Pra Rancangan Pabrik Xylitol dari Tongkol Jagung dengan Kapasitas Produksi 10.000 Ton / Tahun

PRA RANCANGAN PABRIK

PEMBUATAN XYLITOL DARI TONGKOL

JAGUNG DENGAN KAPASITAS PRODUKSI

10.000TON/TAHUN

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan

Ujian Sarjana Teknik Kimia

Oleh :

BEN SANDER

060405055

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas berkat dan rahmatNya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Pra Rancangan Pabrik Xylitol dari Tongkol Jagung dengan Kapasitas Produksi 10.000 Ton / Tahun.

Tugas akhir ini disusun untuk melengkapi tugas – tugas dan merupakan salah satu syarat untuk mengikuti ujian sarjana pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

Dalam menyelesaikan tugas akhir ini penulis banyak menerima bantuan, bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak, oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Dr. Ir. Taslim, Msi., selaku dosen pembimbing sekaligus dosen penguji I dalam penyusunan tugas akhir ini

2. Bapak Ir. Indra Surya, M.Sc., selaku co – dosen pembimbing dalam penyusunan tugas akhir ini

3. Bapak Dr.Eng Ir. Irvan, M.Si, selaku Ketua Jurusan Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara dan sekaligus dosen penguji II

4. Ibu Dr. Ir. Fatimah, M.T., Sekretaris Jurusan Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara

5. Ibu Ir. Renita Manurung, M.T., Koordinator Tugas Akhir Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara

7. Bapak dan Ibu dosen serta pegawai Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara

8. Orangtua dan Saudara Penulis, yang telah banyak memberikan dukungan moril dan materiil kepada penulis

9. Sella atas kerjasamanya dalam penulisan tugas akhir ini

Medan, Agustus 2011 Penulis,

( Ben Sander )

INTISARI

Pabrik Xylitol dari Tongkol Jagung ini direncanakan akan berproduksi dengan kapasitas 10.000 ton/tahun dan beroperAsi selama 330 hari dalam setahun. Pabrik ini diharapkan dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri, dan juga membuka peluang ekspor. Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di daerah Kawasan Industri Medan, Belawan, dengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 12815 m2. Adapun pemilihan lokasi di Kawasan Industri Medan, Belawan karena dekat dengan sumber bahan baku, dekat dengan pelabuhan dan merupakan daerah lalu lintas perdagangan, baik dalam maupun luar negeri. Bentuk badan usaha yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas (PT) yang dikepalai oleh seorang Direktur dengan jumlah total tenaga kerja 150 orang. Adapun bentuk organisasi dari pabrik ini adalah organisasi garis dan staf. Dari hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan xylitol ini didapat nilai Profit Margin (PM) 10,02 %,

Return on Invesment (ROI) sesudah pajak sebesar 16,77 %, Pay Out Time (POT)

sesudah pajak 5,96 tahun. Sedangkan Break Even Point (BEP) adalah 42,97 %, dan

Internal Rate of Return (IRR) adalah 21,45 % Hasil analisa ekonomi tersebut menunjukkan bahwa pabrik xylitol ini layak untuk didirikan.

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... i

INTI SARI ... iii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR TABEL ... ix BAB I PENDAHULUAN ... I-1 1.1 Latar Belakang ... I-1 1.2 Perumusan Masalah ... I-2 1.3 Tujuan Perancangan ... I-3 1.4 Manfaat Perancangan ... I-3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...II-1 2.1 Pendahuluan ...II-1 2.2 Tongkol Jagung ...II-1 2.3 Xyitol ...II-2 2.4 Sifat – Sifat Bahan Baku dan Produk ...II-3 2.4.1 Sifat – Sifat Bahan Baku ...II-3 2.4.2 Sifat – Sifat Produk ... .II-4 2.5 Proses-Proses yang Tersedia dalam Pembuatan Xylitol ...II-5 2.5.1 Hidrogenasi Xylosa ...II-5 2.5.2 Fermentasi Xylosa ...II-6 2.6 Seleksi Proses dalam Pembuatan Xylitol ...II-7 2.7 Deskripsi Proses Pembuatan Xylitol ...II-8 2.7.1 Tahap Persiapan Bahan Baku ...II-8 2.7.2 Proses Hidrolisis...II-9 2.7.3 Proses Hidrogenasi ...II-9 2.7.4 Proses Pemurnian ...II-9 BAB III HASIL PERHITUNGAN NERACA MASSA ... III-1 3.1 Reaktor Hidrolisis (R-101) ... III-1

3.2 Flash Drum (D-101) ... III-1 3.3 Reaktor Hidrogenasi (R-201) ... III-1 3.4 Knock Out Drum (K-201) ... III-2 3.5 Evaporator (EV-301) ... III-2 3.6 Prilling Tower (PT-102) ... III-2 3.7 Ball Mill (BM-301) ... III-2 3.8 Screening (S-301) ... III-2 BAB IV HASIL PERHITUNGAN NERACA PANAS ... IV-1 4.1 Reaktor Hidrolisis (R-101) ... IV-1 4.2 Sub Cooler (HE-101) ... IV-1 4.3 Flash Drum (D-101) ... IV-1 4.4 Reaktor Hidrogenasi (R-201) ... IV-2 4.5 Cooler (HE-201) ... IV-2 4.6 Knock Out Drum (K-201) ... IV-2 4.7 Sub Cooler (HE-201) ... IV-2 4.8 Evaporator (EV-301) ... IV-3 4.9 Cooler (HE-301) ... IV-3 4.10 Prilling Tower (PT-301) ... IV-3 4.11 Sub Cooler (HE-102) ... IV-3 BAB V SPESIFIKASI PERALATAN ... V-1 BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ... VI-1 6.1 Instrumentasi ... VI-1 6.2 Keselamatan Kerja ... VI-5 6.3 Keselamatan Kerja pada Pabrik Pembuatan Xylitol ... VI-6 6.3.1 Pencegahan Terhadap Kebakaran dan Peledakan ... VI-6 6.3.2 Peralatan Perlindungan Diri ... VI-7 6.3.3 Keselamatan Kerja Terhadap Listrik ... VI-7 6.3.4 Pencegahan Terhadap Gangguan Kesehatan ... VI-8 6.3.5 Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis ... VI-8 6.3.6 Pencegahan Terhadap Bahan Kimia Berbahaya ... VI-9

6.3.6.1 Asam Klorida ... VI-9 6.3.6.2 Hidrogen ... VI-10 BAB VII UTILITAS ... VII-1 7.1 Kebutuhan Uap (Steam) ... VII-1 7.2 Kebutuhan Air ... VII-2 7.2.1 Screening ... VII-5 7.2.2 Sedimentasi ... VII-5 7.2.3 Klarifikasi ... VII-5 7.2.4 Filtrasi ... VII-6 7.2.5 Demineralisasi ... VII-7 7.2.6 Deaerator ... VII-11 7.3 Kebutuhan Bahan Kimia ... VII-11 7.4 Kebutuhan Listrik ... VII-11 7.5 Kebutuhan Bahan Bakar ... VII-12 7.6 Kebutuhan Udara Pendingin ... VII-13 7.7 Unit Pengolahan Limbah... VII-15 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-5 BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ... IX-1 9.1 Organisasi Perusahaan ... IX-1 9.1.1 Bentuk Organisasi Garis ... IX-2 9.1.2 Bentuk Organisasi Fungsionil ... IX-2 9.1.3 Bentuk Organisasi Garis dan Staf ... IX-3 9.1.4 Bentuk Organisasi Fungsional dan Staf ... IX-3 9.2 Manajemen Perusahaan ... IX-3 9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha ... IX-4 9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab... IX-6 9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS)... IX-6

9.4.2 Dewan Komisaris ... IX-6 9.4.3 Direktur ... IX-6 9.4.4 Staf Ahli ... IX-7 9.4.5 Sekretaris ... IX-7 9.4.6 Manajer Produksi ... IX-7 9.4.7 Manajer Teknik ... IX-7 9.4.8 Manajer Umum dan Keuangan ... IX-7 9.4.9 Manajer Pembelian dan Pemasaran... IX-8 9.5 Sistem Kerja ... IX-8 9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan ... IX-9 9.7 Sistem Penggajian ... IX-11 9.8 Fasilitas Tenaga Kerja ... IX-12 9.8.1 Fasilitas Tenaga Kerja... IX-12 9.8.2 Tunjangan Tenaga Kerja ... IX-12 9.8.3 Jaminan Tenaga Kerja... IX-12 BAB X ANALISA EKONOMI ... X-1 10.1 Modal Investasi... X-1 10.1.1 Modal Investasi Tetap / Fixed Capital Investment (FCI) ... X-1 10.1.2 Modal Kerja / Working Capital (WC) ... X-3 10.2 Biaya Produksi Total (BPT) / Total Cost (TC) ... X-4 10.2.1 Biaya Tetap / Fixed Cost (FC) ... X-4 10.2.2 Biaya Variabel (BV) / Variable Cost (VC) ... X-4 10.3 Total Penjualan (Total Sales) ... X-5 10.4 Perkiraan Rugi / Laba Usaha ... X-5 10.5 Analisa Aspek Ekonomi ... X-5 10.5.1 Profit Margin (PM) ... X-5 10.5.2 Break Even Point (BEP) ... X-6 10.5.3 Return on Investment (ROI) ... X-6 10.5.4 Pay Out Time (POT)... X-7 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 ... xi 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 GAMBAR

Gambar 1.1 Struktur Bangun Xylitol ... I-1 Gambar 2.1 Struktur Bangun Xylan ...II-2 Gambar 2.2 Struktur Bangun Xylosa ...II-2 Gambar 6.1 Contoh Penggunaan Flow Controller pada Pompa ... VI-4 Gambar 6.2 Contoh Penggunaan Temperature Controller pada Cooler ... VI-4 Gambar 6.3 Contoh Penggunaan Level Controller pada Reaktor ... VI-5 Gambar 6.4 Contoh Penggunaan Pressure Controller pada Kompresor ... VI-5 Gambar 7.1 Siklus Unit Pendingin ... VII-14 Gambar 8.1 Tata Letak Pra Rancangan Pabrik Xylitol dari Tongkol Jagung dengan

reaksi Hidrogenasi ... VIII-6 Gambar 9.1 Badan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik Pembuatan Xylitol.... IX-16 Gambar LD.1 Sketsa Sebagian Bar Screen ... LD-2 Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage) dan Tangki

Pelarutan ... LE-5 Gambar LE.2 Grafik Break Even Point (BEP) Pabrik Xylitol dari Tongkol Jagung LE-29

