Pembuatan Bioetanol Dari Molase Dengan Kapasitas 96.000 Ton/Tahun
PRA RANCANGAN PABRIK
PEMBUATAN BIOETANOL DARI MOLASE
DENGAN KAPASITAS 96.000 TON/TAHUNTUGAS AKHIR
OLEH :
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2009
RABIYATUL ADAWIYAH
NIM. 060425007
(2)
(3)
KATA PENGANTAR
Syukur alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul
Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Bioetanol dari Molase dengan Kapasitas 96.000 Ton/Tahun. Terimakasih penulis ucapkan kepada ibunda dan ayahanda
tercinta yang selalu membimbing, memotivasi dan memberi semangat kepada penulis selama menulis tugas akhir ini. Tugas Akhir ini dikerjakan sebagai syarat untuk kelulusan dalam sidang sarjana.
Selama mengerjakan Tugas akhir ini penulis begitu banyak mendapatkan bantuan dan dorongan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Dr.Ir.Irvan, Msi sebagai Dosen Pembimbing I sekaligus Koordinator Tugas Akhir Departemen Teknik Kimia FT USU yang telah membimbing dan memberikan masukan kepada selama menyelesaikan tugas akhir ini. 2. Ibu Mersi Suryani Sinaga, ST.MT sebagai Dosen Pembimbing II yang telah
memberikan arahan selama menyelesaikan tugas akhir ini.
3. Ibu Renita Manurung, ST.MT. Ketua Departemen Teknik Kimia FT USU. 4. Abang dan adik tercinta yang selalu memberikan doa dan semangat kepada
penulis.
5. Nursinta Tarigan sebagai partner penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, terimakasih atas kebersamaannya.
6. Semua teman-teman seperjuangan yang selalu mendoakan dan memberikan semangat, terimakasih atas kebersamaan dan dukungannya.
(4)
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini sarat akan kekurangan dan ketidaksempurnaan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya membangun demi kesempurnaan pada penulisan berikutnya. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Medan, 03 Juni 2009 Penulis
Rabiyatul Adawiyah 06 0425 007
(5)
ABSTRAK
Pembuatan etanol secara umum dikenal dengan menggunakan proses fermentasi. Pra rancangan pabrik bioetanol ini direncanakan akan berproduksi dengan kapasitas 96.000 ton/tahun dan beropersi selama 300 hari dalam setahun.
Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di daerah hilir sungai Silau Asahan, Sumatera Utara dengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 26.000 m2.
Tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 150 orang. Bentuk badan usaha yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas (PT) dan bentuk organisasinya adalah organisasi sistem garis.
Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik bioetanol, adalah : Modal Investasi : Rp 11.977.498.490.222,- Biaya Produksi per tahun : Rp 812.242.002.888,- Hasil Jual Produk per tahun : Rp. 4.258.649.885.931,- Laba Bersih per tahun : Rp 2.410.608.572.740,-
Profit Margin : 80,86 %
Break Event Point : 19,09 %
Return of Investment : 20,13 %
Pay Out Time : 4,97tahun
Return on Network : 14,37 %
Internal Rate of Return : 36,012 %
Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa pabrik pembuatan bioetanol ini layak untuk didirikan.
(6)
DAFTAR ISI
Kata Pengantar ... i
Intisari ... iii
Daftar Isi ... iv
Daftar Tabel ... ix
Daftar Gambar ... xiii BAB I PENDAHULUAN ... I-1
1.1 Latar Belakang ... I-1 1.2 Rumusan Permasalahan ... I-2 1.3 Tujuan Perencanaan Pabrik ... I-2 1.4 Manfaat Rancangan ... I-3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... II-1
2.1 Molase ... II-1 2.2 Etanol ... II-2 2.2.1 Kegunaan Etanol... II-3 2.2.2 Syarat Mutu Etanol ... II-3 2.2.3 Sifat-Sifat Fisika Etanol ... II-4 2.2.4 Sifat-Sifat Kimia Etanol ... II-4 2.3 Pembuatan Bioetanol ... II-5 2.4 Deskripsi Proses ... II-7 BAB III NERACA MASSA... III-1
