Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Tanin dari Kulit Buah Kako dengan Kapasitas 1.500 Ton/Tahun
PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN TANIN DARI KULIT BUAH KAKAO DENGAN KAPASITAS 1.500 TON/TAHUN TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sidang Sarjana Teknik Kimia
DISUSUN OLEH
PANCA NABABAN 120425005
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015
Universitas Sumatera Utara
LEMBAR PENGESAHAN
PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN TANIN DARI KULIT BUAH KAKAO DENGAN KAPASITAS 1.500TON/TAHUN
TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia
Oleh : PANCA NABABAN
NIM : 120425005 Telah Diperiksa / Disetujui Oleh :
Dosen Pembimbing
Dosen Penguji I
Ir. Bambang Trisakti. MT NIP :196609251991031003
Dosen Penguji II
Dosen Penguji III
Ir. Bambang Trisakti. MT
Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si
NIP :196609251991031003 NIP : 196808201995011001
Ir. Renita Manurung, MT NIP : 196812141997022002
Mengetahui, Kooerdinator Tugas Akhir
Mhd. Hendra S. Ginting, ST. MT NIP. 197009191999031001
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Dengan mengucapkan puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan rahmat, berkat dan karunianya, sehingga Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan judul “Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Tanin dari Kuli Buah Kako dengan Kapasitas 1.500 Ton/Tahun.”
Pra rancangan pabrik ini disusun untuk melengkapi tugas-tugas dan merupakan salah satu syarat untuk menempuh ujian sarjana pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Dalam penyelesaian Tugas Akhir ini, Penulis banyak menerima bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini Penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Ir Bambang Trisakti,MT, selaku dosen pembimbing yang telah
membimbing Penulis dengan penuh kesabaran serta memberi masukan sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik. 2. Bapak Mhd. Hendra S.Ginting, ST, MT, selaku Koordinator Tugas Akhir yang telah banyak memberikan pengarahan dan masukan kepada Penulis selama menyelesaikan Tugas Akhir ini. 3. Seluruh Staf Pengajar dan Pegawai Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan ilmu dan pengalaman yang sangat berharga kepada Penulis. 4. Ibunda Tercinta T.Sitorus yang telah banyak berkorban dan memberikan didikan serta doa untuk penulis. 5. Kakak/Adik Penulis Indra dan Dana yang memberikan dukungan dan semangat kepada penulis. 6. Teman-teman angkatan 2012 dan 2013 ekstensi Teknik Kimia yang memberikan dukungan dan semangat kepada penulis.
Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, Penulis menyadari masih banyak terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat berharap saran dan kritik dari pembaca yang bersifat konstruktif demi kesempurnaan penulis ini. Akhir kata, Semoga tulisan ini bermanfaat bagi kita semua. Terimakasih.
Medan, Juli 2015 Penulis
Universitas Sumatera Utara
INTISARI
Tanin dibuat dari bahan utama kulit buah kakao dan etanol. Bahan-bahan
baku dicampur di dalam ekstraktor kemudian dipisahkan di dalam evaporator dengan kondisi operasi adalah 85oC dan tekanan 1 atm. Tanin yang dihasilkan berupa serbuk
dengan ukuran 200 mesh.
Pabrik tanin ini direncanakan akan berbahan baku 1.500 ton/tahun sehingga
dapat menghasilkan tanin 208,3 kg/jam dan beroperasi selama 300 hari kerja dalam
setahun. Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di daerah Kecamatan Air Batu,
Kabupaten Asahan, Sumatera Utara. dengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 19.400 m2.
Tenaga kerja yang dibutuhkan dalam pengoperasian pabrik ini berjumlah 144
orang. Bentuk badan usaha yang direncanakan 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 373.493.258.653,-
b. Biaya Produksi
: Rp 341.930.994.614,-
c. Hasil penjualan/ tahun
: Rp. 525.005.616.210,-.
d. Laba Bersih
: Rp 156.284.423.053,-
e. Profit Margin
: 35,05 %
f. Break Even Point (BEP)
: 30,76 %
g. Return on Investment (ROI)
: 34,50 %
h. Pay Out Time (POT)
: 2,90 tahun
i. Return On Network (RON)
: 57,50 %
j. Internal Rate of Return (IRR) : 47,70 %
Berdasarkan data-data di atas maka dapat disimpulkan bahwa Pabrik
Pembuatan Tanin dari kulit buah kakao ini layak didirikan.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR.......................................................................................i DAFTAR ISI..................................................................................................... ii DAFTAR TABEL............................................................................................ vii DAFTAR GAMBAR........................................................................................ix BAB I PENDAHULUAN................................................................................I-1 1.1. Latar Belakang ......................................................................................... I-1 1.2. Perumusan Masalah ................................................................................. I-2 1.3. Tujuan Perancangan Pabrik...................................................................... I-2 1.4. Manfaat Perancangan Pabrik.................................................................... I-3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA.................................................................... II-1 2.1. Tanaman Kakao ...................................................................................... II-1 2.2. Tanin ....................................................................................................... II-3
2.2.1. Kegunaan Tanin .................................................................................. II-4 2.2.2. Spesifikasi Produk............................................................................... II-4 2.2.3. Kulit Kakao ......................................................................................... II-5 2.2.4. Proses Pembuatan Tanin ..................................................................... II-6
2.2.4.1. Ekstraksi dengan Pelarut Air ........................................................ II-6 2.2.4.2. Ekstraksi dengan Pelarut Metanol ................................................ II-6 2.2.4.3. Ekstraksi dengan Pelarut Etanol ................................................... II-6 2.3. Tahapan Proses........................................................................................ II-6 2.3.1. Penyimpanan Kulit Buah Kakao di Gudang Bahan Baku.................. II-6 2.3.2. Proses Penghalusan Bahan Baku ........................................................ II-7 2.3.3. Proses Ekstraksi.................................................................................. II-7 2.3.4. Proses Pengendapan ........................................................................... II-7 2.3.5. Proses Pemisahan Tanin ..................................................................... II-7 2.3.6. Proses Akhir ....................................................................................... II-8 BAB III NERACA MASSA.......................................................................... III-1 BAB IV NERACA ENERGI ........................................................................ IV-1 BAB V SPESIFIKASI ALAT........................................................................ V-1 5.1. Gudang Bahan Baku (GBB) ................................................................... V-1
Universitas Sumatera Utara
5.2. Tangki Etanol (T-101)............................................................................. V-1 5.3. Hammer Crusher (HC-101)..................................................................... V-1 5.4. Ball Mill (BM-101) ................................................................................. V-2 5.5. Tangki Extraktor (T-102)........................................................................ V-2 5.6. Filter Press (FP-101) ............................................................................... V-2 5.7. Tangki Pengendapan (T-103).................................................................. V-3 5.8. Evaporator (E-101).................................................................................. V-3 5.9. Kondensor (CR-101) ............................................................................... V-4 5.10. Destilasi (DE-101) .................................................................................. V-4 5.11. Rotary Dryer (RD-101) ........................................................................... V-4 5.12. Rotary Cooler (RC-101).......................................................................... V-5 5.13. Belt Conveyer (BC-101) ......................................................................... V-5 5.14. Belt Conveyer (BC-102) ......................................................................... V-5 5.15. Bucket Elevator (BE-101)....................................................................... V-6 5.16. Belt Conveyer (BC-103) ......................................................................... V-6 5.17. Screw Conveyer (SC-101) ...................................................................... V-6 5.18. Screw Conveyer (SC-102) ...................................................................... V-7 5.19. Ball Mill (BM-101) ................................................................................. V-7 5.20. Gudang Produk (GP)............................................................................... V-7 5.21. Packing Unit............................................................................................ V-8 5.22. Pompa Etanol (P-101) ............................................................................. V-8 5.23. Pompa Ekstraktor (P-102)....................................................................... V-8 5.24. Pompa Tangki Pengendapan (P-103)...................................................... V-9 5.25. Pompa Filter Press (P-104) ..................................................................... V-9 5.26. Pompa Kondensor (P-105) ...................................................................... V-9 BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA................ VI-1 6.1. Instrumentasi ...........................................................................................VI-1 6.2. Keselamatan Kerja ..................................................................................VI-4 6.3. Keselamatan Kerja pada Pabrik Pembuatan Tanin dari Kulit Buah
Kakao ......................................................................................................VI-6 6.3.1. Pencegahan terhadap kebakaran dan peledakan ...............................VI-6 6.3.2. Peralatan Perlindungan Diri ..............................................................VI-7
Universitas Sumatera Utara
6.3.3. Keselamatan Kerja terhadap Listrik..................................................VI-7 6.3.4. Pencegahan terhadap Gangguan Kesehatan......................................VI-8 6.3.5. Pencegahan terhadap Bahaya Mekanis .............................................VI-8 BAB VII UTILITAS .....................................................................................VII-1 7.1. Kebutuhan Uap (Steam).........................................................................VII-1 7.2. Kebutuhan Air........................................................................................ VII-2 7.2.1. Screening..........................................................................................VII-6 7.2.2. Sedimentasi ...................................................................................... VII-6 7.2.3. Klarifikasi......................................................................................... VII-6 7.2.4. Filtrasi .............................................................................................. VII-7 7.2.5. Demineralisasi.................................................................................. VII-8 7.2.6. Deaerator ......................................................................................... VII-11 7.3. Kebutuhan Bahan Kimia .......................................................................VII-12 7.4. Kebutuhan Listrik.................................................................................. VII-13 7.5. Kebutuhan Bahan Bakar .......................................................................VII-14 7.6. Unit Pengolahan Limbah.......................................................................VII-15 7.6.1. Bak Penampungan .......................................................................... VII-18 7.6.2. Bak Pengendapan Awal ..................................................................VII-19 7.6.3. Bak Netralisasi ................................................................................ VII-19 7.7. Spesifikasi Peralatan Utilitas.................................................................VII-20 7.7.1. Screening (SC) ................................................................................VII-20 7.7.2. Pompa Screening (PU-01)...............................................................VII-20 7.7.3. Bak Sedimentasi (BS) ..................................................................... VII-21 7.7.4. Tangki Pelarutan Alum (Al2(SO4)3) (TP-01)................................. VII-21 7.7.5. Tangki Pelarutan soda abu (Na2CO3) (TP-02) ............................... VII-22 7.7.6. Tangki Pelarutan Asam Sulfat (H2SO4) (TP-03)............................ VII-22 7.7.7. Tangki Pelarutan NaOH (TP-04) .................................................... VII-23 7.7.8. Tangki Pelarutan Kaporit (Ca(ClO)2) (TP-05) ............................... VII-23 7.7.9. Tangki Utilitas 1 (TU-01) ...............................................................VII-24 7.7.10. Clarifier (CL) ..................................................................................VII-24 7.7.11. Sand Filter (SF)............................................................................... VII-25 7.7.12. Tangki Utilitas 2 (TU-02) ...............................................................VII-25
Universitas Sumatera Utara