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Kandungan Pentosan pada Tumbuhan ...II-1 Tabel 2.2 Komposisi pada Tongkol Jagung ...II-3 Tabel 2.3 Perbandingan Proses Hidrogenasi Xylosa dan Fermentasi Xylosa ...II-8 Tabel 3.1 Neraca Massa Reaktor Hidrolisis (R-101) ... III-1 Tabel 3.2 Neraca Massa Flash Drum (D-101) ... III-1 Tabel 3.3 Neraca Massa Reakor Hidrogenasi (R-201) ... III-1 Tabel 3.4 Neraca Massa Knock Out Drum (K-201) ... III-2 Tabel 3.5 Neraca Massa Evaporator (EV-301) ... III-2 Tabel 3.6 Neraca Massa Prilling Tower (PT-102) ... III-2 Tabel 3.7 Neraca Massa Ball Mill (BM-301) ... III-2 Tabel 3.8 Neraca Massa Screening (S-301) ... III-2 Tabel 4.1 Neraca Panas Reaktor Hidrolisis (R-101) ... IV-1 Tabel 4.2 Neraca Panas Sub Cooler (HE-101) ... IV-1 Tabel 4.3 Neraca Panas Flash Drum (D-101) ... IV-1 Tabel 4.4 Neraca Panas Reaktor Hidrogenasi (R-201) ... IV-2 Tabel 4.5 Neraca Panas Cooler (HE-201) ... IV-2 Tabel 4.6 Neraca Panas Knock Out Drum (K-201) ... IV-2 Tabel 4.7 Neraca Panas Sub Cooler (HE-201) ... IV-2 Tabel 4.8 Neraca Panas Evaporator (EV-301) ... IV-3 Tabel 4.9 Neraca Panas Cooler (HE-301) ... IV-3 Tabel 4.10 Neraca Panas Prilling Tower (PT-301) ... IV-3 Tabel 4.11 Neraca Panas Sub Cooler (HE-102) ... IV-3 Tabel 6.1 Daftar Instrumentasi pada Pabrik Pembuatan Xylitol ... VI-3 Tabel 7.1 Kebutuhan Uap Sebagai Media Pemanas ... VII-1 Tabel 7.2 Kebutuhan Air Pendingin ... VII-2 Tabel 7.3 Pemakaian Air untuk Kebutuhan Domestik... VII-3 Tabel 7.4 Kualitas Air Sungai Deli ... VII-4 Tabel 7.5 Kebutuhan Udara Pendingin pada Alat ... VII-13

Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah ... VIII-5 Tabel 9.1 Jadwal Kerja Karyawan Shift ... IX-9 Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya ... IX-10 Tabel 9.3 Perincian Gaji Karyawan ... IX-11 Tabel LC.1 Komponen dalam filtrat ... LC-7 Tabel LC.2 Sistem Perpipaan Pompa HCl ... LC-9 Tabel LC.3 Komposisi Umpan Masuk Reaktor Hidrolisis ... LC-11 Tabel LC.4 Komposisi Umpan Keluar Reaktor Hidrolisis ... LC-11 Tabel LC.5 Sistem Perpipaan Pompa 102 ... LC-17 Tabel LC.6 Sistem Perpipaan Pompa 104 ... LC-19 Tabel LC.7 Komposisi Umpan Masuk Flash Drum ... LC-20 Tabel LC.8 Sistem Perpipaan Pompa P-105 ... LC-22 Tabel LC.9 Komposisi Umpan Masuk Reaktor Hidrogenasi ... LC-23 Tabel LC.10 Komposisi Umpan Keluar Reaktor Hidrogenasi ... LC-23 Tabel LC.11 Sistem Perpipaan Pompa P-201 ... LC-30 Tabel LC.12 Sistem Perpipaan Pompa P-202 ... LC-37 Tabel LC.13 Komposisi Gas pada KO Drum... LC-38 Tabel LC.14 Sistem Perpipaan Pompa 203 ... LC-41 Tabel LC.15 Sistem Perpipaan Pompa 301 ... LC-45 Tabel LC.16 Sistem Perpipaan Pompa 302 ... LC-52 Tabel LC.17 Sistem Perpipaan Pompa 103 ... LC-77 Tabel LC.18 Sistem Perpipaan Pompa 106 ... LC-79 Tabel LC.19 Komposisi Gas pada KO Drum... LC-81 Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya ... LE-1 Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift ... LE-3 Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses ... LE-7 Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah... LE-8 Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi ... LE-10 Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai ... LE-14 Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas ... LE-16

Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja ... LE-17 Tabel LE.9 Aturan Depresiasi Sesuai UU Republik Indonesia No. 17 Tahun 2000 LE-18 Tabel LE.10 Perhitungan Biaya Depresiasi ... LE-19 Tabel LE.11 Tabel Perhitungan IRR ... LE-28

INTISARI

Pabrik Xylitol dari Tongkol Jagung ini direncanakan akan berproduksi dengan kapasitas 10.000 ton/tahun dan beroperAsi selama 330 hari dalam setahun. Pabrik ini diharapkan dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri, dan juga membuka peluang ekspor. Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di daerah Kawasan Industri Medan, Belawan, dengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 12815 m2. Adapun pemilihan lokasi di Kawasan Industri Medan, Belawan karena dekat dengan sumber bahan baku, dekat dengan pelabuhan dan merupakan daerah lalu lintas perdagangan, baik dalam maupun luar negeri. Bentuk badan usaha yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas (PT) yang dikepalai oleh seorang Direktur dengan jumlah total tenaga kerja 150 orang. Adapun bentuk organisasi dari pabrik ini adalah organisasi garis dan staf. Dari hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan xylitol ini didapat nilai Profit Margin (PM) 10,02 %,

Return on Invesment (ROI) sesudah pajak sebesar 16,77 %, Pay Out Time (POT)

sesudah pajak 5,96 tahun. Sedangkan Break Even Point (BEP) adalah 42,97 %, dan

Internal Rate of Return (IRR) adalah 21,45 % Hasil analisa ekonomi tersebut menunjukkan bahwa pabrik xylitol ini layak untuk didirikan.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Xylitol adalah gula alkohol dengan rumus C5H12O5 sering juga disebut gula

kayu. Xylitol bukan saja gula yang bebas pemanis tetapi sesuatu yang unik di mana penggunaannya dapat kita temukan di bidang farmasi, kesehatan, dan industri makanan. Xylitol dapat ditemukan dalam buah-buahan, sayur-sayuran, cangkang kacang-kacangan, tongkol jagung dan lain-lain.

Gambar 1.1 Struktur Bangun Xylitol (Pauli Mattila, 2000)

Xylitol secara komersial telah banyak dimanfaatkan dalam bidang kesehatan. Xylitol mempunyai sifat yang menguntungkan yaitu rasa yang menarik, aman bagi kesehatan gigi karena sifatnya yang tidak merusak gigi (non cariogenik), juga membantu menurunkan pembentukan carries dan plaque pada gigi sehingga banyak digunakan untuk campuran pasta gigi. Tidak memerlukan insulin untuk mengatur metabolismenya, sehingga menguntungkan bagi penderita diabetes, mempunyai efek sensasi dingin yang menyenangkan, tahan panas dan tidak mengalami karamelisa. (Evi Indrawanto, 2007)

Hingga saat ini xylitol digunakan pada sekitar 35 negara dengan jumlah kebutuhan pada tahun 2001 mencapai 40.000 ton. Nilainya sekitar 28 juta dollar AS (sekitar Rp 252,6 milyar). Indonesia sekarang ini masih mengimpor xylitol untuk keperluan beberapa industri dari negara Amerika Serikat (AS), negara-negara di Eropa,

Cina, India, dan Jepang. Mengingat belum adanya produsen xylitol di Indonesia, maka produk yang dihasilkan dari pabrik xylitol yang dirancang ini diorientasikan 100% untuk pasar dalam negeri dan ekspor ke luar negeri. Dengan orientasi ke pasar ekspor maka diharapkan bahwa hasil penjualan yang diperoleh bisa menambah devisa bagi negara.

Selain itu, dalam satu dekade terakhir ini, produksi jagung di Indonesia mengalami peningkatan yang cukup tinggi meskipun agak berfluktuasi. Produksi jagung tahun 2009 sebesar 17,63 juta ton meningkat sebanyak 1,31 juta ton (8,04%) dibandingkan tahun 2008. Produksi jagung 2010 diperkirakan sebesar 18,02 juta ton meningkat sebanyak 386,79 ribu ton (2,19%) dibandingkan tahun 2009. Kenaikan produksi diperkirakan terjadi karena peningkatan produktivitas sebesar 0,69 kuintal/hektar (1,63%) dan luas panen seluas 23,43 ribu hektar (BPS, 2009).

Selain untuk pangan, jagung digunakan untuk pakan dan bahan industri. Sampai saat ini kebutuhan dan permintaan jagung semakin meningkat. Peningkatan produksi kebutuhan jagung berarti terjadi pula peningkatan limbah, baik berupa jerami maupun tongkol jagung. Jerami jagung telah banyak dimanfaatkan untuk makanan ternak sedangkan tongkol jagung belum banyak digunakan. Tongkol jagung merupakan bagian terbesar dari limbah jagung. Dari berat jagung bertongkol, diperkirakan 40-50% adalah tongkol jagungnya. Oleh karena itu, dapat diperkirakan untuk produksi jagung 13 juta ton akan terjadi limbah tongkol jagung sekitar 10,6 juta ton/tahun. Berdasarkan hal tersebut perlu adanya perhatian dan penanganan untuk pemanfaatannya sehingga nilai ekonomis tongkol jagung meningkat. Pemanfaatan tongkol jagung untuk produksi xylitol selain meningkatkan nilai ekonomisnya juga dikarenakan mengandung xilan tertinggi (12,4%) dibanding dengan limbah pertanian lain (Nur Richana, dkk. ,2007).

1.2 Perumusan Masalah

Mengingat kebutuhan dalam negeri Indonesia akan xylitol yang sangat tinggi dan belum adanya produsen xylitol di Indonesia, dimana senyawa xylitol dapat menggantikan peranan gula tebu yang banyak dimanfaatkan dalam kehidupan manusia sehari-hari, dengan bahan baku produksi yang bersifat dapat diperbaharui, ramah

lingkungan, mudah diperoleh, jumlah yang melimpah, dan lebih murah, mendorong untuk dibuatnya suatu pra rancangan pabrik pembuatan xylitol dari tongkol jagung.

1.3 Tujuan Perancangan

Secara umum, tujuan pra rancangan pabrik pembuatan xylitol dari tongkol jagung ini adalah menerapkan disiplin ilmu Teknik Kimia khususnya di bidang perancangan, proses, dan operasi teknik kimia sehingga memberikan gambaran kelayakan Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Xylitol.

Secara khusus, tujuan pra rancangan pabrik pembuatan xylitol dari tongkol jagung adalah adalah untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri Indonesia, mengurangi jumlah limbah tongkol jagung yang meningkat setiap tahunnya.

1.4 Manfaat Perancangan

Manfaat pra rancangan pabrik pembuatan pembuatan xylitol dari tongkol jagung adalah memberi gambaran kelayakan (feasibility) dari segi rancangan dan ekonomi pabrik ini untuk dikembangkan di Indonesia. Dimana nantinya gambaran tersebut menjadi patokan untuk pengambilan keputusan terhadap pendirian pabrik tersebut. Pembuatan xylitol diharapkan memenuhi kebutuhan dalam negeri dan ekspor Indonesia di masa yang akan datang.

Manfaat lain yang ingin dicapai adalah terbukanya lapangan kerja dan memacu rakyat untuk meningkatkan produksi dalam negeri yang pada akhirnya akan meningkatkan kesejahteraan rakyat.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pendahuluan

Xylitol saat ini menjadi bahan pemanis yang tergolong bunga gula. Pemanfaatan xylitol semakin digemari karena sifatnya yang baik bagi kesehatan seperti mencegah kerusakan pada gigi dan dapat digunakan sebagai pemanis bagi penderita diabetes. Hal ini terbukti dengan tingkat kebutuhan xylitol di dunia pada tahun 2001 yang mencapai angka 40000 ton senilai 28 juta dolar AS atau sekitar Rp 252,6 miliar (Lawalangy, 2007). Pembuatan xylitol dengan memanfaatkan tongkol jagung juga sekaligus meningkatkan nilai ekonomis tongkol jagung dan memberi jawaban bagi solusi limbah pertanian jagung yang semakin bertambah setiap tahunnya. Kandungan xylosa yang tinggi dalam tongkol jagung juga memberikan satu keuntungan dalam pemanfaatannya untuk menghasilkan xylitol. Kandungan xylosa dalam berbagai bahan baku dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel 2.1 Kandungan Pentosan pada Tumbuhan

Tanaman Kandungan pentosan

Tongkol jagung 30-32%

Kulit gandum 29-32%

Kulit almound 30%

Kayu 27%

Ampas tebu 25-27%

Kulit bunga matahari 25%

Kulit hazelnut 23%

Reduksi ekstraksi minyak 21-23%

Kayu eucalyptus 20%

Sekam padi 16-18%

Kayu spruce 11%

Kayu pinus 9%

2.2 Tongkol Jagung

Jagung (Zea mays L.) merupakan salah sat

terpenting, selain satu siklus hidupnya diselesaikan dalam 80 – 150 hari. Paruh pertama dari siklus merupakan tahap pertumbuhan vegetatif dan paruh kedua untuk tahap pertumbuhan generatif. Tinggi tanaman jagung sangat bervariasi. Meskipun tanaman jagung umumnya berketinggian antara 1 – 3 meter, ada varietas yang dapat mencapai 6 meter. Tinggi tanaman biasa diukur dari permukaan tanah hingga ruas teratas sebelim bunga jantan.

