Perhitungan rancang bangun alat dan proses produksi pada bioreaktor 130 L Perhitungan rancang bangun alat dan proses produksi pada skala ekonomik, bioreaktor

115

2.2 Penggandaan Skala Basis kLa

FV 2 = FV 1 Hl 2 Hl 1 -23 = 1 0,3360,153 -23 = 0,59 vvm ] 0,6 vvm Laju aerasi = 0,6 vvm Vs = , S , S H ,_ S `, ab = 1,775 m jam kLa = k Pgv 0,95 V 0,67 Wang et al 1978, Dimana; k = konstanta untuk tipe pengaduk turbin pipih flat-blade turbin sebesar 0,0318, P = tenaga yang digunakan HP, V = volume cairan kultivasi m 3 , Vs = kecepatan aliran udara mjam 0,0015 = 0,0318PgV 0,95 x 1,7705 0,67 PgV = 0,02687 Pg = 0,02687 xV = 0,02687 x0,01 = 2,687 x 10 -4 HP PgP’= 0,6264 P’ = ,HR S I ,H H_ = 4,2896 x 10 -4 HP P = P’ x fc = 4,29 x10 -4 x 0,759 = 3,256x10 -4 P = S F S c S d ef = H, S F S , c S ,R = 3,256x 10 -4 kgm det = 0,0423. 10 -4 HP =0,415. 10 -4 kilowatt Boiler N 3 = , H. I S ,R , c S H, S = ,_ ,R = 0,1791 N = 0,5637 rps N = 33, 82 rpm

3. Perhitungan rancang bangun alat dan proses produksi pada bioreaktor 130 L

Volume kerja bioreaktor adalah 75 = 75 x130L = 97,5 L = 0,0975 m 3 Diameter tangki Dt 2 Untuk bioreaktor skala 13 L; Dt 1 = 0,197 m H L1 =0,336 m H L1 = 0,3360,197 Dt 1 , nisbah dipertahankan, maka H L2 = 0,3360,197 Dt 2 Untuk bioreaktor 130 L V = π4 Dt 2 2 .H L2 0,0975 = π4Dt 2 2 0,3360,197 Dt 2 Dt 2 3 = 0,280084 m; Dt 2 = 0,417594 m 116 Tinggi Media H L2 = 0,3360,197 Dt 2 = 0,3360,197 0,417594 = 0,712241 m Diameter Impeller Di untuk bioreaktor 130 L Di 1 = 0,09 m Dt 1 = 0,197 m Di 1 = 0,090,197 Dt 1 , Nisbah dipertahankan sama, maka; Di 2 = 0,090,197Dt 2 Di 2 = 0,090,197 0,417594 Di 2 = 0,190779 m Tinggi Tangki Ht V = πr 2 .Ht 2 Ht 2 = , g , S ,_ = 0,949655 m • Penggandaan skala Basis PgV Menentukan kecepatan agitasi Ni 1 3 Di 1 2 = Ni 2 3 Di 2 2 135 3 0,09 2 = N 2 3 0,190779 2 N 2 3 = 547.551,7714 N 2 = 81,81 rpm= 1,3635rps Menentukan tenaga eksternal dari agitator P P = S F S c S d ef = H, S , H F S , c S ,R = 1,9723 x10 -1 kgm det = 2,59 x 10 -3 HP Tenaga terkoreksi dengan sandar impeller P’ = Px fc Faktor koreksi fc 5 6 7 48 - 9: 7 48 ; - 9: ′ =7 0,417594 0,1907798 - 0,712241 0,190779 9 0,95288 P’=Px fc = 2,59x10 -3 HP x 0.95288 = 2,47x 10 -3 HP = 24,21 x 10 -3 kilowatt Boiler Bilangan aerasi Na ,4? : ? A3 ,3 4? 0 B C 04C 0 ,4? ADA? 2, :: E E F 117 ,RR , R , F = 1,38. 10 -2 Dari grafik Lampiran 5 diperoleh nilai PgP = 0,8 Tenaga untuk sistem beraerasi Pg Pg = PgP xP = 0,8 x 2,23x 10 -3 HP = 1,784 x 10 -3 HP = 17,489 x 10 -3 kilowatt boiler Tenaga per unit volum PgV Pg V = 1,784 x 10 -3 HP 0,0975 m 3 = 18,297 x 10 -3 HPm 3 = 1,8297 x 10 -2 HPm 3 PgP’ = 0,0975 x 1,8297 x 10 -2 2,23x 10 -3 = 0,79 dari grafik Lampiran 5. Diperoleh Na = 1.10 -2 Menentukan Laju aerasi vvm T T F = Na x N x Di 3 = 1.10 -2 x 81,81 x 0,190779 3 = 5,68065x10 -3 m 3 menit Laju aerasi vvm = FVolume kerja = 0,00568 0,0525 = 0,108 ] 0,11 vvm

4. Perhitungan rancang bangun alat dan proses produksi pada skala ekonomik, bioreaktor

