Pra Rancangan Pabrik Asam Oleat Dari Crude Palm Oil (CPO) Dengan Kapasitas 2000 Ton/Tahun
PRA RANCANGAN PABRIK ASAM OLEAT DARI CRUDE PALM OIL (CPO)
DENGAN KAPASITAS 2000 TON/TAHUN
KARYA AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Sains Terapan
O L E H DEDY SOFYANTO. S NIM: 025201029
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008
Universitas Sumatera Utara
LEMBAR PENGESAHAN
PRA RANCANGAN PABRIK ASAM OLEAT DARI CRUDE PALM OIL (CPO)
DENGAN KAPSITAS 2000 TON/TAHUN
KARYA AKHIR
OLEH
DEDY SOFYANTO. S NIM : 025201029
Pembimbing I
Telah Diperiksa/Disetujui: Pembimbing II
(Dr.Ir. Taslim, M.Si) NIP. 131 882 284
(Ir. Netti Herlina, MT) NIP. 132 243 746
Mengetahui Koordinator Karya Akhir
(Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si) NIP : 132 126 842
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas segala berkat-Nya yang berlimpah-limpah, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan judul “Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Oleat dari Crude Palm Oil ( CPO ) dengan Kapasitas Produksi 2000 ton/tahun”.
Penyusunan Tugas Akhir ini merupakan satu syarat yang harus dilaksanakan untuk dapat mengikuti sidang sarjana pada program studi Teknologi Kimia Industri D-IV, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini penulis banyak menerima bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu dengan segala ketulusan hati penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, selaku ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas
Teknik, Universitas Sumatera Utara. 2. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, Msi, selaku koordinator Tugas Akhir Program Studi
Teknologi Kimia Industri D-IV, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. 3. Bapak Dr.Ir. Taslim, Msi, selaku dosen pembimbing I, yang telah banyak
membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. Terima kasih atas bimbingan dan arahannya. 4. Ibu Ir. Netti Herlina, MT, selaku dosen pembimbing II, yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. Terima kasih atas bimbingan dan arahannya. 5. Seluruh staf pengajar Program Studi Teknologi Kimia Industri D-IV, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Universitas Sumatera Utara
6. Seluruh staf pegawai administrasi Program Studi Teknologi Kimia Industri D-IV, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
7. Kedua orang tua penulis, yang telah membesarkan, memberikan doa dan kasih sayang, memberikan dukungan moral maupun materil serta mendidik penulis dengan penuh sabar, Bpk. M. Simanjuntak dan Ibu R. Pasaribu, Spd.
8. Rekan saya : Henriques W.S Pandia, SST, yang telah banyak memberikan bantuan kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
9. Kekasih tercinta yang telah membantu dan memberi dukungan kepada penulis. 10. Seluruh teman dan rekan yang turut memberikan bantuan kepada penulis.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini, masih belum sempurna karena hakikat ilmu pengetahuan senantiasa berkembang, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran guna peningkatan mutu Tugas Akhir ini.
Medan, Juni 2008 Penulis
Dedy Sofyanto. S
Universitas Sumatera Utara
INTI SARI
Pra Rancangan Pabrik Pabrik Asam Oleat dari Crude Palm Oil (CPO) ini dengan kapasitas pengolahan 2000 Ton/Tahun. Pabrik beroperasi 24 jam sehari dengan hari kerja 300 hari pertahun.
Pabrik ini direncanakan didaerah Teluk Panji Kota Pinang Sumatera Utara, dengan luas lahan 21.570 m2, dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT)
dan bentuk organisasi garis, dengan tenaga kerja sebanyak 150 orang.
Hasil evaluasi ekonomi adalah sebagai berikut :
• Total modal investasi
= Rp 236.288.936.900,-
• Biaya Produksi (BP)
= Rp 89.362.965.740,-
• Hasil Penjualan
= Rp 187.497.992.200,-
• Laba bersih
= Rp 68.712.018.520,-
• Break Event Point (BEP)
= 39,05%
• Return on Investment (ROI) = 29,07%
• Return on Network (RON)
= 48,46%
• Pay Out Time (POT)
= 3,43 Tahun
• Internal rate of return (IRR) = 40,308%
• Profit Margin (PM)
= 52,34%
Dari hasil evaluasi ekonomi, maka dapat disimpulkan bahwa pabrik Asam Oleat dari CPO ini layak untuk didirikan.
iii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ........................................................................................ i INTISARI............................................................................................................ iii DAFTAR ISI....................................................................................................... iv DAFTAR TABEL............................................................................................... vi DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... I-1
1.1 Latar Belakang ........................................................................................ I-1 1.2 Rumusan Masalah ................................................................................... I-4 1.3 Tujuan Perancangan ................................................................................ I-4 1.4 Ruang Lingkup........................................................................................ I-4 1.5 Manfaat Perancangan .............................................................................. I-5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA......................................................................... II-1 2.1 Minyak Sawit .......................................................................................... II-1 2.2 Proses Pembuatan Asam Oleat ............................................................... II-5 2.3 Deskripsi Proses ...................................................................................... II-8 BAB III NERACA MASSA ............................................................................... III-1 BAB IV NERACA PANAS................................................................................ IV-1 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 Unit Utilitas Pabrik Pembuatan Asam
Oleat dari CPO ........................................................................................ VI-6 BAB VII UTILITAS ........................................................................................... VII-1
7.1 Kebutuhan Uap (Steam) .......................................................................... VII-1 7.2 Kebutuhan Air......................................................................................... VII-2 7.3 Kebutuhan Bahan Kimia ......................................................................... VII-8 7.4 Kebutuhan Listrik.................................................................................... VII-8 7.5 Kebutuhan Bahan Bakar ......................................................................... VII-8 7.6 Unit Pengolahan Limbah......................................................................... VII-9 7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas................................................................... VII-17 BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK.......................................... VIII-1 8.1 Lokasi Pabrik .......................................................................................... VIII-1 8.2 Tata Letak Pabrik .................................................................................... VIII-3 8.3 Kebutuhan Areal untuk Pendirian Pabrik ............................................... 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 Tanggung Jawab ................................... IX-6 9.5 Sistem Kerja ............................................................................................ IX-8 9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan............................................. IX-9 9.7 Sistem Penggajian ................................................................................... IX-12 BAB X ANALISA EKONOMI .......................................................................... X-1 10.1 Modal Investasi ..................................................................................... X-1
Universitas Sumatera Utara
10.2 Hasil Penjualan...................................................................................... X-3 10.3 Biaya Produksi Tetap ............................................................................ X-4 10.4 Perkiraan Laba Rugi Usaha................................................................... X-5 10.5 Analisa Aspek Ekonomi........................................................................ X-5 DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ...................................... LA-1 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS ....................................... LB-1 LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN...................... LC-1 LAMPIRAN D PERHITUNGAN UTILITAS DAN SPESIFIKASI
PERALATAN............................................................................ LD-1 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI................................. LE-1
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Data Perkembangan Luas Areal Perkebunan Kelapa Sawit dan Produksinya di Indonesia dalam Kurun Waktu 10 tahun ................................................................................. I-2
Tabel 1.2 Kebutuhan Asam Oleat di Indonesia ................................................ I-3 Tabel 2.1 Komposisi Minyak Sawit Mentah (CPO) dan Minyak
Inti Sawit (PKO) ............................................................................... II-2 Tabel 3.1 Neraca Massa Pada Kolom Fraksinasi II (KF-102) ............................ III-1 Tabel 3.2 Neraca Massa Pada Kolom Fraksinasi I (KF-101) ............................. III-1 Tabel 3.3 Neraca Massa Pada Flash Tank I (FT-101) ........................................ III-2 Tabel 3.4 Neraca Massa Pada Splitting (SP-101) ............................................... III-2 Tabel 3.5 Neraca Massa Pada Separator (S-101)................................................ III-3 Tabel 3.6 Neraca Massa Pada Flash Tank II (FT-102) ....................................... III-3 Tabel 4.1 Neraca Panas Pada Tangki CPO (T-101)............................................ IV-1 Tabel 4.2 Neraca Panas Pada Heater (HE-101) .................................................. IV-1 Tabel 4.3 Neraca Panas Pada Separator (S-101)................................................. IV-1 Tabel 4.4 Neraca Panas Pada Splitting (SP-101) ................................................ IV-1 Tabel 4.5 Neraca Panas Pada Flash Tank I (FT-101) ......................................... IV-2 Tabel 4.6 Neraca Panas Pada Condensor I (CD-101) ......................................... IV-2 Tabel 4.7 Neraca Panas Pada Kolom Fraksinasi I (KF-101) .............................. IV-3 Tabel 4.8 Neraca Panas Pada Condensor II (CD-102)........................................ IV-3 Tabel 4.9 Neraca Panas Pada Kolom Fraksinasi II (KF-102)............................. IV-3 Tabel 4.10 Neraca Panas Pada Condensor III (CD-103) .................................... IV-4 Tabel 4.11 Neraca Panas Pada Cooler I (C-101) ................................................ IV-4 Tabel 4.12 Neraca Panas Pada Flash Tank II (FT-102) ...................................... IV-4 Tabel 4.13 Neraca Panas Pada Condensor IV (CD-104) .................................... IV-4 Tabel 4.14 Neraca Panas Pada Cooler II (C-102) ............................................... IV-5 Tabel 7.1 Kualita Sumur Bor PKS PT. Abdi Budi Mulia................................... VII-2 Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah Pabrik Asam Oleat dari CPO .......................... VIII-5 Tabel 9.1 Jumlah Tenaga Kerja dan Latar Belakang Pendidikannya ................. IX-2 Tabel 9.2 Gaji Karyawan .................................................................................... IX-12 Tabel 10.1 Modal Investasi Tetap....................................................................... X-2 Tabel 10.2 Perincian Modal Kerja (Working Capital)........................................ X-3 Tabel 10.3 Perincian Biaya Tetap (Fixed Cost) .................................................. X-4 Tabel 10.4 Perincian Biaya Variabel (Variable Cost) ........................................ X-4 Tabel LA.1 Neraca Massa Pada Kolom Fraksinasi II (KF-102)......................... LA-4 Tabel LA.2 Neraca Massa Pada Kolom Fraksinasi I (KF-101) .......................... LA-5 Tabel LA.3 Neraca Massa Pada Flash Tank I (FT-101) ..................................... LA-7 Tabel LA.4 Neraca Massa Pada Splitting (SP-101)............................................ LA-10 Tabel LA.5 Neraca Massa Pada Separator (S-101) ............................................ LA-11 Tabel LA.6 Neraca Massa Pada Flash Tank II (FT-102).................................... LA-13 Tabel LB.1 Neraca Panas Keluar pada Alur 1 .................................................... LB-2 Tabel LB.2 Neraca Panas Keluar pada Alur 2 .................................................... LB-2 Tabel LB.3 Neraca Panas pada Heater................................................................ LB-3 Tabel LB.4 Neraca Panas Keluar pada Alur 5 .................................................... LB-4 Tabel LB.5 Neraca Panas pada Separator ........................................................... LB-4
Universitas Sumatera Utara
Tabel LB.6 Perhitungan Panas Reaksi Pembentukan pada Suhu 250C .............. LB-6 Tabel LB.7 Perhitungan Panas Reaksi Pembentukan pada Suhu 250C .............. LB-6 Tabel LB.8 Perhitungan Panas Produk Pembentukan pada Suhu 2550C............ LB-6 Tabel LB.9 Perhitungan Panas Reaktan Pembentukan pada Suhu 2550C .......... LB-7 Tabel LB.10 Neraca Panas pada Splitting .......................................................... LB-8 Tabel LB.11 Neraca Panas Masuk pada Alur 8 .................................................. LB-8 Tabel LB.12 Neraca Panas Keluar pada Alur 10 ................................................ LB-9 Tabel LB.13 Neraca Panas Keluar pada Alur 11 ................................................ LB-9 Tabel LB.14 Neraca Panas pada Flash Tank I .................................................... LB-9 Tabel LB.15 Neraca Panas Keluar pada Alur 12 ................................................ LB-10 Tabel LB.16 Neraca Panas pada Condensor I..................................................... LB-11 Tabel LB.17 Neraca Panas Keluar pada Alur 13 ................................................ LB-11 Tabel LB.18 Neraca Panas Penguapan pada Alur 13 ......................................... LB-12 Tabel LB.19 Neraca Panas Penguapan pada Alur 14 ......................................... LB-12 Tabel LB.20 Neraca Panas pada Kolom Fraksinasi I ......................................... LB-13 Tabel LB.21 Neraca Panas Keluar pada Alur 19 ................................................ LB-14 Tabel LB.22 Neraca Panas pada Condensor II ................................................... LB-15 Tabel LB.23 Neraca Panas Keluar pada Alur 15 ................................................ LB-16 Tabel LB.24 Neraca Panas Penguapan pada Alur 15 ......................................... LB-16 Tabel LB.25 Neraca Panas Penguapan pada Alur 16 ......................................... LB-16 Tabel LB.26 Neraca Panas pada Kolom Fraksinasi II ........................................ LB-17 Tabel LB.27 Neraca Panas Keluar pada Alur 18 ................................................ LB-18 Tabel LB.28 Neraca Panas pada Condensor III .................................................. LB-18 Tabel LB.29 Neraca Panas Keluar pada Alur 17 ................................................ LB-19 Tabel LB.30 Neraca Panas pada Cooler I ........................................................... LB-20 Tabel LB.31 Neraca Panas Masuk pada Alur 7 .................................................. LB-20 Tabel LB.32 Neraca Panas Keluar pada Alur 20 ................................................ LB-21 Tabel LB.33 Neraca Panas Keluar pada Alur 21 ................................................ LB-21 Tabel LB.34 Neraca Panas pada Flash Tank II................................................... LB-21 Tabel LB.35 Neraca Panas Keluar pada Alur 22 ................................................ LB-22 Tabel LB.36 Neraca Panas pada Condensor IV.................................................. LB-22 Tabel LB.37 Neraca Panas Keluar pada Alur 23 ................................................ LB-23 Tabel LB.38 Neraca Panas pada Cooler II.......................................................... LB-24 Tabel LC.1 Data-data pada Alur 5 ...................................................................... LC-12 Tabel LC.2 Data-data pada Flash Tank I ............................................................ LC-15 Tabel LC.3 Data-data pada Flash Tank II........................................................... LC-18 Tabel LC.4 Data-data pada Alur 13 .................................................................... LC-23 Tabel LC.5 Data-data pada Alur 15 .................................................................... LC-28 Tabel LC.6 Data-data pada Alur 13 .................................................................... LC-30 Tabel LC.7 Data-data pada Alur 15 .................................................................... LC-33 Tabel LC.8 Data-data pada Alur 16 .................................................................... LC-36 Tabel LC.9 Data-data pada Alur 21 .................................................................... LC-39 Tabel LC.10 Data-data pada Alur 5 .................................................................... LC-45 Tabel LC.11 Data-data pada Alur 11 .................................................................. LC-47 Tabel LC.12 Data-data pada Alur 21 .................................................................. LC-50 Tabel LC.13 Data-data pada Alur 16 .................................................................. LC-53 Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan............................................................... LE-2 Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift..................................................... LE-3
Universitas Sumatera Utara
Tabel LE.3 Perkiraan Harga Peralatan Proses .................................................... LE-5 Tabel LE.4 Perincian Harga Peralatan Utilitas ................................................... LE-6 Tabel LE.5 Daftar Jenis Kendaraan .................................................................... LE-9 Tabel LE.6 Sistem Gaji Karyawan...................................................................... LE-12 Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas ......................................................................... LE-14 Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja ..................................................................... LE-15 Tabel LE.9 Perkiraan Biaya Deprisiasi............................................................... LE-17 Tabel LE.10 Perincian Biaya Tetap (Fixed Cost) ............................................... LE-20 Tabel LE.11 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) ........................... LE-24
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 6.1 Instrumentasi Pada Deaerator......................................................... VI-4 Gambar 6.2 Instrumentasi Pada Tangki .............................................................. VI-4 Gambar 6.3 Instrumentasi Pada Pompa .............................................................. VI-5 Gambar 8.1 Tata Letak Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam
Oleat dari CPO ............................................................................... VIII-6 Gambar 9.1 Struktur Organisasi Pabrik Pembuatan Asam Oleat ....................... IX-13 Gambar LE.1 Break Event Point Pabrik Pembuatan Asam Oleat ...................... LE-25
Universitas Sumatera Utara
INTI SARI
Pra Rancangan Pabrik Pabrik Asam Oleat dari Crude Palm Oil (CPO) ini dengan kapasitas pengolahan 2000 Ton/Tahun. Pabrik beroperasi 24 jam sehari dengan hari kerja 300 hari pertahun.