Sebagai sumber menjadi alternatif sumber pangan di pangan pokok. Selain sebagai sumber karbohidrat, jagung digunakan untuk pakan dan bahan industri. Salah satu bagian dari jagung yang belum banyak dimanfaatkan adalah tongkol jagung. Tongkol jagung merupakan bagian terbesar dari jagung berkisar 40-50%.

2.3 Xylitol

Xylitol adalah senyawa organik yang tergolong gula dengan gugus hidroksi dengan formula (CHOH)3(CH2OH)2. Satu sendok the xylitol mengandung 9,6 kalori

tidak jauh dengan satu sendok teh gula tebu yang mengandung 15 kalori.

Gambar 2.1 Struktur Bangun Xylan (Zamora, 2005)

Xylitol ditemukan secara bersamaan oleh ilmuwan Jerman dan Perancis pada akhir abad ke-19 dan pertama dipopulerkan di Eropa sebagai pemanis yang aman bagi penderita diabetes yang tidak dapat memproduksi insulin. Pengaruh penggunaan xylitol di bidang kesehatan gigi mulai diteliti pada awal 1970 di mana ilmuwan asal Universitas Turku menunjukkan bahwa xylitol baik untuk kesehatan gigi.

2.4 Sifat-Sifat Bahan Baku dan Produk 2.4.1 Sifat-Sifat Bahan Baku

A Tongkol jagung

Tabel 2.2 Komposisi pada Tongkol Jagung

Komposisi Persen massa

Selulosa 48% Pentosan 36% Lignin 10%

Abu 4%

Air 2%

(Rosmiati, 2008)

B Hidrogen (H2)

1. Berat molekul : 2,0015 g/mol 2. Wujud pada suhu kamar : gas

3. Titik didih (1 atm) : -252,8 oC 4. Titik beku : -259,2oC 5. Entalpi pembakaran : -286 kJ/mol 6. Tidak berbau dan berwarna

7. Mudah terbakar dan meledak jika kontak dengan udara luar

8. Larut dalam beberapa jenis logam sehingga berpotensi menyebabkan kebocoran

9. Bila terjadi kebocoran dapat menyala dengan spontan dan api hidrogen sangat panas serta tidak dapat dilihat oleh mata telanjang.

C Asam klorida (HCl)

1. Berat molekul : 36,46 g/mol 2. Wujud pada suhu kamar : cair

3. Titik didih (1 atm) : 48oC pada larutan 38% 4. Titik beku : -27,32oC

5. Densitas : 1,18 g/cm3

6. Entalpi pembentukan : -9,231 x 10-7 J/kmol 7. Entalpi pembakaran : -0,0286 x 10-9 J/kmol D Air (H2O)

1. Berat molekul : 18,015 g/mol 2. Wujud pada suhu kamar : cair

3. Titik didih (1 atm) : 100oC 4. Titik beku : 0oC 5. Temperatur kritis : 347oC 6. Tekanan kritis : 217 atm

7. Entalpi pembentukan : -24.1814 x 10-7 J/kmol (Wikipedia, 2010)

E Nikel (Ni)

1. Berat molekul : 58,6934 g/mol 2. Wujud pada suhu kamar : padat

3. Titik didih (1 atm) : 2913oC 4. Titik lebur : 1455oC 5. Panas penguapan : 377,5 kJ/mol 6. Berwarna putih keperakan

2.4.2 Sifat-sifat Produk

A Xilan

1. Berat molekul : 132 kg/kmol 2. Spesifik graviti : 1,267 3. Titik didih : 108,6oC 4. Titik cair : 103oC 5. Densitas (128oC) : 103oC 6. Viskositas : 0,091 cp

7. Wujud : berbentuk kristal pada temperatur 203oC

B Xylosa (C5H10O5)

1. Berat molekul : 150,13 g/mol 2. Titik didih (1 atm) : 168oC

3. Spesifik gravity : 1,535

4. Kelarutan : 117 mg per 100 ml di dalam air pada 20oC (www.uspto.com)

C Xylitol (C5H12O5)

1. Berat molekul : 152,15 g/mol 2. Titik didih : 126oC (pada 1 atm) 3. Titik lebur : 92 – 96oC

4. Kelarutan : 169 g dalam 100 g air (20oC) 5. pH dalam air : 5-7

6. Kalor pelarutan : -34,8 kal/g (endotermik) 7. Berwarna putih dan merupakan serbuk kristal 8. Tidak berbau

9. Larut dalam etanol dan metanol (C.O.E.&T.,Akola, 2010)

2.5 Proses-proses yang tersedia dalam Pembuatan Xylitol

Proses pembuatan xylitol dari tongkol jagung dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu (Gerald Myer Jaffe, dkk., 1974) :

1. Hidrogenasi xylosa 2. Fermentasi xylosa

2.5.1 Hidrogenasi xylosa

Cara dengan menghidrolisa xylitol telah banyak dilakukan karena cara ini telah dibakukan oleh Asian and Pacific for Transfer of Technology (APCTT), di mana melalui program ini, APCTT bermaksud melakukan pengembangan kolaborasi kelembagaan dan meningkatkan kerjasama di sejumlah negara terkait promosi dan pemanfaatan energi terbarukan. Bahan baku yang digunakan dapat meliputi tongkol jagung, kulit gandum dan juga ampas tebu karena mengandung kandungan pentosan yang cukup tinggi.

Adapun bahan baku yang digunakan yaitu tongkol jagung. Tongkol jagung yang utuh dihancurkan menjadi potongan-potongan kecil dengan panjang maksimal 15 cm lalu dimasukkan ke dalam reaktor hidrolisis dengan keadaan operasi 90oC dan 1 atm. Di dalam reaktor ditambahkan katalis HCl 12% dari massa tongkol jagung. Produk dari reaktor adalah ampas tongkol jagung yang mengandung xylosa yang larut dalam asam. Ampas tongkol jagung tersebut kemudian dipisahkan dengan menggunakan filter press untuk mendapatkan xylosa yang masih mengandung asam klorida. Hasil keluaran dari filter press kemudian dilanjutkan ke flash drum untuk memisahkan asam klorida dan air dari campuran xylosa.

Campuran xylosa lalu diumpankan ke reaktor hidrogenasi, di mana di dalam reaktor terjadi reaksi antara xylosa dengan gas hidrogen sehingga akan menghasilkan xylitol. Proses yang terjadi mempunyai keadaan operasi 150oC dan pada tekanan 30 atm dengan waktu operasi 1 jam. Katalis yang digunakan pada reaktor adalah katalis Ni. Keluaran dari reaktor lalu didinginkan dengan cooler sehingga suhu mencapai 60oC dilanjutkan ke filter press and plate frame yang bertujuan untuk memisahkan katalis Ni dari campuran xylitol. Setelah katalis Ni dipisahkan, campuran xylitol dilanjutkan ke evaporator dengan temperatur 120oC dan tekanan 1 atm untuk menguapkan air yang

masih terkandung dalam campuran xylitol. Hasil dari evaporator berupa sirup xylitol yang kental. Xylitol diumpankan ke prilling tower hingga diperoleh produk xylitol yang berupa kristal padat dengan tingkat kemurnian 98%.

Keuntungan proses hidrolisis xylitol ini antara lain : - Kemurnian dari xylitol mencapai 98%

- Lama operasi lebih cepat dan memperoleh jumlah yang banyak - Biaya produksi murah

2.5.2 Fermentasi Xylosa

Pembuatan xylitol dengan proses fermentasi sudah sejak lama digunakan sejak awal ditemukannya xylitol. Dalam proses fermentasi ini, produk yang dihasilkan tidak hanya xylitol tapi turunan – turunan dari produk xylitol. Proses ini juga menggunakan bahan baku tongkol jagung, kulit gandum dan ampas tebu dengan pertimbangan kadar pentosan yang cukup tinggi untuk diproses lebih lanjut menghasilkan xylitol.

Bahan baku yang digunakan dipotong terlebih dahulu menjadi potongan kecil diumpankan ke dalam reaktor dengan penambahan katalis H2SO4 pada kondisi

temperatur 100oC. Untuk menghilangkan adanya zat berbahaya ditambahkan juga kalsium karbonat (CaCO3). Keluaran dari reaktor dimasukkan ke evaporator untuk

menghilangkan air dalam campuran xylosa. Oleh karena campuran masih mengandung ion sulfat (SO42-) maka perlu ditambahkan resin ion exchange dengan alat ion exchanger

yang bertujuan untuk menghilangkan ion sulfat tersebut. Campuran xylosa kemudian dijernihkan warnanya dengan penambahan karbon aktif (activated carbon). Maka didapatkan xylosa yang murni dan bebas dari zat berbahaya karena ion sulfat telah dihilangkan.

Dari xylosa yang murni diumpankan ke dalam bioreaktor yang menggunakan proses fermentasi dengan menambahkan ragi dan nutrients. Pada bioreaktor perlu dijaga agar kondisi operasi stabil pada 30oC selama 170 jam. Keluaran dari biorekator ini berupa campuran etanol dan xylitol. Oleh karena itu, perlu dilakukan pemisahan pada campuran tersebut dengan menggunakan flash drum dengan keadaan operasi 100oC dan 1 atm. Setelah didapat xylitol maka xylitol didinginkan dengan cooler sampai temperatur

xylitol berada pada 90oC, kemudian dilanjutkan dengan proses kristalisasi dengan kristalizer pasa temperature 30oC dan tekanan 1 atm. Kristal xylitol lalu dikeringkan dengan menggunakan dryer. Keluaran dari dryer inilah yang berupa xylitol dengan kemurnian xylitol 65%.

Adapun keuntungan proses fermentasi xylitol ini adalah produk yang dihasilkan lebih bervariasi. Kelemahannya yaitu kemurnian xylitol hanya 65%, waktu operasi lebih lama dan banyak menggunakan bahan kimia lainnya seperti CaCO3 dan karbon aktif.

2.6 Seleksi Proses dalam Pembuatan Xylitol

Tabel di bawah ini menunjukkan perbandingan proses yang terjadi pada proses hidrogenasi xylitol dan fermentasi xylitol berdasarkan keunggulan dan kelemahannya. Tabel 2.3 Perbandingan Proses Hidrogenasi Xylosa dan Fermentasi Xylosa

Hidrogenasi Xylosa Fermentasi Xylosa

Keunggulan :

 Kemurnian xylitol mencapai 98%

 Waktu operasi lebih cepat : 1 jam

 Hasil yang diperoleh banyak

Keunggulan :

 Produk yang dihasilkan bervariasi

Kelemahan :

 Menggunakan tekanan tinggi

 Alat yang digunakan mudah terkorosi

Kelemahan :

 Kemurnian xylitol hanya 65%

 Waktu operasi lebih lama : 170 jam

 Banyak menggunakan bahan kimia

Dengan membandingkan kedua proses yang tersedia, maka proses yang lebih efektif untuk diterapkan dalam pembuatan xylitol dari tongkol jagung adalah proses hidrogenasi xylosa.