7.7.13. Cation Exchanger (CE)...................................................................VII-25 7.7.14. Anion Exchanger (AE)....................................................................VII-26 7.7.15. Menara Pendingin Air / Water Cooling Tower (CT) ...................... VII-26 7.7.16. Deaerator (DE) ................................................................................ VII-26 7.7.17. Ketel Uap (KU) ...............................................................................VII-27 7.7.18. Pompa Screening (PU-1).................................................................VII-27 7.7.19. Pompa Alum.................................................................................... VII-28 7.7.20. Pompa soda abu............................................................................... VII-28 7.7.21. Pompa clarifier................................................................................VII-28 7.7.22. Pompa sand filtrasi..........................................................................VII-29 7.7.23. Pompa menara pendingin air...........................................................VII-29 7.7.24. Pompa Kation Exchanger................................................................VII-30 7.7.25. Pompa Pelarutan Asam Sulfat......................................................... VII-30 7.7.26. Pompa Pelarutan NaOH ..................................................................VII-30 7.7.27. Pompa Pelarutan daerator ............................................................... VII-31 7.7.28. Pompa Anion Exchanger................................................................. VII-31 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. Bentuk Hukum Badan Usaha ..................................................................IX-1 9.2. Manajemen Perusahaan...........................................................................IX-2 9.3. Organisasi Perusahaan ............................................................................IX-2 9.4. Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab ....................................IX-3 9.4.1. Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) ..........................................IX-3 9.4.2. Dewan Komisaris ..............................................................................IX-3 9.4.3. General Manager...............................................................................IX-4 9.4.4. Sekretaris...........................................................................................IX-4 9.4.5. Manajer Teknik .................................................................................IX-4 9.4.6. Manajer Produksi ..............................................................................IX-5 9.4.7. Manajer Umum dan Keuangan ........................................................IX-5
Universitas Sumatera Utara
9.5. Sistem Kerja ............................................................................................IX-5 9.6. Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan.............................................IX-7 9.7. Sistem Penggajian ...................................................................................IX-8 9.8. JAMSOSTEK dan Fasilitas Tenaga Kerja.............................................IX-10 BAB X ANALISA EKONOMI ..................................................................... X-1 10.1. Modal Investasi ....................................................................................... X-1
10.1.1. Modal Investasi Tetap / Fixed Capital Investment (FCI).................. X-1 10.1.2. Modal Kerja / Working Capital (WC) .............................................. X-3 10.2. Biaya Produksi Total (BPT) / Total Cost (TC) ....................................... X-4 10.2.1. Biaya Tetap / Fixed Cost (FC) .......................................................... X-4 10.2.2. Biaya Variabel (BV) / Variabel Cost (VC)....................................... X-4 10.3. Bonus Perusahaan .................................................................................. X-5 10.4. Perkiraan Rugi / Laba Usaha................................................................... X-5 10.5. Analisa Aspek Ekonomi.......................................................................... X-5 10.5.1. Profit Margin (PM) ........................................................................... X-5 10.5.2. Break Even Point (BEP).................................................................... X-6 10.5.3. Return on Investment (ROI) .............................................................. X-6 10.5.4. Pay Out Time (POT) ......................................................................... X-7 10.5.5. Return on Network (RON) ................................................................ X-7 10.5.6. Internal Rate of Return (IRR) ........................................................... X-8 BAB XI KESIMPULAN ............................................................................ XI-1 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA...........................LA-1 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA ENERGI ......................... LB-1 LAMPIRAN C SPESIFIKASI ALAT.....................................................LC-1 LAMPIRAN D SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS ....................LD-1 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI..................... LE-1
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Data statistik impor tannin di Indonesia ........................................ I-2 Tabel 2.1 Luas Areal Dan Produksi Tanaman Kakao di Indonesia .............. II-2 Tabel 2.2 Data Statistik Ekspor Kakao ......................................................... II-3 Tabel 2.3 Produksi Perkebunan Kakao di Sumatera Utara ........................... II-3 Tabel 2.4 Harga Tanin Berdasarkan Ukuran Kemasan Tanin ...................... II-5 Tabel 2.5 Spesifikasi Kimia Tanin di Pasaran Dunia ................................... II-5 Tabel 3.1 Neraca Massa pada Tangki Ekstraksi (T-102)..............................III-2 Tabel 3.2 Neraca Massa pada Filter Press (FP-101) ....................................III-2 Tabel 3.3 Neraca Massa pada Tangki Pengendapan (T-103) .......................III-2 Tabel 3.4 Neraca Massa pada Evaporator (E-101) .......................................III-3 Tabel 3.5 Neraca Massa pada Kondensor (CR-101).....................................III-3 Tabel 3.6 Neraca Massa pada Destilasi (DE-101) ........................................III-3 Tabel 3.7 Neraca Massa pada Kondensor (CR-102).....................................III-3 Tabel 3.8 Neraca Massa pada Rotar Dryer (RD-101) ..................................III-4 Tabel 3.9 Neraca Massa pada Rotary Cooler (RC-101) ...............................III-4 Tabel 3.10 Neraca Massa pada Ball Mill (BM-102) .....................................III-4 Tabel 4.1 Neraca Energi pada Tangki Ekstraksi (T-102) .............................IV-1 Tabel 4.2 Neraca Energi pada Filter Press (FP-101).....................................IV-2 Tabel 4.3 Neraca Energi dalam Tangki Pengendapan (T-103).....................IV-2 Tabel 4.4 Neraca Energi dalam Evaporator (E-101).....................................IV-2 Tabel 4.5 Neraca Energi dalam Kondensor (CR-101) ..................................IV-3 Tabel 4.6 Neraca Energi pada Destilasi (DE-101)........................................IV-3 Tabel 4.7 Neraca Energi pada Kondensor (CR-102) ....................................IV-3 Tabel 4.8 Neraca Energi pada Rotary Dryer (RD-101) ................................IV-3 Tabel 4.9 Neraca Energi dalam Rotary Cooler (RC-101).............................IV-4 Tabel 4.10 Neraca Energi dalam Ball Mill (BM-102) ..................................IV-4 Tabel 6.1 Daftar penggunaan instrumentasi pada pra-rancangan
pabrik pembuatan tanin dari kulit buah kakao..............................VI-4 Tabel 7.1 Kebutuhan Steam Pabrik Tanin ................................................... VII-1 Tabel 7.2 Kebutuhan Air Pendingin 30% ....................................................VII-2
Universitas Sumatera Utara
Tabel 7.3 Pemakaian Air untuk Kebutuhan ................................................VII-3 Tabel 7.4 Kualitas Air Sungai......................................................................VII-5 Tabel 7.5 Perincian Kebutuhan Listrik untuk Utilitas ................................VII-13 Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah.................................................................. VIII-4 Tabel 9.1 Jadwal Kerja Karyawan Shift .......................................................IX-6 Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya ..........................................IX-7 Tabel 9.3 Perincian Gaji Karyawan .............................................................IX-8
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Kulit buah kakao ....................................................................... II-1 Gambar 2.2 Struktur Tanin ........................................................................... II-3 Gambar 7.1 Lokasi Pabrik............................................................................ VII-4 Gambar 8.1 Tata Letak Pabrik .................................................................... VIII-5
Universitas Sumatera Utara
INTISARI
Tanin dibuat dari bahan utama kulit buah kakao dan etanol. Bahan-bahan
baku dicampur di dalam ekstraktor kemudian dipisahkan di dalam evaporator dengan kondisi operasi adalah 85oC dan tekanan 1 atm. Tanin yang dihasilkan berupa serbuk
dengan ukuran 200 mesh.
Pabrik tanin ini direncanakan akan berbahan baku 1.500 ton/tahun sehingga
dapat menghasilkan tanin 208,3 kg/jam dan beroperasi selama 300 hari kerja dalam
setahun. Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di daerah Kecamatan Air Batu,
Kabupaten Asahan, Sumatera Utara. dengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 19.400 m2.
Tenaga kerja yang dibutuhkan dalam pengoperasian pabrik ini berjumlah 144
orang. Bentuk badan usaha yang direncanakan 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 373.493.258.653,-
b. Biaya Produksi
: Rp 341.930.994.614,-
c. Hasil penjualan/ tahun
: Rp. 525.005.616.210,-.
d. Laba Bersih
: Rp 156.284.423.053,-
e. Profit Margin
: 35,05 %
f. Break Even Point (BEP)
: 30,76 %
g. Return on Investment (ROI)
: 34,50 %
h. Pay Out Time (POT)
: 2,90 tahun
i. Return On Network (RON)
: 57,50 %
j. Internal Rate of Return (IRR) : 47,70 %
Berdasarkan data-data di atas maka dapat disimpulkan bahwa Pabrik
Pembuatan Tanin dari kulit buah kakao ini layak didirikan.
Universitas Sumatera Utara
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Indonesia sebagai negara berkembang banyak melakukan pembangunan dalam
berbagai bidang. Sampai saat ini pembangunan sektor industri di Indonesia mengalami peningkatan, salah satunya adalah pembangunan sub sektor industri kimia.Tujuan pembangunan sektor industri di Indonesia adalah mewujudkan masyarakat Indonesia adil dan makmur secara merata baik dari segi material maupun spiritual. Namun Indonesia masih banyak mengimpor produk suatu industri kimia dari luar negeri salah satunya adalah tanin. Akibat ketergantungan impor tanin menyebabkan devisa negara berkurang dan terjadinya ketergantungan pada negara lain, sehingga diperlukan suatu usaha untuk menanggulangi ketergantungan impor, salah satunya adalah dengan mendirikan pabrik untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. Dengan berdirinya pabrik, akan menghemat devisa negara dan membuka peluang berdirinya pabrik lain yang menggunakan produk pabrik tersebut. Selain itu dapat membuka kesempatan untuk membuka lapangan kerja baru sehingga mengurangi angka pengangguran dan meningkatkan pendapatan asli daerah setempat.
Tanin merupakan bahan yang banyak dipakai dalam industri seperti industri kulit, industri tekstil, industri kimia dan industri farmasi. Oleh karena itu, sejalan dengan perkembangan di bidang industri, diperkirakan kebutuhan tanin juga akan meningkat di Indonesia.
Saat ini, Indonesia masih mengimpor tanin dengan jumlah yang sangat besar untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. Untuk mengurangi ketergantungan tersebut, perlu didirikan pabrik Tanin dengan kapasitas yang memadai. Pada tabel 1.1 menunjukkan data impor tanin dari tahun 2009-2013.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 1.1 Data Statistik Impor Tanin di Indonesia.
Tahun
Kebutuhan
Ton/ Tahun
2009
1.454,1
2010
1.273,9
2011
1.082,6
2012
721.097
2013
471.186
(Sumber: BPS- Indonesia,2014)
1.2 Perumusan Masalah Kebutuhan pasar yang menyebabkan pentingnya pertimbangan pembangunan
pabrik tanin dari kulit buah kakau dengan proses yang efisien, ekonomis dan ramah lingkngan. Pra rancangan tanin dari kulit buah kakao diharapkan dapat menjadi potensi perkebunan yang belum dimanfaatkan. Pertimbangan untuk mendirikan pabrik diharapkan dapat memenuhi kebutuhan tanin dalam negri yang selama ini harus diimport dari luar negeri.
1.3 Tujuan Perancangan Pabrik Tujuan pembuatan pra rancangan pabrik tanin dari kulit buah kakao adalah
untuk menerapkan disiplin ilmu teknik kimia khususnya perancangan, proses dan operasi teknik kimia.
1.4 Manfaat Perancangan Pabrik Manfaat pra rancangan pabrik tanin dari kulit buah kakao adalah memberi
gambaran kelayakan pabrik ini untuk dikembangkan di Indonesia. Dimana nantinya gambaran tersebut menjadi patokan untuk pengambilan keputusan terhadap pendirian pabrik.
Universitas Sumatera Utara
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tanaman Kakao
Kakao termasuk tanaman perkebunan berumur tahunan. Tanaman tahunan ini
dapat mulai berproduksi pada umur 3-4 tahun . Sistematik tanaman kakao menurut
adalah sebagai berikut:
Divisio
: Spermatophyta
Subdivisio : Angiospermae
Ordo
: Malvales
Famili
: Sterculiaceae
Genus
: Theobroma
Spesies
: Theobroma cacao L
Tjitrosoepomo (1988).
Gambar 2.1. Kulit buah kakao Kakao merupakan tanaman perkebunan di lahan kering, dan jika di usahakan secara baik dapat berproduksi tinggi serta menguntungkan secara ekonomis. Sebagai salah satu tanaman yang dimanfaatkan bijinya, maka biji kakao dapat dipergunakan untuk bahan pembuat minuman, campuran gula-gula dan beberapa jenis makanan lainnya bahkan karena kandungan lemaknya tinggi biji kakao dapat dibuat cacao butter/mentega kakao, sabun, parfum dan obat-obatan. Sunanto (1994) Sesungguhnya terdapat banyak jenis tanaman kakao, namun jenis yang paling banyak ditanam untuk produksi cokelat secara besar-besaran hanya tiga jenis, yaitu:
Universitas Sumatera Utara
1) Jenis Criollo, yang terdiri dari Criollo Amerika Tengah dan Criollo Amerika
Selatan. Jenis ini menghasikan biji kakao yang mutunya sangat baik dan dikenal
sebagai kakao mulia. Jenis kakao ini banyak dibutuhkan oleh pabrik-pabrik
sebagai bahan pembuatan produkproduk cokelat yang bermutu tinggi.
2) Jenis Forastero, banyak diusahakan diberbagai negara produsen cokelat dan
menghasilkan cokelat yang mutunya sedang atau bulk cacao,. Jenis Forastero
sering juga disebut sebagai kakao lindak.
