Unit Utilitas Pada Pabrik Gula Kapasitas Produksi 43.035, 4523 Kg/Jam

UNIT UTILITAS PADA PABRIK GULA

KAPASITAS PRODUKSI 43.035, 4523 KG/JAM

KARYA AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana

Program Diploma IV (D-IV)

Program Studi Teknologi Kimia Industri FT – USU

DISUSUN OLEH:

DANIL AKBAR SIREGAR

NIM: 005201014

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

PROGRAM D - IV TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN

OLEIN DAN STEARIN DARI RBDPO

DENGAN KAPASITAS PRODUKSI OLEIN

1000 TON/HARI

KARYA AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Wisuda Sarjana Teknologi Kimia Industri

Oleh:

IndraYanda Rajap Batubara

NIM : 025201012

Diperiksa/Disetujui Oleh:

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Dr. Ir. Iriany, Msi Erni Misran, ST, MT NIP : 131.882.286 NIP : 132.258.002

Dosen Penguji I Dosen Penguji II

Dr. Ir. Iriany, Msi Dr.Halimatuddahliana ST, Msc NIP : 131.882.286 NIP : 132 206 947

Dosen Penguji III Koordinator Karya Akhir

M.Hendra S. Ginting ST,MT Dr. Eng. Ir. Irvan, MT NIP : 132 243 713 NIP : 132.126.842

INTISARI

Pabrik pembuatan olein dan stearin dari RBDPO ini direncanakan

berkapasitas produksi 1000 ton/hari. Bahan baku yang digunakan untuk proses produksi per harinya adalah sebesar 1.885 ton/hari.

Lokasi pabrik direncanakan di Kecamatan Besitang Kabupaten Langkat Sumatera Utara yang dekat dengan bahan baku yaitu RBDPO, dengan luas areal pabrik 12.000 m2.

Tenaga kerja yang dibutuhkan dalam pengoperasian pabrik ini berjumlah 75 orang karyawan dengan bentuk badan usaha adalah Perseroan Terbatas (PT) dan struktur organisasi adalah sistem garis.

Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik ini adalah sebagai berikut: a. Total modal investasi : Rp 2.833.993.899.909,- b. Biaya produksi (per tahun) : Rp 4.734.498.464.747,- c. Hasil penjualan (per tahun) : Rp 6.477.502.331.520,-

d. Laba bersih : Rp 1.220.120.206.741,-

e. Profit Margin (PM) : 27 % f. Break Even Point (BEP) : 13 % g. Return On Investment (ROI) : 43,1 % h. Pay Out Time (POT) : 2,323 tahun i. Return On Network (RON) : 71.755 % j. Internal Rate of Return (IRR) : 51,21 %

Berdasarkan data-data di atas maka dapat disimpulkan bahwa perancangan pabrik pembuatan olein dan stearin dari RBDPO ini layak untuk didirikan.

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... i

INTISARI... iii

DAFTAR ISI... iv

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR TABEL... viii BAB I PENDAHULUAN ... I-1

1.1. Latar Belakang ... I-1 1.2. Perumusan Masalah ... I-2 1.3. Tujuan Perancangan Pabrik... I-2 1.4. Manfaat Rancangan... I-2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... II-1

2.1. Sejarah Kelapa Sawit ... II-1 2.2. Minyak Kelapa Sawit... II-2 2.3. Komposisi Minyak Kelapa Sawit ... II-8 2.4. Pembuatan Minyak Goreng... II-9 2.5. Deskripsi Proses ... II-10 BAB III NERACA MASSA ... III-1

3.1. Filter Press ... III-1

3.2. Tangki Kristalisasi ... III-1 3.3. Heat Exchanger ... III-2

3.4. Bak Penampung ... III-2 BAB IV NERACA PANAS ... IV-1

4.1. Tangki RBDPO ... IV-1 4.2. Heat Exchanger ... IV-1

4.3. Tangki Kristalisasi ... IV-2 4.4. Bak Penampung ... IV-2

BAB V SPESIFIKASI ALAT... V-1 BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ... VI-1

6.2. Keselamatan Kerja ... VI-5 6.3. Keselamatan Pada Pabrik Pembuatan Olein dan Stearin ... VI-6 BAB VII UTILITAS... VII-1

7.1. Kebutuhan Uap (Steam) ... VII-1 7.2. Kebutuhan Air ... VII-1 7.3. Kebutuhan Bahan Kimia ... VII-10 7.4. Kebutuhan Listrik ... VII-11 7.5. Kebutuhan Bahan Bakar ... VII-11 7.6. Unit Pengolahan Limbah ... VII-13 7.7. Spesifikasi Peralatan Utilitas ... VII-15 BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ... VIII-1

8.1. Lokasi Pabrik ... VIII-1 8.2. Tata Letak Pabrik ... VIII-3

8.3. Perincian Luas Tanah... VIII-4 BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN... IX-1

9.1. Pengertian Organisasi dan Manajemen... IX-1 9.2. Bentuk Badan Usaha ... IX-1 9.3. Struktur Organisasi ... IX-2 9.4. Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab ... IX-2 9.5. Sistem Kerja dan Jam Kerja ... IX-5 9.6. Sistem Upah ... IX-6 9.7. Kesejahteraan Karyawan... IX-6

9.8. Analisa Jabatan ... IX-7 9.9. Jumlah Dan Tingkat Pendidikan Tenaga Kerja ... IX-7

BAB X ANALISA EKONOMI ... X-1

10.1. Modal Investasi ... X-1 10.2. Biaya Produksi Total... X-4

10.3. Total Penjualan ... X-5 10.4. Perkiraan Rugi/Laba Perusahaan ... X-5

10.5. Analisa Asek Ekonomi... X-5 BAB XI KESIMPULAN ... XI-1 DAFTAR PUSTAKA ... x

LAMPIRAN A. PERHITUNGAN NERACA MASSA ... LA-1 LAMPIRAN B. PERHITUNGAN NERACA PANAS ... LB-1 LAMPIRAN C. PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN... LC-1 LAMPIRAN D. PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN

UTILITAS... LD-1 LAMPIRAN E. PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI ... LE-1

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Penampang Buah Kelapa Sawit ... II-2 Gambar 6.1. Instrumen pada Heat Exchanger ... VI-4 Gambar 6.2. Instrumentasi Pada Tangki ... VI-4 Gambar 6.3. Instrumentasi Pada Pompa ... VI-4 Gambar 6.4. Instrumentasi Pada Chiller ... VI-5 Gambar 8.1. Tata Letak Pabrik Pembuatan Olein dan Stearin ... VIII-5 Gambar 9.1. Struktur Organisasi... IX-9 Gambar LA.1 Diagram Alir Pembuatan Olein dan Stearin ... LA-1 Gambar LC.1 Ukuran Tangki ... LC-2 Gambar LD.1 Grafik Entalpi dan Temperatur Cairan pada

Cooling Tower (CT)... LD-26 Gambar LD.2 Kurva Hy terhadap 1/(Hy*-Hy)... LD-27 Gambar LD.3 Siklus Refrigerasi ... LD-28

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Beda Tebal Tempurung dari Berbagai Tipe Kelapa Sawit ... II-2 Tabel 2.2. Sifat-sifat minyak kelapa sawit dan minyak inti sawit ... II-8 Tabel 2.3. Komposisi Asam Lemak... II-9 Tabel 3.1. Neraca Massa pada Filter Press ... III-1 Tabel 3.2. Neraca Massa pada Tangki Kristalisasi ... III-1 Tabel 3.3. Neraca Massa pada Heat Exchanger... III-2 Tabel 3.4. Neraca Massa pada Bak Penampungan ... III-2 Tabel 4.1. Neraca Panas pada Tangki RBDPO... IV-1 Tabel 4.2. Neraca Panas pada Heat Exchanger... IV-1 Tabel 4.3. Neraca Panas pada Tangki Kristalisasi ... IV-2 Tabel 4.4. Neraca Panas pada Bak Penampung ... IV-2 Tabel 7.1. Mutu Air Sumur Bor Besitang ... VII-4 Tabel 8.1. Perincian Luas Tanah Pabrik ... VIII-4 Tabel 9.1. Jumlah Tenaga Kerja Beserta Tingkat Pendidikannya ... IX-9 Tabel LA.1 Komposisi asam lemak bebas minyak sawit ... LA-1 Tabel LA.2 Neraca massa Pada Filter Press ... LA-3 Tabel LA.3 Neraca Neraca Masa Pada Tangki Kristalisasi... LA-4 Tabel LA.4 Neraca Neraca Masa Pada Heat Exchanger... LA-4 Tabel LA.5 Neraca Neraca Masa Pada Bak Penampung... LA-5 Tabel LB.1 Harga cp Setiap Gugusan... LB-1 Tabel LB.2 Neraca Panas Masuk Pada Tangki RBDPO... LB-2 Tabel LB.3 Neraca Panas Keluar Dari Tangki RBDPO ... LB-3 Tabel LB.4 Neraca Panas Masuk Pada Heat Exchanger... LB-4 Tabel LB.5 Neraca Panas Keluar Dari Heat Exchanger ... LB-5 Tabel LB.6 Neraca Panas Tahap I Pada Tangki Kristalisasi ... LB-6 Tabel LB.7 Neraca Panas Tahap II Pada Tangki Kristalisasi ... LB-7 Tabel LB.8 eraca Panas Masuk Pada Bak Penampung... LB-8 Tabel LB.9 eraca Panas Keluar Dari Bak Penampung ... LB-9

Tabel LC.1 Densitas bahan dalam tangki molase ... LC-1 Tabel LC.2 Densitas bahan dalam reactor ... LC-3 Tabel LC.3 Densitas bahan dalam tangki penampung fermentasi... LC-12 Tabel LC.4 Densitas filtrat pada filter press I ... LC-16 Tabel LC.5 Densitas cake pada filter press I... LC-17 Tabel LC.6 Densitas filtrat pada filter press II... LC-18 Tabel LC.7 Densitas cake pada filter press II ... LC-18 Tabel LC.8 Komposisi bahan pada alur Vd ... LC-29 Tabel LC.9 Komposisi bahan pada alur Lb ... LC-29 Tabel LC.10 Deskripsi Kondensor... LC-34 Tabel LC.11 Komposisi Distilat ... LC-39 Tabel LC.12 Deskripsi Reboiler ... LC-47 Tabel LC.13 Deskripsi Heater... LC-55 Tabel LD.1 Perhitungan Entalpi dalam Penentuan Tinggi Menara Pendingin LD-17 Tabel LE.1 Perincian harga bangunan ... LE-2 Tabel LE.2 Data Indeks Harga Chemical Engeneering (CE) ... LE-3 Tabel LE.3 Perkiraan Harga Peralatan Proses ... LE-6 Tabel LE.4 Perkiraan Harga Peralatan Utilitas ... LE-7 Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi... LE-9 Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai ... LE-13 Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas ... LE-14 Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja ... LE-15 Tabel LE.9 Perkiraan Biaya Depresiasi ... LE-17 Tabel LE.10 Nilai Perhitungan IRR... LE-23

INTISARI

Pabrik pembuatan olein dan stearin dari RBDPO ini direncanakan

berkapasitas produksi 1000 ton/hari. Bahan baku yang digunakan untuk proses produksi per harinya adalah sebesar 1.885 ton/hari.

Lokasi pabrik direncanakan di Kecamatan Besitang Kabupaten Langkat Sumatera Utara yang dekat dengan bahan baku yaitu RBDPO, dengan luas areal pabrik 12.000 m2.

Tenaga kerja yang dibutuhkan dalam pengoperasian pabrik ini berjumlah 75 orang karyawan dengan bentuk badan usaha adalah Perseroan Terbatas (PT) dan struktur organisasi adalah sistem garis.

Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik ini adalah sebagai berikut: a. Total modal investasi : Rp 2.833.993.899.909,- b. Biaya produksi (per tahun) : Rp 4.734.498.464.747,- c. Hasil penjualan (per tahun) : Rp 6.477.502.331.520,-

d. Laba bersih : Rp 1.220.120.206.741,-

e. Profit Margin (PM) : 27 % f. Break Even Point (BEP) : 13 % g. Return On Investment (ROI) : 43,1 % h. Pay Out Time (POT) : 2,323 tahun i. Return On Network (RON) : 71.755 % j. Internal Rate of Return (IRR) : 51,21 %

Berdasarkan data-data di atas maka dapat disimpulkan bahwa perancangan pabrik pembuatan olein dan stearin dari RBDPO ini layak untuk didirikan.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kelapa sawit (Elaeis Guinensis Jacg) di Indonesia dewasa ini merupakan komoditas primadona. Minyak yang berasal dari kelapa sawit terbagi menjadi beberapa macam. Olein dan stearin atau yang biasa disebut minyak goreng dan margarin adalah minyak yang berasal dari daging buah kelapa sawit. Olein berbentuk cair dan stearin berbentuk padat dalam suhu kamar. Disamping digunakan sebagai bahan mentah industri pangan juga digunakan sebagai bahan mentah industri nonpangan. Jika dilihat dari biaya bahan bakunya, komoditas kelapa sawit jauh lebih rendah daripada minyak nabati lainnya (Risza, 1994).

Penggunaan minyak kelapa sawit sebagai olein sejak tahun 1985 tercatat telah mencapai 55,3 % atau meningkat 27 % pertahun. Saat ini (1995) olein merupakan produk utama dalam negeri yaitu mencapai 70 % dari jumlah produk kelapa sawit yang dipasarkan dalam negeri. Pemerintah Indonesia dewasa ini telah bertekad untuk menjadikan industri kelapa sawit sebagai salah satu industri nonmigas yang handal. Diperkirakan total konsumsi olein di Indonesia pada tahun 2013 adalah 2.533 juta liter (Amang, 1996).

Penghasil minyak sawit terbesar di dunia adalah Malaysia (50% dari produksi dunia) yang menjadi sumber devisa utama bagi negara tersebut, sedangkan Indonesia hanya 20 % dari produksi dunia. Indonesia masih jauh tertinggal dari Malaysia terutama dari segi teknologi budidaya, pengolahan, dan pemasaran.

Sampai saat ini ekspor minyak sawit Indonesia masih dalam bentuk minyak mentah atau Crude Palm Oil (CPO), hanya sebagian kecil dalam bentuk olein dan produk lain seperti stearin, dan asam-asam lemak yang bernilai tinggi, sehingga nilai tambah yang diperoleh relatif kecil. Stearin sangat baik untuk kesehatan karena vitamin larut dalam lemak dan dapat menjadi sumber energi. Lemak juga dapat digunakan untuk pembuatan sabun, kosmetik, insulator pada elektronika dan produk-produk lainnya.

I-2

Minyak mentah atau CPO yang berasal dari ekstraksi kelapa sawit dilanjutkan dengan proses bleaching (pemutihan) dan deodorizing (penghilang bau) agar minyak tersebut menjadi jernih, bening dan tak berbau atau biasa disebut

refined, bleached and deodorized Palm Oil (RBDPO). Kemudian dilakukan

fraksinasi untuk memisahkan olein dan stearin.

1.2 Perumusan Masalah

Sebelum masa orde baru olein yang dikonsumsi masyarakat didominasi oleh jenis olein asal kelapa, akan tetapi sejak tahun 1970-an sejajar dengan meningkatnya produksi kelapa sawit, olein asal kelapa tergeser oleh olein asal kelapa sawit. Sejalan dengan semakin menurunnya produksi kelapa dan meningkatnya produksi kelapa sawit, konsumsi olein yang berasal dari kelapa sawit terus mengalami peningkatan. Oleh karena itu perlu dirancang pabrik Refined Bleached Deodorized Palm Oil

(RBDPO).

1.3 Tujuan Perancangan Pabrik

Tujuan perancangan pabrik olein adalah untuk mengaplikasikan ilmu Teknologi Kimia Industri yang meliputi neraca massa, neraca energi, operasi teknik kimia, utilitas, dan bagian ilmu Teknologi Kimia lainnya yang disajikan pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Olein dan Stearin Dari Refined Bleached Deodorized

Palm Oil(RBDPO).

1.4 Manfaat Rancangan

Manfaat dari “ Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Olein dan Stearin dari

Refined Bleached Deodorized Palm Oil” adalah sebagai studi kelayakan yang

ditinjau dari aspek ekonomi,dan menambah wawasan tentang perancangan suatu pabrik RBDPO.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sejarah Kelapa Sawit

Berdasarkan bukti-bukti yang ada, kelapa sawit diperkirakan berasal dari Nigeria, Afrika Barat. Namun ada pula yang menyatakan bahwa tanaman tersebut berasal dari Amerika, yakni dari Brazilia. Kelapa sawit berasal dari daratan tersier, yang merupakan daratan penghubung yang terletak di antara Afrika dan Amerika. Kedua daratan ini kemudian terpisah oleh lautan menjadi benua Afrika dan Amerika sehingga tempat asal komoditas kelapa sawit ini tidak lagi dipermasalahkan orang.

Kelapa sawit (Elaeis Guinensis Jacq) saat ini telah berkembang pesat di Asia Tenggara, khususnya Indonesia dan Malaysia, dan justru bukan di Afrika Barat atau Amerika yang dianggap sebagai daerah asalnya. Masuknya bibit kelapa sawit ke Indonesia pada tahun 1948 hanya sebanyak 4 batang yang berasal dari Bourbon (Mauritius) dan Amsterdam. Keempat batang bibit kelapa sawit tersebut ditanam di Kebun Raya Bogor dan selanjutnya disebarkan ke Deli, Sumatera Utara.

Pada tahun 1869 Pemerintah Kolonial Belanda mengembangkan tanaman kelapa sawit di Muara Enim dan pada tahun 1970 di Musi Hulu. Bapak kelahiran industri perkebunan kelapa sawit di Indonesia adalah seorang berkebangsaan Belgia bernama Adrien Hallet. Beliau pada tahun 1911 membudidayakan kelapa sawit secara komersial dalam bentuk perkebunan di Sungai Liput (Aceh) dan Pulu Raja (Asahan).

Pada masa penjajahan Belanda, pertumbuhan perkebunan besar kelapa sawit telah berjalan sangat cepat sehingga sangat menguntungkan perekonomian pemerintah Belanda, yang kemudian diteruskan oleh Jepang sampai terjadinya serangan Sekutu pada tahun 1943 (Risza, 1994)

Kelapa sawit yang banyak digunakan oleh para petani dan perusahaan perkebunan kelapa sawit di Indonesia terdiri dari empat macam tipe atau varietas, yaitu tipe Macrocarya, Dura, Tenera dan Pisifera. Masing-masing tipe dibedakan berdasarkan tebal tempurung seperti ditampilkan pada tabel di bawah ini.

Tabel 2.1 Beda Tebal Tempurung dari Berbagai Tipe Kelapa Sawit

Tipe Tebal tempurung (mm)

Macro carya Tebal Sekali 5

Dura Tebal 3 – 5

Tenera Sedang 2 – 3

Pisifera Tipis < 2

Sumber : Ketaren (1986)

Perbedaan ketebalan daging buah kelapa sawit menyebabkan perbedaan jumlah rendeman minyak sawit yang dikandungnya. Rendeman minyak paling tinggi terdapat pada varietas Tenera yaitu mencapai 22 – 24 % karena daging buah (perikarp) yang sangat tebal dan tempurungnya tipis, sedangkan pada varietas Dura hanya 16 – 18 %. (Fauzi, 2002 ). Penampang buah kelapa sawit ditunjukkan pada gambar berikut

Gambar 2.1 Penampang buah kelapa sawit

2.2 Minyak Kelapa Sawit 2.2.1 Pengertian

Minyak dan lemak termasuk salah satu anggota dari golongan lipid, yaitu merupakan lipid netral. Lipid itu sendiri dapat diklasifikasikan menjadi 4 kelas, yaitu:

Lipid netral, fosfatida, spingolipid dan glikolipid. Semua jenis Lipid ini banyak

terdapat di alam.

Minyak dan lemak yang telah dipisahkan dari jaringan asalnya mengandung sejumlah kecil komponen selain trigliserida, yaitu: Lipid kompleks (yaitu lesythin,

cephalin, fosfatida, glikolipid), sterol (berada dalam keadaan bebas atau terikat

hidrokarbon. Komponen tersebut mempengaruhi warna dan flavor produk, serta berperan dalam proses ketengikan (Ketaren, 1986)

Minyak adalah gliserida dari asam lemak dengan gliserol yang disebut juga

dengan trigliserida. Ikatan ini terjadi juga karena ketiga gugus hidroksi (OH) pada

gliserol diganti oleh tiga gugus asam lemak (fatty acid) yaitu RCOO-. Secara umum trigliserida memiliki struktur sebagai berikut:

O CH2 – O – C – R1

O CH – O – C – R2

O CH2 – O – C – R3

Angka (1), (2) dan (3) pada struktur di atas menyatakan gugus alkil yang sama atau berbeda. Minyak atau lemak dapat juga dikatakan sebagai hasil reaksi

esterifikasi asam lemak (fatty acid) dengan gliserol. Reaksi sebagai berikut :

CH2– OH CH2 – OOCR

CH – OH + 3 RCOOH CH – OOCR + 3H2O

CH2 – OH CH2 – OOCR

Gliserol Asam lemak Trigliserida Air

Perbedaan lemak dan minyak sebagai berikut:

1. Lemak mengandung asam lemak jenuh lebih banyak, sedangkan minyak mengandung asam lemak tak jenuh lebih banyak.

2. Pada suhu kamar berupa zat padat, sedang minyak berupa zat cair.

Berdasarkan sumbernya minyak yang terdapat di alam dibedakan atas 3, yaitu sebagai berikut:

1. Minyak mineral, yaitu minyak hidrokarbon makromolekul yang berasal dari fosil-fosil zaman dulu karena pengaruh tekanan dan temperatur.

Contoh: minyak lampu, bensin dan lain-lain.

2. Minyak nabati/hewani, yaitu berasal dari tumbuhan/hewan.

3. Minyak essensial/atsiri, yaitu minyak yang diperoleh dari tanaman melalui proses ekstraksi menggunakan pelarut tertentu lalu didistilasi.

Minyak nabati memiliki beberapa jenis asam lemak tak jenuh yang dibedakan atas tiga, yaitu sebagai berikut:

1. Drying Oil, yaitu minyak yang sifatnya mudah mengering bila dibiarkan di

udara.

Contoh: minyak kacang kedelai, safflower, biji karet dan biji poppy 2. Semi Drying Oil, yaitu minyak yang berubah karena pengaruh suhu.

Contoh: minyak biji kapas, bunga matahari, jagung dan gandum

3. Non Drying Oil, yaitu minyak yang tidak mengering karena pengaruh suhu.

Contoh: minyak zaitun, kelapa, kacang tanah, inti alpukat dan mustard

2.2.2 Sifat-sifat Minyak dan Lemak A. Sifat Fisika (Ketaren, 1986) 1. Warna

Zat warna dalam minyak terdiri dari 2 golongan, yaitu: zat warna alamiah dan warna dari hasil degradasi zat warna alamiah.

2. Kelarutan

Minyak dan lemak tidak larut dalam air, kecuali minyak jarak (castor oil). 3. Titik cair dan polymerphism

Asam lemak tidak memperlihatkan kenaikan titik cair yang linier dengan bertambahnya panjang rantai atom karbon. Asam lemak dengan ikatan trans mempunyai titik cair yang lebih tinggi daripada isomer asam lemak yang berikatan cis.

Polymerphism pada minyak dan lemak adalah suatu keadaan dimana terdapat

lebih dari satu bentuk kristal. Polymerphism sering dijumpai pada beberapa komponen yang mempunyai rantai karbon panjang dan pemisahan kristal-kristal tersebut sangat sukar. Namun demikian untuk beberapa komponen, bentuk dari kristal-kristal sudah dapat diketahui.