2.7 Deskripsi Proses Pembuatan Xylitol

Proses pembuatan xylitol dari bahan baku alami tergantung pada senyawa pentosan yang berada di dalamnya. Xilan adalah bagian dari pentosan merupakan polisakarida yang dapat dihidrolisis menjadi D-xylosa.

Bahan baku utama yang digunakan dalam keseluruhan proses pembuatan xylitol ini adalah tongkol jagung, gas hidrogen (H2), asam klorida (HCl), air (H2O) dan nikel

(Ni).

Adapun tahap pembuatan xylitol ini mencakup 4 tahap yaitu (Gerald Myer Jaffe, dkk., 1974) :

1. Tahap persiapan bahan baku 2. Proses hidrolisis

3. Proses hidrogenasi 4. Proses pemurnian 5. Proses Prilling 6. Proses Packaging

2.6.1 Tahap Persiapan Bahan Baku

Tongkol jagung yang berasal dari gudang bahan baku dimasukkan ke dalam mesin pemotong (rotary knife cutter). Di dalam mesin tersebut, tongkol jagung dihancurkan sehingga menjadi potongan-potongan kecil dengan panjang maksimal 15 cm.

Asam klorida yang digunakan sebagai katalis untuk proses hidrogenasi dan gas hidrogen disalurkan dari tangki penyimpanan menuju ke proses hidrogenasi disimpan di dalam tangki penyimpanan untuk proses pembuatan xylitol.

2.6.2 Proses Hidrolisis

Potongan – potongan tongkol jagung yang telah dipotong diumpankan ke dalam reaktor. Di dalam reaktor tersebut terjadi proses hidrolisis dengan temperatur 90oC dan tekanan operasinya 1 atm. Di dalam reaktor dicampurkan HCl 12 % dari massa tongkol jagung yang diumpankan. Reaktor dipanaskan dengan menggunakan steam. Keluaran dari reaktor dilanjutkan ke filter press untuk memisahkan ampas tongkol jagung dari campuran xylosa. Hasil dari filter dimasukkan ke flash drum yang bertujuan untuk memisahkan campuran xylosa dari asam klorida dan air berdasarkan perbedaan titik

didih. Xylosa yang mempunyai titik didih tertinggi yaitu 168 oC akan terpisah dari HCl dan juga air dalam flash drum yang bertemperatur 120oC dan tekanan 1 atm.

2.6.3 Proses Hidrogenasi

Keluaran dari flash drum dilanjutkan ke reaktor hidrogenasi yang akan mereaksikan xylosa dengan gas hidrogen (H2) menghasilkan xylitol. Katalis yang

digunakan dalam proses ini adalah nikel (Ni). Keadaan operasi yang terjadi di dalam reaktor hidrogenasi yaitu 150oC dan bertekanan 30 atm.

2.6.4 Proses Pemurnian

Produk dari reaktor hidrogenasi dialirkan ke dalam cooler untuk menurunkan suhu hingga 60oC. Setelah campuran didinginkan, dimasukkan lagi ke dalam filter press and plate frame yang bersuhu 45oC dan tekanan 1 atm untuk memisahkan katalis nikel dan dilakukan evaporasi untuk menguapkan kandungan air di dalam larutan xylitol dengan temperatur 120oC. Xylitol yang diperoleh dari evaporator berupa sirup dialirkan ke prilling tower untuk mengubah sirup xylitol menjadi kristal xylitol yang memiliki kemurnian 98%.

P-202 P-301 SC-101 P-102 P-104 P-105 BA Steam Air pendingin P-203 P-302 P-101 LI G-101 C-101 Steam bekas Air pendingin bekas

PR-301 HE-301 F-101 F-201 HE-201 R-101 S-301 GP BL-201 BM-301 Udara dingin

Udara dingin basah

HE-202 6 2 12 18 21 22 23 25 26 T-101 HE-101 P-106 9 15 13 27 BL-301 HE-101 GTJ Air proses P-103 R-101 4 7 8 D-101 5 R-201 P-201 14 K-201 19 20 EV-301 BE-301 BC-301 E-101 1 TC LC TC PC TC 3 FC FC TC TC LC FC 17 TC FC LC FC TC FC FC TC 10 11 24 TC FC PC Limbah cair

Kode Nama Alat

GTJ Gudang Tongkol Jagung G-101 Tangki Hidrogen T-101 Tangki Asam Klorida SC-101 Screw Conveyor

BC-301 Belt Conveyor

BE-302 Bucket Elevator

E-101 Elevator

RC-101 Rotary Cutter

R-101 Reaktor Hidrolisis R-201 Reaktor Hidrogenasi D-101 Flash Drum

K-201 Knock Out Drum

EV-301 Evaporator

PR-301 Prilling Tower

BM-301 Ball Mill

S-301 Screening

P-101 Pompa P-102 Pompa P-103 Pompa P-104 Pompa P-105 Pompa P-106 Pompa P-201 Pompa P-202 Pompa P-203 Pompa P-301 Pompa P-302 Pompa HE-101 Cooler

HE-102 Sub Cooler

HE-201 Cooler

HE-202 Sub Cooler

HE-301 Cooler

BL-201 Blower

BL-301 Blower

C-101 Compressor

F-101 Filter Press

GP Gudang Produk BA Bak Ampas H-101 Heater

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

DIAGRAM ALIR PRA-RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN XYLITOL DARI TONGKOL JAGUNG DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 10000 TON/TAHUN

Skala : Tanpa Skala Tanggal Tanda Tangan Digambar Nama : Ben Sander

NIM : 060405055 Diperiksa/ Disetujui

1. Nama : Dr.Ir.Taslim, M.Si NIP : 196501151990031002 2. Nama : Ir. Indra Surya, M.Sc NIP : 196306091989031004

14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

- - - -

- 365,4992 - - - -

1214,0537 1377,6682 1271,913 1214,0537 1271,9133 141,3237 28,2647 113,059 28,2647 - 28,2647 - - -

- - - -

3,3228 - - 3,3228 3,9684 - -- - - -

1262,6336 - - 1262,6336 - 1262,633 1262,6336 - 1262,6336 1262,6336 - 1402,9262 1262,6336 140,2926

- - - -

2679,1934 1743,1674 1271,913 2679,1934 1275,8994 1403,9573 1290,8983 113,059 1290,8983 1262,6336 28,2647 1402,9262 1262,6336 140,2926

150 110 80 60 110 110 120 120 60 80 80 30 30 30

15 1 1 1 1 10 1 1 2 1 1 1 1 1

K-202

BAB III

HASIL PERHITUNGAN NERACA MASSA

Hasil perhitungan neraca massa pada proses pembuatan xylitol dengan bahan baku tongkol jagung dan kapasitas produksi 1262,6263 kg/jam atau 10000 ton/tahun diuraikan sebagai berikut :

Basis perhitungan : 1 jam operasi Waktu operasi : 330 hari / tahun Satuan operasi : kg/jam ; kmol/jam

3.1 Reaktor Hidrolisis (R-101)

Tabel 3.1 Neraca Massa Reaktor Hidrolisis (R-101)

Komponen Alur masuk Alur keluar Alur 1 Alur 2 Alur 3 Alur 4 H2O 60,9165 2680,3275 - 2591,7219

Xylan 1096,4976 - - -

Ampas 1888,4126 - - 1888,4126 HCl - - 365,4992 365,4992

Xylosa - - - 1246,0200

Total 6091,6537 6091,6537

3.2 Flash Drum (D-101)

Tabel 3.2 Neraca Massa Flash Drum (D-101)

Komponen Alur masuk Alur keluar

Alur 7 Alur 8 Alur 9 H2O 2591,7219 1214,0537 1377,6682

HCl 365,4992 - 365,4992

Xylosa 1246,0200 1246,0200 - Total 4203,2411 4203,2411

3.3 Reaktor Hidrogenasi (R-201)

Tabel 3.3 Neraca Massa Reakor Hidrogenasi (R-201)

Komponen Alur masuk Alur keluar Alur 8 Alur 13 Alur 14 H2O 1413,2370 - 1413,2370

H2 - 19,9364 3,3228

Xylosa 1246,0200 - -

Xylitol - - 1262,6336

Total 2679,1934 2679,1934

3.4 Knock Out Drum (K-201)

Tabel 3.4 Neraca Massa Knock Out Drum (K-201)

Komponen Alur masuk Alur keluar

Alur 17 Alur 18 Alur 19 H2O 1413,2370 1271,9133 141,3237

H2 3,9864 3,9864 -

Xylitol 1262,6336 - 1262,6336 Total 2679,8570 2679,8570

3.5 Evaporator (EV-301)

Tabel 3.5 Neraca Massa Evaporator (EV-301)

Komponen Alur masuk Alur keluar

Alur 19 Alur 21 Alur 20 H2O 141,3237 113,0590 28,2647

Xylitol 1262,6336 - 1515,152 Total 1403,9573 1403,9573

3.6 Prilling Tower (PT-102)

Tabel 3.6 Neraca Massa Prilling Tower (PT-102)

Komponen Alur masuk Alur keluar

Alur 22 Alur 23 Alur 24

H2O 28,2647 - 28,2647

Xylitol 1262,6336 1262,6336 - Total 1290,8983 1290,8983

3.7 Ball Mill (BM-301)

Tabel 3.7 Neraca Massa Ball Mill (BM-301)

Komponen Alur masuk Alur keluar Alur 23 Alur 27 Alur 25 Xylitol 1262,6336 140,2926 1402,9262

Total 1402,9262 1402,9262

3.8 Screening (S-301)

Tabel 3.8 Neraca Massa Screening (S-301)

Komponen Alur masuk Alur keluar

Alur 25 Alur 26 Alur 27 Xylitol 1402,9262 1262,6336 140,2926

BAB IV

HASIL PERHITUNGAN NERACA PANAS

4.1 Reaktor Hidrolisis (R-101)

Tabel 4.1 Neraca Panas Reaktor Hidrolisis (R-101)

Komponen Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam) H2O

Xylan HCl Xylosa Qr dQ/dT 0 0 0 - - 1981230,525 1066682,706 - 120348,0583 259068,7403 535131,0204 - Total 1981230,525 1981230,525

4.2 Sub Cooler (HE-101)

Tabel 4.2 Neraca Panas Sub Cooler (HE-101)

Komponen Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam) H2O

HCl Xylosa dQ/dT 703865,1175 166886,6078 177257,5592 -759493,5787 215494,6956 18480,2233 54540,7874 - Total 201055,0273 288515,7063

4.3 Heater (H-101)

Tabel 4.3 Neraca Panas Heater (H-101)

Komponen Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam) H2O

HCl Xylosa dQ/dT 215494,6956 18480,1803 54540,7874 3460176,028 3529721,788 14512,6475 204508,2555 - Total 3748751,691 3748751,691

4.4 Reaktor Hidrogenasi (R-201)

Tabel 4.4 Neraca Panas Reaktor Hidrogenasi (R-201)

Komponen Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam) H2O

Xylosa H2 Xylitol Qr dQ/dT 443335,6659 204527,9529 2656961,899 - - 9983020,613 743083,2571 - 11648940,16 360691,6935 623433,0637 - Total 13376148,17 13376148,17

4.5Cooler (HE-201)

Tabel 4.5 Neraca Panas Cooler (HE-201)

Komponen Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam) H2O

H2 Xylitol dQ/dT 480500,784 148363,02 360691,6395 - 788500,4162 98926,632 1134,7362 100993,6591 - Total 201055,0273 201055,0273

4.6 Knock Out Drum (K-201)

Tabel 4.6 Neraca Panas Knock Out Drum (K-201)

Komponen Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam) H2O

H2 Xylitol dQ/dT 98926,632 1134,7362 100993,6591 543025,2125 44335,8541 1000,5027 245270,3149 - Total 744080,2398 744080,2398

