Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Cair Dari Minyak Kelapa Dengan Kapasitas Bahan Baku 1 Tonn/Tahun

PRA RANCANGAN PABRIK

PEMBUATAN SABUN CAIR DARI MINYAK KELAPA

DENGAN KAPASITAS BAHAN BAKU 1TON/HARI

KARYA AKHIR

DISUSUN OLEH:

NIM : 025201038

DEDI KURNIADI

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas Rahmat dan Hiadayah-Nya penulis dapat menyelesaikan Karya Akhir ini dengan judul Pra

Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Cair dari Minyak Kelapa (Trigliserida) dengan kapasitas bahan baku 1 Ton/hari

Tugas pra rancangan ini merupakan tugas akhir dalam menyelesaikan studi Program Diploma IV (D-IV) disiplin ilmu Teknik Kimia, Departemen Teknik Kimia, Universitas Sumatera Utara, Medan.

Dalam penyusunan tugas pra rancangan pabrik ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan, dukungan dan fasilitas dari berbagai pihak. Untuk itu dengan segala kerendahan hati penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Orang tua tercinta yang telah memberikan dorongan baik moral maupun spiritual.

2. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, selaku Ketua Departemen Program Studi Teknologi Kimia Industri, Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Rondang Tambun, ST, MT selaku dosen pembimbing karya akhir yang telah banyak memberi arahan dan bimbingan dalam penyusunan karya akhir ini..

4. Bapak Mhd.Hendra S Ginting, ST, MT, selaku co-pembimbing karya akhir yang telah banyak memberi arahan dan bimbingan dalam penyusunan karya akhir ini.

5. Seluruh staff pengajar dan pegawai pada program studi Teknologi Kimia Industri, Departemen Teknik Kimia, Universitas Sumatera Utara.

6. Rekan satu kelompok Muhammad Fauzi, terima kasih atas kerja sama dan dukungannya selama ini semoga semua kerja keras kita berguna.

7. Rekan-rekan satu angkatan stambuk 2002 di Teknologi Kimia Industri. 8. Teman-teman kost atas kebersamaan dan kekeluargaan yang tak dapat

dilupakan.

Penulis menyadari bahwa Karya Akhir ini masih jauh dari sempurna, untuk itu penulis menerima kritik dan saran yang sifatnya membangun untuk kesempurnaan Karya Akhir ini dan kemajuan ilmu pengetahuan. Akhir kata penulis

berharap agar Karya Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan Mahasiswa Teknologi Kimia Industri khususnya dan seluruh pembaca pada umumnya.

Medan, Juli 2008

Penulis

INTISARI

Pabrik pembuatan Sabun Cair dari Minyak Kelapa ini direncanakan berkapasitas produksi sabun cair 1,3 ton/hari dan produk samping gliserol 120 kg/hari. Bahan baku yang digunakan unutk proses produksi per harinya adalah sebesar 1 ton/hari.

Lokasi pabrik direncanakan di Kecamatan Besitang Kabupaten Langkat Sumatera Utara yang dekat dengan bahan baku yaitu minyak kelapa, dengan luas areal pabrik 7.500 m2

Tenaga kerja yang dibutuhkan dalam pengoperasian pabrik ini berjumlah 33 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 27.534.643.401,-

b. Biaya Produksi (per tahun) : Rp 38.689.937.569,- c. Hasil penjualan (per tahun) : Rp 55.992.060.168,- d. Laba bersih : Rp 12.128.985.820,- e. Profit Margin (PM) : 30,9 %

f. Break Even Point (BEP) : 22,64 % g. Return on Investment (ROI) : 44 % h. Pay Out Time (POT) : 2,27 tahun i. Return on Network (RON) : 73,41 % j. Internal Rate of Return (IRR) : 49,10 %

Berdasarkan data-data di atas maka dapat disimpulkan bahwa perancangan pabrik pembuatan Sabun Cair dari Minyak Kelapa ini layak untuk didirikan.

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... i

INTISARI ... iii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR TABEL ... viii BAB I PENDAHULUAN ... I-1 1.1. Latar Belakang ... I-1 1.2. Perumusan Masalah ... I-3 1.3. Tujuan Perancangan Pabrik... I-4 1.4. Manfaat Rancangan ... I-4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... II-1

2.1. Sabun ... II-1 2.2. Sabun Cair ... II-3 2.3. Fungsi dan Sifat-Sifat Bahan Baku ... II-4 2.4. Proses-Proses Pembatan Sabun ... II-15 2.5. Pemilihan Proses ... II-18 2.6. Deskripsi Proses ... II-19 BAB III NERACA MASSA DAN NERACA PANAS ... III-1

3.1. Reaktor ... III-1 3.2. Separator ... III-1 3.3. Tangki Pencampur ... III-2 3.4. Tangki Minyak Kelapa ... III-2

3.5. Reaktor ... III-2 BAB IV SPESIFIKASI ALAT ... IV-1 BAB V INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ... V-1

5.1. Instrumentasi ... V-1 5.2. Keselamatan Kerja ... V-5 5.3. Keselamatan Pada Pabrik Pembuatan Sabun Cair ... V-6

BAB VI UTILITAS ... VI-1 7.1. Kebutuhan Panas ... VI-1 7.2. Kebutuhan Air ... VI-1 7.3. Unit Pengolahan Air ... VI-2 7.4. Kebutuhan Bahan Kimia ... VI-4 7.5. Kebutuhan Listrik... VI-4 7.6. Kebutuahan Bahan Bakar ... VI-4 7.7. Unit Pengolahan Limbah... VI-5 7.8. Spesifikasi Peralatan Utilitas... VI-6 BAB VII MANAJEMEN ORGANISASI PERUSAHAAN... VII-1

7.1. Pengertian Organisasi dan Manajemen ... VII-1 7.2. Bentuk Badan Usaha ... VII-1 7.3. Struktur Organisasi ... VII-2 7.4. Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab ... VII-2 7.5. Sistem Kerja dan Jam Kerja ... VII-4 7.6. Sistem Upah ... VII-4 7.7. Kesejahteraan Karyawan ... VII-4 7.8. Analisa Jabatan... VII-5 7.9. Jumlah Dan Tingkat Pendidikan Tenaga Kerja ... VII-5 BAB 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 BAB IX ANALISA EKONOMI ... IX-1

10.1. Modal Investasi ... IX-1 10.2. Biaya Produksi Total ... IX-4 10.3. Total Penjualan... IX-5 10.4. Perkiraan Rugi/Laba Perusahaan ... IX-5 10.5. Analisa Asek Ekonomi ... IX-5 BAB X KESIMPULAN ... X-1 DAFTAR PUSTAKA ... x LAMPIRAN A. PERHITUNGAN NERACA MASSA ... LA-1

LAMPIRAN B. PERHITUNGAN NERACA PANAS ... LB-1 LAMPIRAN C. PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN ... LC-1 LAMPIRAN D. PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN

UTILITAS ... LD-1 LAMPIRAN E. PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI ... LE-1

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1. Data Produksi Perkebunan Kelapa ... I-2 Tabel 1.2. Data kebutuhan Sabun Cair dalam Negri dan Eksport ... I-3 Tabel 2.1. Komposisi Minyak Kelapa ... II-6 Tabel 3.1. Neraca Massa pada Reaktor ... III-1 Tabel 3.2. Neraca Massa pada Separator ... III-1 Tabel 3.3. Neraca Massa pada Tangki Pencampur ... III-2 Tabel 3.4. Neraca Panas pada Tangki Minyak Kelpa ... III-2 Tabel 3.5. Neraca Panas pada Reaktor ... III-2 Tabel 6.1. Mutu Air Sumur Bor Besitang ... VI-2 Tabel 7.1. Jumlah Tenaga Kerja beserta Pendidikannya ... VII-5 Tabel 8.1. Perincian Luas Tanah Pabrik ... VIII-4 Tabel LA.1 Neraca Massa pada Reaktor... LA-3 Tabel LA.2 Neraca Massa pada Separator ... LA-5 Tabel LA.3 Neraca Neraca Masa pada Tangki Pencampur ... LA-6 Tabel LB.1 Harga cp Setiap Gugusan ... LB-1 Tabel LB.2 Panas Reaksi Pembentukan ( ΔHfo ) ... LB-2

Tabel LB.3 Kapasitas Panas (Cp) ... LB-2 Tabel LB.4 Neraca Panas Masuk Pada Tangki Minyak Kelapa ... LB-3 Tabel LB.5 Neraca Panas Keluar Dari Tangki Minyak Kelapa ... LB-3 Tabel LB.6 Neraca Panas Masuk Pada Reaktor... LB-5 Tabel LB.7 Neraca Panas Keluar Dari Reaktor ... LB-5 Tabel LC.1 Komposisi Bahan dalam Tangki Minyak Kelapa ... LC-1 Tabel LC.2 Komposisi Bahan dalam Tangki KOH ... LC-6 Tabel LC.3 Komposisi Bahan dalam Reaktor ... LC-9 Tabel LC.4 Komposisi Bahan dalam Separator ... LC-17 Tabel LC.5 Komposisi Bahan dalam Tangki Timbun Gliserol ... LC-20 Tabel LC.6 Komposisi Bahan dalam Tangki EDTA ... LC-26 Tabel LC.7 Komposisi Bahan dalam Tangki Gliserin ... LC-29 Tabel LC.8 Komposisi Bahan dalam Tangki Parfum ... LC-33 Tabel LC.9 Komposisi Bahan dalam Tangki Pencampur ... LC-37

Tabel LC.10 Komposisi Bahan dalam Tangki Produk ... LC-44 Tabel LE.1 Perincian harga bangunan ... LE-2 Tabel LE.2 Data Indeks Harga Chemical Engeneering (CE) ... LE-3 Tabel LE.3 Perkiraan Harga Peralatan Proses ... LE-5 Tabel LE.4 Perkiraan Harga Peralatan Utilitas ... LE-6 Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi... LE-8 Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai ... LE-11 Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas ... LE-12 Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja ... LE-13 Tabel LE.9 Perkiraan Biaya Depresiasi ... LE-15 Tabel LE.10 Nilai Perhitungan IRR ... LE-22

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Penampang Buah Kelapa ... II-5 Gambar 5.1. Instrumen pada Tangki Penyimpanan Bahan Baku ... V-4 Gambar 5.2. Instrumentasi Pada Tangki Berjaket ... V-4 Gambar 5.3. Instrumentasi Pada Pompa ... V-5 Gambar 6.1. Proses Pengolahan limbah ... VI-6 Gambar 7.1. Struktur Organisasi ... VII-7 Gambar 8.1. Tata Letak Pabrik Pembuatan Sabun Cair ... VIII-5 Gambar LA.1Reaktor ... LA-1 Gambar LA.2Separator ... LA-4 Gambar LA.3Tangki Pencampur ... LA-5 Gambar LB.1Tangki Minyak Kelapa ... LB-2

Gambar LB.2Tangki Reaktor ... LB-4

Gambar LC.1Ukuran Tangki ... LC-2 Gambar LC.2Ukuran Tutup Tangki ... LC-4 Gambar LC.3Ukuran Reaktor ... LC-10 Gambar LC.4Ukuran Tangki ... LC-45 Gambar LE.1.Grafik Break Event Point ... LE-22

INTISARI

Pabrik pembuatan Sabun Cair dari Minyak Kelapa ini direncanakan berkapasitas produksi sabun cair 1,3 ton/hari dan produk samping gliserol 120 kg/hari. Bahan baku yang digunakan unutk proses produksi per harinya adalah sebesar 1 ton/hari.