3) Jenis Trinitario, merupakan campuran atau hibrida dari jenis Criollo dan
Forastero secara alami, sehingga kakao ini sangat heterogen. Kakao jenis
Trinitario menghasilkan biji yang termasuk fine flavour cacao dan ada yang
termasuk bulk cacao. Kakao ini memiliki keunggulan pertumbuhannya cepat,
berbuah setelah berumur 2 tahun, masa panen sepanjang tahun, tahan terhadap
penyakit . Sunanto (1994)
Perkembangan kakao di Indonesia terutama perluasan areal dan produksi
tanaman kakao mengalami peningkatan. Luas areal perkebunan dan produksi
tanaman kakao di Indonesia menunjang kegiatan eksport, data luas perkebunan dan
produksi tanaman kakao di Indonesia dapat dilihat pada table 2.1 dan tabel 2.2
Tabel 2.1 Luas Areal dan Produksi Tanaman Kakao di Indonesia
NO Tahun
Luas (Ha)
1 2009
1.587.136
2 2010
1.650.621
3 2011
1.732.641
4 2012
1.732.954
5 2013
1.736.403
(Sumber BPS -Indonesia 2014)
Produksi (Ton/Tahun)
809.583 837.918 712.231 936.266 938.843
Tabel 2.2 Data Statistik Ekspor Kakao
NO Tahun
Ekspor/ tahun (Ton/Tahun)
1 2009
1.639
2 2010
15.689
3 2011
11.538
4 2012
7647
5 2013
23.387
(Sumber: BPS- Indonesia,2014)
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.3 Produksi Perkebunan Kakao di Sumatera Utara (ribu ton)
NO Tahun
Produksi (Ton/Tahun)
1 2009
67,30
2 2010
63,40
3 2011
54,50
4 2012
37,16
5 2013
36,19
(Sumber BPS -Indonesia 2014)
2.2 Tanin
Tanin merupakan zat organik yang sangat kompleks dan terdiri dari senyawa
fenolik. Istilah tanin pertama sekali diaplikasikan pada tahun 1796 oleh Seguil. Tanin
terdiri dari sekelompok zat-zat kompleks terdapat secara meluas dalam dunia
tumbuh-tumbuhan, antara lain terdapat pada bagian kulit kayu, batang, daun dan
buah -buahan. Ada beberapa jenis tumbuh-tumbuhan atau tanaman yang dapat
menghasilkan tanin, antara lain : tanaman pinang, tanaman akasia, bakau, pinus,
gambir dan kulit kakao. Tanin juga yang dihasilkan dari tumbuh-tumbuhan
mempunyai ukuran partikel dengan range besar. Tanin ini disebut juga asam tanat,
galotanin atau asam galotanat.
Gambar 2.2 Struktur Tanin (Westendarp, 2006)
2.2.1 Kegunaan Tanin 1. Sebagai pelindung pada tumbuhan pada saat massa pertumbuhan bagian tertentu
pada tanaman. 2. Sebagai anti hama bagi tanaman shingga mencegah serangga dan fungi 3. Digunakan dalam proses metabolisme pada bagian tertentu tanaman.
Universitas Sumatera Utara
4. Pada industri farmasi tanin digunakan sebagai anti septik pada jaringan luka, misalnya luka bakar yaitu dengan cara mengendapkan protein. Selain itu tanin juga digunakan untuk campuran obat cacing dan anti kanker.
5. Pada industri kulit tanin banyak dipergunakan karena kemampuannya mengikat bermacam – macam protein sehinggga dapat mencegah kulit dari proses pembusukkan.
6. Tanin juga dipergunakan pada industri pembuatan tinta dan cat karena dapat memberikan warna biru tua atau hijau kehitam – hitaman dengan kombinasi – kombinasi tertentu.
7. Tanin dapat berperan sebagai antidotum (keracunan alkaloid) dengan cara mengeluarkan asam tamak yang tidak terlarut
2.2.2 Spesifikasi Produk
Tanin juga dinamakan asam tanat dan asam galotanat, ada yang tidak
berwarna tetapi ada juga yang berwarna kuning atau cokelat. Berikut adalah sifat –
sifat dari tanin :
1. Memiliki rumus molekul C76H52O46 2. Memiliki berat molekul 1700
3. Tanin dapat diidentifikasi dengan kromatografi
4. Merupakan padatan berwarna kuning atau kecoklatan 5. Memiliki titik leleh 305oC 6. Memiliki titik didih 1271oC
7. Merupakan senyawa yang sukar dipisahkan
Produk yang dijual dibagi menjadi beberapa kuantitas/ukuran, seperti yang terlihat
pada table 2.4.
Table 2.4. Harga Tanin Berdasarkan Ukuran KemasanTanin.
SKU
Size Price (US$)
SLT 2779- 125 G
125 G
4,20
SLT2779 - 1 KG
1 KG
28,1
SLT2779- 2,5 KG
2,5 KG
152,45
SLT2779- 12 KG
12 KG
434,4
SLT2779-45 KG
45 KG
1.647
Universitas Sumatera Utara
Spesifikasi yang diinginkan dipasaran dunia mengikuti spesifikasi yang terdapat pada
tabel 2.5.
Table 2.5. Spesifikasi Kimia Tanin di Pasaran Dunia
General Chemical Spesifications, Max, Limits
Kadar Air
10 %
Residu on ignition
0,5%
Logam Berat (Pb)
0,003 %
Zinc (Zn)
0,005%
Sugar and Dextrin
To pass test
( Sumber : http//www.scienceLab.com September 2014 )
2.2.3. Kulit Kakao
Kulit buah kakao sebagai limbah hasil perkebunan sangat potensial dan merupakan komponen terbesar dari buah kakao lebih dari 70% berat buah masak. Buah kakao dalam bentuk segar terdiri dari kulit buah 73%, plasenta 2% dan biji 24,2%. Kulit buah kakao belum dimanfaatkan secara optimal bahkan sebagian besar masih merupakan limbah perkebunan kakao karena hanya dikumpulkan pada lubang tertutup atau dibuang disekitar tanaman kakao, maka perlu dicari cara mengenai pemanfaatan kulit buah kakao yang lebih efisien dan memiliki nilai ekonomis yang lebih tinggi. Kulit buah kakao memiliki senyawa tanin yang cukup besar yaitu 1720%. Hal ini menyebabkan dimungkinkannya pemanfaatan kulit buah kakao sebagai inhibitor alami pada reaksi korosi. (Sri Hermawan 2012)
2.2.4.Proses Pembuatan Tanin 2.2.4.1. Ekstraksi Dengan Pelarut Air
Senyawa tanin dapat dipisahkan dari senyawa – senyawa kimia yang terdapat dalam buah pinang melalui proses ekstraksi. Proses ekstraksi dapat dilakukan dengan menggunakan pelarut air dengan kondisi suhu 70 sampai 80oC. Proses ektraksi tanin buah pinang dengan pelarut air pernah dilakukan dengan waktu proses ekstraksi 5-8 jam diperoleh kadar tanin 15% dengan angka kelarutan pada air yaitu 0,656 gr/ml. Untuk pelarut air tanin yang dihasilkan relative mudah berjamur karena adanya kandungan air yang cukup tinggi dalam produk.
Universitas Sumatera Utara
2.2.4.2. Ekstraksi dengan Pelarut Metanol Senyawa tanin dapat dipisahkan dari senyawa – senyawa kimia yang terdapat dalam daun jambu biji melalui proses ekstraksi. Proses ekstraksi dapat dilakukukan pada suhu kamar menggunakan pelarut methanol. Proses ekstraksi tanin daun jambu biji pernah dilakukan dengan waktu proses ekstraksi selama 3 hari diperoleh kadar tanin 18% serta efisiensi inhibisi 96%.(Nababan,2015)
2.2.4.3. Ekstraksi Dengan Pelarut Etanol Senyawa tanin dapat dipisahkan dari senyawa – senyawa kimia yang terdapat
dalam kulit buah kakao melalui proses ekstraksi. Proses ekstraksi dapat dilakukan dengan menggunakan pelarut etanol 96% dengan kondisi suhu 30 oC. Proses ektraksi tanin kulit buah kakao dengan pelarut etanol 96% pernah dilakukan dengan waktu proses ekstraksi 5-8 jam diperoleh kadar tanin 20%..
2.3.Tahapan Proses 2.3.1 Peyimpanan Kulit Buah Kakao di Gudang Bahan Baku
Persiapan bahan baku di mulai dari penyimpanan kulit kakao yang dipersiapkan untuk satu minggu (bahan baku sudah siap dipakai) kemudian diangkut dengan menggunakan truk. Kulit kakao disimpan di dalam gudang bahan baku (GBB) pada temperature 30oC dan tekanan 1 atm. Kemudian kulit kakao diangkut dengan belt conveyer (BC-101) ke dalam Hammer Crusher (HC-101). 2.3.2 Proses Penghalusan Bahan Baku
Kulit kakao diangkut dengan belt conveyer (BC-101) untuk dipotong – potong menjadi bagian- bagian yang lebih kecil di dalam Hammer Crusher (HC-101) dengan ukuran ¾ in, untuk mempermudah penghalusan potongan kulit kakao. kulit kakao yang telah dipotong menjadi bagian – bagian yang lebih kecil, kemudian diangkut, digiling dan dihaluskan dengan Ball Mill (BM-101) dengan ukuran 200 mesh, karena tanin yang akan diproduksi berupa tepung. Alat yang utama yang terdapat dalam Ball Mill adalah ball yang tersusun melingkar dan diputar dengan kecepatan tertentu menjadi bubuk kulit kakao.
Universitas Sumatera Utara
2.3.3 Proses Ekstraksi Bubuk kulit kakao kemudian dialirkan ke dalam tangki eksraktor (T-102)
untuk diekstraksi dengan menambahkan etanol 96% yang berfungsi untuk mengikat tanin dengan perbandingan 1:3. Proses ekstraksi ini dilakukan pada suhu 30oC selama 5-8 jam.
2.3.4 Proses Pengendapan Filtrat tanin yang diperoleh disaring dalam filter press (FP-101) untuk
memisahkan filtrat dan cakenya (impuritis). Impuritis akan dibuang kepenampungan limbah dengan menggunakan belt conveyer (BC-103). Tanin yang telah diikat etanol kemudian di pompakan ke tangki pengendapan(T-103) .
2.3.5 Proses Pemisahan Tanin Komponen yang terdapat pada tanin dan etanol yang masuk ke dalam tangki
pengendap (T-103) kemudian dimasukkan kedalam evaporator (E-101) untuk menguapkan etanol yang mengikat tanin, pada saat komponen di evaporator suhu operasi diberikan 85oC, sehingga etanol menguap. Etanol yang telah menjadi uap akan dimasukkan kedalam kondensor untuk merubah etanol dari fasa uap menjadi fasa cair suhu. Sedangkan produk yaitu tanin akan dimasukkan kedalam rotary dryer untuk menguarangi kadar airnya dengan menggunakan steam jenuh atau udara panas pada suhu 130oC dengan tekanan 1 atm, setelah produk yang diinginkan diperoleh, tanin diamasukkan kedalam rotary cooler kemudian dimasukkan kedalam ball mill (BM-102) hingga menjadi serbuk berukuran 200 mesh sebelum di kemas.
2.3.6 Proses Akhir. Pada tahap ini dilakukan pengepakan tepung tanin dalam karung sesuai
dengan berat yang yang diinginkan pasar (ukuran dan spesifikasi untuk tanin dapat dilihat pada tabel 2.1 dan 2.2).
Universitas Sumatera Utara
T=130oC, P= 1atm gin, T=25oC, P= 1atm
PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN TANIN DARI KULIT BUAH KAKAO DENGAN KAPASITAS 1500 TON/TAHUN
T-101 GBB
Tc fc
Tc fc
fc P-101
CR-102
CR-101
fc
18 P-105
17 fc 15
DE-101 16 4
I-9
14
fc V-25 TC
fc
3
BC-101
HC-101
BM-101
BC-102
S-101
BE-101
T-102
5 FP-101
fc
P-102
6
fc
7 fc
T-103
P-103
8
fc P-104
E-101
fc Tc 9
RD-101
udara
11 10
fc SC-101
fc Tc
RC-101
12 BM-102
13
fc SC-102
S-102
fc SC-103
GP
BC-103
Komponen Alur Tanin (kg/jam) Impuritis (kg/jam) Etanol (kg/jam)
Air (kg/jam) Total (kg/jam) Temperatur oC Tekanan (atm) Steam (kkal/jam)
Alur 1 204,7 767,8
51,2 1023,7
30 1 -
Alur 2 204,7 767,8
51,2 1023,7
30 1 -
Alur 3 204,7 767,8
51,2 1023,7
30 1 -
Alur 4 -
2948,3 122,8 3071,1
30 1 -
Alur 5 204,7 767,8 2948,3 174,0 4094,8
30 1 -
Alur 6
801,0 -
801,045 30 1 -
Alur 7 202,7
2918,8 172,3 3293,755
75 1 -
Alur 8 202,7
2918,8 172,3 3293,75
30 1 89377,5
Alur 9 202,7
116,8 165,4 484,841
85 1 2262,7
Alur 10 202,7 2,3 3,3 208,3
100 1 -
Alur 11 -
114,4 162,1 276,5
100 1 -
Alur 12 202,7 2,3 3,3 208,3
30 1 -
Alur 13 202,7 2,3 3,3 208,3
30 1 -
Alur 14 Alur 15 Alur 16 Alur 17 Alur - - - --
2802,0
6,89 2808,9
2802,0
6,89 2808,9
112,1
6,62 118,7
-2689,9
0,28 2690,2
268 0
269
85 30 85 85 30 1111
- 78205,2 - - -
Universitas Sumatera Utara
BAB III NERACA MASSA
Hasil perhitungan neraca massa pada proses pembuatan “tanin dari kulit buah kakao”
adalah sebagai berikut :
Kapasitas produksi = 1500 ton/tahun
= 1023,7 kg/jam = 24.569 kg/hari
Waktu operasi
= 300 hari
Basis perhitungan = 1 hari produksi (24 jam)
Kemurnian Produk = 97 %
Satuan operasi : kg/jam
Unit peralatan yang menghasilkan adanya perubahan massa pada proses
produksi tanin dari kulit buah kakao dengan kapasitas 1500 ton/tahun, adalah sebagai
berikut :
• Tangki Ekstraksi (T-102)
• Filter Press (FP-101)
• Tangki Pengendapan (TP-103)
• Evaporator (E-101)
• Kondensor (CR -101)
• Destilasi (DE-101)
• Kondensor (CR -102)
• Rotar Dryer (RD-101)
• Rotary Cooler (RC -101)
• Ball Mill (BM-102)
Hasil perhitungan neraca massa padaa setiap unit peralatan diperoleh dari
lampiran A, sebagai berikut.
