrik

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT yang telah memberikan kemampuan dan kesabaran kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Susu Kedelai Bubuk kapasitas 5000 ton/tahun.

Tugas Akhir ini ditulis untuk melengkapi salah satu syarat mengikuti ujian sarjana di Departemen Teknik Kimia, Program Studi Teknologi Kimia Industri Program Diploma IV (D-IV), Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

Penulis berterima kasih kepada kedua Orang Tua Penulis atas doa, bimbingan dan motivasi yang diberikan hingga saat ini. Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini penulis banyak menerima bantuan, bimbingan dan fasilitas dari berbagai pihak yaitu: 1. Ibu Prof.Dr.Ir.Setiaty Pandia, selaku Dosen Pembimbing I yang telah banyak memberikan masukan, arahan dan bimbingan selama menyelesaikan Tugas Akhir ini.

2. Ibu Dr.Halimatuddahlianna ST, MSc, selaku Dosen Pembimbing II yang

telah banyak memberikan masukan, arahan dan bimbingan selama menyelesaikan Tugas Akhir ini.

3. Bapak Dr.Eng.Ir.Irvan, MT, selaku Koordinator Tugas Akhir Departemen

Teknik Kimia

4. Ibu Ir.Renita Manurung, MT, selaku Ketua Departemen Teknik Kimia

5. Staf Pengajar Departemen Teknik Kimia atas ilmu yang diberikan kepada

penulis sehingga penulis dapat mengerjakan Tugas Akhir ini.

6. Para Pegawai Departemen Teknik Kimia atas bantuan dan kemudahan

administratif yang diberikan

7. Rekan penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini Sandra Maylini H.D

8. Teman-teman Stambuk 2002 & 2003 yang tidak dapat disebutkan satu

Penulis menyadari Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan dikarenakan keterbatasan pengetahuan dan pengalaman penulis, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun. Semoga Tugas Akhir ini bisa bermanfaat bagi para pembaca.

Medan, September 2008 Penulis,

INTI SARI

Salah satu jenis garam Magnesium Sulfat adalah garam Epsom atau

Magnesium Sulfat heptahydrat (MgSO4.7H2

Direncanakan Pabrik Garam Epsom memproduksi sekitar 31.000 ton/tahun dengan 320 hari kerja setahun dan didirikan di kabupaten Gresik, Jawa Timur dengan luas areal 10.000 m

O) yang mengandung mineral-mineral magnesium. Garam ini dikenal sebagai jenis garam yang sangat penting dan dapat digunakan dalam industri-industri, seperti: industri tekstil dan dalam bidang pertanian, yaitu pupuk. Selama ini pemerintah Indonesia masih mengandalkan impor terhadap garam Epsom sedangkan penggunaannya sangat besar, sehingga perlu dilakukan penekanan impor garam Epsom.

2

Hasil Analisa Ekonomi Pabrik Garam Epsom adalah sebagai berikut :

. Karyawan operasi yang dibutuhkan berjumlah 100 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang Manager dengan struktur organisasi sistem garis dan staf.

• Modal Investasi = Rp. 493.582.846.474,-

• Biaya Produksi = Rp. 308.232.846.100,-

• Laba Bersih = Rp.

109.267.415.300,-• Profit Margin = 33,61 %

• Break Even Point (BEP) = 31,00 % • Return on Investment (ROI) = 22,13 %

• Pay Out Time (POT) = 4,5 Tahun

• Return on Network (RON) = 62,03 % • Internal Rate on Return (IRR) = 32,2 %

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR………. i

INTISARI……… iii

DAFTAR ISI………... iv

DAFTAR TABEL……… ix

DAFTAR GAMBAR……….. xi BAB I PENDAHULUAN... I-1 1.1 Latar Belakang... I-1 1.2 Perumusan Masalah... I-2 1.3 Tujuan Perancangan Pabrik... I-2 1.4 Dasar Rancangan Pabrik... I-2 1.4.1 Kapasitas Pabrik... I-2 1.4.2 Lokasi Pabrik... I-2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... II-1 2.1 Landasan Teori... II-1 2.2 Sifat-sifat Reaktan dan Produk... . II-2 2.2.1 Sifat-sifat Reaktan... II-2 2.2.2 Sifat-sifat Produk... II-3 2.3 Deskripsi Proses... II-4 2.4 Diagram Pembuatan Garam Epsom... II-5 BAB III NERACA MASSA... III-1 3.1 Neraca Massa di Tangki Pencampur (T-03)... III-1 3.2 Neraca Massa di Reaktor (R)... III-1 3.3 Neraca Massa di Filter Press (FP)... III-2 3.4 Neraca Massa di Tangki Penetral (T-05)... III-2 3.5 Neraca Massa di Evaporator (EV)... III-3 3.6 Neraca Massa di Crystallizer (CR)... III-3 3.7 Neraca Massa di Sentrifuse (S)... III-4

BAB IV NERACA PANAS... IV-1 4.1 Neraca Panas di Reaktor (R)... IV-1 4.2 Neraca Panas di Filter Press (FP)... IV-1 4.3 Neraca Panas di Tangki Penetral (T-05)... IV-1 4.4 Neraca Panas di Evaporator (EV)... IV-2 4.5 Neraca Panas di Crystalizerr (CR)... IV-2

BAB V SPESIFIKASI ALAT... V-1 5.1 Gudang Bahan Baku (GB)... V-1 5.2 Gudang Produk (GP)... V-1 5.3 Tangki Asam Sulfat 98% (T-01)... V-2

5.4 Tangki H2

5.5 Tangki Pencampur (T-03)... V-3 O (T-02)... V-2

5.6 Bin (T-04)... V-3 5.7 Tangki Penetral (T-05)... V-3 5.8 Bucket Elevator (BE)... V-4 5.9 Reaktor (R)... V-5 5.10 Filter Press (FP)... V-5 5.11 Evaporator (EV)... V-6 5.12 Crystalizerr (CR)... V-6 5.13 Pompa Tangki Asam Sulfat 98% (P-01)... V-7

5.14 Pompa Tangki H2

5.15 Pompa Tangki Pencampur (P-03)... V-8 O (P-02)... V-7

5.16 Pompa Reaktor (P-04)... V-9 5.17 Pompa Filter Press (P-05)... V-9 5.18 Pompa Evaporator (P-06)... V-10 5.19 Pompa Tangki Penetral (P-07)... V-10 5.20 Bak Pengendap (BP)... V-11 5.21 Sentrifuse (S)... V-11 5.22 Belt Conveyor (BC)... V-11

BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA... VI-1 6.1 Instrumentasi... VI-1 6.1.1 Tujuan Pengendalian... VI-3 6.1.2 Jenis-jenis Pengendalian dan Alat Pengendali... VI-3 6.1.3 Variabel-variabel Proses dalam Sistem Pengendalian... VI-10 6.1.4 Syarat Perancangan Pengendalian... VI-11 6.2 Keselamatan Kerja Pabrik... VI-14 BAB VII UTILITAS... VII-1 7.1 Kebutuhan Air... VII-1 7.1.1 Pengendapan... VII-5 7.1.2 Klarifikasi... VII-5 7.1.3 Filtrasi... VII-6 7.1.4 Demineralisasi... VII-6 7.1.5 Deaerator... VII-10 7.2 Kebutuhan Bahan Kimia Utilitas... VII-10 7.3 Kebutuhan Listrik... VII-11 7.4 Kebutuhan Bahan Bakar... VII-11 7.5 Unit Pengolahan Limbah... VII-12

BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK... VIII-1 8.1 Lokasi Pabrik... VIII-1 8.1.1 Faktor Utama... VIII-1 8.1.2 Faktor Khusus... VIII-2 8.2 Tata Letak Pabrik... VIII-3 8.3 Perincian Luas Tanah... VIII-5

BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN………… IX-1

9.1 Organisasi Perusahaan……….. IX-1

9.1.1 Bentuk Organisasi Garis………. IX-2

9.1.2 Bentuk Organisasi Fungsional……… IX-2

9.1.4 Bentuk Organisasi Fungsional dan Staf………. IX-3

9.2 Manajemen Perusahaan………. IX-3

9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha……….... IX-4

9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggungjawab………... IX-5

9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS)……….... IX-5

9.4.2 Dewan Komisaris……….... IX-6

9.4.3 Manager………... IX-6

9.4.4 Kepala Bagian Produksi...………. IX-7

9.4.5 Kepala Bagian Teknik……… IX-7

9.4.6 Kepala Bagian SDM / Umum……… IX-7

9.4.7 Kepala Bagian Finansial Marketing………... IX-7

9.4.8 Kepala Seksi Utilitas... IX-7 9.4.9 Kepala Seksi Proses... IX-8 9.4.10 Kepala Seksi Laboratorium... IX-8 9.4.11 Kepala Seksi Maintenance dan Listrik... IX-8 9.4.12 Kepala Seksi Instrumentasi... IX-8 9.4.13 Kepala Seksi Personalia... IX-8 9.4.14 Kepala Seksi General Affair... IX-8 9.4.15 Kepala Seksi Keamanan... IX-9 9.4.16 Kepala Seksi Marketing... IX-9 9.4.17 Kepala Seksi Pembelian ... IX-9 9.4.18 Kepala Seksi Keuangan ... IX-9 9.5 Tenaga Kerja dan Jam Kerja ... IX-9 9.5.1 Jumlah dan Tingkat Pendidikan Tenaga Kerja... IX-10 9.5.2 Pengaturan Jam Kerja... IX-11 9.6 Kesejahteraan Tenaga Kerja... IX-12

BAB X ANALISA EKONOMI………. X-1

10.1 Modal Investasi………. X-1

10.1.1 Modal Investasi Tetap (FCI)……… X-1

10.1.2 Modal Kerja (WC)……….. X-2

10.2.2 Biaya Variabel (VC)………... X-4

10.3 Total Penjualan……….………. X-5

10.4 Perkiraan Rugi/Laba Usaha………... X-5

10.5 Analisa Aspek Ekonomi……….... X-5

10.5.1 Profit Margin (PM)………. X-5

10.5.2 Break Even Point (BEP)………. X-5

10.5.3 Return On Investment (ROI)………. X-6

10.5.4 Pay Out Time (POT)………... X-6

10.5.5 Return On Network (RON)……… X-7

10.5.6 Internal Rate Of Return (IRR)……… X-7

BAB XI KESIMPULAN……… XI-1

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA………. LA-1

LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS………. LB-1

LAMPIRAN C SPESIFIKASI ALAT……… LC-1

LAMPIRAN D SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS……….. LD-1

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Jenis-jenis Magnesium Sulfat berdasarkan kandungan Hydrat ……. II-1