70L Volume kerja bioreaktor adalah 75 = 75 x70L = 52,5 L = 0,0525 m 3 Diameter tangki Dt 2 Untuk bioreaktor skala 13 L; Dt 1 = 0,197 m H L1 =0,336 m H L1 = 0,3360,197 Dt 1 , nisbah dipertahankan, maka H L2 = 0,3360,197 Dt 2 Untuk bioreaktor 70 L V = π4 Dt 2 2 .H L2 0,0525 = π4Dt 2 2 0,3360,197 Dt 2 Dt 2 3 = 0,0392118 m Dt 2 = 0,3397 m Tinggi Media H L2 = 0,3360,197 Dt 2 = 0,3360,197 0,3397 = 0,57939 m 118 Diameter Impeller Di untuk bioreaktor 70 L Di 1 = 0,09 m Dt 1 = 0,197 m Di 1 = 0,090,197 Dt 1 , Nisbah dipertahankan sama, maka; Di 2 = 0,090,197Dt 2 Di 2 = 0,090,197 0,3397 Di 2 = 0,1552 m Tinggi Tangki Ht V = πr 2 .Ht 2 Ht 2 = , g , S , = 0,7727 m • Penggandaan skala Basis PgV Menentukan kecepatan agitasi Ni 1 3 Di 1 2 = Ni 2 3 Di 2 2 135 3 0,09 2 = N 2 3 0,1552 2 N 2 3 = 821.015.62 N 2 = 93,63764 rpm= 1,56063rps Menentukan tenaga eksternal dari agitator P P = S F S c S d ef = H, S , HH F S , c S ,R = 1,054 x10 -2 kgm det 0,013183098 = 1,389 x 10 -3 HP Tenaga terkoreksi dengan sandar impeller P’ = Px fc Faktor koreksi fc 5 6 7 48 - 9: 7 48 ; - 9: ′ =7 0,417594 0,1907798 - 0,712241 0,190779 9 0,95288 P’=Px fc = 1,389 x 10 -3 HP x 0.95288 = 1,32355x 10 -3 HP = 12,975 x 10 -3 kilowatt Boiler Bilangan aerasi Na ,4? : ? A3 ,3 4? 0 B C 04C 0 ,4? ADA? 2, :: E E F ,RR , _ , F = 2,24. 10 -2 Dari grafik Lampiran 5 diperoleh nilai PgP = 0,85 119 Tenaga untuk sistem beraerasi Pg Pg = PgP xP = 0,85 x 1,324x 10 -3 HP = 1,1254 x 10 -3 HP = 11,032x 10 -3 kilowatt boiler Tenaga per unit volum PgV Pg V = 1,1254 x 10 -3 HP 0,0525 m 3 = 21,436 x 10 -3 HPm 3 = 2,144 x 10 -2 HPm 3 PgP’ = 0,0525 x 2,144 x 10 -2 1,324 x 10 -3 = 0,85 dari grafik Lampiran 5. Diperoleh Na = 2,5.10 -2 Menentukan Laju aerasi vvm T T F = Na x N x Di 3 = 2,5.10 -2 x 81,81 x 0,1552 3 = 0,00765m 3 menit Laju aerasi vvm = FVolume kerja = 0,00765 0,0525 = 0,145 ] 0,15 vvm 120 Lampiran 4. Grafik hubungan bilangan Reynold dengan bilangan Tenaga 121 Lampiran 5. Grafik hubungan antara perbandingan tenaga pengaduk pada sistem beraerasi dan tanpa aerasi PgP dengan bilangan Aerasi pada berbagai tipe impeler Keterangan : A : Turbin pipih np = 8 B : Baling-baling np = 8 C : Baling-baling np = 8 D : Baling-baling np = 8 E : Baling-baling np = 8 F : Dayung DtDi = 3 WbDi = 0,1 DtHi = 3 122 Lampiran 6. Perhitungan pemilihan lokasi PEMILIHAN LOKASI Dr. Jono Munindar Bahan baku Tenaga kerja Infrastruktur Masyarakat Sekitar Jaringan distribusi Peraturan Pemerintah Lokal Biaya Bogor Selatan 2 3 1 2 2 4 3 Cileungsi 5 5 5 5 5 3 4 Darmaga 3 5 2 2 2 3 3 Gunung Putri 4 3 4 4 4 3 4 Kelapanunggal 1 3 3 2 2 3 4 Dr.Mulyorini Bahan baku Tenaga kerja Infrastruktur Masyarakat Sekitar Jaringan distribusi Peraturan Pemerintah Lokal Biaya Bogor Selatan 5 3 3 3 3 5 3 Cileungsi 5 5 5 5 5 5 5 Darmaga 3 3 3 3 1 5 1 Gunung Putri 5 5 5 5 5 5 5 Kelapanunggal 3 3 3 3 3 5 3 Ir. Tateng Bahan baku Tenaga kerja Infrastruktur Masyarakat Sekitar