Pra Rancangan Pembuatan Minuman Beralkohol Ringan Dari Molase Dengan Kapasitas 85.000 Ton/Tahun

PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN MINUMAN

BERALKOHOL RINGAN DARI MOLASE

DENGAN KAPASITAS 85.000 TON/TAHUN

DISUSUN OLEH :

NIM : 035201029

INELFI LUSI F. SITINJAK

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA JURUSAN TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

INTI SARI

Molase ( tetes ) merupakan hasil samping dari pengolahan gula tebu diman produksi molase di Indonesia cukup tinggi, salah satu manfaat dari molase ini adalah menghasilkan alkohol yang cukup tinggi. Karena permintaan pasar akan minuman berlakohol cukup tinggi maka dibuatlah pabrik minuman beralkohol ringan dari molase.

Direncanakan Pabrik minuman beralkohol ringan ini memproduksi sekitar 85.000 ton/tahun dengan 300 hari kerja setahun dan didirikan di daerah marelan dengan l luas areal 3390 m2

Hasil Analisa Ekonomi Pabrik Pupuk Guano adalah sebagai berikut :

. Karyawan operasi yang dibutuhkan berjumlah 102 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang General Manager dengan struktur organisasi sistem garis.

• Modal Investasi = Rp. 217.685.799.300,-

• Biaya Produksi = Rp. 53.914.478.390,-

• Laba Bersih = Rp. 52.069.443.950,-

• Profit Margin = 42,85 %

• Break Even Point (BEP) = 28,86 %

• Return On Investment (ROI) = 34,15 %

• Pay Out Time (POT) = 2,92 Tahun

• Return On Network (RON) = 56,93 %

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan karuniaNya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul:

“Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Minuman Beralkohol Ringan Dari Molase Dengan Kapasitas 85.000 Ton/Tahun”.

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

Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini penulis banyak menerima bantuan, bimbingan dan fasilitas dari berbagai pihak. Penulis mengucapkan terimakasih kepada:

1. Kedua Orang Tua, kaka abang dan adik Penulis atas doa, bimbingan dan motivasi yang diberikan hingga saat ini.

2. Bapak Rondang Tambun ST, MT, selaku Dosen Pembimbing I yang telah

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

3. Bapak M. Hendra S. Ginting ST, MT, selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan bimbingan dan masukan kepada penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

4. Bapak Dr. Ir. Irvan, Msi, selaku Koordinator Tugas Akhir.

5. Ibu Renita Manurung ST, MT, selaku Ketua Departemen Teknik Kimia.

6. Ibu Mersi Suriani Sinaga ST, MT, yang selalu memberikan nasehat kepada penulis.

7. Jojor Astelina Tinambunan atas kerjasamanya sebagai patner dalam penulisan tugas akhir ini.

8. Renoldus Dwiputra Latif yang slalu memberikan doa dan dukungannya

kepada penulis.

9. Edi Sinaga yang setia setiap saat memberikan senyum, waktu dan

dukungannya kepada penulis.

10.Teman – teman Penulis Cika dan Mitikz yang selama ini memberikan

11.Teman-teman Stambuk 2003 yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang juga telah memberikan semangat kepada penulis.

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. Terima Kasih

Medan, Juli 2008 Penulis,

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR………. i

INTISARI……… iii

DAFTAR ISI………... iv

DAFTAR TABEL……… viii

DAFTAR GAMBAR……….. ix

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 Manfaat Perancangan... I-2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DESKRIPSI PROSES... II-1

2.1 Minuman Beralkohol... II-1 2.2 Molase…………... II-1 2.3 Persyaratan Mutu Minuman Beralkohol Rendah... II-2 2.4 Pembuatan Minuman Beralkohol... II-3 2.5 Deskripsi Proses………... II-4 2.6 Sifat – sifat Bahan Baku………... II-6

BAB III NERACA MASSA... III-1 3.1 Neraca Massa Filter Press I... III-1 3.2 Neraca Massa Reaktor Hidrolisa……... III-1 3.3 Neraca Massa Fermentor……... III-2 3.4 Neraca Massa Filter Press II... III-2 3.1 Neraca Massa Tangki Pengenceran I... III-3

BAB IV NERACA PANAS... IV-1 4.1 Neraca Panas pada Reaktor ………... IV-1 4.2 Neraca Panas padaFermentor ………... IV-1

BAB V SPESIFIKASI ALAT... V-1 5.1 Tangki Molase (T-101)... V-1 5.2 Tamgki Hidrolisa (M -101)... V-1 5.3 Fermentor (R-101)... V-1 5.4 Filter Press I (FP-101)... V-2 5.5 Filter Press II (FP-102)... V-3 5.6 Tangki Penyimpanan (NH4)2SO4

5.7 Tangki Penyimpanan H

(T-102)... V-3

3PO4

5.8 Tangki Penyimpanan Natrium Benzoat (T-103)... V-3 (T-103)... V-3

5.9 Tangki Penyimpanan Zat Pewarna (T-105)... V-4 5.10 Tangki Penyimpanan Aroma Lemon (T-106) ... V-4 5.11 Pompa I (P-101)…………... V-4 5.12 Pompa II (P-102)... V-5 5.13 Pompa III (P-103)... V-5 5.14 Tangki Pengenceran (T-107)... V-6 5.15 Bak Penampung Cake Filter Press I (B-101)... V-6 5.16 Bak Penampung Cake Filter Press I (B-101)... V-6

BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA... VI-1

6.1 Instrumentasi... VI-1 6.2 Keselamatan Kerja... VI-5

BAB VII UTILITAS... VII-1 7.1 Kebutuhan Air... VII-1 7.1.1 Pengendapan... VII-2 7.1.2 Klarifikasi... VII-2 7.1.2 Filtrasi …... VII-3 7.2 Kebutuhan Bahan Kimia ... VII-3 7.3 Kebutuhan Listrik ………... VII-4 7.4 Kebutuhan Bahan Bakar... VII-4 7.5 Unit Pengolahan Limbah... VII-5

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-2 8.3 Perincian Luas Tanah... VIII-4

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

9.1 Organisasi Perusahaan……….. IX-1

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 General Manager ………...

IX-5

9.4.2 Mnager Finansial dan Marketing….……….... IX-6

9.4.3 Manager SDM/Umum………... IX-6

9.4.4 Manager Produksi………. IX-6

9.4.5 Manager Teknik ………..………... IX-6

9.4.6 Kepala Seksi Pembelian………...…... IX-7

9.4.7 Kepala Seksi Marketing ………...…... IX-7

9.4.8 Kepala Seksi Personalia ... IX-7 9.4.9 Kepala Seksi General Affair... IX-7 9.4.10 Kepala Seksi Keamanan... IX-7 9.4.11 Kepala Seksi Instrumentasi…... IX-7 9.4.12 Kepala Seksi Maintanance dan Listrik…... IX-8 9.4.13 Kepala Seksi Proses ………...…... IX-8 9.4.14 Kepala Seksi Utilitas ………..…... IX-8 9.4.15 Kepala Seksi Laboratorium ………... IX-8 9.5 Tenaga Kerja dan Jam Kerja ... IX-8 9.5.1 Jumlah dan Tingkat Pendidikan Tenaga Kerja... IX-8 9.5.2 Pengaturan Jam Kerja... IX-9

9.6 Kesejahteraan Tenaga Kerja... IX-11

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 Biaya Produksi Total (BPT)……….. X-3

10.2.1 Biaya Tetap (FC)………. X-3

10.2.2 Biaya Variabel (VC)………... X-4

10.3 Total Penjualan……….………. X-4

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 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI……….. LE-1

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Produksi Molase PTPN II, III, IV………. ………. I-1

Tabel 2.1 Persyaratan Mutu Minuman Beralkohol Ringan………... II-2

Tabel 2.3 Perkiraan Besarnya Deposit Guano di Sumatera Utara……….. II-6

Tabel 3.1 Neraca Massa pada pada Filter Press I…..………. III-1

Tabel 3.2 Neraca Massa padaReaktor ……….. III-1

Tabel 3.3 Neraca Massa pada Fermentor ………...………... III-2

Tabel 3.4 Neraca Massa padaFilter Presss II …………..………. III-2

Tabel 3.5 Neraca Massa pada Tangki Pengenceran……….…….. III-3

Tabel 4.1 Neraca Panas pada Reaktor ………..………..….…….. IV-1

Tabel 4.2 Neraca Panas padaFermentor ……….……….…. IV-1

Tabel 4.3 Neraca Panas pada Dilution Tank (DTT-101)……….….….. IV-2

Tabel 6.1 Daftar Instrumentasi pada Pabrik Minuman Beralkohol Ringan… VI-5 Tabel 7.1 Pemakaian Air untuk berbagai kebutuhan….……….…….. VII-1 Tabel 7.2 Kualitas Air Tanah Marelan ……….……….…….. VII-2 Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah Pabrik Minuman Beralkohol Ringan...……. VIII-4 Tabel 9.1 Jumlah Tenaga Kerja Beserta Tingkat Pendidikannya..……..…….. IX-9 Tabel 9.2 Jadwal Kerja Karyaman Shift ………..……..…….. IX-10

Tabel LB.1 Reaksi Pembentukan………..…..….……….…….. LB-1

Tabel LB.2 Kapasitas Panas Zat………..….……….…….. LB-2

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-8 Tabel LE.5 Rincian Biaya Sarana Transportasi……..….……….…….. LE-9 Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai Pabrik Minuman Beralkohol Rinagan … LE-13 Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas………...……..….……….…….. LE-14 Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja…………...……..….……….…….. LE-15 Tabel LE.9 Aturan Depresiasi UU RI No.17 Tahun 2000..……….…….. LE-16

Tabel LE.11 Data Hasil Perhitungan Internal Rate Of Return (IRR)…….…….. LE-25

DAFTAR GAMBAR

Gambar 6.1 Reaktor beserta instrumennya ………..………...… VI-4

Gambar 6.2 Filter Press beserta Instrumennya………..…… VI-4

Gambar 6.3 Pompa beserta Instrumennya……….…… VI-5

Gambar 9.1 Struktur Organisasi Pabrik Minuman Beralkohol Ringan …… IX-12

Gambar LC.1 Tangki Penyimpanan Molase….……… LC-1

Gambar LC.2 Reaktor ……….….……… LC-4

Gambar LC.3 Fermentor ………….……… LC-9

Gambar LC.3.1 Jaket Pendingin …………..….……… LC-13

Gambar LC.4 Filter Press I ………..….……… LC-14

Gambar LC.5 Filter Press II ……….….……… LC-16

Gambar LC.6 Tangki Penyimpanan Amonium Sulfat ……… LC-18

Gambar LC.7 Tangki Penyimpanan Asam Posfat…………..……… LC-21

Gambar LC.8 Tangki Penyimpanan Natrium Benzoat ………… LC-23

Gambar LC.9 Tangki Penyimpanan zat Pewarna….………..………… LC-25

Gambar LC.10 Tangki Penyimpanan Aroma Lemon ….……… LC-27

Gambar LC.11 Pompa I ……….….……… LC-30

Gambar LC.12 Pompa II ………….……… LC-32

Gambar LC.13 Pompa III ………..….……… LC-34

Gambar LC.14 Tangki Pengenceran ……….. LC-36

Gambar LC.15 Bak penampung I ……….….……… LC-39

Gambar LC.16 Bak Penampung II …….. ….……… LC-40

Gambar LD.1 Grafik Entalpi dan Temperatur Cairan pada Cooling Tower….. LD-12 Gambar LD.2 Kurva Hy terhadap 1 / (Hy* - Hy)……….. LD-13

INTI SARI

Molase ( tetes ) merupakan hasil samping dari pengolahan gula tebu diman produksi molase di Indonesia cukup tinggi, salah satu manfaat dari molase ini adalah menghasilkan alkohol yang cukup tinggi. Karena permintaan pasar akan minuman berlakohol cukup tinggi maka dibuatlah pabrik minuman beralkohol ringan dari molase.

