Aspek Teknis dan Teknologis 1. Penggandaan Skala Untuk Skala Industri
61
G’ yang membutuhkan waktu 10 hari. Jalur kegiatan pada aspek legal dan yuridis merupakan jalur kritis terhadap keseluruhan kerja analisis.
C. Aspek Teknis dan Teknologis C.1. Penggandaan Skala Untuk Skala Industri
Hasil identifikasi aspek pasar pada halaman 54, dijelaskan bahwa kebutuhan pasar yang dapat diambil oleh industri adalah 17 dari pangsa pasar di Bogor yaitu 145,2 kg Bta tahun atau sebesar
12,1 kg Bta bulan. Berdasarkan diagram alir proses pada halaman 47, diperoleh lama produksi untuk satu kali running adalah 3 hari. Dengan waktu kerja 21 hari bulan, maka rata-rata produksi per
3 hari adalah 1,73 kg Bta. Dengan rendemen 1,81, dibutuhkan total media substrat propagasi I 0,24 liter, substrat propagasi II 9,6 liter, dan substrat fermentasi utama 95,58 liter. Total media substrat
merupakan 75 dari kapasitas total volume bioreator. Hal ini dikarenakan proses fermentasi dapat menimbulkan busa. Jika media substrat yang digunakan sama dengan kapasitas total, akan
mengakibatkan proses produksi terhambat Purnawati 2007. Perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 3.
Hasil pra kelayakan diperoleh nilai penggandaan skala untuk bioreaktor berkapasitas maksimal 13 liter Purnawati 2007. Berdasarkan penghitungan penggandaan skala pada Lampiran 3,
untuk kapasitas 145,2 kg Bta tahun dibutuhkan alat: 1.
Inkubator kocok kapasitas 1 liter untuk propagasi I 2.
Bioreaktor kapasitas 13 liter untuk propagasi II 3.
Fermentor kapasitas 130 liter untuk fermentasi utama Untuk bioreaktor kapasitas 13 liter yang digunakan pada propagasi II, digunakan hasil penggandaan
skala untuk skala pilot pada halaman 49. Untuk fermentor kapasitas 130 liter yang digunakan pada fermentasi utama, pada penggandaan skala berbasis Pg V membutuhkan energi 1,8297 x 10
-2
HPm
3
, kebutuhan aerasi 0,11 vvm dan kecepatan agitasi 82 rpm. Nilai koefisien transfer oksigen kLa
0,0015 detik. Dengan spesifikasi alat sebagai berikut : 1.
Tipe impeller Ni = turbin pipih flat-blade turbin
2. Jumlah impeller Nb
= 1 set 3.
Tinggi Bioreaktor Ht = 0,95 m
4. Tinggi cairan fermentasi Hl = 0,71 m
5. Diameter impeller Di
= 0,19 m 6.
Diameter tangki Dt = 0,42 m
Kapasitas produksi 145,2 kg Bta tahun atau 12,1kg bulan, untuk satu kali proses produksi dengan waktu 3 hari membutuhkan bahan baku + 65,4 liter limbah cair tahu, + 19,1 kg ampas tahu, dan + 1,5
kg trace element, dan urea 0,2 kg. Semakin besar jumlah bahan baku akan berdampak pada semakin bertambah biaya produksi. Perhitungan dapat dilihat di Lampiran 5.
C.2. Penerapan Teknologi Proses dan Peralatan C.2.1. Aliran Proses
Teknologi proses yang digunakan adalah fermentasi cair sistem curah batch submerged fermentation
. Input yang digunakan adalah biakan Bta dengan limbah cair tahu, limbah ampas tahu, urea, MnSO
4
, MgSO
4
, FeSO
4
, dan CaCO
3
yang disterilisasi. Alur proses produksi tersusun dalam 5 tahapan sebagai berikut :
1. Pembuatan inokulum Bta dengan menginokulasikan biakan Bta dalam erlenmeyer yang berisi
Nutrient Broth dan diinkubasikan dalam Rotary Shaking Incubator Inkubator kocok 200 rpm, 30
o
C selama 12 jam. Proses ini disebut Propagasi I yang menghasilkan Inokulum I.