4.7 Sub Cooler (HE-201)

Tabel 4.7 Neraca Panas Sub Cooler (HE-201)

Komponen Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam) H2O

H2 dQ/dT 2937104,884 1000,3482 -2645482,657 291975,9002 646,6749 - Total 292622,5751 292622,5751

4.8 Evaporator (EV-301)

Tabel 4.8 Neraca Panas Evaporator (EV-301)

Komponen Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam) H2O

Xylitol dQ/dT 44335,8541 245270,3149 284498,253 299978,776 274125,646 - Total 574104,422 574104,422

4.9 Cooler (HE-301)

Tabel 4.9 Neraca Panas Cooler (HE-301)

Komponen Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam) H2O

Xylitol dQ/dT 8866,9203 274125,646 - 57710,6623 8866,9203 216414,9837 - Total 225281,904 225281,904

4.10 Prilling Tower (PT-301)

Tabel 4.10 Neraca Panas Prilling Tower (PT-301)

Komponen Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam) H2O

Xylitol Qr dQ/dT 8866,9203 216414,9837 - -112464,8777 2939,5317 194917,762 -310674,32 - Total -112817,0263 -112817,0263

4.11 Sub Cooler (HE-102)

Tabel 4.11 Neraca Panas Sub Cooler (HE-102)

Komponen Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam) H2O

H2 dQ/dT 2931225,713 3678,4386 -2862476,571 105756,2033 3678,4386 - Total 109434,6419 109434,6419

BAB V

SPESIFIKASI PERALATAN

1. Gudang Penyimpanan Bahan Baku Tongkol Jagung (GTJ)

Fungsi : Menyimpan bahan baku tongkol jagung sebelum diproses Bahan konstruksi : Dinding : beton

Lantai : aspal

Bentuk : Gedung berbentuk persegi-panjang ditutup atap Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi : Temperatur = 30°C Tekanan = 1 atm

Kapasitas : 895,1001 m3

Ukuran : Panjang = 12,1422 m Lebar = 12,1442 m Tinggi = 6,0711 m

2. Rotary Knife Cutter (RC-101)

Fungsi : Mengecilkan tongkol jagung Mixer jenis : Rotary Knife

Bahan konstruksi : Baja Karbon Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi : Temperatur = 250C Tekanan = 1 atm Jumlah : 1 unit

Laju alir : 3045,8267 kg/jam Daya : 12 ¼ HP

3. Screw Conveyor (S-101)

Fungsi : Transportasi tongkol jagung ke reaktor hidrolisis (R-101) Jenis : horizontal screw conveyor

Bahan Konstruksi : carbon steel

Kondisi operasi : Temperatur = 25°C Tekanan = 1 atm Jumlah : 1 unit

Laju alir : 3045,8267 kg/jam Daya : ¼ HP

4. Tangki Penyimpanan Hidrogen (G-101)

Fungsi : Menyimpan hidrogen umpan Bahan konstruksi : Low Alloy steel SA-318

Bentuk : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Jenis Sambungan : Double welded butt joints

Jumlah : 1 unit

Kondisi Operasi : Temperatur = 25oC Tekanan = 30 atm Kapasitas : 12,4189 m3

Diameter tangki : 2,2804 m Tinggi total tangki : 3,9907 m Pdesain : 53,3352 psi Tebal dinding tangki : 0,5007 in Tebal dinding head : 0,5006 in

5. Tangki Penyimpanan HCl (T-101)

Fungsi : Menyimpan larutan HCl Bahan konstruksi : Stainless Steel SA-304

Bentuk : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Jumlah : 1 unit

Kondisi Operasi : Temperatur = 25oC Tekanan = 1 atm Kapasitas : 133,8098 m3

Diameter tangki : 5,1463 m Tinggi total tangki : 5,1463 m Pdesain : 53,7932 psi Tebal dinding tangki : 0,7036 in Tebal dinding head : 0,7034 in

6. Filter Press and Plate Frame (F-101)

Fungsi : Memisahkan ampas dari campuran xylosa, HCl dan air Bahan konstruksi : Stainless steel SA-304

Bentuk : Plate and Frame filter press Jumlah : 1 unit

Kondisi Operasi : Temperatur = 120oC Tekanan = 1 atm Laju Alir : 4203,2411 kg/jam Jumlah plate : 24 buah

Jumlah frame : 24 buah

7. Bak penampungan Ampas Tongkol Jagung (BA)

Fungsi : Menampung ampas dari Filter Press Plate and Frame Bahan konstruksi : Beton

Bentuk : Prisma segi empat beraturan Jumlah : 1 unit

Kondisi Operasi : Temperatur = 25oC Tekanan = 1 atm Kapasitas : 23,0499 m3

Ukuran : Panjang = 4,5176 m Lebar = 2,2588 m

Tinggi = 2,2588 m

8. Pompa HCl (P-101)

Fungsi : Memompa HCl dari T-101 ke Reaktor Hidrolisis (R-101) Jenis : Centrifugal pump

Jumlah : 1 unit

Bahan Konstruksi : Stainless Steel SA-301 Kondisi Operasi : Temperatur = 25oC

Tekanan = 1 atm Diameter pipa : 0,0224 ft

Panjang pipa : 20,3147 ft Kapasitas : 0,0035 ft3/s Daya : ¼ HP

9. Reaktor Hidrolisis (R-101)

Fungsi : Tempat terjadinya reaksi xylan menjadi xylosa Jenis : Mixed Flow Reactor

Bentuk : silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Stainless steel SA-340

Jenis pengaduk : turbin datar enam daun Jumlah baffle : 4 buah

Jumlah : 3 unit

Kondisi Operasi : Temperatur = 90oC Tekanan = 1 atm Kapasitas : 6,1197 m3

Diameter tangki : 1,6724 m Tinggi total tangki : 2,5086 m Pdesain : 17,6587 psi Tebal dinding tangki : 1,0053 in Tebal dinding head : 1,052 in

Tebal jaket : 1,0044 in Tebal insulator : 0,25 in

Jenis pengaduk : flat six blade open turbine (turbin datar enam daun) Jumlah Baffle : 4

10.Pompa (P-102)

Fungsi : Memompa HCl dan xylosa dari Reaktor (R-101) ke Filter Press Jenis : Centrifugal pump

Jumlah : 1 unit

Bahan Konstruksi : Stainless Steel SA-304 Kondisi Operasi : Temperatur = 25oC

Tekanan = 1 atm Diameter pipa : 0,0302 ft

Panjang pipa : 20,3147 ft Kapasitas : 0,0555 ft3/s Daya : ¼ HP

11.Pompa (P-104)

Fungsi : Memompa campuran HCl dan xylosa ke Flash Drum Jenis : Centrifugal pump

Jumlah : 1 unit

Bahan Konstruksi : Commercial Steel Kondisi Operasi : Temperatur = 25oC

Tekanan = 1 atm Diameter pipa : 0,4205 ft

Panjang pipa : 20,3147 ft Kapasitas : 0,0412 ft3/s Daya : ¼ HP

12.Flash Drum (D-101)

Fungsi : Memisahkan xylosa dari campurannya

Bentuk : silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Low Alloy Steel SA-203 Grade A

Jumlah : 1 unit

Kondisi Operasi : Temperatur = 100oC Tekanan = 1 atm Kapasitas : 5,0499 m3

Diameter tangki : 1,5195 m Tinggi total tangki : 2,2793 m Pdesain : 5,1971 psi Tebal dinding tangki : 1,5 in

13.Pompa (P-105)

Fungsi : Memompa H2O dan xylosa ke reaktor hidrogenasi (R-102)

Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit

Bahan Konstruksi : Commercial Steel Kondisi Operasi : Temperatur = 100oC

Tekanan = 1 atm Diameter pipa : 0,2955 ft

Panjang pipa : 20,3450 ft Kapasitas : 0,0245 ft3/s Daya : ¼ HP

14.Reaktor Hidrogenasi (R-201)

Fungsi : Tempat terjadinya reaksi hidrogenasi xylosa menjadi xylitol Jenis : Continuous Stirred Tank Reactor

Bentuk : silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : High Alloy steel SA 240 Grade 304

Jenis pengaduk : turbin datar enam daun Jumlah baffle : 4 buah

Jumlah : 1 unit

Kondisi Operasi : Temperatur = 150oC Tekanan = 30 atm Kapasitas : 2,9002 m3

Diameter tangki : 1,2284 m Tinggi total tangki : 1,8426 m Pdesain : 442,7278 psi Tebal dinding tangki : 1,0939 in Tebal dinding head : 1,0918 in Tebal jaket : 1,0892 in

15.Pompa (P-201)

Fungsi : Memompa campuran air ,H2 dan xylitol ke cooler (HE-201)

Jenis : Centrifugal Pump Jumlah : 1 unit

Bahan Konstruksi : Commercial Steel Kondisi Operasi : Temperatur = 150oC

Tekanan = 1 atm Diameter pipa : 0,2955 ft

Panjang pipa : 20,3174 ft Kapasitas : 0,028 ft3/s Daya : ¼ HP

16.Cooler (HE-201)

Fungsi : Menurunkan suhu H2O, H2 dan xylitol sebelum diumpankan ke

Knock-Out Drum (K-201) Tipe : Double and pipe exchanger

Luas Permukaan : 43,5 ft2 Jumlah : 1 unit

17.Pompa (P-202)

Fungsi : Memompa campuran air, H2dan xylitol ke Knock-Out Drum (K-201)

Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit

Bahan Konstruksi : Commercial Steel Kondisi Operasi : Temperatur = 150oC

Tekanan = 1 atm Diameter pipa : 0,2955 ft

Panjang pipa : 20,3174 ft Kapasitas : 0,028 ft3/s Daya : ¼ HP

18.Knock-Out Drum (K-201)

Fungsi : Memisahkan H2 dari campurannya

Bentuk : silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade C

Jumlah : 1 unit

Kondisi Operasi : Temperatur = 110oC Tekanan = 10 atm Kapasitas : 2,2512 m3

Diameter tangki : 0,3505 m Tinggi total tangki : 1,9178 m Pdesain : 1084,3861 kPa Tebal dinding tangki : 0,1082 in

19.Pompa (P-203)

Fungsi : Memompa air dan xylitol ke evaporator (C-301) Jenis : Centrifugal pump

Jumlah : 1 unit

Bahan Konstruksi : Commercial Steel Kondisi Operasi : Temperatur = 110oC

Tekanan = 1 atm Diameter pipa : 0,2056 ft

Panjang pipa : 20,3174 ft Kapasitas : 0,0141 ft3/s Daya : ¼ HP

20.Evaporator (C-301)

Fungsi : Meningkatkan konsetnrasi xylitol Tipe : Vertikal – Tube Evaporator

Dipakai : ¾ in OD Tube 18 BWG, panjang = 12 ft, 8 pass Luas Permukaan : 20,4278 ft2

Jumlah : 1 unit

21.Pompa (P-301)

Fungsi : Memompa campuran air dan xylitol ke cooler (HE-301) Jenis : Centrifugal pump

Jumlah : 1 unit

Bahan Konstruksi : Commercial Steel Kondisi Operasi : Temperatur = 120oC

Tekanan = 1 atm Diameter pipa : 0,2056 ft

Panjang pipa : 20,3174 ft Kapasitas : 0,0141 ft3/s Daya : ¼ HP

22.Cooler (HE-301)

Fungsi : Menurunkan suhu H2O, H2 dan xylitol sebelum diumpankan ke

prilling tower

Tipe : Double pipe exchanger Dipakai : 20 ft, 2 x 1¼ in IPS Luas Permukaan : 4,35 ft2

Jumlah : 1 unit

23.Pompa (P-302)

Fungsi : Memompa H2O dan xylitol ke prilling tower (K-301)

Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit

Bahan Konstruksi : Commercial Steel Kondisi Operasi : Temperatur = 100oC

Tekanan = 1 atm Diameter pipa : 0,2056 ft

Panjang pipa : 20,3174 ft Kapasitas : 0,0141 ft3/s Daya : ¼ HP

24.Prilling Tower (K-301)

Fungsi : Mengkristalkan xylitolsehingga terbentuk kristal xylitol Jenis : Direct contact air cooling crystallizer

Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-285 Grade C Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 9413,0674 m3 Tekanan desain : 06,3912 kPa Diameter : 2,5272 m Tebal shell : 0,1301 in

25.Ball Mill (BM-301)

Fungsi : Menggiling xylitol menjadi butir-butiran halus. Jenis : roll ball mill

Bahan konstruksi : Carbon steel Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 1262,6336 kg/jam = 0,3507 kg/s Ukuran produk : 15 mm

Daya : 15 HP

26.Screener (S-301)

Fungsi : Mengayak kristal xylitol agar mempunyai diameter partikel yang seragam

Jenis : Sieve Tray, Tyler Standart Screen Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-283, grade C Jumlah : 1 unit

ayakan dengan spesifikasi:

• Ukuran = 100 mesh • Bukaan ayakan = 0,147 mm • Nominal diameter kawat = 0,107 mm

Dpi = 0,2368 mm

27.Belt Conveyor (BC-301)

Fungsi : Transportasi xylitol ke gudang penyimpanan (GP) Jenis : horizontal bet conveyor

Bahan Konstruksi : carbon steel

Kondisi operasi : Temperatur = 30°C Tekanan = 1 atm Jumlah : 1 unit

Laju alir : 1262,6336 kg/jam Daya : 1/4 HP

28.Gudang Penyimpanan Xylitol(GP)

Fungsi : Menyimpan xylitol

Bentuk bangunan : Gedung berbentuk persegi-panjang ditutup atap Bahan konstruksi : Dinding : beton

Lantai : semen Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi : Temperatur = 25°C Tekanan = 1 atm Kebutuhan : 30 hari

Kapasitas : 36,9714 m3

Ukuran : Panjang = 5,295 m Lebar = 2,6475 m Tinggi = 2,6475 m

29.Blower (BL-201)

Fungsi : Memompa udara dingin menuju Prilling Tower Jenis : Centrifugal Blower

Bahan konstruksi : Carbon Steel

Kondisi Operasi : Temperatur = 30oC Tekanan = 1 atm Daya : ¼ HP

30.Blower (BL-301)

Fungsi : Memompa udara dingin menuju Prilling Tower Jenis : Centrifugal Blower

Bahan konstruksi : Carbon Steel

Kondisi Operasi : Temperatur = 30oC Tekanan = 1 atm Daya : ¼ HP

31.Kompressor (C-101)

Fungsi : Menaikkan tekanan gas H2 sebelum diumpankan

ke reaktor

Jenis : Reciprocating compressor Diameter dalam (ID) : 2,067 in

Diameter luar (OD) : 2,375 in Luas penampang : 0,0233 ft2

32.Subcooler (HE-101)

Fungsi : Menurunkan suhu H2O, HCl, ampas dan xylosa sebelum

diumpankan ke Filter Press Tipe : Double pipe exchanger

Dipakai : 20 ft, 2 x 1¼ in IPS Luas Permukaan : 52,2 ft2

Jumlah : 1 unit

33.Subcooler (HE-102)

Fungsi : Mengkondensasikan HCl dan air Tipe : Double pipe exchanger

Dipakai : 20 ft, 2 x 1¼ in IPS Luas Permukaan : 52,2 ft2

Jumlah : 1 unit

34.Cooler (HE-202)

Fungsi : Menurunkan temperatur H2 dan air

Tipe : Double pipe exchanger Dipakai : 20 ft, 2 x 1¼ in IPS Luas Permukaan : 52,2 ft2

35.Pompa (P-103)

Fungsi : Memompa larutan xylosa, HCl dan air ke filter press Jenis : Pulp pump

Jumlah : 1 unit

Bahan Konstruksi : Stainless Steel SA-304 Kondisi Operasi : Temperatur = 45oC

Tekanan = 1 atm Diameter pipa : 0,0224 ft

Panjang pipa : 20,3174 ft Kapasitas : 0,0635 ft3/s Daya : ¼ HP

36.Pompa (P-106)

Fungsi : Memompa larutan HCl dan air Jenis : Centrifugal pump

Jumlah : 1 unit

Bahan Konstruksi : Stainless Steel SA-304 Kondisi Operasi : Temperatur = 45oC

Tekanan = 1 atm Diameter pipa : 0,0224 ft

Panjang pipa : 20,3174 ft Kapasitas : 0,0019 ft3/s Daya : ¼ HP

37.Elevator (E-101)

Fungsi : Transportasi tongkol jagung ke rotary cutter Bahan Konstruksi : carbon steel

Kondisi operasi : Temperatur = 25°C Tekanan = 1 atm Jumlah : 1 unit

Laju alir : 3045,8267 kg/jam Daya : ¼ HP

38.Bucket Elevator (BE-301)

Fungsi : Transportasi xylitol ke ball mill Bahan Konstruksi : carbon steel

Kondisi operasi : Temperatur = 25°C Tekanan = 1 atm

Jumlah : 1 unit

Laju alir : 140,2926 kg/jam Daya : ¼ HP

BAB VI

INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

6.1 Instrumentasi

Instrumentasi adalah suatu alat yang dipakai di dalam suatu proses kontrol untuk mengatur jalannya suatu proses agar diperoleh hasil sesuai dengan yang diharapkan. Alat-alat pengendali tersebut dipasang pada setiap peralatan penting agar dengan mudah dapat diketahui kejanggalan-kejanggalan yang terjadi pada setiap bagian. Pada dasarnya tujuan pengendalian adalah untuk mencapai harga error yang paling minimum.

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 diatas papan instrumen dekat peralatan proses (kontrol manual) atau disatukan dalam suatu ruang kontrol yang dihubungkan dengan bangsal peralatan (kontrol otomatis).

Variabel-variabel proses yang biasanya dikontrol / diukur oleh instrumen tersebut adalah (Considine,1985) :

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 sistem pengendalian terdiri dari : 1. Elemen Perasa / sensing (Primary Element)

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

Elemen pengukur adalah suatu elemen yang sensitif terhadap adanya perubahan temperatur, tekanan, laju aliran, maupun tinggi fluida. Perubahan ini merupakan sinyal dari proses dan disampaikan oleh elemen pengukur ke elemen pengontrol. 3. Elemen pengontrol (controlling element)

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

4. Elemen pengontrol akhir (final control element)

Elemen ini merupakan elemen yang akan mengubah masukan yang keluar dari elemen pengontrol ke dalam proses sehingga variabel yang diukur tetap berada dalam batas 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 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 nilai yang diinginkan dilakukan usaha secara manual, instrumen ini bekerja sebagai pencatat (recorder).

Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam instrumen-instrumen adalah: 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 : 1. Untuk variabel temperatur:

- Temperature Controller (TC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati temperatur suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat melakukan

pengendalian.

- Temperature Indicator (TI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk

mengamati temperatur dari suatu alat.

2. Untuk variabel tinggi permukaan cairan

- Level Controller (LC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati

ketinggian cairan dalam suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat melakukan pengendalian.

- Level Indicator (LI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati

ketinggian cairan dalam suatu alat. 3. Untuk variabel tekanan

- Pressure Controller (PC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati

tekanan operasi suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat melakukan pengendalian.

- Pressure Indicator (PI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati

tekanan operasi 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 aliran atau cairan suatu alat. (Kallen, 1961)

Tabel 6.1 Daftar Instrumentasi Pada Pabrik Pembuatan Xylitol

No Nama alat Jenis instrumen Kegunaan

1 Tangki cairan Level Indicator (LI) Menunjukkan tinggi cairan dalam

tangki 2 Tangki Gas Pressure

Indicator (PI)

Menunjukkan tekanan gas dalam tangki

3 Reaktor Temperature

Pressure

Indicator (PI) Mengamati tekanan dalam reaktor Level Controller (LC) Mengontrol ketinggian cairan

dalam reaktor

4 Pompa Flow Controller (FC) Mengontrol laju alir pada pompa

5 Evaporator

Temperature

Controller (TC) Mengontrol suhu dalam evaporator Level

Controller (LC)

Mengontrol ketinggian cairan dalam evaporator 6 Prilling Tower Temperature

Controller (TC)

Mengontrol suhu dalam prilling

tower

7 Cooler Temperature

Controller (TC) Mengontrol suhu dalam cooler

8 Blower Flow Controller (FC) Mengontrol laju alir pada blower 9 Kompressor Pressure

Controller (PC)

Mengontrol tekanan pada kompressor

10 Flash Drum

Temperature

Controller (TC) Mengontrol suhu dalam flash drum Level

Controller (LC)

Mengontrol ketinggian cairan dalam flash drum

11 Knock Out

Drum

Temperature Controller (TC)

Mengontrol suhu dalam knock out

drum Level

Controller (LC)

Mengontrol ketinggian cairan dalam knock out drum

FC

TC

Gambar 6.2 Contoh Penggunaan Temperature Controller pada Cooler

LC

Gambar 6.3 Contoh Penggunaan Level Controller pada Reaktor

PC

Gambar 6.4 Contoh Penggunaan Pressure Controller pada Kompresor

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.

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

- Membuat peraturan tata cara dengan pengawasan yang baik dan memberi sanksi bagi karyawan yang tidak disiplin

- Membeli karyawan dengan keterampilan menggunakan peralatan secara benar dan cara-cara mengatasi kecelakaan kerja

Sebagai pedoman pokok dalam usaha penanggulangan masalah kerja, Pemerintah Republik Indonesia telah mengeluarkan Undang-Undang Keselamatan Kerja yaitu UU no 13 tahun 2003. Semakin tinggi tingkat keselamatan kerja dari suatu pabrik maka makin meningkat pula aktivitas kerja para karyawan. Hal ini disebabkan oleh keselamatan kerja yang sudah terjamin dan suasana kerja yang menyenangkan.

Untuk mencapai hal tersebut adalah menjadi tanggung jawab dan kewajiban para perancang untuk merencanakannya. Hal-hal yang perlu dipertimbangkan dalam perancangan pabrik untuk menjamin adanya keselamatan kerja adalah sebagai berikut: - Penanganan dan pengangkutan bahan harus seminimal mungkin

- Adanya penerangan yang cukup dan sistem pertukaran udara yang baik - Jarak antar mesin-mesin dan peralatan lain cukup luas

- Setiap ruang gerak harus aman dan tidak licin

- Setiap mesin dan peralatan lainnya harus dilengkapi alat pencegah kebakaran - Tanda-tanda pengaman harus dipasang pada setiap tempat yang berbahaya - Penyediaan fasilitas pengungsian bila terjadi kebakaran

6.3 Keselamatan Kerja Pada Pabrik Pembuatan Xylitol

Dalam rancangan pabrik pembuatan xylitol, usaha-usaha pencegahan terhadap bahaya-bahaya yang mungkin terjadi dilakukan sebagai berikut:

6.3.1 Pencegahan Terhadap Kebakaran dan Peledakan

- Untuk mengetahui adanya bahaya kebakaran maka sistem alarm dipasang pada tempat yang strategis dan penting seperti laboratorium dan ruang proses.

- Pada peralatan pabrik yang berupa tangki dibuat main hole dan hand hole yang cukup untuk pemeriksaan.

- Sistem perlengkapan energi seperti pipa bahan bakar, saluran udara, saluran steam, dan air dibedakan warnanya dan letaknya tidak menggangu gerakan karyawan. - Mobil pemadam kebakaran yang ditempatkan di fire station setiap saat dalam

keadaan siaga.