3.1 Screening (SC-101) ... III-1 3.2 Reaktor (R-101) ... III-1 3.3 Fermentor (F-101) ... III-2 3.4 Filter Press (FP-101) ... III-2 3.5 Destilasi (MD-101) ... III-3 BAB IV NERACA PANAS ... IV-1 4.1 Reaktor (R-101) ... IV-1 4.2 Sterilisasi (ST-101) ... IV-1 4.3 Cooler (C-101) ... IV-2
(7)
4.4 Fementor (101) ... IV-2 4.5 Heater (H-101) ... IV-3 4.7 Destilasi (101) ... IV-3 BAB V SPESIFIKASI PERALATAN ... V-1 BAB VI INSTRUMENTASI PERALATAN ... VI-1
6.1 Instrumentasi ... VI-1 6.2 Keselamatan Kerja secara Umum ... VI-9
BAB VII UTILITAS ... VII-1 7.1 Kebutuhan Uap ... VII-1 7.2 Kebutuhan Air ... VII-2 7.2.1 Screening ... VII-4 7.2.2 Klarifier ... VII-5 7.2.3 Filtrasi ... VII-5 7.2.4 Demineralisasi ... VII-6 7.2.5 Deaerator ... VII-9 7.3 Kebutuhan Bahan Kimia ... VII-9 7.4 Kebutuhan Listrik ... VII-9 7.5 Kebutuhan Bahan Bakar ... VII-10 7.6 Unit Pengolahan ... VII-11 7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas ... VII-16 BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK... VIII-1 8.1 Gambaran Umum ... VIII-1 8.2 Lokasi pabrik ... VIII-1 8.2.1 Faktor Utama ... VII-1 8.2.2 Faktor Khusus... VII-2 8.3 Tata Letak pabrik ... VIII-2 8.4 Perincian Luas Tanah ... VIII-4 BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERALIHAN ... IX-1
9.1 Organisasi Perusahaan ... IX-1 9.1.1 Bentuk Organisasi Garis ... IX-2 9.1.2 Bentuk Organisasi Fungsional... IX-2
(8)
9.1.3 Bentuk Organisasi Garis dan Staf ... IX-3 9.1.4 Bentuk Organisasi Fungsional Dan Staf ... IX-3 9.2 Manajemen Perusahaan ... IX-3 9.3 Bentuk Hukum dan Badan Usaha ... IX-5 9.4 Uraian Tugas, Wewenang Dan Tanggung Jawab ... IX-6 9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) ... IX-6 9.4.2 Direktur ... IX-6 9.4.3 Seketaris ... IX-7 9.4.4 Manajer Pemasaran ... IX-7 9.4.5 Manajer Keuangan ... IX-7 9.4.6 Manejer Personalia ... IX-7 9.4.7 Manejer Produksi ... IX-7 9.4.8 Manejer Teknik ... IX-8 9.4.9 Kepala Bagian Pembelian dan Penjualan... IX-8 9.4.10 Kepala Bagian Pembukuan dan Perpajakan ... IX-8 9.4.11 Kepaa Bagian Kepegawaian dan Humas ... IX-8 9.4.12 Kepala Bagian Mesin dan Listrik ... IX-8 9.4.13 Kepala Bagian Proses ... IX-9 9.4.14 Kepala Bagian Utilitas ... IX-9 9.5 Sistem Kerja ... IX-9 9.5.1 Karyawan Non-Shift ... IX-9 9.5.2 Karyawan Shift ... IX-10 9.6 Jumlah Karyawan Dan Tingkat Pendidikan ... IX-10 9.7 Sistem Penggajian ... IX-11 9.8 Kesejahteraan karyawan ... IX-12 BAB X ANALISA EKONOMI ... X-1
10.1 Modal Investasi ... X-1 10.1.1 Modal Investasi Tetap/ Fixed Capital Investmen (FCI) ... X-2 10.1.2 Modal Kerja/ Working Capital (WC) ... X-3 10.2 Biaya Produksi Total ... X-3 10.2.1 Biaya Tetap... X-3 10.2.2 Biaya Variabel ... X-4
(9)
10.3 Analisa Aspek Ekonomi ... X-4 BAB XI KESIMPULAN... XI-1 DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ... LA-1 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS ... LB-1 LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN ... LC-1 LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS LD-1 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI ... LE-1
(10)
DAFTAR TABEL
Tabel 1.2 Produksi Etanol dari Molase secara Nasional ... I-2 Tabel 2.1 Data Peningkatan Produksi Molase ... II-2 Tabel 2.2 Sifat-Sifat Fisika Etanol ... II-4 Tabel 2.3 Sifat-Sifat komposisi Molase ... II-5 Tabel 3.1 Screening (101) ... III-1 Tabel 3.2 Reaktor (101) ... III-1 Tabel 3.3 Fermentor (101) ... III-2 Tabel 3.4 Filter Press (101) ... III-2 Tabel 3.5 Destilasi (101) ... III-3 Tabel 4.1 Reaktor (101) ... IV-1 Tabel 4.2 Sterilisasi (ST-101)... IV-1 Tabel 4.3 Cooler (C-101) ... IV-2 Tabel 4.4 Fermentor (F-101) ... IV-2 Tabel 4.5 Heater (H-101) ... IV-2 Tabel 4.6 Kolom Destilasi (MD-101) ... IV-3 Tabel 6.1 Daftar Penggunan Instrumentasi Pada Pra-Rancangan