62
2. Inokulum I diinokulasikan dalam medium kultivasi dengan volume 2,5 dalam medium
kultivasi. Medium kultivasi terdiri dari limbah cair tahu, limbah ampas tahu, urea, MnSO
4
, MgSO
4
, FeSO
4
, dan CaCO
3
. Total medium kulitvasi adalah 10 dari medium dalam bioreaktor untuk produksi. Diinkubasikan dalam Rotary Shaking Incubator Inkubator kocok 200 rpm, 30
o
C selama 12 jam. Proses ini disebut Propagasi II yang menghasilkan Inokulum II.
3. Inokulum II sebanyak 10 diinokulasikan pada bioreaktor yang berisi medium fermentasi
meliputi limbah cair tahu, limbah ampas tahu, urea, MnSO
4
, MgSO
4
, FeSO
4
, dan CaCO
3..
Suhu fermentasi 30
o
C selama 36 jam dalam bioreaktor 130 liter, 82 rpm. 4.
Hasil fermentasi disentrifugasi dan dihasilkan pasta kental. Hasil panen dapat disimpan dalam frezzer
atau dapat langsung dikeringkan menggunakan tray dryer dan menghasilkan serbuk bioinsektisida.
5. Dilakukan uji toksisitas pada hasil pengeringan. Jika produk memenuhi standar mutu, maka
proses dilanjutkan pada pengemasan dan produk siap dipasarkan.
C.2.2 Peralatan Industri
Peralatan-peralatan yang digunakan dalam industri bioinsektisidadikelompokkan menjadi dua yaitu peralatan laboratorium dan peralatan produksi. Peralatan laboratorium terdiri dari alat
pembuatan inokulum yang meliputi jarum ose, tabung reaksi, cawan petri, gelas erlenmeyer 50 dan 100 ml, inkubator kocok, dan bioreaktor. Selanjutnya inkubator kocok kapasitas 1 liter sebanyak 1
buah, bioreaktor kapasitas 3 liter. Peralatan untuk produksi meliputi : 1.
Alat pembuatan inokulum jarum ose, gelas erlenmeyer 50 dan 100 ml, cawan petri, inkubator kocok kapasitas 1 liter sebanyak 1 buah, dan bioreaktor kapasitas 13 liter sebanyak 1 buah
2. Alat fermentasi produksi berupa bioreaktor kapasitas 130 liter sebanyak 1 buah
3. Alat pemanenan yang meliputi sentrifuse dan tray dryer
4. Alat pengemasan sealer
Kultur Bta dibeli dari instansi lain, sehingga pihak pabrik cukup pada tahap produksi. Peralatan pembuatan inokulum merupakan peralatan umum laboratorium. Peralatan tersebut tidak
membutuhkan spesifikasi khusus. Pada laboratorium digunakan bioreaktor kapasitas 3 liter dengan spesifikasi seperti pada halaman 49. Berikut ini spesifikasi peralatan utama yang digunakan untuk
kegiatan produksi: 1.