Lokasi pabrik direncanakan di Kecamatan Besitang Kabupaten Langkat Sumatera Utara yang dekat dengan bahan baku yaitu minyak kelapa, dengan luas areal pabrik 7.500 m2

Tenaga kerja yang dibutuhkan dalam pengoperasian pabrik ini berjumlah 33 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 27.534.643.401,-

b. Biaya Produksi (per tahun) : Rp 38.689.937.569,- c. Hasil penjualan (per tahun) : Rp 55.992.060.168,- d. Laba bersih : Rp 12.128.985.820,- e. Profit Margin (PM) : 30,9 %

f. Break Even Point (BEP) : 22,64 % g. Return on Investment (ROI) : 44 % h. Pay Out Time (POT) : 2,27 tahun i. Return on Network (RON) : 73,41 % j. Internal Rate of Return (IRR) : 49,10 %

Berdasarkan data-data di atas maka dapat disimpulkan bahwa perancangan pabrik pembuatan Sabun Cair dari Minyak Kelapa ini layak untuk didirikan.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Indonesia yang merupakan negara tropis dengan banyaknya pulau merupakan negara produsen kelapa utama di dunia setelah Philipina. Hal ini terjadi karena kelapa umumnya tumbuh di kawasan pantai. Hampir semua tempat di Indonesia dapat dijumpai tanaman kelapa yang pengusahaannya berupa perkebunan rakyat.

Pohon kelapa sering disebut pohon kehidupan karena sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia di seluruh dunia. Hampir semua bagian tanaman kelapa memberikan manfaat bagi manusia. Hanya saja selama ini produk kelapa mendapatkan saingan dari produk kelapa sawit. Namun, ditinjau dari ragam produk yang dapat dihasilkan oleh buah kelapa, produk kelapa sawit belum mampu menyainginya. Hal ini merupakan peluang untuk pengembangan kelapa menjadi aneka produk yang bermanfaat. Beberapa jenis produk kelapa yang tidak dapat digantikan oleh kelapa sawit antara lain santan, gula, air kelapa segar (kelapa muda), lidi, janur, dan daging kelapa. Selain itu, masih ada lagi produk yang dihasilkan dari tanaman kelapa seperti arang aktif, sabut, dan industri kerajinan tangan. Bahkan limbah pengolahan minyak kelapa pun masih dapat digunakan sebagai pakan ternak. (Barliana dan Hengky, 2006)

Produksi kelapa di Indonesia per tahunnya cukup memenuhi kebutuhan industri dan kebutuhan masyarakat. Mulai dari produksi perkebunan besar milik negara dan swasta maupun milik perkebunan rakyat.

Tabel 1.1 Data produksi perkebunan kelapa

Produksi Perkebunan Besar Produksi Perkebunan Rakyat Tahun Produksi / Ton Tahun Produksi / Ton

2001 94.000 2001 3.069.000 2002 87.600 2002 3.010.900 2003 87.600 2003 3.136.400 2004 88.500 2004 3.191.100 2005 89.400 2005 3.176.100

(Badan Pusat Statistik Indonesia, 2001-2005)

Dari sisi kebutuhan bahan baku utama, Indonesia merupakan salah satu penghasil minyak kelapa (bahan baku dasar sabun cair) terbesar, sehingga industri sabun cair mempunyai prospek dan nilai ekonomi yang sangat menguntungkan jika dikembangkan di Indonesia. (hhtp//www.ristek.co.id)

Minyak kelapa merupakan bagian yang paling berharga dari buah kelapa. Kandungan minyak pada daging buah kelapa tua adalah sebanyak 34,7%. Minyak kelapa digunakan sebagai bahan baku industri seperti sabun, obat-obatan, dan sebagai minyak goreng. (hhtp//www.ristek.co.id)

Sabun cair diproduksi untuk berbagai keperluan seperti untuk mandi, pencuci tangan, pencuci piring ataupun alat-alat rumah tangga, dan sebagainya. Karakteristik sabun cair tersebut berbeda-beda untuk setiap keperluan, tergantung pada komposisi bahan dan proses pembuatannya. Keunggulan sabun cair antara lain mudah dibawa bepergian dan lebih higienis karena biasanya disimpan dalam wadah yang tertutup rapat. Untuk keperluan membersihkan badan saat mandi, sabun cair biasanya dipandang lebih bergengsi dibanding sabun padat, meskipun harganya juga sedikit agak mahal.

Kebutuhan bangsa indonesia akan sabun untuk berbagai keperluan dalam 4 tahun terakhir (2001 - 2004) dapat dilihat pada tebel 1.2 berikut ini.

Tabel 1.2 Data kebutuhan sabun cair dalam negeri dan ekspor

Tahun Kebutuhan dalam negri (ton) Kebutuhan ekspor (ton)

2001 340.000 67.000

2002 556.350 110.000

2003 689.456 120.000

2004 849.736 155.000

(Badan Pusat Statistik Indonesia, 2001 – 2004)

Berdasarkan data diatas dapat diketahui bahwa kebutuhan sabun cair terus meningkat dari tahun – ketahun dan tentu saja dapat diduga bahwa kebutuhan sabun cair pada masa yang akan datang juga terus bertambah, mengingat laju pertumbuhan penduduk yang cepat dan pertumbuhan aneka industri yang menggunakan sabun cair.

1.2Perumusan Masalah

Pada zaman dulu minyak kelapa diolah hanya sebagai minyak goreng yang dikonsumsi masyarakat, akan tetapi sejalan dengan perkembangan zaman, minyak kelapa bukan hanya diolah menjadi minyak goreng yang bermutu tinggi tetapi juga bahan baku kosmetik, dan obat-obatan. Semakin meningkatnya permintaan pasar, minyak kelapa diolah menjadi sabun cair. Oleh karena itu perlu dirancang pra pabrik pembuatan Sabun Cair dari Minyak Kelapa.

1.3Tujuan Perancangan Pabrik

Tujuan perancangan pabrik Sabun Cair ini adalah untuk mengaplikasikan ilmu Teknologi Kimia Industri yang meliputi neraca masa, neraca energi, operasi teknik kimia, utilitas, dan bagian ilmu Teknologi Kimia lainnya yang disajikan pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Cair dari Minyak Kelapa.

1.4 Manfaat Rancangan

Manfaat dari “ Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Cair dari Minyak Kelapa” adalah sebagai studi kelayakan yang ditinjau dari aspek ekonomi dan teknik.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sabun

Sabun adalah garam alkali dari asam lemak dan dihasilkan menurut reaksi asam basa biasa. Basa alkali yang umum digunakan untuk membuat sabun adalah Kalium Hidroksida (KOH), Natrium Hidroksida (NaOH), dan Amonium Hidroksida (NH4OH) sehingga rumus molekul sabun selalu dinyatakan sebagai RCOOK atau

RCOONa atau RCOONH4. Sabun kalium ROOCK disebut juga sabun lunak dan

umumnya digunakan untuk sabun mandi cair, sabun cuci pakaian dan perlengkapan rumah tangga. Sedangkan sabun natrium, RCOONa, disebut sabun keras dan umumnya digunakan sebagai sabun cuci, dalam industri logam dan untuk mengatur kekerasan sabun kalium. Didalam air, sabun bersifat sedikit basa. Hal ini disebabkan bagian rantai alkil sabun (RCOO

-RCOO

) mengalami hidrolisis parsial dalam air :

+ H2O RCOOH + OH

Karenanya kulit akan terasa kering jika terlalu lama kontak dengan air yang mengandung sabun. Untuk mengatasi hal ini biasanya produsen – produsen sabun menambahkan sedikit pelembab (moisturizer) kedalam sabun.

-Jika didalam air terdapat ion – ion Ca2+ dan Mg2+

2RCOO + Mg

baik dalam bentuk bikarbonat atau hidroksida, bagian alkil dari sabun ini akan di endapkan bersama dengan ion – ion logam tersebut :

2+

Mg(RCOO)2

Akibatnya dibutuhkan relatif lebih banyak sabun sebelum bisa membuat air menjadi berbuih (petrucci, 1966). Dari segi pengolahan air maka sabun cukup efektif untuk mengendapkan ion – ion penyebab hardness (ion Ca2+ dan Mg2+) dengan hanya meningkatkan ion Na2+ dan K2+

Pemakaian sabun terutama berhubungan dengan sifat “surface active agent” dari sabun. Sabun bersifat dapat mengurangi tegangan permukaan yang dibasahi dibandingkan jika tanpa sabun. Selain itu sifat lain yang cukup penting adalah kemampuan molekul sabun dalam air membentuk emulsi. Kemampuan ini berhubungan dengan kemampuan molekul sabun dalam mengikat kotoran yang melekat pada suatu permukaan (membersihkan).

. Sehingga pemakaian sabun untuk mengurangi

hardness dalam pengolahan air perlu juga mendapat perhatian.

Sebuah molekul sabun dalam air akan terionisasi menjadi ion positif (disebut bagian kepala berupa ion logam atau NH4

Sebelum perang dunia II, sabun diperoleh dengan jalan mereaksikan lemak dengan kaustik soda didalam ketel – ketel besar atau kecil yang dilengkapi dengan ) dan ion negatif (disebut bagian ekor berupa rantai alkil). Bagian ekor bersifat hidrofobik (menjauhi molekul air) dan bagian kepala bersifat hidrofilik (mendekati molekul air). Bagian ekor ini akan mencari permukaan tertentu (misalnya kotoran lemak) dan akan bergerombol mengelilingi permukaan tersebut membentuk “misel”. Sedangkan bagian kepala akan tetap kontak dengan molekul air sehinggga dengan demikian mencegah bagian ekor (yang membentuk misel) dari mengendap dan mencegah terbentuknya misel yang terlalu besar yang dapat mengendap secara gravitasi. Hasilnya kotoran dan molekul sabun akan tetap terdispersi dalam air (fessenden, 1963).

pengaduk dan jaket uap. Proses ini dikenal dengan nama soap boilling operation dan berlangsung secara batc.

Setelah perang dunia II, sabun mulai dikembangkan pembuatan sabun melalui proses kontinu. Proses ini memiliki beberapa keuntungan dibandingkan dengan sistem batch. Antara lain pemakaian energi lebih efisien dan waktu yang diperlukan untuk menghasilkan sabun lebih efisien (Riegel, 1985). Saat ini, proses pembuatan sabun secara kontinu dilakukan dengan cara safonifikasi langsung trigliserida, safonifikasi metil ester asam lemak yang dikembangkan oleh fuji cooperation (jepang) dan netralisasi asam lemak yang dikembangkan oleh mazzoni LB.