Pabrik Pembuatan Bioetanol dari Molase ... VI-8 Tabel 7.1 Kebutuhan Air sebagai Umpan Ketel ... VII-1 Tabel 7.2 Pemakaian Air untuk Berbagai Kebutuhan ... VII-3 Tabel 7.3 Kualitas Air Sungai Silau ... VII-3 Tabel 8.1 Perincian Luas Areal Pabrik ... VIII-4 Tabel 9.1 Jadwal Kerja Karyawan Shift ... IX-10 Tabel 9.2 Jumlah Karyawan Dan Kualifikasi ... IX-11 Tabel 9.3 Gaji Karyawan ... IX-12 Tabel LA.1 Neraca Massa pada Screning ... LA-2 Tabel LA.2 Neraca Massa pada Rektor ... LA-4 Tabel LA.3 Komposisi Bahan Masuk alur 8 ... LA-5 Tabel LA.4 Neraca Massa pada Fermentor ... LA-7 Tabel LA.5 Neraca Massa pada Filter Press ... LA-8
(11)
Table LA.6 Neraca Massa pada Destilasi ... LA-9 Tabel LA.7 Data Tekanan Uap ... LA-10 Tabel LA.8 Neraca Massa Molar pada menara Destilasi ... LA-10 Tabel LA.9 Data untuk Menghitung Rd ... LA-11 Tabel LA. 10 Neraca Komponen Alur Ld ... LA-12 Tabel LA. 11 Nilai V Separator I ... LA-12 Tabel LB.1 Perhitungan Panas Masuk ... LB-1 Tabel LB.2 Perhitungan Panas Keluar ... LB-5 Tabel LB.3 Panas pada R-01 ... LB-5 Tabel LB.4 Panas masuk ST-01 ... LB-7 Tabel LB.5 Panas keluar ST-01 ... LB-7 Tabel LB.6 Neraca Panas pada ST-01 ... LB-8 Tabel LB.7 Panas masuk C-01 ... LB-9 Tabel LB.8 Panas keluar C-01... LB-10 Tabel LB. 9 Neraca panas C-0 1 ... LB-10 Tabel LB. 10 Panas Masuk Fermentor ... LB-12 Tabel LB. 11 Panas Keluar Fermentor ... LB-13 Tabel LB. 12 Neraca Panas Fermentor ... LB-14 Tabel LB. 13 Panas Masuk Heater ... LB-16 Tabel LB. 14 Neraca Keluar Heater ... LB-17 Tabel LB. 15 Neraca Panas Heater ... LB-19 Tabel LB. 16 Panas Masuk Kondensor ... LB-20 Tabel LB. 17 Panas Keluar kondensor ... LB-21 Tabel LB. 18 Panas keluar MD-01 ... LB-22 Tabel LB. 19 Neraca panas MD-01 ... LB-23 Tabel LC.1 Komposisi T-01 ... LC-1 Tabel LC.2 Komposisi pada R-01 ... LC-12 Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya ... LE-1 Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift ... LE-2
(12)
Tabel LE.4 Perkiraan Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah ... LE-5 Tabel LE.5 Biaya Sarana Transfortasi ... LE-7 Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai ... LE-10 Tabel LE.7 Perincian Pajak Buli dan Bangunan ... LE-11 Tabel LE.8 Perincian Biaya Kas... LE-11 Tabel LE.9 Perincian Modal Kerja ... LE-12 Tabel LE.10. Perkiraan Biaya Depresiasi ... LE-13
(13)
DAFTAR GAMBAR
Gambar 6.1 Instrumentasi pada Reaktor ... VI-4 Gambar 6.2 Instrmentasi Heater ... VI-4 Gambar 6.3 Instrumentasi Kolom Destilasi ... VI-5 Gambar 6.4 Instrmumentasi Kondensor ... VI-6 Gambar 6.5 Instrumentasi Pompa... VI-7 Gambar 6.6 Instrumentasi Tangki Penyimpanan ... VI-7 Gambar 6.7 instrumentasi Fermentor ... VI-8 Gambar 8.1 Tata letak pabrik bioetanol ... VIII-5 Gambar 9.1 Struktur organisasi pabrik pembuatan bioetanol dari molase ... IX-14
(14)
BAB I PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Di Indonesia kebutuhan akan etanol sangat tinggi, karena etanol memiliki banyak manfaat, salah satunya adalah untuk industri kosmetik, tinta dan percetakan. Selain itu juga karena etanol memiliki sifat yang tidak beracun maka bahan ini digunakan sebagai pelarut dalam industri makanan dan minuman maupun sebagai bahan bakar alternatif pengganti bensin karena aman terhadap lingkungan dan manusia. (Sutardi, dkk, 1984)
Etanol yang digunakan selama ini umumnya diperoleh dari minyak bumi, dimana minyak bumi ini sendiri merupakan sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui. Dewasa ini cadangan minyak bumi semakin menipis, tidak dapat dielakkan lagi kondisi ini memaksa dilakukannya pencarian sumber bahan baku dalam pembuatan etanol.