Pabrik ini direncanakan didaerah Teluk Panji Kota Pinang Sumatera Utara, dengan luas lahan 21.570 m2, dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT)
dan bentuk organisasi garis, dengan tenaga kerja sebanyak 150 orang.
Hasil evaluasi ekonomi adalah sebagai berikut :
• Total modal investasi
= Rp 236.288.936.900,-
• Biaya Produksi (BP)
= Rp 89.362.965.740,-
• Hasil Penjualan
= Rp 187.497.992.200,-
• Laba bersih
= Rp 68.712.018.520,-
• Break Event Point (BEP)
= 39,05%
• Return on Investment (ROI) = 29,07%
• Return on Network (RON)
= 48,46%
• Pay Out Time (POT)
= 3,43 Tahun
• Internal rate of return (IRR) = 40,308%
• Profit Margin (PM)
= 52,34%
Dari hasil evaluasi ekonomi, maka dapat disimpulkan bahwa pabrik Asam Oleat dari CPO ini layak untuk didirikan.
iii
Universitas Sumatera Utara
BAB I PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG Kelapa sawit (elaisn guineesis jacg) merupakan komoditi non migas yang telah
ditetapkan sebagai salah satu komoditi yang dikembangkan menjadi produk lain untuk diekspor. Produksi kelapa sawit di Indonesia selalu mengalami peningkatan dari tahun ke tahun.
Asia Tenggara merupakan kawasan pengembang kelapa sawit peringkat pertama dunia, baik dari segi luas areal maupun produktivitasnya. Pada tahun 1995, Malaysia merupakan penghasil minyak sawit terbesar di dunis (luas areal 4,5 juta hektar dengan produksi 7,5 juta ton CPO per tahun) dan Indonesia menduduki peringkat kedua (luas areal 2,025 juta hektar dengan produksi 4,48 juta ton CPO per tahun). Indonesia diperkirakan akan menduduki peringkat pertama menggantikan Malaysia sebagai produsen minyak sawit terbesar di dunia, karena pada tahun 2000 saja produksi CPO Indonesia sudah mencapai 7.465 ribu ton (Mustafa Hadi, 2004).
Minyak kelapa sawit menjadi komoditas andalan Indonesia dan merupakan sumber devisa negara yang tidak akan pernah kalah bersaing di pasar bebas karena kelapa sawit memiliki karakter yang khas yaitu hanya dapat dikembangkan di daerah beriklim tropis sehingga tidak semua negara dapat mengembangkannya.
Gambaran tentang peningkatan luas areal kelapa sawit di Indonesia dari tahun ke tahun ditunjukkan pada Tabel 1.1 di bawah ini :
Universitas Sumatera Utara
Tabel 1.1 Data perkembangan luas areal perkebunan kelapa sawit dan produksinya di Indonesia dalam kurun waktu 10 tahun. Produksi Minyak Mentah (Ton)
Tahun Luas Areal (Ha)
CPO
PKO
(Crude Palm Oil) (Palm Kernel Oil)
1991 1.301.996
2.657.600
551.345
1992 1.467.470
3.266.250
559.274
1993 1.613.187
3.421.449
602.229
1994 1.804.149
4.008.062
796.537
1995 2.024.986
4.479.670
942.063
1996 2.249.514
4.898.658
1.084.676
1997 2.516.079
5.380.447
1.229.333
1998 2.788.783
5.989.183
1.283.695
1999 2.975.120
5.989.183
1.369.453
2000 3.174.726
6.217.425
1.433.233
Sumber : Mustafa Hadi, 2004
Pengolahan minyak sawit baik berupa minyak sawit mentah, maupun minyak inti
sawit (PKO) juga mengalami peningkatan yang cukup pesat. Salah satu jenis produk
yang dihasilkan dari pengolahan CPO ialah asam oleat. Kegunaan asam oleat adalah
sebagai berikut :
• Industri minuman, seperti pembuatan susu,
• Industri sabun dan deterjen,
• Industri kosmetik,
• Industri minyak goreng, dan
Universitas Sumatera Utara
• Industri bahan makanan.
Kebutuhan asam oleat di Indonesia dari tahun ke tahun terjadi peningkatan
rincian kebutuhannya seperti tabel 1.2 berikut ini :
Tabel 1.2 Kebutuhan asam oleat di Indonesia
Tahun
Ton/Tahun
1996
830.068
1997
925.598
1998
947.390
1999
965.400
2000
989.217
Sumber : Biro Pusat Statistik, 2000
Untuk memenuhi kebutuhan asam oleat dalam negeri Indonesia sampai sekarang
masih mengimpor, karena di Indonesia tidak terdapat pabrik pembuatan asam oleat.
Sumber impor asam oleat terutama dari negara Jerman, Shanghai (Cina), dan
Hongkong (http:// www. Chemicallan 21. Com). Berdasarkan data kebutuhan asam
oleat diatas, maka di Indonesia sangat dibutuhkan pabrik asam oleat agar dapat
memenuhi kebutuhan dalam negeri. Berdasarkan data yang ada, maka diperkirakaan
kapasitas produksi pabrik yang direncanakan sebesar 2000 ton/tahun.
Proses mendapatkan Asam Oleat dari CPO, yaitu dimana trigliserida yang
merupakan kandungan terbesar dari minyak sawit mentah dipisahkan terlebih dahulu
menjadi asam lemak dan gliserol. Pemisahan ini dapat dilakukan dengan dua cara
yaitu :
1. Menggunakan kaustik soda (NaOH)
2. Menggunakan metode hidrolisa.
Universitas Sumatera Utara
Pemisahan dengan menggunakan kaustik soda, membutuhkan waktu yang cukup lama dan kwalitas asam lemak yang dihasilkan tidak baik, sedangkan pemisahan dengan menggunakan metode hidrolisa asam lemak yang dihasilkan mempunyai kwalitas yang baik dengan waktu yang singkat namun membutuhkan biaya yang cukup besar.
1.2 RUMUSAN MASALAH Kebutuhan asam oleat di Indonesia menunjukkan peningkatan dari tahun ke
tahun, dimana asam oleat ini dapat dihasilkan dengan cara hidrolisa CPO pada tekanan tinggi. Produksi CPO dalam negeri cukup memadai jika digunakan untuk berbagai keperluan. Berdasarkan hal tersebut di atas dan menghindari impor asam oleat, maka perlu didirikan pabrik asam oleat dengan bahan baku CPO.
1.3 TUJUAN PERENCANAAN Tujuan rancangan pabrik ini adalah memanfaatkan potensi CPO yang cukup tersedia dan mengantisivasi kebutuhan asam oleat dari ketergantungan dengan negara lain atau pengimpor.
1.4 RUANG LINGKUP Pembuatan asam oleat dari CPO ini menggunakan proses hidrolisa pada tekanan
tinggi untuk memisahkan asam lemak bebas dan gliserol untuk mendapatkan kandungan asam oleat yang lebih tinggi diperlukan juga proses-proses pemisahan seperti fraksinasi.
Universitas Sumatera Utara
Ditinjau dari berbagai aspek antara lain : sumber bahan baku, transportasi, telekomunikasi, pemasaran produk, maka lokasi pabrik direncanakan di daerah Teluk Panji Kota Pinang, Sumatera Utara. Berdasarkan proses pembuatan asam oleat dan untuk penyempurnaan perancangan pabrik ini, maka diperlukan juga analisa ekonomi.
1.5 MANFAAT RANCANGAN Ada beberapa manfaat dan dampak positif yang dibutuhkan dari rancangan pabrik ini yaitu : 1. Manfaat bagi Pemerintah adalah untuk memenuhi kebutuhan asam oleat di Indonesia dan meningkatan Pendapatan Asli Daerah (PAD) dan menghemat devisa negara. 2. Manfaat bagi masyarakat adalah untuk menciptakan lapangan kerja sekaligus menurunkan laju pertumbuhan pengangguran di Indonesia. 3. Manfaat bagi institusi adalah menjadi suatu bahan penelitian dan pengembangan dalam riset untruk masa yang akan datang.
Universitas Sumatera Utara
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Salah satu dari golongan palem yang dapat menghasilkan asam oleat adalah kelapa sawit (Elaenisis guineensis jacq) yang terkenal terdiri dari beberapa varietas, yaitu termasuk dalam golongan subfamili cocoidese. Buah kelapa sawit terdiri dari kulit (evocarp), serabut (mesocarp), cangkang (endocarp), dan inti (kernel). Tanaman kelapa sawit di Indonesia terdapat di daerah Sumatera Utara, Aceh, Sumatera Barat, Lampung, Riau, Jawa Barat, dan Jambi (Mustafa Hadi, 2004).
2.1 Minyak Sawit Minyak kelapa sawit yang dihasilkan dari kulit kelapa sawit dinamakan
minyak sawit mentah (Crude Palm Oil). CPO ini mengandung sekitar 500-700 ppm karoten, dan merupakan bahan pangan terbesar. Minyak yang terdapat di alam dibagi menjadi tiga golongan yaitu minyak nabati (natural oil), minyak nabati (edible oil), dan minyak atsiri (volatile oil atau essensial oil). Minyak yang terdapat pada hewani disebut sterol (kolesterol) sedangkan pada tumbuhan (fitosterol) yang mengandung asam lemak jenuh, sehingga umumnya berbentuk cair. Minyak nabati dapat digolongkan menjadi tiga golongan yaitu (Bailey, 1989) : 1. Drying oil, yang akan membentuk lapisan keras bila mengering di udara
misalkan minyak yang dapat digunakan untuk cat dan pernik contoh minyak kemiri, jarak, dan lain-lain.