Direncanakan Pabrik minuman beralkohol ringan ini memproduksi sekitar 85.000 ton/tahun dengan 300 hari kerja setahun dan didirikan di daerah marelan dengan l luas areal 3390 m2

Hasil Analisa Ekonomi Pabrik Pupuk Guano adalah sebagai berikut :

. Karyawan operasi yang dibutuhkan berjumlah 102 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang General Manager dengan struktur organisasi sistem garis.

• Modal Investasi = Rp. 217.685.799.300,-

• Biaya Produksi = Rp. 53.914.478.390,-

• Laba Bersih = Rp. 52.069.443.950,-

• Profit Margin = 42,85 %

• Break Even Point (BEP) = 28,86 %

• Return On Investment (ROI) = 34,15 %

• Pay Out Time (POT) = 2,92 Tahun

• Return On Network (RON) = 56,93 %

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pembangunan di segala bidang pada masa sekarang merupakan kewajiban yang harus dilaksanakan oleh bangsa Indonesia sebagai salah satu negara yang berkembang, termasuk pembangunan di bidang industri yang merupakan salah satu sektor yang sangat penting peranannya dalam pembangunan nasional.

Semenjak bangsa Indonesia mengalami krisis ekonomi pada tahun 1997, banyak industri yang tidak mampu bertahan. Salah satu sektor industri yang saat ini sedang berkembang adalah industri minuman. Secara umum, cara yang digunakan untuk menghasilkan minuman beralkohol tersebut adalah melalui proses fermentasi dari berbagai bahan hasil pertanian. Berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan No.86 Tahun 1997, minuman beralkohol dibedakan menjadi tiga (3) golongan. Golongan A dengan kadar alkohol (1-5)%, misalnya bir, Golongan B dengan kadar alkohol (5-20)%, misalnya anggur dan Golongan C dengan kadar alkohol (20-55)%, misalnya whisky dan brandy (Republika, 2006)

Molase yang disebut juga gula tetes merupakan hasil samping dari pabrik gula berupa kristal gula yang tidak terbentuk menjadi gula pada proses kristalisasi. Molase merupakan salah satu bahan pembuatan minuman beralkohol. Produksi molase mempunyai pangsa pasar yang relatif besar, pada tahun 2007 PTPN II Tanjung Morawa Sumut mampu menghasilkan molase sebesar 45.000 ton Produksi molase dapat dilihat pada Tabel 1. 1.

Tabel 1.1 Produksi Molase PTPN II, III, IV Tahun Molase (Ton)

2003 2004 2005

39046 39026 31472

Ketersediaan bahan baku dan tingkat kebutuhan alkohol cukup tinggi maka pembangunan industri minuman beralkohol di Indonesia mempunyai prospek yang cukup cerah di masa yang akan datang.

1.2 Perumusan Masalah

Sehubungan dengan meningkatnya produksi molase, maka diperlukan suatu usaha untuk memanfaatkan molase tersebut dengan mendirikan pabrik minuman beralkohol. Tugas akhir ini memaparkan bagaimana merancang Pabrik Pembuatan minuman beralkohol ringan dari Molase.

1.3 Tujuan Perancangan Pabrik

Tujuan utama pra rancangan pabrik minuman beralkohol ringan dari molase adalah untuk menerapkan disiplin ilmu Teknik Kimia, khususnya dibidang rancang dan Operasi Teknik Kimia sehingga akan memberikan gambaran kelayakan Pra Rancangan Pabrik minuman beralkohol ringan dari Molase.

1.4 Manfaat Rancangan

Manfaat dari Pra Rancangan Pabrik Minuman Beralkohol ringan dari Molase ini adalah :

1. Untuk memanfaatkan molase sebagai minuman beralkohol ringan. 2. Memenuhi kebutuhan minuman beralkohol ringan dalam negeri.

3. Dengan didirikannya pabrik minuman beralkohol ringan ini akan menciptakan lapangan kerja serta mengurangi jumlah pengangguran.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Minuman Beralkohol

Yang dimaksud dengan minuman beralkohol adalah minuman yang mengandung etanol. Minuman ini diproses dari hasil pertanian yang mengandung karbohidrat dengan cara fermentasi dan destilasi, baik dengan cara memberikan perlakuan terlebih dahulu atau tidak. Sesuai dengan PerMenkes RI No.86/Menkes/Per/IV/1997 tanggal 29 April 1997, minuman keras adalah semua jenis yang beralkohol tetapi bukan obat, meliputi :

1. Minuman keras golongan A.

Dengan kadar etanol dari 1 % sampai 5 %, contoh :  Bir Bintang, Champido Anggur Buas, Green Sand.  San Miguel, Jinro, Anker Bir.

2. Minuman keras golongan B

Dengan kadar etanol antara 5 % sampai 20 %, contoh :

 Anggur Malaga, Anggur Kolesan, Anggur Kucing Ketan Hitam.  Whiskey dan Arak Koleson.

 Anggur orang tua. 3. Minuman keras golongan C.

Dengan kadar etanol antara 20 % samapai 55 %, contoh :

 Kuda mas Brandy, Kuda Pacu Jenever Brandy, Orang Tua Arak.

 Mansion House Brandy, Scotch Brandy, dll

2006). Pemanfaatan molase yang merupakan hasil samping pembuatan gula, dapat meningkatkan pendayagunaan molase tersebut. Molase dapat difermentasikan menjadi etanol. Ragi yang penting pada fermentasi tersebut adalah Saccharomyces sp.

2.2 Molase

Molase merupakan hasil samping dari proses pembuatan gula. Molase mengandung sejumlah besar gula baik sukrosa maupun gula reduksi. Total kandungan

gula berkisar ( 48 – 56 ) % sedangkan pH-nya adalah 5,5 – 6,5. Untuk pembuatan etanol, tetes harus mendapat perlakuan pendahuluan. Hal tersebut disebabkan karena

molase bersifat kental, kadar gula dan pH-nya masih terlalu tinggi serta nutrisi yang dibutuhkan khamir (yeast) belum mencukupi dalam molase ini (Judoamidjojo, 1992).

Perlakuan pendahuluan terhadap molase tersebut adalah molase diencerkan dengan air sehingga konsentrasi gulanya menjadi 15 % atau 20 %. Untuk memenuhi kebutuhan nutrisi, maka ditambahkan amonium sulfat, sedangkan untuk menurunkan pH-nya digunakan asam sulfat (Riegel, 1992).

Saccharomyces cerevisiae merupakan khamir yang umum digunakan dalam industri fermentasi etanol. Biasanya khamir yang digunakan sebanyak 5 % dari volume. Proses fermentasi membutuhkan waktu sekitar 28 jam - 72 jam, tetapi biasanya 44 jam untuk menghasilkan etanol dengan konsentrasi ( 8 – 10 )% dengan suhu optimum berkisar 320C – 330

No

C (Riegel, 1992).

2.3 Persyaratan Mutu Minuman Beralkohol Rendah

Minuman yang beredar di pasaran harus memenuhi syarat mutu yang ditetapkan. Persyaratan mutu minuman beralkohol ringan yang beredar di Indonesia dapat dilihat pada tabel 1.2 berikut ini.

Jenis Uji Satuan Persyaratan

1 2 3 4 5 6 7 Keadaan 1.1 Bau 1.2 Rasa 1.3 Warna Gula Etanol Metanol pH

Bahan tambahan makanan 6.1 Pemanis buatan 6.2 Pewarna tambahan Pencemaran logam 7.1 Timbal (Pb) 7.2 Tembaga (Cu) 7.3 Seng (Zn) 7.4 Timah (Sn)

- - - % % % - - - mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg normal normal normal min 7 <1

maks 20 ppm maks 4

sesuai SNI 01-0222-1995 sesuai SNI 01-0222-1995

maks 0,2 maks 2,0 maks 5,0

8 9

Pencemaran Arsen (As) Pencemaran mikroba 9.1 Angka lempeng total 9.2 Coliform

9.3 E. Coli 9.4 Salmonella

9.5 Staphylococcus aureus 9.6 Vibrio cholerae

9.7 Kapang 9.8 Khamir koloni/ml APM/ml APM/ml - koloni/ml - koloni/ml koloni/ml maks 0,1

maks 2,0.102 maks 20 <3 mg/25 ml 0 mg/25 ml maks 50 maks 50

(Sumber : Balai Pemeriksaan Obat dan Makanan, 2005)

2.4 Pembuatan Minuman Beralkohol

Secara umum, etanol dapat dibuat dari bahan-bahan berikut : 1. Zat Tepung

Zat tepung (berupa bubur) oleh enzim diastase dari mout (kecambah dari gerst) dapat dirubah menjadi maltosa (sebangsa gula) dengan melalui tingkatan dekstrin. Temperatur optimumnya ( 50 – 60 )oC, kemudian diberi ragi yang juga dapat mengeluarkan enzim maltase. Enzim ini merubah maltosa menjadi glukosa. Glukosa oleh enzim dirubah menjadi etanol dan CO2

(C

. Reaksi :

6H10O5)n + 1/2n H2O

diastase dari mout

1/2n C12H22O11 Amylum (maltase dari ragi)

C12H22O11 + H2O  →

C

0

30 2C6H12O6

Maltosa Glukosa

C6H12O6 →

ces Saccharomy

2C2H5OH + 2CO2

Konsentrasi etanol yang terjadi tidak boleh melebihi 15 %. Dari hasil destilasi diperoleh etanol 96 %. (Soepomo, 1998 ).

2. Molase

Molase merupakan hasil samping proses pembuatan gula. Molase mengandung sejumlah besar gula baik sukrosa maupun gula pereduksi. Spesies ragi yang telah dikenal mempunyai daya konversi gula menjadi etanol yang sangat tinggi adalah Saccharomyces Cerevisiae.

Reaksinya :

C12H22O11 + H2O → 2C6H12O6 Sukrosa Glukosa

C6H12O6 Saccharomyces→ 2C2H5OH + 2CO2

Dalam pembuatan etanol tersebut, mula-mula molase diencerkan dengan air sehingga konsentrasi gulanya menjadi ( 14 – 18 ) %. Jika konsentrasi gula terlalu tinggi, maka waktu fermentasinya lebih lama dan sebagian gula tidak terkonversi, sehingga tidak ekonomis, kadar etanol yang dihasilkan ( 8 – 10 ) %. (Judoamidjojo, 1992)

3. Cairan Buah - Buahan yang Manis

Cairan buah - buahan yang manis mengandung glukosa dan fruktosa sehingga bisa mengalami peragian etanol.