Inkubator kocok 2 liter untuk kapasitas produksi 1 liter, Gambar 44 Ukuran platform
= 12 x 16,5 inch atau 30,5 x 41,9 cm Diameter orbit
= 0,5 inch atau 1,3 cm Penggunaan suhu
= suhu ruang + 5
o
C hingga 100
o
C Elektrikal
= 120 V,5060Hz
Gambar 44. Inkubator kocok 2 liter
New Brunswick 2010
2. Bioreaktor 13 liter Gambar 45
Tipe impeller Ni = turbin pipih flat-blade turbin
Jumlah impeller Nb = 1 set
Tinggi Bioreaktor Ht = 0,45 m
63
Tinggi cairan fermentasi Hl = 0,336 m
Diameter impeller Di = 0,09 m
Diameter tangki Dt = 0,197 m
Elektrikal = 100-120 V,5060Hz
Gambar 45. Bioreaktor 13 liter
New Brunswick 2010
3. Bioreaktor 140 liter untuk kapasitas produksi 130 liter, Gambar 46 Tipe impeller Ni
= turbin pipih flat-blade turbin Jumlah impeller Nb
= 1 set Tinggi Bioreaktor Ht
= 0,95 m
Tinggi cairan fermentasi Hl = 0,71 m
Diameter impeller Di = 0,19 m
Diameter tangki Dt = 0,42 m
Elektrikal = 220 V,5060Hz
Gambar 46. Bioreaktor 130 liter
New Brunswick 2010
4. Pensentrifuse 8 liter Gambar 47
Volume = 8liter
Kecepatan rotasi = 16.000 rpm
Akselerasi maksimum = 18.000 G
Tinggi dan Bobot = 155 cm dan 61 kg
Kebutuhan daya = 1,3 kW
Gambar 47. Pensentrifuse 8 liter
New Brunswick 2010
64
5. Tray Dryer
7 rak Gambar 48 Volume
= 7 liter Tinggi
= 155 cm Kebutuhan daya
= 1,3 kW
Gambar 48. Tray Dryer
Everest Engineering Works 2011
6. Pengemas Gambar 49
Output = 4-36 kemasan menit
Vacuum pump = 100 m
3
h Tekanan udara
= 7 bar, 23 litersiklus Kebuthan air pendingin =23 literjam, 4 bar
Kebutuhan daya = 4 kW
Gambar 49. Mesin Pengemas
Multivac 2011
7. Boiler Gambar 50
Tipe Boiler = dua fase
Output tenaga = 30 HP-40HP
Gambar 50. Mesin Boiler
Hurst Boiler 2011
Pemilihan jenis peralatan berdampak pada kebutuhan alokasi dana pembelian peralatan-peraltan tersebut.
C.3. Lokasi Industri
Hasil pra kelayakan memberikan lima alternatif lokasi pendirian industri yaitu Gunung Putri, Cileungsi, Kelapanunggal, Bogor Selatan, dan Darmaga. Berdasar hasil pembobotan dan penilaian
oleh pakar, melalui metode Bayes dan MPE diperoleh prioritas lokasi seperti dalam Tabel 26. Hasil penilaian pakar dapat dilihat pada Lampiran 6.
65
Tabel 26. Hasil prioritas lokasi industri
No Daerah
Peringkat
1 Bogor Selatan
III
2 Cileungsi
I
3 Darmaga
V
4 Gunung Putri
II
5 Kelapanunggal
IV
Daerah yang menjadi pilihan terbaik untuk rencana pembangunan adalah Cileungsi atau Gunung Putri. Dua daerah ini lokasinya berdekatan Gambar 29 dan merupakan area industri pada
kabupaten Bogor. Cileungsi dan Gunung Putri memiliki jalur infrastuktur yang baik, menjadi dareah pertemuan daerah Depok, Jakarta dan Bekasi. Lokasi industri tidak jauh dari area pasar dan
pemasaran. Lokasi Industri juga dekat dengan area Bogor Utara. Daerah ini merupakan penghasil limbah industri tahu terbanyak di Bogor Tabel 19. Hal ini dapat meminimumkan biaya distribusi
produk.
C.4. Layout Pabrik C.4.1 Layout Kegiatan Operasional
Layout pabrik merupakan hal teknis yang harus direncanakan dengan baik setelah diketahui
lokasi pabrik akan berdiri. Layout pabrik meliputi diagram aliran barang, tata ruang, dan rencana bangunan. Perencanaan yang matang pada hal ini berdampak pada tingkat efektifitas dan efisiensi
aktivitas pabrik. Keefektifan aktivitas dapat mengurangi terjadinya losthilangnya bahan baku atau produk Indrasti dan Fauzi 2009. Rancangan dengan jarak perpindahan barang yang pendek dan
singkat membantu mengoptimalkan penggunaan waktu produksi. Berdasar diagram alir proses pada Gambar 33, kegiatan produksi terdiri dari 9 kegiatan utama
yaitu : 1.