Universitas Sumatera Utara
2. Semi drying oil, dimana minyak akan membentuk lapisan jel bila mengering di udara. Seperti minyak jagung, biji kapas dan minyak bunga matahari.
3. Non-drying oil, dimana minyak tidak akan membentuk lapisan keras bila mengering di udara. Seperti minyak kelapa dan minyak tanah.
Sifat-sifat minyak kelapa sawit dipengaruhi oleh ikatan kimia unsur C dan jumlah atom C yang membangun asam lemak tersebut, sedangkan sifat-sifat fisik dipengaruhi oleh sifat-sifat kimianya. Minyak merupakan gliserida yang terdiri dari berbagai asam lemak, sedangkan titik cair gliserida tersebut tergantung pada kejenuhan asam. Semakin jenuh asam lemaknya semakin tinggi titik cair dari minyak sawit tersebut. Minyak sawit murni mempunyai titik cair 24,40C–400C dan komposisi CPO dan PKO dapat dilihat pada Tabel 2.1 di bawah ini.
Tabel 2.1 Komposisi minyak sawit mentah (CPO) dan minyak inti sawit (PKO)
As. Lemak Rumus Kimia
CPO (%) PKO (%)
As.Kaprilat CH3(CH2)6CO2H As.Kaproat CH3(CH2)8CO2H As.Laurat CH3(CH2)10CO2H As.Miristat CH3(CH2)12CO2H As.Palmitat CH3(CH2)14CO2H As.Stearat CH3(CH2)16CO2H As.Oleat CH3(CH2)7 CH=CH(CH2)7CO2H As.Linoleat CH3(CH2)4
=CHCH2CH=CH(CH2)7O2H
1,1-2,5 40-46 3,6-3,7 39-45 7,0-11
3,0-4,0 3,0-7,0 46-52 14-17 6,5-9,6 1,0-2,5 13-19 0,5-2,0
Universitas Sumatera Utara
Sumber : Ketaren, 1986
Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan asam oleat ini adalah dari
minyak sawit mentah, karena kelapa sawit dewasa ini sedang dibudidayakan
secara besar-besaran oleh pemerintah. Adapun sifat-sifat kimia dan fisika CPO
adalah sebagai berikut :
Sifat kimia
a. Bilangan iodin (mgI2/1000 gr) b. Bilangan penyabunan (mg KOH/gr)
= 52-54 = 198-205
c. Asam lemak bebas (%)
= 2,5-4,5
d. Kelembaban (%)
= 0,1
e. Pengaruh indeks pemutihan (%)
= 2,3-2,4
f. Bersifat hidrolisi
g. Tidak stabil pada suhu kamar
h. Mengandung zat warna alfa dan beta karotenoit (0,05-0,2%)
i. Kandungan karoten 297-313
Sifat Fisika
a. Specific gravity (250C/15,50C)
= 0,917-0,919
b. Density (gr/ml)
= 0,8910
c. Massa jenis
= 0,9
d. Indeks bias
=1,4565-1,0445
e. Berat molekul f. Melting point (0C) g. Boiling point (0C), P =10 mmHg
= 200,31 = 33-39 = 170
Universitas Sumatera Utara
Asam lemak adalah senyawa organik yang merupakan penyusun lemak dan minyak, baik nabati maupun hewani. Untuk mengkonversi atau mengubah minyak-minyak atau lemak dapat dilakukan dengan beberapa proses kimia seperti, hidrolisa, hidrogenasi, hidrolisa, alkalisasi, dan sulfonasi.
Asam oleat dapat dihasilkan dari fraksinasi asam lemak yang diperoleh dari proses pengubahan minyak menjadi asam lemak. Dalam hal ini proses yang digunakan adalah proses hidrolisa. Reaksi hidrolisa yang terjadi adalah :
Asam oleat dapat dihasilkan dari fraksinasi asam lemak yang diperoleh
dari hidrolisa lemak. Dalam industri asam oleat banyak digunakan sebagai surface
active, emulsifier, dan produk-produk kosmetika. Sifat-sifat fisika dan kimia asam
oleat adalah sebagai berikut:
Sifat Fisika
a. Berat molekul (kg/mol)
= 282,45
b. Spesifik gravity c. Melting point (0C)
= 0,895 = 16,3
Universitas Sumatera Utara
d. Boiling point (0C)
= 360
e. Tidak larut dalam air
f. Mudah terhidrogenasi
g. Merupakan asam lemak tak jenuh
h. Tidak berwarna
Sifat Kimia
a. Rumus molekul b. Bilangan asam
= C18H34O2 = 280,1
c. Larut dalam pelarut organik seperti alkohol
(Swern Daniel, 1982)
2.2 Proses Pembuatan Asam Oleat Pada prinsipnya pembuatan asam oleat dibagi menjadi tiga tahap, yaitu:
1. proses pemisahan gum (degumming) 2. proses hidrolisa minyak sawit mentah 3. proses fraksinasi asam lemak
2.2.1 Proses Pemisahan Gum (degumming) Pemisahan gum merupakan proses pemisahan getah atau lendir-lendir
yang terdiri dari fosfatida, protein, residu, karbohidrat, air, dan resin. Biasanya proses ini dilakukan dengan dehidrasi gum atau kotoran lain, supaya bahan tersebut lebih mudah dari minyak, kemudian diteruskan dengan proses pemusingan (centrifusi). Caranya adalah dengan memasukkan uap air panas ke
Universitas Sumatera Utara
dalam minyak disusul dengan pengaliran air dan selanjutnya disentrifusi sehingga bagian lendir terpisah dari air. Pada waktu proses sentrifusi berlangsung, ditambahkan bahan kimia yang dapat menyerap air misalnya asam mineral pekat atau garam dapur (NaCl). Suhu minyak pada waktu proses sentrifusi berpisah antara 32-500C, dan pada suhu tersebut kekentalan minyak akan berkurang sehingga gum mudah terpisah dari minyak (Ketaren,1986).
2.2.2 Proses Hidrolisa Minyak Sawit Mentah Minyak sawit mentah merupakan bahan baku pembuatan asam oleat
proses ini dihidrolisa dalam reaktor, hidrolisa biasa disebut dengan splitting dilakukan secara kontinu dan berlawanan arah pada temperatur dan tekanan tinggi, sehingga menghasilkan asam lemak dan gliserin yang berupa sweet water. Sistem berlawanan arah terjadi pada temperatur 2400C dan tekanan 47-49 atm (Bailey, 1964). Minyak dipompakan dari bagian menara kira-kira 90 cm dari atas menara, sedangkan air dialirkan melalui puncak menara. Perbandingan antara minyak dan air yang direaksikan adalah 40-50% berat minyak (Bailey, 1964). Minyak disemburkan menembus campuran gliserin yang terakumulasi di bagian bawah menara, selanjutnya menembus campuran air dan minyak sehingga mencapai hidrolisa yang sempurna. Sistem yang kontinu dan berlawanan arah dengan temperatur dan tekanan tinggi dan akan menghasilkan derajat hidrolisa yang tinggi. Keuntungan dari pemakaian proses hidrolisa ini adalah proses pemisahan asam lemak dengan gliserol lebih murni, sedangkan kerugiannya asam lemak yang dihidrolisa masih mengandung air dengan kandungan air yang cukup tinggi.
Universitas Sumatera Utara
2.2.3 Proses Fraksinasi Asam Lemak Untuk menghasilkan asam lemak dengan kemurnian yang tinggi (98%),
maka dilakukan fraksinasi asam lemak yang merupakan hasil hidrolisa minyak sawit mentah. Ada 4 jenis proses fraksinasi asam lemak, yaitu:
a. Fraksinasi kering adalah proses fraksinasi yang dilakukan berdasarkan pada berat molekul dan komposisi dari suatu material. Proses ini lebih murah dibandingkan dengan proses yang lain namun hasil kemurnian fraksinasinya kurang memberi mutu yang baik.
b. Proses fraksinasi basah (wet fracsination) Fraksinasi basah adalah proses fraksinasi menggunakan zat pembasah (wetting agent) atau disebut juga proses hydrophilization atau detergent proses. Hasil fraksinasi dari proses ini sama dengan proses fraksinasi kering.
c. Proses fraksinasi dengan menggunakan pelarut (solvent frakcination) adalah proses fraksinasi menggunakan pelarut misalnya aseton. Proses ini lebih mahal dibandingkan dengan proses fraksinasi lainnya, karena mengunakan bahan pelarut serta tingginya biaya produksi.
d. Proses fraksinasi dengan pengembunan (condensation fracsination) Proses fraksinasi ini merupakan proses fraksinasi yang didasarkan kepada titik didih dari suatu zat /bahan sehingga dihasilkan suatu produk dengan kemurnian yang tinggi. Fraksinasi pengembunan ini mempunyai biaya yang cukup tinggi, namun proses produksi lebih cepat dan kemurniannya lebih tinggi.
Universitas Sumatera Utara
Berdasarkan dari keuntungannya, maka pemisahan asam oleat dari rancangan ini menggunakan fraksinasi dengan proses penggembunan, karena produk asam oleat yang diinginkan lebih kurang 98%, sehingga asam oleat yang dihasilkan bersifat murni.
2.3 Deskripsi Proses Pembuatan Asam Oleat Dari Minyak Sawit Mentah 2.3.1 Tangki Bahan Baku Minyak Sawit mentah
Tangki bahan baku (T-101) ini dirancang dengan kapasitas 2000 ton/tahun. Tangki ini terbuat dari logam jenis Carbon steel. Titik beku dari CPO adalah 20-260C, maka temperatur dalam tangki adalah 350C lebih tinggi dari titik bekunya.
2.3.2 Proses Degumming Proses degumming adalah tahap yang meliputi proses penghilangan lendir
dan getah-getah dari bahan baku CPO. Bahan baku ini kemudian dipompakan ke heater (HE-101) dan dipanaskan hingga 800C. CPO yang dipanaskan didalam heater ini kemudian dialirkan ke separator (S-101) untuk proses penghilangan gum (lendir serta kotoran). Proses ini dilakukan dengan cara dehidrasi gum agar bahan tersebut lebih mudah terpisah dari CPO, kemudian dilanjutkan dengan proses pemusingan (sentrifusi). Caranya adalah dengan menambahkan air dari puncak menara separator ke dalam minyak dan selanjutnya disentrifusi sehingga bagian gum terpisah dari CPO.
Universitas Sumatera Utara
2.3.3 Proses Hidrolisa Splitter (SP-101) adalah tempat berlangsungnya proses hidrolisa minyak
sawit mentah. Reaksi hidrolisa minyak sawit mentah dapat dituliskan sebagai berikut :
CPO masuk pada temperatur 350C dari dasar menara, sedangkan air masuk dari bagian atas menara. Perbandingan air masuk adalah 40-50% berat dari lemak. Tekanan splitter 50-55 atm dengan temperatur 2250C dan reaksi berlangsung secara kontinu.
Pada Splitter terbentuk dua produk yaitu produk atas yang mempunyai titik didih rendah menghasilkan asam lemak, sedangkan produk bawah yang mempunyai titik didih tinggi akan menghasilkan gliserol. Asam lemak yang keluar dari splitter akan mengalir ke flash tank asam lemak pada tekanan 54 atm. Sedangkan gliserol yang keluar dari bawah mengalir ke flash tank gliserol pada tekanan yang sama (Bailey, 1982).
Universitas Sumatera Utara
2.3.4 Flash Tank Asam Lemak Produk yang keluar dari splitter, kemudian mengalir ke flash tank asam
lemak (FT-101). Pada splitter produk yang keluar pada tekanan sangat tinggi, maka pada flash tank tekanan tersebut diturunkan sehingga air menguap. Kondisi proses ini diekspansikan dari tekanan 54 atm menjadi 40 atm dan suhu 1000C. Komposisi yang keluar dari splitter adalah C14 = 2%; C16 = 4%; C18 = 4%; C18F1 = 4%; C18F2 = 8%; C18F3 = 1 maks (Dieekelmann dan Heisnz, 1998).
2.3.5 Kolom Fraksinasi I Pada Kolom fraksinasi I (KF-101) terjadi pemisahan asam lemak antara
fraksi berat dan fraksi ringan berdasarkan titik didih. Asam lemak yang berasal dari flash tank akan dipompakan ke kolom fraksinasi I kemudian dipanaskan pada suhu 2550C dan tekanan 1 atm. Pada kolom fraksinasi I ini dipisahkan asam lemak antara fraksi ringan yaitu C14, C16, H2O dan 10,46% C18 sebagai produk atas dan fraksi berat yaitu C18, C18F1, C18F2, C18F3 sebagai produk bawah. Produk atas sebagai fraksi ringan pada fase uap akan dikondensasikan pada condensor II (CD102) dan kemudian dipompakan ke tangki penyimpanan asam palmitat (T-102). Sedangkan produk bawah sebagai fraksi berat akan dipompakan ke kolom fraksinasi II untuk pemisah lanjutan dengan mendapatkan asam oleat.
