PRARANCANGAN PABRIK ASAM LAKTAT DARI MOLASES DENGAN PROSES FERMENTASI Prarancangan Pabrik Asam Laktat Dari Molases Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 8.000 Ton/Tahun.

PRARANCANGAN PABRIK ASAM LAKTAT DARI
MOLASES DENGAN PROSES FERMENTASI
KAPASITAS 8.000 TON/TAHUN

TUGAS AKHIR
Disusun sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh
Gelar Kesarjanaan Strata 1 FakultasTeknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta

Oleh:

NIA FITRIA
D 500 090 001

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2014

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK KIMIA


Nama

:

Nia Fitria

NIM

:

D 500 090 001

Judul Skripsi

:

Prarancangan Pabrik Asam Laktat dari Molases dengan
Proses Fermentasi
Kapasitas 8.000 Ton/Tahun


Dosen Pembimbing

:

1. Ir. Herry Purnama,M.T., PhD.
2. Ir. Haryanto, A.R., M.S.

Surakarta, 16 Desember 2014

Menyetujui,
Pembimbing 1

Pembimbing 2

Ir. Herry Purnama, M.T., PhD.

Ir. Haryanto, A.R., M.S.

NIK : 664


NIP : 196307051990031002

Mengetahui,
Dekan Teknik

Ketua Jurusan Teknik kimia

Ir. Sri Sunarjono, M.T., PhD.

Rois Fatoni, S.T., M.T., PhD.

NIK : 682

NIK : 892

ii

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK KIMIA

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR

Saya yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama

: Nia Fitria

NIM

: D 500 090 001

Program Studi

: Teknik Kimia

Judul Tugas Akhir

: Prarancangan Pabrik Asam Laktat dari Molases

dengan

Proses

Fermentasi

Kapasitas

8000

Ton/Tahun
Menyatakan dengan sebenarnya bahwa hasil Tugas Akhir yang saya buat dan
serahkan ini merupakan hasil karya saya sendiri, kecuali kutipan-kutipan dan
ringkasan-ringkasan yang semuanya telah saya jelaskan sumbernya. Apabila
Tugas Akhir ini merupakan jiplakan dan atau penelitian karya ilmiah lain, maka
saya siap menerima sanksi baik secara akademis maupun hukum.

Surakarta, 16 Desember 2014
Yang membuat pernyataan,


Nia Fitria

iii

MOTTO
Sesungguhnyasesudahkesulitanituadakemudahan, bagi
orangyangmaubersungguh-sungguh.
(Q S. A n-N asyirah: 6-7)
Sepahit apapunmasalahitu, tetaplahuntuktersenyumdan
menghadapinya
J anganpernahadakatauntukmenyerah

iv

Persembahan
K u P ersembahkan K arya ini Untuk:

 Alm. Bapak yang aku sayangi

 Ibu yang saat ini menjadi satu-satunya orangtua yang aku sayangi

 Kakak-kakak ku mas eko dan mas agung
 kakak ipar ku mbak iik

 ponakan-ponakan ku desta, meyza, abim
 penyemangatku

K alian semua adalah semangat bagiku, karena dukungan dan doa
kalianlah nia dapat menyelesaikan T ugas A khir ini.

v

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikumWr. Wb.
Alhamdulillah, puji syukur saya panjatkan kepada Allah SWT atas rahmat dan
hidayahnya sehingga dapat menyeleseikan laporan tugas akhir yang berjudul
“Prarancangan Pabrik Asam laktat dari Molases dengan Proses Fermentasi
Kapasitas 8.000 ton/tahun” Tugas akhir ini merupakan salah satu mata kuliah
wajib yang harus ditempuh mahasiswa Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah
Surakarta sebagai syarat untuk memperoleh gelar sarjana.

Pada kesempatan ini penyusun mengucapkan banyak terima kasih kepada
semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan tugas akhir ini. Untuk itu
penyusun mengucapkan terimakasih kepada:
1. Allah SWT atas berkat dan rahmatnya dalam penyusunan tugas akhir ini.
2. Bapak Rois Fatoni, S.T., M.T., PhD. selaku ketua jurusan Teknik Kimia
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Ir. Herry Purnama, M.T., PhD. selaku dosen pembimbing pertama yang
telah membantu dan membimbing dalam penyusunan tugas akhir ini.
4. Bapak Ir. Haryanto, A.R., M.S., selaku dosen pembimbing kedua yang telah
memberi bimbingan dan arahan dalam penyusunan tugas akhir ini.
5. Petugas tata usaha Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Surakarta yang
telah membantu dalam bidang teknis dan administrasi.
6. Teman-teman teknik kimia angkatan 2009, teman-teman kost puri pasadena
dan keluarga atas doa, bantuan dan dukungannya.
Semoga

laporan

ini


dapat

bermanfaat

bagi

pihak-pihak

yang

membutuhkan informasi mengenai materi yang dibahas dalam laporan ini.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb
Surakarta, 12 November 2014