Tabel 3.1 Neraca Massa di Tangki Pencampur (T-03)………... III-1

Tabel 3.2 Neraca Massa di Reaktor (R)………... III-1

Tabel 3.3 Neraca Massa di Filter Press (FP)………... III-2

Tabel 3.4 Neraca Massa di Tangki Penetral (T-05)………... III-2

Tabel 3.5 Neraca Massa di Evaporator (EV)……….……... III-3

Tabel 3.6 Neraca Massa di Crystalizerr (CR)……….………... III-3

Tabel 3.7 Neraca Massa di Sentrifuse (S)………... III-4 Tabel 4.1 Neraca Panas di Reaktor (R)………... IV-1

Tabel 4.2 Neraca Panas di Filter Press (FP)………... IV-1

Tabel 4.3 Neraca Panas di Tangki Penetral (T-05)………... IV-1

Tabel 4.4 Neraca Panas di Evaporator (EV)……….……... IV-2

Tabel 4.5 Neraca Panas di Crystalizerr (CR)……….………... IV-2

Tabel 6.1 Jenis Variabel dan pengukuran dan controller yang digunakan... VI-9 Tabel 6.2 Jenis Variabel dan pengukuran dan controller

yang digunakan lanjutan ... VI-10 Tabel 6.3 Daftar Penggunaan Instrumentasi pada Pra – Rancangan

Pabrik Pembuatan Magnesium Sulfat ... VI-11 Tabel 7.1 Kebutuhan Air Proses….……….……... VII-1 Tabel 7.2 Kebutuhan steam pada berbagai alat... VII-2 Tabel 7.3 Kebutuhan Air Pendingin... VII-2 Tabel 7.4 Pemakaian air untuk berbagai kebutuhan... VII-4 Tabel 7.5 Karakteristik Air sungai Gresik ... VII-4 Tabel 7.6 Kebutuhan Bahan Kimia Untuk Kebutuhan ... VII-10 Tabel 7.7 Perincian Kebutuhan Listrik... VII-11 Tabel 7.8 Spesifikasi Komposisi Limbah cair Proses... VII-13 Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah...……….……... VIII-5 Tabel 9.1 Jumlah Tenaga Kerja Beserta Tingkat Pendidikannya..……..…….. IX-10 Tabel 9.2 Jadwal Kerja Shift………. IX-12 Tabel LA.1 Neraca Massa Pada Tangki Pancampur (T-03)... LA-3

Tabel LA.2 Neraca Massa di Reaktor (R)... LA-8 Tabel LA.3 Neraca Massa Pada Filter Press (FP)... LA-10 Tabel LA.4 Neraca Massa pada Tanki Penetral (T-05)... LA-12 Tabel LA.5 Neraca Massa di Evaporator (EV)... LA-13 Tabel LA.2 Neraca Massa di Crystallizer (CR)... LA-15 Tabel LA.1 Neraca Massa Pada Sentrifusi (S)... LA-16

Tabel LB.1 Panas Bahan Masuk Pada Reaktor (R) Pada 30 O

Tabel LB.2 Perhitungan ∆H

C... LB-3

r2

Tabel LB.3 Perhitungan ∆H

Reaksi 1... LB-3

r2

Tabel LB.4 Perhitungan ∆H

Reaksi 2... LB-4

r2

Tabel LB.6 Panas Bahan Keluar Pada Reaktor (R) Pada T = 90

Reaksi 3... LB-4

O

Tabel LB.7 Panas Bahan Keluar Pada Evaporator (EV) Pada T = 100,69

C... LB-5

O

Tabel LB.8 Panas Bahan Recycle Pada T = 20

C LB-7

O

Tabel LB.9 Panas Bahan Keluar Pada Crystallizer (CR) Pada T = 20

C... LB-8

O

Tabel LC.1 Komposisi Umpan Masuk Reaktor ... LC-15

C.... LB-8

Tabel LC.2 Komposisi Umpan Masuk Filter Press ... LC-21

Tabel LE.1 Harga Indeks Marshall dan Swift..……..….……….…….. LE-2

Tabel LE.2 Estimasi Harga Peralatan Proses...……..….……….…….. LE-5

Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Utilitas..……..….……….…….. LE-6

Tabel LE.4 Perincian Harga Bangunan dan Sarana lainnya……….…….. LE-9

Tabel LE.5 Rincian Biaya Sarana Transportasi……..….……….…….. LE-10 Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai Pabrik Garam Epsom..……….…….. LE-14 Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas………...……..….……….…….. LE-16 Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja…………...……..….……….…….. LE-17 Tabel LE.9 Aturan Depresiasi UU RI No.17 Tahun 2000..……….…….. LE-18 Tabel LE.10 Perhitungan Biaya Depresiasi UU RI No.17 Tahun 2000….…….. LE-19

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram Blok Pembuatan Garam Epsom ………... II-5

Gambar 6.1 Diagraam Balok Sistem Pengendalian Feedback... VI-4 Gambar 6.2 Sebuah Loop Pengendalian ... VI-5 Gambar 6.3 Suatu Proses Terkendali ... VI-5 Gambar 6.4 Instrumentasi pada Tanki... VI-12 Gambar 6.5 Instrumentasi pada Pompa... VI-12 Gambar 6.6 Instrumentasi pada Reaktor ... VI-13 Gambar 6.7 Instrumentasi pada Filter Press... VI-13 Gambar 6.8 Instrumentasi pada Crystallisator... VI-14 Gambar 6.9 Tingkat Kerusakan Pada Suatu Pabrik... VI-15 Gambar 9.1 Struktur Organisasi Pabrik Magnesium Sulfat... IX-13 Gambar LD.1 Grafik Kompressi Uap Refrigerasi Pada Diagram P vs H…….. LD-48

INTISARI

Pabrik pembuatan Susu Kedelai Bubuk ini direncanakan berkapasitas produksi kedelai 5000 ton/tahun. Bahan baku yang digunakan untuk proses produksi per harinya adalah sebesar 613 kg/jam.

Lokasi pabrik direncanakan di Galang, Lubuk Pakam, Sumatera Utara yang dekat dengan penghasil bahan baku kacang kedelai di Sumatera Utara, dengan luas areal pabrik 10.000 m2

Tenaga kerja yang dibutuhkan dalam pengoperasian pabrik ini berjumlah 100 orang karyawan dengan bentuk badan usaha adalah Perseroan Terbatas (PT) dan struktur organisasi adalah sistem garis.

.

Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik ini adalah sebagai berikut: a. Total modal investasi : Rp 294.255.866.052,-

b. Biaya Produksi (per tahun) : Rp 377.410.628.716,- c. Hasil penjualan (per tahun) : Rp 470.832.000.000,- d. Laba bersih : Rp 65.412.459.899,- e. Profit Margin (PM) : 19,842 %

f. Break Even Point (BEP) : 35,648 % g. Return on Investment (ROI) : 22,2 % h. Pay Out Time (POT) : 4,49 tahun i. Return on Network (RON) : 37 % j. Internal Rate of Return (IRR) : 28,842 %

Berdasarkan data-data di atas maka dapat disimpulkan bahwa perancangan pabrik pembuatan susu kedelai bubuk ini layak untuk didirikan.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kedelai dengan kandungan gizi dan manfaat farmakologisnya, telah banyak digunakan untuk mencegah berbagai jenis penyakit seperti stroke, osteoporosis, diabetes melitus, jantung koroner, serta mengatasi fattyliver. Selain itu kedelai juga diketahui bisa mencegah anemia, menekan kasus gigi berlubang dan pundak kaku, mencegah epilepsi, mengatasi dispepsia, dan memperlancar ASI. Selanjutnya membantu pengobatan saluran pernapasan, mengobati gangguan sistem pencernaan seperti diare, tukak lambung, radang lambung, mengobati sistem tulang dan sendi seperti rematik. Manfaat lainnya, mengobati gangguan kulit seperti jerawat, peremajaan kulit, mengobati gangguan ginjal dan hati seperti hepatitis, radang ginjal mengobati gangguan jantung, autisme, dan masih banyak lag

Diperkirakan sekitar 40 % dari total produksi digunakan sebagai bahan makanan manusia khususnya di Asia Timur dan Tenggara, 55 % sebagai pakan ternak dan hanya 5 % yang digunakan sebagai bahan baku industri, khususnya di negara-negara maju. (Koswara, 1992)

Susu kedelai sebenarnya, sudah dibuat di negeri Cina sejak abad II sebelum Masehi. Dari sana, kemudian berkembang ke Jepang, dan setelah PD II masuk ke Asia Tenggara. Di Indonesia, perkembangannya memang masih ketinggalan dengan Singapura, Malaysia, dan Filipina. Di Malaysia dan Filipina susu kedelai dengan nama dagang “Vitabean” yang telah diperkaya dengan vitamin dan mineral, telah dikembangkan sejak 1952. Di Filipina juga dikenal susu kedelai yang populer dengan nama “Philsoy”. Sementara di tanah air baru beberapa tahun terakhir dikenal susu kedelai dalam kemasan kotak karton yang diproduksi oleh beberapa industri minuman. (Koswara, 1992)

Sebagian masyarakat yang sejak kecil tidak terbiasa meminum susu atau mengkonsumsinya, sehingga di dalam sistem pencernaannya tidak terdapat enzim laktase. Enzim ini diperlukan untuk mencerna laktosa yang kadarnya cukup tinggi pada susu. Orang yang tidak memiliki enzim laktase dalam sistem pencernaannya,

jika mengkonsumsi susu dapat mengakibatkan laktose intolerance. (Koswara, 1992)

Namun demikian, ada beberapa faktor yang menyebabkan produk olahan kedelai kurang disukai, antara lain bau langu, rasa pahit dan rasa seperti kapur. Kedelai juga mengandung sejenis oligosakarida yang tidak bisa dicerna oleh tubuh dan menyebabkan flatulensi (perut kembung). Selain itu kedelai juga mengandung zat anti nutrisi (antitripsin, fitat, saponin, hemaglutin) yang membatasi kapasitas protein untuk diserap oleh tubuh. Untunglah senyawa-senyawa tersebut mudah diatasi dengan proses perendaman, perebusan atau senyawa tersebut dikonsumsi manusia. (Koswara, 1992)

Produk hasil olahan susu kedelai sesuai selera, disamping dalam bentuk cair, susu kedelai dapat juga dibuat dalam bentuk bubuk (powder), yang pada

umumnya dilakukan dengan pengeringan semprot (spray drying). (Koswara,

1992)

1.2 Perumusan Masalah

Sehubungan dengan meningkatnya kebutuhan masyarakat akan minuman kesehatan terutama susu kedelai maka dirancanglah Pabrik Pembuatan Susu Kedelai Bubuk dengan Kapasitas 5000 ton/tahun.