Polymerphism penting untuk mempelajari titik cair minyak atau lemak dan

asam-asam lemak beserta ester-ester. Polymerphism mempunyai peranan penting dalam berbagai proses untuk mendapatkan minyak atau lemak.

4. Titik didih

Titik didih dari asam-asam lemak akan semakin bertambah besar dengan bertambahnya rantai karbon dari beberapa asam lemak tersebut.

5. Bobot jenis

Bobot jenis dari minyak dan lemak biasanya ditentukan pada temperatur 25

0

C, akan tetapi dalam hal ini dianggap penting juga untuk diukur pada temperatur 40 0C atau 60 0C untuk lemak yang titik cairnya tinggi. Pada penentuan bobot jenis, temperatur dikontrol dengan hati-hati dalam kisaran temperatur yang pendek.

6. Indeks bias

Indeks bias adalah derajat penyimpangan dari cahaya yang dilewatkan pada suatu medium yang cerah. Indeks bias pada minyak dan lemak dipakai untuk pengenalan unsur kimia dan pengujian kemurnian minyak/lemak.

Abbe refractometer mempergunakan alat temperatur yang dipertahankan pada

25 0C. Untuk pengukuran indeks bias lemak yang bertitik cair tinggi, dilakukan pada temperatur 400C atau 600C, selama pengukuran temperatur harus dikontrol dan dicatat. Indeks bias ini akan meningkat pada minyak atau lemak dengan rantai karbon yang panjang dan juga dengan terdapatnya sejumlah ikatan rangkap. Nilai indeks bias dari asam lemak juga akan bertambah dengan meningkatnya bobot molekul, selain dengan naiknya ketidakjenuhan dari asam-asam lemak tersebut.

7. Titik lunak

Titk lunak dari minyak lemak ditetapkan dengan maksud untuk mengidentifikasi minyak atau lemak tersebut, dimana titik tersebut adalah temperatur pada saat permukaan dari minyak atau lemak dalam tabung kapiler mulai naik setelah didinginkan.

8. Titik lebur (melting point)

Titik lebur pada minyak dan lemak akan semakin tinggi dengan semakin panjangnya rantai atom C.

9. Titik kekeruhan

Temperatur pada waktu mulai terjadi kekeruhan, dikenal sebagai titik kekeruhan (Turbidity Point)

10.Titik asap, titik nyala dan titik api

Pada minyak atau lemak dapat dilakukan penetapan titik asap, titik nyala dan titk api. Titik asap adalah temperatur pada saat lemak atau minyak menghasilkan asap tipis yang kebiru-biruan pada pemanasan. Titik nyala adalah temperatur pada saat campuran uap dan minyak dengan udara mulai terbakar. Sedangkan titik api adalah temperatur pada saat dihasilkan pembakaran yang terus menerus sampai habisnya contoh uji.

11.Shot melting point

Shot melting point adalah temperatur pada saat terjadi tetesan pertama dari

minyak atau lemak. Pada umumnya lemak atau minyak mengandung komponen-komponen yang berpengaruh terhadap titik cairnya.

B. Sifat Kimia (Ketaren. 1986)

1. Hidrolisis

Dalam proses hidrolisis, minyak/lemak akan diubah menjadi asam-asam lemak bebas.

Proses hidrolisis dapat mengakibatkan kerusakan pada minyak/lemak karena terdapatnya sejumlah air pada minyak/lemak tersebut. Proses ini dapat menyebabkan terjadinya Hydrolitic Rancidity yang menghasilkan aroma dan rasa tengik pada minyak/lemak.

Reaksi: O

CH2 – O – C – R CH2OH

O O CH – O – C – R + 3H – OH CHO + 3RCOOH

O

CH2 – O – C – R CH2OH

2. Oksidasi

Reaksi ini menyebabkan ketengikan pada minyak/lemak. terdapatnya sejumlah O2 serta logam-logam seperti tembaga (Cu), seng (Zn) serta logam

lainnya yang bersifat sebagai katalisator oksidasi dari minyak/lemak. Proses

oksidasi ini akan bersifat sebagai katalisator pembentukan aldehid dan keton

serta asam-asam lemak bebas yang akan menimbulkan bau yang tidak disenangi. Proses ini juga menyebabkan terbentuknya peroksida. Untuk mengetahui tingkat ketengikan minyak/lemak dapat ditentukan dengan menentukan jumlah peroksida yang terbentuk pada minyak/lemak tersebut. Reaksi:

H H

R – (CH2)n –C = C – H + O2 R – (CH2)n – C – C – H

H H O O

asam lemak peroksida

R – (CH2)n– C = O + CH2

H O Aldehid Keton

3. Hidrogenasi

Proses hidrogenasi sebagai suatu proses industri bertujuan untuk menjenuhkan ikatan rangkap dari rantai karbon asam lemak pada minyak atau lemak. Reaksi hidrogenasi ini dilakukan dengan menggunakan hidrogen murni dan ditambahkan serbuk nikel sebagai katalisator. Setelah proses

hidrogenasi selesai, minyak didinginkan dan katalis dipisahkan dengan cara

penyaringan.

4. Esterifikasi

Reaksi esterifikasi bertujuan untuk merubah asam-asam lemak dari

trigliserida dalam bentuk ester. Reaksi esterifikasi dapat dilakukan melalui

reaksi kimia yang disebut interestifikasi atau pertukaran ester yang didasarkan atas prinsip transesterifikasi friedel-craft. Dengan menggunakan prinsip ini, hidrokarbon rantai pendek dalam asam lemak seperti asam butirat

dan asam kaproat yang menyebabkan bau tidak enak, dapat ditukar dengan rantai panjang yang bersifat tidak menguap.

2.2.3 Minyak Kelapa Sawit

Warna minyak ditentukan oleh adanya pigmen yang masih tersisa setelah proses pemucatan. karena asam-asam lemak dan gliserida tidak berwarna. Warna orange atau kuning disebabkan adanya pigmen karotene yang larut dalam minyak.

Bau dan flavor dalam minyak terdapat secara alami, juga terjadi akibat adanya asam-asam lemak berantai pendek akibat kerusakan minyak. Bau khas minyak kelapa sawit ditimbulkan oleh persenyawaan beta ionone. Sedangkan sebagian sifat-sifat minyak kelapa sawit terdapat pada tabel dibawah ini.

Tabel 2.2 Sifat-sifat minyak kelapa sawit dan minyak inti sawit.

Sifat Minyak Sawit (CPO) Minyak Inti Sawit (CPKO)

Bobot jenis 0,9 0,900 – 0,913

Indeks bias D 400C 1,4565 – 1,4585 1,495 – 1,415

Bilangan Iod 48 – 56 14 – 20

Bilangan Penyabunan 196 – 205 244 – 254

Sumber: Ketaren (1986)

2.3 Komposisi Minyak kelapa Sawit

Kelapa sawit terdiri dari 2 bagian utama, 80 % perikarp (daging) dan 20 % biji, kadar minyak dalam perikarp sekitar 34-40 persen. Minyak kelapa sawit adalah lemak semi padat yang mempunyai komposisi yang tetap. Bahan yang tidak dapat disabunkan jumlahnya sekitar 0,3 %. Rata-rata komposisi asam lemak minyak kelapa sawit dapat dilihat pada tabel di bawah ini:

Tabel 2.3 Komposisi Asam Lemak Minyak Kelapa Sawit dan Minyak Inti Kelapa Sawit.

Asam Lemak Minyak kelapa sawit (% masa)

Minyak inti sawit (% masa )

Asam kaprilat (C8H14O2) - 3 – 4

Asam Kaproat (C10H18O2) - 3 – 7

Asam Laurat (C14H24O2) - 46 – 52

Asam Miristat (C14H26O2) 1,1 – 2,5 14 – 17

Asam Palmitat (C16H30O2) 40 – 46 6,5 – 9

Asam stearat (C18H34O2) 3,6 – 4,7 1 – 2,5

Asam Oleat (C18H32O2) 39 – 45 13 – 19

Asam Linoleat (C18H30O2) 7 – 11 0,2 – 2

Sumber : Ketaren. (1986)

2.4 Pembuatan Olein.

Proses pembuatan olein dapat dibagi ke dalam dua kelompok, yaitu pertama, pembuatan olein secara tradisional di pedesaan. Kedua, pembuatan minyak dengan teknologi modern. Proses pengolahan dalam pabrik yang menggunakan teknologi modern sendiri dapat digolongkan menjadi dua cara yaitu cara kering dan basah.

Dalam proses basah ini minyak sawit ditambah suatu campuran wetting agent yang terdiri dari 30 % MgSO4 dan 4,4 % Na(NH4)SO4. Dengan proses ini CPO

langsung difraksinasi untuk memperoleh Crude Olein dan Crude Stearin yaitu melalui proses pencucian, bleaching, dan kemudian disaring. Proses secara basah tersebut dapat diperoleh sekitar 65-70 % Olein dan 30 % Stearin

Sedangkan cara yang lain adalah cara kering yaitu dengan pemanasan atau proses non kimia. Melalui proses ini CPO dirafinasi, diputihkan (bleached), dan dihilangkan baunya (deodorized), dan hasilnya biasa disebut refined bleached and

deodorized palm olein (RBDPO). Dari proses ini didapatkan FFA (4-5 %) dan

RBDPO (94 %), sedangkan 1-2 % lainnya merupakan losses. Lalu RBDPO dipisahkan (fraksinasi) sehingga menghasilkan refined stearin dan refined olein. Sebagian besar pabrik olein di Indonesia menggunakan cara kering ini karena lebih sederhana dan non kimia (Amang, 1996).

Pertimbangan itu pulalah yang menjadi dasar pemilihan cara kering tersebut sebagai proses yang digunakan pada pra rancangan pabrik ini.

2.5 Deskripsi Proses 1. Proses Kristalisasi

Dari tangki timbun Refined Bleached dan Deodorized Palm Oil (RBDPO) (T101) dengan suhu 300Cdinaikkan hingga 60-65 oC, dipompakan dengan tekanan 1,5 atm menuju heat exchanger (HE101) dan dipanaskan sampai 760C, untuk memudahkan proses kristalisasi. Pemanasan dilakuakan dengan menggunakan steam yang memasuki HE. Kemudian RBDPO dipompakan menuju tangki kristalisasi (C101). Dimana pada tangki kristalisasi terjadi penurunan suhu minyak melalui 2 tahapan.

Tahapan penurunan suhu pertama :

 Dari suhu minyak 76 0C, diturunkan menjadi 500C.  Dari suhu minyak 50 0C, diturunkan menjadi 400C.

Disini media pendinginnya dipergunakan air dari cooling tower dengan suhu 240C (suhu ini adalah suhu yang dapat dihasilkan oleh cooling tower tersebut).

Kemudian tahap penurunan suhu kedua :

 Dari suhu minyak 40 0C, diturunkan menjadi 330C.  Dari suhu minyak 33 0C, diturunkan menjadi 28 0C.  Dari suhu minyak 28 0C, diturunkan menjadi 24 0C.

Pada proses penurunan suhu yang kedua ini media pendingin yang dipergunakan adalah air dari chiller dengan suhu 10-110C.

Ruang dalam tangki kristalisasi terbagi atas dua kolom yaitu kolom minyak dan kolom air, dimana air dan minyak tidak bercampur.

