Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Kapasitas 100.000 kL/Tahun

PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN ETANOL DARI UBI KAYU DENGAN KAPASITAS 100.000 kL/TAHUN
SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia Oleh :
EDWIN FAUZI 080405095
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011
Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Syukur alhamdulillah penulis ucapkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Kapasitas 100.000 kL/Tahun. Tugas Akhir ini dikerjakan sebagai syarat untuk kelulusan dalam sidang sarjana.
Selama mengerjakan Tugas akhir ini penulis begitu banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini perkenankanlah Penulis berterima kasih kepada kedua Orang Tua Penulis atas doa, bimbingan dan materi yang diberikan hingga saat ini, juga kesempatan ini Penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Dr. Ir. Irvan, MSi sebagai Ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas
Teknik, Universitas Sumatera Utara. 2. Ibu Ir. Renita Manurung, MT sebagai Koordinator Tugas Akhir Departemen
Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. 3. Ibu Dr. Halimatuddahliana ST, M.Sc sebagai Dosen Pembimbing I yang telah
memberikan arahan selama menyelesaikan tugas akhir ini. 4. Ibu Farida Hanum ST, MT sebagai Dosen Pembimbing II yang telah memberikan
arahan selama menyelesaikan tugas akhir ini. 5. Seluruh Dosen Pengajar Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara yang telah memberikan ilmu kepada penulis selama menjalani studi. 6. Para pegawai administrasi Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan bantuan kepada penulis selama mengenyam pendidikan di Deparetemen Teknik Kimia. 7. Teman seperjuangan Rendy Ramadhan sebagai partner penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. 8. Teman-teman angkatan ’08 dan adik-adik junior stambuk ’09 dan ’10. 9. Seluruh Pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu namanya yang juga turut memberikan bantuan kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
Universitas Sumatera Utara

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan dan ketidaksempurnaan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya membangun demi kesempurnaan pada penulisan berikutnya. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Juli 2011 Penulis,
Edwin Fauzi 080405095
Universitas Sumatera Utara

INTISARI

Pra rancangan pabrik pembuatan etanol ini dilatarbelakangi karena

tersedianya bahan baku yang melimpah untuk memproduksi etanol dimana

kebutuhan dalam negeri yang belum mencukupi. Etanol diperoleh melalui reaksi

glukosa dengan saccharomyces cerevisiae di dalam fermentor pada kondisi anaerob pada suhu 30oC dengan penambahan nutrisi (NH4)2SO4 dan pH diatur menjadi 5

dengan penambahan H2SO4.

Pabrik pembuatan etanol ini direncanakan berproduksi dengan kapasitas

100.000 kL/tahun dengan masa kerja 330 hari dalam satu tahun. Lokasi pabrik

direncanakan di kota Luwuk Sulawesi Tengah persisnya di samping Sungai Lobu, dengan luas areal 7850 m2. Tenaga kerja yang dibutuhkan 147 orang dengan bentuk

badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang Direktur dengan

struktur organisasi sistem garis dan staf.

Hasil analisa ekonomi Pabrik Pembuatan Etanol ini adalah sebagai berikut:

 Modal Investasi

: Rp. 647.064.767.693,-

 Biaya Produksi

: Rp. 1.064.897.895.378,-

 Hasil Penjualan

: Rp. 1.222.949.998.512,-

 Laba Bersih

: Rp. 109.863.711.678,-

 Profit Margin

: 12,86 %

 Break Even Point

: 31,01 %

 Return on Investment

: 17 %

 Return on Network

: 28,3 %

 Pay Out Time

: 5,88 tahun

 Internal Rate of Return : 21,24 %

Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik Pembuatan Etanol dari Ubi Kayu ini layak untuk didirikan.

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
Hal KATA PENGANTAR........................................................................................ i INTISARI........................................................................................................... iii DAFTAR ISI ...................................................................................................... iv DAFTAR TABEL .............................................................................................. vii DAFTAR GAMBAR.......................................................................................... ix BAB I PENDAHULUAN............................................................................... I-1
1.1 Latar Belakang ............................................................................ I-1 1.2 Perumusan Masalah .................................................................... I-2 1.3 Tujuan Pra Rancangan Pabrik...................................................... I-2 1.3 Manfaat Pra Rancangan Pabrik.................................................... I-3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................... II-1 2.1 Ubi Kayu..................................................................................... II-1 2.2 Etanol ......................................................................................... II-2 2.3 Kegunaan Etanol ......................................................................... II-5 2.4 Deskripsi Proses .......................................................................... II-5 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 Ruangan Pengendali (Control Room)...........................................VI-4 6.3 Keselamatan Kerja ......................................................................VI-4 BAB VII UTILITAS ...................................................................................... .VII-1 7.1 Kebutuhan Uap (Steam) ............................................................ .VII-1 7.2 Kebutuhan Air........................................................................... .VII-2
7.2.1 Screening ........................................................................ .VII-4 7.2.2 Klarifikasi ....................................................................... .VII-4 7.2.3 Filtrasi............................................................................. .VII-5 7.2.4 Demineralisasi................................................................. .VII-6
Universitas Sumatera Utara

7.2.5 Deaerator ........................................................................ .VII-9 7.3 Kebutuhan Bahan Kimia ........................................................... .VII-9 7.4 Kebutuhan Bahan Listrik ....................................................... ....VII-9 7.5 Kebutuhan Bahan Bakar ......................................................... ....VII-10 7.6 Unit Pengolahan Limbah .......................................................... .VII-11 BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ..................................... VIII-1 8.1 Lokasi Pabrik ........................................................................... VIII-1 8.2 Lay Out Pabrik ......................................................................... VIII-4 BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN .................. IX-1 9.1 Organisasi Perusahaan ............................................................. IX-1
9.1.1 Bentuk Organisasi Garis .................................................. IX-2 9.1.2 Bentuk Organisasi Fungsional ......................................... IX-2 9.1.3 Bentuk Organisasi Garis dan Staf..................................... IX-3 9.1.4 Bentuk Organisasi Fungsional dan Staf............................ IX-3 9.2 Manajemen Perusahaan ............................................................ IX-3 9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha.................................................... IX-4 9.4 Uraian Tugas, Wewenang, dan Tanggung Jawab ..................... IX-6 9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) .......................... IX-6 9.4.2 Direktur ........................................................................... IX-6 9.4.3 Sekretaris......................................................................... IX-6 9.4.4 Manajer Pemasaran.......................................................... IX-6 9.4.5 Manajer Keuangan........................................................... IX-7 9.4.6 Manajer Personalia .......................................................... IX-7 9.4.7 Manajer Produksi............................................................. IX-7 9.4.8 Kepala Bagian Pembelian dan Penjualan ......................... IX-7 9.4.9 Kepala Bagian Pembukuan dan perpajakan...................... IX-7 9.4.10 Kepala Bagian Kepegawaian dan Humas ....................... IX-8 9.4.11 Kepala Bagian Mesin dan Listrik ................................... IX-8 9.4.12 Kepala Bagian Proses .................................................... IX-8
9.5 Sistem Kerja............................................................................. IX-8 9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan ............................... IX-10
Universitas Sumatera Utara