2.2 Sabun Cair

Sabun cair diproduksi untuk berbagai keperluan seperti untuk mandi, pencuci tangan, pencuci piring ataupun alat-alat rumah tangga, dan sebagainya. Karakteristik sabun cair tersebut berbeda-beda untuk setiap keperluan, tergantung pada komposisi bahan dan proses pembuatannya. Keunggulan sabun cair antara lain mudah dibawa bepergian dan lebih higienis karena biasanya disimpan dalam wadah yang tertutup rapat.

2.2.1 Sabun mandi cair

Sabun mandi cair merupakan garam logam alkali (K) dengan asam lemak dan minyak dari bahan alam yang disebut trigliserida. Lemak dan minyak mempunyai dua jenis ikatan, yaitu ikatan jenuh dan ikatan tak jenuh dengan atom karbon 8-12 yang diberikatan ester dengan gliserin. Secara umum, reaksi antara kaustik dengan gliserol menghasilakn gliserol dan sabun yang disebut saponifikasi.

Pada Pra rancangan pabrik pembuatan sabun cair ini bahan yang digunakan adalah minyak kelapa dengan kandungan asam lemak rantai pendek dan ikatan jenuh akan menghasilkan sabun cair.

Untuk memperoleh sabun yang berfungsi khusus, perlu ditambahkan zat aditif, antara lain : gliserol atau penghalus (skin aditif), antioksidan, pewarna, aroma, dan pengkelat.

2.3 Fungsi dan Sifat – sifat Bahan Baku

Bahan baku yang dipakai untuk proses pembuatan sabun mandi cair dalam pra rancangan ini meliputi bahan baku utama dan bahan tambahan. Termasuk bahan baku utama yaitu Minyak kelapa dan kalium hidroksida (KOH), sedangkan yang termasuk bahan baku tambahan / pelengkap yaitu Etilen diamin tetra asetat (EDTA), gliserin, dan parfum.

2.3.1 Bahan Baku Utama 1. Minyak Kelapa

Minyak kelapa diperoleh dari buah tanaman kelapa atau Cocos nucifera L., yaitu pada bagian inti buah kelapa (kernel atau endosperm). Tanaman kelapa ini memiliki :

Famili : Palmae

Genus : Cocos

Inti buah tanaman kelapa ini memiliki kandungan minyak kelapa sebanyak 34,7 % dengan kelembaban 6-8 %. Kandungan asam lemak minyak kelapa yang paling banyak adalah asam laurat C12:0 (asam lemak jenuh / saturated fatty acid).

Gambar 2.1 Buah Kelapa

Pada pembuatan minyak kelapa yang menjadi bahan baku utamanya adalah daging kelapa. Minyak kelapa berdasarkan kandungan asam lemak digolongkan ke dalam minyak asam laurat, karena kandungan asam lauratnya paling besar jika dibandingkan dengan asam lemak lainnya. Berdasarkan tingkat ketidakjenuhannya yang dinyatakan dengan bilangan iod (iodine value), maka minyak kelapa dapat dimasukkan ke dalam golongan non drying oils, karena bilangan iod minyak tersebut berkisar antara 7,5 – 10,5.(hhtp//www.ristek.co.id)

Minyak kelapa yang belum dimurnikan mengandung sejumlah kecil komponen bukan minyak, misalnya fosfatida, gum sterol (0,06 –0,08%), tokoferol (0,003) dan asam lemak bebas (kurang dari 5%), sterol yang terdapat di dalam minyak nabati disebut phitosterol dan mempunyai dua isomer, yaitu beta sitoterol (C29H50O) dan

stigmasterol (C29H48O). Stirol bersifat tidak berwarna, tidak berbau, stabil dan

berfungsi sebagai stabiliuzer dalam minyak. Tokoferol mempunyai tiga isomer, yaitu

α-tokoferol (titik cair 158o-160oC), β-tokoferol (titik cair 138o-140oC) dan γ -tokoferol. Persenyawaan tokoferol bersifat tidak dapat disabunkan, dan berfungsi sebagai anti oksidan.

Warna coklat pada minyak yang mengandung protein dan karbohidrat bukan disebabkan oleh zat warna alamiah, tetapi oleh reaksi browning. Warna ini merupakan hasil reaksi dari senyawa karbonil (berasal dari pemecahan peroksida) dengan asam amino dari protein, dan terjadi terutama pada suhu tinggi. Warna pada minyak kelapa disebabkan oleh zat warna dan kotoran – kotoran lainnya.

Zat warna alamiah yang terdapat pada minyak kelapa adalah karoten yang merupakan hidrokarbon tidak jenuh dan tidak stabil pada suhu tinggi. Pada pengolahan minyak menggunakan uap panas maka warna kuning yang disebabkan oleh karoten akan mengalami degradasi.

Tabel 2.1 Komposisi Kimia Minyak Kelapa

Asam lemak Rumus kimia Jumlah ( % )

Air H2O 0,5

Asam lemak jenuh

Asam kaproat C6H12COOH Tidak ada

Asam kaprilat C8H16COOH 8 – 9

Asam kaprat C10H20COOH 5 – 8

Asam laurat C12H24COOH 45 – 52

Asam miristat C14H28COOH 17 – 18

Asaam palmitat C16H32COOH 8 – 10

Asam stearat C18H36COOH 1 – 3

Asam lemak tidak jenuh

Asam palmitoleat C16H32COOH 0 – 1

Asam oleat C18H34COOH 5 – 8

Asam linoleat C18H32COOH 1 – 2

A. Sifat Fisika

1. Berat molekul : 0,920 gr / mol 2. Titik beku : 19 O

3. Titik didih : 291 C

O

4. Spesifik graviti : 0,920 C

5. Bilangan Penyabunan : 260 6. Kelembapan Maksimal (%) : 0,5 7. Bilangan Iod : 11,00 8. Berwarna bening

(Setiaji dan Prayugo, 2006)

B. Sifat Kimia (Ketaren. 1986)

1. Tidak larut dalam air, sedikit larut dalam alkohol dingin, sangat larut dalam alkohol panas, eter.

2. Hidrolisis

Dalam proses hidrolisis, minyak/lemak akan diubah menjadi asam-asam lemak bebas.

Proses hidrolisis dapat mengakibatkan kerusakan pada minyak/lemak karena terdapatnya sejumlah air pada minyak/lemak tersebut. Proses ini dapat menyebabkan terjadinya Hydrolitic Rancidity yang menghasilkan aroma dan rasa tengik pada minyak/lemak.

Reaksi: O

CH2 – O – C – R CH2

O O OH

CH

O

– O – C – R + 3H – OH CHO + 3RCOOH

CH2 – O – C – R CH2

Trigliserida Air Gliserol Asam lemak bebas

OH

3. Oksidasi

Reaksi ini menyebabkan ketengikan pada minyak/lemak. terdapatnya sejumlah O2

Reaksi:

serta logam-logam seperti tembaga (Cu), seng (Zn) serta logam lainnya yang bersifat sebagai katalisator oksidasi dari minyak/lemak. Proses

oksidasi ini akan bersifat sebagai katalisator pembentukan aldehid dan keton serta asam-asam lemak bebas yang akan menimbulkan bau yang tidak disenangi. Proses ini juga menyebabkan terbentuknya peroksida. Untuk mengetahui tingkat ketengikan minyak/lemak dapat ditentukan dengan menentukan jumlah peroksida yang terbentuk pada minyak/lemak tersebut.

H H R – (CH2)n –C = C – H + O2 R – (CH2)n

H H O O

Peroksida

– C – C – H

asam lemak R – (CH2)n– C = O + CH

H O

2

4. Hidrogenasi

Proses hidrogenasi sebagai suatu proses industri bertujuan untuk menjenuhkan ikatan rangkap dari rantai karbon asam lemak pada minyak atau lemak. Reaksi hidrogenasi ini dilakukan dengan menggunakan hidrogen murni dan ditambahkan serbuk nikel sebagai katalisator. Setelah proses

hidrogenasi selesai, minyak didinginkan dan katalis dipisahkan dengan cara penyaringan.

5. Esterifikasi

Reaksi esterifikasi bertujuan untuk merubah asam-asam lemak dari

trigliserida dalam bentuk ester. Reaksi esterifikasi dapat dilakukan melalui reaksi kimia yang disebut interestifikasi atau pertukaran ester yang didasarkan atas prinsip transesterifikasi friedel-craft. Dengan menggunakan prinsip ini, hidrokarbon rantai pendek dalam asam lemak seperti asam butirat dan asam kaproat yang menyebabkan bau tidak enak, dapat ditukar dengan rantai panjang yang bersifat tidak menguap.

2. Kalium Hidroksida (KOH)

Kalium Hidroksida (KOH) berupa kristal padat berwarna putih. Dalam perdagangan KOH disediakan dalam 2 bentuk, yaitu teknis dan p.a (pro analyst), KOH p.a biasanya lebih mahal karena kadar kemurniannya lebih tinggi. Penambahan KOH dalam pembuatan sabun harus tepat, karena apabila terlalu banyak dapat memberikan pengaruh negatif, yaitu iritasi kulit. Sedangkan bila terlalu sedikit maka sabun yang dihasilkan akan mengandung asam lemak bebas tinggi yang mengganggu

proses emulsi sabun dan kotoran. Sifat kimia dan fisika Kalium hidroksida adalah sebagai berikut :

A. Sifat Kimia

1. Termasuk dalam golongan basa kuat, sangat larut dalam air 2. Bereaksi dengan CO2 di udara membentuk K2CO3

3. Bereaksi dengan asam membentuk garam

dan air

4. Bereaksi dengan Al2O3 membentuk AlO2

-5. Bereaksi dengan halida (X) menghassilkan KOX dan asam halida yang larut dalam air

6. Bereaksi dengan trigliserida membentuk sabun dan gliserol 7. Berekasi dengan ester membentuk garam dan senyawa alkohol (Kirk Othmer, 1976)

B. Sifat fisika :

1. Berat molekul, gr/mol : 56.10564 2. Titik lebur pada 1 atm, o

3. Titik didih pada 1 atm,

C : 360

o

4. Densitas, gr/cm

C : 1320

3

5. ∆H

: 2,044

fo

6. Kapasitas panas 0

kristal. KJ/mol : -114,96

O

7. Kelarutan di dalam air (25 °C) : 1100 g/L C, J/K.mol : 0,75

2.3.2 Bahan Baku Tambahan 1. Air

Air digunakan untuk melarutkan KOH dan mengurangi viskositas sabun cair yang terbentuk sehingga memudahkan sirkulasi hasil reaksi. Sifat – sifat kimia dan fisika air adalah sebagai berikut :

A. Sifat kimia :

1. Bereaksi dengan karbon menghasilkan metana, hidrogen, karbon dioksida, monoksida membentuk gas sintetis ( dalam proses gasifikasi batubara )