Penyiapan dan penimbangan bahan baku 2.
Propagasi I, menggunakan inkubator kocok 3.
Propagasi II, menggunakan bioreaktor skala kecil 4.
Fermentasi, menggunakan fermentor skala besar 5.
Pemanenan, pengumpulan dalam bak dan memisahkan padatan menggunakan pensentrifuse 6.
Pengeringan, menggunakan tray dryer 7.
Penyimpanan untuk produk yang tidak dikeringkan, menggunakan refrigerator 8.
Pengujian toksisitas produk 9.
Pengemasan, menggunakan mesin pengemas Seluruh kegiatan yang ada dapat disusun menjadi kegiatan berpola aliran barang lurus. Hal ini
dikarenakan tidak terdapat siklus balik pada proses produksi, setiap proses memiliki tipe proses berbeda, dan output pada proses sebelumnya merupakan input untuk proses sesudahnya Apple
1990. Mc Neil dan Harvey 2008 menjelaskan bahwa dalam industri berbasis mikrobial, diperlukan pengembangan produk secara kontinu. Hal tersebut dilakukan dengan terdapat pusat penelitian
berupa laboratorium. Ruang tersebut berguna untuk mengembangkan produk. Kegiatan-kegiatan utama dapat diproyeksikan menjadi diagram alir produksi seperti pada Gambar 51.
66
Gambar 51. Diagram Alir proses produksi Kegiatan-kegiatan utama dalam suatu industri memerlukan kegiatan-kegiatan penunjang.
Bentuk kegiatan tersebut diantaranya kegiatan perencanaan dan administrasi perusahaan, kegiatan rumah tangga perusahaan kamar mandi, toilet, dan tempat sampah, serta kegiatan pengamanan.
Kegiatan-kegiatan tersebut merupakan kegiatan penunjang, namun mutlak ada dalam suatu industri Apple 1990. Berdasarkan hal tersebut, aktivitas dalam industri memiliki kebutuhan ruang yang
terbagi menjadi 15 ruangan yaitu : 1.
Ruang Laboratorium Pengembangan L 2.
Ruang Timbang T 3.
Ruang Sterilisasi bahan baku S 4.
Ruang Propagasi I P1 5.
Ruang Propagasi II P2 6.
Ruang Fermentasi F 7.
Ruang Boiler B 8.
Ruang Pengeringan Pg 9.
Ruang Pengemasan Ps 10.
Ruang Penyimpanan Py 11.
Kantor K 12.
Kantin Kn 13.
Tolilet To 14.
Tempat pembuangan sampah rumah tangga TST 15.
Pos keamanan PoK
C.4.2. Denah Pabrik
Pola aliran produksi Bta berpola garis lurus. Hal ini memudahkan penentuan ruangan pabrik. Apple 1990 menjelaskan bahwa terdapat tiga unsur penting yang harus dipenuhi dalam bangunan
pabrik yaitu ruangan operasional, ruang gerak dalam ruang operasional, dan lorong pabrik aisle. Luasan ruang dapat ditentukan berdasarkan volume alat dan jumlah tenaga kerja yang terlibat.
Terdapat 9 kegiatan utama yang masing-masing dapat dikerjakan oleh 2 orang. Setiap pekerja dapat bekerja secara ergonomis dengan ruang gerak + 2 m
2
dan kelonggaran 150 dari keadaan diam. Kelonggaran dapat digunakan sebagai ruang bergerak atau lorong. Minimal ruangan untuk suatu
operasional mencapai luasan + 4 m
2
Pratama 2010. Berdasarkan hal tersebut dapat representasikan kebutuhan luasan ruang seperti pada Tabel 27.