9.7 Sistem Penggajian .................................................................... IX-11 9.8 Kesejahteraan Karyawan .......................................................... IX-12 BAB X ANALISA EKONOMI...................................................................... X-1 10.1 Modal Investasi ........................................................................ X-1
10.1.1 Modal Investasi Tetap / Fixed Capital Investment (FCI) X-1 10.1.2 Modal Kerja / Working Capital (WC) ............................ X-3 10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC)............................ X-4 10.2.1 Biaya Tetap / Fixed Cost (FC) ...................................... X-4 10.2.2 Biaya Variabel (BV) / Variable Cost (VC) ..................... X-4 10.3 Total Penjualan (Total Sales).................................................... X-5 10.4 Bonus Perusahaan .................................................................... X-5 10.5 Perkiraan Rugi/Laba Perusahaan .............................................. X-5 10.6 Analisa Aspek Ekonomi ........................................................... X-5 10.6.1 Profit Margin (PM)........................................................ X-5 10.6.2 Break Even Point (BEP) ................................................ X-5 10.6.3 Return on Investment (ROI) ........................................... X-6 10.6.4 Pay Out Time (POT) ...................................................... X-7 10.6.5 Return on Network (RON) ............................................. X-7 10.6.6 Internal Rate of Return (IRR) ........................................ X-7 BAB XI KESIMPULAN ............................................................................... XI-1 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ................................. LA-1 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS................................... LB-1 LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN ............... LC-1 LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN
UTILITAS .......................................................................... LD-1 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI................................ LE-1
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
Hal Tabel 1.1 Data produksi Etanol dari Ubi Kayu secara Nasional ............................. I-2 Tabel 2.1 Komposisi unsur nutrisi ubi kayu (per 100 gram) ..................................II-1 Tabel 3.1 Neraca Massa Bak Pencuci (BP-01) .....................................................III-1 Tabel 3.2 Neraca Massa Tangki Pemasak (TP-01) ...............................................III-1 Tabel 3.3 Neraca Massa Fermentor (TF-01) .........................................................III-2 Tabel 3.4 Neraca Massa Rotary Drum Vacum Filter (RDVF-01) .........................III-2 Tabel 3.5 Neraca Massa Menara Destilasi (MD-01) ............................................III-3 Tabel 4.1 Neraca Panas Pada Tangki Pemasak (TP-01)....................................... IV-1 Tabel 4.2 Neraca Panas Pada Cooler (CO-01) .................................................... IV-1 Tabel 4.3 Neraca Panas Pada Fermentor (TF-01) ............................................... IV-1 Tabel 4.4 Neraca Panas Pada Kondensor (CD-01) .............................................. IV-2 Tabel 4.5 Neraca Panas Pada Reboiler (RB-01) .................................................. IV-2 Tabel 6.1 Daftar penggunaan instrumentasi pada pra rancangan pabrik pembuatan
etanol ................................................................................................. VI-3 Tabel 7.1 Kebutuhan Uap sebagai media pemanas ............................................. VII-1 Tabel 7.2 Kebutuhan Air Pendingin pada alat .................................................... VII-2 Tabel 7.3 Pemakaian Air untuk Berbagai kebutuhan .......................................... VII-3 Tabel 7.4 Sifat fisika Air Sungai Lobu ............................................................. VII- 3 Tabel 8.1 Perincian Luas Lokasi Pabrik ...........................................................VIII-8 Tabel 9.1 Jadwal Kerja Karyawan Shift ........................................................... IX-10 Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya................................................ IX-10 Tabel 9.3 Gaji Karyawan ................................................................................. IX-11 Tabel LA.1 Neraca Massa Bak Pencuci (BP-01) ............................................... LA-2 Tabel LA.2 Neraca Massa Tangki Pemasak (TP-01) ......................................... LA-3 Tabel LA.3 Neraca Massa Fermentor (TF-01) ................................................... LA-5 Tabel LA.4 Neraca Massa Rotary Drum Vacum Filter (RDVF-01) ................... LA-7 Tabel LA.5 Neraca Menara Destilasi (MD-01) .................................................. LA-8 Tabel LB.1 Neraca Panas Tangki Pemasak (TP-01) .......................................... LB-3
Universitas Sumatera Utara

Tabel LB.2 Neraca Panas Cooler (CO-01) .........................................................LB- 4 Tabel LB.3 Neraca Panas Fermentor (TF-01) .................................................... LB-7 Tabel LB.4.3 Neraca Energi Pada Kondensor (CD-01)......................................LB-10 Tabel LB.4.4 Neraca Energi Pada Reboiler (RB-01) ........................................LB-12 Tabel LC.1 Komposisi bahan pada alur Vd kolom Destilasi ............................LC-36 Tabel LC.2 Komposisi bahan pada alur Lb kolom Destilasi.............................LC-37 Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan dan Sarana Lainnya .............................LE-1 Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift ...................................................LE-3 Tabel LE.3 Daftar Harga Peralatan Proses ........................................................LE-6 Tabel LE.4 Daftar Harga Alat Utilitas ..............................................................LE-7 Tabel LE.5 Daftar Harga Peralatan yang Dibuat Di tempat ..............................LE-8 Tabel LE.6 Biaya Sarana Transportasi .............................................................LE-9 Tabel LE.7 Perincian Gaji Pegawai ................................................................LE-11 Tabel LE.8 Perincian Biaya Kas .....................................................................LE-13 Tabel LE.9 Perincian Modal Kerja ..................................................................LE-14 Tabel LE.10 Aturan depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No. 17 Tahun 2000
.....................................................................................................LE-16 Tabel LE.11 Perhitungan Biaya Depresiasi sesuai UU RI No. 17 Tahun 2000..LE-16 Tabel L.E 12 Data Perhitungan Internal Rate Of Return (IRR)..........................LE-25
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Hal

Gambar 2.1 Flowsheet Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etanol ........................II-7

Gambar 7.1 Flow Diagram Pengolahan limbah Pabrik .................................. VII-17

Gambar 8.1 Tata letak Pra-rancangan Pabrik Pembuatan Etanol................... VIII-10

Gambar 9.1 Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik Pembuatan Etanol............ IX-13

Gambar LD.1 Sketsa sebagian bar screen, satuan mm (dilihat dari atas) ........... LD-1

Gambar LD.2 Sketsa perancangan pengaduk.................................................. LD-15

Gambar LD.3 Sketsa perancangan sand filter ................................................. LD-30

Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Sebuah Tangki.........................................LE-5

Gambar LE.2 Skema Break Even Point Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Kapasitas

100.000 kL/tahun

............................................................. LE-25

Universitas Sumatera Utara

INTISARI

Pra rancangan pabrik pembuatan etanol ini dilatarbelakangi karena

tersedianya bahan baku yang melimpah untuk memproduksi etanol dimana

kebutuhan dalam negeri yang belum mencukupi. Etanol diperoleh melalui reaksi

glukosa dengan saccharomyces cerevisiae di dalam fermentor pada kondisi anaerob pada suhu 30oC dengan penambahan nutrisi (NH4)2SO4 dan pH diatur menjadi 5

dengan penambahan H2SO4.