2.3.6 Kolom Fraksinasi II Pada kolom fraksinasi II (KF-102) pemisahan lanjutan terjadi untuk
mendapatkan asam oleat sebagai fraksi ringan dan asam linoleat sebagai fraksi berat. Umpan dari bagian bawah fraksinasi I dipompakan ke kolom fraksinasi II
Universitas Sumatera Utara
kemudian dipanaskan pasa suhu 3700C dan tekanan 1 atm. Pada kolom fraksinasi II ini akan dipisahkan asam oleat sebagai fraksi ringan yaitu 1% C18, 98% C18F1 dan 1% C18F2 pada produk atas dan asam linoleat sebagai fraksi berat yaitu C18F1, C18F2, C18F3 pada produk bawah. Produk atas sebagai fraksi ringan pada fase uap dikondensasikan pada condensor III dan kemudian dipompakan ketangki penyimpanan asam oleat (T-103). Sedangkan produk bawah sebagai fraksi berat diturunkan suhunya menjadi 860C di cooler I dan kemudian dipompakan ke tangki penyimpanan asam linoleat (T-104). 2.3.7 Tangki Produk Asam Oleat
Asam oleat yang berbentuk cair dipompakan ke tangki produk (T-103). Tangki produk dirancang dengan temperatur lebih tinggi dari titik beku asam oleat yaitu 860C. Tangki asam oleat dirancang dari carbon steel yang tahan korosi. Asam oleat yang dihasilkan dari kolom fraksinasi II dengan kemurnian 98% siap dipasarkan untuk dapat diolah menjadi produk lain.
Universitas Sumatera Utara
BAB III NERACA MASSA
3.1 Kolom Fraksinasi II (KF-102)
Tabel 3.1 Neraca massa pada Kolom Fraksinasi II
Massa masuk
Massa Keluar
Komponen
(Kg/jam)
(Kg/jam)
Alur 14
Alur 15 Alur 16
C18 C18F1 C18F2 C18F3 Sub Total
2,777 279,976 53,922
6,611 343,286
2,777 272,221
2,777 -
27,775
7,755 51,145 6,611 65,511
Total
343,286
343,286
3.2 Kolom Fraksinasi I (KF-101) Tabel 3.2 Hasil Perhitungan neraca massa pada Kolom Fraksinasi I
Massa Masuk
Massa Keluar
Komponen
Kg/jam (Alur 11) Alur 13 Alur 14
C14 C16 C18 C18F1 C18F2 C18F3 H2O
Sub Total
12,771 274,591 25,543 279,976 53,922
6,611 1.593,444 2.246,858
12,771 274,591 22,766
1.593,444 1.903,572
2,777 279,976 53,922 6,611 343,286
TOTAL
2.246,858
2.246,858
Universitas Sumatera Utara
3.3. Flash Tank I (FT-101)
Tabel 3.3 Hasil Perhitungan neraca massa pada Flash Tank I
Massa masuk
Massa Keluar
Komponen
(Kg/jam) Alur 8 Alur 10 Alur 11
C14 C16 C18 C18F1 C18F2 C18F3 H2O Sub Total
12,771 274,591 25,543 279,976 53,922
6,611 1.701,034 2.354,448
107,59 107,59
12,771 274,591 25,543 279,976 53,922
6,611 1.593,444 2.246,858
TOTAL
2.354,448
2.354,448
3.4 Splitting (SP-101)
Tabel 3.4 Hasil Perhitungan neraca massa pada Splitting
Massa Masuk
Massa Keluar
Komponen
(Kg/jam)
(Kg/jam)
Alur 5 Alur 6 Alur 9 Alur 7
Alur 8
CPO
1.131,506
-
- 10,625
-
Gliserol
--
- 108,574
-
Asam Lemak
--
-
- 653,414
H2O Steam
76,942 421,825
-
- - 2.376,598
675,564 1.701,034 - 857,66
Sub Total 1.208,448 421,825 2.376,598 794,763 3.212,108
TOTAL
4.006,871
4.006,871
Universitas Sumatera Utara
3.5 Separator (S-101) Tabel 3.5 Hasil perhitungan neraca massa pada Seperator
Komponen
Massa Masuk (Kg/jam) Massa Keluar (Kg/jam)
Alur 2
Alur 3 Alur 4
Alur 5
CPO Impuritis H2O
Sub. Total
1.133,773 -
1.133,773
79,254 79,254
2,267 2,312 4,579
1.131,506 -
76,942 1.208,448
Total
1.213,027
1.213,027
3.6 Flash Tank II (FT-102)
Tabel 3.6 Hasil Perhitungan neraca massa pada Flash Tank II
Massa masuk
Massa Keluar
Komponen
(Kg/jam) Alur 7 Alur 20 Alur 21
Gliserol
108,574
- 108,574
CPO
10,625
- 10,625
H2O Sub Total
675,564 42,729 794,763 42,729
632,835 752,034
TOTAL
794,763
794,763
Universitas Sumatera Utara
BAB IV NERACA PANAS
4.1 Tangki CPO
Tabel 4.1 Hasil perhitungan neraca panas pada Tangki CPO
∫Komponen
M
Cp
35
Cp dt
Q1
(Kg/jam) (Kkal/Kg 0C) 25
(Kkal/jam)
CPO 1.133,773
0,52
5,2 5.895,619
4.1 Heater (HE-101)
Tabel 4.2 Hasil Perhitungan neraca panas pada Heater
Komponen Panas Masuk (kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)
CPO
5.895,619
32.425,9078
Steam
26.530,288
-
Total
32.425,9078
32.425,9078
4.2 Seperator (S-101)
Tabel 4.3 Hasil perhitungan neraca panas pada Seperator
Komponen Panas Masuk (kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)
CPO
32.425,9078
11.767,6624
H2O
396,27
1.538,84
Impuritis
- 19.515,6754
Total
32.822,1778
32.822,1778
4.3 Splitter (SP-101)
Tabel 4.4 Perhitungan neraca panas reaktan Splitter
Komponen Panas Masuk (kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)
Trigliserida
20.593,409
136.398,079
Gliserol
- 13.473,575
Universitas Sumatera Utara
C14 C16 C18 C18F1 C18F2 C18F3 H2O ∆HR 250C Steam
Total
120.889,974 245.232,918 386.716,301
1.675,479 42.911,472 3.901,479 41.202,450 8.545,136
981,156 138.407,975
-780,5 -
386.716,301
4.4 Flash Tank I (FT-101)
Tabel 4.5 Hasil Perhitungan neraca Panas Flash Tank I
Komponen Panas Masuk (kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)
C14 C16 C18 C18F1 C18F2 C18F3 H2O
TOTAL
1.703,6514 42.946,0324 3.936,1763 41.212,4672
8.061,339 1.049,1657 391.237,82 490.146,652
1.703,6514 42.946,0324 3.936,1763 41.212,4672
8.061,339 1.049,1657 391.237,82 490.146,652
4.5 Condensor I (CD-101)
Tabel 4.6 Hasil perhitungan neraca panas pada Condensor I
Komponen Panas Masuk (kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)
H2O Pendingin
10.221,05 -
2.151,8 8.069,25
Total
10.221,05
10.221,05
Universitas Sumatera Utara
4.6 Kolom Fraksinasi I (KF-101)
Tabel 4.7 Hasil perhitungan neraca panas pada Kolom Fraksinasi I
Komponen Panas Masuk (kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)
C14 C16 C18 C18F1
703,6821 17.738,5786 1.625,8119 17.022,5408
2.840,2704 59.146,9014
5.794,52 41.212,4672
C18F2
3.329,6835
8.061,339
C18F3 H2O
433,351 151.377,18
1.049,1657 526.625,274
Steam
452.499,1104
-
Total
644.729,9383
644.729,9383
4.7 Condensor II (CD-102)
Tabel 4.8 Hasil perhitungan neraca panas yang keluar dari Condensor II
Komponen Panas Masuk (kkal/jam)
Panas Keluar (kkal/jam)
C14
2.840,2704
407,3949
C16 C18 H2O Pendingin
59.146,9014 5.794,52
526.625,274 -
10.269,7782 941,2595 87.639,42
494.721,1775
Total
593.979,0301
593.979,0301
Universitas Sumatera Utara
4.8 Kolom Fraksinasi II (KF-102)
Tabel 4.9 Hasil perhitungan neraca panas pada Kolom Fraksinasi II
Komponen Panas Masuk (kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)
C18 C18F1 C18F2 C18F3 Steam
427,9357 41.212,4672
8.061,339 1.049,1657 41.208,6286
797,41 75.622,9938 12.253,0744 1.573,7485
-
Total
91.959,5362
91.959,5362
4.9 Condensor III (CD-103)
Tabel 4.10 Hasil perhitungan neraca panas pada Condensor III
Komponen Panas Masuk (kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)
C18 C18F1
797,4155 75.622,9938
113,4959 10.627,5078
C18F2 Pendingin
783,8082 -
110,108 66.353,1058
Total
77.204,2175
77.204,2175
4.10 Cooler I (C-101) Tabel 4.11 Hasil perhitungan neraca panas pada Cooler I
Komponen Panas Masuk (kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)
C18F1 C18F2 C18F3 Pendingin
1.712,304 11.469,2662 1.573,7485
-
302,7552 2.027,8992
278,2569 12.146,7074
Total
14.755,3187
14.755,3187
Universitas Sumatera Utara
4.11 Flash Tank II (FT-102)
Tabel 4.12 Hasil Perhitungan neraca Panas Flash Tank II
Komponen Panas Masuk (kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)
Gliserol
13.484,8908
13.484,8908
CPO
1.270,75
1.270,75
H2O
155.379,72
155.379,72
TOTAL
170.135,3608
170.135,3608
4.12 Condensor IV (CD-104)
Tabel 4.13 Hasil perhitungan neraca panas pada Condenser IV
Komponen Panas Masuk (kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)
H2O Pendingin
4.059,255 -
854,58 3.204,675
Total
4.059,255
4.059,255
4.13 Cooler II (C-102)
Tabel 4.14 Hasil perhitungan neraca panas pada Cooler II
Komponen Panas Masuk (kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)
Gliserol CPO H2O Pendingin
13.484,8908 1.270,75
151.320,465 -
1.172,5992 110,5
12.656,7 152.136,3066
Total
166.076,1058
166.178,1058
Universitas Sumatera Utara
BAB V
SPESIFIKASI PERALATAN
1. Tangki Penyimpanan CPO (T-101)
Fungsi
: Menyimpan bahan baku CPO.
Bentuk
: Silinder tegak dengan alas datar dan tutup ellipsoidal
Lama penyimpanan: 28 hari
Bahan konstruksi : Carbon steel, SA-283 Grade C
Jumlah Kapasitas
: 1 unit : 820,085 m3
Kondisi operasi : Kondisi ruang
Kondisi fisik :
Silinder
- Diameter
: 8,9663 m
- Tinggi
: 13,4494 m
- Tebal
: 1½ in
Tutup
- Diameter
: 8,9663 m
- Tinggi
: 2,2415 m
- Tebal
: 1½ in
2. Heater I (E-601) Fungsi
Jenis Jumlah Bahan konstruksi Diameter tube Jenis tube Panjang tube Pitch (PT)
: Menaikkan suhu umpan dari tangki CPO sebelum diumpankan ke Separator.
: 1-2 shell and tube exchanger : 1 unit : Carbon steel : 1 ½ in : 18 BWG : 20 ft : 17/8 in triangular pitch
Universitas Sumatera Utara
Jumlah tube Diameter shell
: 12 tube : 12 in
3. Separator
Fungsi
: Memisahkan CPO dari kotoran (gum).
Bentuk
: Bejana horizontal dengan tutup ellipsoidal.
Bahan konstruksi : Carbon steel, SA-283 Grade C
Jumlah Volume
: 1 unit : 1,9495 m3
Kondisi fisik :
- Diameter
: 1,2791 m
- Tinggi
: 1,9953 m
- Tebal
: 1¼ in
Waktu tinggal : 1,5 jam
4. Splitting
Fungsi
: Tempat mereaksikan CPO dengan air (proses hidrolisa)
Bentuk
: Silinder dengan tutup bawah ellips dan tutup datar.
Bahan konstruksi : Carbon steel, SA-283 Grade C
Jumlah Volume
: 1 unit : 17,8725 m3
Kondisi fisik :
- Diameter
: 2,631 m
- Tinggi
: 3,2887 m
- Tebal
: 1½ in
Waktu tinggal : 12 jam
5. Flash Tank I (FT-101)
Fungsi
: Menurunkan tekanan dan memisahkan air fasa uap dari hasil
keluaran splitting.