Etanol juga dapat diperoduksi dari tanaman yang mengandung pati atau sering disebut dengan bioetanol. Salah satu alternatif lain yang cukup potensial dalam menanggulangi krisis minyak bumi adalah pemanfaatan molase sebagai bahan baku pembuatan bioetanoal. Molase disebut juga gula tetes merupakan salah satu produk utama setelah gula pasir. Molase yang mengandung gula sekitar 50 – 60% dan sejumlah asam amino dan mineral dihasilkan dari bermacam-macam tingkat pengolahan dari tebu menjadi gula. Produksi molase mempunyai pangsa pasar yang relatif besar di dalam dan luar negeri. Hal ini dapat dibuktikan bahwa pada tahun 2006 PTPN II Tanjumg Morawa Sumut mampu menghasilkan molase sebesar 45.000 ton. Sebagian besar dari produksi molase tersebut laku terjual dengan harga US
(15)
$100,45 per ton atau Rp 960 per kilogram, sehingga molase juga merupakan pemasukan tambahan, karena molase umumnya juga dijual di pasar Internasional lewat pedagang perantara. (Master Sihotang, 2006)
Di Indonesia etanol memiliki pangsa pasar yang cukup besar karena memiliki banyak manfaat. Untuk sekarang ini produksi etanol di Indonesia cukup tinggi, seperti yang terlihat pada tabel 1.2.
Tabel 1.2 Produksi Etanol dari Molase Secara Nasional
Tahun Kuantitas (Ton/Tahun)
2003 2004 2005 2006
69.705 81.321 83.665 84.551
(sumber: Biro Pusat Statistik)
1.2.Rumusan Masalah
Sehubung dengan meningkatnya produksi molase serta tingginya kebutuhan akan etanol, maka diperlukan suatu usaha untuk memanfaatkan molase tersebut dengan mendirikan pabrik bioetanol. Tugas akhir ini memaparkan bagaimana merancang Pabrik Pembuatan Bioetanol dari Molase.
1.3.Tujuan Rancangan
Tujuan utama pra rancangan pabrik bioetanol dari molase adalah untuk menerapkan Ilmu Teknik Kimia, khususnya dibidang rancangan dan Operasi Teknik Kimia sehingga akan memberikan gambaran kelayakan Pra Rancangan Pabrik
(16)
Bioetanol dari Molase. Perancangan ini dimaksudkan untuk tingkat impor etanol sehingga dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri di masa yang akan datang.
(17)
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Molase
Molase adalah sejenis sirup yang merupakan sisa dari proses pengkristalan karena mengandung glukosa dan fruktosa yang sulit untuk dikristalkan. Molase dari tebu dapat dibedakan menjadi 3 jenis. Molase kelas 1, molase kelas 2 dan black strap. Molase kelas 1 diperoleh saat pertama kali jus tebu dikristalisasi. Saat dikristalisasi terdapat sisa jus yang tidak mengkristal dan berwarna bening. Maka sisa jus ini langsung diambil sebagai molase kelas 1. Kemudian molase kelas 2 atau biasa disebut dengan “dark” diperoleh saat proses kristalisasi kedua. Warnanya agak kecoklatan sehingga sering disebut dark. Dan molase kelas terakhir black strap diperoleh dari kristalisasi terakhir. Warna black strap ini memang agak hitam (coklat tua) sehingga tidak salah jika diberi nama black strap sesuai dengan warnanya. Black
strap ternyata memiliki kandungan zat yang berguna. Zat-zat tersebut antara lain
kalsium, magnesium, potassium dan besi. Black strap memiliki kandungan kalori yang cukup tinggi, karena terdiri dari glukosa dan sukrosa. Berbagai vitamin terkandung juga di dalamnya.
Meningkatnya produksi gula tebu di Indonesia sekitar sepuluh tahun terakhir ini, tentunya akan meningkatkan produksi molase. Molase merupaka media fermentasi yang baik, karena mengandung gula, sejumlah asam amino dan mineral, setelah itu molase tersebut diolah menjadi berbagai macam produk seperti gula cair dari tetes, penyedap makanan (Monosodium glutamate,MSG) dan pakan ternak.