1.3 Tujuan Rancangan

Di dalam ilmu keteknikan, Teknologi Kimia Industri Membidangi Perancangan (design) konstruksi, operasi peralatan, serta proses pengolahan bahan mentah atau bahan baku menjadi produk yang berdaya guna untuk bahan baku bagi proses berikutnya maupun untuk kebutuhan masyarakat. Tujuan rancangan Pembuatan Susu Kedelai Bubuk adalah juga mengaplikasan Ilmu Teknologi Kimia Industri yang meliputi neraca massa, neraca energi, operasi teknik kimia, utilitas, dan bagian ilmu Teknologi Kimia Industri lainnya yang penyajiannya disajikan pada pra Rancangan Pabrik Pembuatan Susu Kedelai Bubuk dengan kapasitas 5000 ton/tahun.

1.4 Manfaat Rancangan

Adapun manfaat yang diperoleh dari Pra rancangan Pabrik Susu Kedelai Bubuk dengan kapasitas 5000 ton/tahun adalah :

1. Meningkatkan kesehatan masyarakat

2. Menciptakan lapangan kerja

3. Menambah pendapatan anggaran daerah

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Komposisi Kimia Kacang Kedelai

Kedelai atau kacang kedelai adalah salah satu tanaman polong-polongan yang menjadi bahan dasar banyak makanan seperti kedelai. Kedelai yang dibudidayakan sebenarnya terdiri dari paling tidak dua Glycine max (disebut kedelai putih, yang bijinya bisa berwarna kuning, agak putih, atau hijau) dan Glycine soja (kedelai hitam, berbiji hitam). G. max

merupakan tanaman asli daer

selatan, sementara G. soja merupakan tanaman asli

Kedelai merupakan sumber utam Penghasil kedelai utama dunia adal baru dibudidayakan masyarakat di luar

Di Indonesia, kedelai menjadi sumber giz Indonesia harus mengimpor sebagian besar kebutuhan kedelai. Ini terjadi karena kebutuhan Indonesia yang tinggi akan kedelai putih. Kedelai putih bukan asli tanaman Tiongkok. sifat kurang mendapat perhatian dalam pemuliaan meskipun dari segi adaptasi lebih cocok bagi Indonesia. Tabel 1 menunjukkan komposisi beberapa bahan dalam 100 gr kacang kedelai

Tabel 1. Komposisi beberapa bahan per 100 gr Kacang Kedelai

Kandungan Kedelai

Air (gr) Protein (gr) Lemak (gr) Karbohidrat (gr) Abu (gr)

67,5 12,95

6,8 11,05

Kalsium (mg) Fosfor (mg) Natrium (mg) Besi (mg)

Thiamine, B1 (mg) Riboflavine, B2 (mg) Niacine (mg)

Asam Lemak Jenuh (gr) Asam Lemak Tak Jenuh (gr) Kolesterol (mg)

197 194 15 3,55 0,435 0,175 1,65 0,786 1,284

0

Sumber :

2.2 Komposisi Kimia Susu Kedelai

Susu kedelai merupakan minuman yang bergizi tinggi, terutama karena kandungan proteinnya. Selain itu susu kedelai juga mengandung lemak, karbohidrat, kalsium, phosphor, zat besi, provitamin A, Vitamin B kompleks (kecuali B12), dan air

Susu kedelai akhir-akhir ini telah banyak dikenal sebagai susu alternatif pengganti susu sapi. Susu kedelai mempunyai kandungan protein yang cukup tinggi dengan harga relatif lebih murah jika dibanding dengan sumber protein lainnya. Untuk meningkatkan kandungan gizinya, susu kedelai dapat diperkaya dengan vitamin dan mineral yang diperlukan tubuh. Komposisi susu kedelai hampir sama dengan susu sapi maupun air susu ibu (ASI). (www.pikiran-rakyat.com/cetak/0504/06/cakrawala/penelitian01.htm, 2007) .

Sebagai minuman, susu kedelai dapat menyegarkan dan menyehatkan tubuh, karena pada umumnya minuman hanya bersifat menyegarkan tetapi tidak menyehatkan. Susu kedelai juga dikenal sebagai minuman kesehatan, karena tidak

mengandung kolesterol melainkan kandungan phytokimia, yaitu suatu senyawa

dalam bahan pangan yang memunyai khasiat menyehatkan.

Kelebihan dari susu kedelai adalah ketiadaan laktosa, sehingga susu ini cocok untuk dikonsumsi penderita intoleransi laktosa, yaitu seseorang yang tidak

memunyai enzim laktase dalam tubuhnya. Orang tanpa ensim laktase tidak dapat mencerna makanan yang berlemak.

Standar kandungan susu kedelai per 100 gr kacang kedelai dapat kita lihat pada tabel di bawah ini :

Tabel 2. Standar kandungan susu kedelai per 100 gr Kandungan Susu Kedelai Kalori (%)

Air (%) Protein (%) Lemak (%) Karbohidrat (%) Abu (%)

Kalsium (mg) Fosfor (mg) Natrium (mg) Besi (mg)

Thiamine, B1 (mg) Riboflavine, B2 (mg) Niacine (mg)

Asam Lemak Jenuh (%) Asam Lemak Tak Jenuh (%) Kolesterol (mg)

44 90,8

3,6 2,0 2,9 0,5 15 49 2 1,2 0,03 0,02 0,50 40-48 52-60

0 (Sumber : Hartoyo, 2005)

2.3 Masalah yang dihadapi dalam Penggunaan Kedelai Sebagai Bahan Pangan

Masalah utama dalam pengolahan kedelai adalah terdapatnya senyawa anti

gizi dan senyawa penyebab off-flavor (menimbulkan bau dan rasa yang tidak

dikehendaki). Kelompok anti gizi dalam kedelai terdiri dari antitripsin yang sangat berpengaruh pada mutu protein kedelai. Makin kecil aktivitas antitripsin di dalamnya makin tinggi mutu protein kedelai tersebut. Agar bebas antitripsin, kedelai direndam dalam air atau larutan NaHCO3. (Koswara, 1992)

Rasa langu kedelai (beany flavor) merupakan rasa khas kedelai mentah, yang umumnya tidak disenangi oleh berbagai golongan masyarakat. Timbulnya rasa langu disebabkan oleh kerja enzim lipoksigenase yang terdapat dalam biji kedelai. enzim tersebut bereaksi dengan lemak sewaktu dinding sel pecah oleh penggilingan, terutama jika penggilingan dilakukan secara basah dengan suhu dingin. Hasil reaksi tersebut menghasilkan paling sedikit delapan senyawa volatil (mudah menguap), dimana senyawa yang paling banyak menghasilkan rasa langu adalah etil-fenil-keton.

Enzim lipoksigenase mudah rusak oleh panas. Oleh karena itu, untuk menghilangkan bau dan rasa langu dapat dilakukan dengan cara (Koswara, 1992) :

a. Menggunakan air panas (suhu 80-1000

b. Merendam kedelai dalam air panas (suhu 80

C) pada saat penggilingan kedelai.

0

2.4 Susu Kedelai Bubuk

Disamping dalam bentuk cair, susu kedelai dapat juga dibuat dalam bentuk

bubuk (powder), yang ada pada umumnya dilakukan dengan pengering semprot

(spray drying).

Bentuk cair lebih banyak dibuat dan diperdagangkan. Susu kedelai dapat disajikan dalam bentuk murni, artinya tanpa penambahan gula dan cita rasa baru.

Dapat juga ditambah gula atau flavor seperti moka, pandan, panili, coklat,

strawberi, dan lain-lain. Jumlah gula yang ditambahkan biasanya sekitar 5 - 7% dari berat susu. Untuk meningkatkan selera anak-anak, kandungan gula dapat ditingkatkan menjadi 5 - 15%. Tetapi kadar gula yang dianjurkan adalah 7%. Kadar gula 11% atau lebih menyebabkan cepat kenyang.

C) selama 10-15 menit, sebelum kedelai digiling.

Persyaratan mutu untuk susu yang terpenting ialah kadar protein minimal 3%, kadar lemak 3%, kandungan total padatan 10%, dan kandungan bakteri maksimum 300 koloni/gram, serta tidak mengandung bakteri koli

2.5 Deskripsi Proses Pembuatan Susu Kedelai Bubuk

Pembuatan Susu Kedelai bubuk dilakukan dengan beberapa tahap, adapun tahapan tersebut adalah :

1. Tahap Pencucian I Kacang Kedelai

Kacang Kedelai yang sudah disortir ditempatkan dalam Gudang Bahan (G-1) dengan kondisi ruangan tertutup. Dengan menggunakan Bucket Elevator (C-101) kacang kedelai di angkut dari gudang ke tangki pencuci I (M-(C-101) untuk dicuci sampai bersih (alur 1) dengan air proses (alur 2), dari tangki pencuci keluar (alur 3) menuju ke vibrating screen filter (S-101) pada vibrating screen terjadi pemisahan berupa kacang kedelai (alur 5) untuk dilanjutkan ke proses perendaman dan air pencuci (alur 4) masuk ke pembuangan limbah (IPAL).

2. Tahap Perendaman NaOH 10 %

Kacang kedelai masuk kedalam tangki perendaman (TT-201) (alur 5) dengan larutan NaOH 10 % (alur 6), agar proses dapat berjalan kontinyu digunakan 4 tangki selama 2 jam setiap tangki dengan total lama perendaman 8 jam.