Universitas Sumatera Utara
3.1 Neraca Massa Pada Tangki Ekstraksi (T-102) Tabel 3.1 Neraca Massa Pada Tangki Ekstraksi (T-102)
Komponen
Tanin Impuritis
Etanol Air
Subtotal Total
Masuk (Kg/Jam)
Alur 3
Alur 4
204,7
—
767,8
—
— 2948,3
51,2 122,8
1023,7
3071,1
4094,8
Keluar (Kg/jam)
Alur 5 204,7 767,8 2948,3 174,0 4094,8 4094,8
3.2 Neraca Massa Pada Filter Press (FP-101) Tabel 3.2 Neraca Massa Pada Filter Press (FP-101)
Komponen
Tanin Impuritis
Etanol Air
Subtotal Total
Masuk (Kg/Jam) Alur 5 204,7 767,8 2948,3 174,0 4094,8 4094,8
Keluar (Kg/jam)
Alur 6
Alur 7
— 202,7
801,0
—
— 2918,8
— 172,3
801,0
3293,8
4094,8
3.3 Neraca Massa Pada Tangki Pengendapan (T-103) Tabel 3.3 Neraca Massa Pada Tangki Pengendapan (T-103)
Komponen
Tanin Etanol
Air Total
Masuk (Kg/Jam)
Alur 7 202,7 2918,8 172,3 3293,8
Keluar (Kg/jam)
Alur 8 202,7 2918,8 172,3 3293,8
3.4 Neraca Massa Pada Evaporator (E-101) Tabel 3.4 Neraca Massa Pada Evaporator (E-101)
Komponen
Tanin Etanol
Air Subtotal
Total
Masuk (Kg/Jam) Alur 8 202,7 2918,8 172,3 3293,8 3293,8
Keluar (Kg/jam)
Alur 14
Alur 9
— 202,7
2802,0
116,8
6,89 165,4
2808,9
484,8
3293,8
Universitas Sumatera Utara
3.5 Neraca Massa Pada Kondensor (CR -101) Tabel 3.5 Neraca Massa Pada Kondensor (CR -101)
Komponen
Etanol Air Total
Masuk (Kg/Jam) Alur 14 2802,0 6,89 2808,9
Keluar (Kg/jam) Alur 15 2802,0 6,89 2808,9
3.6 Neraca Massa Pada Destilasi (DE-101) Tabel 3.6 Neraca Massa Pada Destilasi (DE-101)
Komponen
Etanol Air
Subtotal Total
Masuk (Kg/Jam) Alur 15 2802,0 6,89 2808,9 2808,9
Keluar (Kg/jam)
Alur 17
Alur 16
2689,9
112,1
0,28 6,62
2690,2
118,7
2808,9
3.7 Neraca Massa Pada Kondensor (CR -102) Tabel 3.7 Neraca Massa Pada Kondensor (CR -102)
Komponen
Etanol Air Total
Masuk (Kg/Jam) Alur 17 2689,9 0,28 2690,2
Keluar (Kg/jam) Alur 18 2689,9 0,28 2690,2
3.8 Neraca Massa Pada Rotary Dryer (RD-101) Tabel 3.8 Neraca Massa Pada Rotary Dryer (RD-101)
Komponen
Tanin Etanol
Air Subtotal
Total
Masuk (Kg/Jam) Alur 9 202,70 116,8 165,4 484,8 484,8
Keluar (Kg/jam)
Alur 10
Alur 11
202,70
—
2,3 114,4
3,3 162,1
208,3
276,5
484,8
Universitas Sumatera Utara
3.9 Neraca Massa Pada Rotary Cooler (RC -101) Tabel. 3.9 Neraca Massa Pada Rotary Cooler (RC -101)
Komponen
Tanin Etanol
Air Total
Masuk (Kg/Jam) Alur 10 202,7 2,3 3,3 208,3
Keluar (Kg/jam) Alur 12 202,7 2,3 3,3 208,3
3.10 Neraca Massa Pada Ball Mill (BM-102) Tabel. 3.10 Neraca Massa Pada Ball Mill (BM-102)
Komponen
Tanin Etanol
Air Total
Masuk (Kg/Jam) Alur 12 202,7 2,3 3,3 208,3
Keluar (Kg/jam) Alur 13 202,7 2,3 3,3 208,3
Universitas Sumatera Utara
BAB IV NERACA ENERGI
Hasil perhitungan neraca panas pada proses pembuatan “tanin dari kulit buah
kakao” dengan kapasitas 1.500 ton/tahun adalah sebagai berikut
Basis perhitungan : 1 jam operasi
Waktu kerja /tahun Suhu referensi Suhu lingkungan
: 300 hari : 25oC = 298 K : 30oC = 303 K
Stauan perhitungan : kkal/jam
Setelah dilakukan perhitungan untuk tiap–tiap unit peralatan pada lampiran B, maka
diperoleh neraca energi sebagai berikut:
4.1 Neraca Energi Pada Tangki Ekstraksi (T-102) Tabel 4.1 Neraca Energi Pada Tangki Ekstraksi (T-102)
Komponen
Tanin Impuritis
Etanol Air
Subtotal Total
Energi Masuk (Kg/Jam)
Alur 3
Alur 4
7,4 —
2.073,0
—
— 9.876,7
255,9
614,2
2.336,3
10.490,9
12.827,2
Energi Keluar (Kg/jam) Alur 5 77,0 2.073,0 9.876,7 870,1 12.827,2 12.827,2
4.2 Neraca Energi Pada Filter Press (FP-101) Tabel 4.2 Neraca Energi Dalam Filter Press (FP-101)
Komponen
Tanin Impuritis
Etanol Air
Subtotal Total
Energi Keluar (Kg/Jam)
Alur 7
Alur 6
7,3 —
— 2.181,2
9.777,9
—
861,4
—
10.646,7
2.181,2
12.827,2
Energi Masuk (Kg/jam) Alur 5 7,4 2.073,0 9.876,7 870,1 12.827,2 12.827,2
Universitas Sumatera Utara
4.3 Neraca Energi Dalam Tangki Pengendapan (T-103) Tabel 4.3 Neraca Energi Dalam Tangki Pengendapan (T-103)
Komponen
Tanin Etanol
Air Total
Panas Masuk (Kkal/Jam) Alur 7 7,3 9.777,9 861,4 10.646,7
Panas Keluar (Kkal/jam) Alur 8 7,3 9.777,9 861,4 10.646,7
4.4 Neraca Energi Dalam Evaporator (E-101) Tabel 4.4 Neraca Energi Dalam Evaporator (E-101)
Komponen
Tanin Etanol
Air QSteam
Total
Panas Masuk (Kkal/Jam)
Alur 8 7,3
9.777,9 861,4 89.377,5 100.024,2
Panas Keluar (Kkal/jam)
Alur 14
Alur 9
92,2
84.901,3
4693,4
413,5
9923,8
100.024,2
4.5 Neraca Energi Dalam Kondensor (CR-101) Tabel 4.5 Neraca Energi Dalam Kondensor (CR-101)
Komponen
Etanol Air
Qdiserap Total
Panas Masuk (Kkal/Jam) Alur 14 84901,3 413,5 — 85.314,8
Panas Keluar (Kkal/jam) Alur 15 7075,1 34,5 78.205,2 85.314,8
4.6 Neraca Energi Pada Destilasi (DE-101) Tabel 3.6 Neraca Energi Pada Destilasi (DE-101)
Komponen
Etanol Air
QSteam Subtotal
Total
Panas Masuk (Kkal/Jam)
Alur 15 7.075,1
34,5 78.205,2 85.314,8 85.314,8
Panas Keluar (Kkal/jam)
Alur 16
Alur 17
3.96,1
8.1505,2
397,0
16,5
——
3.793,0
8.1521,8
85.314,8
Universitas Sumatera Utara
4.7 Neraca Energi Pada Kondensor (CR -102) Tabel 4.7 Neraca Energi Pada Kondensor (CR -102)
Komponen
Etanol Air
Qdiserap Total
Panas Masuk (Kkal/Jam)
Alur 17 81.505,2
16,5 — 81.521,8
Panas Keluar (Kkal/jam)
Alur 18 6.792,1
1,4 74.728,3 81.521,8
4.8 Neraca Energi Pada Rotary Dryer (RD-101) Tabel 4.6 Neraca Energi Pada Rotar Dryer (RD-101)
Komponen Panas Masuk (Kkal/Jam)
Panas Keluar (Kkal/jam)
Tanin
Alur 9 92,2
Alur 10 116,5
Alur 11 —
Etanol
4693,4
117,3
4333,5
Air QSteam Subtotal
9.923,8 2.262,7 16.972,1
248,1 —
482,0
12.156,7 —
16.490,2
Total
16.972,2
4.9 Neraca Energi Dalam Rotary Cooler (RC-101)
Tabel 4.9 Neraca Energi Dalam Cooler (RC-101)
16.972,2
Komponen
Tanin Etanol
Air Qdiserap
Total
Panas Masuk (Kkal/Jam)
Alur 10 116,5 117,3 248,1
482,0
Panas Keluar (Kkal/jam)
Alur 12 7,3 7,8 16,5 450,2 482,0
4.10 Neraca Energi Dalam Ball Mill (BM-102) Tabel 4.10 Neraca Energi Dalam Ball Mill (BM-102)
Komponen
Tanin Etanol
Air Total
Panas Masuk (Kkal/Jam) Alur 12 7,3 7,8 16,5 31,7
Panas Keluar (Kkal/jam) Alur 13 7,3 7,8 16,5 31,7
Universitas Sumatera Utara
BAB V SPESIFIKASI ALAT
5.1 Gudang Bahan Baku (GBB)
Fungsi : Sebagai tempat persediaan bahan baku kulit buah kakao selama 7 hari
• Jumlah gudang • Volume gudang
: 1 unit : 130,04 m3
• Tinggi gudang
:5m
• Panjang gudang
: 7,90 m
• Lebar gudang
: 3,95 m
• Bahan konstruksi : pondasi beton, dinding batu dan atap seng
5.2 Tangki Etanol (T-101)
Fungsi : untuk menampung etanol selama 2 hari operasi.
• Jumlah : 1 buah
• Diameter tangki : 5,125 m
• Tinggi silinder
: 15,10 m
• Tinggi head
: 1,025 m
• Tinggi shell • Volume Tangki
: 15,37 m : 334,72 m3
• Tekanan desain : 34,65 psi
• Bahan konstruksi : Carbon steel SA – 304
5.3 Hammer Crusher (HC-101)
Fungsi : Untuk memotong – motong kulit buah kakao untuk menjadi potongan yang
lebih kecil
• Ukuran hammer crusher : ¾ in
• Daya
: 1,29 Hp
• Bahan konstruksi
: Carbon Steel
• Daya
: 1,36 kw
• Kecepatan Roll
: 125 rpm
Universitas Sumatera Utara
5.4 Ball Mill (BM-101)
Fungsi : menghaluskan biji kakao sehingga diperoleh ukuran 200 mesh.
• Spesifikasi : No.200 sieve
• Kapasitas : 3 ton/jam
• Tipe
: Marcy Ball mill
• Size
:3x2
• Ball charge : 0,85 ton
• Power
: 5 Hp
• Mill speed : 35 rpm
• Jumlah
: 1 unit
• Power
: 5 Hp
5.5 Tangki Extraktor (T-102)
Fungsi : Sebagai tempat dilakukannya pengikatan tanin dari impuritis dengan
menggunakan etanol sebagai pelarutnya.