2. Bereaksi dengan kalsium, magnesium, natrium dan logam – logam reaktif lain membebaskan H

3. Air bersifat amfoter

2

4. Bereaksi dengan kalium oksida, sulfur dioksida membentuk basa kalium dan asam sulfat

5. Bereaksi dengan trigliserida (minyak/lemak) menghasilkan asam lemak dan gliserol (rekasi hidrolisis trigliserida)

6. Air dapat berfungsi sebagai media reaksi dan atau katalis, misalnya dalam rekasi substitusi garam – garam padat dan perkaratan permukaan logam – logam

7. Dengan anhidrid asam karboksilat membentuk asam karboksilat (Kirk Othmer, 1976 )

B. Sifat fisika :

1. Berupa zat cair pada suhu kamar 2. Berbentuk heksagonal

4. Berat molekul, gr/gr-mol : 18 5. Titik beku pada 1 atm, O

6. Titik didih normal 1 atm,

C : 0

O

7. Densitas pada 30

C : 100

O

C, kg/m3 8. Tegangan permukaan pada 25

: 995,68

O

9. Indeks refraksi pada 25

C, dyne/cm : 71,97

O

10.Viskositas pada 30

C : 1,3325

O

11.Koefisien difusi pada 30

C : 1 atm, mP : 8,949

O

C, cm2/dt : 2,57 x 10 12.Konstanta disosiasi pada 30

-5

O

C : 10

13.Panas ionisasi, kJ/mol : 55,71

-4

14.Panas difusi, kJ/mol : 6,001 15.∆Hfo (kkal/mol, 25O

16.∆H

C) : -57,8

VL (kkal/mol, 100O

17.Konstanta dielektrik : 77,94

C) : 9,717

18.Kompresibiliti isotermal, atm-1 : 45,6 x 10 19.Panas spesifik pada 25

-6

O

C, J/gO 20.Konduktifitas termal pada 20

C : 4,179

O

C, 1 atm, watt/cm2 : 5,98 x 10 21.Konduktifitas elektrik pada 25

-3

O

C, 1 atm, ohm-1/cm2 : <10 (Parker, 1982 ; Perry, 1997)

-8

2. Gliserin (Gliserol)

Gliserin digunakan sebagai zat tambahan (additive) pada sabun dan berfungsi sebagai pelembab (moisturizer) pada sabun. Penggunaan gliserin dapat menghasilkan emulsi yang stabil tanpa meninggalkan bekas licin atau berminyak. Gliserin bisa melembabkan dan melembutkan kulit, menyejukan dan meminyaki sel-sel kulit juga.

Sifat – sifat kimia dan fisika gliserin adalah sebagai berikut : A. Sifat Kimia :

1. Zat cair bening, lebih kental dari air dan rasanya manis 2. Larut dalam air dan alkohol dengan semua perbandingan 3. Tidak larut dalam eter, benzena dan kloroform

4. Senyawa turunan alkohol (polialkohol) dengan tiga gugus OH 5. Dengan asam nitrat membentuk gliserol trinitrat

6. Bersifat higros kopis sehingga digunakan sebagai pelembab 7. Bereaksi dengan kalsium bisulfat membentuk akrolein (Kirk Othmer, 1976 ; Riegel’s, 1985)

B. Sifat fisika :

1. Berat molekul, gr / mol : 92 2. Titik lebur pada 1 atm, O

3. Titik didih pada 1 atm,

C : 18

O

4. Densitas, gr / cm

C : 290

3

5. Viskositas : 1.5 Pa·s : 1,26

6. ∆Hfo

(Perry, 1997 ; Reklaitis, 1942 )

(kcal / mol) : 139,8

4. Etilen Diamin Tetraasetat (EDTA)

EDTA digunakan sebagai zat tambahan (additive) pada sabun dan berfungsi sebagai antioksidan pada sabun, memperlambat proses oksidasi pada rantai alkil tak jenuh sabun. Sifat – sifat kimia dan fisika EDTA adalah sebagai berikut :

A. Sifat kimia :

1. Membentuk ion komplek dengan logam – logam golongan transisi 2. Bersifat sebagai antioksidan, mencegah oksidasi berkatiliskan ion logam 3. Dapat mencegah penggumpalan darah

4. Melarutkan kerak logam dengan pembentukan senyawa komplek yang larut 5. Digunakan sebagai antibasi dalam panganan

6. Larut dalam air

B. Sifat fisika :

1. Zat cair bening pada suhu kamar 2. Berat molekul, gr / mol : 118 3. Titik lebur pada 1 atm, O

4. Titik didih pada 1 atm,

C : 11

O

5. Densitas, gr / cm

C : 245

3

(Kirk Othmer, 1976, Perry, 19976) : 0.86

5. Parfum

Parfum merupakan bahan yang ditambahkan dalam suatu produk kosmetik dengan bertujuan untuk menutupi bau yang tidak enak dari bahan lain dan untuk memberikan wangi yang menyenangkan terhadap pemakainya. Jumlah yang ditambahkan tergantung kebutuhan tetapi biasanya 0,05-2% untuk campuran sabun. Parfum yang biasa dipakai adalah Essential Oils dan Fragrance Oils. Parfum yang digunakan pada Pra rancangan pabrik sabun cair ini adalah Essential Oils.

2.4 Proses – proses pembuatan sabun

Berdasarkan bahan baku yang digunakan untuk membuat sabun cair maka sampai saat ini telah dikenal tiga macam proses pembuatan sabun cair, yaitu proses saponifikasi trigliserida, netralisasi asam lemak dan proses saponifikasi metil ester asam lemak.

Perbedaan antara ketiga proses ini terutama disebabkan oleh senyawa impurities (hasil samping) yang ikut dihasilkan pada reaksi pembentukan sabun cair , proses pemurnian sabun, senyawa impurities ini harus dihilangkan untuk memperoleh sabun yang sesuai dengan standar mutu yang diinginkan tentu saja unit operasi yang terlibat dalam pemurnian ini berbeda tiap proses yang dipakai disebabkan berbedanya sifat masing – masing proses.

2.4.1 Proses Saponifikasi Trigliserida

Proses ini merupakan yang paling tua diantara proses – proses yang ada, karena bahan baku untuk proses ini sangat mudah diperoleh. Dahulu digunakan lemak hewan dan sekarang telah digunakan pula minyak nabati. Pada saat ini, telah digunakan proses saponifikasi trigliserida sistem kontinu sebagai ganti proses saponifikasi trigliserida sistem batch. Reaksi yang terjadi pada proses ini adalah :

RCO – OCH2 CH2

RCO – OCH + 3 KOH 3RCOOK + CH - OH - OH

RCO – OCH2 CH2

Trigliserida Alkali Sabun Gliserol

Tahap pertama dari proses saponifikasi trigliserida ini adalah dipanaskan minyak kelapa (trigliserida) dengan suhu 600C dengan tekanan 1 atm. Kemudian mereaksikan minyak kelapa (trigliserida) dengan basa alkali (KOH) didalam reaktor berpengaduk untuk membentuk sabun cair dan gliserol, dengan suhu 70OC dengan tekanan 1 atm. Lebih dari 99,5% lemak / minyak berhasil disaponifikasi pada proses ini. Hasil reaksi kemudian dimasukkan kedalam sebuah separator/decantergravitasi

yang bekerja dengan prinsip perbedaan densitas untuk memisahkan sabun cair dengan gliserol. Pada unit ini akan terbentuk dua lapisan, yaitu lapisan sabun pada bagian atas dan lapisan iye pada bagian bawah. Lye terdiri dari gliserin, sisa alkali, dan air yang secara keseluruhan membentuk lapisan yang lebih berat dari sabun sehingga berada pada lapisan bagian bawah di dalam pemisah statis. Dari unit ini kemudian sabun cair dipompakan ke unit tangki pencampuran untuk pemanambahan EDTA, gliserin, dan pewangi. Kemudian sabun cair dipompa ke tangki produk akhir.

2.4.2 Proses Netralisasi Asam Lemak

Proses ini menggunakan RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) sebagai bahan baku disamping basa alkali. Pada prosese ini tidak dihasilkan gliserol tetapi dihasilkan air sebagai produk samping. Reaksi yang terjadi adalah reaksi antara asam lemah dengan basa kuat.

Suhu reaksi pada proses ini berkisar antara 80 – 95OC (Othmer, 1976) dan tekanan operasi 1 atm. Kalium klorida juga ditambahkan dalam reaksi dan berguna untuk mengurangi viskositas hasil reaksi sehingga memudahkan transportasi hasil reaksi melalui pompa. Reaksi netralisasi berlangsung dalam reaktor sirkulasi yang terdiri dari turbodisper dan mixer. Turbodisper berfungsi untuk menghomogenkan

campuran reaktan sedangkan mixer berfungsi untuk memberikan waktu tinggal yang cukup bagi reaksi rekatan untuk bereaksi tuntas. Kecepatan putaran pengadukan dalam turbodisperser berkisar antara 40 – 50 rps dan dalam mixer berkisar 15 – 20 rps (Spitz, 1995). Konversi reaksi asam lemak yang diperoleh dengan cara ini dapat mencapai lebih dari 99,9% (Othmer, 1976).

Setelah reaksi terjadi maka sabun cair yang terbentuk dapat langsung diberi zat tambahan, seperti EDTA, gliserin, dan parfum, sama seperti proses saponifikasi

trigliserida.

Proses netralisas ini pertama kali dikembangkan oleh Mazzoni. Proses ini telah dikembangkan dengan menggunakan K2CO3 bersama – sama dengan KOH dan

prosesnya disebut dengan nama Mazzoni CC. Sedangkan proses yang hanya menggunakan KOH dikenal dengan nama Mazzoni LB.

2.4.3 Proses Saponifikasi Metil Ester Asam Lemak

Metil ester asam lemak dihasilkan dari reaksi inter-esterifikasi trigliserida dengan metanol dengan bantuan katalis tertentu. Reaksinya adalah sebagai berikut :

RCO – OCH2 CH2

RCO – OCH + 3CH

- OH

3OH 3RCOOCH3

RCO – OCH

+ CH - OH

2 CH2

Trigliserida Metil ester Gliserol

- OH

Reaksi saponifikasi metil ester asam lemak dengan basa KOH menghasilkan sabun dan metanol. Reaksi ini dilangsungkan dalam reaktor air tubular pada suhu 120OC dengan konversi reaksi yang cukup tinggi. Metanol yang terdapat dalam campuran reaksi dipisahkan dengan menggunakan flash drum, dan kemudian campuran sabun ini dimasukkan kembali ke reaktor alir tubular kedua untuk

menyempurnakan reaksi penyabunan. Sabun yang dihassilkan kemudian dikeringkan dalam pengeringan vakum seperti telah disebutkan di atas.

Proses ini hampir sama dengan proses saponifikasi asam lemak, perbedaannya terletak pada produk samping yang dihasilkan, yaitu air pada proses netralisasi asam lemak dan metanol pada proses metil ester asam lemak.

Reaksi penyabunan metil ester adalah sebagai berikut :

RCOOCH3 + NaOH RCOONa + CH3

Metil ester Sabun Metanol

OH

2.5 Pemilihan Proses

Proses yang dipilih dalam pra perancangan ini adalah proses Saponifikasi

Trigliserida dengan mempertimbangkan faktor-faktor sebagai berikut :

1. Suhu operasi dan tekanan relatif lebih rendah dari dua proses yang lain sehingga lebih hemat dalam pemakaian energi dan desain peralatan lebih sederhana.