C6H12O6 →

ces Saccharomy

2C2H5OH + 2CO

1. Tahapan pemurnian bahan baku

2

Dengan proses ini, cairan buah - buahan diolah menjadi minuman yang sehari-hari disebut anggur, dengan pemeraman yang relatif panjang hingga mencapai bulanan bahkan tahunan akan dapat menghasilkan etanol dengan kadar ( 7 – 18) %. (R.Soepomo, 1998)

2.5 Deskripsi Proses

Berdasarkan metode proses pembuatan minuman beralkohol, dipilih salah satu proses yaitu fermentasi molase yang cukup tinggi di Indonesia. Disamping itu dapat dihasilkan minuman beralkohol dengan konsentrasi yang cukup tinggi (8 - 10)% (Judoamidjojo, 1992). Untuk mendapatkan minuman beralkohol ringan 2% akan diperoleh hasil yang cukup banyak karena hasil fermentasi akan diencerkan lagi. Tahapan proses pembuatan minuman beralkohol dari fermentasi molase adalah sebagai berikut :

Bahan baku adalah molase dengan komposisi : a. Glukosa : 21,7 %

b. Sukrosa : 34,19 % c. Air : 26,49 % d. Abu : 17,62 % (Martoyo, 2002)

Sebelum dipompakan ke dalam reaktor, molase dimurnikan terlebih dahulu dengan menyaringnya lewat filter press yang bertujuan untuk menghilangkan abu. Abu yang telah dipisahkan dari molase ditampung pada bak penampung untuk selanjutnya dibuang.

2. Tahap Hidrolisa

Setelah bebas dari abu, kemudian molase dihidrolisa selama 1jam dengan bantuan enzim untuk mengubah sukrosa menjadi glukosa sehingga menghasilkan molase dengan kandungan gula 14 %. (Gumbira Sa’id, 1984)

Temperatur yang baik pada proses hidrolisa ini sebesar 600C.

Reaksi yang terjadi di reaktor Hidrolisa :

C12H22O11 + H2O  →Enzim 2C6H12O 3. Tahap Fermentasi

6

Proses peragian dilakukan di fermentor. Khamir yang digunakan pada fermentor adalah Saccharomycess cereviciae sebanyak 5 % dari total substrat dengan lama waktu tinggal bahan dalam fermentor serta lamanya fermentasi selama 36 jam. Bahan nutrisi yang digunakan pada fermentasi ini adalah H3PO4 sebanyak 0,4 % dari total substrat dan (NH4)2SO4 sebanyak 0,4 % dari total substrat (Gumbira Sa’id, 1984).

Pada fermentor terjadi konversi glukosa menjadi etanol berdasarkan reaksi : C6H12O6 Saccharomyces→2C2H5OH + 2CO

Konsentrasi etanol yang dihasilkan berkisar antara ( 8 – 10 ) % (Riegel, 1992). Dan temperatur yang baik dalam proses fermentasi ini sebesar 40

2

0 C.

4. Tahap Pemurnian Produk

Untuk mendapatkan minuman beralkohol (etanol) murni, maka Saccharomyces cereviciae yang terikut dipisahkan dengan filter press dan ditampung pada bak penampung. Saccharomyces cereviciae yang terpisah dikembangbiakkan untuk dipergunakan kembali pada proses peragian.

5. Tahap pengenceran dan rasa minuman beralkohol

Karena konsentrasi minuman beralkohol yang diperoleh dari hasil fermentasi masih tinggi ( 8 -10 ) %, maka etanol yang diperoleh diencerkan dengan air untuk memperoleh minuman beralkohol ringan 2%, diasumsikan penambahan essens lemon sebesar 0,5 %, natrium benzoat sebesar 0,05% dan pewarna makanan sebesar 0,05% dari total substrat. Setelah diperoleh minuman beralkohol sesuai dengan konsentrasi yang diinginkan kemudian dilakukan pembotolan. Minuman yang telah dibotolkan kemudian disusun rapi dan disimpan di gudang untuk selanjutnya dipasarkan.

2.6 Sifat – sifat Bahan Baku

1. Air

• Rumus kimia : H2

• Berat molekul : 18,016 gr/grmol O

• Densitas : 0,995 gr/cm

• Titik lebur : 0

3 0

• Titik didih : 100 C

0 (Perry, 1984)

C

2. Glukosa

• Rumus kimia : C6H12O

• Berat molekul : 180,16 gr/grmol 6

• Specific gravity : 1,544

• Titik lebur : 146 25 0 (Perry, 1984)

C

3. Sukrosa

• Rumus kimia : C12H22O

• Berat molekul : 342,30 gr/grmol 11

• Specific gravity : 1,588

• Titik lebur : 190 15 0

C - 1920 (Perry, 1984)

BAB III

NERACA MASSA

Setelah dilakukan perhitungan pada lampiran A, maka didapat hasil neraca massa sebagai berikut :

3.1 Neraca Massa Filter Press I

Tabel 3.1 Neraca Massa pada Filter Press I

Komponen

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

1 2 3

Glukosa Sukrosa

Air Abu

193,13 304,29 235,76 156,82

- -

23,58 156,82

193,13 304,29 212,18

-

Jumlah 890 180,4 709,6

Total 890 890

3.2 Neraca Massa Reaktor

Tabel 3.2 Neraca Massa pada Reaktor Hidrolisa

Komponen

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

3 4 5

Glukosa Sukrosa

Air Enzim invertase

193,13 304,29 212,18

-

- - 2958,41

1,06

513,13 - 3154,57

1,06

Jumlah 709,6 2959,47 3668,76

3.3 Neraca Massa Fermentor

Tabel 3.3 Neraca Massa pada Fermentor

Komponen

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

5 6 7 8 9 10

Glukosa Air Etanol CO2 Saccharomyces Enzim invertase

(NH4)2SO4

H3PO

513,13 3154,57 - - - 1,06 - 4 - - - - 183,41 - - - - - - - - - 14,67 - - - - - - - - 14,67 - - - 226,16 - - - - 50,4 3154,57 236,12 - 212,75 1,06 - -

Jumlah 3668,76 183,41 14,67 14,67 226,16 3654,9

Total 3881 3881

3.4 Neraca Massa Filter Press II

Tabel 3.5 Neraca Massa pada Filter Press II

Komponen

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

10 11 12

Glukosa Air Etanol Saccharomyces Enzim intervase 50,4 3154,57 236,12 212,75 1,06 - 315,46 - 212,75 1,06 50,4 2839,11 236,12 - -

Jumlah 3654 529,27 3.125,63

3.5 Neraca Massa Tangki Pengenceran

Tabel 3.6 Neraca Massa pada Tangki Pengenceran

Komponen

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

12 13 14

Glukosa Air Aroma lemon Natium Benzoat

Pewarna Etanol

50,4 2839,11

- - - 236,12

- 8.628,29

43,40 4,34 4,34 -

50,4 11.467,4

43,40 4,34 4,34 236,12

Jumlah 3125,63 8680,37 11.806

BAB IV

NERACA PANAS

Basis perhitungan : 1 jam Satuan operasi : kkal/jam Temperatur referensi : 25o

Komponen

C = 298 K

4.1 Reaktor Hidrolisa

Tabel 4.1 Neraca Panas Reaktor Hidrolisa

Qmasuk (kkal/jam) Qkeluar (kkal/jam)

Glukosa Sukrosa Air Air Proses Enzim 100.813,86 459.187,30 1.060,9 103.544,35 179,35 1.876.438,62 - 110.409,95 - 1.255,46

Jumlah 664.785,76 1.988.104,03

Panas reaksi 3330 -

- K

Q listrik

-1.422.135,162 98.816,892

Total 664.785,76 664.785,76

4.2 Fermentor

Tabel 4.2 Neraca Panas Fermentor

Komponen Qmasuk (kkal/jam) Qkeluar (kkal/jam)

Glukosa Air Etanol

CO2

Saccharomyces (NH4)2SO4

H3PO

1.874.977,02 110.409,95 - - 309,0458 18,9976 72,6385 1.255,46 4 Enzim 78.926,4 - 420.988,9734 685,2648 1.075,4513 - - 538,0542

Jumlah 1.987.250,98 502.214,1437

Panas reaksi 3130 -

1.153.844,706 K

Q serap

2.638.673,674

BAB V

SPESIFIKASI ALAT

5.1 Tangki Molase ( T-101 )

Fungsi : menampung molase selama 15 hari Jenis : Silinder vertikal dengan tutup ellipsoidal Jumlah : 6 unit

Bahan : Carbon steel SA-212 grade B Diameter : 2,8769 m

Tinggi : 8,6307 m Volume : 61,1195 m3 Pdesain

16 3

: 29,8272 psi Tebal plat : in

5.2 Tangki Hidrolisa ( M-101 )

Fungsi : Untuk menghidrolisa sukrosa menjadi glukosa Jenis : Silinder vertikal dengan tutup ellipsoidal Jumlah : 1 unit

Bahan : Carbon steel SA-212 grade B Diameter : 1,1935 m

Tinggi : 3,5805 m Volume : 4,2496 m3 Pdesain

16 3

: 19,02 psi Tebal plat : in Pelengkap : - pengaduk

- koil steam pemanas

5.3 Fermentor ( R-101 )

Fungsi : mengubah glukosa menjadi etanol secara fermentasi Jenis : Silinder vertikal dengan tutup ellipsoidal

Bahan : Carbon steel SA-212 grade B Diameter : 2,0853 m

Tinggi : 6,2559 m Volume : 23,0491 m3 Pdesain

- jaket : 29,3208 psi Tebal plat : 0,56 in Pelengkap : - pengaduk

- volume jaket = 38,5385 m3

5.4 Filter Press I ( FP-101 )

Fungsi : Memisahkan abu dari molase Jenis : plate and frame filter

Jumlah : 1 unit

Bahan : Carbon steel Bahan media filter : kanvas Porositas cake : 0,181 Luas plate : 3,5181m

5.5 Filter Press II ( FP-102 )

2 Jumlah plate : 18 buah

Fungsi : Memisahkan saccharomyces dari larutan etanol Jenis : plate and frame filter

Jumlah : 1 unit

Bahan : Carbon steel Bahan media filter : kanvas Porositas cake : 0,1031 Luas plate : 14,839 m2 Jumlah plate : 74 buah