2. Proses Filtrasi

Untuk memisahkan minyak goreng (olein) dari stearin yang mengkristal dipergunakan cara penyaringan (filtrasi). Minyak yang sudah mengkristal dipompakan menuju filter press (FP101) jenis plate and frame yang terbuat dari

teflon. Olein akan keluar dari filter press pada suhu 24 0C dan stearin tinggal di dalam membrane filter. Lamanya penyaringan berhubungan dengan tebalnya stearin

II-11

setelah proses kristalisasi. Idealnya tebal stearin antara 2,5-3 cm. Untuk mendapatkan kondisi seperti itu biasanya diperlukan waktu kurang lebih 20 menit (berdasarkan hasil pengamatan selama proses tersebut pada PT. Bintang Tenera, 2006). Setelah semua olein keluar dari filter maka pompa akan mati dan kran masuk minyak ke filter akan tertutup. Kemudian stearin yang masih lembek (masih bercampur dengan olein) di dalam filter, di-squeezing (diperas) dengan menggunakan udara bertekanan ke dalam membran filter agar stearin menjadi keras. Lama squeezing antara 20-25 menit untuk mendapatkan stearin yang keras dan sedikit kandungan olein-nya. Setelah itu filter akan terbuka, dan stearin jatuh ke dalam bak penampung (BP101) yang terdapat di bagian bawah filter. Dalam bak tersebut terdapat pipa pemanas dengan suhu 700C yang dipergunakan untuk memanaskan stearin. Tujuan pemanasan adalah agar stearin yang jatuh ke dalam bak tersebut bisa menjadi cair, agar memudahkan stearin dipompakan ke dalam tangki timbun stearin (T103). Kandungan stearin dalam olein 0,5%, begitu juga sebaliknya. (pengamatan di PT. Bintang Tenera kandungan stearin dalam olein 0.5-1 %).

3. Pengemasan

Setelah selesai proses penyaringan yang memisahkan RBDPO menjadi stearin dan olein, maka olein dan stearin tersebut masing-masing dipompakan ke dalam tangki timbun stearin (T103) dan olein (T102). Kemudian dikemas dan siap untuk dipasarkan.

BAB III

NERACA MASSA

Hasil perhitungan neraca bahan pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan

Olein dan Stearin dari Refined Bleached Degummed Palm Oil adalah sebagai

berikut:

Kapasitas = 1000 ton/hari Operasi = 24 jam/hari Basis perhitungan = 1 jam operasi

1. Filter Press

Tabel 3.1 Neraca massa pada Filter Press Masuk

(Kg/jam) Keluar (Kg/jam)

Komponen

Alur 3 Alur 4 Alur 5

Olein 41.643,18019 41.457,67 36.721,50791

Stearin 36.928,85791 208,33 184,5301905

Jumlah _{78.572,0381 41.666 36.906,0381}

Total

78.572,0381 78.572,0381

2. Tangki Kristaslisasi

Tabel 3.1 Neraca massa pada Tangki Kristaslisasi

Masuk (kg/jam) Keluar (Kg/jam) Komponen

Alur 2 Alur 3

Olein 41.643,18019 41.643,18019

Stearin 36.928,85791 36.928,85791

III-2

3. Heat Exchanger

Tabel 3.3 Neraca massa pada Heat Exchanger

Masuk (kg/jam) Keluar (Kg/jam) Komponen

Alur 1 Alur 2

Olein 41.643,18019 41.643,18019

Stearin 36.928,85791 36.928,85791

Total 78.572,0381 78.572,0381

4. Bak Penampung Yang Dilengkapi HE

Tabel 3.4 Neraca massa pada bak penampung yang dilengkapi HE

Masuk (kg/jam) Keluar (Kg/jam) Komponen

Alur 5 Alur 6

Olein 184,5301905 184,5301905

Stearin 36.721,50791 36.721,50791

BAB IV

NERACA PANAS

Hasil perhitungan neraca panas pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan

Olein dan Stearin dari Refined Bleached Degummed Palm Oil adalah sebagai

berikut:

Kapasitas = 1000 ton/hari Operasi = 24 jam/hari Basis perhitungan = 1 jam operasi Satuan panas = kilokalori (kkal) Suhu referensi = 25 oC

1. Tangki RBDPO

Tabel 3.1 Neraca panas pada Tangki RBDPO

Komponen Masuk (kkal/jam) Keluar (kkal/jam) Olein

Stearin Steam

92.515,78859 82.634,82112 1.050.903,658

647.610,5201 578.443,7478

-

Total 1.226.054,268 1.226.054,268

2. Heat Exchanger

Tabel 3.2 Neraca panas pada Heat Exchanger

Komponen Masuk (kkal/jam) Keluar (kkal/jam) Olein

Stearin Steam

647.610,5201 578.443,7478 560.481,951

943.661,0436 842.875,1754

-

IV-2

3. Tangki Kristaslisasi

Tabel 3.3 Neraca panas tahap I pada Tangki Kristaslisasi

Komponen Masuk (kkal/jam) Keluar (kkal/jam) Olein

Stearin

Air pendingin

943.661,0436 842.875,1754 - 1.261.084,39

277.547,3658 247.904,4634

-

Total 525.451,829 525.451,829

Tabel 3.4 Neraca panas tahap II pada Tangki Kristaslisasi

Komponen Masuk (kkal/jam) Keluar (kkal/jam) Olein

Stearin

Air Pendingin Panas Kristalisasi

277.547,3658 247.904,4634 -1.390.901,179

-

-18.503,15772 -16.526,96422

- -830.419,2278

Total -865.449,3498 -865.449,3498

4. Bak Penampung Yang Dilengkapi Koil Pemanas

Tabel 3.5 Neraca panas pada bak penampung yang dilengkapi Koil Pemanas Komponen Masuk (kkal/jam) Keluar (kkal/jam)

Olein Stearin

Steam

-81,99160584 -16.434,1678 759.743,3327

3.689,622263 739.537,5511

-

BAB V

SPESIFIKASI ALAT

1. Tangki RBDPO (T101)

Fungsi : Penyimpanan RBDPO untuk kebutuhan selama 1 hari Bentuk : Silinder tegak, alas dan tutup ellipsoidal

Bahan Konstruksi : Carbon steel, SA-283 Grade C

Jumlah : 3 Unit

Suhu : 600C

Volume : 2.168,816 m3 Diameter : 12,576 m Tinggi : 23,056m Tebal plat : 7/8 in

2. Heat Exchanger (HE101)

Fungsi : Menaikkan suhu RBDPO yang akan di kristalkan Jenis : 1-2 Shell and Tube

Bahan Konstruksi : Carbon Steel

Jumlah : 1 Unit

Laju alir minyak : 41.643,18019 kg/jam Laju alir steam : 990,8968491 kg/jam Panas yang dipindahkan : 560.481,951 kkal/jam Suhu steam masuk : 180 0C

Jumlah tube : 32 buah Diameter shell : 10 in Diameter tube : 1 in Panjang tube : 20 ft

3. Pompa pada tangki timbun RBDPO (P101)

Fungsi : Memompa bahan baku dari tangki RBDPO ke HE Jenis : Sentrifugal Pump

Bahan Konstruksi : Comersial steel

Suhu : 600C

Jumlah : 1 Unit

Laju alir volumetrik : 397,835 gpm Spesifikasi pipa

 Ukuran nominal : 6 in

 Schedule : 40

Spesifikasi pompa

 Effisiensi motor : 80%  Daya pompa : 8,5 HP 4. Tangki Kristalisasi (C101)

Fungsi : Tempat mengkristalkan RBDPO melalui proses pendinginan

Bentuk : Tangki berjaket dengan alas dan tutup elipsoidal Bahan Konstruksi : Carbon steel, SA-283 Grade C

Jumlah : 2 Unit

Suhu : 760C

Volume tangki : 867,526 m3 Diameter : 8,720 m Tinggi : 15,986 m Tebal plat : 7/16 in

Jenis pengaduk : Flat six-blade open turbine Jumlah daun : 6 buah

Jumlah baffle : 4 buah Daya pengaduk : 24 1/4 HP Jarak jaket : 1 in Luas jaket : 0,562 m2

5. Pompa Heat Exchanger (P102)

Fungsi : Memompa bahan baku dari HE ke tangki kristalisasi Jenis : Sentrifugal Pump

Bahan Konstruksi : Comersial steel

Suhu : 760C

Jumlah : 1 Unit

Laju alir volumetrik : 397,888 gpm Spesifikasi

 Ukuran nominal : 6 in

 Schedule : 40

Spesifikasi pompa

 Effisiensi motor : 80%  Daya pompa : 4,5 Hp 6. Filter Press (FP101)

Fungsi : Memisahkan olein dan stearin

Bentuk : Plate and Frame

Bahan Konstruksi : Tefflon

Jumlah : 3 unit

Suhu : 24 0C

Volume filtrat : 16,397 m3 Tebal cake : 0,0635 m Luas frame : 2,9 m2 Jumlah plate : 83 buah

7. Pompa Tangki Kristalisasi (P103)

Fungsi : Memompa bahan baku dari tangki kristalisasi ke filter

press

Jenis : Sentrifugal Pump

Bahan Konstruksi : Comersial steel

Suhu : 760C

Jumlah : 1 Unit Spesifikasi  Ukuran nominal : 6 in

 Schedule : 40

Spesifikasi pompa

 Effisiensi motor : 80%  Daya pompa : 2 HP

8. Bak penampung stearin yang dilengkapi dengan koil pemanas (BP101) Fungsi : Menampung dan memanaskan stearin dari filter press Bentuk : Persegi panjang

Bahan Konstruksi : Carbon steel, SA-283 Grade C

Jumlah : 3 unit

Suhu : 24 0C

Volume cake : 20,618 m3 Panjang bak : 4,352 m Lebar bak : 2,176 m Tinggi bak : 2,176 m Panjang tube : 4 m Diameter tube : 1 in Jumlah tube : 40 buah

9. Tangki Timbun Olein (T102)

Fungsi : Tempat penyimpan produk olein

Bentuk : Silinder tegak, alas dan tutup ellipsoidal Bahan Konstruksi : Stainless steel, SA-283 Grade C

Jumlah : 3 unit

Suhu : 24 0C

Volume : 472,118 m3 Diameter : 7,119 m Tinggi : 11,848 m Tebal plat : 5/8 in

10. Pompa Filter Press (P104)

Fungsi : Memompakan olein dari filter press ketangki timbun olein

Jenis : Sentrifugal Pump

Bahan Konstruksi : Comersial steel

Suhu : 700C

Jumlah : 3 unit

Laju alir volumetrik : 72,197 gpm Spesifikasi

 Ukuran nominal : 2 1/2 in

 Schedule : 40

Spesifikasi pompa

 Effisiensi motor : 80%  Daya pompa : 1 Hp 11. Tangki Timbun Stearin (T103)

Fungsi : Tempat penyimpan produk stearin selama 1 hari Bentuk : Silinder tegak, alas datar, dan tutup ellipsoidal Bahan Konstruksi : Stainless steel, SA-283 Grade C

Jumlah : 3 Unit

Suhu : 30 0C

Volume : 395,874 m3 Diameter : 6,713 m Tinggi : 13,427 m Tebal plat : 7/16 in

12. Pompa Tangki Stearin (P105)

Fungsi : Memompa olein ke tangki timbun stearin

Jenis : Sentrifugal Pump

Bahan Konstruksi : Comersial steel

Suhu : 700C

Laju alir volumetrik : 60,537 gpm

V-6

Spesifikasi

 Ukuran nominal : 2 1/2 in

 Schedule : 40

Spesifikasi pompa

 Effisiensi motor : 80%  Daya pompa : 1 HP

BAB VI

INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

6.1 Instrumentasi

Instrumentasi merupakan sistem dan susunan peralatan yang dipakai di dalam suatu proses kontrol untuk mengatur jalannya proses agar diperoleh hasil sesuai dengan yang diharapkan. Di dalam suatu pabrik kimia, pemakaian instrumen merupakan suatu hal yang sangat penting karena dengan adanya rangkaian instrumen tersebut maka operasi semua peralatan yang ada di dalam pabrik dapat dimonitor dan dikontrol dengan cermat, mudah dan efisien. Dengan demikian kondisi operasi selalu berada dalam kondisi yang diharapkan.