2. Bahan baku terdiri dari minyak lunak (minyak kelapa) dan proses lebih sederhana dibandingkan dua proses yang lain.

3. Bahan baku tersedia dari minyak kelapa tanpa perlu proses konversi minyak menjadi asam lemak.

4. Diharapkan konversi reaksi reaksi dapat mencapai 99,5% sehingga secara ekonomis proses ini sangat layak didirikan dalam skala pabrik.

2.6 Deskripsi Proses

Proses saponifikasi trigliserida ini dapat dibagi menjadi tiga tahap proses, yaitu:

1. Tahap persiapan umpan

2. Tahap reaksi saponifikasi trigliserida

3. Tahap pemisahan dan pencampuran bahan tambahan

2.6.1 Tahap persiapan umpan

Umpan terdiri dari Minyak kelapa (Trigliserida) dipanaskan dengan suhu 600C terlebih dahulu dengan menggunakan air panas didalam tangki yang berjaket sebelum dialirkan ke dalam tangki berpengaduk. Kemudian siapkan Kalium hidroksida (KOH) 36% didalam tangki yang bersuhu ruangan.

2.6.2 Tahap reaksi saponifikasi trigliserida

Minyak kelapa (Trigliserida) dan larutan KOH 36% dari unit bahan baku dialirkan masuk ke dalam reaktor, reaktan dibiarkan bereaksi tuntas membentuk sabun dengan cara memberikan waktu tinggal yang cukup bagi reaktan untuk saling bereaksi membentuk sabun dan gliserol.

Reaksi saponifikasi yang terjadi diilustrasikan sebagai berikut:

RCO – OCH2 CH2

RCO – OCH + 3 KOH 3RCOOK + CH - OH - OH

RCO – OCH2 CH2

Trigliserida Basa Sabun Gliserol

Konversi trigliserida menjadi sabun berkisar antara 99,90 – 99,96% dengan waktu tinggal didalam tangki berpengadukselama 45 menit kondisi operasi 900C dan 1 atm (Spitz,1995).

2.6.3 Tahap pemisahan dan pencampuran bahan tambahan

Setelah bahan baku minyak kelapa (trigliserida) dengan alkali basa (KOH) dapat direaksikan menjadi sabun cair dengan gliserol, maka selanjutnya dilakukan proses pemisahan antara sabun cair dengan gliserol dengan menggunakan separator.

Sabun cair yang sudah terpisah dari separator kemudian dipompa ke tangki pencampuran berpengaduk untuk penambahan bahan pendukung (zat aditif). Zat aditif yang ditambahkan kedalam sabun cair adalah gliserol, yang berfungsi sebagai pelembab dan pelembut kulit, EDTA yang berfungsi sebagai surfaktan (pembersih dan pemutih) yang dapat mengangkat kotoran pada kulit. dan parfum (Essential)

yang memberikan keharuman dan kesegaran pada sabun cair.

BAB III

NERACA MASSA DAN NERACA PANAS

Kapasitas Bahan Baku : 1000 kg/hari Waktu Operasi : 8 jam/hari Satuan panas : Kilo Joule (kJ) Basis Operasi : 1 jam

Suhu referensi : 25 0C

3.1 Reaktor (R-101)

Tabel 3.1 Tabel Neraca Massa pada Reaktor (R-101)

Komposisi Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 1 Alur 2 Alur 3 Minyak Kelapa 125 - -

KOH - 26,0545 - Sabun Cair - - 136,1027

Gliserol - - 14,1967

Impurities - - 0,7551

Total 125 26,0545 151,0545

3.2 Separator (S-101)

Tabel 3.2 Tabel Neraca Massa pada Separator (S-101)

Bahan Masuk Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 3 Alur 4 Alur 5 Sabun Cair 136,1027 - 136,1027

Gliserol 14,1967 14,1399 0,0567

Impurities 0,7551 0,7551 -

3.3 Tangki Pencampur (TP-101)

Tabel 3.3 Tabel Neraca Massa pada Tangki Pencampur (TP-101)

Komposisi Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 5 Alur 6 Alur 7 Alur 8 Alur 9 Sabun Cair 136,1594 - - - 136,1594

EDTA - 24,5086 - - 24,5086 Gliserin - - 2,7231 - 2,7231 Pafum - - - 0,6807 0,6807 Total 136,1594 24,5086 2,7231 0,6807 164,0718

3.4 Tangki Minyak Kelapa (T-101)

Tabel 3.4 Tabel Neraca Panas pada Tangki Minyak Kelapa (T-101)

Komponen

Panas Masuk (kJ/jam)

Panas Keluar (kJ/jam)

Alur 1 Minyak Kelapa (Trigliserida) 910,02 6.370,14

Total 910,02 6.370,14

3.5 Tangki Reaktor (R-101)

Tabel 3.5 Tabel Neraca Panas pada Tangki Reaktor (R-101)

Komposisi

Panas Masuk (kg/jam)

Panas Keluar (kg/jam) Alur 1 Alur 2 Alur 3 Minyak Kelapa (Trigliserida) 6.370,14 - -

KOH - 408,7947 -

Gliserol - - 17.618,8972

Impurities - - 2.223,8980

BAB IV

SPESIFIKASI ALAT

1. Tangki Bahan Baku Minyak Kelapa (T-101)

Fungsi : Penyimpanan Minyak kelapa untuk kebutuhan selama 3 hari

Bentuk : Silinder tegak, alas dan tutup ellipsoidal Bahan Konstruksi : Carbon steel, SA-283 Grade C

Jumlah : 1 Unit Suhu : T = 60 o Volume : 3,9130m

C, P = 1 atm

Diameter : 1,4408m

3

Tinggi : 1,9210m Tebal plat : 3/16 in Luas area jaket : 0,0214m2

2. Tangki Bahan Baku KOH (T-102)

Fungsi : Penyimpanan KOH untuk kebutuhan selama 3 hari Bentuk : Silinder tegak, alas dan tutup ellipsoidal

Bahan Konstruksi : Carbon steel, SA-283 Grade C Jumlah : 1 Unit

Suhu : T = 30 o Volume : 0,3671m

C, P = 1 atm

Diameter : 0,6547 m

3

Tinggi : 0,8729 m Tebal plat : 3/16 in

3. Tangki Reaktor (R-101)

Fungsi : Tempat terjadinya reaksi penyabunan (saponifikasi) Bentuk : Silinder tegak, alas dan tutup ellipsoidal

Bahan Konstruksi : Stainless Steel, SA-240 tipe 364 Jumlah : 1 Unit

Suhu : T = 90 o Volume : 1,4429 m

C, P = 1 atm

Diameter : 1,0332 m

3

Tinggi : 1,3776 m Tebal plat : 3/16 in Luas area jaket : 0,0154m

Pengaduk Jenis : Gate paddle agitator

2

Kecepatan putar (N) : 480 rpm = 8 rps Daya motor (P) : 2 hp

4. Pompa Separator (P-101)

Fungsi : Memompakan sabun cair, gliserol dan impurities dari reactor ke separator

Jenis : Sentrifugal Pump

Bahan Konstruksi : Commercial steel

Suhu : T = 90 o Jumlah : 1 Buah

C, P = 1 atm

Laju alir volumetrik : 0,6322 gpm Spesifikasi pipa

 Ukuran nominal : 1/2 in

 Schedule : 40

Spesifikasi pompa

 Effisiensi motor : 80%

5. Separator (S-101)

Fungsi : Memisahkan sabun cair dari campuran gliserol dan

impurities berdasarkan gaya gravitasi. Lama pemisahan 10 menit.

Kondisi : T = 90 o

Jenis : Tangki. Silinder horizontal, tutup elipsoidal

C, P = 1 atm

Bahan konstruksi : Carbon Steel, SA-283 Grade C Jumlah : 1 unit

Volume : 0,0287 m

Diameter : 0,1836 m = 0,6023 ft

3

Panjang : 2 m Tebal plat : 3/16 in

6. Tangki Timbun Gliserol (T-103)

Fungsi : Penyimpanan Produk Gliserol untuk 3 hari Bentuk : Silinder tegak, alas datar dan tutup ellipsoidal Bahan Konstruksi : Carbon steel, SA-283 Grade C

Jumlah : 1 Unit Suhu : T = 90 o Volume : 0,3283 m

C, P = 1 atm

Diameter : 0,6308 m

3

Tinggi : 0,8410 m Tebal plat : 3/16 in

7. Pompa Tangki Pencampur (P-102)

Fungsi : Memompakan sabun cair dari separator ke tangki pencampur

Jenis : Sentrifugal Pump

Suhu : T = 90 o Jumlah : 1 Buah

C, P = 1 atm

Laju alir volumetrik : 0,5818gpm Spesifikasi pipa

 Ukuran nominal : 3/8 in

 Schedule : 40

Spesifikasi pompa

 Effisiensi motor : 80%

 Daya pompa : 0,5 Hp

8. Tangki Bahan Baku EDTA (T-104)

Fungsi : Penyimpanan EDTA untuk kebutuhan selama 6 hari Bentuk : Silinder tegak, alas dan tutup ellipsoidal

Bahan Konstruksi : Carbon steel, SA-283 Grade C Jumlah : 1 Unit

Suhu : T = 30 o Volume : 1,6415m

C, P = 1 atm

Diameter : 1,0786 m

3

Tinggi : 1,4381 m Tebal plat : 3/16 in

9. Tangki Bahan Baku Gliserin (T-105)

Fungsi : Penyimpanan Gliserin untuk kebutuhan selama 6 hari Bentuk : Silinder tegak, alas dan tutup ellipsoidal

Bahan Konstruksi : Carbon steel, SA-283 Grade C Jumlah : 1 Unit

Suhu : T = 30 o Volume : 0,1244m

C, P = 1 atm

Diameter : 0,4564 m

Tinggi : 0,6085 m Tebal plat : 3/16 in

10. Tangki Bahan Baku Parfum (T-106)

Fungsi : Penyimpanan Parfum untuk kebutuhan selama 6 hari Bentuk : Silinder tegak, alas dan tutup ellipsoidal

Bahan Konstruksi : Carbon steel, SA-283 Grade C Jumlah : 1 Unit

Suhu : T = 30 o Volume : 0,0430 m

C, P = 1 atm

Diameter : 0,3203 m

3

Tinggi : 0,4270 m Tebal plat : 3/16 in

11. Pompa Produk (P-103)

Fungsi :Memompakan produk sabun cair dari tangki pencampur ke tangki timbun produk.