Pabrik pembuatan etanol ini direncanakan berproduksi dengan kapasitas

100.000 kL/tahun dengan masa kerja 330 hari dalam satu tahun. Lokasi pabrik

direncanakan di kota Luwuk Sulawesi Tengah persisnya di samping Sungai Lobu, dengan luas areal 7850 m2. Tenaga kerja yang dibutuhkan 147 orang dengan bentuk

badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang Direktur dengan

struktur organisasi sistem garis dan staf.

Hasil analisa ekonomi Pabrik Pembuatan Etanol ini adalah sebagai berikut:

 Modal Investasi

: Rp. 647.064.767.693,-

 Biaya Produksi

: Rp. 1.064.897.895.378,-

 Hasil Penjualan

: Rp. 1.222.949.998.512,-

 Laba Bersih

: Rp. 109.863.711.678,-

 Profit Margin

: 12,86 %

 Break Even Point

: 31,01 %

 Return on Investment

: 17 %

 Return on Network

: 28,3 %

 Pay Out Time

: 5,88 tahun

 Internal Rate of Return : 21,24 %

Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik Pembuatan Etanol dari Ubi Kayu ini layak untuk didirikan.

Universitas Sumatera Utara

BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masa depan tanaman ubi kayu akan semakin baik. Perhatian yang diberikan
kepada tanaman ini terutama oleh para ahli ekonomi, pangan, pakan, dan penduduk semakin meningkat dari tahun ketahun. Bersamaan dengan hal tersebut, semakin meningkat pula aktivitas-aktivitas industri pengolahan dengan ubi kayu sebagai bahan baku utamanya. Diantara usaha-usaha industri tersebut dapat disebutkan : pabrik-pabrik sirup glukosa, alkohol, asam sitrat, dan lain-lain.
Etanol (etil alkohol) telah dikenal orang sejak awal peradaban manusia. Secara tidak sengaja bahan ini dihasilkan dari peragian spontan bahan-bahan yang mengandung gula, dan berangsur-angsur orang berusaha mengendalikan peragian tersebut sehingga diperoleh alkohol. Cara memisahkan alkohol pertama kali dilakukan oleh bangsa Mesir, kemudian oleh orang Arab dikembangkan dengan “seni” destilasi antara abad ke-7 dan ke-12 masehi (Anonim, 2010).
Meskipun pengetahuan tentang alkohol dan bagaimana cara memisahkannya sudah lama sekali berkembang, namun perkembangan teknologi dan peralatannya ternyata sangat lambat. Baru pada tahun 1808 untuk pertama kalinya dibangun pabrik penyulingan dengan sistem kontinyu di Prancis oleh Cellier dan Blumenthal. Sedangkan pembuatan etanol dengan bahan baku ubi kayu telah dikembangkan di Brazil antara tahun 1932-1945 dengan mendirikan tiga pabrik (Anonim, 2011).
Etanol merupakan salah satu produk dengan proses penyulingan, berupa cairan yang mempunyai warna jernih dengan bau khas alkohol. Dalam kehidupan sehari-hari yang dimaksud dengan alkohol adalah Ethyl Alkohol atau Etanol dengan rumus molekul C2H5OH yang banyak dibutuhkan dibidang farmasi kedokteran, kosmetik, bumbu rokok dan minuman juga digunakan sebagai bahan bakar. Sebelum dimanfaatkan sebagai bahan bakar, Etanol hasil destilasi tersebut terlebih dahulu didehidrasi secara kimia. Kegunaan dibidang industri antara lain sebagai solvent, baik itu zat organik maupun zat anorganik.
Produksi ubi kayu mempunyai pangsa pasar yang relatif besar di dalam dan luar negeri. Hal ini dapat dibuktikan bahwa pada tahun 2009 tepatnya Palu, Sulawesi Tengah mampu menghasilkan ubi kayu sebesar 10135 ton. Di Indonesia etanol
Universitas Sumatera Utara

memeiliki pangsa pasar yang cukup besar karena memiliki banyak manfaat. Untuk sekarang ini produksi etanol di Indonesia cukup tinggi, seperti yang terlihat pada Tabel 1.1 berikut :

Tabel 1.1 Data Produksi Etanol dari Ubi Kayu Secara Nasional

No Tahun Produksi (kL/tahun )

1 2003

71.099

2 2004

82.947

3 2005

85.338

4 2006

86.242

5 2007

91.735

6 2008

100.638

Sumber : BPS Indonesia, 2010

Dari data tersebut memperlihatkan terjadinya peningkatan dari tahun ke tahun pada produksi etanol.

1.2 Perumusan Masalah
Sehubungan dengan meningkatnya produksi ubi kayu serta tingginya kebutuhan akan etanol setiap tahun, maka diperlukan suatu usaha untuk memanfaatkan etanol tersebut dengan mendirikan pabrik etanol. Indonesia memiliki peluang untuk memproduksi etanol dalam pemenuhan kebutuhan dalam negeri. Untuk tujuan tersebut, maka perlu adanya pra-rancangan pabrik etanol dari ubi kayu.

1.3 Tujuan Pra Rancangan Pabrik Tujuan pra rancangan pabrik pembuatan etanol dari ubi kayu adalah untuk
menerapkan disiplin ilmu teknik kimia, khususnya dibidang prarancangan, proses, operasi teknik kimia dan evaluasi ekonomi pabrik sehingga akan memberikan gambaran kelayakan pra rancangan pabrik pembuatan etanol.

1.4 Manfaat Pra Rancangan Pabrik Pra rancangan pabrik etanol dapat bermanfaat untuk informasi awal bagi para
investor yang akan mendirikan pabrik tersebut. Karena dengan adanya pabrik tersebut, dapat mengurangi tingkat impor Indonesia terhadap etanol. Disamping itu,

Universitas Sumatera Utara

juga untuk memanfaatkan sumber daya alam Indonesia dan memberikan nilai tambah pada bahan baku. Manfaat lain yang ingin dicapai dengan didirikannya pabrik ini adalah akan terbukanya lapangan kerja dan memacu rakyat untuk meningkatkan produksi dalam negeri yang pada akhirnya akan meningkatkan kesejahteraan rakyat.
Universitas Sumatera Utara

2.1 Ubi Kayu

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Pada pra rancangan pabrik ini bahan baku yang digunakan adalah ubi kayu.