Jaringan distribusi Peraturan Pemerintah Lokal Biaya Bogor Selatan 5 5 5 4 5 5 4 Cileungsi 3 3 5 3 3 5 3 Darmaga 5 5 5 5 5 5 4 Gunung Putri 3 3 5 3 3 3 4 Kelapanunggal 5 5 5 5 5 5 4 123 NILAI AGREGAT Bahan baku Tenaga kerja Infrastruktur Masyarakat Sekitar Jaringan distribusi Peraturan Pemerintah Lokal Biaya Nilai MPE Nilai Bayes Bogor Selatan 3.68 3.56 2.47 2.88 3.11 4.64 3.30 8.36 3.44 III Cileungsi 4.22 4.22 5.00 4.22 4.22 4.22 3.91 8.62 4.22 I Darmaga 3.56 4.22 3.11 3.11 2.15 4.22 2.29 8.22 3.14 V Gunung Putri 3.91 3.56 4.64 3.91 3.91 3.56 4.31 8.56 4.00 II Kelapanunggal 2.47 3.56 3.56 3.11 3.11 4.22 3.63 8.33 3.37 IV Bobot 0.192 0.098 0.106 0.09 0.115 0.143 0.255 124 Lampiran 7. Petunjuk pengaplikasian program Aplikasi BIONIC Persyaratan Sistem Aplikasi BIONIC berbasis stand alone yang dapat diinstalasikan ke perangkat desktop ataupun laptop. Guna memperoleh manfaat yang maksimal, diperlukan kelengkapan software perangkat lunak dan hardware perangkat keras sebagai berikut: Kebutuhan Perangkat Lunak Perangkat lunak yang dibutuhkan untuk mengoperasikan BIONIC adalah sebagai berikut : • Sistem operasi Windows XP200020032007 atau menggunakan sistem operasi open source Linux • Paket Microsoft Office 20032007 Ms. Excel, Ms.Acces, Ms.Visio Kebutuhan Perangkat Keras Perangkat keras yang dibutuhkan untuk mengoperasikan BIONIC adalah 1 Perangkat Desktop atau Laptop yang dilengkapi dengan: • Drive optik • Prosesor Pentium 4 atau AMD Sempron 3100+ • RAM 1 GB • Ruang Hardisk 50 MB • VGA 512 MB dan kelengkapan perangkat lain. Prosedur Instalasi Langkah-langkah instalasi BIONIC adalah sebagai berikut: 1. Masukkan CD program pada drive optic yang ada pada desktop atau laptop 2. Copy Folder BIONIC pada desktop atau laptop dan klik Pada Folder BIONIC 3. Pada Folder tersebut terdapat icon set up seperti pada gambar a di bawah ini, silahkan di-klik pada icon tersebut. Icon tersebut untuk menginstall software expert choice. Gambar a. Icon set up 4. Selanjutnya untuk menggunakan program, cukup klik pada icon Biogio seperti pada gambar b. 125 Gambar b. Icon Biogio 5. Program siap digunakan. Manual Program BIONIC terdiri dari 5 submodel yaitu submodel Pemilihan Lokasi, submodel Perlakuan Proses, sub- model Pasar dan Strateginya, submodel Kelembagaan, dan submodel Finansial.Pada saat software dijalankan akan muncul tampilan seperti berikut: 1. Klik pada tulisan Silahkan Klik disini untuk masuk Gambar a. Start Page aplikasi 2. Setelah masuk, pengguna dapat mengakses setiap bagian submodel pada masing-masing TabSheet dan setiap petunjuk penggunaan yang ada pada masing-masing submodel. 