Secara garis besar, fungsi instrumentasi adalah sebagai berikut: 1. Penunjuk (Indicator)

2. Pencatat (Recorder) 3. Pengontrol (Controler)

4. Pemberi tanda bahaya (Alarm)

Peralatan instrumentasi biasanya bekerja dengan tenaga mekanis atau tenaga listrik dan pengontrolannya dapat dilakukan secara manual ataupun otomatis (menggunakan komputer berkecepatan tinggi). Penggunaan instrumen pada suatu peralatan proses tergantung pada pertimbangan ekonomis dan sistem peralatan itu sendiri. Pada pemakaian alat-alat instrumen juga harus ditentukan apakah alat-alat tersebut dipasang di atas papan instrumen dekat peralatan proses (kontrol manual) atau disatukan di dalam suatu ruang kontrol pusat (control

room) yang dihubungkan dengan kontrol otomatis.

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

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

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

Sistem pengendalian pada dasarnya terdiri dari:

1. Elemen Perasa/Elemen Utama (Sensing Element/Primary Element)

Yaitu elemen yang menunjukkan adanya perubahan dari harga variabel yang diukur.

2. Elemen Pengukur

Yaitu elemen yang menerima output dari elemen primer dan melakukan pengukuran, dalam hal ini termasuk alat-alat penunjuk (indikator) maupun alat-alat pencatat (recorder).

3. Elemen Pengontrol

Yaitu elemen yang mengadakan harga-harga perubahan dari variabel yang dirasakan oleh elemen perasa dan diukur oleh elemen pengukur untuk mengatur sumber tenaga sesuai dengan perubahan yang terjadi. Tenaga tersebut dapat berupa tenaga mekanis maupun tenaga listrik.

4. Elemen Pengontrol Akhir

Yaitu elemen yang sebenarnya mengubah input ke dalam proses sehingga variabel yang diukur tetap berada dalam range yang diizinkan.

Jika sistem pengendalian proses dirancang dengan cermat, maka permasalahan instrumentasi, seperti keterlambatan transmisi, siklisasi karena respon yang lambat atau tidak dijawab, radiasi, dan faktor lainnya dapat dihilangkan.

Adapun instrumentasi yang digunakan di pabrik minyak goreng ini mencakup:

1. Temperature Indicator Controller (TIC)

Adalah alat/instrumen yang digunakan sebagai alat pengatur suhu dan pengukur sinyal mekanis atau listrik. Pengaturan temperatur dilakukan dengan mengatur jumlah material proses yang harus ditambahkan/dikeluarkan dari dalam suatu proses yang sedang bekerja.

Prinsip kerja:

Rate fluida masuk atau keluar alat dikontrol oleh diafragma valve. Rate fluida

ini memberikan sinyal kepada TIC untuk mendeteksi dan mengukur suhu sistem apakah sesuai dengan set point.

2. Pressure Indicator Controller (PIC)

Adalah alat/instrumen yang dapat digunakan sebagai alat pengatur tekanan dan pengukur tekanan atau pengubah sinyal dalam bentuk gas menjadi sinyal mekanis. Pengatur tekanan dapat dilakukan dengan mengatur jumlah uap/gas yang keluar dari suatu alat dimana tekanannya ingin dideteksi.

Prinsip kerja:

Pressure Indicator control (PIC) akibat tekanan uap keluar akan

membuka/menutup diafragma valve. Kemudian valve memberikan sinyal kepada PIC untuk mengukur dan mendeteksi tekanan apakah sesuai dengan

set point.

3. Flow Controller (FC)

Adalah alat/instrumen yang bisa digunakan untuk mengatur kecepatan aliran fluida dalam pipa atau unit proses lainnya. Pengukuran kecepatan aliran fluida dalam pipa biasanya diatur dengan mengatur out put dari alat.

Prinsip kerja:

Kecepatan aliran diatur oleh regulating valve dengan mengubah tekanan

discharge dari pompa. Tekanan discharge pompa melakukan bukaan/tutupan

valve dan FC menerima sinyal untuk mendeteksi dan mengukur kecepatan aliran apakah sesuai dengan set point.

4. Level Indicator Controller (LIC)

Adalah alat/instrumen yang dipakai untuk mengatur ketinggian (level) cairan dalam suatu alat dimana cairan tersebut bekerja. Pengukuran tinggi permukaan cairan dilakukan dengan operasi dari sebuah control valve, yaitu dengan mengatur rate cairan masuk atau keluar proses.

Prinsip kerja:

Jumlah aliran fluida diatur oleh control valve. Kemudian rate fluida melalui

valve ini akan memberikan sinyal kepada LIC untuk mendeteksi tinggi

permukaan apakah sesuai dengan set point. Alat sensing yang digunakan umumnya pelampung atau transduser diafragma untuk mendeteksi dan menunjukkan tinggi permukaan cairan dalam alat dimana cairan bekerja.

Pada pra rancangan pabrik pembuatan olein dan stearin dari RBDPO

(Refined, Bleached, Deodorized Palm Oil ) ini, jenis-jenis instrumen yang

digunakan adalah sebagai berikut:

1. Alat pengatur temperatur pada Heat Exchanger

TC

Bahan masuk

Bahan keluar

Steam

Kondensat

Gambar 6.1 Instrumentasi Pada Heat Exchanger

2. Alat mengukur dan mengatur ketinggian cairan pada Tangki

Gambar 6.2 Instrumentasi Pada Tangki

3. Alat mengatur kecepatan aliran fluida pada Pompa

FC

4. Alat mengukur dan mengatur temperatur pada Chiller

Gambar 6.4 Instrumentasi Pada Chiller

6.2 Keselamatan Kerja

Keselamatan kerja merupakan suatu usaha untuk mencegah terjadinya kecelakaan, cacat, ataupun pada saat bekerja di suatu perusahaan/pabrik. Kecelakaan dapat disebabkan oleh mesin, bahan baku, produk, serta keadaan tempat kerja, sehingga harus mendapat perhatian yang serius dan dikendalikan dengan baik oleh pihak perusahaan. Keselamatan kerja merupakan jaminan perlindungan bagi keselamatan karyawan dari bahaya cacat jasmani dan kematian. Selain itu, dengan adanya usaha-usaha pencegahan yang baik dapat meningkatkan semangat karyawan, untuk bekerja lebih baik, tenang, dan efisien.

Hal-hal yang perlu dipertimbangkan pabrik untuk menjamin keselamatan kerja, antara lain:

1. Menanamkan kesadaran akan keselamatan kerja bagi seluruh karyawan. 2. Memasang papan peringatan pada daerah proses yang rawan kecelakaan. 3. Memasang penerangan yang cukup dan sistem pertukaran udara/ventilasi yang

baik.

4. Menempatkan peralatan keselamatan dan pencegahan kebakaran di daerah yang rawan akan kecelakaan atau kebakaran.

5. Memasang alarm (tanda bahaya), sehingga bila terjadi bahaya dapat segera diketahui.

6. Menyediakan poliklinik dengan sarana yang memadai untuk pertolongan sementara.

6.3 Keselamatan Kerja pada Pabrik Pembuatan Olein dan Stearin

Usaha untuk mencegah kecelakaan kerja yang mungkin terjadi dalam pabrik pembuatan Olein dan stearin ini mencakup:

1. Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis

Upaya pencegahan kecelakaan terhadap bahaya mekanis adalah :

1. Melengkapi sistem yang menangani fluida bertekanan tinggi (steam) dengan katup-katup pengaman seperti pada boiler dan heat exchanger. 2. Menggunakan dasar lantai yang terbuat dari plat baja dengan permukaan

yang agak sedikit kasar untuk mengurangi tergelincir.

3. Memasang alat–alat dengan penahan yang cukup kuat untuk mencegah kemungkinan terguling atau terjatuh.

4. Membersihkan area produksi khususnya lantai secara periodik untuk menghilangkan kotoran seperti tumpahan minyak yang mengganggu.

5. Membuat sistem ruang gerak karyawan cukup lebar dan tidak menghambat kegiatan karyawan.

6. Meletakkan jalur perpipaan berada di atas permukaan tanah atau pada atap lantai pertama kalau di dalam gedung atau setinggi 4,5 meter bila di luar gedung agar tidak menghalangi kendaraan yang lewat.

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

8. Memberikan tutup pelindung pada alat–alat yang bergerak atau berputar untuk menghindari terjadinya kecelakaan kerja.

9. Menyediakan peralatan pemadam kebakaran yang dilengkapi dengan pompa-pompa hidran pada tiap jarak tertentu

10.Memasang sprinkler, yaitu sistem yang bekerja secara otomatis dengan memancarkan air bertekanan kesegala arah untuk memadamkan kebakaran atau setidak-tidaknya mencegah meluasnya kebakaran, khususnya di ruang kantor.

2. Keselamatan Kerja Terhadap Listrik

Usaha-usaha yang dapat dilakukan untuk menjaga keselamatan kerja terhadap listrik, antara lain:

1. Memasang sekring pemutus arus listrik otomatis pada setiap instalasi dan peralatan listrik dan merancang secara terpadu dengan tata letak pabrik untuk menjaga keselamatan kerja dan kemudahan jika harus dilakukan perbaikan.

2. Memasang papan tanda larangan yang jelas pada daerah sumber tegangan tinggi.

3. Menempatkan motor-motor listrik pada tempat yang tidak mengganggu lalu lintas pekerja.

4. Mengisolasi kawat hantaran listrik yang sesuai dengan keperluan. Khususnya kabel listrik yang berdekatan dengan alat-alat yang bekerja pada suhu tinggi.

5. Memasang penangkal petir yang dibumikan pada setiap peralatan atau bangunan yang menjulang tinggi.

3. Pencegahan Terhadap Gangguan Kesehatan

1. Mewajibkan setiap karyawan untuk memakai pakaian kerja selama berada di dalam lokasi pabrik.

2. Mewajibkan karyawan memakai sarung tangan karet serta penutup hidung dan mulut saat menangani bahan-bahan kimia yang berbahaya.

3. Mewajibkan karyawan memakai pelindung telinga pada saat bekerja di tempat alat yang bersuara tinggi seperti boiler dan generator.

4. Menyediakan poliklinik yang memadai di lokasi pabrik.

4. Peralatan Perlindungan Diri

Selama berada di dalam lokasi pabrik disediakan peralatan dan perlengkapan perlindungan diri yang wajib dipakai oleh karyawan dan setiap orang yang memasuki pabrik. Adapun peralatan perlindungan diri ini meliputi:

1. Pakaian kerja, masker, sarung tangan, dan sepatu pengaman khusus bagi karyawan yang bekerja berhubungan dengan bahan kimia, misalnya pekerja di laboratorium.

2. Helm, sepatu pengaman khusus, dan pelindung mata, bagi karyawan yang bekerja di bagian alat-alat berat, seperti penutup telinga bagi karyawan bagian boiler, kamar listrik (generator).