Ubi kayu (Manihot Esculenta Crant) termasuk dalam kelas Eupharbiaceace, dapat

ditanam pada daerah tropis dan tumbuh di dataran rendah sampai ketinggian 1,5 km

diatas permukaan laut.

Keistimewaan ubi kayu ialah karena dapat tumbuh pada daerah-daerah

yang curah hujannya rendah dan penyebarannya tidak merata. Bahkan dapat tumbuh

pada daerah yang berpasir kecuali pada tanah yang dangkal dan berbatu. Pada tanah

yang mempunyai kesuburan tinggi akan tumbuh dengan subur, namun demikian

sangat ditentukan oleh keseimbangan unsur hara dalam tanah.

Varietas ubi kayu yang sering ditanam di Sulawesi Tengah adalah (Nursinta,2009) :

- Adira 1, yang banyak digunakan sebagai konsumsi rumah tangga.

- Valensa, selain untuk dikonsumsi juga dijadikan gaplek.

- Gading, sama dengan valensa selain untuk dikonsumsi juga dijadikan gaplek.

Komposisi yang terkandung dalam ubi kayu dapat dilihat dalam tabel berikut :

Tabel 2.1 Komposisi unsur nutrisi ubi kayu (per 100 gram)

No Senyawa

Kadar

1 Air

62,5 gram

2 Niasin

6 mg

3 Thiamin

0,6 mg

4 Vitamin C

30 mg

5 Besi

0,7 mg

6 Kalsium

33,0 mg

7 Lemak

0,3 gram

8 Protein

1,2 gram

9 Karbohidrat

34,7 gram

10 Energi

146,00 kal

Sumber : Tjokroadikoesoemo, 1985

Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa ubi kayu mempunyai komposisi

Universitas Sumatera Utara

kimia yang terpenting yaitu : tapioka sebesar 25,20 %, air 51,40 % dan ampas sekitar

23,40% (Anonim, 2009).

2.2 Etanol

Etanol dapat dipandang sebagai derivarat yang mempunyai gugus OH atau

air yang salah satu atom H-nya diganti oleh alkali

CnH2n +1(OH) Alkali

CnH2n+1(OH) Alkohol

Dalam pengertian sehari-hari yang dikenal sebagai alkohol adalah etanol

atau etil alkohol ( C2H5OH)

Dalam industri umumnya dikenal cara pembuatan etanol yakni (Nursinta, 2009) :

1. Pembuatan etanol secara sintesa

2. Pembuatan etanol secara fermentasi zat-zat yang mengandung gula

a. Pembuatan etanol secara sintesa

Pada cara ini dikenal beberapa proses, yaitu :

1. Hidrolisa alkil halogenida

Reaksi : Rx + NOH

R (OH) + HX

Reaksi ini dapat terjadi jika RX senyawa tersier

CH3 Reaksi : CH3 – C – Cl + NOH

CH3 CH3 – C – OH + HCl

CH3 CH3

Karena reaksi menghasilkan asam, maka agar reaksi berjalan baik ke kanan

maka harus diberi basa. Tetapi reaksi dengan pengaruh basa kuat akan

menjadi oletin, jadi tidak akan terdapat etanol. Hanya satu macam basa yang

dapat dipakai, dalam hal ini AgOH.

Reaksi : R – CH2 – X + AgOH

R – CH2OH + AgX

Tetapi senyawa pereaksi ini mahal, sehingga reaksinya tidak banyak dipakai.

2.Hidrasi alkena Reaksi : – C = C – + H2SO4
– C – C – + H2O H OSO3H

–C–C– H HOSO3 – C – C – + HOSO3H H OH

Universitas Sumatera Utara

Alkohol

Pada suhu rendah, etanol mudah bereaksi dengan H2SO4 (Nursinta, 2009) 3.Reduksi senyawa karbonil

Gugus karbonil : C = O ini terdapat dalam : aldehid dan keton asam organik,

ester.

1) R – C = O + H2 H

R – CH2 – OH

Aldehid

Alkohol primer

Atau : CH3 – C = O + H2 H

CH3 – CH2 – OH

2) R – C = O + H2 R1

R – CH – OH R1

Keton

Alkohol sekunder

Atau : C2H5 – C = O + CH2

C2H5 – CH – OH

CH3 CH3

b. Pembuatan etanol secara fermentasi dari zat-zat yang mengandung gula

(Nursinta, 2009)

Fermentasi adalah peristiwa perubahan kimia atau peruraian yang terjadi

dalam bahan-bahan organik, yang disebabkan oleh kegiatan mikroba

(mikroorganik).

Menurut Gay Lusac, secara sederhana proses fermentasi alkohol dari bahan

baku yang mengandung gula (glukosa) dapat dilukiskan dalam reaksi seperti

berikut :

C6H12O6

2CO2 + 2C2H5OH

Bahan dasar untuk membuat etanol dapat dibagi menjadi tiga tipe :

• Bahan baku mengandung sukrosa antara lain : gula tebu, gula diet, molases

(tetes tebu) dan cairan buah.

• Bahan dasar mengandung pati antara lain :

1. Padi-padian : jagung, gandum, beras dan ubi kayu

2. Ubi-ubian : kentang, ketela rambat dan ubi kayu

• Bahan dasar yang mengandung selulosa antara lain : kayu, sulfite waster

liquor

Universitas Sumatera Utara

Pada intinya bahan dasar yang dipilih yang paling murah, mudah didapat dan cukup tersedia. Proses fermentasi ketiga bahan baku tersebut pada prinsipnya sama, hanya berbeda pada proses pendahuluan. Faktor-faktor yang berpengaruh dalam proses fermentasi antara lain (Nursinta,2009) : 1. Pembuatan bahan fermentasi
Konsentrasi gula yang baik berkisar antara 14 – 18 %, sehingga konsentrasi larutan gula diatur sekitar 14 %. Karena bila kadar gula tinggi atau melebihi akan menghambat proses fermentasi alkohol. Waktu fermentasi dapat berlangsung selama 36 – 48 jam. Kadang dalam ruang fermentasi masih terdapat gula sisa dan ini dapat difermentasi kembali. Namun jika kadar gula yang sisa rendah maka dapat menyebabkan proses kurang efisien karena kerugian ruang fermentasi, sehingga menyebabkan biaya produksi meningkat. Kadar gula yang umum digunakan adalah 17%. 2. Penambahan nutrien Bahan makanan yang perlu ditambahkan adalah nitrogen dalam bentuk natrium sulfat. Penambahan ini sangat tergantung pada jumlah atau kadar bahan dasar dalam larutan gula. 3. Suhu fermentor Selama fermentasi berlangsung suhu harus berada pada suhu optimum yakni sekitar 30 – 33oC, jika suhu lebih rendah hasil etanol akan rendah. Kalau suhu lebih tinggi banyak etanol akan menguap. 4. Waktur fermentasi Waktu fermentasi tergantung dari suhu, konsentrasi gula, mikroba, inhibitor dan pH waktu yang direkomendasikan adalah berkisar antara 48 - 60 jam. Sebagai indikator bahwa proses fermentasi telah berakhir adalah dengan gas CO2 yang keluar, sedangkan kadar gulanya dapat diketahui dengan analisa kadar gulanya. c. Sifat-sifat etanol Beberapa sifat etanol adalah sebagai berikut : • Berbentuk zat cair berwarna seperti air dan dapat bercampur dengan air dalam semua perbandingan. Pada campuran etanol dan air, maka terjadi konstraksi
Universitas Sumatera Utara

dimana volume campuran lebih kecil dari pada jumlah volume komponennya

(Wikipedia, 2010).