3. Model Pemilihan lokasi, memiliki tampilan antarmuka seperti pada Gambar b Gambar b. Antar muka Pemilihan Lokasi 126 Antar muka Pemilihan Lokasi digunakan untuk membantu melakukan pemilihan lokasi industri terbaik berdasar pemberian nilai pada tujuh 7 variabel yang ada. Ketujuh variabel tersebut memiliki nilai bobot yang tersimpan dalam manajemen sistem dari aplikasi. Untuk memulai pemilihan lokasi dilakukan dengan mengisi nama daerah pada tabel. Nama daerah yang diinputkan akan muncul pada kolom Lokasi yang terletak di atas Tabel. Selanjutnya dilakukan pengisian kolom nilai pada masing- masing variabel. Setiap daerah memiliki nilai variabel tertentu. Variabel-variabel tersebut memiliki keterangan nilai sebagai berikut: 1 = Jika pada daerah Sangat kurang mendukung 3 = Jika pada daerah Kurang mendukung 5 = Jika pada daerah Mendukung 7 = Jika pada daerah Sangat mendukung 9 = Jika pada daerah Mutlak mendukung 2,4,6,8 = Jika ragu-ragu diantara dua nilai yang berdekatan • Pastikan semua kolom nilai terisi. Selanjutnya ditekan tombol Hasil, maka akan keluar nilai pehitungan pada kolom Bayes dan MPE. • Hasil dapat dilihat pada Tabel. • Untuk menghapus pilihan lokasi, arahan kursor pada lokasi yang akan dihapus dan tekan tombol Hapus. • Untuk menambah pilihan lokasi, tekan tombol Tambah, dan lakukan kembali tahapan pengisian dari awal. • Penentuan pilihan lokasi dilakukan dengan meliat hasil akhr pada tabel kolom nilai Bayes dan Nilai MPE. Lokasi dengan nilai tertinggi merupakan lokasi terpilh. 4. Model Perlakuan Proses, memiliki tampilan antarmuka seperti pada Gambar c Gambar c. Antar muka Perlakuan Proses • Untuk masuk pada antar muka Perlakuan Proses, ditekan TabSheet Perlakuan Proses. • Antar muka perlakuan prses digunakan untuk membantu menentukan neraca massa proses produksi bioinsektisida Bacillus thuringiensis subsp aizaway. • Untuk memulai, dimasukkan jumlah produksi yang diinginkan pada kolom Target Produksi kgbulan. Setelah terisi, ditekan tombol Mulai. Akan diperoleh nilai kebutuhan bahan baku pada setiap kolom yang ada. Hasil akan tersimpan dalam tabel. 127 • Untuk menambah alternatif Target produksi, ditekan tombol Nilai Lain, dan dilakukan tahapan dar awal. • Diagram proses prduksi dapat dlihat dengan menean tombol Diagram dan akan muncul diagram seperti pada Gambar d. Untuk kembali pada aplikasi sebelumnya, klik pada Kembali. Gambar d. Diagram Proses Produksi bionsektisida Bacillus thuringiensis subsp.aizaway 5. Model Strategi pengembangan dibagi menjadi dua yaitu Pasar dan Strateginya. Tampilan antarmuka memiliki tampilan antarmuka seperti pada Gambar e. Gambar e. Antar Muka Strategi Pengembangan • Untuk masuk Strategi Pengembangan, ditekan Tabsheet Pasar dan Strateginya. Pada antar muka terdapat dua 2 bagian model. Antar muka Pasar digunakan untuk mengetahui Alternatif solusi penentuan pasar bionsektisida Bacillus thuringiensis subsp.aizaway melalui model Proses Hierarki Analitik. • Untuk melihat bagan PHA pasar diklik Gambar bagan yang terletak di bawah Submodel Pasar. Maka akan muncul seperti pada Gambar f. • Untuk mengetahui bobot masing-masing variabel pada model PHA, diklik icon Expert Choice maka akan muncul tampilan seperti pada Gambar g. • Antar muka Strategi digunakan untuk