Bentuk
: Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal
Bahan konstruksi : Carbon steel, SA-283 Grade C
Universi
DENGAN KAPASITAS 2000 TON/TAHUN
KARYA AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Sains Terapan
O L E H DEDY SOFYANTO. S NIM: 025201029
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008
Universitas Sumatera Utara
LEMBAR PENGESAHAN
PRA RANCANGAN PABRIK ASAM OLEAT DARI CRUDE PALM OIL (CPO)
DENGAN KAPSITAS 2000 TON/TAHUN
KARYA AKHIR
OLEH
DEDY SOFYANTO. S NIM : 025201029
Pembimbing I
Telah Diperiksa/Disetujui: Pembimbing II
(Dr.Ir. Taslim, M.Si) NIP. 131 882 284
(Ir. Netti Herlina, MT) NIP. 132 243 746
Mengetahui Koordinator Karya Akhir
(Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si) NIP : 132 126 842
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas segala berkat-Nya yang berlimpah-limpah, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan judul “Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Oleat dari Crude Palm Oil ( CPO ) dengan Kapasitas Produksi 2000 ton/tahun”.
Penyusunan Tugas Akhir ini merupakan satu syarat yang harus dilaksanakan untuk dapat mengikuti sidang sarjana pada program studi Teknologi Kimia Industri D-IV, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini penulis banyak menerima bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu dengan segala ketulusan hati penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, selaku ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas
Teknik, Universitas Sumatera Utara. 2. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, Msi, selaku koordinator Tugas Akhir Program Studi
Teknologi Kimia Industri D-IV, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. 3. Bapak Dr.Ir. Taslim, Msi, selaku dosen pembimbing I, yang telah banyak
membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. Terima kasih atas bimbingan dan arahannya. 4. Ibu Ir. Netti Herlina, MT, selaku dosen pembimbing II, yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. Terima kasih atas bimbingan dan arahannya. 5. Seluruh staf pengajar Program Studi Teknologi Kimia Industri D-IV, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Universitas Sumatera Utara
6. Seluruh staf pegawai administrasi Program Studi Teknologi Kimia Industri D-IV, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
7. Kedua orang tua penulis, yang telah membesarkan, memberikan doa dan kasih sayang, memberikan dukungan moral maupun materil serta mendidik penulis dengan penuh sabar, Bpk. M. Simanjuntak dan Ibu R. Pasaribu, Spd.
8. Rekan saya : Henriques W.S Pandia, SST, yang telah banyak memberikan bantuan kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
9. Kekasih tercinta yang telah membantu dan memberi dukungan kepada penulis. 10. Seluruh teman dan rekan yang turut memberikan bantuan kepada penulis.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini, masih belum sempurna karena hakikat ilmu pengetahuan senantiasa berkembang, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran guna peningkatan mutu Tugas Akhir ini.
Medan, Juni 2008 Penulis
Dedy Sofyanto. S
Universitas Sumatera Utara
INTI SARI
Pra Rancangan Pabrik Pabrik Asam Oleat dari Crude Palm Oil (CPO) ini dengan kapasitas pengolahan 2000 Ton/Tahun. Pabrik beroperasi 24 jam sehari dengan hari kerja 300 hari pertahun.
Pabrik ini direncanakan didaerah Teluk Panji Kota Pinang Sumatera Utara, dengan luas lahan 21.570 m2, dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT)
dan bentuk organisasi garis, dengan tenaga kerja sebanyak 150 orang.
Hasil evaluasi ekonomi adalah sebagai berikut :
• Total modal investasi
= Rp 236.288.936.900,-
• Biaya Produksi (BP)
= Rp 89.362.965.740,-
• Hasil Penjualan
= Rp 187.497.992.200,-
• Laba bersih
= Rp 68.712.018.520,-
• Break Event Point (BEP)
= 39,05%
• Return on Investment (ROI) = 29,07%
• Return on Network (RON)
= 48,46%
• Pay Out Time (POT)
= 3,43 Tahun
• Internal rate of return (IRR) = 40,308%
• Profit Margin (PM)
= 52,34%
Dari hasil evaluasi ekonomi, maka dapat disimpulkan bahwa pabrik Asam Oleat dari CPO ini layak untuk didirikan.
iii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ........................................................................................ i INTISARI............................................................................................................ iii DAFTAR ISI....................................................................................................... iv DAFTAR TABEL............................................................................................... vi DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... I-1
1.1 Latar Belakang ........................................................................................ I-1 1.2 Rumusan Masalah ................................................................................... I-4 1.3 Tujuan Perancangan ................................................................................ I-4 1.4 Ruang Lingkup........................................................................................ I-4 1.5 Manfaat Perancangan .............................................................................. I-5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA......................................................................... II-1 2.1 Minyak Sawit .......................................................................................... II-1 2.2 Proses Pembuatan Asam Oleat ............................................................... II-5 2.3 Deskripsi Proses ...................................................................................... II-8 BAB III NERACA MASSA ............................................................................... III-1 BAB IV NERACA PANAS................................................................................ IV-1 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 Unit Utilitas Pabrik Pembuatan Asam
Oleat dari CPO ........................................................................................ VI-6 BAB VII UTILITAS ........................................................................................... VII-1
7.1 Kebutuhan Uap (Steam) .......................................................................... VII-1 7.2 Kebutuhan Air......................................................................................... VII-2 7.3 Kebutuhan Bahan Kimia ......................................................................... VII-8 7.4 Kebutuhan Listrik.................................................................................... VII-8 7.5 Kebutuhan Bahan Bakar ......................................................................... VII-8 7.6 Unit Pengolahan Limbah......................................................................... VII-9 7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas................................................................... VII-17 BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK.......................................... VIII-1 8.1 Lokasi Pabrik .......................................................................................... VIII-1 8.2 Tata Letak Pabrik .................................................................................... VIII-3 8.3 Kebutuhan Areal untuk Pendirian Pabrik ............................................... 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 Tanggung Jawab ................................... IX-6 9.5 Sistem Kerja ............................................................................................ IX-8 9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan............................................. IX-9 9.7 Sistem Penggajian ................................................................................... IX-12 BAB X ANALISA EKONOMI .......................................................................... X-1 10.1 Modal Investasi ..................................................................................... X-1
Universitas Sumatera Utara
10.2 Hasil Penjualan...................................................................................... X-3 10.3 Biaya Produksi Tetap ............................................................................ X-4 10.4 Perkiraan Laba Rugi Usaha................................................................... X-5 10.5 Analisa Aspek Ekonomi........................................................................ X-5 DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ...................................... LA-1 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS ....................................... LB-1 LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN...................... LC-1 LAMPIRAN D PERHITUNGAN UTILITAS DAN SPESIFIKASI
PERALATAN............................................................................ LD-1 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI................................. LE-1
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Data Perkembangan Luas Areal Perkebunan Kelapa Sawit dan Produksinya di Indonesia dalam Kurun Waktu 10 tahun ................................................................................. I-2
Tabel 1.2 Kebutuhan Asam Oleat di Indonesia ................................................ I-3 Tabel 2.1 Komposisi Minyak Sawit Mentah (CPO) dan Minyak
Inti Sawit (PKO) ............................................................................... II-2 Tabel 3.1 Neraca Massa Pada Kolom Fraksinasi II (KF-102) ............................ III-1 Tabel 3.2 Neraca Massa Pada Kolom Fraksinasi I (KF-101) ............................. III-1 Tabel 3.3 Neraca Massa Pada Flash Tank I (FT-101) ........................................ III-2 Tabel 3.4 Neraca Massa Pada Splitting (SP-101) ............................................... III-2 Tabel 3.5 Neraca Massa Pada Separator (S-101)................................................ III-3 Tabel 3.6 Neraca Massa Pada Flash Tank II (FT-102) ....................................... III-3 Tabel 4.1 Neraca Panas Pada Tangki CPO (T-101)............................................ IV-1 Tabel 4.2 Neraca Panas Pada Heater (HE-101) .................................................. IV-1 Tabel 4.3 Neraca Panas Pada Separator (S-101)................................................. IV-1 Tabel 4.4 Neraca Panas Pada Splitting (SP-101) ................................................ IV-1 Tabel 4.5 Neraca Panas Pada Flash Tank I (FT-101) ......................................... IV-2 Tabel 4.6 Neraca Panas Pada Condensor I (CD-101) ......................................... IV-2 Tabel 4.7 Neraca Panas Pada Kolom Fraksinasi I (KF-101) .............................. IV-3 Tabel 4.8 Neraca Panas Pada Condensor II (CD-102)........................................ IV-3 Tabel 4.9 Neraca Panas Pada Kolom Fraksinasi II (KF-102)............................. IV-3 Tabel 4.10 Neraca Panas Pada Condensor III (CD-103) .................................... IV-4 Tabel 4.11 Neraca Panas Pada Cooler I (C-101) ................................................ IV-4 Tabel 4.12 Neraca Panas Pada Flash Tank II (FT-102) ...................................... IV-4 Tabel 4.13 Neraca Panas Pada Condensor IV (CD-104) .................................... IV-4 Tabel 4.14 Neraca Panas Pada Cooler II (C-102) ............................................... IV-5 Tabel 7.1 Kualita Sumur Bor PKS PT. Abdi Budi Mulia................................... VII-2 Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah Pabrik Asam Oleat dari CPO .......................... VIII-5 Tabel 9.1 Jumlah Tenaga Kerja dan Latar Belakang Pendidikannya ................. IX-2 Tabel 9.2 Gaji Karyawan .................................................................................... IX-12 Tabel 10.1 Modal Investasi Tetap....................................................................... X-2 Tabel 10.2 Perincian Modal Kerja (Working Capital)........................................ X-3 Tabel 10.3 Perincian Biaya Tetap (Fixed Cost) .................................................. X-4 Tabel 10.4 Perincian Biaya Variabel (Variable Cost) ........................................ X-4 Tabel LA.1 Neraca Massa Pada Kolom Fraksinasi II (KF-102)......................... LA-4 Tabel LA.2 Neraca Massa Pada Kolom Fraksinasi I (KF-101) .......................... LA-5 Tabel LA.3 Neraca Massa Pada Flash Tank I (FT-101) ..................................... LA-7 Tabel LA.4 Neraca Massa Pada Splitting (SP-101)............................................ LA-10 Tabel LA.5 Neraca Massa Pada Separator (S-101) ............................................ LA-11 Tabel LA.6 Neraca Massa Pada Flash Tank II (FT-102).................................... LA-13 Tabel LB.1 Neraca Panas Keluar pada Alur 1 .................................................... LB-2 Tabel LB.2 Neraca Panas Keluar pada Alur 2 .................................................... LB-2 Tabel LB.3 Neraca Panas pada Heater................................................................ LB-3 Tabel LB.4 Neraca Panas Keluar pada Alur 5 .................................................... LB-4 Tabel LB.5 Neraca Panas pada Separator ........................................................... LB-4
Universitas Sumatera Utara
Tabel LB.6 Perhitungan Panas Reaksi Pembentukan pada Suhu 250C .............. LB-6 Tabel LB.7 Perhitungan Panas Reaksi Pembentukan pada Suhu 250C .............. LB-6 Tabel LB.8 Perhitungan Panas Produk Pembentukan pada Suhu 2550C............ LB-6 Tabel LB.9 Perhitungan Panas Reaktan Pembentukan pada Suhu 2550C .......... LB-7 Tabel LB.10 Neraca Panas pada Splitting .......................................................... LB-8 Tabel LB.11 Neraca Panas Masuk pada Alur 8 .................................................. LB-8 Tabel LB.12 Neraca Panas Keluar pada Alur 10 ................................................ LB-9 Tabel LB.13 Neraca Panas Keluar pada Alur 11 ................................................ LB-9 Tabel LB.14 Neraca Panas pada Flash Tank I .................................................... LB-9 Tabel LB.15 Neraca Panas Keluar pada Alur 12 ................................................ LB-10 Tabel LB.16 Neraca Panas pada Condensor I..................................................... LB-11 Tabel LB.17 Neraca Panas Keluar pada Alur 13 ................................................ LB-11 Tabel LB.18 Neraca Panas Penguapan pada Alur 13 ......................................... LB-12 Tabel LB.19 Neraca Panas Penguapan pada Alur 14 ......................................... LB-12 Tabel LB.20 Neraca Panas pada Kolom Fraksinasi I ......................................... LB-13 Tabel LB.21 Neraca Panas Keluar pada Alur 19 ................................................ LB-14 Tabel LB.22 Neraca Panas pada Condensor II ................................................... LB-15 Tabel LB.23 Neraca Panas Keluar pada Alur 15 ................................................ LB-16 Tabel LB.24 Neraca Panas Penguapan pada Alur 15 ......................................... LB-16 Tabel LB.25 Neraca Panas Penguapan pada Alur 16 ......................................... LB-16 Tabel LB.26 Neraca Panas pada Kolom Fraksinasi II ........................................ LB-17 Tabel LB.27 Neraca Panas Keluar pada Alur 18 ................................................ LB-18 Tabel LB.28 Neraca Panas pada Condensor III .................................................. LB-18 Tabel LB.29 Neraca Panas Keluar pada Alur 17 ................................................ LB-19 Tabel LB.30 Neraca Panas pada Cooler I ........................................................... LB-20 Tabel LB.31 Neraca Panas Masuk pada Alur 7 .................................................. LB-20 Tabel LB.32 Neraca Panas Keluar pada Alur 20 ................................................ LB-21 Tabel LB.33 Neraca Panas Keluar pada Alur 21 ................................................ LB-21 Tabel LB.34 Neraca Panas pada Flash Tank II................................................... LB-21 Tabel LB.35 Neraca Panas Keluar pada Alur 22 ................................................ LB-22 Tabel LB.36 Neraca Panas pada Condensor IV.................................................. LB-22 Tabel LB.37 Neraca Panas Keluar pada Alur 23 ................................................ LB-23 Tabel LB.38 Neraca Panas pada Cooler II.......................................................... LB-24 Tabel LC.1 Data-data pada Alur 5 ...................................................................... LC-12 Tabel LC.2 Data-data pada Flash Tank I ............................................................ LC-15 Tabel LC.3 Data-data pada Flash Tank II........................................................... LC-18 Tabel LC.4 Data-data pada Alur 13 .................................................................... LC-23 Tabel LC.5 Data-data pada Alur 15 .................................................................... LC-28 Tabel LC.6 Data-data pada Alur 13 .................................................................... LC-30 Tabel LC.7 Data-data pada Alur 15 .................................................................... LC-33 Tabel LC.8 Data-data pada Alur 16 .................................................................... LC-36 Tabel LC.9 Data-data pada Alur 21 .................................................................... LC-39 Tabel LC.10 Data-data pada Alur 5 .................................................................... LC-45 Tabel LC.11 Data-data pada Alur 11 .................................................................. LC-47 Tabel LC.12 Data-data pada Alur 21 .................................................................. LC-50 Tabel LC.13 Data-data pada Alur 16 .................................................................. LC-53 Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan............................................................... LE-2 Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift..................................................... LE-3
Universitas Sumatera Utara
Tabel LE.3 Perkiraan Harga Peralatan Proses .................................................... LE-5 Tabel LE.4 Perincian Harga Peralatan Utilitas ................................................... LE-6 Tabel LE.5 Daftar Jenis Kendaraan .................................................................... LE-9 Tabel LE.6 Sistem Gaji Karyawan...................................................................... LE-12 Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas ......................................................................... LE-14 Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja ..................................................................... LE-15 Tabel LE.9 Perkiraan Biaya Deprisiasi............................................................... LE-17 Tabel LE.10 Perincian Biaya Tetap (Fixed Cost) ............................................... LE-20 Tabel LE.11 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) ........................... LE-24
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 6.1 Instrumentasi Pada Deaerator......................................................... VI-4 Gambar 6.2 Instrumentasi Pada Tangki .............................................................. VI-4 Gambar 6.3 Instrumentasi Pada Pompa .............................................................. VI-5 Gambar 8.1 Tata Letak Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam
Oleat dari CPO ............................................................................... VIII-6 Gambar 9.1 Struktur Organisasi Pabrik Pembuatan Asam Oleat ....................... IX-13 Gambar LE.1 Break Event Point Pabrik Pembuatan Asam Oleat ...................... LE-25
Universitas Sumatera Utara
INTI SARI
Pra Rancangan Pabrik Pabrik Asam Oleat dari Crude Palm Oil (CPO) ini dengan kapasitas pengolahan 2000 Ton/Tahun. Pabrik beroperasi 24 jam sehari dengan hari kerja 300 hari pertahun.