3. Tahap Pencucian II Kacang Kedelai

Dengan menggunakan bucket elevator (C-202) kacang kedelai di cuci (alur 7) dengan air proses didalam tangki pencuci II (M-202) (alur 8), setelah bersih menuju ke vibrating screen filter (S-202) (alur 9) terjadi pemisahan antara kacang kedelai untuk dilanjutkan ke proses perendaman (alur 11) dan air cucian masuk ke pembuangan limbah (IPAL) (alur 10).

4. Tahap Perendaman NaHCO3

Kacang kedelai masuk kedalam tangki perendaman (TT-202) (alur 11) dengan larutan NaHCO

30 %

3

5. Tahap Pencucian III kacang kedelai

30 % (alur 12) selama 2 jam. Agar proses berjalan kontinyu dapat digunakan 2 tangki selama 1 jam disetiap tangki, setelah direndam kemudian dengan bucket elevator (C-303) proses berlanjut ke tangki pencuci (M-303) (alur 13).

Kacang kedelai masuk kedalam tangki pencuci III (M-303) (alur 13) untuk di cuci sampai bersih sesudah direndam (alur 14). Selanjutnya ke vibrating screen filter (S-303) dilakukan proses memisahkan air pencuci (alur 16)

dengan kacang kedelai bersih (alur 17) ke untuk dilanjutkan ke proses berikutnya.

6. Tahap Perebusan, Penghancuran dan Penyaringan

Kacang kedelai masuk ke dalam tangki perebusan (TT-401) (alur 17) selama 10 menit dengan menggunakan steam (alur 19) bercampur dengan kacang kedelai dan kondensat keluar (alur 20). Selanjutnya ke proses penghancuran di roller mill (RM-401) (alur 21) menjadi bubur kedelai (alur 22) kemudian air ditambahkan (alur 23) dengan perbandingan 1:10 didalam mix tank (M-401). Untuk memisahkan filtrat (alur 26) dengan ampas (alur 25) dilakukan proses penyaringan dalam filter press (P-401) yang dipompakan (J-402) dari mix tank

(alur 24) memisahkan ampas (alur 25) kedalam bak penampung (TT-402)

dengan filtrat (alur 26) masuk ke mix tank (M-402) untuk menambahkan

santan 15 % (alur 27) dihomogenkan selama 5 menit yang bertujuan agar hasil yang diperoleh memiliki struktur yang lebih padat.

7. Pasteurisasi

Proses pasteurisasi dilakukan dengan memompakan (J-402) susu kedelai mentah (alur 28) kedalam tangki pasteurisasi, proses dilakukan selama 5 menit menggunakan steam (alur 29) dengan kondensat keluar (alur 30). Untuk melanjutkan ke proses berikutnya susu kedelai dipompakan (J-404) ke evaporator (FE-401) (alur 31) dengan menggunakan steam (alur 33) bersamaan mengeluarkan uap air (alur 32) susu kedelai diproses dengan hasil didapat susu kedelai pasta (alur 35). Proses selanjutnya ke cooler (TE-501) untuk menormalkan suhu susu kedelai pasta, dengan menggunakan air pendingin (alur 36) dan air pendingin bekas keluar (alur 37).

8. Pengeringan dengan Spray Dryer

Susu kedelai pasta (alur 38) dipompakan (J-501) kedalam spray dryer

(SR-501) dengan udara panas masuk pada temperatur 1800C. Padatan kemudian

masuk kedalam cyclon, uap keluar dari cyclon (alur 39) lalu dialirkan dan dengan cepat langsung masuk (alur 40) ke rotary cooler (TE-501) untuk menormalkan suhu susu yang berbentuk bubuk, selanjutnya masuk ke tangki produk (TK-501) (alur 43) untuk dapat di kemas dan dilakukan penyimpanan produk kedalam (G-2).

2.6 Penentuan Kapasitas Kacang kedelai

Sejak tahun 1997 Sumatera Utara memproduksi kacang kedelai tidak kurang dari 39.303 ton/tahun, khusus Provinsi Sumatera Utara memiliki potensi yang besar untuk mengembangkan industri pembuatan susu kedelai bubuk, karena ketersedian bahan baku yang relatif banyak. Produksi kacang kedelai di Sumatera Utara dapat dilihat pada Tabel 3 di bawah ini :

Tabel 3 Produksi Perkebunan Kacang Kedelai Sumatea Utara Tahun Sumut (ton/tahun)

2002 2003 2004 2005 2006

10.719 10.466 12.333 15.793 7.043

(Sumber : Badan Pusat Statistik 2006)

Untuk memproduksi susu kedelai bubuk berkapasitas 5.000 ton/tahun dibutuhkan 613 kg/jam kacang kedelai. Diperkirakan pada waktu yang akan datang produksi kacang kedelai akan terus mengalami peningkatan, disebabkan potensi pengembangan kedelai, Sumatera utara memiliki potensi lahan untuk tanaman pangan dan hortikultura sebanyak 7.168.068 hektar. Meliputi lahan sawah sebanyak 485.499 hektar dan lahan kering sebanyak 6.682.569 hektar. Sebelumnya diberitakan, untuk peningkatan produksi kedelai di daerah ini, tahun 2007 Sumatera Utara mendapat bantuan benih kedelai gratis sebanyak 123,555 ton dengan nilai Rp 806.899.230. (Medan Bisnis, 2008)

BAB III

NERACA MASSA

Pra rancangan Pabrik Pembuatan Susu Bubuk Kedelai direncanakan beroperasi pada kapasitas bahan Tangkiu Kacang Kedelai 5000 ton/tahun (613 kg/jam) dengan waktu operasi 340 hari/tahun.

Tabel 3.1 sampai dengan 3.18 di bawah ini menunjukkan hasil perhitungan neraca massa untuk setiap unit tersebut.

Tabel 3.1 Neraca Massa pada Tangki Pencuci (M-201)

Alur/ Komponen

Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

F1 F2 F3

Kacang kedelai 613 - 613

Air - 613 613

Sub Total 613 613 1226

Total 1226 1226

Tabel 3.2 Neraca Massa pada Vibrating Screen Filter (S-101)

Alur/ Komponen

Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

F3 F4 F5

Kedelai 613 - 613

Air 613 560 53

Sub Total 1226 560 666

Total 1226 1226

Tabel 3.3 Neraca Massa pada Tangki Perendam (TT-201)

Alur/ Komponen

Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

F5 F6 F7

Kedelai 613 - 613

Air 53 1798 1851

NaOH - 200 200

Sub Total 666 1998 2664

Tabel 3.4 Neraca Massa pada Tangki Pencuci (M-201)

Alur/ Komponen

Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

F7 F8 F9

Kedelai 613 - 613

Air 1851 2664 4515

NaOH 200 - 200

Sub Total 2664 2664 5328

Total 5328 5328

Tabel 3.5 Neraca Massa pada Vibrating Screen Filter (S – 202)

Alur/ Komponen

Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

F9 F10 F11

Kedelai 613 - 613

Air 4515 4454 61

NaOH 200 200 -

Sub Total 5328 4654 674

Total 5328 5328

Tabel 3.6 Neraca Massa pada Tangki Perendam (TT – 202)

Alur/ Komponen

Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

F11 F12 F13

Kedelai 613 - 613

Air 61 1415 1476

NaHCO3 - 607 607

Sub Total 674 2022 2696

Tabel 3.7 Neraca Massa pada Tangki Pencuci (M – 303)

Alur/ Komponen

Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

F13 F14 F15

Kedelai 613 - 613

Air 1476 2696 4172

NaHCO3 607 - 607

Sub Total 2696 2696 5392

Total 5392 5392

Tabel 3.8 Neraca Massa pada Vibrating Screen Filter (S – 303)

Alur/ Komponen

Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

F15 F16 F17

Kedelai 613 - 613

Air 4172 4104 68

NaHCO3 607 607 -

Sub Total 5392 4711 681

Total 5392 5392

Tabel 3.9 Neraca Massa pada Tangki Perebusan (TT – 401)

Alur/ Komponen

Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

F17 F18 F19

Kedelai 613 - 613

Air 68 681 749

Sub Total 681 681 1362

Tabel 3.10 Neraca Massa pada Roller Mill (RM-401)

Alur/ Komponen

Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

F19 F20

Kedelai 613 -

Air 749 -

Pasta Kedelai - 1362

Sub Total 1362 1362

Total 1362 1362

Tabel 3.11 Neraca Massa pada Tangki Pencampuran (M-401)

Alur/ Komponen

Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

F20 F21 F22

Pasta Kedelai 1362 - -

Air - 10896 -

Bubur Susu Kedelai - - 12258

Sub Total 1362 10896 12258

Total 12258 12258

Tabel 3.12 Neraca Massa pada Filter Press (P - 401)

Alur/ Komponen

Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

F22 F23 F24

Bubur Susu Kedelai 12258 - -

Ampas - 1214 1

Susu Kedelai - 12 11031

Sub Total 12258 1226 11032

Tabel 3.13 Neraca Massa pada Tangki Pencampuran (M – 402)

Alur/ Komponen

Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

F24 F32 F33

Susu Kedelai 11031 - -

Santan - 552 -

Air - 1103

Ampas 1 - -

Susu Kedelai Homogen - - 12687

Sub Total 11032 1655 12687

Total 12687 12687

Tabel 3.14 Neraca Massa pada Tangki Pasteurisasi (TT-402 )

Alur/ Komponen

Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

F33 F36

Susu Kedelai Homogen 12687 -

Susu Kedelai Homogen - 12687

Sub Total 12687 12687

Total 12687 12687

Tabel 3.15 Neraca Massa pada Evaporator (FE-401)

Alur/ Komponen

Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

F36 F37 F39

Susu Kedelai Homogen 12687 - -

Uap Air - 6919 -

Susu Pasta Kedelai - - 5768

Sub Total 12687 6919 5768

Tabel 3.16 Neraca Massa pada Cooler (TE-501 )

Alur/ Komponen

Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

F39 F40

Susu Pasta Kedelai 5768 -

Susu Pasta Kedelai - 5768

Sub Total 5768 5768

Total 5768 5768

Tabel 3.17 Neraca Massa pada Spray Dryer (SR-501 )

Alur/ Komponen

Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

F40 F41 F42

Susu Pasta Kedelai 5768 - -

Uap Air - 5191 -

Susu Bubuk Kedelai - - 577

Sub Total 5768 5191 577

Total 5768 5768

Tabel 3.18 Neraca Massa pada Rotary Cooler (TE-502 )

Alur/ Komponen

Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

F42 F43

Susu Bubuk Kedelai 577 -

Susu Bubuk Kedelai - 577

Sub Total 577 577

BAB IV

NERACA PANAS

Pra rancangan Pabrik Pembuatan Susu Bubuk Kedelai direncanakan beroperasi pada Basis Perhitungan 1 jam operasi dengan Satuan Operasi dalam kJ/jam dan Temperatur Referensi 25 o

Tabel 4.1 sampai dengan 4.9 di bawah ini menunjukkan hasil perhitungan neraca panas untuk setiap unit.