5.6 Tangki Penyimpanan (NH4)2SO4 ( T-102 )

Fungsi : menampung (NH4)SO4 selama 15 hari

Jenis : Silinder vertikal dengan tutup datar dan alas kerucut Jumlah : 1 unit

Bahan : Carbon steel SA-212 grade B Diameter : 1,9788 m

Tinggi : 0,9894 m Volume : 4,9671 m3/jam Pdesain

16 3

: 17,5486 psi Tebal plat : in

5.7 Tangki Penyimpanan ( H3PO4 ) ( T-103 )

Fungsi : menampung ( H3PO4 ) selama 15 hari

Jenis : Silinder vertikal dengan tutup datar dan alas kerucut Jumlah : 1 unit

Bahan : Carbon steel SA-212 grade B Diameter : 1,9788 m

Tinggi : 0,9894 m Volume : 4,1392 m3/jam Pdesain

16 3

: 17,6063 psi Tebal plat : in

5.8 Tangki Penyimpanan Natrium Benzoat ( T-104 )

Fungsi : menampung Natrium Benzoat selama 15 hari

Jenis : Silinder vertikal dengan tutup datar dan alas kerucut Jumlah : 1 unit

Bahan : Carbon steel SA-212 grade B Diameter : 1,4207 m

Tinggi : 0,7104 m Volume : 1,5168 m3 Pdesain : 16,9543 psi

Tebal plat : 16 3 _in

5.9 Tangki Penyimpanan Zat Pewarna ( T-105 )

Fungsi : menampung Zat pewarna selama 15 hari

Jenis : Silinder vertikal dengan tutup datar dan alas kerucut Jumlah : 1 unit

Bahan : Carbon steel SA-212 grade B Diameter : 1,5628 m

Tinggi : 0,7814 m Volume : 2,0247 m3 Pdesain

16 3

: 16,605 psi Tebal plat : in

5.10 Tangki Penyimpanan Aroma lemon ( T-106 )

Fungsi : menampung Aroma lemonselama 15 hari

Jenis : Silinder vertikal dengan tutup datar dan alas kerucut Jumlah : 1 unit

Bahan : Carbon steel SA-212 grade B Diameter : 3,673 m

Tinggi : 1,6336 m Volume : 18,9189 m Pdesain

16 3

: 18,2308 psi Tebal plat : in

5.11 Pompa I ( P-101)

Fungsi : Mengalirkan molase dari tangki molase ke filter press Jenis : centrifugal pump

Jumlah : 1 unit

Bahan : Commercial steel Schedule number : 40

ID : 0,622 in = 0,0518 ft

OD : 0,840 in = 0,0699 ft

Flow area pipe : 0,00211 ft2

Daya : 0,002 hp (Pompa yang dipakai ¼ hp)

5.12 Pompa II ( P-102 )

Fungsi : Mengalirkan glukosa dari tangki pencampuran ke fermentor

Jenis : centrifugal pump

Jumlah : 1 unit

Bahan : Commercial steel Schedule number : 40

Nominal size pipe : 1 in = 0,0833 ft

ID : 1,049 in = 0,0874 ft

OD : 1,315 in = 0,096 ft

Flow area pipe : 0,00600 ft2

Daya : 0,2217 hp (Pompa yang dipakai ¼ hp)

5.13 Pompa III ( P-103 )

Fungsi : Mengalirkan etanol dari fermentor ke filter press Jenis : centrifugal pump

Jumlah : 1 unit

Bahan : Commercial steel Schedule number : 40

Nominal size pipe : 1 in = 0,833 ft

ID : 1,049 in = 0,0874 ft

OD : 1,315 in = 0,096 ft

Flow area pipe : 0,00600 ft2

5.14 Tangki Pengenceran ( T-107 )

Fungsi : tempat pengenceran etanol menjadi minuman beralkohol 2% Jenis : Silinder vertikal dengan tutup ellipsoidal

Jumlah : 1 unit

Bahan : Carbon steel SA-212 grade B Diameter : 5,7366 m

Tinggi : 17,2098 m Volume : 14,2601 m3 Pdesain

16 4

: 42,4467 psi Tebal plat : in

5.15 Bak Penampung Cake Filter Press I ( B-101 )

Fungsi : menampung cake dari filter press I Bentuk : persegi panjang

Bahan : beton Jumlah : 1 unit Volume : 7,8249 m

5.16 Bak Penampung Cake Filter Press II ( B-102 )

3

Fungsi : menampung cake dari filter press II Bentuk : persegi panjang

Bahan : beton Jumlah : 1 unit Volume bak : 17,3606 m3

BAB VI

INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

6.1 Instrumentasi

Instrumentasi merupakan suatu sistem atau susunan peralatan yang dipakai di dalam suatu proses kontrol untuk mengatur jalannya suatu proses agar diperoleh hasil sesuai dengan yang diharapkan. Alat–alat instrumentasi dipasang pada setiap peralatan proses dengan tujuan agar para engineer dapat memantau dan mengontrol kondisi di lapangan. Dengan adanya istrumentasi ini pula, para engineer dapat segera melakukan tindakan apabila terjadi kejanggalan dalam proses. Namun pada dasarnya, tujuan pengendalian tersebut adalah agar kondisi proses di dalam pabrik mencapai tingkat kesalahan (error) yang paling minimum sehingga produk dapat dihasilkan secara optimal.

Fungsi instrumentasi adalah sebagai pengontrol, penunjuk, pencatat, dan pemberi tanda bahaya. Peralatan instrumentasi biasanya bekerja dengan tenaga mekanik atau tenaga listrik dan pengontrolannya dapat dilakukan secara manual atau otomatis. Penggunaan instrumen pada suatu peralatan proses tergantung pada pertimbangan ekonomi dan sistem peralatan itu sendiri. Pada pemakaian alat–alat instrumen juga harus ditentukan apakah alat–alat tersebut dipasang di atas papan instrumen dekat peralatan proses yang dikontrol secara manual atau disatukan dalam suatu ruang kontrol yang dihubungkan dengan bangsal peralatan yang dikontrol secara otomatis (Perry, 1999).

Variabel–variabel proses yang biasanya dikontrol atau diukur oleh instrumen adalah :

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

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

Pada dasarnya suatu sistem pengendalian terdiri dari : 1. Elemen Perasa(Sensing Element / Primary Element).

Elemen yang merasakan (menunjukkan) adanya perubahan dari harga variabel yang diukur.

2. Elemen Pengukur(Measuring Element).

Elemen yang sensitif terhadap adanya perubahan temperatur, tekanan, laju aliran, maupun ketinggian fluida. Perubahan ini merupakan sinyal dari proses dan disampaikan oleh elemen pengukur ke elemen pengontrol.

3. Elemen Pengontrol(Controlling Element).

Elemen yang menerima sinyal kemudian akan segera mengatur perubahan– perubahan proses tersebut sama dengan nilai set point (nilai yang dikehendaki). Dengan demikian elemen ini dapat segera memperkecil ataupun meniadakan penyimpangan yang terjadi.

4. Elemen Pengontrol Akhir (Final Control Element).

Elemen yang akan mengubah masukan yang keluar dari elemen pengontrol ke dalam proses sehingga variabel yang diukur tetap berada dalam batasan yang diinginkan dan merupakan hasil yang dikehendaki.

Pengendalian peralatan instrumentasi dapat dilakukan secara otomatis dan semi otomatis. Pengendalian secara otomatis adalah pengendalian yang dilakukan dengan cara mengatur instrumen pada kondisi tertentu, bila terjadi penyimpangan variabel yang dikontrol maka instrumen akan bekerja sendiri untuk mengembalikan variabel pada kondisi semula, instrumen ini bekerja sebagai controller. Pengendalian secara semi otomatis adalah pengendalian yang mencatat perubahan–perubahan yang terjadi pada variabel yang dikontrol. Untuk mengubah variabel–variabel ke dalam nilai yang diinginkan maka dilakukan usaha secara manual, instrumen ini bekerja sebagai pencatat (recorder) atau penunjuk (indicator).

Faktor–faktor yang perlu diperhatikan dalam instrumen–instrumen adalah (Peters et.al., 2003) :

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

3. Ketelitian yang dibutuhkan. 4. Bahan konstruksinya.

Instrumentasi yang umum digunakan dalam pabrik adalah : 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.

Beberapa instrumen yang digunakan dalam peralatan pabrik adalah :

1. Reaktor

Instrumen yang digunakan pada reaktor adalah Temperature Controller (TC) yang berfungsi untuk mengamati dan mengontrol temperatur fluida di dalam reaktor. Reaktor dilengkapi dengan sight glass yang berfungsi sebagai Level Controller (LC). Reaktor juga dilengkapi dengan sensing elemen yang peka terhadap perubahan suhu sehingga temperatur reaktor dapat dilihat pada temperatur indikator. Juka suhu terlalu tinggi, maka secara otomatis valve yang terdapat pada aliran steam akan tertutup dan sebaliknya. Valve pada aliran steam juga dilengkapi dengan valve by pass.

Gambar 6.1 Reaktor beserta instrumennya

2. Filter Press

Pada filter press terdapat pressur indikator yang berfungsi untuk menunjukkan tekanan pada filter press. Jika tekanan terlalu besar dapat mengakibatkan kerusakan pada alat.

3. Pompa

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 6.3 Pompa beserta instrumennya.

Tabel 6.1 Daftar Penggunaan Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Minuman Beralkohol Ringan dari Molase

No Nama Alat Jenis Instrumentasi Kegunaan

1 Tangki LC Mengontrol tinggi cairan dalam

tangki

2 Pompa FC Mengatur laju cairan dalam pipa

3 Reaktor

TC Mengontrol suhu dalam reaktor

PC Mengontrol tekanan dalam

reaktor

LC Mengontrol tinggi cairan dalam reaktor

4 Filter Press PC Mengamati tekanan operasi

6.2 Keselamatan Kerja

Keselamatan kerja merupakan bagian dari kelangsungan produksi pabrik, oleh karena itu aspek ini harus diperhatikan secara serius dan terpadu. Untuk maksud tersebut perlu diperhatikan cara pengendalian keselamatan kerja dan keamanan pabrik pada saat perancangan dan saat pabrik beroperasi.

Fluida

Fluida FC

Sebagaimana pedoman pokok dalam usaha penanggulangan masalah keselamatan kerja adalah undang-undang keselamatan kerja tanggal 12 Januari 1970. Undang-undang ini juga mengisyaratkan bahwa tindakan koratif dan korektif agar kecelakaan kerja dihindari dan lingkungan kerja harus memenuhi syarat-syarat kesehatan.