Pabrik ini direncanakan didaerah Teluk Panji Kota Pinang Sumatera Utara, dengan luas lahan 21.570 m2, dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT)
dan bentuk organisasi garis, dengan tenaga kerja sebanyak 150 orang.
Hasil evaluasi ekonomi adalah sebagai berikut :
• Total modal investasi
= Rp 236.288.936.900,-
• Biaya Produksi (BP)
= Rp 89.362.965.740,-
• Hasil Penjualan
= Rp 187.497.992.200,-
• Laba bersih
= Rp 68.712.018.520,-
• Break Event Point (BEP)
= 39,05%
• Return on Investment (ROI) = 29,07%
• Return on Network (RON)
= 48,46%
• Pay Out Time (POT)
= 3,43 Tahun
• Internal rate of return (IRR) = 40,308%
• Profit Margin (PM)
= 52,34%
Dari hasil evaluasi ekonomi, maka dapat disimpulkan bahwa pabrik Asam Oleat dari CPO ini layak untuk didirikan.
iii
Universitas Sumatera Utara
BAB I PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG Kelapa sawit (elaisn guineesis jacg) merupakan komoditi non migas yang telah
ditetapkan sebagai salah satu komoditi yang dikembangkan menjadi produk lain untuk diekspor. Produksi kelapa sawit di Indonesia selalu mengalami peningkatan dari tahun ke tahun.
Asia Tenggara merupakan kawasan pengembang kelapa sawit peringkat pertama dunia, baik dari segi luas areal maupun produktivitasnya. Pada tahun 1995, Malaysia merupakan penghasil minyak sawit terbesar di dunis (luas areal 4,5 juta hektar dengan produksi 7,5 juta ton CPO per tahun) dan Indonesia menduduki peringkat kedua (luas areal 2,025 juta hektar dengan produksi 4,48 juta ton CPO per tahun). Indonesia diperkirakan akan menduduki peringkat pertama menggantikan Malaysia sebagai produsen minyak sawit terbesar di dunia, karena pada tahun 2000 saja produksi CPO Indonesia sudah mencapai 7.465 ribu ton (Mustafa Hadi, 2004).
Minyak kelapa sawit menjadi komoditas andalan Indonesia dan merupakan sumber devisa negara yang tidak akan pernah kalah bersaing di pasar bebas karena kelapa sawit memiliki karakter yang khas yaitu hanya dapat dikembangkan di daerah beriklim tropis sehingga tidak semua negara dapat mengembangkannya.
Gambaran tentang peningkatan luas areal kelapa sawit di Indonesia dari tahun ke tahun ditunjukkan pada Tabel 1.1 di bawah ini :
Universitas Sumatera Utara
Tabel 1.1 Data perkembangan luas areal perkebunan kelapa sawit dan produksinya di Indonesia dalam kurun waktu 10 tahun. Produksi Minyak Mentah (Ton)
Tahun Luas Areal (Ha)
CPO
PKO
(Crude Palm Oil) (Palm Kernel Oil)
1991 1.301.996
2.657.600
551.345
1992 1.467.470
3.266.250
559.274
1993 1.613.187
3.421.449
602.229
1994 1.804.149
4.008.062
796.537
1995 2.024.986
4.479.670
942.063
1996 2.249.514
4.898.658
1.084.676
1997 2.516.079
5.380.447
1.229.333
1998 2.788.783
5.989.183
1.283.695
1999 2.975.120
5.989.183
1.369.453
2000 3.174.726
6.217.425
1.433.233
Sumber : Mustafa Hadi, 2004
Pengolahan minyak sawit baik berupa minyak sawit mentah, maupun minyak inti
sawit (PKO) juga mengalami peningkatan yang cukup pesat. Salah satu jenis produk
yang dihasilkan dari pengolahan CPO ialah asam oleat. Kegunaan asam oleat adalah
sebagai berikut :
• Industri minuman, seperti pembuatan susu,
• Industri sabun dan deterjen,
• Industri kosmetik,
• Industri minyak goreng, dan
Universitas Sumatera Utara
• Industri bahan makanan.
Kebutuhan asam oleat di Indonesia dari tahun ke tahun terjadi peningkatan
rincian kebutuhannya seperti tabel 1.2 berikut ini :
Tabel 1.2 Kebutuhan asam oleat di Indonesia
Tahun
Ton/Tahun
1996
830.068
1997
925.598
1998
947.390
1999
965.400
2000
989.217
Sumber : Biro Pusat Statistik, 2000
Untuk memenuhi kebutuhan asam oleat dalam negeri Indonesia sampai sekarang
masih mengimpor, karena di Indonesia tidak terdapat pabrik pembuatan asam oleat.
Sumber impor asam oleat terutama dari negara Jerman, Shanghai (Cina), dan
Hongkong (http:// www. Chemicallan 21. Com). Berdasarkan data kebutuhan asam
oleat diatas, maka di Indonesia sangat dibutuhkan pabrik asam oleat agar dapat
memenuhi kebutuhan dalam negeri. Berdasarkan data yang ada, maka diperkirakaan
kapasitas produksi pabrik yang direncanakan sebesar 2000 ton/tahun.
Proses mendapatkan Asam Oleat dari CPO, yaitu dimana trigliserida yang
merupakan kandungan terbesar dari minyak sawit mentah dipisahkan terlebih dahulu
menjadi asam lemak dan gliserol. Pemisahan ini dapat dilakukan dengan dua cara
yaitu :
1. Menggunakan kaustik soda (NaOH)
2. Menggunakan metode hidrolisa.
Universitas Sumatera Utara
Pemisahan dengan menggunakan kaustik soda, membutuhkan waktu yang cukup lama dan kwalitas asam lemak yang dihasilkan tidak baik, sedangkan pemisahan dengan menggunakan metode hidrolisa asam lemak yang dihasilkan mempunyai kwalitas yang baik dengan waktu yang singkat namun membutuhkan biaya yang cukup besar.
1.2 RUMUSAN MASALAH Kebutuhan asam oleat di Indonesia menunjukkan peningkatan dari tahun ke
tahun, dimana asam oleat ini dapat dihasilkan dengan cara hidrolisa CPO pada tekanan tinggi. Produksi CPO dalam negeri cukup memadai jika digunakan untuk berbagai keperluan. Berdasarkan hal tersebut di atas dan menghindari impor asam oleat, maka perlu didirikan pabrik asam oleat dengan bahan baku CPO.
1.3 TUJUAN PERENCANAAN Tujuan rancangan pabrik ini adalah memanfaatkan potensi CPO yang cukup tersedia dan mengantisivasi kebutuhan asam oleat dari ketergantungan dengan negara lain atau pengimpor.
1.4 RUANG LINGKUP Pembuatan asam oleat dari CPO ini menggunakan proses hidrolisa pada tekanan
tinggi untuk memisahkan asam lemak bebas dan gliserol untuk mendapatkan kandungan asam oleat yang lebih tinggi diperlukan juga proses-proses pemisahan seperti fraksinasi.
Universitas Sumatera Utara
Ditinjau dari berbagai aspek antara lain : sumber bahan baku, transportasi, telekomunikasi, pemasaran produk, maka lokasi pabrik direncanakan di daerah Teluk Panji Kota Pinang, Sumatera Utara. Berdasarkan proses pembuatan asam oleat dan untuk penyempurnaan perancangan pabrik ini, maka diperlukan juga analisa ekonomi.
1.5 MANFAAT RANCANGAN Ada beberapa manfaat dan dampak positif yang dibutuhkan dari rancangan pabrik ini yaitu : 1. Manfaat bagi Pemerintah adalah untuk memenuhi kebutuhan asam oleat di Indonesia dan meningkatan Pendapatan Asli Daerah (PAD) dan menghemat devisa negara. 2. Manfaat bagi masyarakat adalah untuk menciptakan lapangan kerja sekaligus menurunkan laju pertumbuhan pengangguran di Indonesia. 3. Manfaat bagi institusi adalah menjadi suatu bahan penelitian dan pengembangan dalam riset untruk masa yang akan datang.
Universitas Sumatera Utara
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Salah satu dari golongan palem yang dapat menghasilkan asam oleat adalah kelapa sawit (Elaenisis guineensis jacq) yang terkenal terdiri dari beberapa varietas, yaitu termasuk dalam golongan subfamili cocoidese. Buah kelapa sawit terdiri dari kulit (evocarp), serabut (mesocarp), cangkang (endocarp), dan inti (kernel). Tanaman kelapa sawit di Indonesia terdapat di daerah Sumatera Utara, Aceh, Sumatera Barat, Lampung, Riau, Jawa Barat, dan Jambi (Mustafa Hadi, 2004).
2.1 Minyak Sawit Minyak kelapa sawit yang dihasilkan dari kulit kelapa sawit dinamakan
minyak sawit mentah (Crude Palm Oil). CPO ini mengandung sekitar 500-700 ppm karoten, dan merupakan bahan pangan terbesar. Minyak yang terdapat di alam dibagi menjadi tiga golongan yaitu minyak nabati (natural oil), minyak nabati (edible oil), dan minyak atsiri (volatile oil atau essensial oil). Minyak yang terdapat pada hewani disebut sterol (kolesterol) sedangkan pada tumbuhan (fitosterol) yang mengandung asam lemak jenuh, sehingga umumnya berbentuk cair. Minyak nabati dapat digolongkan menjadi tiga golongan yaitu (Bailey, 1989) : 1. Drying oil, yang akan membentuk lapisan keras bila mengering di udara
misalkan minyak yang dapat digunakan untuk cat dan pernik contoh minyak kemiri, jarak, dan lain-lain.