• Mudah terbakar dengan warna nyala biru.

• Mempunyai bau yang menusuk.

• Lebih mudah menguap bila dibandingkan dengan air.

• Merupakan zat pelarut yang baik untuk kebanyakan senyawa organik.

• Berat molekul : 46

• Specific gravity 1,60 – 1,80 etanol 96 %. • Kekentalan pada 200C : 0,0122 poise.

2.3 Kegunaan Etanol

Beberapa kegunaan dari etanol sebagai berikut :

1 Di dalam laboratorium maupun didalam teknik, etanol dipakai sebagai zat

pelarut, bahan pembakar atau zat asal untuk pembuatan preparat fermentasi

dan sebagainya.

2 Dalam dunia kesehatan etanol dipakai sebagai desinfektan

2.4 Deskripsi Proses

Bahan baku ubi kayu diangkut dari gudang menggunakan belt conveyor (

BC-01), ke bak pencucian (BP-01). Kemudian ubi kayu yang telah bersih tersebut

diangkut menggunakan Belt Conveyor ( BC-02 ) ke Crusher (CR) untuk dihancurkan

dengan ukuran 45-50 mm. Selanjutnya dengan menggunakan Screw Conveyor ( SC-

01) ke Raw Mill (RM) untuk dihaluskan kembali dengan ukuran produk keluar Raw

Mill mempunyai kehalusan 170 mesh, kemudian diangkut dengan menggunakan screw conveyor (SC-02) ke tangki pemasak (TP-01). Pemasakan pada suhu 90oC

bertujuan membebaskan butir-butir pati yang masih terikat pada senyawa-senyawa

lignoselulosa dari umbi.

Dalam proses pemasakan, butir-butir tersebut mengembang karena

mengabsorbsi air, selanjutnya terpisah dan membentuk seperti bubur yang

mengandung glukosa 14 % dengan reaksi sebagai berikut :

(C6H10O5)n + n H2O (pati)

nC6H12O6 (glukosa 14 %)

Bubur hasil pemasakan kemudian dipompa menuju Cooler (CO-01) yang bertujuan untuk menurunkan suhu hingga 300C, selanjutnya bubur kemudian

Universitas Sumatera Utara

dimasukkan ke dalam tangki Fermentor (TF-01) dimana terjadi proses fermentasi yaitu untuk mengubah glukosa menjadi etanol dengan menggunakan saccharomyces cerevisiae, bahan nutrisi yang digunakan pada fermentasi adalah (NH4)2SO4 dan pH diatur menjadi 5 dengan penambahan H2SO4. Untuk terjadinya fermentasi alkohol, maka dibutuhkan kondisi anaerob untuk mengubah ubi kayu menjadi alkohol dan menghasilkan produk berupa etanol, CO2 dan air. Pada proses fermentasi ini diperlukan temperatur 30oC dengan reaksi sebagai berikut :

(C6H12O6) 

2 C2H5OH + 2 CO2

saccharomyces cerevisiae

(glukosa)

(etanol)

Hasil fermentasi tersebut diangkut ke Rotary Drum Vakum Filter (RDVF-01) dengan temperatur 30oC dan tekanan 1 atm yang bertujuan untuk pemisahan campuran etanol dan air dari endapan berupa ampas dan saccharomyces cerevisiae, dimana ampas dan saccharomyces cerevisiae tersebut dimasukkan ke dalam bak penampungan ampas (BP-02).
Kemudian etanol dan air dialirkan masuk ke dalam kolom destilasi (MD-01), untuk memisahkan etanol. Titik didih etanol murni adalah 78oC sedangkan air adalah 100oC (kondisi standar). Produk bawah dialirkan kembali melalui reboiler (RB-01) yang berupa etanol dan air untuk digunakan kembali pada proses destilasi, sedangkan produk atas yang melalui unit kondensasi (CD-01) akan dihasilkan etanol dengan konsentrasi 96 % dan dimasukkan ke dalam tangki penampungan produk (TP-04) dan hasil bawah pada proses destilasi yang tidak mengandung alkohol dan air dialirkan ke UPL (Unit Pengolahan Limbah).

Universitas Sumatera Utara

STEAM AIR PRNDINGIN
AIR PROSES
Cassava G-01

2 4 SC-02

BC-01 1

FC

BC-02

3 CR-01

RM SC-01

5
TP-01 P-01

BP-01

AIR BEKAS AIR KONDESAT

3

TP-03 7

PO-03

TP-04

PH control

12 PO-05

TC

TP-02 TC

8 11

CD-01 TC

P-02 6
CO-01

UPL

TP-05

TF-01

9

PO-04

RDVF

MD-01

13

10

RB-01 PO-06

BP-02

Li
TP-06
Li

Universitas Sumatera Utara

BAB III

NERACA MASSA

Hasil perhitungan neraca massa pada proses pembuatan etanol dengan

kapasitas produksi 100.000 kL/tahun adalah sebagai berikut :

Basis perhitungan : 1 jam operasi

Waktu kerja pertahun : 330 hari

Satuan operasi

: kg/jam

Kapasitas per jam : 9962,1212 kg/jam

3.1 Bak Pencuci (BP-01)

Tabel 3.1 Neraca Massa Bak Pencuci (BP-01)

Komponen
Glukosa Pati Air Ampas Kotoran
Total

Masuk (kg/jam)

Alur 1 Alur 2

4260,48

-

3355,128

-

2582,916

13314

3115,476

-

13,314

-

13327,314

13314

26641,314

Keluar (kg/jam)

Alur 3

Alur 4

- 4260,48

- 3355,128

13314

2582,916

- 3115,476

13,314

-

13327,314

13314

26641,314

3.2 Tangki Pemasak (TP-01)

Tabel 3.2 Neraca Massa Tangki Pemasak (TP-01)

Komponen
Pati Glukosa Air Ampas
Total

Masuk (kg/jam)

Alur 4

Alur 5

3355,128

-

4260,48

-

2582,916

26628

3115,476

-

13314

26628

39942

Keluar (kg/jam)
Alur 6 3355,128 4260,48 29210,916 3115,476 39942
39942

Universitas Sumatera Utara

3.3 Fermentor (TF-01)

Tabel 3.3 Neraca Massa Fermentor (TF-01)