Untuk menjamin keselamatan kerja, maka dalam perencanaan suatu pabrik perlu diperhatikan beberapa hal, yaitu :

1. Lokasi pabrik

2. Sistem pencegahan kebocoran 3. Sistem perawatan

4. Sistem penerangan

5. Sistem penyimpanan material dan perlengkapan 6. Sistem pemadam kebakaran

Disamping itu, terdapat beberapa peraturan dasar keselamatan kerja yang harus diperhatikan pada saat bekerja di setiap pabrik-pabrik kimia :

1. Tidak boleh merokok atau makan

2. Tidak boleh minum minuman keras (beralkohol) selama bekerja

Pada pra-rancangan pabrik pembuatan etanol dari molase, usaha-usaha pencegahan terhadap bahaya-bahaya yang mungkin terjadi dilakukan dengan :

1. Pencegahan terhadap kebocoran

− Memasang sistem alarm pada tempat yang strategis dan penting seperti power station, laboratorium dan ruang proses

− Mobil pemadam kebakaran harus dalam keadaan siap siaga dalam fire station

− Fire hydrant ditempatkan pada jarak 100 m di daerah storage, proses dan perkantoran

− Fire extinguisher disediakan pada bangunan pabrik untuk memadamkan api yang relatif kecil

− Gas detektor dipasang pada daerah proses, storage dan daerah perpipaan yang dihubungkan dengan aliran gas di ruang kontrol untuk mendeteksi kebocoran gas

− Smoke detektor ditempatkan pada setiap sub-station listrik untuk mendeteksi kebakaran melalui asapnya

2. Memakai peralatan pelindung diri

Pada lokasi pabrik disediakan perlengkapan perlindungan diri seperti :

− Pakaian kerja

− Sepatu pengaman

− Topi pengaman

Topi memberikan perlindungan terhadap percikan bahan kimia terutama jika bekerja di bawah perpipaan serta tangki yang mungkin bocor, juga perlindungan terhadap alat kerja yang jatuh

− Sarung tangan

− Masker

Berguna untuk memberi perlindungan terhadap debu-debu yang berbahaya ataupun uap kimia agar tidak terhirup

3. Pencegahan terhadap bahaya mekanis

− Setiap ruang kerja karyawan dibuat cukup luas dan tidak menghambat kegiatan karyawan lain

− Alat-alat dibuat dengan penahan yang cukup juat 4. Pencegahan terhadap bahaya listrik

− Setiap instalasi dan alat-alat listrik harus diamankan dengan pemakaian sekering atau pemutus hubungan listrik secara otomatis

− Sistem perkabelan listrik harus dipasang secara terpadu dengan tata letak pabrik, sehingga jika ada perbaikan dapat dilakukan dengan mudah 5. Menerapkan nilai-nilai disiplin bagi karyawan

− Setiap karyawan bertugas sesuai dengan pedoman-pedoman yang diberikan dan mematuhi setiap peraturan dan ketentuan yang diberikan

− Setiap kecelakaan kerja atau kejadian yang merugikan segera dilaporkan ke atasan

− Setiap karyawan harus saling mengingatkan akan perubahan yang dapat menimbulkan bahaya

− Setiap ketentuan dan peraturan harus dipatuhi 6. Menyediakan poliklinik di lokasi pabrik

Apabila terjadi kecelakaan kerja seperti kebakaran pada pabrik maka yang harus dilakukan adalah :

1. Mematikan seluruh kegiatan pabrik, baik mesin maupun listrik

2. Mengaktikan alat pemadaman kebakaran, dalam hal ini alat pemadaman kebakaran yang digunakan disesuaikan dengan jenis kebakaran yang terjadi, yaitu :

− Instalasi pemadam dengan air

Untuk kebakaran yang terjai pada bahan yang berpijar seperti kayu, arang, kertas dan bahan berserat. Air dipompakan dengan menggunakan pompa yang bekerja dengan instalasi listrik sendiri sehingga tidak terganggu jika instalasi listrik pabrik dimatikan

− Instalasi pemadam dengan CO Gas CO

2 2

− Instalasi pemadam dengan busa udara

yang digunakan adalah yang sudah dicairkan dalam tabung gas bertekanan yang disambung secara seri ke nozel-nozel. Instalasi ini digunakan untuk ruangan tertutup seperti pada tangki penyimpanan dan juga pada instalasi listrik

Busa bertekanan yang keluar dari alat pemadam akan mendinginkan sumber kebakaran dan menyelimuti serta melindungi sumber kebakaran dari masuknya O

− Instalasi pemadam dengan debu 2

Debu pemadam cocok untuk kebakaran yang berupa lidah api, kebakaran gas dan pelarut organik bertekanan yang bocor.

BAB VII

UTILITAS

Dalam suatu pabrik, utilitas merupakan unit penunjang utama dalam memperlancar jalannya proses produksi. Oleh karena itu, segala sarana dan prasarananya harus dirancang sedemikian rupa sehingga dapat menjamin kelangsungan operasi suatu pabrik.

Berdasarkan kebutuhannya, utilitas pada Pabrik Pembuatan Minuman Beralkohol Ringan dari Molase ini adalah sebagai berikut :

1. Kebutuhan air

2. Kebutuhan bahan kimia 3. Kebutuhan listrik 4. Unit pengolahan limbah

7.1 Kebutuhan Air

Kebutuhan air pada Pabrik Pembuatan Minuman Beralkohol Ringan dari Molase ini adalah sebagai berikut:

- Pengenceran glukosa hingga 14% = 2.942,39 kg/jam - Pengenceran minuman hingga 2% = 8.628,29 kg/jam - Air pendingin pada fermentor = 2.088,47 kg/jam Total kebutuhan air = 13.659,15 kg/jam

Tabel 7.1 Pemakaian air untuk berbagai kebutuhan

Kebutuhan Jumlah

Domestik Laboratorium Pencucian botol

800 400 300

Jumlah 1500

Total kebutuhan air dalam 1 jam = (13.659,15 + 1500) kg/jam = 15159,15 kg/jam

Sumber air untuk pabrik pembuatan Minuman Beralkohol Ringan dari Molase ini berasal dari air tanah yang diperoleh dengan membuat sumur bor. Kualitas air dapat diasumsikan sebagai berikut :

Tabel 7.2 Kualitas Air Tanah Marelan

Parameter Satuan Kadar

Suhu pH Kekeruhan Besi (Fe) Clorida (Cl) Seng (Zn) Sulfat (SO4)

Arsen (Ar) SiO °C - mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 2 Kalsium (Ca) Magnesium (Mg) Zat organik 25 7 6-9 4,48 11 0.082 10 0.02 27 45 28 12

Sumber : Laporan Baku Mutu Air, Bapedal SUMUT, September 2006 Pengolahan air di pabrik pembuatan minuman beralkohol ringan dari molase ini terdiri dari beberapa tahap, yaitu:

1. Pengendapan 2. Klarifikasi 3. Filtrasi

7.1.1 Pengendapan

Air tanah yang dipompakan dari sumur bor kemudian dialirkan ke dalam pengendapan, dimana partikel padat yang berdiameter besar akan mengendap secara gravitasi. Diameter partikel padat berkisar antara 10-4

7.1.2 Klarifikasi

meter.

Klarifikasi merupakan proses penghilangan kekeruhan yang disebabkan oleh suspended solid di dalam air. Air dari bak pengendapan dialirkan ke dalam clarifier setelah diinjeksikan larutan alum Al2(SO4)3 yang berfungsi sebagai koagulan dan larutan abu Na2CO3 yang berfungsi sebagai bahan pembantu untuk mempercepat pengendapan dan penetralan pH.

Setelah pencampuran yang disertai pengadukan maka akan terbentuk flok-flok yang akan mengendap ke dasar clarifier karena gaya gravitasi, sedangkan air jernih akan keluar mlimpah (overflow) yang selanjutnya akan masuk ke penyaring pasir (sand filter)untuk penyaringan.

Pemakaian larutan alum umumnya hingga 50 ppm terhadap jumlah air yang akan diolah, sedangkan perbandingan pemakaian alum dan abu soda = 1 : 0,54. (Baron, 1982)

Total kebutuhan air = 15159,15 kg/jam Pemakaian larutan alum = 50 ppm

Pemakaian larutan soda abu = 0,54 × 50 = 27 ppm Larutan alum yang dibutuhkan = 50.10-6 × 15159,15 = 0,75 kg/jam Larutan soda abu yang dibutuhkan = 27.10-6

7.1.3 Filtrasi

× 15159,15 = 0,409 kg/jam

Filtrasi berfungsi untuk memisahkan flok dan koagulan yang masih terikat bersama air. Penyaring pasir (sand filter) yang digunakan terdiri dari 3 lapisan, yaitu: a. Lapisan I terdiri dari pasir hijau (green sand) setinggi 60,96 cm

b. Lapisan II terdiri dari anterakit setinggi 31,75 cm

c. Lapisan III terdiri dari batu kerikil (graved) setinggi 17,78 cm

Pada bagian bawah sand filter dilengkapi dengan strainer agar air menembus celah-celah pasir secara merata. Daya saring sand filter akan berkurang sehingga diperlukan pencucian (back wash) secara berkala. Selama pemakaian, daya saring sand filter akan menurun. Untuk itu diperlukan regenerasi secara berkala dengan cara pencucian balik (back washing). Dari penyaring ini, air dipompakan ke menara air sebelum didistribusikan untuk berbagai kebutuhan.

7.2 Kebutuhan Bahan Kimia

Kebutuhan bahan kimia pada pabrik pembuatan Minuman Beralkohol Ringan dari Molase adalah sebagai berikut :

1. Al2(SO4)3 = 0,75 kg/jam 2. Na2CO3 = 0,409 kg/jam

7.3 Kebutuhan Listrik

Perincian kebutuhan listrik diperkirakan sebagai berikut :

1. Unit proses = 140 hp

2. Unit utilitas = 80 hp

3. Ruang kontrol dan laboratorium = 50 hp 4. Penerangan dan kantor = 70 hp

5. Bengkel = 50 hp

390 hp

Faktor keamanan 15% (Perry, 1999)

Total kebutuhan listrik = 1,15 × 390 hp

= 448,5 hp = 334,446 kW

Kebutuhan listrik pabrik dipasok oleh PLN (Perusahaan Listrik Negara). Untuk mengantisipasi adanya pemadaman, maka dipersiapkan generator dengan hanya memperhitungkan daya untuk kebutuhan proses, utilitas, dan ruang kontrol. Maka daya yang dipersiapkan : 140 + 80 + 50 = 270 hp

Efisiensi generator 80 %, maka :

Daya output generator = 270/0,8 = 337,5 hp = 251,674 kW

Untuk perancangan disediakan 1 unit diesel generator AC 250 kW, 220-240 Volt, 50 Hertz, 3 fase berbahan bakar solar.

7.5 Kebutuhan Bahan Bakar

Bahan bakar yang digunakan untuk pembangkit tenaga listrik (generator) adalah minyak solar karena minyak solar mempunyai nilai baker yang tinggi.

Keperluan bahan bakar : Bahan bakar generator

Nilai bahan bakar solar = 19860 Btu/lb (Perry, 1999) Densitas bahan bakar solar = 0,89 kg/L (Perry, 1999) Daya generatoryang dihasilkan = 251,674 kW x 0,9478 Btu/det.kW

= 238,537 Btu/det x 3600 det/jam

= 858733,2 Btu/jam

Jumlah bahan bakar =

Btu/lb 19860

Btu/jam 858733,2

= 43,239 lb/jam x 0,454 kg/jam = 19,630 kg/jam

Kebutuhan solar =

kg/l 0,89

kg/jam 19,630

= 22,056 l/jam x 24 jam/hari = 529,344 l/hari

Keperluan bahan bakar generator

Daya generator yang dihasilkan = 250 kW×(0,9478 Btu/det)/kW×3600 det/jam = 853020 Btu/jam

Jumlah bahan bakar = (853020 Btu/jam) / (19860 Btu/lbm × 0,454 kg/lbm

1. Limbah air domestik

) = 94,607 kg/jam

Kebutuhan solar = (94,607 kg/jam) / (0,89 kg/ltr) = 106,3 ltr/jam

7.6 Unit Pengolahan Limbah

Pada pabrik pembuatan minuman beralkohol ringan dari molase ini, menghasilkan limbah cair dan limbah padat yang bersumber dari :

Limbah ini sebahagian besar mengandung bahan-bahan organik sisa pencernaan dan urine.