- Bahan-bahan yang mudah terbakar dan meledak harus disimpan dalam tempat yang aman dan dikontrol secara teratur.

Sesuai dengan peraturan yang tertulis dalam Peraturan Tenaga Kerja No. Per/02/Men/1983 tentang instalasi alarm kebakaran otomatis, yaitu:

- Detektor Kebakaran, merupakan alat yang berfungsi untuk mendeteksi secara dini adanya suatu kebakaran awal. Alat ini terbagi atas:

1. Smoke detector adalah detector yang bekerja berdasarkan terjadinya akumulasi

asap dalam jumlah tertentu.

2. Gas detector adalah detector yang bekerja berdasarkan kenaikan konsentrasi gas

yang timbul akibat kebakaran ataupun gas-gas lain yang mudah terbakar.

3. Alarm Kebakaran, merupakan komponen dari sistem deteksi dan alarm kebakaran yang memberikan isyarat adanya suatu kebakaran. Alarm ini berupa : - Alarm kebakaran yang memberi tanda atau isyarat berupa bunyi khusus

(audible alarm)

- Alarm kebakaran yang memberi tanda atau isyarat yang tertangkap oleh pandangan mata secara jelas (visible alarm)

- Panel Indikator Kebakaran

Panel Indikator Kebakaran adalah suatu komponen dari sistem deteksi dan alarm kebakaran yang berfungsi mengendalikan kerja sistem dan terletak di ruang operator.

6.3.2 Peralatan Perlindungan Diri

Beberapa peralatan yang digunakan untuk perlindungan diri yaitu : - Pakaian dan perlengkapan pelindung

- Sepatu pengaman - Pelindung mata - Masker udara - Sarung tangan

6.3.3 Keselamatan Kerja Terhadap Listrik

Upaya yang dilakukan untuk mendapat keselamatan kerja terhadap listrik antara lain :

- Setiap instalasi dan alat-alat listrik harus diamankan dengan pemakaian sekring atau pemutus arus listrik otomatis lainnya.

- Sistem perkabelan listrik harus dirancang secara terpadu dengan tata letak pabrik untuk menjaga keselamatan dan kemudahan jika harus dilakukan perbaikan.

- Penempatan dan pemasangan motor-motor listrik tidak boleh mengganggu lalu lintas pekerja.

- Memasang papan tanda larangan yang jelas pada daerah sumber tegangan tinggi. - Isolasi kawat hantaran listrik harus disesuaikan dengan keperluan.

- Setiap peralatan yang menjulang tinggi harus dilengkapi dengan alat penangkal petir yang dibumikan.

- Kabel-kabel listrik yang letaknya berdekatan dengan alat-alat yang bekerja pada suhu tinggi harus diisolasi secara khusus.

6.3.4 Pencegahan Terhadap Gangguan Kesehatan

Upaya yang dilakukan untuk mencegah terjadinya gangguan kesehatan antara lain :

- Setiap karyawan diwajibkan untuk memakai pakaian kerja selama berada di dalam lokasi pabrik.

memakai sarung tangan karet serta penutup hidung dan mulut.

- Bahan-bahan kimia yang selama pembuatan, pengelolaan, pengangkutan, penyimpanan, dan penggunaannya dapat menimbulkan ledakan, kebakaran, korosi, maupun gangguan terhadap kesehatan harus ditangani secara cermat.

- Poliklinik yang memadai disediakan di lokasi pabrik.

6.3.5 Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis

Upaya yang dapat dilakukan untuk mencegah terjadinya bahaya mekanis antara lain :

- Alat-alat dipasang dengan penahan yang cukup berat untuk mencegah kemungkinan terguling atau terjatuh.

- Sistem ruang gerak karyawan dibuat cukup lebar dan tidak menghambat kegiatan karyawan.

- Jalur perpipaan sebaiknya berada di atas permukaan tanah atau diletakkan pada atap lantai pertama kalau di dalam gedung atau setinggi 4,5 meter bila diluar gedung agar tidak menghalangi kendaraan yang lewat.

- Letak alat diatur sedemikian rupa sehingga para operator dapat bekerja dengan tenang dan tidak akan menyulitkan apabila ada perbaikan atau pembongkaran.

- Pada alat-alat yang bergerak atau berputar harus diberikan tutup pelindung untuk menghindari terjadinya kecelakaan kerja.

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

- Setiap karyawan bertugas sesuai dengan pedoman-pedoman yang diberikan. - Setiap peraturan dan ketentuan yang ada harus dipatuhi.

- Perlu keterampilan untuk mengatasi kecelakaan dengan menggunakan peralatan yang ada.

- Setiap kecelakaan atau kejadian yang merugikan harus segera dilaporkan pada atasan. - Setiap karyawan harus saling mengingatkan perbuatan yang dapat menimbulkan

- Setiap kontrol secara periodik terhadap alat instalasi pabrik oleh petugas

maintenance.

6.3.6 Pencegahan Terhadap Bahan Kimia Berbahaya

Beberapa bahan kimia yang digunakan dalam pabrik pembuatan xylitol dari tongkol jagung ini beracun dan berbahaya. Oleh karena itu perlu adanya penanganan bahan kimia, pencegahan dan penanggulangan bila terjadi kecelakaan kerja.

6.3.6.1 Asam klorida

Berikut ini beberapa cara penanganan asam klorida :

- Kondisi penyimpanan : disimpan dalam tangki yang yang terbuat dari bahan yang tidak mudah korosi dalam hal ini Stainless Steel SA-304 pada suhu kamar.

- Pencegahan terhadap bahaya kecelakaan :

 Digunakan dalam ruangan yang memiliki ventilasi yang memadai.

 Tidak menggunakan lensa kontak dan harus menggunakan pelindung mata untuk menghindari iritasi pada mata.

 Selalu menggunakan sarung tangan, sepatu boot, dan pakaian laboratorium ketika bekerja dengan bahan kimia ini.

 Ketika bekerja di daerah yang memungkinkan asam klorida untuk menguap selalu digunakan respirator untuk mencegah terhirupnya bahan kimia ini.

- Penanggulangan bila terjadi kecelakaan kerja :

 Bila terjadi kontak dengan mata maka mata dibilas dengan air dengan jumlah banyak selama lebih kurang 20 menit. Apabila iritasi berlanjut segera diberikan bantuan medis.

 Bila terjadi kontak dengan kulit yang menyebabkan iritasi dan luka bakar maka kulit segera dibilas.

 Bila tertelan yang akan menyebabkan iritasi dan luka bakar pada saluran pernafasan maka tidak dibenarkan untuk muntah tetapi diberikan air dalam jumlah banyak dan susu magnesium dan segera diberikan bantuan medis.

 Bila terhirup yang akan menyebabkan iritasi dan gangguan pada saluran pernafasan maka segera dipindahkan ke ruangan terbuka dengan udara segar, berikan bantuan pernafasan bila tidak bernafas dan segera diberikan bantuan medis.

6.3.6.2 Hidrogen

Berikut ini beberapa cara penanganan gas hidrogen :

- Kondisi penyimpanan : gas hidrogen disimpan dalam tangki berbentuk elipsoidal diletakkan dalam ruangan yang kering dengan suhu kamar dilengkapi dengan ventilasi yang memadai. Suhu tangki tidak boleh melebihi 52oC karena dapat menyebabkan ledakan. Tangki juga harus dijauhkan dari api.

- Penanganan khusus terhadap gas hidrogen :

 Hanya digunakan di tempat yang memiliki ventilasi baik.

 Tangki tempat penyimpanan gas hidrogen tidak boleh mengalami goncangan jadi tangki harus diletakkan vertikal dengan kaki yang kokoh.

 Untuk mengalirkan gas hidrogen harus menggunakan regulator penurun tekanan.

 Tidak dibenarkan memanaskan tangki untuk mempercepat laju keluar gas hidrogen dari tangki.

 Digunakan check valve atau trap di jalur pembuangan untuk mencegah terjadinya arus balik yang sangat berbahaya.

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 xylitol dari tongkol jagung adalah sebagai berikut :

1. Kebutuhan uap (steam) 2. Kebutuhan air

3. Kebutuhan bahan kimia 4. Kebutuhan listrik 5. Kebutuhan bahan bakar 6. Kebutuhan udara pendingin 7. Unit pengolahan limbah

7.1 Kebutuhan Uap (Steam)

Uap digunakan dalam pabrik sebagai media pemanas. Kebutuhan uap pada pabrik pembuatan xyltiol dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Tabel 7.1 Kebutuhan Uap Sebagai Media Pemanas

Nama Alat Jumlah Uap (Kg/jam)

Reaktor Hidrolisis (R-101) 689,0278 Heater (H-101) 1239,8065 Reaktor Hidrogenasi (R-201) 3471,8719 Knock Out Drum (K-201) 1526,7779 Evaporator (E-301) 146,7621

Total 7074,2462

Steam yang digunakan adalah saturated steam dengan temperatur 200oC, tekanan 16 bar. Jumlah total steam yang dibutuhkan adalah 7074,2462 kg/jam. Tambahan untuk faktor keamanan diambil sebesar 20%. Maka:

Total steam yang dibutuhkan = 1,2 × 7074,2462 kg/jam = 8489,0954 kg/jam

Diperkirakan 80% kondensat dapat digunakan kembali, sehingga : Kondensat yang digunakan kembali = 80% × 8489,0954 kg/jam

= 6791,2764 kg/jam

Kebutuhan tambahan untuk ketel uap = 20% × 8489,0954 kg/jam = 1697,8191 kg/jam

7.2 Kebutuhan Air

Dalam proses produksi, air memegang peranan penting, baik untuk kebutuhan proses maupun kebutuhan domestik. Kebutuhan air pada pabrik pembuatan xylitol adalah sebagai berikut :

1. Kebutuhan air untuk ketel

Air untuk umpan ketel uap = 1697,8191 kg/jam 2. Kebutuhan air proses

Kebutuhan air proses pada pabrik pembuatan xylitol adalah 2680,3275 kg/jam 3. Kebutuhan air untuk pendingin

Kebutuhan air pendingin pada pabrik pembuatan xyltiol dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Tabel 7.2 Kebutuhan Air Pendingin

Nama Alat Jumlah Air Pendingin (Kg/jam)

Subcooler (HE-101) 7309,0803 Subcooler (HE-102) 27547,3972 Cooler (HE-201) 7588,2312 Subcooler (HE-202) 25459,1294 Cooler (HE-301) 555,3857

Total 68459,2238

Air pendingin bekas digunakan kembali setelah didinginkan dalam menara pendingin air. Dengan menganggap terjadi kehilangan air selama proses sirkulasi,

maka air tambahan yang diperlukan adalah jumlah air yang hilang karena penguapan, drift loss, dan blowdown (Perry, 1997).