Bentuk : Silinder tegak dengan a
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sidang Sarjana Teknik Kimia
DISUSUN OLEH
PANCA NABABAN 120425005
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015
Universitas Sumatera Utara
LEMBAR PENGESAHAN
PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN TANIN DARI KULIT BUAH KAKAO DENGAN KAPASITAS 1.500TON/TAHUN
TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia
Oleh : PANCA NABABAN
NIM : 120425005 Telah Diperiksa / Disetujui Oleh :
Dosen Pembimbing
Dosen Penguji I
Ir. Bambang Trisakti. MT NIP :196609251991031003
Dosen Penguji II
Dosen Penguji III
Ir. Bambang Trisakti. MT
Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si
NIP :196609251991031003 NIP : 196808201995011001
Ir. Renita Manurung, MT NIP : 196812141997022002
Mengetahui, Kooerdinator Tugas Akhir
Mhd. Hendra S. Ginting, ST. MT NIP. 197009191999031001
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Dengan mengucapkan puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan rahmat, berkat dan karunianya, sehingga Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan judul “Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Tanin dari Kuli Buah Kako dengan Kapasitas 1.500 Ton/Tahun.”
Pra rancangan pabrik ini disusun untuk melengkapi tugas-tugas dan merupakan salah satu syarat untuk menempuh ujian sarjana pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Dalam penyelesaian Tugas Akhir ini, Penulis banyak menerima bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini Penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Ir Bambang Trisakti,MT, selaku dosen pembimbing yang telah
membimbing Penulis dengan penuh kesabaran serta memberi masukan sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik. 2. Bapak Mhd. Hendra S.Ginting, ST, MT, selaku Koordinator Tugas Akhir yang telah banyak memberikan pengarahan dan masukan kepada Penulis selama menyelesaikan Tugas Akhir ini. 3. Seluruh Staf Pengajar dan Pegawai Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan ilmu dan pengalaman yang sangat berharga kepada Penulis. 4. Ibunda Tercinta T.Sitorus yang telah banyak berkorban dan memberikan didikan serta doa untuk penulis. 5. Kakak/Adik Penulis Indra dan Dana yang memberikan dukungan dan semangat kepada penulis. 6. Teman-teman angkatan 2012 dan 2013 ekstensi Teknik Kimia yang memberikan dukungan dan semangat kepada penulis.
Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, Penulis menyadari masih banyak terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat berharap saran dan kritik dari pembaca yang bersifat konstruktif demi kesempurnaan penulis ini. Akhir kata, Semoga tulisan ini bermanfaat bagi kita semua. Terimakasih.
Medan, Juli 2015 Penulis
Universitas Sumatera Utara
INTISARI
Tanin dibuat dari bahan utama kulit buah kakao dan etanol. Bahan-bahan
baku dicampur di dalam ekstraktor kemudian dipisahkan di dalam evaporator dengan kondisi operasi adalah 85oC dan tekanan 1 atm. Tanin yang dihasilkan berupa serbuk
dengan ukuran 200 mesh.
Pabrik tanin ini direncanakan akan berbahan baku 1.500 ton/tahun sehingga
dapat menghasilkan tanin 208,3 kg/jam dan beroperasi selama 300 hari kerja dalam
setahun. Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di daerah Kecamatan Air Batu,
Kabupaten Asahan, Sumatera Utara. dengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 19.400 m2.
Tenaga kerja yang dibutuhkan dalam pengoperasian pabrik ini berjumlah 144
orang. Bentuk badan usaha yang direncanakan 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 373.493.258.653,-
b. Biaya Produksi
: Rp 341.930.994.614,-
c. Hasil penjualan/ tahun
: Rp. 525.005.616.210,-.
d. Laba Bersih
: Rp 156.284.423.053,-
e. Profit Margin
: 35,05 %
f. Break Even Point (BEP)
: 30,76 %
g. Return on Investment (ROI)
: 34,50 %
h. Pay Out Time (POT)
: 2,90 tahun
i. Return On Network (RON)
: 57,50 %
j. Internal Rate of Return (IRR) : 47,70 %
Berdasarkan data-data di atas maka dapat disimpulkan bahwa Pabrik
Pembuatan Tanin dari kulit buah kakao ini layak didirikan.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR.......................................................................................i DAFTAR ISI..................................................................................................... ii DAFTAR TABEL............................................................................................ vii DAFTAR GAMBAR........................................................................................ix BAB I PENDAHULUAN................................................................................I-1 1.1. Latar Belakang ......................................................................................... I-1 1.2. Perumusan Masalah ................................................................................. I-2 1.3. Tujuan Perancangan Pabrik...................................................................... I-2 1.4. Manfaat Perancangan Pabrik.................................................................... I-3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA.................................................................... II-1 2.1. Tanaman Kakao ...................................................................................... II-1 2.2. Tanin ....................................................................................................... II-3
2.2.1. Kegunaan Tanin .................................................................................. II-4 2.2.2. Spesifikasi Produk............................................................................... II-4 2.2.3. Kulit Kakao ......................................................................................... II-5 2.2.4. Proses Pembuatan Tanin ..................................................................... II-6
2.2.4.1. Ekstraksi dengan Pelarut Air ........................................................ II-6 2.2.4.2. Ekstraksi dengan Pelarut Metanol ................................................ II-6 2.2.4.3. Ekstraksi dengan Pelarut Etanol ................................................... II-6 2.3. Tahapan Proses........................................................................................ II-6 2.3.1. Penyimpanan Kulit Buah Kakao di Gudang Bahan Baku.................. II-6 2.3.2. Proses Penghalusan Bahan Baku ........................................................ II-7 2.3.3. Proses Ekstraksi.................................................................................. II-7 2.3.4. Proses Pengendapan ........................................................................... II-7 2.3.5. Proses Pemisahan Tanin ..................................................................... II-7 2.3.6. Proses Akhir ....................................................................................... II-8 BAB III NERACA MASSA.......................................................................... III-1 BAB IV NERACA ENERGI ........................................................................ IV-1 BAB V SPESIFIKASI ALAT........................................................................ V-1 5.1. Gudang Bahan Baku (GBB) ................................................................... V-1
Universitas Sumatera Utara
5.2. Tangki Etanol (T-101)............................................................................. V-1 5.3. Hammer Crusher (HC-101)..................................................................... V-1 5.4. Ball Mill (BM-101) ................................................................................. V-2 5.5. Tangki Extraktor (T-102)........................................................................ V-2 5.6. Filter Press (FP-101) ............................................................................... V-2 5.7. Tangki Pengendapan (T-103).................................................................. V-3 5.8. Evaporator (E-101).................................................................................. V-3 5.9. Kondensor (CR-101) ............................................................................... V-4 5.10. Destilasi (DE-101) .................................................................................. V-4 5.11. Rotary Dryer (RD-101) ........................................................................... V-4 5.12. Rotary Cooler (RC-101).......................................................................... V-5 5.13. Belt Conveyer (BC-101) ......................................................................... V-5 5.14. Belt Conveyer (BC-102) ......................................................................... V-5 5.15. Bucket Elevator (BE-101)....................................................................... V-6 5.16. Belt Conveyer (BC-103) ......................................................................... V-6 5.17. Screw Conveyer (SC-101) ...................................................................... V-6 5.18. Screw Conveyer (SC-102) ...................................................................... V-7 5.19. Ball Mill (BM-101) ................................................................................. V-7 5.20. Gudang Produk (GP)............................................................................... V-7 5.21. Packing Unit............................................................................................ V-8 5.22. Pompa Etanol (P-101) ............................................................................. V-8 5.23. Pompa Ekstraktor (P-102)....................................................................... V-8 5.24. Pompa Tangki Pengendapan (P-103)...................................................... V-9 5.25. Pompa Filter Press (P-104) ..................................................................... V-9 5.26. Pompa Kondensor (P-105) ...................................................................... V-9 BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA................ VI-1 6.1. Instrumentasi ...........................................................................................VI-1 6.2. Keselamatan Kerja ..................................................................................VI-4 6.3. Keselamatan Kerja pada Pabrik Pembuatan Tanin dari Kulit Buah
Kakao ......................................................................................................VI-6 6.3.1. Pencegahan terhadap kebakaran dan peledakan ...............................VI-6 6.3.2. Peralatan Perlindungan Diri ..............................................................VI-7
Universitas Sumatera Utara
6.3.3. Keselamatan Kerja terhadap Listrik..................................................VI-7 6.3.4. Pencegahan terhadap Gangguan Kesehatan......................................VI-8 6.3.5. Pencegahan terhadap Bahaya Mekanis .............................................VI-8 BAB VII UTILITAS .....................................................................................VII-1 7.1. Kebutuhan Uap (Steam).........................................................................VII-1 7.2. Kebutuhan Air........................................................................................ VII-2 7.2.1. Screening..........................................................................................VII-6 7.2.2. Sedimentasi ...................................................................................... VII-6 7.2.3. Klarifikasi......................................................................................... VII-6 7.2.4. Filtrasi .............................................................................................. VII-7 7.2.5. Demineralisasi.................................................................................. VII-8 7.2.6. Deaerator ......................................................................................... VII-11 7.3. Kebutuhan Bahan Kimia .......................................................................VII-12 7.4. Kebutuhan Listrik.................................................................................. VII-13 7.5. Kebutuhan Bahan Bakar .......................................................................VII-14 7.6. Unit Pengolahan Limbah.......................................................................VII-15 7.6.1. Bak Penampungan .......................................................................... VII-18 7.6.2. Bak Pengendapan Awal ..................................................................VII-19 7.6.3. Bak Netralisasi ................................................................................ VII-19 7.7. Spesifikasi Peralatan Utilitas.................................................................VII-20 7.7.1. Screening (SC) ................................................................................VII-20 7.7.2. Pompa Screening (PU-01)...............................................................VII-20 7.7.3. Bak Sedimentasi (BS) ..................................................................... VII-21 7.7.4. Tangki Pelarutan Alum (Al2(SO4)3) (TP-01)................................. VII-21 7.7.5. Tangki Pelarutan soda abu (Na2CO3) (TP-02) ............................... VII-22 7.7.6. Tangki Pelarutan Asam Sulfat (H2SO4) (TP-03)............................ VII-22 7.7.7. Tangki Pelarutan NaOH (TP-04) .................................................... VII-23 7.7.8. Tangki Pelarutan Kaporit (Ca(ClO)2) (TP-05) ............................... VII-23 7.7.9. Tangki Utilitas 1 (TU-01) ...............................................................VII-24 7.7.10. Clarifier (CL) ..................................................................................VII-24 7.7.11. Sand Filter (SF)............................................................................... VII-25 7.7.12. Tangki Utilitas 2 (TU-02) ...............................................................VII-25
Universitas Sumatera Utara