Jenis : Sentrifugal Pump

Bahan Konstruksi : Commercial steel

Suhu : T = 90 o Jumlah : 1 Buah

C, P = 1 atm

Laju alir volumetrik : 0,7885gpm Spesifikasi pipa

 Ukuran nominal : 3/8 in

 Schedule : 40

Spesifikasi pompa

 Effisiensi motor : 80%

12. Tangki Timbun Produk (T-107)

Fungsi : Untuk menyimpan produk (sabun cair) selama 3 hari. Bentuk : Silinder tegak, alas datar, dan tutup ellipsoidal

Bahan Konstruksi : Stainless steel, SA-283 Grade C Jumlah : 1 Unit

Suhu : T = 90 o Volume : 5,1668 m

C, P = 1 atm

Diameter : 1,5806 m

3

Tinggi : 2,1075 m Tebal plat : 3/16in

BAB V

INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

5.1 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 kontinu 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

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 sabun cair dari minyak kelapa ini, jenis-jenis instrumen yang digunakan adalah sebagai berikut:

1. Tangki (T101 – T107)

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.

LI Bahan Masuk

Bahan Keluar

Gambar 5.1 Tangki penyimpanan beserta instrumennya

2. Mixer Berjaket (R101).

Instrumen yang digunakan pada Mixer berjaket 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).

Gambar 5.2 Tangki berjaket berpengaduk beserta instrumennya. FC

Bahan Masuk

Bahan Keluar TC

3. Pompa (P101, P102, P103).

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 5.3 Pompa beserta instrumennya.

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.

Fluida

Fluida FC

6. Menyediakan poliklinik dengan sarana yang memadai untuk pertolongan sementara.

5.2.1. Keselamatan Kerja pada Pabrik Pembuatan Sabun Cair

Usaha untuk mencegah kecelakaan kerja yang mungkin terjadi dalam pabrik pembuatan sabun cair ini mencakup:

1. Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis

Upaya pencegahan kecelakaan terhadap bahaya mekanis adalah :

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

yang agak sedikit kasar untuk mengurangi tergelincir.

2. Memasang alat–alat dengan penahan yang cukup kuat untuk mencegah

kemungkinan terguling atau terjatuh.

3. Membersihkan area produksi khususnya lantai secara periodik untuk

menghilangkan kotoran seperti tumpahan minyak dan sabun yang mengganggu.

4. Membuat sistem ruang gerak karyawan cukup lebar dan tidak menghambat

kegiatan karyawan.

5. Meletakkan jalur perpipaan berada di atas permukaan tanah atau pada atap

lantai pertama kalau di dalam gedung atau setinggi 4,5 meter bila di luar gedung agar tidak menghalangi kendaraan yang lewat.

6. Meletakkan alat sedemikian rupa sehingga para operator dapat bekerja

dengan tenang dan tidak akan menyulitkan apabila ada perbaikan atau pembongkaran.

7. Memberikan tutup pelindung pada alat–alat yang bergerak atau berputar

untuk menghindari terjadinya kecelakaan kerja.

8. Menyediakan peralatan pemadam kebakaran yang dilengkapi dengan

pompa-pompa hidran pada tiap jarak tertentu

9. Memasang sprinkler, yaitu sistem yang bekerja secara otomatis dengan

memancarkan air bertekanan kesegala arah untuk memadamkan kebakaran atau setidak-tidaknya mencegah meluasnya kebakaran, khususnya di ruang kantor.

2. Keselamatan Kerja Terhadap Listrik

Usaha-usaha yang dapat dilakukan untuk menjaga keselamatan kerja terhadap listrik, antara lain:

1. Memasang sekring pemutus arus listrik otomatis pada setiap instalasi dan

peralatan listrik dan merancang secara terpadu dengan tata letak pabrik untuk menjaga keselamatan kerja dan kemudahan jika harus dilakukan perbaikan.

2. Memasang papan tanda larangan yang jelas pada daerah sumber tegangan

tinggi.

3. Menempatkan motor-motor listrik pada tempat yang tidak mengganggu lalu

lintas pekerja.

4. Mengisolasi kawat hantaran listrik yang sesuai dengan keperluan. Khususnya

kabel listrik yang berdekatan dengan alat-alat yang bekerja pada suhu tinggi.

5. Memasang penangkal petir yang dibumikan pada setiap peralatan atau

bangunan yang menjulang tinggi.

3. Pencegahan Terhadap Gangguan Kesehatan

1. Mewajibkan setiap karyawan untuk memakai pakaian kerja selama berada di

dalam lokasi pabrik.

2. Mewajibkan karyawan memakai sarung tangan karet serta penutup hidung

dan mulut saat menangani bahan-bahan kimia.

3. Menyediakan poliklinik yang memadai di lokasi pabrik.

4. Peralatan Perlindungan Diri

Selama berada di dalam lokasi pabrik disediakan peralatan dan perlengkapan perlindungan diri yang wajib dipakai oleh karyawan dan setiap orang yang memasuki pabrik. Adapun peralatan perlindungan diri ini meliputi:

1. Pakaian kerja, masker, sarung tangan, dan sepatu pengaman khusus bagi

karyawan yang bekerja berhubungan dengan bahan kimia misalnya pekerja di laboratorium.

5. Kesadaran dan Pengetahuan yang Memadai bagi Karyawan

Salah satu faktor yang penting sebagai usaha menjamin keselamatan kerja adalah dengan menumbuhkan dan meningkatkan kesadaran karyawan akan pentingnya usaha menjamin keselamatan kerja. Usaha-usaha yang dapat dilakukan antara lain:

1. Melakukan pelatihan secara berkala bagi karyawan.

2. Membuat peraturan tata cara dengan pengawasan yang baik dan memberi

sanksi bagi karyawan yang tidak disiplin.

3. Membekali karyawan dengan keterampilan menggunakan peralatan secara

benar dan cara-cara mengatasi kecelakaan kerja.

Untuk mencapai keselamatan kerja yang tinggi, maka ditambahkan nilai–nilai disiplin bagi para karyawan yaitu:

1. Mengikuti pedoman–pedoman yang sesuai dalam bertugas.

2. Mematuhi setiap peraturan dan ketentuan yang ada.

3. Memiliki keterampilan untuk mengatasi kecelakaan dengan menggunakan

peralatan yang ada.

4. Melaporkan dengan segera setiap kecelakaan atau kejadian yang merugikan

pada atasan.

5. Mengingatkan antara karyawan akan perbuatan yang dapat menimbulkan

bahaya.

6. Mengontrol secara periodik terhadap alat instalasi pabrik oleh petugas

maintenance. Bahan

BAB VI

UTILITAS

Utilitas dalam suatu pabrik adalah sarana penunjang utama di dalam kelancaran proses produksi. Agar proses produksi tersebut dapat terus berkesinambungan, haruslah didukung oleh sarana dan prasarana utilitas yang baik. Sarana utilitas yang terdapat pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Cair ini adalah :

1. Kebutuhan air pemanas 2. Kebutuhan air

3. Kebutuhan bahan kimia 4. Kebutuhan bahan bakar 5. Kebutuhan listrik

6.1Kebutuhan Panas

Dari perhitungan neraca panas diketahui kebutuhan air pemanas adalah:

• Tangki minyak kelapa = 51,9516 kg/jam

• Tangki reaktor = 296,9017 kg/jam +

Total = 348,8533 kg/jam

Tambahan untuk faktor keamanan diambil 30 % maka:

Total air panas yang harus dihasilkan = 1,3 x 348,8533 = 453,5092 kg/jam

6.2Kebutuhan Air

Kebutuhan air dalam suatu pabrik meliputi kebutuhan air dalam suatu pabrik meliputi air pemanas tangki, air domestik, dan air tambahan untuk keperluan lain-lain. Kebutuhan air pada pabrik pembuatan sabun cair ini adalah sebagai berikut:

6.2.1 Air umpan heater

Diperkirakan 80% air panas sisa dapat digunakan kembali maka: - Kondensat yang digunakan kembali = 80% x 453,5092 = 362,8073 kg/jam

- Kebutuhan air tambahan untuk heater = 20% x 453,5092 = 90,7018 kg/jam

6.2.2 Air domestik

Kebutuhan air domestik meliputi kebutuhan air rumah tangga, kantin, dan lain sebagainya. Kebutuhan air untuk masyarakat industri diperkirakan 12 l/jam tiap

orang. Jumlah karyawan 33 orang dan ρ air = 1000 kg/m3

6.2.3 Air tambahan

= 1 kg/l, maka total air kebutuhan domestik adalah:

= 33 x 12 l/jam = 384 l/jam x 1 kg/l = 384 kg/jam

Kebutuhan air tambahan untuk keperluan lain-lain (laboratorium, pencucian peralatan, dan lain sebagainya) diperkirakan 5 % dari total kebutuhan air.

= 5 % (90,7018 + 384 + 453,5092) = 46,4105 kg/jam

Jadi kebutuhan total air tambahan adalah:

= 90,7018 + 384 + 453,5092 + 46,4105 = 974,6215 kg/jam

6.3 Unit Pengolahan Air

Sumber air pada pabrik ini berasal dari air sumur bor. Kualitas air sumur bor kawasan Besitang dapat dilihat pada Tabel 7.1

Tabel.6.1 Mutu Air Sumur Bor Besitang

No Parameter Kadar (mg/l)

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. pH

Besi (Fe2O3)

Kalsium (CaO) Magnesium (MgO) Sulfat (SO4)

Klorida (Cl)

Kandungan organik Alumina (Al2O3

5 2,56 2,34 2,1 0,35 2,32 2,25 0,004 1,5 ) Zat organik

Untuk menjamin kelangsungan penyediaan air, maka dibangun fasilitas

penampungan air (water intake) yang juga merupakan pengolahan awal air sumur

bor.

Pengolahan ini meliputi penyaringan sampah dan kotoran-kotoran yang terbawa bersama air. Selanjutnya dilakukan pengolahan agar dapat digunakan untuk keperluan pabrik yang terdiri dari beberapa tahap, yaitu :

1. Pengendapan

Pada bak penampungan partikel-partikel padat yang berdiameter besar akan mengendap secara gravitasi. Ukuran partikel yang mengendap ini berkisar antara 10 mikron hingga 10 milimeter.

2. Filtrasi

Filtrasi dilakukan untuk memisahkan flok dan koagulan yang masih terikut

bersama air. Penyaring pasir (sand filter) yang digunakan terdiri dari 3 lapisan,

yaitu :

- Lapisan I : terdiri dari pasir hijau setinggi 24 in = 60 cm

- Lapisan II : terdiri dari antrakit setinggi 12,5 in = 31,25 cm

- Lapisan III : terdiri dari batu grafel setinggi 7 in = 17,5 cm

Pada bagian bawah alat penyaring dilengkapi dengan strainer sebagai

penahan. Selama pemakaian, daya saring penyaring (sand filter) akan menurun

sehingga diperlukan regenerasi secara berkala dengan pencucian balik (back

wash). Dari penyaring (sand filter) ini, air dipompakan ke menara air sebelum

didistribusikan untuk berbagai pemakaian.