Penyusun
vi

INTISARI

Pabrik asam laktat dengan bahan baku molases direncanakan berdiri di

Kabupaten Lampung Tengah, Propinsi Lampung dengan kapasitas produksi 8.000
ton/tahun pada tahun 2018. Pembuatan asam laktat dilakukan dengan proses
fermentasi dengan bantuan bakteri Lactobacillus delbrueckii menggunakan
reaktor batch. Reaksi berlangsung secara irreversible dan endotermis, pada suhu
46oC dan tekanan 1 atm.
Kebutuhan molases untuk pabrik asam laktat sebanyak 3.315,69 kg/jam.
Produk berupa asam laktat sebanyak 1.010,10 kg/jam. Utilitas pendukung proses
meliputi penyediaan air untuk proses 6.653.81 kg/jam, kebutuhan air pendingin
sebanyak 4.997,281 kg/jam, kebutuhan air untuk steam sebanyak 1.316,822
kg/jam, dan kebutuhan air domestik sebesar 1.570,50 kg/jam. Total kebutuhan air
sebanyak 14.538,412 kg/jam. Untuk kebutuhan steam sebanyak 7.315,677 kg/jam.
Bahan bakar yang digunakan adalah fuel oil berupa residu sebanyak 32.860,45
kg/hari, kebutuhan listrik diperoleh dari PLN sebesar 106,10 kW dan sebagai
cadangan menggunakan generator dengan kebutuhan bahan bakar sebanyak 50,21
kg/jam. Pabrik direncanakan beroperasi selama 330 hari pertahun dengan jumlah
karyawan 150 orang. Pabrik berdiri pada lahan seluas 15.890 m2.
Bentuk perusahaan adalah PT (Perseroan Terbatas). Modal tetap sebesar
Rp.12.300.626.412.917,00. Modal kerja sebesar Rp.1.882.479.358.067,30.
Setelah dipotong pajak keuntungan pabrik mencapai Rp. 1.707.211.795.839,88,
percent Return On Investment (ROI) sebelum pajak sebesar 23,13% dan sesudah

pajak sebesar 13,88%, Pay Out Time (POT) sebelum pajak sebesar 3,02 tahun dan
setelah pajak 4,18 tahun. Break Event Point (BEP) sebesar 43,44%, Shut Down
Point (SDP) sebesar 14,11%, dan Discounted Cash Flow (DCF) sebesar 21,6%.
Berdasarkan pertimbangan bahwa ROI, POT, BEP, SDP dan DCF untuk pabrik
beresiko rendah, perhitungannya memenuhi standar maka pabrik asam laktat ini
layak untuk didirikan.

vii

DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .......................................................................................... i
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................ ii
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN ......................................................iii
MOTTO ............................................................................................................ iv
PERSEMBAHAN .............................................................................................. v
KATA PENGANTAR ....................................................................................... vi
INTISARI ......................................................................................................... vii
DAFTAR ISI ................................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xi
DAFTAR TABEL ............................................................................................ xii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ................................................................................... 1
1.2 Kapasitas Pabrik ................................................................................. 1
1.3 Lokasi Pabrik ..................................................................................... 3
1.4 Tinjauan Pustaka ................................................................................ 5
1.5 Tinjauan Proses ................................................................................ 11
BAB II DESKRIPSI PROSES
2.1 Spesifikasi Bahan ............................................................................. 13
2.1 Konsep Reaksi .................................................................................. 17
2.3 Diagram Alir .................................................................................... 20
2.4 Diagram Alir Kualitatif Kuantitatif ................................................... 22
2.5 Neraca Massa dan Panas ................................................................... 25
2.6 Tata Letak ........................................................................................ 41

viii

BAB III SPESIFIKASI ALAT
3.1 Acidifier ........................................................................................... 46
3.2 Cooler .............................................................................................. 46
3.3 Evaporator ........................................................................................ 48
3.4 Fermentor ......................................................................................... 49
3.5 Heat Exchanger ................................................................................ 49
3.6 Hooper ............................................................................................. 50
3.7 Pompa .............................................................................................. 53
3.8 Hidrolisis .......................................................................................... 56
3.9 Rotary Drum Vacuum Filter ............................................................. 57
3.11 Tangki Sterilisasi ............................................................................ 58
3.12 Tangki Cultur-01 ............................................................................ 58
3.13 Tangki Cultur-02 ............................................................................ 58
3.14 Tangki Koagulasi............................................................................ 59
3.15 Tangki Karbon................................................................................ 59
3.16 Tangki Penyimpanan ...................................................................... 60
BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM
4.1 Unit Pendukung Proses ..................................................................... 65
4.2 Laboratorium .................................................................................... 87
BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN
5.1 Bentuk Perusahaan ........................................................................... 90
5.2 Struktur Organisasi ........................................................................... 91
5.3 Sistem Kepegawaian dan Gaji .......................................................... 96
5.4 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji........................... 99
5.5 Kesejahteraan Sosial Karyawan ...................................................... 101
ix