7.7.13. Cation Exchanger (CE)...................................................................VII-25 7.7.14. Anion Exchanger (AE)....................................................................VII-26 7.7.15. Menara Pendingin Air / Water Cooling Tower (CT) ...................... VII-26 7.7.16. Deaerator (DE) ................................................................................ VII-26 7.7.17. Ketel Uap (KU) ...............................................................................VII-27 7.7.18. Pompa Screening (PU-1).................................................................VII-27 7.7.19. Pompa Alum.................................................................................... VII-28 7.7.20. Pompa soda abu............................................................................... VII-28 7.7.21. Pompa clarifier................................................................................VII-28 7.7.22. Pompa sand filtrasi..........................................................................VII-29 7.7.23. Pompa menara pendingin air...........................................................VII-29 7.7.24. Pompa Kation Exchanger................................................................VII-30 7.7.25. Pompa Pelarutan Asam Sulfat......................................................... VII-30 7.7.26. Pompa Pelarutan NaOH ..................................................................VII-30 7.7.27. Pompa Pelarutan daerator ............................................................... VII-31 7.7.28. Pompa Anion Exchanger................................................................. VII-31 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. Bentuk Hukum Badan Usaha ..................................................................IX-1 9.2. Manajemen Perusahaan...........................................................................IX-2 9.3. Organisasi Perusahaan ............................................................................IX-2 9.4. Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab ....................................IX-3 9.4.1. Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) ..........................................IX-3 9.4.2. Dewan Komisaris ..............................................................................IX-3 9.4.3. General Manager...............................................................................IX-4 9.4.4. Sekretaris...........................................................................................IX-4 9.4.5. Manajer Teknik .................................................................................IX-4 9.4.6. Manajer Produksi ..............................................................................IX-5 9.4.7. Manajer Umum dan Keuangan ........................................................IX-5
Universitas Sumatera Utara
9.5. Sistem Kerja ............................................................................................IX-5 9.6. Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan.............................................IX-7 9.7. Sistem Penggajian ...................................................................................IX-8 9.8. JAMSOSTEK dan Fasilitas Tenaga Kerja.............................................IX-10 BAB X ANALISA EKONOMI ..................................................................... X-1 10.1. Modal Investasi ....................................................................................... X-1
10.1.1. Modal Investasi Tetap / Fixed Capital Investment (FCI).................. X-1 10.1.2. Modal Kerja / Working Capital (WC) .............................................. X-3 10.2. Biaya Produksi Total (BPT) / Total Cost (TC) ....................................... X-4 10.2.1. Biaya Tetap / Fixed Cost (FC) .......................................................... X-4 10.2.2. Biaya Variabel (BV) / Variabel Cost (VC)....................................... X-4 10.3. Bonus Perusahaan .................................................................................. X-5 10.4. Perkiraan Rugi / Laba Usaha................................................................... X-5 10.5. Analisa Aspek Ekonomi.......................................................................... X-5 10.5.1. Profit Margin (PM) ........................................................................... X-5 10.5.2. Break Even Point (BEP).................................................................... X-6 10.5.3. Return on Investment (ROI) .............................................................. X-6 10.5.4. Pay Out Time (POT) ......................................................................... X-7 10.5.5. Return on Network (RON) ................................................................ X-7 10.5.6. Internal Rate of Return (IRR) ........................................................... X-8 BAB XI KESIMPULAN ............................................................................ XI-1 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA...........................LA-1 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA ENERGI ......................... LB-1 LAMPIRAN C SPESIFIKASI ALAT.....................................................LC-1 LAMPIRAN D SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS ....................LD-1 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI..................... LE-1
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Data statistik impor tannin di Indonesia ........................................ I-2 Tabel 2.1 Luas Areal Dan Produksi Tanaman Kakao di Indonesia .............. II-2 Tabel 2.2 Data Statistik Ekspor Kakao ......................................................... II-3 Tabel 2.3 Produksi Perkebunan Kakao di Sumatera Utara ........................... II-3 Tabel 2.4 Harga Tanin Berdasarkan Ukuran Kemasan Tanin ...................... II-5 Tabel 2.5 Spesifikasi Kimia Tanin di Pasaran Dunia ................................... II-5 Tabel 3.1 Neraca Massa pada Tangki Ekstraksi (T-102)..............................III-2 Tabel 3.2 Neraca Massa pada Filter Press (FP-101) ....................................III-2 Tabel 3.3 Neraca Massa pada Tangki Pengendapan (T-103) .......................III-2 Tabel 3.4 Neraca Massa pada Evaporator (E-101) .......................................III-3 Tabel 3.5 Neraca Massa pada Kondensor (CR-101).....................................III-3 Tabel 3.6 Neraca Massa pada Destilasi (DE-101) ........................................III-3 Tabel 3.7 Neraca Massa pada Kondensor (CR-102).....................................III-3 Tabel 3.8 Neraca Massa pada Rotar Dryer (RD-101) ..................................III-4 Tabel 3.9 Neraca Massa pada Rotary Cooler (RC-101) ...............................III-4 Tabel 3.10 Neraca Massa pada Ball Mill (BM-102) .....................................III-4 Tabel 4.1 Neraca Energi pada Tangki Ekstraksi (T-102) .............................IV-1 Tabel 4.2 Neraca Energi pada Filter Press (FP-101).....................................IV-2 Tabel 4.3 Neraca Energi dalam Tangki Pengendapan (T-103).....................IV-2 Tabel 4.4 Neraca Energi dalam Evaporator (E-101).....................................IV-2 Tabel 4.5 Neraca Energi dalam Kondensor (CR-101) ..................................IV-3 Tabel 4.6 Neraca Energi pada Destilasi (DE-101)........................................IV-3 Tabel 4.7 Neraca Energi pada Kondensor (CR-102) ....................................IV-3 Tabel 4.8 Neraca Energi pada Rotary Dryer (RD-101) ................................IV-3 Tabel 4.9 Neraca Energi dalam Rotary Cooler (RC-101).............................IV-4 Tabel 4.10 Neraca Energi dalam Ball Mill (BM-102) ..................................IV-4 Tabel 6.1 Daftar penggunaan instrumentasi pada pra-rancangan
pabrik pembuatan tanin dari kulit buah kakao..............................VI-4 Tabel 7.1 Kebutuhan Steam Pabrik Tanin ................................................... VII-1 Tabel 7.2 Kebutuhan Air Pendingin 30% ....................................................VII-2
Universitas Sumatera Utara
Tabel 7.3 Pemakaian Air untuk Kebutuhan ................................................VII-3 Tabel 7.4 Kualitas Air Sungai......................................................................VII-5 Tabel 7.5 Perincian Kebutuhan Listrik untuk Utilitas ................................VII-13 Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah.................................................................. VIII-4 Tabel 9.1 Jadwal Kerja Karyawan Shift .......................................................IX-6 Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya ..........................................IX-7 Tabel 9.3 Perincian Gaji Karyawan .............................................................IX-8
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Kulit buah kakao ....................................................................... II-1 Gambar 2.2 Struktur Tanin ........................................................................... II-3 Gambar 7.1 Lokasi Pabrik............................................................................ VII-4 Gambar 8.1 Tata Letak Pabrik .................................................................... VIII-5
Universitas Sumatera Utara
INTISARI
Tanin dibuat dari bahan utama kulit buah kakao dan etanol. Bahan-bahan
baku dicampur di dalam ekstraktor kemudian dipisahkan di dalam evaporator dengan kondisi operasi adalah 85oC dan tekanan 1 atm. Tanin yang dihasilkan berupa serbuk
dengan ukuran 200 mesh.
Pabrik tanin ini direncanakan akan berbahan baku 1.500 ton/tahun sehingga
dapat menghasilkan tanin 208,3 kg/jam dan beroperasi selama 300 hari kerja dalam
setahun. Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di daerah Kecamatan Air Batu,
Kabupaten Asahan, Sumatera Utara. dengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 19.400 m2.
Tenaga kerja yang dibutuhkan dalam pengoperasian pabrik ini berjumlah 144
orang. Bentuk badan usaha yang direncanakan 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 373.493.258.653,-
b. Biaya Produksi
: Rp 341.930.994.614,-
c. Hasil penjualan/ tahun
: Rp. 525.005.616.210,-.
d. Laba Bersih
: Rp 156.284.423.053,-
e. Profit Margin
: 35,05 %
f. Break Even Point (BEP)
: 30,76 %
g. Return on Investment (ROI)
: 34,50 %
h. Pay Out Time (POT)
: 2,90 tahun
i. Return On Network (RON)
: 57,50 %
j. Internal Rate of Return (IRR) : 47,70 %
Berdasarkan data-data di atas maka dapat disimpulkan bahwa Pabrik
Pembuatan Tanin dari kulit buah kakao ini layak didirikan.
Universitas Sumatera Utara
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Indonesia sebagai negara berkembang banyak melakukan pembangunan dalam
berbagai bidang. Sampai saat ini pembangunan sektor industri di Indonesia mengalami peningkatan, salah satunya adalah pembangunan sub sektor industri kimia.Tujuan pembangunan sektor industri di Indonesia adalah mewujudkan masyarakat Indonesia adil dan makmur secara merata baik dari segi material maupun spiritual. Namun Indonesia masih banyak mengimpor produk suatu industri kimia dari luar negeri salah satunya adalah tanin. Akibat ketergantungan impor tanin menyebabkan devisa negara berkurang dan terjadinya ketergantungan pada negara lain, sehingga diperlukan suatu usaha untuk menanggulangi ketergantungan impor, salah satunya adalah dengan mendirikan pabrik untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. Dengan berdirinya pabrik, akan menghemat devisa negara dan membuka peluang berdirinya pabrik lain yang menggunakan produk pabrik tersebut. Selain itu dapat membuka kesempatan untuk membuka lapangan kerja baru sehingga mengurangi angka pengangguran dan meningkatkan pendapatan asli daerah setempat.
Tanin merupakan bahan yang banyak dipakai dalam industri seperti industri kulit, industri tekstil, industri kimia dan industri farmasi. Oleh karena itu, sejalan dengan perkembangan di bidang industri, diperkirakan kebutuhan tanin juga akan meningkat di Indonesia.
Saat ini, Indonesia masih mengimpor tanin dengan jumlah yang sangat besar untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. Untuk mengurangi ketergantungan tersebut, perlu didirikan pabrik Tanin dengan kapasitas yang memadai. Pada tabel 1.1 menunjukkan data impor tanin dari tahun 2009-2013.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 1.1 Data Statistik Impor Tanin di Indonesia.
Tahun
Kebutuhan
Ton/ Tahun
2009
1.454,1
2010
1.273,9
2011
1.082,6
2012
721.097
2013
471.186
(Sumber: BPS- Indonesia,2014)
1.2 Perumusan Masalah Kebutuhan pasar yang menyebabkan pentingnya pertimbangan pembangunan
pabrik tanin dari kulit buah kakau dengan proses yang efisien, ekonomis dan ramah lingkngan. Pra rancangan tanin dari kulit buah kakao diharapkan dapat menjadi potensi perkebunan yang belum dimanfaatkan. Pertimbangan untuk mendirikan pabrik diharapkan dapat memenuhi kebutuhan tanin dalam negri yang selama ini harus diimport dari luar negeri.
1.3 Tujuan Perancangan Pabrik Tujuan pembuatan pra rancangan pabrik tanin dari kulit buah kakao adalah
untuk menerapkan disiplin ilmu teknik kimia khususnya perancangan, proses dan operasi teknik kimia.
1.4 Manfaat Perancangan Pabrik Manfaat pra rancangan pabrik tanin dari kulit buah kakao adalah memberi
gambaran kelayakan pabrik ini untuk dikembangkan di Indonesia. Dimana nantinya gambaran tersebut menjadi patokan untuk pengambilan keputusan terhadap pendirian pabrik.
Universitas Sumatera Utara
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tanaman Kakao
Kakao termasuk tanaman perkebunan berumur tahunan. Tanaman tahunan ini
dapat mulai berproduksi pada umur 3-4 tahun . Sistematik tanaman kakao menurut
adalah sebagai berikut:
Divisio
: Spermatophyta
Subdivisio : Angiospermae
Ordo
: Malvales
Famili
: Sterculiaceae
Genus
: Theobroma
Spesies
: Theobroma cacao L
Tjitrosoepomo (1988).
Gambar 2.1. Kulit buah kakao Kakao merupakan tanaman perkebunan di lahan kering, dan jika di usahakan secara baik dapat berproduksi tinggi serta menguntungkan secara ekonomis. Sebagai salah satu tanaman yang dimanfaatkan bijinya, maka biji kakao dapat dipergunakan untuk bahan pembuat minuman, campuran gula-gula dan beberapa jenis makanan lainnya bahkan karena kandungan lemaknya tinggi biji kakao dapat dibuat cacao butter/mentega kakao, sabun, parfum dan obat-obatan. Sunanto (1994) Sesungguhnya terdapat banyak jenis tanaman kakao, namun jenis yang paling banyak ditanam untuk produksi cokelat secara besar-besaran hanya tiga jenis, yaitu:
Universitas Sumatera Utara
1) Jenis Criollo, yang terdiri dari Criollo Amerika Tengah dan Criollo Amerika
Selatan. Jenis ini menghasikan biji kakao yang mutunya sangat baik dan dikenal
sebagai kakao mulia. Jenis kakao ini banyak dibutuhkan oleh pabrik-pabrik
sebagai bahan pembuatan produkproduk cokelat yang bermutu tinggi.
2) Jenis Forastero, banyak diusahakan diberbagai negara produsen cokelat dan
menghasilkan cokelat yang mutunya sedang atau bulk cacao,. Jenis Forastero
sering juga disebut sebagai kakao lindak.