67
Tabel 27. Kebutuhan Luasan Ruang Pabrik
No Nama Ruang
Luasan m2
Kelonggaran 150 m
2
Total luasan m
2
1 Ruang Laboratorium Pengembangan L
4 6
10 2
Ruang Timbang T 4
6 10
3 Ruang Sterilisasi bahan baku S
4 6
10 4
Ruang Propagasi I P1 4
6 10
5 Ruang Propagasi II P2
4 6
10 6
Ruang Fermentasi F 4
6 10
7 Ruang Boiler B
2 3
5 8
Ruang Pengeringan Pg 4
6 10
9 Ruang Pengemasan Ps
4 6
10 10
Ruang Penyimpanan Py 4
6 10
11 Kantor K
8 12
20 12
Kantin Kn 8
12 20
13 Tolilet To
4 6
10 14
Tempat pembuangan sampah rumah tangga TST
10 15
25 15
Pos keamanan PoK 4
6 10
Total Luasan Gedung Pabrik 180
Luasan kelonggaran Pabrik 150 270
Total Luasan Pabrik 450
Pabrik membutuhkan minimal luasan gedung 180 m
2
. Gedung dibangun diatas tanah seluas 450 m
2
Bangunan pabrik terdiri dari 15 ruangan. Pabrik juga memiliki lahan percontohan sebagai media promosi. Luas lahan percontohan ditentukan sebesar 30 m
2
. Denah bangunan pabrik bioinsektisida yang akan digunakan dapat dilihat pada Gambar 52.
Gambar 52. Denah Pabrik skala 1:20 Alur produksi mengikuti nomor ruang. Bangunan tambahan adalah a bak penanganan limbah dan
b lahan percontohan.
C.5. Jaringan Kerja Kelayakan Teknis dan Teknologis
Kegiatan dalam aspek teknis dan teknologis membutuhkan sumber daya yang lebih banyak. Kegiatan pada aspek ini merupakan kelanjutan aspek pra kelayakan teknis dan aspek kelayakan pasar.
Keseluruhan alokasi sumber daya yang dibutuhkan pada aspek teknis dan teknologis dijelaskan Tabel 28. Penjelasan jenis kegiatan pada aspek ini dapat dilihat pada halaman 35.
68
Tabel 28. Alokasi sumber daya kelayakan teknis dan teknologis
Kegiatan Rincian
Kegiatan Predecessor
Successor Perkiraan Alokasi
SDM orang
Biaya Rporanghari
Waktu hari
Biaya Peralatan dan
akomodasi Rp
H H1
D’ H’
4 35.000
5 F’
H2 H1
H3 5
378.316.000 H3
H2 H4
5 1.046.100.000
H4 H3
H5 5
H5 H4
H’ 5
Total 4
Rp 875.000 25
1.424.416.000 Biaya Total SDM x Biaya
Rp 1.433.291.000 Keterangan : Upah Minimum Regional UMR Bogor + Rp 1.000.000bulan BPLHD Jawa Barat 2011
Jaringan kerja yang diperoleh berdasar bagan di atas adalah seperti pada Gambar 53.
Gambar 53. Jaringan kerja kelayakan teknis dan teknologis dengan alokasi waktu Kegiatan analisis kelayakan teknis dan teknologis membutuhkan waktu 140 hari dengan termasuk
waktu 115 hari penyelesaian kelayakan sebelumnya. Untuk menyelesaikan keseluruhan aspek analisis. Keseluruhan membutuhkan sumber daya manusia 4 orang. Rencana biaya yang dibutuhkan adalah
Rp1.433.291.000
. Rencana biaya senilai Rp 378.316.000 merupakan rencana biaya pembelian
peralatan. Rencana biaya senilai Rp 1.046.100.000 merupakan rencana biaya pembelian lahan lokasi
industri. Pada Gambar 53 terdapat 1 jalur kritis yaitu jalur F’-H-H’ yang membutuhkan waktu 37 hari. Jalur kegiatan F’ merupakan kegiatan analisis kelayakan pasar dan pemasaran.
D. Aspek Lingkungan D.1 Jenis-Jenis Limbah