5.6 Kesehatan dan Keselamatan Kerja .................................................. 103
5.7 Manajemen Produksi ...................................................................... 104
BAB VI ANALISIS EKONOMI
6.1 Total Capital Investment ................................................................. 113
6.2 Working Capital ............................................................................. 113
6.3 Manufacturing Cost ........................................................................ 114
6.4 General Expenses ........................................................................... 114
6.5 Analisis Keuntungan....................................................................... 115
6.6 Analisis Kelayakan ......................................................................... 115
BAB VII PENUTUP
7.1 Kesimpulan .................................................................................... 119
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

x

DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Diagram Alir Kualitatif .................................................................. 23
Gambar 2. Diagram Alir Kuantitatif ................................................................ 24
Gambar 3. Diagram Alir Neraca Massa dan Panas .......................................... 25
Gambar 4. Tata Letak Pabrik Asam Laktat ...................................................... 43
Gambar 5. Tata Letak Peralatan Pabrik Asam laktat ........................................ 45
Gambar 6. Diagram Alir Pengolahan Air ........................................................ 71
Gambar 7. Diagram Blok Pengolahan Limbah Cair ......................................... 85
Gambar 8. Struktur Organisasi Perusahaan.................................................... 106
Gambar 9. Grafik Tahun vs Cost Indeks........................................................ 110
Gambar 10. Grafik Perhitungan Analisis Ekonomi ........................................ 118

xi

DAFTAR TABEL
Tabel 1. Data Ekspor Impor Asam Laktat ......................................................... 2
Tabel 2. Komposisi Medium Fermentasi Asam laktat...................................... 20
Tabel 3. Komposisi Medium Yeast ................................................................. 21
Tabel 4. Neraca Massa Masuk Total ............................................................... 25
Tabel 5. Neraca Massa keluar Total ................................................................ 27
Tabel 6. Neraca Massa di Tangki Sterilisasi .................................................... 28
Tabel 7. Neraca Massa di Tangki Cultur-02 .................................................... 28
Tabel 8. Neraca Massa di Reaktor Hidrolisis ................................................... 29
Tabel 9. Neraca Massa di Tangki Cultur-01 .................................................... 29
Tabel 10. Neraca Massa di Fermentor ............................................................. 30
Tabel 11. Neraca Massa di Tangki Koagulasi .................................................. 30
Tabel 12. Neraca Massa di Filter-01 ................................................................ 31
Tabel 13. Neraca Massa di Acidifier ............................................................... 32
Tabel 14. Neraca Massa di Filter-02 ................................................................ 32
Tabel 15. Neraca Massa di Evaporator ............................................................ 33
Tabel 16. Neraca Massa di Tangki Karbon ...................................................... 33
Tabel 17 Neraca Panas di Tangki Sterilisasi .................................................... 34
Tabel 18. Neraca Panas di Cooler-01 .............................................................. 34
Tabel 19. Neraca Panas di Cooler-02 .............................................................. 34
Tabel 20. Neraca Panas di Tangki Cultur-01 ................................................... 35
Tabel 21. Neraca Panas di Tangki Cultur-02 ................................................... 35
Tabel 22. Neraca Panas di Reaktor Hidrolisis .................................................. 36
Tabel 23. Neraca Panas di Fermentor .............................................................. 36
Tabel 24. Neraca Panas di Heat Exchanger ..................................................... 37
xii

Tabel 25. Neraca Panas di Tangki koagulasi ................................................... 38
Tabel 26. Neraca Panas di Filter-01................................................................. 38
Tabel 27. Neraca Panas di Acidifier ................................................................ 39
Tabel 28. Neraca Panas di Filter-02................................................................. 39
Tabel 29. Neraca Panas di Evaporator ............................................................. 40
Tabel 30. Neraca Panas di Cooler-03 .............................................................. 40
Tabel 31. Neraca Panas di Tangki Karbon....................................................... 41
Tabel 32. Luas Bangunan Pabrik ..................................................................... 42
Tabel 33. Kebutuhan Air Pendingin ................................................................ 80
Tabel 34. Kebutuhan Air untuk Steam ............................................................ 80
Tabel 35. Konsumsi Listrik untuk Keperluan Proses ....................................... 82
Tabel 36. Konsumsi Listrik untuk Unit Utilitas ............................................... 83
Tabel 37. Jadwal Kerja Masing-Masing Regu ................................................. 98
Tabel 38. Penggolongan Jabatan dan Gaji ....................................................... 99
Tabel 39. Pembagian Karyawan Proses Tiap Shift ........................................ 100
Tabel 40. Harga Indeks Chemical Engineering Plant ..................................... 101
Tabel 41. Total Capital Investment................................................................ 113
Tabel 42. Working Capital ............................................................................ 113
Tabel 43. Manufacturing Cost ....................................................................... 114
Tabel 44. General Expenses .......................................................................... 114
Tabel 45. Fixed Cost ..................................................................................... 116
Tabel 46. Variable Cost ................................................................................ 116
Tabel 47. Regulated Cost .............................................................................. 116

xiii