mengetahui Alternatif solusi strategi agar industri bioinsektisida Bacillus thuringiensis subsp.aizaway tetap berkelanjutan. Tahapan untuk melihat 128 bagan dan bobot variabel seperti pada tahapan submodel Pasar. Tampilan hasil model seperti pada Gambar h dan i. Gambar f. Bagan PHA Pasar Bacillus thuringiensis subsp.aizaway Gambar g. Bobot PHA Pasar 129 Gambar h. Bagan PHA Strategi Industri Bacillus thuringiensis subsp.aizaway Gambar g. Bobot PHA Strategi 6. Model Kelembagaan digunakan untuk mengetahui pihak-pihak disarankan menjadi mitra lembaga dan variabel yang mempengaruhi. Untuk masuk Kelembagaan, ditekan Tabsheet Kelembagaan dan akan muncul antar muka seperti pada Gambar j. • Untuk melihat bagan PHA kelembagaan diklik Gambar bagan yang terletak di bawah Submodel Pasar. Maka akan muncul seperti pada Gambar k. • Untuk mengetahui bobot masing-masing variabel pada model PHA, diklik icon Expert Choice maka akan muncul tampilan seperti pada Gambar l. 130 Gambar j. Antar muka Kelembagaan Gambar k. Bagan PHA Kelembagaan Industri Bacillus thuringiensis subsp.aizaway Gambar l. Bobot PHA Kelembagaan 131 7. Model Finansial digunakan untuk mengetahui alokasi penggunaan dana dan perhitungan analisa kelayakan finansial. Untuk masuk Finansial, dtekan Tabsheet Finansial. Tampilan antar muka Finansial seperti pada Gambar m. Gambar m. Antar muka Finansial Untuk masuk pada perhitungan finansal, diklik pada icon Microsoft Excel 2007. Tampilan antar muka perhitungan finansial seperti pada Gambar n. Gambar n. Antar muka Finansial Perhitungan finansial meliputi alokasi dana investasi, perhitungan nilai kelayakan finansial yang mencakup Net Present Value, Internal Rate of Return, Payback Period, Break Event Point, dan Analisa Sensitvitas. Tampilan antar muka perhitungan finansial seperti pada Gambar o. 132 Gambar o. Antar muka Perhitungan Finansial 8. Untuk keluar dari aplikasi, klik tombol Keluar, dan akan muncul panel sebagai berikut Gambar p. End page aplikasi 9. Untuk menutup aplikasi klik icon globe, untuk kembali pada halaman awal aplikasi, klik Start page 133 Lampiran 8. Perhitungan finansial Invetasi Tahun Ke-0 134 Investasi Tahun Pertama dan Kedua 135 Pengeluaran Pada Tahun Ketiga hingga Keduabelas 136 Rencana Pengembalian Modal 137 Laporan Rugi Laba 138 Cash Flow 139 Net Present Value NPV =Rp 259.028.602 Internal Rate of Return IRR = 15 + Rp29.325.812 Rp29.325.812 –-Rp 73.607.502 x 20-15 = 16 140 Lampiran 9. Daftar bunga pinjaman bank Sumber : Bank Indonesia 2010, Statistik Ekonomi Keuangan Indonesia 141 Sumber : Bank Indonesia 2010, Statistik Ekonomi Keuangan Indonesia Lampiran 10. Hasil KUI PENELITIAN Bacillus thuri DEPARTEM FAKU I il kuisioner PHA UISIONER PROSES HIERARKI ANALITI AN ANALISA KELAYAKAN PENDIRIAN BIOINSEKTSIDA uringiensis subsp. aizaway DI BOGOR, JAW Oleh : Bartolomeus Bagus Praba Kuncara F34063256 Di Bawah Bimbingan : Prof. Dr. Ir.Marimin, MSc Dr.Ir.Mulyorini R.Hilwan, Msi TEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PER AKULTAS TEKNOLOGI PERTANIA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2010 142 TIK N INDUSTRI WA BARAT ERTANIAN IAN 143 Pendahuluan Bioinsektisida Bacillus thuringiensis subsp aizaway Bta merupakan produk pestisida biologi yang memanfaatkan mikroba untuk pemroduksiannya. Produk ini digunakan untuk membasmi serangga ordo Lepidoptera dan Diptera yang diantaranya adalah serangga ulat grayak Spodoptera litura . Ulat ini merupakan hama yang menyerang tanaman pangan seperti jagung, buah-buahan, dan sayur-sayuran. Bahan baku yang digunakan untuk memproduksinya adalah limbah ampas tahu atau limbah onggok tapioka. Produk ini sudah beredar di pasar pertanian, namun produk tersebut merupakan produk impor. Indonesia mengimpor produk tersebut dari negara-negara Eropa, Amerika, dan China. Hingga saat ini Indonesia belum memiliki industri pestisida yang memproduksi pestisida biologi secara lokal. Memperhatikan latar belakang di atas, Saat ini sedang dilakukan penelitian untuk usaha pendirian industri bioinsektisida secara lokal di daerah Bogor. Dari hasil studi pustaka dan penelitian yang sudah ada, ditemukan 4 empat permasalahan yang harus dikelola dalam rencana pendirian industri bioinsektisida secara lokal di dalam negeri. Permasalahan tersebut adalah: 1. Dimanakah lokasi terbaik di daerah Bogor untuk pendirian industri bioinsektisida? 2. Bagaimana cara mengetahui volume pasar bioinsektisida yang nyata? 3. Bagaimana strategi yang harus dijalankan agar industri bioinsektisida lokal yang akan dibangun dapat memperoleh keuntungan secara berkelanjutan? 4. Pihak mana saja yang perlu dijalin dalam kemitraan untuk membentuk kelembagaan ekonomi yang membantu industri bioinsektisida menjalankan usahanya? Solusi untuk masalah pertama, yaitu penentuan lokasi industri, dikonsepkan dalam Metode Perbandingan Eksponensial. Metode ini dilakukan dengan cara membandingkan Alternatif lokasi pendirian industri berdasar variabel-variabel yang telah dibobotkan oleh pakar. Solusi untuk ketiga permasalahan berikutnya 2,3,dan 4 dikonsepkan dalam model Proses Hierarki Analitik PHA. Model ini merupakan model yang diguanakan untuk menentukan alternatif solusi suatu permasalahan berdasar pembobotan oleh pakar pada bidang permasalah tersebut. Kuisioner ini dibuat untuk melakukan pengumpulan pembobotan oleh pakar. Pakar merupakan orang yang memilki kompetensi handal dalam suatu bidang. Pakar dapat berasal dari kalangan akademisi, pemerintah, ataupun praktisi. Oleh karena itu, besar harapan saya untuk Bapak Ibu sebagai pakar untuk bersedia mengisi kuisioner yang ada. Terdapat petunjuk pengisian kusioiner pada halaman pertama kuisioner bagi BapakIbu untuk membantu pengisian setiap kuisioner yang ada. Atas perhatian dan kesediaan BapakIbu saya ucapkan terima kasih. 144

1. Kuisioner Metode Perbandingan Eksponensial Pemilihan Lokasi Industri PETUNJUK PENGISIAN