5. Kesadaran dan Pengetahuan yang Memadai bagi Karyawan

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

1. Melakukan pelatihan secara berkala bagi karyawan.

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

3. Membekali karyawan dengan keterampilan menggunakan peralatan secara benar dan cara-cara mengatasi kecelakaan kerja.

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

1. Mengikuti pedoman–pedoman yang sesuai dalam bertugas. 2. Mematuhi setiap peraturan dan ketentuan yang ada.

3. Memiliki keterampilan untuk mengatasi kecelakaan dengan menggunakan peralatan yang ada.

4. Melaporkan dengan segera setiap kecelakaan atau kejadian yang merugikan pada atasan.

5. Mengingatkan antara karyawan akan perbuatan yang dapat menimbulkan bahaya.

6. Mengontrol secara periodik terhadap alat instalasi pabrik oleh petugas

BAB VII

UTILITAS

Utilitas dalam suatu pabrik adalah sarana penunjang utama di dalam kelancaran proses produksi. Agar proses produksi tersebut dapat terus berkesinambungan, haruslah didukung oleh sarana dan prasarana utilitas yang baik. Sarana utilitas yang terdapat pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Olein dan Stearin ini adalah :

1. Kebutuhan uap (steam) 2. Kebutuhan air

3. Kebutuhan bahan kimia 4. Kebutuhan bahan bakar 5. Kebutuhan listrik

7.1 Kebutuhan Uap (Steam)

Dari perhitungan neraca panas diketahui kebutuhan steam adalah:  Tangki RBDPO = 1.824,776272 kg/jam

 Heat Exchanger = 990,8968491 kg/jam  Bak penampung Stearin = 1.319,209kg/jam +

Total = 4.134,882 kg/jam

Tambahan untuk faktor keamanan diambil 30 % maka:

Total uap yang harus dihasilkan = 1,3 x 4.134,882 = 5.375,3466 kg/jam

7.2 Kebutuhan Air

Kebutuhan air dalam suatu pabrik meliputi kebutuhan air dalam suatu pabrik meliputi air pendingin, air umpan ketel, air domestik, dan air tambahan untuk keperluan lain-lain. Kebutuhan air pada pabrik pembuatan olein dan stearin adalah sebagai berikut:

7.2.1 Kebutuhan air pendingin

Air pendingin dibutuhkan pada tangki kristalisasi dengan sumber air dari water cooling tower dan chiller.

a. Water Cooling Tower

Water cooling tower dapat mendinginkan air dengan menggunakan udara dimana suhu keluar 24 oC. Air yang telah digunakan sebagai pendingin dapat dipergunakan kembali setelah didinginkan pada water cooling tower, dengan menganggap adanya kehilangan air selama proses sirkulasi, sehingga dibutuhkan penambahan air sebanyak:

Wm = We + Wd + Wb (Perry, 1999)

We = 0,00085 Wc (T1-T2)

1 S We Wb   Dimana:

Wm = Air segar yang harus ditambahkan (m3/jam) We = Air yang hilang akibat penguapan (m3/jam) Wb = Air yang terhembus (m3/jam)

Wd = Air yang hilang sepanjang aliran (m3/jam) = 0,1 – 0,2 %, diambil 0,2 %

Wc = Kebutuhan air pendingin (m3/jam) T1 = Temperatur masuk = 380C

T2 = Temperatur keluar = 240C

S = Perbandingan antara padatan terlarut dengan air yang ditambahkan adalah 3 sampai 5 (diambil S = 5 )

ρair = 1000 kg/m3

Laju volumetrik air pendingin : m = 90.077,45643 kg/jam jam m 077 , 90 1000 43 90.077,456

W_c   3

We = 0,00085 x 90,077x (38 – 24) = 1,071 m3/jam jam m 0,264 1 5 1,071

W_b  3

 

Diambil 0,2 %

Wd = 0,002 x 90,077 = 0,180 m3/jam

Jumlah air tambahan yang dibutuhkan untuk air pendingin dari WCT: = 1,071+ 0,264 + 0,180 = 1,518 m3/jam

= 1.518 kg/jam

Jumlah air pendingin yang digunakan kembali: = 90.077,45643 – 1.518

= 88.559,456 kg/jam b. Chiller

Chiller dapat mendinginkan air hingga 10-11 oC dengan menggunakan referigerant. Referigerant yang digunakan adalah amoniak (NH3).

Dari neraca panas diperoleh laju masa air pendingin dari chiller adalah: 115.908,4316 kg/jam. Diperkirakan air tambahan 5 % maka:

Air tambahan untuk chiller = 0,05 x 115.908,4316 kg/jam

= 5.795,421 kg/jam

7.2.2 Air umpan ketel

Diperkirakan 80% kondensat dapat digunakan kembali maka: - Kondensat yang digunakan kembali = 80% x 5.375,3466 = 4300 kg/jam - Kebutuhan air tambahan untuk ketel = 20% x 5.375,3466 = 1.075,068 kg/jam

7.2.3 Air domestik

Kebutuhan air domestik meliputi kebutuhan air rumah tangga, kantin, dan lain sebagainya. Kebutuhan air untuk masyarakat industri diperkirakan 10 l/jam tiap orang. Jumlah karyawan 75 orang dan ρ air = 1000 kg/m3 = 1 kg/l, maka total air kebutuhan domestik adalah:

= 75 x 10 l/jam = 750 l/jam x 1 kg/l = 750 kg/jam

7.2.4 Air tambahan

Kebutuhan air tambahan untuk keperluan lain-lain (laboratorium, pencucian peralatan, dan lain sebagainya) diperkirakan 6 % dari total kebutuhan air.

= 6 % (1.518 + 5.795,4 + 1.075,068 + 750) = 548,3 kg/jam

Jadi kebutuhan total air tambahan adalah:

= 1.518 + 5.795,4+ 1.075,068 + 750 + 548,3 = 9.683,63 kg/jam

7.3 Unit Pengolahan Air

Sumber air pada pabrik ini berasal dari air sumur bor. Kualitas air sumur bor kawasan Besitang dapat dilihat pada Tabel 7.1.

Tabel.7.1: Mutu Air Sumur Bor Besitang

No Parameter Kadar (mg/l)

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

pH

Besi (Fe2O3)

Kalsium (CaO) Magnesium (MgO) Sulfat (SO4)

Klorida (Cl)

Kandungan organik Alumina (Al2O3)

Zat organik

5 2,56 2,34 2,1 0,35 2,32 2,25 0,004

1,5

Sumber : Laporan air minum Kabupaten Langkat, Sumut, 2002

Untuk menjamin kelangsungan penyediaan air, maka dibangun fasilitas penampungan air (water intake) yang juga merupakan pengolahan awal air sumur bor.

Pengolahan ini meliputi penyaringan kotoran-kotoran yang ada pada air. Selanjutnya dilakukan pengolahan agar dapat digunakan untuk keperluan pabrik yang terdiri dari beberapa tahap, yaitu :

1. Pengendapan

Pada bak penampungan partikel-partikel padat yang berdiameter besar akan mengendap secara gravitasi. Ukuran partikel yang mengendap ini berkisar antara 10 mikron hingga 10 milimeter.

2. Klarifikasi

Klarifikasi merupakan proses penghilangan kekeruhan di dalam air. Air dari bak penampungan dialirkan ke dalam clarifier bersamaan dengan larutan alum (Al2(SO4)3) dan soda abu (Na2CO3), dimana alum berfungsi sebagai koagulan

dan soda abu sebagai bahan pembantu untuk mempercepat pengendapan dan menetralkan pH.

Setelah pencampuran dan sambil dilakukan pengadukan, maka akan terbentuk flok-flok yang akan mengendap ke dasar clarifier secara gravitasi. Sedangkan air jernih akan keluar melimpah (over flow) yang selanjutnya masuk ke dalam penyaring pasir (sand filter) untuk penyaringan.

Pemakaian alum dan soda abu umumnya hingga 50 ppm dan 27 ppm terhadap jumlah air yang akan diolah (Nalco,1988).

Total kebutuhan air = 9.683,63 kg/jam

Al2(SO4)3 yang dibutuhkan = (50/106) x 9.683,63 = 0,484 kg/jam

Na2CO3 yang dibutuhkan = (27/106) x 9.683,63 = 0,261 kg/jam

3. Filtrasi

Filtrasi dilakukan untuk memisahkan flok dan koagulan yang masih terikut bersama air. Penyaring pasir (sand filter) yang digunakan terdiri dari 3 lapisan, yaitu :

- Lapisan I : terdiri dari pasir hijau setinggi 24 in = 60,96 cm - Lapisan II : terdiri dari antrakit setinggi 12,5 in = 31,75 cm - Lapisan III : terdiri dari batu grafel setinggi 7 in = 17,78 cm

Pada bagian bawah alat penyaring dilengkapi dengan strainer sebagai penahan. Selama pemakaian, daya saring penyaring (sand filter) akan menurun sehingga diperlukan regenerasi secara berkala dengan pencucian balik (back

wash). Dari penyaring (sand filter) ini, air dipompakan ke menara air sebelum didistribusikan untuk berbagai pemakaian.

Untuk air umpan ketel masih diperlukan pengolahan air lebih lanjut, yaitu demineralisasi dan deaerasi. Untuk memenuhi standar air domestik diperlukan klor sebagai desinfektant untuk membunuh kuman di dalam air. Klor yang digunakan biasanya dalam bentuk kaporit, Ca(ClO2).

4. Pengolahan air domestik

Kebutuhan air domestik = 750 kg/jam

Kaporit yang digunakan direncanakan mengandung klorin 30 %

Kebutuhan klorin = 2 ppm dari berat air (Nalco, 1988) Kebutuhan kaporit = (2 x 750) / (0,3 x1000.000)

= 0,005 kg/jam = 0,12 kg/hari

5. Demineralisasi air umpan ketel

Air untuk umpan ketel harus murni dan bebas dari garam-garam terlarut. Untuk itu perlu dilakukan proses demineralisasi. Alat demineralisasi dibagi atas:

a. Penukar Kation (Cation Exchanger)

Penukar kation berfungsi untuk mengikat logam-logam alkali dan mengurangi kesadahan air yang digunakan. Proses yang terjadi adalah pertukaran antara kation Ca, Mg dan kation lain yang larut dalam air dengan kation dari resin. Resin yang digunakan bermerek Daulite C-20.

Reaksi yang terjadi:

2H+R + Ca2+ → Ca2+R2 + 2H+

2H+R + Mg2+→ Mg2+R2 + 2H+

Untuk regenerasi dipakai H2SO4 berlebih dengan reaksi:

Ca2+R2 + 2 H2SO4→ CaSO4 + 2H+R

Perhitungan Kesadahan Kation

Dari Tabel 7.1 di atas diketahui bahwa air sumur bor Besitang mengandung Ca2+, Mg2+, dan Fe3+ masing-masing dengan kadar 2,34 mg/l, 2,1 mg/l, dan 2,56 mg/l.  Kebutuhan air yang akan diolah = 1.075,068 kg/jam

 Total kesadahan kation = 2,34 + 2,1 + 2,56 = 7 mg/l

 Densitas air = 1000 kg/m3

Volume =

menit galon 73 , 4 jam m ,075 1 1000 1.075,068 ρ m 3   

1 mg/l =

galon grain 17,1

1

Total muatan = kgrain

1000 1 x menit galon ,73 4 x galon 17,1 grain 7 = 0,0019 kgrain/menit = 2,78 kgrain/hari

Digunakan ion exchanger 1 unit dengan service flow maksimum 19 galon/menit. Dari Tabel 12 Nalco (1988), diperoleh data sebagai berikut:

Diameter tangki : 1 ft Luas permukaan, A : 0,7854 ft2

Resin yang digunakan adalah Daulite C – 20, dengan nilai EC (Exchanger Capacity, yaitu kemampuan penukar ion untuk menukar ion yang ada pada air yang melaluinya) = 17 kgrain/ft3 (Nalco, 1988).

Kebutuhan resin = 0,16ft /hari

kgrain/ft 17 i kgrain/har 78 , 2 3 3  Tinggi yang dapat ditempati oleh resin ft 0,20 7854 , 0 0,16 permukaan luas resin kebutuhan

h  

Faktor kelonggaran diambil 80%, maka tinggi resin h = 1,8 x 0,20 = 0,37 ft

Regenerasi

Volume resin, V = h x A = 2,5 x 0,7854 = 1,9635 ft3 Siklus regenerasi, t

2,78 17 x 1,9635 muatan total resin kapasitas x resin volume  

= 12 hari

Sebagai regeneran digunakan H2SO4, dimana pemakaiannya sebanyak 8 lb

H2SO4/ft3 untuk setiap regenerasi (Nalco, 1988)

Kebutuhan H2SO4 =

resin kapasitas regenerasi kapasitas x muatan Total = 3 3 4 2 ft kgrain 17 ft SO H lb 8 x hari kgrain 78 , 2

= 1,30

hari regenerasi 12 1 x regenerasi lb

= 0,10 lb/hari = 0,049 kg/hari

b. Penukar Anion (Anion Exchanger)

Penukar anion berfungsi untuk menukar anion yang terdapat dalam air dengan ion hidroksida dari resin. Resin yang digunakan bermerek R-Dowex. Reaksi yang terjadi:

2ROH + SO42- → R2SO4 + 2OH

ROH + Cl- → RCl + OH

-Untuk regenerasi dipakai larutan NaOH dengan reaksi: R2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2ROH

RCl + NaOH → NaCl + ROH

Perhitungan Kesadahan Anion

Dari Tabel 7.1 diketahui air sumur bor Besitang mengandung SO42- dan Cl

-masing-masing dengan kadar 0,35 mg/l dan 2,32 mg/l.