C.

Tabel 4.1 Neraca Panas pada Tangki Perebusan (TT –401)

Komponen / Alur Panas Masuk (kJ/jam) Panas Keluar (kJ/jam)

F17 F18 F19

Kedelai 7083,215 - 92081,79

Air 1410,32 14123,94 186096,54

Steam - 108,43 108,43

Panas yang dilepas (Q) - 255560,86 -

Total 278286,76 278286,76

Tabel 4.2 Neraca Panas pada Tangki Pencampuran (M-401)

Komponen / Alur Panas Masuk (kJ/jam) Panas Keluar (kJ/jam)

F20 F21 F22

Pasta Kedelai 204592,83 - -

Air - 227889,84 -

Bubur Susu Kedelai - - 436544,67

Panas yang dilepas (Q) - - -

Tabel 4.3 Neraca Panas pada Filter Press(P-401)

Komponen / Alur PanasMasuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

F22 F23 F24

Bubur Susu Kedelai 436544,67 - -

Ampas - 25249,986 20,799

Susu Kedelai - 427,356 392847,003

Panas yang dilepas (Q) - - -

Sub Total 436544,67 25676,986 392867,802

Total 436544,67 436544,67

Tabel 4.4 Neraca Panas pada Tangki Pencampuran(M-402)

Komponen / Alur Panas Masuk (kJ/jam) Panas Keluar (kJ/jam)

F24 F32 F33

Susu Kedelai 229433,769 - -

Ampas 20,799 - -

Santan - 29508,65 -

Susu Kedelai Homogen - - 258942,419

Panas yang diserap(Q) - - -

Total 258942,419 258942,419

Tabel 4.5 Neraca Panas pada Tangki Pasteurisasi (TT-402 )

Komponen / Alur Panas Masuk (kJ/jam) Panas Keluar (kJ/jam)

F33 F34 F35 F36

Susu Kedelai Homogen 258942,419 - - 2224855,75

Steam - 834,074 834,074 -

Panas yang diserap susu (Q) 1965913,331 - - -

Tabel 4.6 Neraca Panas pada Evaporator(FE-401)

Komponen / Alur

Panas Masuk

(kJ/jam) Panas Keluar (kJ/jam)

F36 F37 F39

Susu Kedelai Homogen 2224855,75 - -

Susu Pasta Kedelai - - 1730797,992

Uap Air - 16627048,9 -

Steam 6844,714 6844,714 -

Panas yang dilepas (Q) 16132991,14 - -

Total 18364691,61 18364691,61

Tabel 4.7 Neraca Panas pada Cooler(TE-501 )

Komponen / Alur Panas Masuk (kJ/jam) Panas Keluar (kJ/jam)

F39 F40

Susu Pasta Kedelai 1730797,992 561947,4

Air pendingin 491599,433 491599,433

Panas yang diserap(Q) – 1168850,592 -

Total 1053546,833 1053546,833

Tabel 4.8 Neraca Panas pada Spray Dryer(SR-501 )

Komponen / Alur Panas Masuk (kJ/jam) Panas Keluar (kJ/jam)

F40 F41 F42

Susu Pasta Kedelai 561947,4 - -

Uap Air - 11823073,51 -

Susu Bubuk Kedelai - - 123671,295

Udara Panas 159952,757 159952,757 -

Panas yang dilepas (Q) 11384797,41 - -

Tabel 4.9 Neraca Panas pada Rotary Cooler( TE-501)

Komponen / Alur Panas Masuk (kJ/jam) Panas Keluar (kJ/jam)

F42 F44

Susu Bubuk Kedelai 123671,295 10853,145

Air Pendingin 3116,523 3116,523

Panas yang diserap (Q) – 112818,15 -

BAB V

SPESIFIKASI ALAT

5.1 Gudang Bahan Baku (G-1)

Fungsi : Sebagai tempat untuk menyimpan bahan baku berupa

Kacang kedelai yang akan digunakan untuk proses.

Bentuk : Prisma tegak segi empat

Bahan konstruksi : Dinding beton dan atap seng

Jumlah : 1 unit

Kondisi fisik :

Lebar = 6,85 m

Panjang = 6,85 m

Tinggi = 3,425 m

5.2 Bucket Elevator (BE – 1)

Fungsi : Mengangkut bahan baku kacang kedelai untuk dimasukkan ke dalam tangki pencuci (TP – 1).

Jenis : Spaced – Bucket Centrifugal – Discharge Elevator

Bahan : Malleable – iron

Jumlah : 1 unit Kondisi Operasi : Temperatur (T) : 30 oC

Tekanan (P) : 1 atm (14,696 psi)

Spesifikasinya adalah sebagai berikut:

Ukuran Bucket = (6 x 4 x 4 ¼ ) in

Jarak antar Bucket = 12 in = 0,305 m

Kecepatan Bucket = 225 ft/menit = 68,6 m/menit = 1,143 m/s

Kecepatan Putaran = 43 rpm

5.3 Tangki NaOH (TB – 1)

Fungsi : Untuk membuat larutan NaOH 10 %.

Jenis : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal. Bahan : Stainless Steel, SA-316 grade C

Jumlah : 1 unit

Volume : 51,881 m

s ft / 00177 ,

0 3

3

Diameter tangki : 3,599 m

Tinggi tangki : 4,498 m

Tinggi head : 0,899 m

Tebal plat : 0,231 in Daya pengaduk : 2,175 Hp

5.4 Pompa NaOH (Po – 1)

Fungsi : Memompa NaOH ke dalam Tangki Perendam (T-1)

Jenis : centrifugal pump

Bahan Konstruksi : Commercial Steel

Jumlah : 1 unit

Spesifikasinya adalah sebagai berikut :

Laju alir volumetric, Q =

Diameter pompa, D i,opt = 1,142 in

Ukuran pipa nominal = 1 in

Schedule pipa = 80

Diameter dalam (ID) = 0,957 in = 0,080 ft

Diameter Luar (OD) = 1,32 in = 0,110 ft

Luas Penampang dalam (At) = 0,005 ft2

Kerja pompa, W = 25,744 ft. lbf/lbm

Daya pompa = 0,1 Hp

5.5 Tangki NaHCO3 (TB – 2)

Fungsi : Untuk membuat larutan NaHCO3 30 %.

Jenis : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal. Bahan : Stainless Steel, SA-316 grade C

Jumlah : 1 unit

Volume : 43,307 m3 Diameter tangki : 3,389 m Tinggi tangki : 4,236 m

Tinggi head : 0,847 m

Tebal plat : 0,227 in Daya pengaduk : 2,205 Hp

5.6 Pompa NaHCO3

s ft / 00147 ,

0 3

(Po – 2)

Fungsi : Memompa NaOH ke dalam Tangki Perendam (T-2)

Jenis : centrifugal pump

Bahan Konstruksi : Commercial Steel

Jumlah : 1 unit

Spesifikasinya adalah sebagai berikut :

Laju alir volumetric, Q =

Diameter pompa, D i,opt = 1,063 in

Ukuran pipa nominal = 1 in

Schedule pipa = 80

Diameter dalam (ID) = 0,957 in = 0,080 ft

Diameter Luar (OD) = 1,32 in = 0,110 ft

Luas Penampang dalam (At) = 0,005 ft2

Kerja pompa, W = 11,151 ft. lbf/lbm

Daya pompa = 0,05 Hp

5.7 Tangki Santan (TB – 3)

Fungsi : Untuk menyimpan santan guna kebutuhan proses.

Jenis : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal. Bahan : Carbon Steel, SA-283 grade C

Jumlah : 1 unit

Volume : 47,327 m

s ft / 016 ,

0 3

3

Diameter tangki : 3,491 m

Tinggi tangki : 4,364 m

Tinggi head : 0,873 m

Tebal plat : 0,218 in Daya pengaduk : 1,914 Hp

5.8 Pompa Santan (Po – 4)

Fungsi : Memompa santan ke dalam Tangki Pencampur (MT-2)

Jenis : centrifugal pump

Bahan Konstruksi : Commercial steel

Jumlah : 1 unit

Spesifikasinya adalah sebagai berikut :

Laju alir volumetric, Q =

Diameter pompa, D i,opt = 1,024 in

Ukuran pipa nominal = 1,25 in

Schedule pipa = 80

Diameter dalam (ID) = 1,278 in = 0,1065 ft

Diameter Luar (OD) = 1,66 in = 0,1383 ft

Luas Penampang dalam (At) = 0,0089 ft2

Kerja pompa, W = 10,270 ft. lbf/lbm

Daya pompa = 0,05 Hp

5.9 Tangki Pencuci I (TP – 1)

Fungsi : Untuk mencuci kacang kedelai dari Bucket elevator. Bentuk : Silinder vertikal dengan dasar datar dan tutup ellipsoidal. Bahan : Carbon Steel, SA-283 grade C

Jumlah : 1 unit

Volume : 1,667 m3 Diameter tangki : 1,144 m

Tinggi tangki : 1,430 m

Tinggi head : 0,286 m

Tebal plat : 0,169 in Daya pengaduk : 0,007 Hp

5.10 Vibrating Screen (SF-1)

Fungsi : Mengayak atau memisahkan kacang kedelai dengan air untuk dimasukkan ke dalam tangki perendam - I.