Komponen
Glukosa Air Pati Ampas Etanol CO2 Saccharomyces Cerevisae (NH4)2SO4 H2SO4
Total

Masuk (kg/jam)

Alur 6 Alur 7

4260,48

-

29210,916

-

3355,128

-

3115,476

-

--

--

Keluar (kg/jam)

Alur 8

Alur 9

- 42,6048

- 28894,0428

- 503,2692

- 3115,476

- 3919,6416

1874,6112

-

- 1673,5698 - 133,885 - 133,885 39942 1941,3398 41883,3398

- 1941,3398 --1874,6112 40008,7286 41883,3398

3.4 Rotary Drum Vacum Filter (RDVF-01)

Tabel 3.4 Neraca Massa Rotary Drum Vacum Filter (RDVF-01)

Komponen
Glukosa Etanol Air Pati Ampas Saccharomyces Cerevisae
Total

Masuk (kg/jam) Alur 9
42,6048 3919,6416 28894,0428
503,2692 3115,476
1941,3398 38416,3736 38416,3736

Keluar (kg/jam)

Alur 10 -
2889,40428 -
3115,476

Alur 11 42,6048
3919,6416 26004,638 503,2692
-

1941,3398

-

7946,22

30470,1536

38416,3736

Universitas Sumatera Utara

3.5 Menara Destilasi (MD-01)

Tabel 3.5 Neraca Menara Destilasi (MD-01)

Komponen
Glukosa Etanol Air Pati
Total

Masuk (kg/jam)
Alur 11 42,6048
3919,6416 26004,638 503,2692 30470,1536 30470,1536

Keluar (kg/jam)

Alur 12

Alur 13

- 42,6048

3762,855

156,7866

156,7866

26351,1206

3919,6416

26550,512

30470,1536

Universitas Sumatera Utara

BAB IV NERACA PANAS

Basis Perhitungan Satuan operasi Temperatur basis

: 1 jam operasi : kJ/jam : 25 oC

4.1 Tangki Pemasak (TP-01)

Tabel 4.1 Neraca Panas Pada Tangki Pemasak (TP-01)

Masuk (kJ/jam)

Keluar (kJ/jam)

Qin QSteam

= 88576,71 = 2793740,528

Qout

= 2882317,238

Total

= 2882317,238 Total

= 2882317,238

4.2 Cooler (CO-01)

Tabel 4.2 Neraca Panas Pada Cooler (CO-01)

Masuk (kJ / jam)

Keluar (kJ / jam)

Qin = 2882317,238 Qout Qs

= 88686,684 = 2793630,554

Total

= 2882317,238 Total

= 2882317,238

4.3 Fermentor (TF-01)

Tabel 4.3 Neraca Panas Pada Fermentor (TF-01)

No. Komponen

Masuk (kJ/jam)

Keluar (kJ/jam)

1. Pati 2. Etanol 3. Glukosa 4. Air 5. Ampas 6. CO2
Jumlah

30867,1776 -
15976,8 146054,58 28818,153
-
221716,7106

4630,076 17050,44 159,768 144470,214 28818,153 17808,806
212937,457

6. Panas reaksi 25oC 7. Panas diserap air pendingin
Total

15631,858 -
237348,568

24411,111 237348,568

Universitas Sumatera Utara

4.4 Menara Destilasi (MD-01) 4.3.1 Kondensor ( CD-01 )

Tabel 4.4 Neraca Panas Pada Kondensor (CD-01) Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)

Umpan

4081344,515

-

Produk

- 3515893,182

Air pendingin

- 565451,333

Total

4081344,515

4081344,515

4.3.2 Reboiler (RB-01)

Tabel LB.4.5 Neraca Panas Pada Reboiler (RB-01)

Masuk (kJ/jam)

Keluar (kJ/jam)

Umpan

65521624,97

-

Produk

- 67759925,23

Steam

2238300,262

-

Total

67759925,23

67759925,23

Universitas Sumatera Utara

BAB V SPESIFIKASI PERALATAN

5.1 Gudang (G-111)

Fungsi

: Tempat untuk menyimpan bahan baku ubi kayu.

Bentuk

: Prisma tegak segi empat.

Bahan konstruksi Data kondisi operasi

: Dinding beton dan atap seng. : - Temperatur : 30 oC

- Tekanan : 1 atm

Laju alir massa

= 13314 kg/jam

Kondisi fisik

:

Tinggi gudang = 4,792797 m

Panjang gudang = 2t = 2 x 4,792797 m = 9,5855 m

Lebar gudang = Panjang gudang = 9,5855 m

5.2 Belt Conveyor (BC – 01)

Fungsi

: Mengangkat ubi kayu dari gudang ke bak pencucian

Jenis

: Flat Belt on Continous Flow

Bahan konstruksi Kondisi Operasi

: Carbon Steel : 30 oC ; 1 atm

Laju alir bahan baku

: 11981 kg/jam

Jumlah alat

: 1 (satu) buah

Kondisi operasi

:

- Temperatur : 30 °C

- Tekanan

: 1 atm

Kondisi fisik

:

1. Lebar Belt 2. Luas Area

= 14 in = 35 cm = 0,11 ft2 = 0,010 m2

3. Kecepatan Belt normal

= 200 ft/menit = 61 m/menit

4. Kecepatan Belt maksimum = 300 ft/menit = 91 m/menit

5. Belt Plies minimum

=3

Universitas Sumatera Utara

6. Belt Plies maksimum 7. Kecepatan Belt 8. Daya motor yang digunakan

=5 = 100 ft/menit = 30,5 m/menit = 2 Hp

5.3 Bak Pencuci (BP – 01)

Fungsi

: Untuk mencuci ubi kayu dengan air

Type

: Bak persegi empat

Laju alir bahan baku : 13314 kg/jam

Ukuran Bak pencuci :

Tinggi (T)

= 4m

L (lebar)

= 3,49 m

P (panjang)

= 5,235 m

5.4 Belt Conveyor (BC – 02)

Fungsi

: Mengangkat ubi kayu dari bak pencuci ke crusher

Jenis

: Flat Belt on Continous Flow

Bahan konstruksi Kondisi Operasi

: Carbon Steel : 30 oC ; 1 atm

Laju alir bahan baku

: 11981 kg/jam

Jumlah alat

: 1 (satu) buah

Kondisi operasi

:

- Temperatur : 30 °C

- Tekanan

: 1 atm

Kondisi fisik

:

1. Lebar Belt 2. Luas Area

= 14 in = 35 cm = 0,11 ft2 = 0,010 m2

3. Kecepatan Belt normal

= 200 ft/menit = 61 m/menit

4. Kecepatan Belt maksimum = 300 ft/menit = 91 m/menit

5. Belt Plies minimum

=3

6. Belt Plies maksimum

=5

7. Kecepatan Belt

= 100 ft/menit = 30,5 m/menit

8. Daya motor yang digunakan = 2 Hp

Universitas Sumatera Utara

5.5 Crusher

Fungsi

: Sebagai alat untuk memotong atau memperkecil

ukuran ubi kayu.