Universitas Sumatera Utara
2. Semi drying oil, dimana minyak akan membentuk lapisan jel bila mengering di udara. Seperti minyak jagung, biji kapas dan minyak bunga matahari.
3. Non-drying oil, dimana minyak tidak akan membentuk lapisan keras bila mengering di udara. Seperti minyak kelapa dan minyak tanah.
Sifat-sifat minyak kelapa sawit dipengaruhi oleh ikatan kimia unsur C dan jumlah atom C yang membangun asam lemak tersebut, sedangkan sifat-sifat fisik dipengaruhi oleh sifat-sifat kimianya. Minyak merupakan gliserida yang terdiri dari berbagai asam lemak, sedangkan titik cair gliserida tersebut tergantung pada kejenuhan asam. Semakin jenuh asam lemaknya semakin tinggi titik cair dari minyak sawit tersebut. Minyak sawit murni mempunyai titik cair 24,40C–400C dan komposisi CPO dan PKO dapat dilihat pada Tabel 2.1 di bawah ini.
Tabel 2.1 Komposisi minyak sawit mentah (CPO) dan minyak inti sawit (PKO)
As. Lemak Rumus Kimia
CPO (%) PKO (%)
As.Kaprilat CH3(CH2)6CO2H As.Kaproat CH3(CH2)8CO2H As.Laurat CH3(CH2)10CO2H As.Miristat CH3(CH2)12CO2H As.Palmitat CH3(CH2)14CO2H As.Stearat CH3(CH2)16CO2H As.Oleat CH3(CH2)7 CH=CH(CH2)7CO2H As.Linoleat CH3(CH2)4
=CHCH2CH=CH(CH2)7O2H
1,1-2,5 40-46 3,6-3,7 39-45 7,0-11
3,0-4,0 3,0-7,0 46-52 14-17 6,5-9,6 1,0-2,5 13-19 0,5-2,0
Universitas Sumatera Utara
Sumber : Ketaren, 1986
Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan asam oleat ini adalah dari
minyak sawit mentah, karena kelapa sawit dewasa ini sedang dibudidayakan
secara besar-besaran oleh pemerintah. Adapun sifat-sifat kimia dan fisika CPO
adalah sebagai berikut :
Sifat kimia
a. Bilangan iodin (mgI2/1000 gr) b. Bilangan penyabunan (mg KOH/gr)
= 52-54 = 198-205
c. Asam lemak bebas (%)
= 2,5-4,5
d. Kelembaban (%)
= 0,1
e. Pengaruh indeks pemutihan (%)
= 2,3-2,4
f. Bersifat hidrolisi
g. Tidak stabil pada suhu kamar
h. Mengandung zat warna alfa dan beta karotenoit (0,05-0,2%)
i. Kandungan karoten 297-313
Sifat Fisika
a. Specific gravity (250C/15,50C)
= 0,917-0,919
b. Density (gr/ml)
= 0,8910
c. Massa jenis
= 0,9
d. Indeks bias
=1,4565-1,0445
e. Berat molekul f. Melting point (0C) g. Boiling point (0C), P =10 mmHg
= 200,31 = 33-39 = 170
Universitas Sumatera Utara
Asam lemak adalah senyawa organik yang merupakan penyusun lemak dan minyak, baik nabati maupun hewani. Untuk mengkonversi atau mengubah minyak-minyak atau lemak dapat dilakukan dengan beberapa proses kimia seperti, hidrolisa, hidrogenasi, hidrolisa, alkalisasi, dan sulfonasi.
Asam oleat dapat dihasilkan dari fraksinasi asam lemak yang diperoleh dari proses pengubahan minyak menjadi asam lemak. Dalam hal ini proses yang digunakan adalah proses hidrolisa. Reaksi hidrolisa yang terjadi adalah :
Asam oleat dapat dihasilkan dari fraksinasi asam lemak yang diperoleh
dari hidrolisa lemak. Dalam industri asam oleat banyak digunakan sebagai surface
active, emulsifier, dan produk-produk kosmetika. Sifat-sifat fisika dan kimia asam
oleat adalah sebagai berikut:
Sifat Fisika
a. Berat molekul (kg/mol)
= 282,45
b. Spesifik gravity c. Melting point (0C)
= 0,895 = 16,3
Universitas Sumatera Utara
d. Boiling point (0C)
= 360
e. Tidak larut dalam air
f. Mudah terhidrogenasi
g. Merupakan asam lemak tak jenuh
h. Tidak berwarna
Sifat Kimia
a. Rumus molekul b. Bilangan asam
= C18H34O2 = 280,1
c. Larut dalam pelarut organik seperti alkohol
(Swern Daniel, 1982)
2.2 Proses Pembuatan Asam Oleat Pada prinsipnya pembuatan asam oleat dibagi menjadi tiga tahap, yaitu:
1. proses pemisahan gum (degumming) 2. proses hidrolisa minyak sawit mentah 3. proses fraksinasi asam lemak
2.2.1 Proses Pemisahan Gum (degumming) Pemisahan gum merupakan proses pemisahan getah atau lendir-lendir
yang terdiri dari fosfatida, protein, residu, karbohidrat, air, dan resin. Biasanya proses ini dilakukan dengan dehidrasi gum atau kotoran lain, supaya bahan tersebut lebih mudah dari minyak, kemudian diteruskan dengan proses pemusingan (centrifusi). Caranya adalah dengan memasukkan uap air panas ke
Universitas Sumatera Utara
dalam minyak disusul dengan pengaliran air dan selanjutnya disentrifusi sehingga bagian lendir terpisah dari air. Pada waktu proses sentrifusi berlangsung, ditambahkan bahan kimia yang dapat menyerap air misalnya asam mineral pekat atau garam dapur (NaCl). Suhu minyak pada waktu proses sentrifusi berpisah antara 32-500C, dan pada suhu tersebut kekentalan minyak akan berkurang sehingga gum mudah terpisah dari minyak (Ketaren,1986).
2.2.2 Proses Hidrolisa Minyak Sawit Mentah Minyak sawit mentah merupakan bahan baku pembuatan asam oleat
proses ini dihidrolisa dalam reaktor, hidrolisa biasa disebut dengan splitting dilakukan secara kontinu dan berlawanan arah pada temperatur dan tekanan tinggi, sehingga menghasilkan asam lemak dan gliserin yang berupa sweet water. Sistem berlawanan arah terjadi pada temperatur 2400C dan tekanan 47-49 atm (Bailey, 1964). Minyak dipompakan dari bagian menara kira-kira 90 cm dari atas menara, sedangkan air dialirkan melalui puncak menara. Perbandingan antara minyak dan air yang direaksikan adalah 40-50% berat minyak (Bailey, 1964). Minyak disemburkan menembus campuran gliserin yang terakumulasi di bagian bawah menara, selanjutnya menembus campuran air dan minyak sehingga mencapai hidrolisa yang sempurna. Sistem yang kontinu dan berlawanan arah dengan temperatur dan tekanan tinggi dan akan menghasilkan derajat hidrolisa yang tinggi. Keuntungan dari pemakaian proses hidrolisa ini adalah proses pemisahan asam lemak dengan gliserol lebih murni, sedangkan kerugiannya asam lemak yang dihidrolisa masih mengandung air dengan kandungan air yang cukup tinggi.
Universitas Sumatera Utara
2.2.3 Proses Fraksinasi Asam Lemak Untuk menghasilkan asam lemak dengan kemurnian yang tinggi (98%),
maka dilakukan fraksinasi asam lemak yang merupakan hasil hidrolisa minyak sawit mentah. Ada 4 jenis proses fraksinasi asam lemak, yaitu:
a. Fraksinasi kering adalah proses fraksinasi yang dilakukan berdasarkan pada berat molekul dan komposisi dari suatu material. Proses ini lebih murah dibandingkan dengan proses yang lain namun hasil kemurnian fraksinasinya kurang memberi mutu yang baik.
b. Proses fraksinasi basah (wet fracsination) Fraksinasi basah adalah proses fraksinasi menggunakan zat pembasah (wetting agent) atau disebut juga proses hydrophilization atau detergent proses. Hasil fraksinasi dari proses ini sama dengan proses fraksinasi kering.
c. Proses fraksinasi dengan menggunakan pelarut (solvent frakcination) adalah proses fraksinasi menggunakan pelarut misalnya aseton. Proses ini lebih mahal dibandingkan dengan proses fraksinasi lainnya, karena mengunakan bahan pelarut serta tingginya biaya produksi.
d. Proses fraksinasi dengan pengembunan (condensation fracsination) Proses fraksinasi ini merupakan proses fraksinasi yang didasarkan kepada titik didih dari suatu zat /bahan sehingga dihasilkan suatu produk dengan kemurnian yang tinggi. Fraksinasi pengembunan ini mempunyai biaya yang cukup tinggi, namun proses produksi lebih cepat dan kemurniannya lebih tinggi.
Universitas Sumatera Utara
Berdasarkan dari keuntungannya, maka pemisahan asam oleat dari rancangan ini menggunakan fraksinasi dengan proses penggembunan, karena produk asam oleat yang diinginkan lebih kurang 98%, sehingga asam oleat yang dihasilkan bersifat murni.
2.3 Deskripsi Proses Pembuatan Asam Oleat Dari Minyak Sawit Mentah 2.3.1 Tangki Bahan Baku Minyak Sawit mentah
Tangki bahan baku (T-101) ini dirancang dengan kapasitas 2000 ton/tahun. Tangki ini terbuat dari logam jenis Carbon steel. Titik beku dari CPO adalah 20-260C, maka temperatur dalam tangki adalah 350C lebih tinggi dari titik bekunya.
2.3.2 Proses Degumming Proses degumming adalah tahap yang meliputi proses penghilangan lendir
dan getah-getah dari bahan baku CPO. Bahan baku ini kemudian dipompakan ke heater (HE-101) dan dipanaskan hingga 800C. CPO yang dipanaskan didalam heater ini kemudian dialirkan ke separator (S-101) untuk proses penghilangan gum (lendir serta kotoran). Proses ini dilakukan dengan cara dehidrasi gum agar bahan tersebut lebih mudah terpisah dari CPO, kemudian dilanjutkan dengan proses pemusingan (sentrifusi). Caranya adalah dengan menambahkan air dari puncak menara separator ke dalam minyak dan selanjutnya disentrifusi sehingga bagian gum terpisah dari CPO.
Universitas Sumatera Utara
2.3.3 Proses Hidrolisa Splitter (SP-101) adalah tempat berlangsungnya proses hidrolisa minyak
sawit mentah. Reaksi hidrolisa minyak sawit mentah dapat dituliskan sebagai berikut :
CPO masuk pada temperatur 350C dari dasar menara, sedangkan air masuk dari bagian atas menara. Perbandingan air masuk adalah 40-50% berat dari lemak. Tekanan splitter 50-55 atm dengan temperatur 2250C dan reaksi berlangsung secara kontinu.
Pada Splitter terbentuk dua produk yaitu produk atas yang mempunyai titik didih rendah menghasilkan asam lemak, sedangkan produk bawah yang mempunyai titik didih tinggi akan menghasilkan gliserol. Asam lemak yang keluar dari splitter akan mengalir ke flash tank asam lemak pada tekanan 54 atm. Sedangkan gliserol yang keluar dari bawah mengalir ke flash tank gliserol pada tekanan yang sama (Bailey, 1982).
Universitas Sumatera Utara
2.3.4 Flash Tank Asam Lemak Produk yang keluar dari splitter, kemudian mengalir ke flash tank asam
lemak (FT-101). Pada splitter produk yang keluar pada tekanan sangat tinggi, maka pada flash tank tekanan tersebut diturunkan sehingga air menguap. Kondisi proses ini diekspansikan dari tekanan 54 atm menjadi 40 atm dan suhu 1000C. Komposisi yang keluar dari splitter adalah C14 = 2%; C16 = 4%; C18 = 4%; C18F1 = 4%; C18F2 = 8%; C18F3 = 1 maks (Dieekelmann dan Heisnz, 1998).
2.3.5 Kolom Fraksinasi I Pada Kolom fraksinasi I (KF-101) terjadi pemisahan asam lemak antara
fraksi berat dan fraksi ringan berdasarkan titik didih. Asam lemak yang berasal dari flash tank akan dipompakan ke kolom fraksinasi I kemudian dipanaskan pada suhu 2550C dan tekanan 1 atm. Pada kolom fraksinasi I ini dipisahkan asam lemak antara fraksi ringan yaitu C14, C16, H2O dan 10,46% C18 sebagai produk atas dan fraksi berat yaitu C18, C18F1, C18F2, C18F3 sebagai produk bawah. Produk atas sebagai fraksi ringan pada fase uap akan dikondensasikan pada condensor II (CD102) dan kemudian dipompakan ke tangki penyimpanan asam palmitat (T-102). Sedangkan produk bawah sebagai fraksi berat akan dipompakan ke kolom fraksinasi II untuk pemisah lanjutan dengan mendapatkan asam oleat.