Jenis : Vibrating Screen

Bahan : Stainless Steel

Kondisi Operasi :

Temperatur (T) : 30 oC

Tekanan (P) : 1 atm (14,696 psi)

Kapasitas : 1,471 ton/jam

Luas Screen : 3,055 ft2

Kecepatan Getaran : 3600 vibrasi/menit

Daya : 4 Hp

Effisiensi : 99,24 %

5.11 Tangki Perendaman I (T – 1)

Fungsi : Untuk merendam kacang kedelai dari Vibrating

Screen dengan NaOH.

Bentuk : Silinder vertikal dengan dasar datar tanpa tutup.

Bahan Konstruksi : Carbon Steel, SA-283 grade C

Volume tangki : 7,064 m3

Diameter tangki : 1,852 m

Tinggi tangki : 2,315 m

Tebal plat : 0,199 in

5.12 Bucket Elevator (BE – 2)

Fungsi : Mengangkut bahan baku kacang kedelai untuk dimasukkan ke dalam tangki pencuci (TP – 2).

Jenis : Spaced – Bucket Centrifugal – Discharge Elevator

Bahan : Malleable – iron

Jumlah : 1 unit Kondisi Operasi : Temperatur (T) : 30 oC

Tekanan (P) : 1 atm (14,696 psi)

Spesifikasinya adalah sebagai berikut:

Ukuran Bucket = (6 x 4 x 4 ¼ ) in

Jarak antar Bucket = 12 in = 0,305 m

Kecepatan Bucket = 225 ft/menit = 68,6 m/menit = 1,143 m/s

Kecepatan Putaran = 43 rpm

Daya = 1,668 Hp

5.13 Tangki Pencuci II (TP – 2)

Fungsi : Untuk mencuci kacang kedelai dari tangki perendam I.

Bentuk : Silinder vertikal dengan dasar datar dan tutup ellipsoidal

Bahan Konstruksi : Carbon Steel, SA-283 grade C

Jumlah : 1 unit

Volume tangki : 7,247 m3 Diameter tangki : 1,868 m

Tinggi tangki : 2,335 m

Tinggi head : 0,467 m

Tebal plat : 0,201 in Daya pengaduk : 0,082 Hp

5.14 Vibrating Screen II (SF – 2)

Fungsi : Mengayak atau memisahkan kacang kedelai dengan air untuk dimasukkan ke dalam tangki perendam II.

Jenis : Vibrating Screen

Bahan : Stainless Steel

Kondisi Operasi :

Temperatur (T) : 30 oC

Tekanan (P) : 1 atm (14,696 psi)

Kapasitas : 6,393 ton/jam

Luas Screen : 13,279 ft2

Kecepatan Getaran : 3600 vibrasi/menit

Daya : 4 Hp

Effisiensi : 99,02 %

5.15 Tangki Perendaman II (T – 2)

Fungsi : Untuk merendam kacang kedelai dari Vibrating

Screen dengan NaHCO3.

Bentuk : Silinder vertikal dengan dasar datar tanpa tutup.

Bahan Konstruksi : Carbon Steel, SA-283 grade C

Jumlah : 2 unit (continue setiap 2 jam)

Volume tangki : 4,753 m3

Diameter tangki : 1,623 m

Tinggi tangki : 2,029 m

Tebal plat : 0,188 in

5.16 Bucket Elevator (BE – 3)

Fungsi : Mengangkut bahan baku kacang kedelai untuk dimasukkan ke dalam tangki pencuci (TP – 3).

Jenis : Spaced – Bucket Centrifugal – Discharge Elevator

Bahan : Malleable – iron

Kondisi Operasi : Temperatur (T) : 30 oC

Tekanan (P) : 1 atm (14,696 psi)

Spesifikasinya adalah sebagai berikut:

Ukuran Bucket = (6 x 4 x 4 ¼ ) in

Jarak antar Bucket = 12 in = 0,305 m

Kecepatan Bucket = 225 ft/menit = 68,6 m/menit = 1,143 m/s

Kecepatan Putaran = 43 rpm

Daya = 1,681 Hp

5.17 Tangki Pencuci III (TP – 3)

Fungsi : Untuk mencuci kacang kedelai dari tangki perendam II.

Bentuk : Silinder vertikal dengan dasar datar dan tutup ellipsoidal

Bahan Konstruksi : Carbon Steel, SA-283 grade C

Jumlah : 1 unit

Volume tangki : 7,333 m3 Diameter tangki : 1,875 m

Tinggi tangki : 2,344 m

Tinggi head : 0,469 m

Tebal plat : 0,201 in Daya pengaduk : 0,083 Hp

5.18 Vibrating Screen III (SF-3)

Fungsi : Mengayak atau memisahkan kacang kedelai dengan air untuk dimasukkan ke dalam tangki perebusan.

Jenis : Vibrating Screen

Bahan : Stainless Steel

Kondisi Operasi :

Temperatur (T) : 30 oC

Tekanan (P) : 1 atm (14,696 psi)

Kapasitas : 6,470 ton/jam

Kecepatan Getaran : 3600 vibrasi/menit

Daya : 4 Hp

Effisiensi : 98,76 %

5.19 Tangki Perebusan (P )

Fungsi : Untuk merebus kacang kedelai yang sudah dicuci.

Jenis : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal. Bahan : Carbon Steel, SA-283 grade C

Jumlah : 1 unit

Volume tangki : 1,852 m3 Diameter tangki : 1,185 m

Tinggi tangki : 1,482 m

Tebal plat : 0,170 in Daya pengaduk : 0,008 Hp

5.20 Roller Mill (RM)

Fungsi : untuk menghaluskan kacang kedelai dari tangki perebusan.

Jenis : Double Toothed-Roll Crusher

Bahan konstruksi : Commercial steel

Jumlah : 1 buah

Diameter : 1,5 ft

Face ukuran roll : 1,5 ft

Kecepatan putaran : 150 rpm

Daya motor : 8 Hp

5.21 Tangki Pencampuran (MT – 1)

Fungsi : Untuk mencampur pasta kedelai dengan air.

Jenis : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal. Bahan : Carbon Steel, SA-283 grade C

Jumlah : 1 unit

Volume tangki : 14,766 m3 Diameter tangki : 2,562 m

Tinggi tangki : 3,203 m

Tinggi head : 0,640 m

Tebal plat : 0,288 in Daya pengaduk : 0,2 Hp

5.22 Pompa Tangki Pencampuran (Po – 3)

Fungsi : Memompakan umpan ke Filter Press.

Jenis : centrifugal pump

Bahan Konstruksi : Stainless steel

Jumlah : 1 unit

Spesifikasinya adalah sebagai berikut :

Laju alir volumetric, Q = 0,0121ft3/s

Diameter pompa, D i,opt = 2,559 in

Ukuran pipa nominal = 3 in

Schedule pipa = 80

Diameter dalam (ID) = 2,9 in = 0,242 ft

Diameter Luar (OD) = 3,5 in = 0,292 ft

Luas Penampang dalam (At) = 0,046 ft2

Kerja pompa, W = 11,168 ft. lbf/lbm

Daya pompa = 0,2 Hp

Daya motor = 0,3 Hp

5.23 Filter Press (FP)

Fungsi : Memisahkan susu kedelai dengan ampas. Jenis : Plate and Frame Filter Press

Temperatur : 50 oC

Bahan Konstruksi : Carbon Steel

Jumlah : 1 unit

Volume filtrat : 6,842 ft3 Tekanan filtrasi : 50 psi Luas frame : 25,611 m2

5.24 Bak Penampung (BC)

Fungsi : Menampung cake dari unit filter press

Bentuk : Persegi panjang

Bahan konstruksi : Beton

Jumlah : 1 unit

Volume bak : 61,229 m3

Tinggi bak : 3,008 m

Panjang bak : 4,512 m

Lebar bak : 4,512 m

5.25 Tangki Pencampuran (MT – 2)

Fungsi : Untuk mencampur susu kedelai dengan santan.

Jenis : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal. Bahan : Carbon Steel, SA-283 grade C

Jumlah : 1 unit

Volume tangki : 15,301 m

s ft / 124 ,

0 3

3

Diameter tangki : 2,396 m Tinggi tangki : 2,995 m

Tinggi head : 0,592 m

Tebal plat : 0,229 in Daya pengaduk : 0,321Hp

5.26 Pompa Tangki Pencampur-II (Po – 5)

Fungsi : Memompa cairan ke tangki Pasteurisasi.

Jenis : Centrifugal pump

Bahan Konstruksi : Commercial Steel

Jumlah : 1 unit

Spesifikasinya adalah sebagai berikut :

Laju alir volumetric, Q =

Diameter pompa, D i,opt = 2,559 in

Ukuran pipa nominal = 2 in

Diameter dalam (ID) = 1,939 in = 0,1616 ft

Diameter Luar (OD) = 2,375 in = 0,1979 ft

Luas Penampang dalam (At) = 0,0205 ft2

Kerja pompa, W = 25,171 ft. lbf/lbm

Daya pompa = 0,313 Hp

5.27 Tangki Pasteurisasi (PT)

Fungsi : Untuk mensterilkan susu kedelai.

Jenis : Jacked Vessel

Bahan : Carbon Steel, SA-283 grade C

Jumlah : 1 unit

Jenis Pengaduk : Paddle

Volume tangki : 7,628 m

s ft / 124 ,

0 3

3

Diameter tangki : 1,135 m Tinggi silinder : 10 m

Tinggi tutup : 0,284 m

Tebal shell : ¼ in

Daya pengaduk : 2,418 Hp

5.28 Pompa Tangki Pasteurisasi (Po – 6)

Fungsi : Memompa cairan ke evaporator.

Jenis : Centrifugal pump

Bahan Konstruksi : Commercial Steel

Jumlah : 1 unit

Spesifikasinya adalah sebagai berikut :

Laju alir volumetric, Q =

Diameter pompa, D i,opt = 2,559 in

Ukuran pipa nominal = 2 in

Schedule pipa = 80

Diameter dalam (ID) = 1,939 in = 0,1616 ft

Diameter Luar (OD) = 2,375 in = 0,1979 ft

Kerja pompa, W = 12,307 ft. lbf/lbm

Daya pompa = 0,313 Hp

5.29 Evaporator (EV)

Fungsi : Menguapkan air dalam kandungan susu kedelai.