3) Jenis Trinitario, merupakan campuran atau hibrida dari jenis Criollo dan
Forastero secara alami, sehingga kakao ini sangat heterogen. Kakao jenis
Trinitario menghasilkan biji yang termasuk fine flavour cacao dan ada yang
termasuk bulk cacao. Kakao ini memiliki keunggulan pertumbuhannya cepat,
berbuah setelah berumur 2 tahun, masa panen sepanjang tahun, tahan terhadap
penyakit . Sunanto (1994)
Perkembangan kakao di Indonesia terutama perluasan areal dan produksi
tanaman kakao mengalami peningkatan. Luas areal perkebunan dan produksi
tanaman kakao di Indonesia menunjang kegiatan eksport, data luas perkebunan dan
produksi tanaman kakao di Indonesia dapat dilihat pada table 2.1 dan tabel 2.2
Tabel 2.1 Luas Areal dan Produksi Tanaman Kakao di Indonesia
NO Tahun
Luas (Ha)
1 2009
1.587.136
2 2010
1.650.621
3 2011
1.732.641
4 2012
1.732.954
5 2013
1.736.403
(Sumber BPS -Indonesia 2014)
Produksi (Ton/Tahun)
809.583 837.918 712.231 936.266 938.843
Tabel 2.2 Data Statistik Ekspor Kakao
NO Tahun
Ekspor/ tahun (Ton/Tahun)
1 2009
1.639
2 2010
15.689
3 2011
11.538
4 2012
7647
5 2013
23.387
(Sumber: BPS- Indonesia,2014)
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.3 Produksi Perkebunan Kakao di Sumatera Utara (ribu ton)
NO Tahun
Produksi (Ton/Tahun)
1 2009
67,30
2 2010
63,40
3 2011
54,50
4 2012
37,16
5 2013
36,19
(Sumber BPS -Indonesia 2014)
2.2 Tanin
Tanin merupakan zat organik yang sangat kompleks dan terdiri dari senyawa
fenolik. Istilah tanin pertama sekali diaplikasikan pada tahun 1796 oleh Seguil. Tanin
terdiri dari sekelompok zat-zat kompleks terdapat secara meluas dalam dunia
tumbuh-tumbuhan, antara lain terdapat pada bagian kulit kayu, batang, daun dan
buah -buahan. Ada beberapa jenis tumbuh-tumbuhan atau tanaman yang dapat
menghasilkan tanin, antara lain : tanaman pinang, tanaman akasia, bakau, pinus,
gambir dan kulit kakao. Tanin juga yang dihasilkan dari tumbuh-tumbuhan
mempunyai ukuran partikel dengan range besar. Tanin ini disebut juga asam tanat,
galotanin atau asam galotanat.
Gambar 2.2 Struktur Tanin (Westendarp, 2006)
2.2.1 Kegunaan Tanin 1. Sebagai pelindung pada tumbuhan pada saat massa pertumbuhan bagian tertentu
pada tanaman. 2. Sebagai anti hama bagi tanaman shingga mencegah serangga dan fungi 3. Digunakan dalam proses metabolisme pada bagian tertentu tanaman.
Universitas Sumatera Utara
4. Pada industri farmasi tanin digunakan sebagai anti septik pada jaringan luka, misalnya luka bakar yaitu dengan cara mengendapkan protein. Selain itu tanin juga digunakan untuk campuran obat cacing dan anti kanker.
5. Pada industri kulit tanin banyak dipergunakan karena kemampuannya mengikat bermacam – macam protein sehinggga dapat mencegah kulit dari proses pembusukkan.
6. Tanin juga dipergunakan pada industri pembuatan tinta dan cat karena dapat memberikan warna biru tua atau hijau kehitam – hitaman dengan kombinasi – kombinasi tertentu.
7. Tanin dapat berperan sebagai antidotum (keracunan alkaloid) dengan cara mengeluarkan asam tamak yang tidak terlarut
2.2.2 Spesifikasi Produk
Tanin juga dinamakan asam tanat dan asam galotanat, ada yang tidak
berwarna tetapi ada juga yang berwarna kuning atau cokelat. Berikut adalah sifat –
sifat dari tanin :
1. Memiliki rumus molekul C76H52O46 2. Memiliki berat molekul 1700
3. Tanin dapat diidentifikasi dengan kromatografi
4. Merupakan padatan berwarna kuning atau kecoklatan 5. Memiliki titik leleh 305oC 6. Memiliki titik didih 1271oC
7. Merupakan senyawa yang sukar dipisahkan
Produk yang dijual dibagi menjadi beberapa kuantitas/ukuran, seperti yang terlihat
pada table 2.4.
Table 2.4. Harga Tanin Berdasarkan Ukuran KemasanTanin.
SKU
Size Price (US$)
SLT 2779- 125 G
125 G
4,20
SLT2779 - 1 KG
1 KG
28,1
SLT2779- 2,5 KG
2,5 KG
152,45
SLT2779- 12 KG
12 KG
434,4
SLT2779-45 KG
45 KG
1.647
Universitas Sumatera Utara
Spesifikasi yang diinginkan dipasaran dunia mengikuti spesifikasi yang terdapat pada
tabel 2.5.
Table 2.5. Spesifikasi Kimia Tanin di Pasaran Dunia
General Chemical Spesifications, Max, Limits
Kadar Air
10 %
Residu on ignition
0,5%
Logam Berat (Pb)
0,003 %
Zinc (Zn)
0,005%
Sugar and Dextrin
To pass test
( Sumber : http//www.scienceLab.com September 2014 )
2.2.3. Kulit Kakao
Kulit buah kakao sebagai limbah hasil perkebunan sangat potensial dan merupakan komponen terbesar dari buah kakao lebih dari 70% berat buah masak. Buah kakao dalam bentuk segar terdiri dari kulit buah 73%, plasenta 2% dan biji 24,2%. Kulit buah kakao belum dimanfaatkan secara optimal bahkan sebagian besar masih merupakan limbah perkebunan kakao karena hanya dikumpulkan pada lubang tertutup atau dibuang disekitar tanaman kakao, maka perlu dicari cara mengenai pemanfaatan kulit buah kakao yang lebih efisien dan memiliki nilai ekonomis yang lebih tinggi. Kulit buah kakao memiliki senyawa tanin yang cukup besar yaitu 1720%. Hal ini menyebabkan dimungkinkannya pemanfaatan kulit buah kakao sebagai inhibitor alami pada reaksi korosi. (Sri Hermawan 2012)
2.2.4.Proses Pembuatan Tanin 2.2.4.1. Ekstraksi Dengan Pelarut Air
Senyawa tanin dapat dipisahkan dari senyawa – senyawa kimia yang terdapat dalam buah pinang melalui proses ekstraksi. Proses ekstraksi dapat dilakukan dengan menggunakan pelarut air dengan kondisi suhu 70 sampai 80oC. Proses ektraksi tanin buah pinang dengan pelarut air pernah dilakukan dengan waktu proses ekstraksi 5-8 jam diperoleh kadar tanin 15% dengan angka kelarutan pada air yaitu 0,656 gr/ml. Untuk pelarut air tanin yang dihasilkan relative mudah berjamur karena adanya kandungan air yang cukup tinggi dalam produk.
Universitas Sumatera Utara
2.2.4.2. Ekstraksi dengan Pelarut Metanol Senyawa tanin dapat dipisahkan dari senyawa – senyawa kimia yang terdapat dalam daun jambu biji melalui proses ekstraksi. Proses ekstraksi dapat dilakukukan pada suhu kamar menggunakan pelarut methanol. Proses ekstraksi tanin daun jambu biji pernah dilakukan dengan waktu proses ekstraksi selama 3 hari diperoleh kadar tanin 18% serta efisiensi inhibisi 96%.(Nababan,2015)
2.2.4.3. Ekstraksi Dengan Pelarut Etanol Senyawa tanin dapat dipisahkan dari senyawa – senyawa kimia yang terdapat
dalam kulit buah kakao melalui proses ekstraksi. Proses ekstraksi dapat dilakukan dengan menggunakan pelarut etanol 96% dengan kondisi suhu 30 oC. Proses ektraksi tanin kulit buah kakao dengan pelarut etanol 96% pernah dilakukan dengan waktu proses ekstraksi 5-8 jam diperoleh kadar tanin 20%..
2.3.Tahapan Proses 2.3.1 Peyimpanan Kulit Buah Kakao di Gudang Bahan Baku
Persiapan bahan baku di mulai dari penyimpanan kulit kakao yang dipersiapkan untuk satu minggu (bahan baku sudah siap dipakai) kemudian diangkut dengan menggunakan truk. Kulit kakao disimpan di dalam gudang bahan baku (GBB) pada temperature 30oC dan tekanan 1 atm. Kemudian kulit kakao diangkut dengan belt conveyer (BC-101) ke dalam Hammer Crusher (HC-101). 2.3.2 Proses Penghalusan Bahan Baku
Kulit kakao diangkut dengan belt conveyer (BC-101) untuk dipotong – potong menjadi bagian- bagian yang lebih kecil di dalam Hammer Crusher (HC-101) dengan ukuran ¾ in, untuk mempermudah penghalusan potongan kulit kakao. kulit kakao yang telah dipotong menjadi bagian – bagian yang lebih kecil, kemudian diangkut, digiling dan dihaluskan dengan Ball Mill (BM-101) dengan ukuran 200 mesh, karena tanin yang akan diproduksi berupa tepung. Alat yang utama yang terdapat dalam Ball Mill adalah ball yang tersusun melingkar dan diputar dengan kecepatan tertentu menjadi bubuk kulit kakao.
Universitas Sumatera Utara
2.3.3 Proses Ekstraksi Bubuk kulit kakao kemudian dialirkan ke dalam tangki eksraktor (T-102)
untuk diekstraksi dengan menambahkan etanol 96% yang berfungsi untuk mengikat tanin dengan perbandingan 1:3. Proses ekstraksi ini dilakukan pada suhu 30oC selama 5-8 jam.
2.3.4 Proses Pengendapan Filtrat tanin yang diperoleh disaring dalam filter press (FP-101) untuk
memisahkan filtrat dan cakenya (impuritis). Impuritis akan dibuang kepenampungan limbah dengan menggunakan belt conveyer (BC-103). Tanin yang telah diikat etanol kemudian di pompakan ke tangki pengendapan(T-103) .
2.3.5 Proses Pemisahan Tanin Komponen yang terdapat pada tanin dan etanol yang masuk ke dalam tangki
pengendap (T-103) kemudian dimasukkan kedalam evaporator (E-101) untuk menguapkan etanol yang mengikat tanin, pada saat komponen di evaporator suhu operasi diberikan 85oC, sehingga etanol menguap. Etanol yang telah menjadi uap akan dimasukkan kedalam kondensor untuk merubah etanol dari fasa uap menjadi fasa cair suhu. Sedangkan produk yaitu tanin akan dimasukkan kedalam rotary dryer untuk menguarangi kadar airnya dengan menggunakan steam jenuh atau udara panas pada suhu 130oC dengan tekanan 1 atm, setelah produk yang diinginkan diperoleh, tanin diamasukkan kedalam rotary cooler kemudian dimasukkan kedalam ball mill (BM-102) hingga menjadi serbuk berukuran 200 mesh sebelum di kemas.
2.3.6 Proses Akhir. Pada tahap ini dilakukan pengepakan tepung tanin dalam karung sesuai
dengan berat yang yang diinginkan pasar (ukuran dan spesifikasi untuk tanin dapat dilihat pada tabel 2.1 dan 2.2).
Universitas Sumatera Utara
T=130oC, P= 1atm gin, T=25oC, P= 1atm
PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN TANIN DARI KULIT BUAH KAKAO DENGAN KAPASITAS 1500 TON/TAHUN
T-101 GBB
Tc fc
Tc fc
fc P-101
CR-102
CR-101
fc
18 P-105
17 fc 15
DE-101 16 4
I-9
14
fc V-25 TC
fc
3
BC-101
HC-101
BM-101
BC-102
S-101
BE-101
T-102
5 FP-101
fc
P-102
6
fc
7 fc
T-103
P-103
8
fc P-104
E-101
fc Tc 9
RD-101
udara
11 10
fc SC-101
fc Tc
RC-101
12 BM-102
13
fc SC-102
S-102
fc SC-103
GP
BC-103
Komponen Alur Tanin (kg/jam) Impuritis (kg/jam) Etanol (kg/jam)
Air (kg/jam) Total (kg/jam) Temperatur oC Tekanan (atm) Steam (kkal/jam)
Alur 1 204,7 767,8
51,2 1023,7
30 1 -
Alur 2 204,7 767,8
51,2 1023,7
30 1 -
Alur 3 204,7 767,8
51,2 1023,7
30 1 -
Alur 4 -
2948,3 122,8 3071,1
30 1 -
Alur 5 204,7 767,8 2948,3 174,0 4094,8
30 1 -
Alur 6
801,0 -
801,045 30 1 -
Alur 7 202,7
2918,8 172,3 3293,755
75 1 -
Alur 8 202,7
2918,8 172,3 3293,75
30 1 89377,5
Alur 9 202,7
116,8 165,4 484,841
85 1 2262,7
Alur 10 202,7 2,3 3,3 208,3
100 1 -
Alur 11 -
114,4 162,1 276,5
100 1 -
Alur 12 202,7 2,3 3,3 208,3
30 1 -
Alur 13 202,7 2,3 3,3 208,3
30 1 -
Alur 14 Alur 15 Alur 16 Alur 17 Alur - - - --
2802,0
6,89 2808,9
2802,0
6,89 2808,9
112,1
6,62 118,7
-2689,9
0,28 2690,2
268 0
269
85 30 85 85 30 1111
- 78205,2 - - -
Universitas Sumatera Utara
BAB III NERACA MASSA
Hasil perhitungan neraca massa pada proses pembuatan “tanin dari kulit buah kakao”
adalah sebagai berikut :
Kapasitas produksi = 1500 ton/tahun
= 1023,7 kg/jam = 24.569 kg/hari
Waktu operasi
= 300 hari
Basis perhitungan = 1 hari produksi (24 jam)
Kemurnian Produk = 97 %
Satuan operasi : kg/jam
Unit peralatan yang menghasilkan adanya perubahan massa pada proses
produksi tanin dari kulit buah kakao dengan kapasitas 1500 ton/tahun, adalah sebagai
berikut :
• Tangki Ekstraksi (T-102)
• Filter Press (FP-101)
• Tangki Pengendapan (TP-103)
• Evaporator (E-101)
• Kondensor (CR -101)
• Destilasi (DE-101)
• Kondensor (CR -102)
• Rotar Dryer (RD-101)
• Rotary Cooler (RC -101)
• Ball Mill (BM-102)
Hasil perhitungan neraca massa padaa setiap unit peralatan diperoleh dari
lampiran A, sebagai berikut.