 Kebutuhan air yang akan diolah = 1.075,068 kg/jam  Total kesadahan anion = 0,35 + 2,32 = 2,67 mg/l

Volume = menit galon 73 , 4 jam m ,07 1 1000 1.075,068 ρ m 3   

1 mg/l =

galon grain 17,1

1

Total muatan = kgrain

1000 1 x menit galon 73 , 4 x galon 17,1 grain 2,67 = 0,0007 kgrain/menit = 1 kgrain/hari

Digunakan ion exchanger 1 unit dengan service flow maksimum 19 galon/menit. Dari Tabel 12 Nalco (1988), diperoleh data sebagai berikut:

Diameter tangki : 1 ft Luas permukaan, A : 0,7854 ft2

Resin yang digunakan adalah R-Dowex, dengan nilai EC (Exchanger Capacity, yaitu kemampuan penukar ion untuk menukar ion yang ada pada air yang melaluinya) = 12 kgrain/ft3 (Nalco, 1988).

Kebutuhan resin = 0,085ft /hari

kgrain/ft 12 i kgrain/har 1 ₃ 3  Tinggi yang dapat ditempati oleh resin

ft 0,10 0,7854 8 0 0, Permukaan Luas resin Kabutuhan

h  

Faktor kelonggaran diambil 80%, maka tinggi resin h = 1,8 x 0,10 = 0,18 ft

Tinggi minimum resin = 2,5 ft

Regenerasi

Volume resin, V = h x A = 2,5 x 0,7854 = 1,9635 ft3 Siklus regenerasi, t

1 12 x 9635 , 1 muatan total resin kapasitas x resin Volume  

= 23,56 hari

Sebagai regeneran digunakan NaOH, dimana pemakaiannya sebanyak 5 lb NaOH/ft3 untuk setiap regenerasi (Nalco, 1988)

Kebutuhan NaOH =

resin kapasitas

regenerasi kapasitas

x muatan Total

=

3

3

ft kgrain 12

ft NaOH lb

5 x hari kgrain 1

= 0,41

hari regenerasi 23,56

1 x regenerasi

lb

= 0,017 lb/hari

= 0.007 kg/hari

6. Deaerasi

Deaerator berfungsi untuk memanaskan air yang keluar dari alat penukar ion (ion exchanger) sebelum dikirim sebagai air umpan ketel. Air hasil demineralisasi dikumpulkan pada tangki umpan ketel sebelum dipompakan ke deaerator. Pada deaerator ini, air dipanaskan hingga 90oC supaya gas-gas yang terlarut dalam air, seperti O2 dan CO2 dapat dihilangkan, sebab gas-gas tersebut

dapat menyebabkan korosi. Pemanasan ini juga berfungsi untuk mencegah perbedaan suhu yang besar antara air umpan dengan suhu di dalam ketel sehingga beban ketel dapat dikurangi.

7.3 Kebutuhan Bahan Kimia

Kebutuhan bahan kimia adalah sebagai berikut: 1. Al2(SO4)3 = 11,616 kg/hari

2. Na2CO3 = 6,264 kg/hari

3. Kaporit = 0,12 kg/hari 4. H2SO4 = 0,049 kg/hari

7.4 Kebutuhan Listrik

Perincian kebutuhan listrik diperkirakan sebagai berikut:

1. Unit Proses = 38,75 Hp

2. Unit Utilitas = 66,25 Hp

3. Ruang kontrol dan laboratorium = 20 Hp 4. Penerangan dan kantor = 20 Hp Total kebutuhan listrik = 145 Hp Untuk cadangan diambil 20 %, maka :

Listrik yang dibutuhkan = 1,2 x 145 Hp = 174 Hp

= 174 Hp x 0,7457 kW/Hp = 129,75 kW

Untuk memenuhi kebutuhan listrik pada power plant digunakan 3 unit diesel engine generating set (2 operasi dan 1 stand-by).

Effisiensi generator = 75% (Pande, 1985) =

75 , 0

75 ,

129 kW

= 173 kW

7.5 Kebutuhan Bahan Bakar

Bahan bakar yang digunakan untuk ketel uap dan pembangkit tenaga listrik dan furnace adalah minyak solar (minyak solar mempunyai nilai bahan bakar tinggi). Keperluan bahan bakar :

1 Bahan bakar generator

Kebutuhan total listrik = 173 kW

1 kW = 860,4 kkal/jam

Nilai kalor solar = 10.220 kkal/kg (Perry, 1999) Densitas bahan bakar solar = 0,89 kg/ltr (Perry, 1999) Daya generator dihasilkan = 173 kW x 860,4 kkal/jam

= 148.849,2 kkal/jam Jumlah bahan bakar =

kkal/ltr 10.220

kkal/jam 2

, 849 . 148

= 14,56 ltr/jam

2 Ketel Uap

Total steam yang dihasilkan = 5.375,3466 kg/jam Entalpi steam, Hs (1800C, 2 atm) = 2.828,6 kJ/kg

Kondensat digunakan, Mc = 3.143,985 kg/jam

Entalpi kondensat, Hc(100o C) = 419 kJ/kg

Kondensat digunakan, Md = 990,89 kg/jam

Entalpi kondensat, Hd(110o C) = 462 kJ/kg

Air umpan segar, Mf = 1.075,068 kg/hari

Entalpi air umpan, Hf (90o C) = 376,9 kJ/kg

Entalpi umpan ketel, Hb =

068 , 075 . 1 985 , 143 . 3 89 , 990 ) 9 , 376 068 , 075 . 1 ( ) 419 985 , 143 . 3 ( ) 462 89 , 990 (   

 x x

x

= 418,49 kJ/kg Panas yang dibutuhkan = Qs (Hs - Hb)

= 5.375,3466 (2.828,6 – 418,49) = 12.955.176,59 kJ/jam

Efisiensi alat = 85 %

Total kebutuhan panas =

85 , 0 jam kJ 59 , 176 . 955 . 12

= 15.241.384,23 kJ/jam = 3.642.778,25 kkal/jam Digunakan bahan bakar minyak solar

Nilai kalor bakar = 10.220 kal/kg (Perry, 1999) Jumlah solar yang digunakan =

kkal/kg 10.220 kkal/jam 25 , 778 . 642 . 3

= 356,43 kg/jam

Densitas solar = 0,89 kg/ltr

Volume solar yang digunakan = 356,43/ 0,89 = 400 ltr/jam

7.6 Unit Pengolahan Limbah

Limbah dari suatu pabrik harus diolah sebelum dibuang ke badan air atau atmosfer, karena limbah tersebut mengdanung bermacam-macam zat yang dapat membahayakan alam sekitar maupun menusia itu sendiri. Demi kelestarian lingkungan hidup, maka setiap pabrik harus mempunyai unit pengolahan limbah.

Limbah cair yang berasal dari pabrik meliputi: 1. Limbah cair hasil pencucian peralatan pabrik.

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

2. Limbah domestik

Limbah ini mengandung bahan organik sisa pencernaan yang berasal dari kamar mandi di lokasi pabrik, serta limbah dari kantin berupa limbah padat dan limbah cair

3. Limbah laboratorium

Limbah yang berasal dari laboratorium ini mengandung bahan-bahan kimia yang digunakan untuk menganalisa mutu bahan baku yang dipergunakan dan mutu produk yang dihasilkan, serta yang dipergunakan untuk penelitian dan pengembangan proses.

Diperkirakan jumlah air buangan pabrik:  Buangan domestik

 Diperkirakan air buangan tiap orang = 3 ltr/jam

 Jumlah pekerja = 75 orang

 Total air buangan domestik = 75 x 3 = 225 ltr/jam

 Laboratorium diperkirakan = 624,829 kg/jam

Total air buangan = 225 + 461,125

= 686,125 ltr/jam x 24 jam/hari

= ₃

ltr/m 1000

hari ltr 467 . 16

= 16,467 m3/hari

Pengolahan limbah cair pada pabrik pembuatan olein dan stearin ini direncanakan melalui bak penampung, bak pengendapan, dan bak penetralan dengan proses sebagai berikut:

Gambar 7.1 Proses pengolahan limbah Keterangan:

BP 1 : Bak penampung BP 2 : Bak pengendapan BP 3 : Bak penentralan

BP 4 : Pengolahan dengan lumpur aktif

7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas 1. Bak Pengendapan (BP201)

Fungsi : Menampung dan mengendapkan kotoran terbawa dari air tanah.

Bentuk : Bak dengan permukanan persegi panjang Bahan Konstruksi : Beton kedap air

Jumlah : 3 Unit

Volume : 23,240 m3

Panjang : 4,711 m

Lebar : 3,14 m

2. Tangki Alumunium Sulfat (T201)

Fungsi : Membuat larutan alumunium sulfat

Bentuk : Silinder tegak, alas datar dan tutup ellipsoidal Bahan Konstruksi : Stainless Steel

Jumlah : 1 Unit

Suhu : 300C

Volume : 1,022 m3

Diameter : 1,086 m

Tinggi : 1,709 m

Tebal plat : 3/16 in

Jenis pengaduk : Flat six-blade open turbine Diameter Impeller : 0,362 m

Kecepatan pengadukan : 1 rps Daya pengadukan : 1 Hp

3. Tangki Natrium Karbonat (T202)

Fungsi : Membuat larutan natrium karbonat

Bentuk : Silinder tegak, alas datar dan tutup ellipsoidal Bahan Konstruksi : Stainless Steel

Jumlah : 1 Unit

Suhu : 300C

Volume : 0,768 m3

Diameter : 1,322 m

Tinggi : 2,203 m

Tebal plat : 3/16 in

Jenis pengaduk : Flat six-blade open turbine Diameter Impeller : 0,440 m

Kecepatan pengadukan : 1 rps Daya pengadukan : 1Hp

4. Clarifier (CL201)

Fungsi : Memisahkan endapan yang terbentuk karena penambahan alum dan soda abu.

Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-53 Grade B

Jumlah : 2 Unit

Suhu : 300C

Volume : 9,684 m3

Diameter : 6,232 m

Tinggi : 6,232 m

Waktu pengendapan : 0,783 jam Tebal plat : 3/8 in

Jenis pengaduk : Flat six-blade open turbine Daya pengadukan : 2,5 Hp

5. Sand Filter (SF201)

Fungsi : Menyaring air yang berasal dari clarifier Bentuk : Silinder tegak, alas dan tutup ellipsoidal Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-53 Grade B

Jumlah : 2 Unit

Suhu : 30 0C

Volume : 2,90 m3

Diameter : 1,16 m

Tinggi : 3,78 m

Tebal plat : 3/16 in

6. Menara Air (MA201)

Fungsi : Mendistribusikan air untuk berbagai keperluan Bentuk : Silinder tegak, alas dan tutup datar

Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-53 Grade B

Jumlah : 1 Unit

Suhu : 300C

Diameter : 2,455 m

Tinggi : 2,716 m

Tebal plat : 1/4 in

7. Penukar Kation (CE201)

Fungsi : Mengurangi kesadahan air

Bentuk : Silinder tegak, alas dan tutup ellipsoidal Bahan Konstruksi : Plate steel SA-167, grade 304

Jumlah : 1 Unit

Suhu : 300C

Volume : 1,390 m3

Diameter : 0,809 m

Tinggi : 2,561 m

Tebal plat : 3/16 in

8. Penukar Anion (AE201)

Fungsi : Mengurangi kesadahan air

Bentuk : Silinder tegak, alas dan tutup ellipsoidal Bahan Konstruksi : Plate steel SA-167, grade 304

Jumlah : 1 Unit

Suhu : 300C

Volume : 1,525 m3

Diameter : 0,835 m

Tinggi : 2,644 m

Tebal plat : 3/16 in

9. Deaerator (DE201)

Fungsi : Menghilangkan gas-gas terlarut dalam umpan ketel Bentuk : Silinder horizontal, alas dan tutup ellipsoidal Bahan Konstruksi : Plate steel SA-167, grade 304

Jumlah : 1 Unit

Volume : 1,440 m3

Diameter : 0,819 m

Tinggi : 2,586 m

Tebal plat : 3/16 in

10. Ketel Uap (KU201)

Fungsi : Menyediakan uap untuk keperluan proses

Bentuk : Pipa api

Bahan Konstruksi : Carbon steel

Jumlah : 1 Unit

Panas ketel : 84.231.119,238Btu/hari Panjang tube : 30 ft

Diameter tube : 3 in

Luas permukaan pipa : 1,456 ft2/ft Jumlah tube : 32 buah

11. Tangki Kaporit (T205)

Fungsi : Membuat larutan kaporit

Bentuk : Silinder tegak, alas datar dan tutup ellipsoidal Bahan Konstruksi : Stainless Steel

Jumlah : 1 Unit

Suhu : 300C

Volume : 0,006 m3

Diameter : 0,166 m

Tinggi : 0,277 m

Tebal plat : 3/16 in

Jenis pengaduk : Flat six-blade open turbine Diameter Impeller : 0,055 m

Kecepatan pengadukan : 2 rps Daya pengadukan : 1 Hp

12. Water Cooling Tower (WCT201)

Fungsi : Mendinginkan air pendingin bekas dari temperatur 38oC menjadi 24oC.