Jenis : Tangki flat six blade open turbin dengan tutup dan alas ellipsoidal

Bahan : Carbon steel, SA-283 grade C

Jumlah : 1 unit

Kapasitas tangki : 15,258 m3

Diameter tangki : 2,349 m

Tinggi tangki : 4,171 m

Tinggi tutup : 0,581 m

Diameter pengaduk : 2,568 ft

Daya pengaduk : 0,075 Hp

Panjang koil : 518,771 m

Jumlah lilitan : 118 lilitan

5.30 Cooler (C)

Fungsi : Menurunkan suhu susu pasta kedelai dari 102 oC menjadi

50 o

s ft / 0015 ,

0 3

C.

Jenis : 1-2 shell and tube

Jumlah : 1 unit

5.31 Pompa Cooler (Po – 7)

Fungsi : Memompa cairan ke spray dryer.

Jenis : Centrifugal pump

Bahan Konstruksi : Commercial Steel

Jumlah : 1 unit

Spesifikasinya adalah sebagai berikut :

Laju alir volumetric, Q =

Diameter pompa, D i,opt = 1,887 in

Schedule pipa = 80

Diameter dalam (ID) = 2,9 in = 0,242 ft

Diameter Luar (OD) = 3,5 in = 0,292 ft

Luas Penampang dalam (At) = 0,046 ft2

Kerja pompa, W = 10,204 ft. lbf/lbm

Daya pompa = 0,096 Hp

5.32 Spray Dryer (SD)

Fungsi : Menguapkan air dari pasta kedelai dengan menggunakan

udara panas.

Jenis : Spray dryer

Jumlah : 1 Unit Diameter : 2,846 m

Tinggi : 18,672 ft = 5,691 m Kecepatan putar motor : 3600 rpm

Daya motor : 5 hp

5.33 Cyclon

Fungsi : Memisahkan uap air dari padatan susu kedelai. Bahan konstruksi : Carbon steel, SA-283 grade C

Jumlah : 1 unit

Diameter cyclon : 13 cm Tinggi cyclone : 1,5 ft D_θ = Dc/2 = 6,5 cm Bc = Dc/4 = 3,25 cm Hc = Dc/2 = 6,5 cm Lc = 2 Dc = 26 cm Sc = Dc/8 = 1,625 cm Zc = 2 Dc = 26 cm Jc = Dc/4 = 3,25 cm

5.34 Rotary Cooler (RC)

Fungsi : Untuk menurunkan suhu produk dari 80 oC menjadi 30 o

1. Diameter Rotary Cooler = 4,184 ft

C. Jenis : Rotary Cooler

Bahan : Commercial Steel

Spesifikasinya adalah sebagai berikut :

2. Panjang Dryer = 3,376 ft

3. Waktu Tinggal = 6,975 menit

4. Putaran Rotary Cooler = 31,845 rpm

5. Power = 13,129 Hp

5.35 Tangki Produk (TK)

Fungsi : untuk menyimpan produk susu bubuk kedelai.

Jenis : Silinder vertikal dengan dasar dan tutup datar. Bahan : Stainless Steel, SA-283 grade C

Jumlah : 1 unit

Volume tangki : 181,544 m3 Diameter tangki : 5,465 m Tinggi tangki : 6,831 m Tebal plat : 0,313 in

BAB VI

INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

6.1 Instrumentasi

Instrumentasi merupakan sistem dan susunan yang dipakai di dalam suatu proses kontrol untuk mengatur jalannya proses agar diperoleh hasil sesai dengan yang diharapkan. Di dalam suatu pabrik kimia, pemakaian instrumen merupakan suatu hal yang penting karena dengan adanya rangkaian instrumen tersebut maka operasi semua peralatan yang ada di dalam pabrik dapat dimonitor dan dikontrol dengan cermat, mudah dan efisien. Dengan demikian, kondisi operasi selalu berada dalam kondisi yang diharapkan (Ulrich, 1984).

Secara garis besar, alat –alat kontrol dapat diklasifikasikan atas : 1. Penunjuk (Indicator)

2. Pengirim (Transmitter) 3. Pencatat (Recorder) 4. Pengatur (Controller)

5. Katup pengatur (Control valves)

Indicator adalah suatu alat yang (biasanya terletak pada tempat dimana pengukuran untuk proses tersebut dilakukan) memberikan harga dari besaran (variabel) yang diukur. Besaran ini merupakan besaran sesaat.

Transmitter adalah alat yang mengukur harga dari suatu besaran seperti suhu, tinggi permukaan dan mengirimkan sinyal yang diperolehnya keperalatan lain misal

recorder, indicator atau alarm.

Recorder (biasanya terletak jauh dari tempat dimana besaran proses diukur), bekerja untuk mencatat harga – harga yang diproleh dari pengukuran secara continue atau secara periodik. Biasanya hasil pencatatan recorder ini terlukis dalam bentuk kurva diatas kertas.

Controller adalah suatu alat yang membandingkan harga besaran yang diukur dengan harga sebenarnya yang diinginkan bagi besaran itu dan memberikan sinyal untuk pengkoreksian kesalahan, jika terjadi perbedaan antara harga besaran yang diukur dengan harga besaran yang sebenarnya.

Sinyal koreksi yang dihasilkan oleh controller berfungsi untuk mengoperasikan

Control valve untuk memperbaiki atau meniadakan kesalahan tersebut. Biasanya

controller ditempatkan jauh dari tempat pengukuran. Controller juga dapat berfungsi (dilengkapi) untuk dapat mencatat atau mengukur.

Peralatan instrumentasi biasanya bekerja dengan tenaga mekanis atau tenaga listrik dan pengontrolannya dapat dilakukan secara manual ataupun otomatis (menggunakan komputer). Penggunaan instrumen pada suatu peralatan proses tergantung pada pertimbangan ekonomis dan sistem peralatan sendiri. Pada pemakaian alat-alat instrumen dekat peralatan proses (kontrol manual) atau disatukan di dalam suatu ruang kontrol pusat (control room) yang dihubungkan dengan bangsal peralatan (kontrol otomatis).

Variabel-variabel proses yang biasanya dikontrol / diukur oleh instrumen adalah (Stephoulus, 1984) :

1. Variabel utama, seperti temperatur, tekanan, laju alir dan level cairan.

2. Variabel tambahan, seperti densitas, viskositas, konduktivitas, pH, humiditas, titik embun, komposisi kimia, kandungan kelembaban, dan variabel lainnya.

Faktor–faktor yang perlu diperhatikan dalam instrumen–instrumen adalah (Peters et.al., 2004) :

1. Range yang diperlukan untuk pengukuran. 2. Level instrumentasi.

3. Ketelitian yang dibutuhkan.

4. Bahan konstruksinya.

5. Pengaruh pemasangan instrumentasi pada kondisi proses.

Instrumentasi yang umum digunakan dalam pabrik adalah (Considine, 1985) :

1. Untuk variabel temperatur.

• Temperature Controller (TC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati temperatur dari suatu alat. Dengan menggunakan

Temperature Controller, para engineer juga dapat melakukan pengendalian terhadap peralatan sehingga temperatur peralatan tetap berada dalam range yang diinginkan. Temperature Controller kadang–

kadang juga dapat mencatat temperatur dari suatu peralatan secara berkala Temperature Recorder (TR).

• Temperature Indicator (TI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati temperatur suatu alat.

2. Untuk variabel ketinggian permukaan cairan.

• Level Controller (LC) adalah instumentasi yang digunakan untuk mengamati ketinggian cairan di dalam suatu alat. Dengan menggunakan

Level Controller, para engineer juga dapat melakukan pengendalian ketinggian cairan di dalam peralatan tersebut.

• Level Indicator (LI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati ketinggian cairan di dalam suatu alat.

3. Untuk variabel tekanan.

• Pressure Controller (PC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati tekanan operasi dari suatu alat. Para engineer juga dapat

melakukan perubahan tekanan dari peralatan operasi. Pressure

Controller dapat juga dilengkapi pencatat tekanan dari suatu peralatan secara berkala Pressure Recorder (PR).

• Pressure Indicator (PI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati tekanan operasi dari suatu alat.

4. Untuk variabel aliran cairan.

• Flow Controller (FC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati laju alir larutan atau cairan yang melalui suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat melakukan pengendalian.

• Flow Indicator (FI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati laju alir larutan atau cairan suatu alat.

Pada pra rancangan pabrik pembuatan susu kedelai bubuk ini, jenis-jenis instrumen yang digunakan adalah sebagai berikut:

1. Tangki (T-1), (T-2)

Instrumen yang digunakan pada tangki adalah Level Indicator (LI) yang

berfungsi untuk mengamati ketinggian fluida di dalam tangki. Apabila ketinggian fluida di dalam tangki menurun, maka supply bahan harus segara ditambahkan.

Gambar 6.1 Tangki penyimpanan beserta instrumennya

2. Mix tank (MT-1,MT-2,TP-1,TP-2,TP-3,TB-1,TB-2,TB-3)

Instrumen yang digunakan pada tangki berpengaduk adalah kaca intip. Dengan memasang kaca pada dinding bejana (berdasarkan alasan keselamatan kaca dibuat ganda), tinggi permukaan dapat dilihat langsung secara visual.

Bahan masuk

Bahan keluar

Gambar 6.2 Tangki berpengaduk beserta instrumennya

3. Tangki Perebusan (P-1, PT-1).

Instrumen yang digunakan pada tangki adalah Temperature Controller (TC) yang berfungsi untuk mengamati dan mengontrol temperatur fluida di dalam

mixer. Pengeluaran bahan dari dalam mixer dikontrol sesuai dengan pemasukan bahan ke dalam mixer melalui Flow Controller (FC).

LI Bahan Masuk

Gambar 6.3 Tangki Perebusan beserta instrumennya.

4. Evaporator (EV)

Instrumen yang digunakan pada evaporator adalah Temperature Control (TC)

yang berfungsi untuk mengatur temperatur steam yang masuk ke dalam

evaporator.

Gambar 6.4 Evaporator beserta instrumennya.

5. Pompa (Po-1, Po-2, Po-3, Po-4, Po-5, Po-6, Po-7).

Instrumen yang digunakan pada pompa adalah Flow Controller (FC) yang

berfungsi untuk memperkecil laju alir fluida yang masuk apabila laju alir fluida di dalam pompa berada di atas batas yang ditentukan.