2. Limbah laboratorium

Limbah yang berasal dari laboratorium mengandung bahan-bahan kimia yang dipergunakan untuk menganalisa mutu air yang dipergunakan untuk pengenceran glukosa.

3. Limbah cair hasil pencucian peralatan pabrik

Limbah ini diperkirakan mengandung kerak dan kotoran-kotoran yang melekat pada peralatan pabrik.

4. Limbah padat

Limbah padat pada pabrik pembuatan etanol dari molase ini adalah abu dan Saccharomyces cereviciae. Abu yang telah dipisahkan dari molase langsung

dibuang karena tidak berbahaya bagi lingkungan sedangkan Saccharomyces cereviciae dikembangbiakkan untuk digunakan kembali pada proses peragian selanjutnya.

Pengolahan limbah cair pada pabrik pembuatan etanol direncanakan melalui bak penampungan, bak pengendapan awal dilanjutkan dengan activated sludge dan bak pengendapan akhir.

7.6.1 Perhitungan total air buangan pabrik

Diperkirakan jumlah air buangan pabrik :

1. Dari buangan domestik (dapur, kamar mandi) Diperkirakan air buangan tiap orang = 5 ltr/jam

Jadi air buangan untuk 102 orang = 102 × 5 = 510 ltr/jam 2. Dari Laboratorium diperkirakan = 50 ltr/jam

3. Dari pencucian peralatan = 100 ltr/jam Total air buangan = 510 + 50 + 100

= 660 ltr/jam = 15,84 m3

7.6.2 Perkiraan dimensi bak

/hari

1. Bak penampungan

Fungsi : tempat menampung air buangan sementara Bentuk : persegi panjang

Jumlah : 1 unit Limbah bersifat asam

Laju volumetrik air buangan = 15,84 m3/hari Waktu penampungan air buangan = 7 hari

Volume air buangan = 15,84 × 7 = 110,88 m

9 , 0

88 , 110

3 Direncanakan digunakan 1 buah bak penampungan

Bak terisi 90 % maka volume bak= = 123,2 m3

Direncanakan ukuran bak sebagai berikut : - panjang bak (p) = 2 × lebar bak (l) - tinggi bak (t) = lebar bak (l)

Maka :

Volume bak = p × l × t

123,2 = 2 l × l × l = 2 l

3

2 2 , 123

3

l = lebar bak = 7,6 m jadi dimensi bak :

panjang = 2 × 7,6 = 15,2 m

lebar = 7,6 m

tinggi = 7,6 m

luas bak = 15,2 × 7,6 = 115,5 m2

2. Bak pengendapan awal

Fungsi : menghilangkan padatan dengan cara pengendapan Bentuk : persegi panjang

Jumlah : 1 unit Limbah bersifat asam

Laju volumetrik air buangan = 113,4 m3/hari Waktu penampungan air buangan = 1 hari

Volume air buangan = 113,4 × 1 = 113,4 m

9 , 0 113,4

3 Direncanakan digunakan 1 buah bak penampungan

Bak terisi 90 % maka volume bak= = 126 m3

Direncanakan ukuran bak sebagai berikut : - panjang bak (p) = 2 × lebar bak (l) - tinggi bak (t) = lebar bak (l) Maka :

Volume bak = p × l × t

126 = 2 l × l × l = 2 l

3

2 126

3

l = lebar bak = 4 m

jadi dimensi bak :

panjang = 2 × 4 = 8 m

lebar = 4 m

tinggi = 4 m

luas bak = 8 × 4 = 32 m2

3. Bak penetralan

Fungsi : tempat menetralkan pH limbah yang bersifat asam Bentuk : persegi panjang

Jumlah : 1 unit

Laju volumetrik air buangan = 113,4 m3/hari Waktu penampungan air buangan = 1 hari

Volume air buangan = 113,4 × 1 = 113,4 m

9 , 0 113,4

3 Direncanakan digunakan 1 buah bak penampungan

Bak terisi 90 % maka volume bak= = 126 m3

Direncanakan ukuran bak sebagai berikut : - panjang bak (p) = 2 × lebar bak (l) - tinggi bak (t) = lebar bak (l) Maka :

Volume bak = p × l × t

126 = 2 l × l × l = 2 l

3

2 126

3

l = lebar bak = 4 m jadi dimensi bak :

panjang = 2 × 4 = 8 m

lebar = 4 m

tinggi = 4 m

Air buangan dari pabrik yang menghasilkan bahan-bahan organik karenanya air limbah tersebut harus dinormalkan dari keadaan asam sampai mencapai pH 7 (Hammer, 1986). Untuk menetralkan air limbah yang mengandung bahan organik yang mempunyai pH 5 maka digunakan soda abu Na2CO3. Kebutuhan soda abu untuk menetralkan limbah organik = 0,15 gr soda abu/30 ml air limbah yang mempunyai pH 5 (diteliti di Laboratorium Kimia Analitik, FMIPA, USU, 1999). Jumlah air buangan = 113,4 m3/hari = 113400 l/hari = 1134 × 105 ml/hari Kebutuhan soda abu = 1134 × 105 ml/hari × (0,15 gr/30 ml)

= 567000 gr/hari = 567 kg/hari = 23,6 kg/jam

7.6.3 Pengolahan limbah dengan sistem activated sludge (lumpur aktif)

Pengolahan limbah cair pabrik ini dilakukan dengan menggunakan activated sludge (sistem Lumpur aktif), mengingat cara ini dapat menghasilkan effluent dengan BOD yang lebih rendah (20-30 mg/l) . (Perry, 1999)

Proses lumpur aktif merupakan proses aerobis dimana flok lumpur aktif (lumpur yang mengandung mikroorganisme mikroflora dan mikrofauna) tersuspensi di dalam campuran lumpur yang mengandung O2. Biasanya mikroorganisme yang digunakan merupakan kultur campuran seperti bakteri (Sphaerotilus natans, Thiothrix sp, Lactobacillus sp, Peloploca sp, dan lain-lain), protozoa, fungi (Leptomitus sp, Geothricum candidum dan lain-lain), rotifera dan nematode. Flok biologis tersebut akan diresirkulasi kembali ke tangki aerasi untuk menyuplai mikroorganisme baru.

Data :

Laju alir volumetrik air buangan (Q) = 113,4 m3/hari = 29956,9 gal/hari BOD5influent (S0) = 760 mg/l (Metcalf, 1991) Effisiensi reaktor (E) = 95 % (Metcalf, 1991) Koefisien cell yield (Y) = 0,8 mgvss/mg BOD5 (Metcalf, 1991) Koefisien endogenous decay (Kd) = 0,025 hari-1 (Metcalf, 1991) Mixed liquor suspended solid = 450 mg/l

Direncanakan waktu tinggal sel (θc) = 7 hari

1. Penentuan BOD5

E =

effluent (S)

100

0 0 − ×

S S S

S = S0

100

0 S E×

-

= 760 - 100

760 95×

= 38 mg/l

(BOD5effluent (s) maksimum = 50 mg/l (Kep.03/MENLH/1/1998))

2. Penentuan volume Aerator (Vr)

Vr

(

)

(

c

)

c Kd X S S Y Q θ θ × +× − × 1 0

= (Metcalf, 1991)

=

(

)

(

)

( )(

)

(

340 /

)(

1 0,025 7

)

/ 38 760 8 , 0 / 4 , 113 7 3 × + − l mg l mg hari m hari

= 187,9 m3

3. Penentuan ukuran kolam aerasi

Direncanakan :

Tinggi cairan dalam aerator = 4 m Perbandingan lebar dan tinggi cairan = 2 : 1 Jadi, lebar = 2 × 4 = 8 m

V = p × l × t

187,9 m3 = p × 4m × 8m

p = 5,872 m

faktor kelonggaran = 0,5 m di atas permukaan air jadi ukuran aeratornya sebagai berikut :

panjang = 5,872 m lebar = 8 m

tinggi = (4 + 0,5) = 4,5 m

luas = 47 m

Tangki aerasi

Q Q + Qr _SedimentasiBak

X

Qe Xe

Qw

Qw’ Xr Qr

Xr

Bak pengendapan

2

4. Penentuan jumlah flok yang diresirkulasi (Qr)

Dimana : Qw = debit alir sludge

Xr = massa padatan resirkulasi (yang diolah kembali) Qe = debit alir limbah olahan

Xe = massa padatan limbah olahan Asumsi : Qe = Q = 29956,9 gal/hari

Xe = 0,001 X = 0,001 × 340 mg/l = 0,340 mg/l Xr = 0,999 X = 0,999 × 340 mg/l = 339,7 mg/l Px = Qw × Xr

Px = Yobs × Q (S0 – S)

Yobs

c d k Y

θ

+

1 =

=

) 7 )( 025 , 0 ( 1

8 , 0

+ = 0,7

Px = 0,7 × 29956,9 (760-38) = 15140217,3 gal.mg/l.hari

Neraca massa pada bak sedimentasi

Akumulasi = jumlah massa masuk – jumlah massa keluar 0 = (Q + Qr)X – QeXe – QwXr

Qr =

X

P QX(0,001−1)+ _x =

340

15140217,3 )

1 001 , 0 ( 40) 29956,9)(3

( − +

= 14603,1 m

Q Vr

3

5. Penentuan waktu tinggal di Aerator (θ)

θ = =

29956,9 5 , 49637

= 2 hari

6. Penentuan daya yang dibutuhkan

Tipe aerator yang digunakan surface aerator kedalaman air 4 meter, dari tabel 10 – 11, Metcalf and Eddy, 1991 diperoleh daya aeratornya 10 hp.