(18)
Molase memiliki kandungan sukrosa sekitar 30% disamping gula reduksi sekitar 25% berupa glukosa dan fruktosa. Sukrosa molase merupakan komponen sukrosa yang sudah tidak dapat lagi dikristalkan dalam proses pemasakan di pabrik gula. Hal ini disebabkan karena molase mempunyai nilai Sucrose Reducing Ratio (SRR) yang rendah yaitu sekitar 0,98-2,06. Pada molase terkandung beberapa komposisi seperti: glukosa (21,7%), sukrosa (34,19%), air (26,49%) dan abu 17,62%). (kurniawan, 2004)
Molase merupakan salah satu bahan pembuatan etanol yang merupakan limbah pabrik gula berupa kristal gula yang tidak terbentuk menjadi gula pada proses kristalisasi. Produk molase sendiri di Indonesia cukup tinggi, seperti yang dapat dilihat pada tabel 2.1 berikut ini.
Tabel 2.1 Data Peningkatan Produksi Molase Secara Nasional
Tahun Kuantitas (Kg) Persentase
1997 1998 2000 2001 2002
1.267.990.000 1.415.115.971 1.536.200.007 1.829.745.972 2.966.023.440
14,06 15,07 17,04 20,30 32,90
(sumber:Biro Pusat Statistik)
2.2. Etanol
Etanol (CH3-CH2-OH) juga dikenal dengan nama alkohol. Alkohol sudah dikenal orang sejak awal peradaban umat manusia. Keahlian memisahkan alkohol dan bahan-bahan terfermentasi telah dimiliki sejak zaman dahulu kala, keahlian
(19)
tersebut merupakan suatu cara untuk memekatkan kadar alkohol dari anggur dengan proses destilasi.
2.2.1 Kegunaan Etanol
Kegunaan etanol dalam dunia industri yaitu: 1. Untuk membuat minuman keras seperti bir dan wisky 2. Sebagai obat antiseptik pada luka dengan kadar 70%
3. Untuk membuat barang industri misalnya zat warna, parfum, essence buatan dan lainya.
4. Untuk kepentingan industridan sebagai pelarut bahan bakar ataupun diolah kembali untuk menjadi bahan lain.
5. Untuk kepentingan lain dan alkohol.
2.2.2 Syarat Mutu Etanol (SNI 06-3565-1994)
Didalam perdagangan dikenal etanol menurut kualitasnya yaitu:
a) Akohol teknis (96,50 GI) terutama digunakan untuk kepentingan industri dan sebagai pelarut bahan bakar.
b) Alkohol murni (96-96,50 GI) alkohol yang lebih murni, digunakan terutama untuk kepentingan farmasi, minuman keras dan alkohol.
c) Spritus (880GI) bahan ini merupakan alkohol terdenaturasi dan diberi warna umumnya digunakan untuk pemanasan dan penerangan.
d) Alkohol absolut atau alkohol adhidra (99,5 – 99,80 GI) tidak mengandung air sama sekali. Digunakan untuk kepentingan farmasi dan untuk bahan bakar kendaraan.
(20)
2.2.3 Sifat-Sifat Fisika Etanol
Etanol memiliki banyak manfaat bagi masyarakat karena memiliki sifat yang tidak beracun. Selain itu etanol juga memiliki banyak sifat-sifat, bik secara fisika maupun kimia. Adapun sifat-sifat fisika etanol dapat dilihat pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2 Sifat-sifat Fisika Etanol
Berat Molekul 46,07 gr/grmol
Titik Lebur -112 0C
Titik didih 78,4 0C
Densitas 0,7893 gr/ml
Indeks bias 1,36143 cP
Viskositas 20 0C 1,17 cP
Panas penguapan 200,6 kal/gr
Tidak berwarna
Larut dalam air dan eter Memiliki bau khas (Sumber : Perry, 1999)
2.2.4Sifat-Sifat Kimia Etanol
etanol selain memiliki sifat-sifat fisika juga memiliki sifat-sifat kimia. Sifat-sifat kimia tersebut adalah :
1. Merupakan pelarut yang baik untuk senyawa organic 2. Mudah menguap dan mudah terbakar
3. Bila direaksikan dengan asam halida akan membentuk alkil halida dan air CH3CH2OH + HC=CH CH3CH2OCH= CH2 + H2O 4. Bila direaksikan dengan asam karboksilat akan membentuk ester dan air
(21)
CH3CH2OH + CH3COOH CH3COOCH2H + H2O 5. Dehidrogenasi etanol menghasilkan asetaldehid.