3. Pengolahan air domestik

Kebutuhan air domestik = 384 kg/jam

Kaporit yang digunakan direncanakan mengandung klorin 30 %

Kebutuhan klorin = 2 ppm dari berat air (Nalco, 1988)

Kebutuhan kaporit = (2 x 384) / (0,3 x 1.000.000)

6.4 Kebutuhan Bahan Kimia

Kebutuhan bahan kimia adalah sebagai berikut: 1. Al2(SO4)3

2. Na

= 48,4 kg/hari

2CO3

3. Kaporit = 0,02048 kg/hari

= 24,2 kg/hari

6.5 Kebutuhan Listrik

Perincian kebutuhan listrik diperkirakan sebagai berikut:

1. Unit Proses = 5 Hp

2. Unit Utilitas = 18 Hp

3. Ruang kontrol dan laboratorium = 10 Hp

4. Penerangan dan kantor = 15 Hp

Total kebutuhan listrik = 48 Hp

Untuk cadangan diambil 20 %, maka :

Listrik yang dibutuhkan = 1,2 x 48 Hp = 57,6 Hp

= 57,6 Hp x 0,7457 kW/Hp = 42,9523 kW

Effisiensi generator = 75% (Pande, 1985) = 75% x 29,5297 kW = 22,1472 kW

6.6 Kebutuhan Bahan Bakar

Bahan bakar yang digunakan untuk pembangkit tenaga listrik cadangan adalah minyak solar (minyak solar mempunyai nilai bahan bakar tinggi).

Keperluan bahan bakar :

1 Bahan bakar generator

Kebutuhan total listrik = 29,5297 kW

1 kW = 860,4 kkal/jam

Nilai kalor solar = 10.220 kkal/kg (Perry, 1999) Densitas bahan bakar solar = 0,89 kg/ltr (Perry, 1999)

= 25.407,3538 kkal/jam

Jumlah bahan bakar =

kkal/ltr 10.220

kkal/jam 8

25.407,353

= 2,486 ltr/jam

Kebutuhan solar = 2,486 ltr/jam

6.7 Unit Pengolahan Limbah

Limbah dari suatu pabrik harus diolah sebelum dibuang ke badan air atau atmosfer, karena limbah tersebut mengdanung bermacam-macam zat yang dapat membahayakan alam sekitar maupun menusia itu sendiri. Demi kelestarian lingkungan hidup, maka setiap pabrik harus mempunyai unit pengolahan limbah.

Limbah cair yang berasal dari pabrik meliputi:

1. Limbah cair hasil pencucian peralatan pabrik.

Limbah ini diperkirakan mengandung kerak dan kotoran-kotoran yang melekat pada peralatan pabrik, dan sisa-sisa minyak yang terbuang

2. Limbah domestik

Limbah ini mengandung bahan organik sisa pencernaan yang berasal dari kamar mandi di lokasi pabrik, serta limbah dari kantin berupa limbah padat dan limbah cair

3. Limbah laboratorium

Limbah yang berasal dari laboratorium ini mengandung bahan-bahan kimia yang digunakan untuk menganalisa mutu bahan baku yang dipergunakan dan mutu produk yang dihasilkan, serta yang dipergunakan untuk penelitian dan pengembangan proses.

Diperkirakan jumlah air buangan pabrik:

• Buangan domestik

 Diperkirakan air buangan tiap orang = 2 ltr/jam

 Jumlah pekerja = 33 orang

 Total air buangan domestik = 33 x 2 = 66 ltr/jam

• Laboratorium diperkirakan = 540,9 kg/jam

= 606,9 ltr/jam x 8 jam/hari

=

3

ltr/m 1000

hari ltr 2 , 839 . 4

= 4,8392 m3

BP 1

BP 2

BP 3

BP 4

/hari

Pengolahan limbah cair pada pabrik pembuatan sabun mandi cair dan gliserol ini direncanakan melalui bak penampung, dan bak pengendapan, dengan proses sebagai berikut:

Gambar 6.1 Proses pengolahan limbah Keterangan:

BP 1 : Bak penampung BP 2 : Bak pengendapan BP 3 : Bak penentralan

BP 4 : Pengolahan dengan lumpur aktif

6.8 Spesifikasi Peralatan Utilitas 1. Bak Pengendapan (BP201)

Fungsi : Menampung dan mengendapkan kotoran terbawa dari air

tanah.

Bentuk : Bak dengan permukanan persegi panjang

Bahan Konstruksi : Beton kedap air

Volume : 1,7645 m3

Panjang : 1,995 m

Lebar : 1,330 m

Tinggi : 0,665 m

2. Clarifier (CL201)

Fungsi : Memisahkan endapan yang terbentuk karena penambahan

alum dan soda abu.

Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-53 Grade B

Jumlah : 1 Unit

Suhu : 300C

Volume : 2,7 x 10-7 m3

Diameter : 1,52 m

Tinggi : 2,28 m

Waktu pengendapan : 0,867 jam

Tebal plat : 0,3 in

Jenis pengaduk : Flat six-blade open turbine

Daya pengadukan : 1,5 rpm

3. Sand Filter (SF201)

Fungsi : Menyaring air yang berasal dari clarifier

Bentuk : Silinder tegak, alas dan tutup ellipsoidal

Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-53 Grade B

Jumlah : 1 Unit

Suhu : 300C

Volume : 0,24 m3

Diameter : 0,5 m

Tinggi : 2,25 m

4. Pompa Sumur Bor (P201)

Fungsi : Memompa air dari sumur bor ke bak pengendapan

Jenis : Sentrifugal Pump

Bahan Konstruksi : Commercial steel

Jumlah : 1 Unit

Suhu : 300C

Laju alir volumetrik : 0,0095 ft3

 Ukuran nominal : 3/4 in

/s

Spesifikasi

 Schedule : 40

 Diameter dalam : 0,824 in

Spesifikasi pompa

 Effisiensi motor : 80%

 Daya pompa : 0,5 Hp

5. Pompa Bak Pengendapan (P202)

Fungsi : Memompa air dari bak pengendapan ke clarifier

Jenis : Sentrifugal Pump

Bahan Konstruksi : Commercial steel

Jumlah : 1 Unit

Suhu : 300C

Laju alir volumetrik : 0,0095 ft3

 Ukuran nominal : 3/4 in

/s

Spesifikasi

 Schedule : 40

 Diameter dalam : 0,824 in

Spesifikasi pompa

 Effisiensi motor : 80%

6. Pompa Clarifier (P203)

Fungsi : Memompa air dari clarifier ke sand filter

Jenis : Sentrifugal Pump

Bahan Konstruksi : Commercial steel

Jumlah : 1 Unit

Suhu : 300C

Laju alir volumetrik : 0,0095 ft3

 Ukuran nominal : 3/4 in

/s

Spesifikasi

 Schedule : 40

 Diameter dalam : 0,824 in

Spesifikasi pompa

 Effisiensi motor : 80%

 Daya pompa : 0,5 Hp

7. Pompa Sand Filter (P204)

Fungsi : Memompa air dari sand filter ke berbagai kebutuhan

Jenis : Sentrifugal Pump

Bahan Konstruksi : Commercial steel

Jumlah : 1 Unit

Suhu : 300C

Laju alir volumetrik : 0,0095 ft3

 Ukuran nominal : 3/4 in

/s

Spesifikasi

 Schedule : 40

 Diameter dalam : 0,824 in

Spesifikasi pompa

 Effisiensi motor : 80%

BAB VII

MANAJEMEN ORGANISASI PERUSAHAAN

7.1 Pengertian Organisasi dan Manajemen

Manajemen merupakan unsur penentu keberhasilan perusahaan untuk mencapai tujuannya. Manajemen memiliki hubungan erat dengan organisasi yang masing-masing dapat didefinisikan dalam sejumlah cara. Manajemen dapat didefinisikan sebagai proses atau cara yang sistematis untuk melakukan perencanaan, pengorganisasian, kepemimpinan, dan pengendalian upaya anggota organisasi untuk mencapai tujuan yang telah ditetapkan, sedangkan organisasi merupakan alat bagi manajemen untuk mencapai tujuan (Siagian,1992).

7.2 Bentuk Badan Usaha

Bentuk badan usaha yang direncanakan untuk Pabrik Pembuatan sabun cair ini adalah Perseroan Terbatas (PT). Perseroan Terbatas adalah suatu persekutuan untuk menjalankan perusahaan yang mempunyai modal usaha yang terdiri dari beberapa saham, dimana tiap sekutu (persero) turut mengambil bagian sebanyak satu atau lebih saham.

Yang menjadi pertimbangan pemilihan bentuk badan usaha ini adalah kelebihan–kelebihan dalam hal :

a. Mendapatkan modal karena dibagi atas saham–saham yang dapat dijual di bursa saham.

b. Memperoleh keuntungan semakin besar dan menjamin kontinuitas perusahaan karena adanya pemisahan antara pemilik dan pengurus.

c. Mempunyai potensi hidup yang lebih permanen karena seorang komisaris atau pemegang saham tidak terlalu mempengaruhi kehidupan perusahaan. d. Menjaga efisiensi dalam kepemimpinan, the right man in the right place

dapat terlaksana dengan baik.

e. Memelihara kekayaan pribadi pemilik karena tanggung jawabnya terbatas hanya sebesar saham yang ditanamnya.

7.3 Struktur Organisasi

Organisasi dapat diartikan sebagai kelompok orang yang secara sadar bekerja sama untuk mencapai tujuan bersama dengan menekankan wewenang dan tanggung jawab masing–masing. Secara ringkas ada 3 unsur utama dalam organisasi yaitu:

• Adanya sekelompok orang

• Adanya hubungan dan pembagian kerja

• Adanya tujuan yang ingin dicapai

Struktur organisasi yang direncanakan untuk Pabrik Pembuatan sabun cairini adalah organisasi garis. Pemilihan organisasi ini berdasarkan pertimbangan– pertimbangan berikut:

 Organisasi masih kecil

 Jumlah karyawan masih sedikit

 Pimpinan dan karyawan saling kenal

 Spesialisasi kerja belum begitu tinggi Keuntungan organisasi garis ini adalah :

• Kesatuan komando terjamin dengan baik, karena pimpinan berada pada satu tangan.

• Proses pengambilan keputusan cepat, karena orang yang diajak konsultasi masih sedikit.

• Rasa solidaritas antar karyawan umumnya tinggi, karena saling kenal. 7.4 Tugas, Wewenang, dan Tanggung Jawab

7.4.1 Komisaris

Komisaris merupakan pemegang saham tunggal dan mengawasi jalannya perusahaan. Tugas-tugas Komisaris adalah:

• Menentukan garis besar kebijaksanaan perusahaan.

• Mengadakan rapat tahunan para bawahan.

• Meminta laporan pertanggungjawaban manajer secara berkala.

• Melaksanakan pembinaan dan pengawasan terhadap seluruh kegiatan dan pelaksanaan tugas manajer.

7.4.2 Manajer

Manajer merupakan pimpinan tertinggi yang diangkat dan bertanggung jawab kepada Komisaris. Adapun tugas-tugas Manajer adalah:

• Memimpin dan membina perusahaan secara efektif dan efisien.

• Menyusun dan melaksanakan kebijaksanaan umum pabrik sesuai dengan kebijaksanaan Komisaris.

• Mengadakan kerjasama dengan pihak luar demi kepentingan perusahaan.

• Mewakili perusahaan dalam mengadakan hubungan maupun perjanjian-perjanjian dengan pihak ketiga..