Universitas Sumatera Utara
3.1 Neraca Massa Pada Tangki Ekstraksi (T-102) Tabel 3.1 Neraca Massa Pada Tangki Ekstraksi (T-102)
Komponen
Tanin Impuritis
Etanol Air
Subtotal Total
Masuk (Kg/Jam)
Alur 3
Alur 4
204,7
—
767,8
—
— 2948,3
51,2 122,8
1023,7
3071,1
4094,8
Keluar (Kg/jam)
Alur 5 204,7 767,8 2948,3 174,0 4094,8 4094,8
3.2 Neraca Massa Pada Filter Press (FP-101) Tabel 3.2 Neraca Massa Pada Filter Press (FP-101)
Komponen
Tanin Impuritis
Etanol Air
Subtotal Total
Masuk (Kg/Jam) Alur 5 204,7 767,8 2948,3 174,0 4094,8 4094,8
Keluar (Kg/jam)
Alur 6
Alur 7
— 202,7
801,0
—
— 2918,8
— 172,3
801,0
3293,8
4094,8
3.3 Neraca Massa Pada Tangki Pengendapan (T-103) Tabel 3.3 Neraca Massa Pada Tangki Pengendapan (T-103)
Komponen
Tanin Etanol
Air Total
Masuk (Kg/Jam)
Alur 7 202,7 2918,8 172,3 3293,8
Keluar (Kg/jam)
Alur 8 202,7 2918,8 172,3 3293,8
3.4 Neraca Massa Pada Evaporator (E-101) Tabel 3.4 Neraca Massa Pada Evaporator (E-101)
Komponen
Tanin Etanol
Air Subtotal
Total
Masuk (Kg/Jam) Alur 8 202,7 2918,8 172,3 3293,8 3293,8
Keluar (Kg/jam)
Alur 14
Alur 9
— 202,7
2802,0
116,8
6,89 165,4
2808,9
484,8
3293,8
Universitas Sumatera Utara
3.5 Neraca Massa Pada Kondensor (CR -101) Tabel 3.5 Neraca Massa Pada Kondensor (CR -101)
Komponen
Etanol Air Total
Masuk (Kg/Jam) Alur 14 2802,0 6,89 2808,9
Keluar (Kg/jam) Alur 15 2802,0 6,89 2808,9
3.6 Neraca Massa Pada Destilasi (DE-101) Tabel 3.6 Neraca Massa Pada Destilasi (DE-101)
Komponen
Etanol Air
Subtotal Total
Masuk (Kg/Jam) Alur 15 2802,0 6,89 2808,9 2808,9
Keluar (Kg/jam)
Alur 17
Alur 16
2689,9
112,1
0,28 6,62
2690,2
118,7
2808,9
3.7 Neraca Massa Pada Kondensor (CR -102) Tabel 3.7 Neraca Massa Pada Kondensor (CR -102)
Komponen
Etanol Air Total
Masuk (Kg/Jam) Alur 17 2689,9 0,28 2690,2
Keluar (Kg/jam) Alur 18 2689,9 0,28 2690,2
3.8 Neraca Massa Pada Rotary Dryer (RD-101) Tabel 3.8 Neraca Massa Pada Rotary Dryer (RD-101)
Komponen
Tanin Etanol
Air Subtotal
Total
Masuk (Kg/Jam) Alur 9 202,70 116,8 165,4 484,8 484,8
Keluar (Kg/jam)
Alur 10
Alur 11
202,70
—
2,3 114,4
3,3 162,1
208,3
276,5
484,8
Universitas Sumatera Utara
3.9 Neraca Massa Pada Rotary Cooler (RC -101) Tabel. 3.9 Neraca Massa Pada Rotary Cooler (RC -101)
Komponen
Tanin Etanol
Air Total
Masuk (Kg/Jam) Alur 10 202,7 2,3 3,3 208,3
Keluar (Kg/jam) Alur 12 202,7 2,3 3,3 208,3
3.10 Neraca Massa Pada Ball Mill (BM-102) Tabel. 3.10 Neraca Massa Pada Ball Mill (BM-102)
Komponen
Tanin Etanol
Air Total
Masuk (Kg/Jam) Alur 12 202,7 2,3 3,3 208,3
Keluar (Kg/jam) Alur 13 202,7 2,3 3,3 208,3
Universitas Sumatera Utara
BAB IV NERACA ENERGI
Hasil perhitungan neraca panas pada proses pembuatan “tanin dari kulit buah
kakao” dengan kapasitas 1.500 ton/tahun adalah sebagai berikut
Basis perhitungan : 1 jam operasi
Waktu kerja /tahun Suhu referensi Suhu lingkungan
: 300 hari : 25oC = 298 K : 30oC = 303 K
Stauan perhitungan : kkal/jam
Setelah dilakukan perhitungan untuk tiap–tiap unit peralatan pada lampiran B, maka
diperoleh neraca energi sebagai berikut:
4.1 Neraca Energi Pada Tangki Ekstraksi (T-102) Tabel 4.1 Neraca Energi Pada Tangki Ekstraksi (T-102)
Komponen
Tanin Impuritis
Etanol Air
Subtotal Total
Energi Masuk (Kg/Jam)
Alur 3
Alur 4
7,4 —
2.073,0
—
— 9.876,7
255,9
614,2
2.336,3
10.490,9
12.827,2
Energi Keluar (Kg/jam) Alur 5 77,0 2.073,0 9.876,7 870,1 12.827,2 12.827,2
4.2 Neraca Energi Pada Filter Press (FP-101) Tabel 4.2 Neraca Energi Dalam Filter Press (FP-101)
Komponen
Tanin Impuritis
Etanol Air
Subtotal Total
Energi Keluar (Kg/Jam)
Alur 7
Alur 6
7,3 —
— 2.181,2
9.777,9
—
861,4
—
10.646,7
2.181,2
12.827,2
Energi Masuk (Kg/jam) Alur 5 7,4 2.073,0 9.876,7 870,1 12.827,2 12.827,2
Universitas Sumatera Utara
4.3 Neraca Energi Dalam Tangki Pengendapan (T-103) Tabel 4.3 Neraca Energi Dalam Tangki Pengendapan (T-103)
Komponen
Tanin Etanol
Air Total
Panas Masuk (Kkal/Jam) Alur 7 7,3 9.777,9 861,4 10.646,7
Panas Keluar (Kkal/jam) Alur 8 7,3 9.777,9 861,4 10.646,7
4.4 Neraca Energi Dalam Evaporator (E-101) Tabel 4.4 Neraca Energi Dalam Evaporator (E-101)
Komponen
Tanin Etanol
Air QSteam
Total
Panas Masuk (Kkal/Jam)
Alur 8 7,3
9.777,9 861,4 89.377,5 100.024,2
Panas Keluar (Kkal/jam)
Alur 14
Alur 9
92,2
84.901,3
4693,4
413,5
9923,8
100.024,2
4.5 Neraca Energi Dalam Kondensor (CR-101) Tabel 4.5 Neraca Energi Dalam Kondensor (CR-101)
Komponen
Etanol Air
Qdiserap Total
Panas Masuk (Kkal/Jam) Alur 14 84901,3 413,5 — 85.314,8
Panas Keluar (Kkal/jam) Alur 15 7075,1 34,5 78.205,2 85.314,8
4.6 Neraca Energi Pada Destilasi (DE-101) Tabel 3.6 Neraca Energi Pada Destilasi (DE-101)
Komponen
Etanol Air
QSteam Subtotal
Total
Panas Masuk (Kkal/Jam)
Alur 15 7.075,1
34,5 78.205,2 85.314,8 85.314,8
Panas Keluar (Kkal/jam)
Alur 16
Alur 17
3.96,1
8.1505,2
397,0
16,5
——
3.793,0
8.1521,8
85.314,8
Universitas Sumatera Utara
4.7 Neraca Energi Pada Kondensor (CR -102) Tabel 4.7 Neraca Energi Pada Kondensor (CR -102)
Komponen
Etanol Air
Qdiserap Total
Panas Masuk (Kkal/Jam)
Alur 17 81.505,2
16,5 — 81.521,8
Panas Keluar (Kkal/jam)
Alur 18 6.792,1
1,4 74.728,3 81.521,8
4.8 Neraca Energi Pada Rotary Dryer (RD-101) Tabel 4.6 Neraca Energi Pada Rotar Dryer (RD-101)
Komponen Panas Masuk (Kkal/Jam)
Panas Keluar (Kkal/jam)
Tanin
Alur 9 92,2
Alur 10 116,5
Alur 11 —
Etanol
4693,4
117,3
4333,5
Air QSteam Subtotal
9.923,8 2.262,7 16.972,1
248,1 —
482,0
12.156,7 —
16.490,2
Total
16.972,2
4.9 Neraca Energi Dalam Rotary Cooler (RC-101)
Tabel 4.9 Neraca Energi Dalam Cooler (RC-101)
16.972,2
Komponen
Tanin Etanol
Air Qdiserap
Total
Panas Masuk (Kkal/Jam)
Alur 10 116,5 117,3 248,1
482,0
Panas Keluar (Kkal/jam)
Alur 12 7,3 7,8 16,5 450,2 482,0
4.10 Neraca Energi Dalam Ball Mill (BM-102) Tabel 4.10 Neraca Energi Dalam Ball Mill (BM-102)
Komponen
Tanin Etanol
Air Total
Panas Masuk (Kkal/Jam) Alur 12 7,3 7,8 16,5 31,7
Panas Keluar (Kkal/jam) Alur 13 7,3 7,8 16,5 31,7
Universitas Sumatera Utara
BAB V SPESIFIKASI ALAT
5.1 Gudang Bahan Baku (GBB)
Fungsi : Sebagai tempat persediaan bahan baku kulit buah kakao selama 7 hari
• Jumlah gudang • Volume gudang
: 1 unit : 130,04 m3
• Tinggi gudang
:5m
• Panjang gudang
: 7,90 m
• Lebar gudang
: 3,95 m
• Bahan konstruksi : pondasi beton, dinding batu dan atap seng
5.2 Tangki Etanol (T-101)
Fungsi : untuk menampung etanol selama 2 hari operasi.
• Jumlah : 1 buah
• Diameter tangki : 5,125 m
• Tinggi silinder
: 15,10 m
• Tinggi head
: 1,025 m
• Tinggi shell • Volume Tangki
: 15,37 m : 334,72 m3
• Tekanan desain : 34,65 psi
• Bahan konstruksi : Carbon steel SA – 304
5.3 Hammer Crusher (HC-101)
Fungsi : Untuk memotong – motong kulit buah kakao untuk menjadi potongan yang
lebih kecil
• Ukuran hammer crusher : ¾ in
• Daya
: 1,29 Hp
• Bahan konstruksi
: Carbon Steel
• Daya
: 1,36 kw
• Kecepatan Roll
: 125 rpm
Universitas Sumatera Utara
5.4 Ball Mill (BM-101)
Fungsi : menghaluskan biji kakao sehingga diperoleh ukuran 200 mesh.
• Spesifikasi : No.200 sieve
• Kapasitas : 3 ton/jam
• Tipe
: Marcy Ball mill
• Size
:3x2
• Ball charge : 0,85 ton
• Power
: 5 Hp
• Mill speed : 35 rpm
• Jumlah
: 1 unit
• Power
: 5 Hp
5.5 Tangki Extraktor (T-102)
Fungsi : Sebagai tempat dilakukannya pengikatan tanin dari impuritis dengan
menggunakan etanol sebagai pelarutnya.
Bentuk : Silinder tegak dengan a