6. Mudah terbakar di udara sehingga menghasilkan lidah api (flame) yang berwarna biru muda dan transparan dan membentuk H2O dan CO2
Dalam proses pembuatan etanol dari molase, komposisi bahan baku yang digunakan terdiri dari air, glukosa dan sukrosa. Bahan baku tersebut memiliki beberapa sifat yang dapat dilihat dibawah ini pada tabel 2.3
Tabel 2.3 Sifat – sifat Komposisi Molase
Rumus kimia H2O Glukosa (C6H12O6) Sukrosa (C12H22O11) Berat molekul 18,016 gr/grmol 180,16 gr/grmol 342,30 gr/grmol
Densitas 0,9995 gr/cm3 - -
Titik lebur 0 0C 146 0C 190-192 0C
Titik didih 1000C - -
Specific gravity - 1,554 1,588
(sumber: perry,1999)
2.3. Pembuatan Bioetanol
Secara umum, bioetanol dapat dibuat dari bahan – bahan berikut: 1. Zat Tepung
Zat tepung (berupa bubur) oleh enzim diatase dari mount (kecambah) dapat dirubah menjadi maltosa (sebangsa gula) melalui tingkatan dekstrin. Temperatur optimumnya 50 – 60 0C, kemudian diberi ragi yang juga dapat mengeluarkan enzim maltase.
(22)
Enzim ini merubah maltosa menjadi glukosa. Glukosa oleh enzim dirubah menjadi etanol dan CO2.
Reaksi : (C6H10O5)n + ½ n H2O diastase dari mout 1/2n C12H22O11
Amylum mltase dari ragi
C12H22O11 + H2O 300 2C6H12O6
Maltosa Glukosa
C6H12O6 saccharomyces 2C2H5OH + 2CO2
Konsentrasi etanol yang terjadi tidak boleh melewati 15%. Dari hasil destilasi diperoleh etanol 96 %. (R. Soepomo, 1998)
2. Molase
Molase merupakan hasil samping proses pembuatan gula. Molase mengandung sejumlah besar gula baik sukrosa maupun gula pereduksi. Sepsis ragi yang telah dikenal mempunyai daya konversi gula menjadi etanol yang sangat tinggi adalah saccharomyces cerevisiae.
Reaksinya :
C12H22O11 + H2O C6H12O6
Sukrosa Glukosa
C6H12O6 saccharomyces 2C2H5OH + 2CO2
Dalam pembuatan etanol tersebut, molase dimurnikan terlebih dahulu dengan menyaringnya kemudian diencerkan dengan air sehingga molase menjadi 12 0brix untuk mendapatkan kadar gula yang optimum. Jika kadar gula terlalu tinggi, maka
(23)
waktu fermentasinya lebih lama dan sebagian gula tidak terkonversi, sehingga tidak ekonomis. (Judoamidjojo, 1992)
3. Cairan Buah – buahan yang Manis
Cairan buah – buahan yang manis mengandung glukosa dan fruktosa sehingga mengalami peragian etanol.
C6H12O6 saccharomyces 2C2H5OH + H2O
Dengan proses ini, cairan buah – buahan berubah menjadi minimum yang sehari – hari disebut anggur, dengan kadar etanol yang relative lebih rendah. (R. Soepomo,
1998)
2.4. Diskripsi Proses Pembuatan Etanol dari Fermentasi Molase
Pembuatan etanol dari molase dapat dilakukan dengan beberapa tahap. Adapun tahapan – tahapan tersebut adalah:
1. Pemurnian bahan baku
Bahan baku adalah molase dengan komposisi: a. Glukosa : 21,7%
b. Sukrosa : 34,19% c. Air : 26,46%
d. Abu : 17,26% (Kurniawan,2004)
Sebelum dipompakan ke reaktor, molase dimurnikan terlebih dahulu dengan menyaringnya lewat screening 80 mesh yang bertujuan untuk menghilangkan abu. Abu yang telah dipisahkan dari molase ditampung pada bak penampung I untuk selanjutnya dibuang.
(24)
2. Tahapan Hidrolisa molase
Setelah bebas dari abu, kemudian molase dihidrolisa untuk mengubah sukrosa menjadi glukosa di reaktor (R-101), sehingga diperoleh kadar gula yang optimum (12 0Brix).
Reaksi yang terjadi di reaktor adalah :
C12H22O11 + H2O 2C6H12O6
Sukrosa Glukosa
3. Sterilisasi molase
Untuk mencegah adanya mikroba kontamin yang hidup selama proses fermentasi, maka molase dipanaskan dengan menggunakan uap pada suhu 75 0
C kemudian didinginkan sampai suhu 30 0C. Molase ini selanjutnya dipakai untuk proses fermentasi.