Gambar 6.5 Pompa beserta instrumennya. Fluida Keluar

Fluida Keluar TC

Umpan Fluida

Fluida

Fluida FC

FC Bahan Masuk

Bahan Keluar TC

6. Cooler (C).

Instrumen yang digunakan pada cooler adalah Temperature Controller (TC) yang berfungsi untuk mengamati dan mengontrol temperatur fluida di dalam

cooler. Apabila fluida yang keluar berada di atas temperatur yang diinginkan dalam cooler, maka Temperature Controller (TC) akan menggerakkan Flow Controller (FC) untuk membuka valve sehingga laju alir air pendingin yang masuk menjadi lebih besar.

Gambar 6.6 Cooler beserta instrumennya.

7. Spray Dryer

Instrumen yang digunakan pada Spray Dryer adalah Temperature Controller

(TC) yang berfungsi untuk mengamati dan mengontrol temperatur gas di

dalamnya. Apabila gas yang masuk berada di bawah temperatur yang diinginkan, maka Temperature Controller (TC) akan menggerakkan Flow Controller (FC) untuk membuka valve sehingga laju alir udara panas yang masuk menjadi lebih besar.

TC FC Udara panas

Bahan keluar Bahan masuk

LI

FI _FI

6.2 Keselamatan Kerja

Keselamatan kerja merupakan suatu usaha untuk mencegah terjadinya kecelakaan, cacat, ataupun pada saat bekerja di suatu perusahaan/pabrik. Kecelakaan dapat disebabkan oleh mesin, bahan baku, produk, serta keadaan tempat kerja, sehingga harus mendapat perhatian yang serius dan dikendalikan dengan baik oleh pihak perusahaan. Keselamatan kerja merupakan jaminan perlindungan bagi keselamatan karyawan dari bahaya cacat jasmani dan kematian. Selain itu, dengan adanya usaha-usaha pencegahan yang baik dapat meningkatkan semangat karyawan, untuk bekerja lebih baik, tenang, dan efisien.

Hal-hal yang perlu dipertimbangkan pabrik untuk menjamin keselamatan kerja, antara lain:

1. Menanamkan kesadaran akan keselamatan kerja bagi seluruh karyawan.

2. Memasang papan peringatan pada daerah proses yang rawan kecelakaan.

3. Memasang penerangan yang cukup dan sistem pertukaran udara/ventilasi yang

baik.

4. Menempatkan peralatan keselamatan dan pencegahan kebakaran di daerah yang

rawan akan kecelakaan atau kebakaran.

5. Memasang alarm (tanda bahaya), sehingga bila terjadi bahaya dapat segera

diketahui.

6. Menyediakan poliklinik dengan sarana yang memadai untuk pertolongan

sementara.

6.2.1 Keselamatan Kerja pada Pabrik Pembuatan Susu Kedelai Bubuk

Usaha untuk mencegah kecelakaan kerja yang mungkin terjadi dalam pabrik pembuatan Susu kedelai bubuk ini mencakup:

1. Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis

Upaya pencegahan kecelakaan terhadap bahaya mekanis adalah :

1. Melengkapi sistem yang menangani fluida bertekanan tinggi (steam) dengan katup-katup pengaman seperti pada boiler dan heat exchanger.

2. Menggunakan dasar lantai yang terbuat dari plat baja dengan permukaan

E.3.2.4 Biaya Variabel Lainnya

Diperkirakan 5 % dari Biaya tambahan

Biaya Variabel Lainnya = 0,05 x Rp. 16.798.896.168,- = Rp. 839.944.808

Total Biaya Variabel = Rp. 325.658.717.023,-

Total Biaya Produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel

= Rp 51.751.911.693 + Rp. 325.658.717.023

= Rp.

377.410.628.716,-E.4 Perkiraan Laba / Rugi Perusahaan

Laba sebelum pajak = total penjualan – total biaya produksi

= Rp. 470.832.000.000,- – Rp.377.410.628.716,- = Rp. 93.421.371.284,-

E.4.1 Pajak Penghasilan

Berdasarkan UURI Nomor 17 Ayat 1 Tahun 2000, tentang Perubahan ketiga atas Undang – Undang Nomor 7 Tahun 1983 tentang Pajak Penghasilan adalah sebagai berikut (Rusdji, 2004) :

1. Penghasilan sampai dengan Rp. 50.000.000,- dikenakan pajak sebesar 10 %. 2. Penghasilan antara Rp. 50.000.000,- sampai dengan Rp. 100.000.000,-

dikenakan pajak sebesar 15 %.

3. Penghasilan diatas Rp. 100.000.000,- dikenakan pajak sebesar 30 %. Maka pajak penghasilan yang harus dibayar adalah sebagai berikut :

 10 % x Rp. 50.000.000,- = Rp. 5.000.000,-

 15 % x (Rp. 100.000.000 – Rp. 50.000.000) = Rp. 7.500.000,-

 30% x (Rp.93.421.371.284,- – Rp.100.000.000) = Rp.27.996.411.385,-

Total PPh Rp. 28.008.911.385,-

E.4.2 Laba setelah Pajak

Laba setelah pajak = laba sebelum pajak – PPh

= Rp. 93.421.371.284,-– Rp. 28.008.911.385,- = Rp. 65.412.459.899,-

E.5 Analisa Aspek Ekonomi E.5.1 Profit Margin (PM)

PM = x100%

Penjualan Total

pajak sebelum Laba

= 100%

,-000 . 000 . 832 . 470 . 371.284,-Rp.93.421. x Rp

= 19,842 %

E.5.2 Break Even Point (BEP)

BEP = x100%

Variabel Biaya Penjualan Total Tetap Biaya −

BEP = 100%

,-023 . 717 . 658 . 325 . ,-000 . 000 . 832 . 470 . ,-693 . 911 . 751 . 51 . x Rp Rp Rp −

= 35,648 %

Kapasitas produksi pada titik BEP = 35,648 % x 5.000 ton/tahun = 1.782.419 ton/tahun

Nilai penjualan pada titik BEP = 35,648 % x Rp. 470.832.000.000,- = Rp.167.843.941.989,-

E.5.3 Return On Investment (ROI)

ROI = 100%

modal Investasix Total

pajak setelah Laba

ROI = 100%

66.052,-.294.255.8 ,-899 . 459 . 412 . 65 . x Rp Rp

= 22,2 %

E.5.4 Pay Out Time (POT)

POT = x Tahun

ROI 1 1

POT = x1Tahun

222 , 0

1

POT = 4,49 Tahun

POT selama 4,49 tahun merupakan jangka waktu pengembalian modal dengan asumsi bahwa perusahaan beroperasi dengan kapasitas penuh tiap tahun.

E.5.5 Return On Network (RON)

RON = x100%

sendiri Modal

pajak setelah Laba

RON = 100 %

19.631,-.176.553.5

,-899 . 459 . 412 . 65 .

x Rp

Rp

RON = 37 %

E.5.6 Internal Rate Of Return (IRR)

Untuk menentukan nilai IRR harus digambarkan jumlah pendapatan dan pengeluaran dari tahun ke tahun yang disebut “Cash Flow”. Untuk memperoleh cash flow diambil ketentuan sebagai berikut :

1. Laba kotor diasumsikan mengalami kenaikan 10 % tiap tahun 2. Masa pembangunan disebut tahun ke nol

3. Jangka waktu cash flow dipilih 10 tahun

4. Perhitungan dilakukan dengan menggunakan nilai pada tahun ke 10 5. Cash flow adalah laba sesudah pajak ditambah penyusutan

0 5E+10 1E+11 2E+11 2E+11 3E+11 3E+11 4E+11 4E+11 5E+11 5E+11

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

kapasitas (%)

N

il

a

i

(R

p

)

Penjualan Biaya tetap Biaya variabel Biaya produksi

35,648 %

Gambar LE.1 Skema Break Even Chart Pabrik Susu Kedelai Bubuk

Tabel L E 10 Data Perhitungan Internal Rate Of Return (IRR) Thn Laba sblm

Pajak Pajak

Laba Sdh

Pajak Depresiasi Net Cash Flow

P/F pada i PV pada i P/F pada i PV pada i

28 28 29 29

0 0 0 0 0

(294,255,866,052) 1

(294,255,866,052) 1 (294,255,866,052) 1 93,421,371,284 28,008,911,385 65,412,459,899

6,799,645,284 72,212,105,183 0.7813

56,415,707,175

0.7752 55,978,376,111 2 102,763,508,413 30,809,802,524 71,953,705,889

6,799,645,284 78,753,351,173 0.6104

48,067,230,941

0.6009 47,324,891,036 3 113,039,859,254 33,890,782,776 79,149,076,478

6,799,645,284 85,948,721,762 0.4768

40,983,544,236

0.4658 40,037,807,881 4 124,343,845,179 37,279,861,054 87,063,984,125

6,799,645,284 93,863,629,410 0.3725

34,966,926,802

0.3611 33,895,223,490 5 136,778,229,697 41,007,847,159 95,770,382,538 6,799,645,284

102,570,027,822 0.2910

29,851,806,997

0.2799 28,712,560,402 6 150,456,052,667 45,108,631,875 105,347,420,792 2,977,481,141

108,324,901,933 0.2274

24,630,231,095

0.2170 23,506,612,207 7 165,501,657,934 49,619,495,063 115,882,162,871 1,869,606,527

117,751,769,398 0.1776

20,916,916,092

0.1682 19,807,947,200 8 182,051,823,727 54,581,444,569 127,470,379,158 1,869,606,527

129,339,985,685 0.1388

17,949,528,764

0.1304 16,866,117,678 9 200,257,006,100 60,039,589,026 140,217,417,074 1,869,606,527

142,087,023,601 0.1084

15,405,105,967

0.1011 14,363,061,637 10 220,282,706,710 66,043,547,928 154,239,158,781 1,869,606,527

156,108,765,308 0.0847

13,222,926,757

0.0784 12,232,921,416

8,154,058,773 (1,530,346,995)

(

)

% 387 , 28 % 28 % 29 995 . 346 . 530 . 1 773 . 058 . 154 . 8 773 . 058 . 154 . 8 % 28 = − − + = IRR