7. Bak sedimentasi

Fungsi : menghilangkan padatan dengan cara pengendapan Bentuk : persegi panjang

Jumlah : 1 unit

Kecepatan volumetrik limbah : 113,4 m3/hari Waktu penampungan air buangan : 1 hari

Volume bak : 113,4 × 1 = 113,4 m3 Direncanakan ukuran bak, sebagai berikut : - panjang bak (p) = 2 × lebar bak (l) - tinggi bak (t) = lebar bak (l) Maka : Perry, 1999

Volume bak = p × l × t 113,4 = 2l

luas bak = 28,9 m 3 l = 3,8 m maka :

panjang = 7,6 m lebar = 3,8 m tinggi = 3,8 m 2

Luas areal pengolahan limbah = (115,5 m2 + 32 m2 + 32 m2 + 47 m2 + 28,9 m2) × 125 %

= 319,25 m2

7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas

7.7.1 Bak Pengendapan (BP)

Fungsi : untuk menampung dan mengendapkan kotoran terbawa dari air sumur bor

Bentuk : bak dengan permukaan persegi Konstruksi : beton kedap air

Jumlah : 1 unit Tekanan : 1 atm Temperatur : 30oC Volume bak : 18,22 m3

Panjang bak : 4,32 m = 14,17 ft Lebar bak : 2,88 m = 9,45 ft Tinggi bak : 1,44 m = 4,72 ft

7.7.2 Tangki Pelarutan Aluminium Sulfat Al2(SO4)3 (TP-101)

Fungsi : membuat larutan Aluminium Sulfat Al2(SO4)3 Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : plate steel SA-167, Tipe 304

Jumlah : 1 unit

Temperatur : 30oC

Tekanan : 1 atm

Volume tangki : 0,053 m3

Diameter tangki : 0,28 m = 0,92 ft Tinggi tangki : 0,84 m = 2,76 ft Tebal tangki : 0,136 in = 0,003 m Kecepatan putaran : 400 rpm

7.7.3 Tangki Pelarutan Natrium Karbonat (Na2CO3) (TP-102)

Fungsi : membuat larutan Natrium Karbonat (Na2CO3) Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : plate steel SA-167, Tipe 304

Jumlah : 1 unit

Temperatur : 30oC

Tekanan : 1 atm

Volume tangki : 0,028 m3

Diameter tangki : 0,215 m = 0,705 ft Tinggi tangki : 0,645 m = 2,116 ft Tebal tangki : 0,134 in = 0,003 m Kecepatan putaran : 400 rpm

Daya motor : 0,05 hp

7.7.4 Clarifier (CL)

Fungsi : memisahkan endapan (flok) yang terbentuk karena penambahan alum dan soda abu

Bahan : Carbon steel SA-53 Grade B

Jumlah : 1 unit

Temperatur : 30oC

Tekanan : 1 atm

Volume tangki : 4219,717 ml Kecepatan terminal : 0,02 cm/det

Diameter clarifier : 3,274 m = 10,74 ft Tinggi clarifier : 4,5 m = 14,764 ft Tebal clarifier : 0,236 in = 0,007 m Daya clarifier : 0,064 hp = 0,047 kW

7.7.5 Sand Filter (SF)

Fungsi : menyaring air yang berasal dari clarifier

Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan : Carbom Steel SA-53 Grade B

Jumlah : 1 unit Temperatur : 30oC

Tekanan : 1 atm

Volume tangki : 4,556 m3

Diameter tangki : 1,525 m = 5,003 ft Tinggi tangki : 3,050 m = 10,006 ft Tebal tangki : 0,177 in

7.7.6 Menara Air (MA)

Fungsi : mendistribusikan air untuk berbagai keperluan Jenis : silinder tegak dengan tutup dan alas datar Bahan : Plate steel SA-167, Tipe 304

Jumlah : 1 unit

Temperatur : 30oC

Tekanan : 1 atm

Volume tangki : 18,216 m3

Diameter tangki : 1,977 m = 6,488 ft Tinggi tangki : 5,931 m = 19,458 ft Tebal tangki : 0,192 in

7.7.7 Menara Pendingin Air (WCT)

Fungsi : mendinginkan air pendingin bekas dari temperatur 40oC menjadi 25oC

Jenis : Mechanical Draft Cooling Tower Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-53 Grade B Kondisi operasi :

suhu air masuk menara = 40°C suhu air keluar menara = 25°C

Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 1028,374 gal/menit Luas menara : 1542,56 ft2

Daya : 0,5 hp

7.7.8 Pompa Sumur Bor (P-101)

Fungsi : memompa air dari sumur bor ke bak pengendapan Jenis : pompa sentrifugal

Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Cast Iron

Kapasitas : 15159,15 kg/jam Daya pompa : 0,5 hp

7.7.9 Pompa Bak Pengendapan (P-102)

Fungsi : memompa air dari bak pengendapan ke clarifier Jenis : pompa sentrifugal

Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Cast Iron

Kapasitas : 15159,15 kg/jam Daya pompa : 0,5 hp

7.7.10 Pompa Tangki Al2(SO4)3 (P-103)

Fungsi : memompa Al2(SO4)3 ke clarifier Jenis : pompa sentrifugal

Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Cast Iron Kapasitas : 1,001 kg/jam Daya pompa : 0,5 hp

7.7.11 Pompa Tangki Na2CO3 (P-104)

Fungsi : memompa Na2CO3 ke clarifier Jenis : pompa sentrifugal

Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Cast Iron Kapasitas : 0,541 kg/jam

Daya pompa : 0,5 hp

7.7.12 Pompa Sand Filter (P-105)

Fungsi : memompa air dari sand filter ke menara air Jenis : pompa sentrifugal

Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Cast Iron

Kapasitas : 15159,15 kg/jam Daya pompa : 0,5 hp

7.7.13 Pompa Water Cooling Tower (P-106)

Fungsi : mendistribusikan air pendingin Jenis : pompa sentrifugal

Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Cast Iron

Kapasitas : 15159,15 kg/jam Daya pompa : 0,5 hp

BAB VIII

LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK

8.1 Lokasi Pabrik

Pemilihan lokasi pabrik secara umum bisa dikelompokkan berdasarkan dua alasan pemilihan: mendekati tempat bahan baku berada atau mendekati. Alasan pemilihan lokasi pabrik perlu diperhitungkan pula biaya pengiriman, transportasi, sarana dan prasarana di daerah lokasi pendirian pabrik serta kebijakan yang berlaku di daerah setempat. Pemilihan lokasi pebrik pembuatan minuman Beralkohol Ringan dari Molase ini didasarkan atas tempat bahan baku utama yaitu molases. Berdasarkan pemilihan tersebut, maka Pabrik Pembuatan ini direncanakan berlokasi di daerah Marelan Kodya Medan Belawan Sumatera Utara, karena dekat dengan pelabuhan. Faktor-faktor pemilihan daerah pendirian pabrik pembuatan Minuman Beralkohol Ringan dari Molase ini lebih lengkapnya diklasifikasikan sebagai berikut:

1. Faktor utama 2. Faktor Khusus

8.1.1 Faktor Utama

a. Bahan baku

Bahan baku molase direncanakan diperoleh dari PTPN II Sei Semayang. b. Transportasi

Untuk sarana transportasi, lokasi yang dipilih dalam rencana pendirian pabrik ini sangat strategis karena terletak di pinggiran kota Medan sehingga mudah dijangkau.

c. Pemasaran

Daerah pemasaran dilakukan di sekitar Medan dan bila memungkinkan karna pangsa pasar semakin meningkat maka dilakukan pemasaran keluar kota Medan. d. Kebutuhan air

Kebutuhan air diperoleh dari air tanah. Kebutuhan ini berguna untuk proses dan sarana utilitas.

e. Tenaga kerja

Sebagai kawasan industri, daerah ini merupakan salah satu tujuan para pencari kerja. Tenaga kerja yang digunakan merupakan tenaga kerja yang produktif dari berbagai tingkatan baik yang terdidik maupun yang belum terdidik.

8.1.2 Faktor Khusus

a. Biaya untuk lahan pabrik

Lahan yang tersedia untuk lokasi pabrik masih cukup luas dan dalam harga yang cukup terjangkau.

b. Kondisi Iklim dan Cuaca

Seperti daerah lain di Indonesia, maka iklim di sekitar lokasi pabrik relatif stabil. Pada setengah bulan pertama musim kemarau dan setengah bulan kedua musim hujan. Walaupun demikian perbedaan suhu yang terjadi relatif kecil.

c. Sosial masyarakat

Sikap masyarakat diperkirakan akan mendukung pendirian pabrik pembuatan Minuman Beralkohol Ringan dari Molase ini karena akan menjamin tersedianya lapangan kerja bagi mereka. Selain itu pendirian pabrik ini diperkirakan tidak akan mengganggu keselamatan dan keamanan masyarakat di sekitarnya.

8.2 Tata Letak Pabrik

Tata letak peralatan dan fasilitas dalam suatu rancangan pabrik merupakan syarat penting untuk memperkirakan biaya secara akurat sebelum mendirikan pabrik yang meliputi desain sarana perpipaan, fasilitas bangunan, jenis dan jumlah peralatan dan kelistrikan. Hal ini secara khusus akan memberikan informasi yang dapat diandalkan terhadap biaya bangunan dan tempat sehingga dapat diperoleh perhitungan biaya yang terperinci sebelum pendirian.

Tata letak pabrik disusun sedemikian rupa hingga memudahkan jalannya proses produksi serta turut mempertimbangkan aspek keamanan dan lingkungan. Untuk mempermudah jalannya proses produksi, unit-unit dalam pabrik diatur sedemikian rupa sehingga unit yang saling berhubungan jaraknya berdekatan. Dengan demikian pipa yang digunakan dapat sependek mungkin. Untuk keamanan area perkantoran terletak cukup jauh dari areal proses. Unit terdekat dengan area

perkantoran adalah unit utilitas dan tangki-tangki yang berisi air sehingga relatif aman.

Disain yang rasional harus memasukkan unsur lahan proses, storage (persediaan) dan lahan alternatif (areal handling) dalam posisi yang efisien dan dengan mempertimbangkan faktor-faktor sebagai berikut :

a. Urutan proses produksi.

b. Pengembangan lokasi baru atau penambahan/perluasan lokasi yang belum dikembangkan pada masa yang akan datang.

c. Distribusi ekonomis pada pengadaan air, steam proses, tenaga listrik dan bahan baku

d. Pemiliharaan dan perbaikan.

e. Keamanan (safety) terutama dari kemungkinan kebakaran dan keselamatan kerja. f. Bangunan yang meliputi luas bangunan, kondisi bangunan dan konstruksinya

yang memenuhi syarat.

g. Fleksibilitas dalam perencanaan tata letak pabrik dengan mempertimbangkan kemungkinan perubahan dari proses/mesin, sehingga perubahan-perubahan yang dilakukan tidak memerlukan biaya yang tinggi.

h. Masalah pembuangan limbah cair.

i. Service area, seperti kantin, tempat parkir, ruang ibadah, dan sebagainya diatur sedemikian rupa sehingga tidak terlalu jauh dari tempat kerja.

Pengaturan tata letak pabrik yang baik akan memberikan beberapa keuntungan, seperti :

1. Mengurangi jarak transportasi bahan baku dan produksi, sehingga mengurangi material handling.

2. Memberikan ruang gerak yang lebih leluasa sehingga mempermudah perbaikan mesin dan peralatan yang rusak atau di-blowdown.

3. Mengurangi ongkos produksi. 4. Meningkatkan keselamatan kerja. 5. Mengurangi kerja seminimum mungkin.

8.3 Perincian Luas Tanah

Luas tanah yang digunakan sebagai tempat berdirinya pabrik diuraikan dalam Tabel 8.1 berikut ini :

Tabel 8.1

Perincian Luas Tanah Pabrik Pembuatan Minuman Beralkohol Ringan dari Molase

No Jenis areal Luas (m2)

1 Pos Keamanan

20 2 Areal Parkir

150 3 Kantor

130 4 Taman

50 5 Kantin

50 6 Klinik

90 7 Musholla

50 8 Daerah Proses

900 9 Gudang Bahan baku

160 10 Gudang Produk

300 11 Laboratorium

110 12 Daerah Perluasan

600 13 Bengkel

110 14 Ruang Kontrol

80 15 Pengolahan Air

300 16 Pengolahan limbah

160 17 Generator Listrik

80 18 Kamar mandi

50

2 3

1 4

8 12

15

4 5 7 6

10 9

13 14

16

11

Gambar 8.1 Tata Letak Pabrik Pembuatan Minuman Beralkohol Ringan dari Molase Keterangan :

1. Pos keamanan 9. Gudang bahan baku

2. Areal parkir 10. Gudang produk

3. Kantor 11. Laboratorium

4. Taman 12. Daerah perluasan

5. Kantin 13. Bengkel

6. Klinik 14. Ruang kontrol

7. Musholla 15. Pengolahan air

BAB X

ANALISA EKONOMI

Untuk mengevaluasi kelayakan berdirinya suatu pabrik dan tingkat pendapatannya, maka dilakukan analisa perhitungan secara teknik. Selanjutnya perlu juga dilakukan analisa terhadap ekonomi dan pembiayaannya. Dari hasil analisa terhadap aspek ekonomi tersebut diharapkan berbagai kebijaksanaan dapat diambil untuk pengarahan secara tepat. Suatu rancangan pabrik dianggap layak didirikan bila dapat beroperasi dalam kondisi yang memberikan keuntungan.