4. Fermentasi
Fermentasi dilakuan didalam fermentor dengan penambahan
saaccharomyces cerevisiae. Bahan nutrisi yang digunakan pada fermentasi
adalah (NH)2SO4. Fermentasi dilakukan pada kepekatan molase yang baru (24 0Brix). pH diatur menjadi 4-5 dengan penambahan H2SO4. Untuk terjadinya fermentasi alkohol, maka dibutuhkan kondisi anaerob untuk mengubah molase menjadi alkohol. Pada proses fermentasi ini diperlukan pendinginan untuk menjaga temperatur tetap pada 300C selama proses fermentasi yang berlangsung selama 30 jam. Pada akhir fermentasi, kadar alkohol yang dihasilkan 8-10%.
(25)
5. Tahap pemurnian produk
untuk mendapatkan etanol murni, maka saccharomyces cerevisiae yang terikut harus dipisahkan dengan filter press dan ditampung pada bak penampung II.
6. Tahap pemisahan etanol dari larutan
Karena konsentrasi etanol yang diperoleh dari hasil fermentasi masih sangat rendah (8-10%), maka etanol tersebut harus didestilasi untuk memperoleh kadar etanol yang diinginkan sesuai standart (The Gasohol, 1981). Setelah diperoleh etanol yang sesuai dengan konsentrasi yang diinginkan, kemudian etanol tersebut dikondensasi untuk mengubah etanol kedalam fasa cair. Etanol yang sudah berada dalam fasa cair kemudian dialirkan kedalam tangki penyimpanan.
(26)
FLOWDIAGRAM PROSES PEMBUATAN BIOETANOL DARI MOLASE
P-101 P-102 P=103
T-104 Air pendingin
Air proses H2SO4 (NH4)2SO4
saccharomyces T-101 SC-101 R-101 ST-101 FP-102 B-102 V-14 P-105 V-17 F-101 P-107 LC P-109 P-108 V-9 FC V-11 PC TC 1 2 3 FC 4 5 9 10 6 12 13 14 16 18 17 19 Tangki Penyimpanan Etanol PC TC PC LC TC PC PC TC FC FC FC PCTC TC LC K-101 RB-101 MD V-7 T-103 E-10 15 Steam V-13 TIC H-101 BP-101 PC T-102 V-2 V-12 P-106 FC LC P-11O 7 8 11 C-101 glukosa skukrosa air Abu Sacharomyces H2SO4 (NH4)2SO4 steam CO2 etanol
9909,9 - 9909,9
-15613,8 12097,4 8046,6 -8046,6 -15613,8 12097,4 -92494,03 -103769,66 -9005211,6 -103769,66 -5414,19
-26345,51 26345,51 -
-0,1283 -- -8781,83 -- -604,42 -- -13061,5 -12493,62 -0,1283 604,42 -103769,66 2075,39 -790,38 -261,23 -604,42 -15,80 -0,1283 -101694,27 -774,57 8463833,7 12800,28 -0,1283 -101694,27 -774,57 -12800,28 -101160,9 -0,1283 -533,345 -774,57 Air pendingin
KOMPONEN (kg)Alur 1 Alur 2Alur 3 Alur 4 Alur 5 Alur 6 Alur 7 Alur 8Alur 9Alur 10 Alur 11Alur 12 Alur 13Alur 14Alur 15 Alur 16 Alur 17 Alur 18
-DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Digambar Diperiksa / Disetujui
Nama: Rabiyatul Adawiyah NIM : 1. : Dr.Eng.Ir.Irvan, Msi
TANGGAL T.TANGAN
TANPA SKALA 2. Nama : Mersi S. Sinaga, ST.MT
NIP : 132 206 947 : 132 126 842
DIAGRAM ALIR PROSES PRA-RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN BIOETANOL DARI MOLASE
DENGAN KAPASITAS 96000 TON/TAHUN 060425007
NIP Nama
Kode Keterangan
T-101 T-102 T-103 T-104 ST-101 R-101 F-101 SC-101 FP-101
Tangki penyimpanan molases Tangki penampung fermentor Tangki penampung distilat Tangki penyimpanan etanol Tangki Sterilisasi Reaktor Fermentor Screening Filter press Kode C-101 B-101 B-102 P MD K-101 RB-101 H-101 Keterangan Cooler Bak penampung-1 Bak penampung-2 Pompa Menara destilasi Kondensor Reboiler Heater Air pendingin bekas Kondensat Waste LC LC E-16 E-18
(27)
BAB III NERACA MASSA
Kapasitas produksi : 96000 ton/tahun Basis Perhitungan : 1 jam operasi
Satuan : kg