Jenis Kondisi operasi

: Rotary knife cutter : 30 oC ; 1 atm

Laju alir bahan baku : 13314 kg/jam

Jumlah alat

: 1 (satu) buah

Kondisi operasi :

- Temperatur : 25 °C

- Tekanan : 1 atm

Kondisi fisik :

Panjang pisau

= 21 cm

Bahan konstruksi

= Stainless steel

Kecepatan putaran

= 920 rpm

Power

= 5 Hp

Jumlah cutter

= 5 buah

5.6 Screw Conveyor (SC – 01)

Fungsi

: Sebagai alat pengangkut ubi kayu menuju raw mill.

Jenis

: Rotary Vane Feeder

Bahan konstruksi Kondisi operasi

: Carbon Steel : 30 oC ; 1 atm

Laju alir bahan baku : 13314 kg/jam

Spesifikasi :

1. Diameter Flight

= 12 in

= 30,48 cm

2. Diameter Pipa

= 2 1/2 in = 6,25 cm

3. Diameter Shaft

= 2 in

= 5 cm

4. Hanger Center

= 12 ft

= 3,6576 m

5. Kecepatan Putaran

= 60 rpm

6. Diameter bagian umpan

= 10 in

7. Panjang screw conveyor

= 75 ft

8. Daya motor yang digunakan = 5,63 Hp

Universitas Sumatera Utara

5.7 Raw Mill

Fungsi

: Menggiling ubi kayu menjadi halus

Berdasarkan Tabel 12.6 Walas, 1988 diperoleh ukuran Raw Mill sebagai berikut :

- Kapasits kerja = 13314 kg/jam

- Panjang

= 3 ft

- Lebar

= 2 ft

- Ball load

= 1000 lb

- Kecepatan

= 33 rpm

- Power motor = 7,5 Hp

5.8 Screw Conveyor (SC – 02)

Fungsi

: Sebagai alat pengangkut ubi kayu menuju tangki

pemasak.

Jenis

: Rotary Vane Feeder

Bahan konstruksi Kondisi operasi

: Carbon Steel : 30 oC ; 1 atm

Laju alir bahan baku : 11981 kg/jam

Jumlah alat

: 1 (satu) buah

Spesifikasi :

1. Diameter Flight

= 12 in

= 30,48 cm

2. Diameter Pipa

= 2 1/2 in = 6,25 cm

3. Diameter Shaft

= 2 in

= 5 cm

4. Hanger Center

= 12 ft

= 3,6576 m

5. Kecepatan Putaran

= 60 rpm

6. Diameter bagian umpan

= 10 in

7. Panjang screw conveyor

= 75 ft

8. Daya motor yang digunakan = 5,63 Hp

5.9 Tangki Pemasak (TP – 01)

Fungsi

= Memasak ubi kayu supaya diperoleh bubur pati

Kapasitas (M)

= 39942 kg/jam

Bentuk

: silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal

Universitas Sumatera Utara

Bahan konstruksi

: cabon steel SA-285 grade A

Jumlah Volume

: 1 unit : 30,65 m3

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi:

- Temperatur masuk : 180 °C

- Temperatur keluar : 209,6 °C

- Tekanan operasi

: 1,283 atm

Kondisi fisik :

- D : 3,241 m

- Tebal

: 3/16 in

- Diameter : 3,13 m

- Tinggi

: 4,8615 m

5.9 Pompa Tangki Pemasak (PO– 01)

Fungsi

= Untuk memompa bahan pada tangki pemasak ke

cooler

Kapasitas (M)

= 39942 kg/jam = 24,4603 lb/detik

ρcampuran

=

1172,12054

kg/m3

=

73,1755

3
lb/ft

Bahan Konstruksi : commercial steel

Kondisi fisik :

Nominal size pipa = 4 in

Schedule

= 40 in

Inside diameter (D) = 4,026 in = 0,3355 ft

Outside diameter = 4,50 in = 0,375 ft Luas permukaan (A) = 12,7 m2 = 0,0882 ft

Daya pompa

: 13 Hp

5.10 Cooler (CO – 01)

Fungsi = Untuk mendinginkan larutan sebelum masuk tangki fermentasi

Type

= Shell and tube HE

Kapasitas

=

39942

kg jam

Universitas Sumatera Utara

= 88057,0367 1b jam

Diameter tube : 1 in

Jenis tube

: 14 BWG

Panjang tube

: 16 ft

Pitch (PT)

: 1 in square pitch

Diameter shell : 19,25 in

5.11 Pompa Cooler (PO– 02)

Fungsi

= Untuk memompa bahan dari cooler ke fermentor

Kapasitas (M) ρcampuran

= 39942 kg/jam = 24,4603 lb/detik

=

1172,12054

kg/m3

=

73,1755

3
lb/ft

Bahan Konstruksi : commercial steel

Kondisi fisik :

Nominal size pipa = 4 in

Schedule

= 40 in

Inside diameter (D) = 4,026 in = 0,3355 ft

Outside diameter = 4,50 in = 0,375 ft Luas permukaan (A) = 12,7 m2 = 0,0882 ft

Daya pompa

: 13 Hp

5.12 Fermentor (TF-01)

Fungsi = Sebagai tempat terjadi fermentasi

Kapasitas (W) = 41883,3393 Kg jam

Densitas

(ρ

)

=

1131,9913

=Kg m3

70,6702

lb/ft3

Waktu tinggal = 24 jam

Bahan

: carbon steel, SA 240 grade C

Diameter

: 2,8468 m

Tinggi

: 4,2702 m

Tebal shell

: 0,0288 in

Tinggi tutup

: 19,7076 in

Daya pengaduk : 4,61 Hp

Universitas Sumatera Utara

Daya motor penggerak Volume jaket Tebal jaket

: 5,76 Hp : 0,0626 m3 : 1,6881 m

5.13 Tangki Penyimpan Saccharomyces Cerevisae (TP – 02)

Fungsi

: Untuk menyimpan Saccharomyces Cerevisae yang masuk

ke fermentor.

Tipe : Tangki silinder vertikal dengan tutup atas standar dishead

head dan tutup bawah plat datar.

Kapasitas (M) Densitas (ρ)

: 1673,5698 kg/jam = 3698,5898 lb/jam : 50,3334 lb/ft3

Bahan

: carbon steel SA 240 grade M

Kondisi fisik

:

Diameter

: 3,75 m

Tebal shell

: 0,2 in

Tebal plat datar 1,5 in

Tinggi total

: 369,1 in

5.14 Tangki Penyimpan (NH4)2SO4 (TP – 03)

Fungsi

: Untuk menyimpan (NH4)2SO4 yang masuk ke fermentor.