Berbagai parameter ekonomi yang digunakan sebagai pedoman untuk menentukan layak tidaknya suatu pabrik didirikan dan tingkat pendapatan yang dapat diterima dari segi ekonomi. Parameter-parameter tersebut antara lain:

1. Modal investasi / Capital Investment (CI) 2. Biaya produksi total / Total Cost (TC) 3. Marjin keuntungan / Profit Margin (PM) 4. Titik impas / Break Even Point (BEP)

5. Waktu pengembalian Modal / Pay Out Time (POT)

6. Laju pengembalian internal / Internal Rate of Return (IRR)

10.1 Modal Investasi

Modal investasi adalah seluruh modal untuk mendirikan pabrik dan mulai menjalankan usaha sampai mampu menarik hasil penjualan. Modal investasi terdiri dari:

10.1.1 Modal Investasi Tetap / Fixed Capital Investment (FCI)

Modal investasi tetap adalah modal yang diperlukan untuk menyediakan segala peralatan dan fasilitas manufaktur pabrik. Modal investasi tetap ini terdiri dari:

1. Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) / Direct Fixed Capital Investment (DFCI), yaitu modal yang diperlukan untuk mendirikan bangunan pabrik, membeli dan memasang mesin, peralatan proses, dan peralatan pendukung yang diperlukan untuk operasi pabrik.

Modal investasi tetap langsung ini meliputi: - Modal untuk tanah

- Modal untuk bangunan - Modal untuk peralatan proses - Modal untuk peralatan utilitas

- Modal untuk instrumentasi dan alat kontrol - Modal untuk perpipaan

- Modal untuk instalasi listrik - Modal untuk insulasi

- Modal untuk investaris kantor

- Modal untuk perlengkapan kebakaran dan keamanan - Modal untuk sarana transportasi

Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh modal investasi tetap langsung, MITL sebesar Rp 36.356.214.884,-.

2. Modal Investasi Tetap Tak Langsung (MITTL) / Indirect Fixed Capital Investment (IFCI), yaitu modal yang diperlukan pada saat pendirian pabrik (construction overhead) dan semua komponen pabrik yang tidak berhubungan secara langsung dengan operasi proses. Modal investasi tetap tak langsung ini meliputi:

- Modal untuk pra-investasi

- Modal untuk engineering dan supervisi

- Modal untuk biaya kontraktor (contractor’s fee) - Modal untuk biaya tak terduga (contigencies)

Dari perhitungan pada Lampiran E diperoleh modal investasi tetap tak langsung, MITTL sebesar Rp 15.752.465.857,-.

Total modal investasi tetap, MIT = MITL + MITTL = Rp. 52.108.680.741,-

10.1.2 Modal Kerja / Working Capital (WC)

Modal kerja adalah modal yang diperlukan untuk memulai usaha sampai mampu menarik keuntungan dari hasil penjualan dan memutar keuangannya. Jangka waktu pengadaan biasanya antara 3 – 4 bulan, tergantung pada cepat atau lambatnya

Dasar perhitungan Pajak Bumi dan Bangunan (PBB) mengacu kepada Undang-Undang RI No. 20 Tahun 2000 Jo UU No. 21 Tahun 1997 tentang Bea Perolehan Hak atas Tanah dan Bangunan sebagai berikut :

1. Yang menjadi objek pajak adalah perolehan hak atas tanah dan atas bangunan (Pasal 2 Ayat 1 UU No. 20/00)

2. Dasar pengenaan pajak adalah Nilai Perolehan Objek Pajak (Pasal 6 Ayat 1 UU No. 20/00)

3. Tarif pajak ditetapkan sebesar 5 % (Pasal 5 UU No. 21/97)

4. Nilai Perolehan Objek Pajak Tidak Kena Pajak ditetapkan sebesar Rp.30.000.000,- (Pasal 7 Ayat 1 UU No. 21/97)

5. Besarnya pajak yang terutang dihitung dengan cara mengkalikan tariff pajak dengan Nilai Objek Kena Pajak (Pasal 8 Ayat 2 UU No. 21/97)

Maka berdasarkan penjelasan diatas, perhitungan PBB ditetapkan sebagai berikut :

• Tanah = Rp. 3.130.350.000,-

Wajib Pajak Pabrik Minuman Beralkohol Ringan dari Molase

Nilai Perolehan Objek Pajak

• Bangunan = Rp. 3.079.500.000,-

Total NJOP Rp. 6.209.850.000,-

Nilai Perolehan Objek Pajak Tidak kena Pajak Rp. 30.000.000,- Nilai Perolehan Objek Pajak Kena Pajak Rp. 6.179.850.000,- Pajak yang Terhutang (5 % x NPOPKP) Rp. 308.992.500,-

Pajak Bumi dan Bangunan (Y)adalah Rp. 6.488.842.500,-Total Biaya Tetap = P + Q + R + S + T + U + V + W + X + Y

= Rp. 37.135.344.334 ,- E.3.2 Variabel

E.3.2.1 Biaya Variabel Bahan Baku Proses dan Utilitas per tahun

Biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 90 hari adalah Rp. 82.250.657.160,-

(+)

Total biaya persedian bahan baku proses dan utilitas selama 1 tahun adalah sebagai berikut :

Rp. 82.250.657.160,-x 90 300

= Rp. 274.168.857.200

E.3.2.2 Biaya Variabel Tambahan

1. Perawatan dan Penanganan Lingkungan

Diperkirakan 1 % dari biaya variabel bahan baku.

Biaya perawatan lingkungan = 0,01 x Rp. 274.168.857.200,- = Rp. 2.741.688.572,-

2. Biaya Variabel Pemasaran dan Distribusi Diperkirakan 5 % dari variabel bahan baku

Biaya variabel pemasaran = 0,05 x Rp. 274.168.857.200,- = Rp. 13.708.442.860,-

E.3.2.3 Biaya Variabel Lainnya

Diperkirakan 2 % dari variabel tambahan = 0,02 x Rp. 16.450.131.430,- = Rp. 329.002.628,-

Total Biaya Variabel = Rp. 16.779.134.060,-

Total Biaya Produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel = Rp. 53.914.478.390,-

E.4 Perkiraan Laba / Rugi Perusahaan

Laba sebelum pajak = total penjualan – total biaya produksi = Rp. 121.500.000.000 – Rp.53.914.478.390 = Rp. 67.585.521.610

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) :

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. 67.585.521.610 – Rp. 100.000.000) = Rp. 20.245.656.480,-

Total PPh Rp. 20.258.156.480,-

E.4.2 Laba setelah Pajak

Laba setelah pajak = laba sebelum pajak – PPh

= Rp. 67.585.521.610 – Rp. 20.258.156.480 = Rp. 47.327.365.130,-

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

PM = x100%

Penjualan Total

pajak sebelum Laba

= 100%

000 . 000 . 500 . 121 . 610 . 521 . 585 . 67 . x Rp Rp

= 55,62 %

E.5.2 Break Even Point (BEP)

BEP = x100%

Variabel Biaya Penjualan Total Tetap Biaya −

BEP = 100%

060 . 134 . 779 . 16 . 000 . 000 . 500 . 121 . 334 . 344 . 135 . 37 . x Rp Rp Rp − = 35,46 %

Kapasitas produksi pada titik BEP = 35,46 % x 85.000 ton/tahun = 3.014,21 ton/tahun

Nilai penjualan pada titik BEP = 35,46 % x Rp. 121.500.000.000,- = Rp. 43.083.900.000.,-

E.5.3 Return On Investment (ROI)

ROI = 100%

modal Investasi x Total

pajak setelah Laba

ROI = 100%

590 . 754 . 676 . 154 . 130 . 365 . 327 . 47 . x Rp Rp

= 30,59 %

E.5.4 Pay Out Time (POT)

POT = x Tahun ROI 1

1

POT = x1Tahun

305 , 0

1 POT = 3,3 Tahun

E.5.5 Return On Network (RON)

RON = x100%

sendiri Modal

pajak setelah Laba

RON = 100%

700 . 052 . 806 . 92 . 130 . 365 . 327 . 47 . x Rp Rp

RON = 50,99 %

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

Tabel LE.11 Data Hasil Perhitungan

Internal Rate Of Return

(IRR)

Tahun Laba Sebelum Pajak Pajak Laba Sesudah Pajak Depresiasi Net Cash Flow

P/F

pada PV pada I = 31 %

P/F

pada PV pada I = 32%

I =31% I =32 %

0 - - - - -154676754590 1 -154676754590 1 -114990008486

1 67585521610 20258156483 47327365127 11329500000 58656865127 0.6667 39104576751 0.662 38845606044

2 74344073771 22285722131 52058351640 11329500000 63387851640 0.4444 28172378507 0.439 27800469997

3 81778481148 24516044344 57262436804 11329500000 68591936804 0.2963 20323536831 0.290 19922426083

4 89956329263 26969398779 62986930484 11329500000 74316430484 0.1975 14679788738 0.192 14294766068

5 98951962189 29668088657 6.92838735E+10 11329500000 80613373532 0.1317 10615752893 0.127 10268862993

6 1.08847E+11 32636647522 76210510886 11329500000 87540010886 0.0878 7685268445 0.084 7384904994

7 1.19732E+11 35902062275 83829811974 11329500000 95159311974 0.0585 5569452187 0.056 5316338951

8 1.31705E+11 39494018502 92211043172 11329500000 1.03541E+11 0.0390 4039990711 0.037 3830847472

9 1.44876E+11 43445170352 1.0143E+11 11329500000 1.1276E+11 0.0260 2933143703 0.025 2762880789

10 1.59363E+11 47791437388 1.11572E+11 11329500000 1.22901E+11 0.0173 2131294615 0.016 1994282165

-19421571209.3 17431377070.7

IRR =

[

32% 31%

]

31%

) 3 , 9 1942157120 7

, 0 1743137707 (

) 3 , 9 1942157120 0

(

+ −

+

+ _x

0 20,000,000,000 40,000,000,000 60,000,000,000 80,000,000,000 100,000,000,000 120,000,000,000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Kapasitas Produksi (%)

H

ar

ga (

R

up

iah

)

B iay a Tetap B iay a V ariabel

Total B iay a P roduk s i P enjualan

Grafik LE.1 BEP Pabrik Minuman Beralkohol Ringan Dari Molase BEP = 35,46