Dalam melaksanakan tugasnya, Manajer dibantu oleh Bagian keuangan, dan Kepala bagian.

7.4.3 Bagian Keuangan

Bagian keuangan bertanggung jawab langsung kepada Manajer. Tugasnya mengurus keuangan perusahaan dan administrasi perusahaan.

7.4.4 Kepala Bagian Umum

Kepala Bagian umum bertanggung jawab kepada Manajer. Tugasnya adalah mengkoordinir dan mengawasi semua kegiatan administrasi, produksi, keamanan, hingga pengadaan barang dan perlengkapan perusahaan.

7.4.5 Karyawan

Karyawan legal, humas, proses, laboratorium, kesehatan, kebersihan, transportasi, keamanan, dan pemasaran bertanggung jawab kepada Kepala bagian umum. Karyawan legal bertugas menangani permasalahan hukum perusahaan hingga tingkat peradilan, membuat perjanjian/kontrak dengan pihak lain. Karyawan humas bertugas menangani permasalahan karyawan, memberi gaji dan bonus karyawan selain itu bertugas mengatur proses keluar-masuknya karyawan, dan mengamati jenjang karir karyawan. Karyawan proses bertugas menjaga stabilitas dan kelancaran proses, karyawan laboratorium bertugas menjaga kualitas produk. Karyawan kesehatan bertugas memberikan pelayanan kesehatan kepada karyawan. Karyawan kebersihan bertugas menjaga kebersihan di perusahaan. Karyawan transportasi

bertugas sebagai supir untuk kepentingan perusahaan. Karyawan keamanan bertugas menjaga keamanan di daerah perusahaan Karyawan pemasaran bertugas menjaga kestabilan bahan baku dan penjualan produk.

7.5 Sistem Kerja dan Jam Kerja

Pabrik Pembuatan Sabun Cairini direncanakan beroperasi 300 hari pertahun. Tenaga kerja yang ada secara umum bekerja 8 jam sehari, kecuali untuk kondisi– kondisi khusus.

Jam kerja karyawan ditetapkan 44 jam/minggu, jam kerja selebihnya dianggap lembur.

Perincian jam kerja karyawan adalah :

Senin – Kamis : Pukul 08.00 – 12.00 WIB Pukul 13.00 – 17.00 WIB Jumat : Pukul 08.00 – 12.00 WIB Pukul 14.00 – 17.00 WIB Sabtu : Pukul 08.00 –13.00 WIB

7.6 Sistem Upah

Sistem upah diberikan adalah Gaji bulanan. Besarnya gaji didasarkan atas pertimbangan :

 Tingkat pendidikan

 Pengalaman kerja

 Tingkat keselamatan kerja

 Banyaknya lembur 7.7 Kesejahteraan Karyawan

Tujuan utama perusahaan adalah untuk memperoleh keuntungan maksimal. Untuk mencapai tujuan tersebut aset–aset perusahaan harus mendapat perhatian. Salah satu aset besar perusahaan adalah karyawan yang seharusnya didukung dengan fasilitas kehidupan yang memadai.

Fasilitas–fasilitas yang disediakan oleh perusahaan antara lain:

 Fasilitas cuti tahunan

F. Biaya Laboratorium, Penelitian dan Pengembangan Diperkirakan 10 % dari biaya tambahan

= 0,1 x Rp 1.002.363.359,- = Rp 100.236.335.,-

G. Biaya Asuransi

- Asuransi pabrik diperkirakan 1 % dari modal investasi tetap = 0,01 x Rp 5.011.816.795,-

= Rp 50.118.167,-

- Asuransi karyawan 1,54 % dari total gaji karyawan

(Biaya untuk asuransi tenaga kerja adalah 2,54 % dari gaji karyawan, dimana 1% ditanggung oleh karyawan dan 1,54 % ditanggung oleh perusahaan)

= 0,0154 x (12/3) x Rp 40.500.000,- = Rp 2.494.800,-

Total biaya asuransi = Rp 52.612.967,-

H. Pajak Bumi dan Bangunan PBB = Rp 3.832.250,-

Total Biaya Tetap = A + B + C + D + E + F + G + H = Rp 5.064.183.154,-

LE.3.2 Biaya Variabel

A. Biaya Variabel Bahan Baku Proses dan Utilitas per tahun = Rp 33.500.717.256,-

B. Biaya Variabel Pemasaran

Diperkirakan 10 % dari biaya tetap pemasaran. = 0,1 x Rp 12.150.000,- = Rp 1.215.000,- C. Biaya Variabel Perawatan

Diperkirakan 10 % dari biaya tetap perawatan. = 0,1 x Rp 737.039.925,-

D. Biaya Variabel Lainnya

Diperkirakan 5 % dari biaya tambahan = 0,05 x Rp 1.002.363.359,-

= Rp 50.118.167,-

Total biaya variabel = Rp 33.625.754.415,-

Total biaya produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel

= Rp 5.064.183.154,- + Rp 33.625.754.415,- = Rp 38.689.937.569,-

LE.3.3 Perkiraan Laba/Rugi Perusahaan A. Laba Sebelum Pajak

Laba sebelum pajak = Total penjualan – Total biaya produksi = Rp 55.992.060.168,- – Rp 38.689.937.569,- = Rp 17.302.122.599,-

B. Pajak Penghasilan

Berdasarkan Keputusan Menkeu RI Tahun 2004, pasal 17, tentang Tarif Pajak Penghasilan adalah:

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

pajak sebesar 15 %.

- Penghasilan di atas Rp 100.000.000,- dikenakan pajak sebesar 30 %. Maka pajak penghasilan yang harus dibayar adalah:

- 10 % x Rp 50.000.000,- = Rp 5.000.000,- - 15 % x Rp (100.000.000,- -50.000.000,-) = Rp 7.500.000,- - 30 % x Rp (17.302.122.599,- – 100.000.000,-) = Rp 5.160.636.779-

Total PPh = Rp 5.173.136.779,-

C. Laba setelah pajak

Laba setelah pajak = laba sebelum pajak – PPh

= Rp 17.302.122.599,- – Rp 5.173.136.779,- = Rp 12.128.985.820,-

LE.4 Analisa Aspek Ekonomi A. Profit Margin (PM)

PM =

penjualan total

pajak sebelum Laba

x 100 %

PM =

.168 55.992.060 Rp

.599,-17.302.122 Rp

x 100 % = 30,9 %

Profit margin sebesar 30,9 % menunjukkan keuntungan perusahaan yang diperoleh tiap tahunnya.

B. Break Even Point (BEP) BEP =

Variabel Biaya

Penjualan Total

Tetap Biaya

− x 100 %

BEP =

− −Rp33.625.754− .415, .168

55.992.060 Rp

. 154, 5.064.183. Rp

x100% = 22,64 %

BEP merupakan titik keseimbangan penerimaan dan pengeluaran dari suatu pabrik/unit dimana semakin kecil BEP maka perusahaan semakin baik. BEP biasanya tidak lebih dari 50 %, maka dari hasil diatas diketahui pendapatan dan pengeluaran sebanding.

Kapasitas produksi sabun cair pada titik BEP = 164,0718 kg x 22,64 % = 37,1458 kg

Kapasitas produksi gliserol pada titik BEP = 14,895 kg x 22,64 % = 3,3722 kg

Nilai penjualan pada titik BEP = 22,64 % x Rp 55.992.060.168,- = Rp 12.676.602.422,-

C. Return On Network (RON) RON =

Sendiri Modal

pajak setelah Laba

RON =

− − , .040 16.520.786 Rp

.820, 12.128.985 Rp

x 100 % = 73,41 %

D. Pay Out Time (POT) ROI =

Investasi Modal

Total

pajak setelah Laba

ROI =

− − , .401 27.534.643 Rp

.820 12.128.985 Rp

= 0,44

POT = ROI

1

x 1 Tahun POT =

44 , 0

1

x 1 Tahun = 2,27 Tahun

POT selama 2,27 tahun merupakan jangka waktu pengembalian modal dengan asumsi bahwa perusahaan beroperasi dengan kapasitas penuh tiap tahun.

E. 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:

- Laba kotor diasumsikan mengalami kenaikan 10 % tiap tahun - Harga tanah diasumsikan mengalami kenaikan 10 % tiap tahun - Masa pembangunan disebut tahun ke nol

- Jangka waktu cash flow dipilih 10 tahun

- Perhitungan dilakukan dengan menggunakan nilai pada tahun ke – 10 Cash flow = laba sesudah pajak + depresiasi

Dari hasi perhitungan diperoleh IRR sebesar 49,10 %

0 10000000000 20000000000 30000000000 40000000000 50000000000 60000000000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Kapasitas Produksi (% )

B

ia

y

a

(

R

p

) _Penjualan

Biaya tetap Biaya variabel Biaya produksi

Gambar LE.1 Break Even Chart Pabrik Pembuatan Sabun Cair BEP = 22,64 %

Tabel LE-10 Data Perhitungan Internal Rate Of Return (IRR) Tahun Laba sebelum

pajak

Pajak Laba sesudah pajak

Depresiasi Net Cash Flow

P/F i = 49%

PV i = 49 %

P/F i = 54%

PV i = 54 % 0 0 0 0 0 -27.534.643.401 1 -27.534.643.401 1 -27.534.643.401 1 17.302.122.599 5.173.136.779 12.128.985.820 335.864.549 12.464.850.369 0.6711 8.365.671.389 0.6494 8.094.058.681 2 19.032.334.859 5.690.450.457 13.341.884.402 335.864.549 13.677.748.951 0.4504 6.160.870.659 0.4217 5.767.308.547 3 20.935.568.345 6.259.495.503 14.676.072.842 335.864.549 15.011.937.391 0.3023 4.538.140.519 0.2738 4.110.310.041 4 23.029.125.179 6.885.445.053 16.143,680.126 335.864.549 16.479.544.675 0.2029 3.343.490.815 0.1778 2.929.964.273 5 25.332.037.697 7.573.989.558 17.758.048.139 335.864.549 18.093.912.688 0.1362 2.463.775.591 0.1155 2.088.954.045 6 27.865.241.467 8.331.388.514 19.533.852.953 335.864.549 19.869.717.502 0.0914 1.815.825.380 0.0750 1.489.592.125 7 30.651.765.614 9.164.527.365 21.487.238.248 335.864.549 21.823.102.797 0.0613 1.338.482.260 0.0487 1.062.359.370 8 33.716.942.175 10.080.980.102 23.635.962.073 335.864.549 23.971.826.622 0.0412 986.758.738 0.0316 757.766.429 9 37.088.636.392 11.089.078.112 25.999.558.280 335.864.549 26.335.422.829 0.0276 727.551.734 0.0205 540.572.325 10 40.797.500.032 12.197.985.923 28.599.514.108 335.864.549 28.935.378.657 0.0185 536.495.997 0.0133 385.675.420 Jumlah = 2.742.419.680 -308.082.144

%) 49 % 54 ( ) 144 . 082 . 308 ( 680 2.742.419.

680 2.742.419. %

49 −

− − +

=

IRR

= 49,10 %

LE-22