Air yang hilang karena penguapan dapat dihitung dengan persamaan :

We = 0,00085 Wc (T2 – T1) (Perry, 1997)

dimana : Wc = jumlah air pendingin yang diperlukan

T1 = temperatur air pendingin masuk = 25°C = 77°F

T2 = temperatur air pendingin keluar = 50°C = 122°F

We = 0,0085 × 68459,2238 × (122-77)

= 2618,5653 kg/jam

Air yang hilang karena drift loss sekitar 0,1-0,2 % dari air pendingin yang masuk ke menara air (Perry, 1997). Ditetapkan drift loss 0,2 %, maka :

Wd = 0,002 × 68459,2238

= 136,9184 kg/jam

Air yang hilang karena blowdown bergantung pada jumlah siklus sirkulasi air pendingin, sekitar 3-5 siklus (Perry, 1997). Ditetapkan 3 siklus, maka :

1 S

W

W e

b

−

= (Perry, 1997) 1

3 2618,5653 Wb

− =

= 1309,2827 kg/jam

Sehingga air tambahan yang diperlukan = We + Wd + Wb

= 2618,5653 + 136,9184 + 1309,2827 = 4064,7664 kg/jam

4. Air untuk berbagai kebutuhan Perhitungan kebutuhan air domestik:

Menurut Metcalf et.al. (1991) kebutuhan air domestik untuk tiap orang/shift adalah 40-100 liter/hari. Diambil 50 liter/hari ×

jam 24

hari 1

= 2,0833 ≈ 2 liter/jam

Jumlah karyawan = 150 orang

Maka total air kantor = 2 × 150 = 300 liter/jam × 1 kg/liter = 300 kg/jam Perkiraan pemakaian air untuk berbagai kebutuhan ditunjukkan pada tabel berikut :

Tabel 7.3 Pemakaian Air Untuk Kebutuhan Domestik

Kebutuhan Jumlah air (kg/jam)

Kantor 300

Laboratorium 100 Kantin dan tempat ibadah 100 Poliklinik 100

Total 600

Sehingga total kebutuhan air yang memerlukan pengolahan awal adalah: = 1697,8191 + 2680,3275 + 4064,7664 + 600

= 9042,9130 kg/jam

Sumber air untuk pabrik pembuatan xylitol ini adalah dari Sungai Deli, Kawasan Industri Medan, Provinsi Sumatera Utara. Adapun kualitas air Sungai Deli, Daerah Kawasan Industri Medan dapat dilihat pada tabel berikut (Bapedal, 2004) :

Tabel 7.4 Kualitas Air Sungai Deli, Daerah Kawasan Industri Deli

Parameter Satuan Kadar

Suhu

Nitrat (NO3-N)

Nitrit (NO2-N)

Clorida (Cl) Sulfat (SO4)

Iron (Fe)

Timbal (Pb) Mangan ( Mn) Sianida (CN)

Total Dissolved Solid

Tembaga (Cu)

Hardness (as CaCO3)

Kalsium Magnesium °C mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L ± 28 0,2 0,1 8,7 16 0,873 1,142 0,154 0,0018 31,6 0,113 87 43 28 Lokasi Sampling: Sungai Deli, daerah Labuhan (Sumber : Bapedal, 2004)

Unit Pengolahan Air

Kebutuhan air untuk pabrik xylitol diperoleh dari sungai Deli yang terletak di kawasan pabrik. Untuk menjamin kelangsungan penyediaan air, maka di lokasi pengambilan air dibangun fasilitas penampungan air (water reservoar) yang juga merupakan tempat pengolahan awal air sungai. Pengolahan ini meliputi penyaringan sampah dan kotoran yang terbawa bersama air. Selanjutnya air dipompakan ke lokasi pabrik untuk diolah dan digunakan sesuai dengan keperluannya. Pengolahan air di pabrik terdiri dari beberapa tahap, yaitu (Degremont, 1991) :

1. Screening

2. Sedimentasi 3. Klarifikasi 4. Filtrasi

5. Demineralisasi 6. Deaerasi

7.2.1 Screening

Pengendapan merupakan tahap awal dari pengolahan air. Pada screening, partikel-partikel padat yang besar akan tersaring tanpa bantuan bahan kimia. Sedangkan partikel-partikel yang lebih kecil akan terikut bersama air menuju unit pengolahan selanjutnya (Degremont, 1991).

7.2.1 Sedimentasi

Setelah air disaring pada tahap screening, di dalam air tersebut masih terdapat partikel-partikel padatan kecil yang tidak tersaring pada screening. Untuk menghilangkan padatan-padatan tersebut, maka air yang sudah disaring tadi dimasukkan ke dalam bak sedimentasi untuk mengendapkan partikel-partikel padatan yang tidak terlarut.

Total Biaya Variabel = Rp 1.250.000.402.057,- Total Biaya Produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel

= Rp 114.451.197.773,- + Rp 1.250.000.402.057,- = Rp 1.364.451.599.530,-

4. Perkiraan Laba/Rugi Perusahaan

4.1 Laba Sebelum Pajak (Bruto)

Laba atas penjualan = Total penjualan – Total biaya produksi

= Rp 1.516.375.045.000,- – Rp 1.364.451.599.530,- = Rp 151.923.446.470,-

4.2 Pajak

Adapun pajak yang harus dibayar oleh perusahaan antara lain : 1. Pajak Penghasilan

Berdasarkan UU Nomor 36 pasal 17 ayat 1b Tahun 2008, Tentang Perubahan Keempat atas Undang-Undang Nomor 7 Tahun 1983 Tentang Pajak Penghasilan untuk wajib pajak badan dalam negeri dikenakan tarif pajak sebesar 25% dari laba penjualan perusahaan efektif berlaku pada tahun 2010. Total PPh = 0,25 x Rp 151.923.446.470 = Rp. 37.980.861.600,-

2. Pajak Kendaraan Bermotor (PKB)

Mulai tanggal 2 Mei 2011 perhitungan pajak kendaraan bermotor untuk daerah Provinsi Sumatera Utara akan merujuk kepada Peraturan Daerah (Perda) Nomor 1 tahun 2011 tentang pajak daerah Provinsi Sumatera Utara. Tarif PKB menurut Perda no 1/2011 pasal 8 ditetapkan untuk kepemilikan pertama kendaraan bermotor pribadi sebesar 1,75%, untuk angkutan umum sebesar 1%, untuk ambulans, pemadam kebakaran, sosial keagamaan, pemerintah/TNI/POLRI dan pemerintah daerah 0,5%.

Sedangkan kepemilikan kendaraan bermotor kedua dan seterusnya untuk kendaraan roda dua atau lebih, tarif pajaknya dikenakan secara progresif. Besar tarif progresif diatur pada pasal 9 ayat 3 yaitu kepemilikan kedua dikenakan 2%, kepemilikan ketiga 2,5%, kepemilikan keempat 3%, dan kepemilikan kelima dan seterusnya sebesar 3,5%.

Jenis Mobil Harga Beli Tarif (%) PKB

Toyota Harrier Rp. 600.000.000 1,75 Rp. 10.500.000 Toyota Harrier Rp. 600.000.000 2 Rp. 12.000.000 Pajero Rp. 350.000.000 2,5 Rp. 8.750.000 Toyota Innova Rp. 220.000.000 3 Rp. 6.600.000 Toyota Innova Rp. 220.000.000 3,5 Rp. 7.700.000 Toyota Innova Rp. 220.000.000 3,5 Rp. 7.700.000 Toyota Innova Rp. 220.000.000 3,5 Rp. 7.700.000 Bus (3 unit) Rp. 840.000.000 3,5 Rp 29.400.000 Truk (4 unit) Rp. 1.200.000.000 3,5 Rp. 42.000.000 Toyota Avanza

(3 unit)

Rp. 420.000.000 3,5 Rp. 14.700.000

Pemadam Kebakaran (2 unit)

Rp. 700.000.000 3,5 Rp. 24.500.000

Total PKB Rp. 171.550.000

3. Pajak Penghasilan Pasal 22

PPh pasal 22 ini menyangkut pembelian bahan-bahan berupa hasil sektor Perhutanan, Perkebunan, Pertanian dan Perikanan untuk keperluan industri dan ekspor dari pedagang pengumpul. Tarif pajak yang dikenakan 0,25% dari harga pembelian. Dalam hal ini, pabrik xylitol menggunakan tongkol jagung yang merupakan hasil dari sektor pertanian.

Total Pajak yang harus dibayar = Rp. 38.185.306.530,-

4.3 Laba setelah pajak

Laba setelah pajak = Laba sebelum pajak – PPh

= Rp 151.923.446.470,- – Rp 38.185.306.530,- = Rp 113.738.139.900,-

5. Analisa Aspek Ekonomi

5.1 Profit Margin (PM)

PM = penjualan Total pajak sebelum Laba

× 100 %

PM = 100%

045.000,-1.516.375. Rp 6.470,-151.923.44 Rp

× = 10,02 %

5.2 Break Even Point (BEP)

BEP = Variabel Biaya Penjualan Total Tetap Biaya

− × 100 %

BEP = -402.057 1.250.000. Rp 045.000,-1.516.375. Rp 197.773,-Rp114.451.

− × 100 %

BEP = 42,97 %

Kapasitas produksi pada titik BEP = 42,97 % × 10.000 ton/tahun = 4297 ton/tahun

Nilai penjualan pada titik BEP = 42,97 % × Rp 1.516.375.045.000,- = Rp 651.586.356.800,-

5.3 Return on Investment (ROI)

ROI =

Investasi Modal Total pajak setelah Laba

× 100 %

ROI =

5.697,-678.316.05 Rp 9.900,-113.738.13 Rp

× 100 % ROI = 16,77 %

5.4 Pay Out Time (POT)

POT = 1tahun 0,1677

1 × POT = 5,96 tahun

5.5 Return on Network (RON)

RON =

sendiri Modal

pajak setelah Laba

× 100 %

RON =

5.238,-395.891.33

Rp

9.900,-113.738.13

Rp

× 100 % RON = 28,73 %

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 :

- Laba kotor 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 adalah laba sesudah pajak ditambah penyusutan.

Dari Tabel LE.11, diperoleh nilai IRR = 21,45 %

Apabila IRR ternyata lebih besar dari bunga riil yang berlaku, maka pabrik akan menguntungkan tetapi bila IRR lebih kecil dari bunga riil yang berlaku maka pabrik dianggap rugi.

Dari perhitungan Lampiran E diperoleh IRR = 21,45 %, sehingga pabrik akan menguntungkan karena lebih besar dari bunga bank saat ini sebesar 13,5 % (Bank Mandiri, 2011).

Gambar E.1 Grafik Break Even Point (BEP) Pabrik Pembuatan Xylitol dari Tongkol Jagung BEP = 42,97%

Tabel LE.11 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR)

Thn Laba sebelum

pajak Pajak

Laba Sesudah

pajak Depresiasi Net Cash Flow

P/F pada i

=%

PV pada i = 21%

P/F pada i

=%

PV pada i = 22%

0 - - - - -659,818,892,793 1

-659,818,892,79

3 1 -659,818,892,793

1

151,923,446,470 38,185,306,530

113,738,139,940 18,205,867,348

131,944,007,288 0.8264

109,044,634,12

2 0.8197 108,150,825,646

2 167,115,791,117 50,117,237,335

116,998,553,782 18,205,867,348

135,204,421,130 0.6830 92,346,438,857 0.6719 90,838,767,220

3 183,827,370,229 55,130,711,069

128,696,659,160 18,205,867,348

146,902,526,508 0.5645 82,922,646,473 0.5507 80,900,233,119

4 202,210,107,252 60,645,532,175

141,564,575,076 18,205,867,348

159,770,442,424 0.4665 74,534,090,530 0.4514 72,120,232,000

5 222,431,117,977 66,711,835,393

155,719,282,584 18,205,867,348

173,925,149,932 0.3855 67,055,674,419 0.3700 64,352,175,459

6 244,674,229,774 73,384,768,932

171,289,460,842 18,205,867,348

189,495,328,190 0.3186 60,379,051,373 0.3033 57,469,778,504

7 269,141,652,752 80,724,995,826

188,416,656,926 18,205,867,348

206,622,524,274 0.2633 54,410,168,485 0.2486 51,364,001,292

8 296,055,818,027 88,799,245,408

207,256,572,619 18,205,867,348

225,462,439,967 0.2176 49,067,195,963 0.2038 45,940,483,039

9 325,661,399,830 97,680,919,949

227,980,479,881 18,205,867,348

246,186,347,229 0.1799 44,278,778,505 0.1670 41,117,385,195

10 358,227,539,813 107,450,761,944

250,776,777,869 18,205,867,348

268,982,645,217 0.1486 39,982,556,261 0.1369 36,823,575,335

14,202,342,195 -10,741,435,985