Tipe : Tangki silinder vertikal dengan tutup atas standar dishead

head dan tutup bawah plat datar.

Kapasitas (M) Densitas (ρ)

: 133,885 kg/jam = 295,1659 lb/jam : 110,435 lb/ft3

Bahan

: carbon steel SA 240 grade M

Kondisi fisik :

Diameter

: 1,245 m

Tebal shell

: 0,14 in

Tebal plat datar : 0,25 in

Tinggi total

: 122,5395 in

Universitas Sumatera Utara

5.15 Tangki Penyimpan H2SO4 (TP – 04)

Fungsi

: Untuk menyimpan H2SO4 yang masuk ke fermentor.

Tipe : Tangki silinder vertikal dengan tutup atas standar dishead

head dan tutup bawah plat datar.

Kapasitas (M)

: 133,885 kg/jam = 295,1659 lb/jam

Densitas (ρ)

: 110,435 lb/ft3

Bahan

: carbon steel SA 240 grade M

Kondisi fisik :

Diameter

: 1,245 m

Tebal shell

: 0,14 in

Tebal plat datar : 0,25 in

Tinggi total

: 122,5395 in

5.16 Pompa H2SO4 (PO– 03)

Fungsi

: Untuk memompa H2SO4 ke fermentor

Kapasitas (M) ρcampuran

: 133,885 kg/jam = 0,0819 lb/detik : 1834 kg/m3 = 114,493 lb/ft3

Bahan Konstruksi : commercial steel

Nominal size pipa : 4 in

Schedule

: 40 in

Inside diameter (D) : 4,026 in : 0,3355 ft

Outside diameter : 4,50 in : 0,375 ft Luas permukaan (A) : 12,7 m2 : 0,0882 ft2

Daya pompa

: 2 Hp

5.17 Rotary Drum Vacuum Filter (RDVF-01)

Fungsi

: Untuk memisahkan partikel padat dan cair.

Kapasitas

: 38416,3736 kg/jam = 84693,6063 lb/jam

Kondisi fisik :

- Panjang drum : 20 ft

- Diameter

: 10 ft

- Luas permukaan : 620 ft2

Universitas Sumatera Utara

- Power RDVF

: 6,25 hp

5.18 Pompa Rotary Drum Vacuum Filter (PO– 04)

Fungsi

: Untuk memompa bahan pada Rotary Drum Vacuum Filter

ke destilasi

Kapasitas (M) ρcampuran Bahan Konstruksi

: 27419,4748 kg/jam = 16,79 lb/detik : 987,1005 kg/m3 = 61,6246 lb/ft3 : commercial steel

Kondisi fisik ;

Nominal size pipa ; 4 in

Schedule

: 40 in

Inside diameter (D) : 4,026 in = 0,3355 ft

Outside diameter : 4,50 in = 0,375 ft Luas permukaan (A) : 12,7 m2 = 0,0882 ft

Daya pompa

: 11,12 Hp

5.19 Bak Penampungan Ampas (BP – 02)

Fungsi

: Tempat penampungan ampas ubi kayu dari RDVF

Tipe : Persegi

Spesifikasi :

- Tinggi bak

:3m

- Panjang bak - Lebar

:7m : 3,5 m

5.20 Menara Destilasi (MD-01)

Fungsi

: Untuk memisahkan etanol dengan air

Type

: Dow Cap Tray Tower

Bentuk

: silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal

Bahan konstruksi : carbon steel SA-285 grade A

Jumlah

: 1 unit

Jumlah piring

: 37 piring

Kondisi operasi :

Universitas Sumatera Utara

- Temperatur : 99,75 °C

- Tekanan

: 1 atm

5.21 Pompa Destilasi (PO– 05)

Fungsi

: Untuk memompa bahan ke destilasi

Kapasitas (M)

: 3919,6416 kg/jam = 2,4 lb/detik

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah

: 1 unit

Bahan Konstruksi : commercial steel

Daya motor

: 7,7 Hp

5.22 Kondensor (CD – 01)

Fungsi

: Untuk mendinginkan kembali hasil bottom destilasi

Type

: Shell and tube HE

Kapasitas

: 3919,6416 kg/jam = 8641,3305 lb/jam

Jumlah

: 1 unit

Diameter tube : 0,75 in

Jenis tube

: 14 BWG

Panjang tube Pitch (PT)

: 16 ft : 11/4 in square pitch

Jumlah tube

: 74

Diameter shell : 39 in

5.23 Tangki Penampung Produk (TP-06)

Fungsi

: Untuk menampung produk etanol yang keluar dari

destilasi.

Tipe : Tangki silinder vertikal dengan tutup atas standar dishead

Kondisi

head dan tutup bawah plat datar : Temperatur 30oC

tekanan 1 atm

Universitas Sumatera Utara

Kapasitas
Kondisi fisik : - Diameter - Tinggi - Tebal shell

: 9962,1212 Kg/jam = 21962,7177 lb/jam
: 6,804 m : 10,206 m : 0,19 in

5.24 Reboiler (RB – 01)

Fungsi

: Menguapkan sebagian cairan hasil bawah untuk dijadikan

pemanas pada kolom destilasi.

Tipe : Ketle reboiler

Jumlah

: 1 unit

Kapasitas

: 23892,2702 kg/jam

Diameter tube Jenis tube Panjang tube Pitch (PT) Jumlah tube Diameter shell

: 1½ in : 18 BWG : 16 ft : 1 in pitch triangular : 30 : 8 in

Universitas Sumatera Utara

BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA
6.1 Instrumentasi
Sebagai sebuah pabrik demi kelayakan proses kerja yang akan dilakukan maka keberadaan dari pada instrumen-instrumen kerja mutlak dibutuhkan. Dengan instrumen yang memadai maka kerja yang dilakukan pada bagian-bagian pabrik dapat dikontrol dengan baik sehingga memungkinkan adanya keluaran mutu yang baik.
Instrumen digunakan untuk mengetahui kondisi selama operasi berlangsung, selain itu juga berfungsi untuk mengatur atau menentukan harga-harga variabel proses baik secara normal maupun kontrol otomatis. Operasi dimaksud untuk memperoleh produk yang baik bagi pabrik yang sesuai dengan perencanaan yang telah diperhitungkan, sehingga dibutuhkan alat kontrol atau semi otomatis serta beberapa kontrol normal.
Untuk pengaturan secara normal biasanya pada alat tersebut diberi instrument penunjuk atau penentu saja, sedangkan pengontrol secara otomatis diperlukan beberapa instrumen, yakni : a. Elemen pengontrol
Adalah berfungsi untuk menunjukkan perubahan dari variabel yang dimiliki oleh elemen proses kemudian diukur oleh pengukur. b. Elemen pengontrol akhir Adalah elemen yang perubahan variabelnya secara berkala, sehingga variabel yang diukur tetap berada dalam range yang diinginkan c. Primary Elemen Adalah