Jenis : Mechanical Draft Cooling Tower Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-53 Grade B

Jumlah : 1 Unit

Laju air pendingin : 90.077,4560 m3/jam Luas menara : 380,7322 ft2

Tinggi menara : 11,83 ft Performance : 90 %

Daya : 4,5 HP

Laju alir udara minimum : 0,091 kg/s.m2

13. Chiller (CH201)

Fungsi : Mendinginkan air dari temperatur menjadi 10oC. Jenis : Single stage mechanical refrigeration cycle Bahan Konstruksi : Carbon Steel

Jumlah : 1 Unit

Laju air pendingin : 90.077,45643 m3/jam Refrigerant yang digunakan : Amoniak (NH3)

Daya kompressor : 33,621Hp

Laju refrigerant : 4.863,688 kg NH3/jam

14. Pompa Sumur Bor (P201)

Fungsi : Memompa air dari sumur bor ke bak pengendapan

Jenis : Sentrifugal Pump

Bahan Konstruksi : Comersial steel

Jumlah : 2 Unit

Suhu : 300C

Laju alir volumetrik : 0,0195 ft3/s

Spesifikasi

 Schedule : 40  Diameter dalam : 1,380 in Spesifikasi pompa

 Effisiensi motor : 80%

 Daya pompa : 1 Hp

15. Pompa Bak Pengendapan (P202)

Fungsi : Memompa air dari bak pengendapan ke clarifier

Jenis : Sentrifugal Pump

Bahan Konstruksi : Comersial steel

Jumlah : 2 Unit

Suhu : 300C

Laju alir volumetrik : 0,0195 ft3/s

Spesifikasi  Ukuran nominal :1 1/4 in

 Schedule : 40

 Diameter dalam : 1,380 in Spesifikasi pompa

 Effisiensi motor : 80%

 Daya pompa : 1 Hp

16. Pompa Sand Filter (P203)

Fungsi : Memompa air dari sand filter ke menara air

Jenis : Sentrifugal Pump

Bahan Konstruksi : Comersial steel

Jumlah : 1 Unit

Suhu : 300C

Laju alir volumetrik : 0,0195 ft3/s

Spesifikasi  Ukuran nominal :1 1/4 in

 Schedule : 40

Spesifikasi pompa

 Effisiensi motor : 80%

 Daya pompa : 1,5 Hp

17. Pompa Anion Exchanger (P204)

Fungsi : Memompa air dari penukar kation ke penukar anion.

Jenis : Sentrifugal Pump

Bahan Konstruksi : Comersial steel

Jumlah : 1 Unit

Suhu : 300C

Laju alir volumetrik : 0,011 ft3/s

Spesifikasi  Ukuran nominal : 2 in

 Schedule : 40

 Diameter dalam : 2,067 in Spesifikasi pompa

 Effisiensi motor : 80%

 Daya pompa : 1 Hp

18. Pompa Deaerator (P205)

Fungsi : Memompa air dari deaerator ke penukar boiler.

Jenis : Sentrifugal Pump

Bahan Konstruksi : Comersial steel

Jumlah : 1 Unit

Suhu : 300C

Laju alir volumetrik : 0,0053 ft3/s

Spesifikasi

 Ukuran nominal : 1 1/4 in

 Schedule : 40

 Diameter dalam : 1,380 in Spesifikasi pompa

 Effisiensi motor : 80%

C. Biaya Variabel Perawatan

Diperkirakan 10 % dari biaya tetap perawatan. = 0,1 x Rp 8.905.104.515,-

= Rp 890.510.451,- D. Biaya Variabel Lainnya

Diperkirakan 5 % dari biaya tambahan = 0,05 x Rp 17.296.395.468,-

= Rp 864.819.773,-

Total biaya variabel = Rp 4.471.513.3857.923,- Total biaya produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel

= Rp 255.510.331.824,- + Rp 4.471.513.3857.923,- = Rp 4.727.023.719.747,-

LE.3.3 Perkiraan Laba/Rugi Perusahaan A. Laba Sebelum Pajak

Laba sebelum pajak = Total penjualan – Total biaya produksi

= Rp 6.477.502.331.520,- – 4.727.023.719.747,- = Rp 1.750.478.611.773,-

B. Pajak Penghasilan

Berdasarkan Keputusan Menkeu RI Tahun 2004, pasal 17, tentang Tarif Pajak Penghasilan adalah:

- Penghasilan sampai dengan Rp 50.000.000,- dikenakan pajak sebesar 10 %. - Penghasilan Rp 50.000.000,- sampai dengan Rp 100.000.000,- dikenakan

pajak sebesar 15 %.

- Penghasilan di atas Rp 100.000.000,- dikenakan pajak sebesar 30 %. Maka pajak penghasilan yang harus dibayar adalah:

- 10 % x Rp 50.000.000,- = Rp 5.000.000,- - 15 % x Rp (100.000.000,-

-

50.000.000,-) = Rp 7.500.000,- - 30 % x Rp (1.750.478.611.773,- – 100.000.000,-) = Rp 525.113.583.531,-

C. Laba setelah pajak

Laba setelah pajak = laba sebelum pajak – PPh

= Rp 1.743.003.866.773,- – Rp 522.883.660.032,- = Rp 1.225.352.528.241,-

LE.4 Analisa Aspek Ekonomi A. Profit Margin (PM)

PM = penjualan total pajak sebelum Laba

x 100 %

PM = 520 . 331 . 502 . 477 . 6 Rp ,-773 . 866 . 003 . 743 . 1 Rp

x 100 % = 27 %

Profit margin sebesar 27 % menunjukkan keuntungan perusahaan yang diperoleh tiap tahunnya.

B. Break Even Point (BEP) BEP = Variabel Biaya Penjualan Total Tetap Biaya

 x 100 %

BEP =

 Rp4.478.855.119.641.350, 520 . 331 . 502 . 477 . 6 Rp . , 082 . 106 . 345 . 643 . 255 Rp x100% = 13 %

BEP merupakan titik keseimbangan penerimaan dan pengeluaran dari suatu pabrik/unit dimana semakin kecil BEP maka perusahaan semakin baik. BEP biasanya tidak lebih dari 50 %, maka dari hasil diatas diketahui pendapatan dan pengeluaran sebanding.

Kapasitas produksi olein pada titik BEP = 41.666 kg x 13 % = 5.307 kg

Kapasitas produksi stearin pada titik BEP = 36.906 kg x 13 % = 4.701 kg

C. Return on Investment (RON) RON =

Sendiri Modal

pajak setelah Laba

x 100 %

RON =

  , 945 . 339 . 396 . 700 . 1 Rp , 741 . 206 . 120 . 220 . 1 Rp

x 100 % = 71.755 %

D. Pay Out Time (POT) ROI =

Investasi Modal Total pajak setelah Laba

ROI =

 , 909 . 899 . 993 . 833 . 2 Rp 741 . 206 . 120 . 220 . 1 Rp = 0,431

POT = ROI

1

x 1 Tahun POT =

431 , 0

1

x 1 Tahun = 2.323 Tahun

POT selama 2,323 tahun merupakan jangka waktu pengembalian modal dengan asumsi bahwa perusahaan beroperasi dengan kapasitas penuh tiap tahun.

E. Internal Rate of Return (IRR)

Untuk menentukan nilai IRR harus digambarkan jumlah pendapatan dan pengeluaran dari tahun ke tahun yang disebut “Cash Flow”. Untuk memperoleh cash flow diambil ketentuan sebagai berikut:

- Laba kotor diasumsikan mengalami kenaikan 10 % tiap tahun - Harga tanah diasumsikan mengalami kenaikan 10 % tiap tahun - Masa pembangunan disebut tahun ke nol

- Jangka waktu cash flow dipilih 10 tahun

- Perhitungan dilakukan dengan menggunakan nilai pada tahun ke – 10 Cash flow = laba sesudah pajak + depresiasi

0 2E+12 4E+12 6E+12 8E+12

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Kapasitas Produksi (%)

B

iay

a (

R

p

)

Penjualan Biaya tetap Biaya variabel Biaya produksi BEP = 13 %

Tahun Laba sebelum pajak

Pajak Laba sesudah

pajak

Depresiasi Net Cash Flow

P/F i = 51%

PV i = 51 %

P/F i = 52%

PV i = 52 %

0 0 0 0 0 (2,832,172,973,812) 1 (2,832,172,973,812) 1 (2,832,172,973,812)

1 _{1,750,478,611,773 525,126,083,532 1,225,352,528,241 8,908,742,712 1,234,261,270,953 0.6623 817,391,570,167 0.6579 812,013,994,048} 2 _{1,925,526,472,950 577,638,691,885 1,347,887,781,065 8,908,742,712 1,356,796,523,777 0.4386 595,060,095,512 0.4328 587,256,113,131} 3 _{2,118,079,120,245 635,402,561,074 1,482,676,559,172 8,908,742,712 1,491,585,301,883 0.2904 433,228,733,689 0.2848 424,734,296,944} 4 _{2,329,887,032,270 698,942,817,181 1,630,944,215,089 8,908,742,712 1,639,852,957,801 0.1924 315,425,731,093 0.1873 307,206,609,852} 5 _{2,562,875,735,497 768,837,098,899 1,794,038,636,598 8,908,742,712 1,802,947,379,309 0.1274 229,666,850,681 0.1232 222,210,773,896} 6 _{2,819,163,309,046 845,720,808,789 1,973,442,500,258 8,908,742,712 1,982,351,242,969 0.0844 167,231,822,862 0.0811 160,738,192,278} 7 _{3,101,079,639,951 930,292,889,668 2,170,786,750,283 8,908,742,712 2,179,695,492,995 0.0559 121,774,735,558 0.0533 116,276,167,965} 8 _{3,411,187,603,946 1,023,322,178,635 2,387,865,425,312 8,908,742,712 2,396,774,168,023 0.0370 88,677,111,226 0.0351 84,115,961,148} 9 _{3,752,306,364,341 1,125,654,396,498 2,626,651,967,843 8,908,742,712 2,635,560,710,554 0.0245 64,577,391,598 0.0231 60,852,823,418} 10 _{4,127,537,000,775 1,238,219,836,148 2,889,317,164,627 8,908,742,712 2,898,225,907,339 0.0162 47,028,676,992 0.0152 44,024,694,896} Jumlah = 47,889,745,566 -12.743.364.236

LE-2

%) 51 % 52 ( ) 236 . 346 . 743 . 12 ( 566 . 745 . 889 . 7 4

.566 47.889.745 %

49 

  

 IRR

Tabel LE-10 Data Perhitungan Internal Rate Of Return (IRR)