2.3.6 Kolom Fraksinasi II Pada kolom fraksinasi II (KF-102) pemisahan lanjutan terjadi untuk
mendapatkan asam oleat sebagai fraksi ringan dan asam linoleat sebagai fraksi berat. Umpan dari bagian bawah fraksinasi I dipompakan ke kolom fraksinasi II
Universitas Sumatera Utara
kemudian dipanaskan pasa suhu 3700C dan tekanan 1 atm. Pada kolom fraksinasi II ini akan dipisahkan asam oleat sebagai fraksi ringan yaitu 1% C18, 98% C18F1 dan 1% C18F2 pada produk atas dan asam linoleat sebagai fraksi berat yaitu C18F1, C18F2, C18F3 pada produk bawah. Produk atas sebagai fraksi ringan pada fase uap dikondensasikan pada condensor III dan kemudian dipompakan ketangki penyimpanan asam oleat (T-103). Sedangkan produk bawah sebagai fraksi berat diturunkan suhunya menjadi 860C di cooler I dan kemudian dipompakan ke tangki penyimpanan asam linoleat (T-104). 2.3.7 Tangki Produk Asam Oleat
Asam oleat yang berbentuk cair dipompakan ke tangki produk (T-103). Tangki produk dirancang dengan temperatur lebih tinggi dari titik beku asam oleat yaitu 860C. Tangki asam oleat dirancang dari carbon steel yang tahan korosi. Asam oleat yang dihasilkan dari kolom fraksinasi II dengan kemurnian 98% siap dipasarkan untuk dapat diolah menjadi produk lain.
Universitas Sumatera Utara
BAB III NERACA MASSA
3.1 Kolom Fraksinasi II (KF-102)
Tabel 3.1 Neraca massa pada Kolom Fraksinasi II
Massa masuk
Massa Keluar
Komponen
(Kg/jam)
(Kg/jam)
Alur 14
Alur 15 Alur 16
C18 C18F1 C18F2 C18F3 Sub Total
2,777 279,976 53,922
6,611 343,286
2,777 272,221
2,777 -
27,775
7,755 51,145 6,611 65,511
Total
343,286
343,286
3.2 Kolom Fraksinasi I (KF-101) Tabel 3.2 Hasil Perhitungan neraca massa pada Kolom Fraksinasi I
Massa Masuk
Massa Keluar
Komponen
Kg/jam (Alur 11) Alur 13 Alur 14
C14 C16 C18 C18F1 C18F2 C18F3 H2O
Sub Total
12,771 274,591 25,543 279,976 53,922
6,611 1.593,444 2.246,858
12,771 274,591 22,766
1.593,444 1.903,572
2,777 279,976 53,922 6,611 343,286
TOTAL
2.246,858
2.246,858
Universitas Sumatera Utara
3.3. Flash Tank I (FT-101)
Tabel 3.3 Hasil Perhitungan neraca massa pada Flash Tank I
Massa masuk
Massa Keluar
Komponen
(Kg/jam) Alur 8 Alur 10 Alur 11
C14 C16 C18 C18F1 C18F2 C18F3 H2O Sub Total
12,771 274,591 25,543 279,976 53,922
6,611 1.701,034 2.354,448
107,59 107,59
12,771 274,591 25,543 279,976 53,922
6,611 1.593,444 2.246,858
TOTAL
2.354,448
2.354,448
3.4 Splitting (SP-101)
Tabel 3.4 Hasil Perhitungan neraca massa pada Splitting
Massa Masuk
Massa Keluar
Komponen
(Kg/jam)
(Kg/jam)
Alur 5 Alur 6 Alur 9 Alur 7
Alur 8
CPO
1.131,506
-
- 10,625
-
Gliserol
--
- 108,574
-
Asam Lemak
--
-
- 653,414
H2O Steam
76,942 421,825
-
- - 2.376,598
675,564 1.701,034 - 857,66
Sub Total 1.208,448 421,825 2.376,598 794,763 3.212,108
TOTAL
4.006,871
4.006,871
Universitas Sumatera Utara
3.5 Separator (S-101) Tabel 3.5 Hasil perhitungan neraca massa pada Seperator
Komponen
Massa Masuk (Kg/jam) Massa Keluar (Kg/jam)
Alur 2
Alur 3 Alur 4
Alur 5
CPO Impuritis H2O
Sub. Total
1.133,773 -
1.133,773
79,254 79,254
2,267 2,312 4,579
1.131,506 -
76,942 1.208,448
Total
1.213,027
1.213,027
3.6 Flash Tank II (FT-102)
Tabel 3.6 Hasil Perhitungan neraca massa pada Flash Tank II
Massa masuk
Massa Keluar
Komponen
(Kg/jam) Alur 7 Alur 20 Alur 21
Gliserol
108,574
- 108,574
CPO
10,625
- 10,625
H2O Sub Total
675,564 42,729 794,763 42,729
632,835 752,034
TOTAL
794,763
794,763
Universitas Sumatera Utara
BAB IV NERACA PANAS
4.1 Tangki CPO
Tabel 4.1 Hasil perhitungan neraca panas pada Tangki CPO
∫Komponen
M
Cp
35
Cp dt
Q1
(Kg/jam) (Kkal/Kg 0C) 25
(Kkal/jam)
CPO 1.133,773
0,52
5,2 5.895,619
4.1 Heater (HE-101)
Tabel 4.2 Hasil Perhitungan neraca panas pada Heater
Komponen Panas Masuk (kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)
CPO
5.895,619
32.425,9078
Steam
26.530,288
-
Total
32.425,9078
32.425,9078
4.2 Seperator (S-101)
Tabel 4.3 Hasil perhitungan neraca panas pada Seperator
Komponen Panas Masuk (kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)
CPO
32.425,9078
11.767,6624
H2O
396,27
1.538,84
Impuritis
- 19.515,6754
Total
32.822,1778
32.822,1778
4.3 Splitter (SP-101)
Tabel 4.4 Perhitungan neraca panas reaktan Splitter
Komponen Panas Masuk (kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)
Trigliserida
20.593,409
136.398,079
Gliserol
- 13.473,575
Universitas Sumatera Utara
C14 C16 C18 C18F1 C18F2 C18F3 H2O ∆HR 250C Steam
Total
120.889,974 245.232,918 386.716,301
1.675,479 42.911,472 3.901,479 41.202,450 8.545,136
981,156 138.407,975
-780,5 -
386.716,301
4.4 Flash Tank I (FT-101)
Tabel 4.5 Hasil Perhitungan neraca Panas Flash Tank I
Komponen Panas Masuk (kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)
C14 C16 C18 C18F1 C18F2 C18F3 H2O
TOTAL
1.703,6514 42.946,0324 3.936,1763 41.212,4672
8.061,339 1.049,1657 391.237,82 490.146,652
1.703,6514 42.946,0324 3.936,1763 41.212,4672
8.061,339 1.049,1657 391.237,82 490.146,652
4.5 Condensor I (CD-101)
Tabel 4.6 Hasil perhitungan neraca panas pada Condensor I
Komponen Panas Masuk (kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)
H2O Pendingin
10.221,05 -
2.151,8 8.069,25
Total
10.221,05
10.221,05
Universitas Sumatera Utara
4.6 Kolom Fraksinasi I (KF-101)
Tabel 4.7 Hasil perhitungan neraca panas pada Kolom Fraksinasi I
Komponen Panas Masuk (kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)
C14 C16 C18 C18F1
703,6821 17.738,5786 1.625,8119 17.022,5408
2.840,2704 59.146,9014
5.794,52 41.212,4672
C18F2
3.329,6835
8.061,339
C18F3 H2O
433,351 151.377,18
1.049,1657 526.625,274
Steam
452.499,1104
-
Total
644.729,9383
644.729,9383
4.7 Condensor II (CD-102)
Tabel 4.8 Hasil perhitungan neraca panas yang keluar dari Condensor II
Komponen Panas Masuk (kkal/jam)
Panas Keluar (kkal/jam)
C14
2.840,2704
407,3949
C16 C18 H2O Pendingin
59.146,9014 5.794,52
526.625,274 -
10.269,7782 941,2595 87.639,42
494.721,1775
Total
593.979,0301
593.979,0301
Universitas Sumatera Utara
4.8 Kolom Fraksinasi II (KF-102)
Tabel 4.9 Hasil perhitungan neraca panas pada Kolom Fraksinasi II
Komponen Panas Masuk (kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)
C18 C18F1 C18F2 C18F3 Steam
427,9357 41.212,4672
8.061,339 1.049,1657 41.208,6286
797,41 75.622,9938 12.253,0744 1.573,7485
-
Total
91.959,5362
91.959,5362
4.9 Condensor III (CD-103)
Tabel 4.10 Hasil perhitungan neraca panas pada Condensor III
Komponen Panas Masuk (kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)
C18 C18F1
797,4155 75.622,9938
113,4959 10.627,5078
C18F2 Pendingin
783,8082 -
110,108 66.353,1058
Total
77.204,2175
77.204,2175
4.10 Cooler I (C-101) Tabel 4.11 Hasil perhitungan neraca panas pada Cooler I
Komponen Panas Masuk (kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)
C18F1 C18F2 C18F3 Pendingin
1.712,304 11.469,2662 1.573,7485
-
302,7552 2.027,8992
278,2569 12.146,7074
Total
14.755,3187
14.755,3187
Universitas Sumatera Utara
4.11 Flash Tank II (FT-102)
Tabel 4.12 Hasil Perhitungan neraca Panas Flash Tank II
Komponen Panas Masuk (kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)
Gliserol
13.484,8908
13.484,8908
CPO
1.270,75
1.270,75
H2O
155.379,72
155.379,72
TOTAL
170.135,3608
170.135,3608
4.12 Condensor IV (CD-104)
Tabel 4.13 Hasil perhitungan neraca panas pada Condenser IV
Komponen Panas Masuk (kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)
H2O Pendingin
4.059,255 -
854,58 3.204,675
Total
4.059,255
4.059,255
4.13 Cooler II (C-102)
Tabel 4.14 Hasil perhitungan neraca panas pada Cooler II
Komponen Panas Masuk (kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)
Gliserol CPO H2O Pendingin
13.484,8908 1.270,75
151.320,465 -
1.172,5992 110,5
12.656,7 152.136,3066
Total
166.076,1058
166.178,1058
Universitas Sumatera Utara
BAB V
SPESIFIKASI PERALATAN
1. Tangki Penyimpanan CPO (T-101)
Fungsi
: Menyimpan bahan baku CPO.
Bentuk
: Silinder tegak dengan alas datar dan tutup ellipsoidal
Lama penyimpanan: 28 hari
Bahan konstruksi : Carbon steel, SA-283 Grade C
Jumlah Kapasitas
: 1 unit : 820,085 m3
Kondisi operasi : Kondisi ruang
Kondisi fisik :
Silinder
- Diameter
: 8,9663 m
- Tinggi
: 13,4494 m
- Tebal
: 1½ in
Tutup
- Diameter
: 8,9663 m
- Tinggi
: 2,2415 m
- Tebal
: 1½ in
2. Heater I (E-601) Fungsi
Jenis Jumlah Bahan konstruksi Diameter tube Jenis tube Panjang tube Pitch (PT)
: Menaikkan suhu umpan dari tangki CPO sebelum diumpankan ke Separator.
: 1-2 shell and tube exchanger : 1 unit : Carbon steel : 1 ½ in : 18 BWG : 20 ft : 17/8 in triangular pitch
Universitas Sumatera Utara
Jumlah tube Diameter shell
: 12 tube : 12 in
3. Separator
Fungsi
: Memisahkan CPO dari kotoran (gum).
Bentuk
: Bejana horizontal dengan tutup ellipsoidal.
Bahan konstruksi : Carbon steel, SA-283 Grade C
Jumlah Volume
: 1 unit : 1,9495 m3
Kondisi fisik :
- Diameter
: 1,2791 m
- Tinggi
: 1,9953 m
- Tebal
: 1¼ in
Waktu tinggal : 1,5 jam
4. Splitting
Fungsi
: Tempat mereaksikan CPO dengan air (proses hidrolisa)
Bentuk
: Silinder dengan tutup bawah ellips dan tutup datar.
Bahan konstruksi : Carbon steel, SA-283 Grade C
Jumlah Volume
: 1 unit : 17,8725 m3
Kondisi fisik :
- Diameter
: 2,631 m
- Tinggi
: 3,2887 m
- Tebal
: 1½ in
Waktu tinggal : 12 jam
5. Flash Tank I (FT-101)
Fungsi
: Menurunkan tekanan dan memisahkan air fasa uap dari hasil
keluaran splitting.
Bentuk
: Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal
Bahan konstruksi : Carbon steel, SA-283 Grade C
Universi