III.1 Neraca Massa Pada Screening (SC-01)
Tabel III-1 Neraca Massa Pada Screening (SC-01)
Komponen Masuk; F2 (Kg) Keluar; (Kg)
F3 F4
Glukosa 9909,9126 9909,9126
Sukrosa 15613,8208 15613,8208
Air 12097,4002 12097,4002
Abu 8046,6664 8046,6664
Subtotal 45667,8000 8046,6664 37621,1336
Total 45667,8000 45667,8000
III.2 Neraca Massa Pada Reaktor (R-01)
Tabel III-2 Neraca Massa Pada Reaktor (R-01)
Komponen Masuk; (Kg) Keluar; F6 (Kg)
F4 F5
Glukosa 9909,9126 26345,51340
Sukrosa 15613,8208 -
Air 12097,4002 92494,0397 103769,6607 Subtotal 38442,9136 92494,0397 130115,1741
Total 130115,1741 130115,1741
III.3 Neraca Massa Pada Fermentor (F-01)
(28)
Komponen Masuk; F (Kg) Keluar; F11 (Kg)
F8 F9 F10
Glukosa 26345,51340 790,3800
Etanol 13061,5160
Scharomyces 604,4239 604,4239
H2SO4 0,1283 0,1283
Air 103769,6607 103769,6607
CO2 12493,62400
Subtotal 130115,1741 0,1283 604,4239 130723,8440
Total 130723,8440 130723,8440
III.4 Neraca Massa Pada Filter (Fp-01)
Tabel III-4 Neraca Massa Pada Filter (Fp-01)
Komponen Masuk;
F12 (Kg)
Keluar(Kg/jam)
F13 CO2 F14
Glukosa 790,3800 15,8076 774,5724
Etanol 13061,5160 261,2303 12800,28570
Scharomyces 604,4239 604,4239
H2SO4 0,1283 0,0000 0,1283
Air 103769,6607 2075,3932 101694,2675
CO2 12493,62400 12493,62400
Subtotal 130723,8440 15454,5927 12493,62400 115269,2513
Total 130723,8440 130723,8440
III.5 Neraca Massa Pada Menara Destilasi (MD-01)
Tabel III-5 Neraca Massa Pada Menara Destilasi (MD-01)
Komponen Masuk;
F15 (Kg)
Keluar (Kg)
F16 F17
(29)
Etanol 12800,28570 12800,28570
H2SO4 0,1283 0,1283
Air 101694,2675 101160,9223 533,3452 Subtotal 115269,2513 101935,6213 13333,6300
(30)
BAB IV NERACA PANAS
Basis Perhitungan : 1 jam operasi
Satuan : kkal/jam
Temperatur referensi ; 25oC = 298K
IV.1 Neraca panas pada R-01
Tabel IV.1 Neraca panas pada R-01
Komponen Panas masuk
(kkal/jam)
Panas Keluar (kkal/jam)
Sukrosa 23498,8003
Glukosa 13626,1298 36225,0809
Air 60246531,5700 516785593,2000 Subtotal 60283656,4600 516821818,3000
∆HR30oC 2665391,0730
Air pendingin 6758851,8190
Total 60283656,4600 60283656,4600
IV.2 Neraca panas pada ST- 01
Tabel IV-2 Neraca panas pada ST- 01
Komponen Panas masuk
kkal/jam)
Panas Keluar (kkal/jam)
Glukosa 36225,0809 362250,8203
Air 516785593,2000 5199169626,0000 Subtotal 516821818,3000 5199531877,0000 Steam 4682710059,0000
(31)
IV.3 Neraca panas pada C- 01
Tabel IV-3 Neraca panas pada C- 01
Komponen Panas masuk
kkal/jam)
Panas Keluar (kkal/jam)
Glukosa 362250,8203 36225,0809
Air 5199169626,0000 516785593,2000 Subtotal 5199531877,0000 516821818,3000
Pendingin 4682710059,0000
Total 5199531877,0000 5199531877,0000
IV.4 Neraca panas pada F- 01
Tabel IV-4 Neraca panas pada F- 01
Komponen Panas masuk
kkal/jam)
Panas Keluar (kkal/jam)
Glukosa 36225,0809 1086,7725
Etanol 271687,4000
Air 516785593,2000 516785593,2000
CO2 42977470,2700
Subtotal 516821818,3000 560035837,6000
∆HR30oC 97355954,5300
Pendingin 54141935,2300
Total 614177772,8000 614177772,8000
IV.5 Neraca panas pada H- 01
Tabel IV-5 Neraca panas pada H- 01
Komponen Panas masuk
kkal/jam)
Panas Keluar (kkal/jam)
Glukosa 1065,0371 9585,3335
Etanol 37800829,7900 362572292,0000 Air 506449879,0000 4582863442,0000 Subtotal 544251773,8000 4945445319,0000 Steam 4401193546,0000
Total 4945445319,0000 4945445319,0000
(32)
IV.6 Neraca panas pada MD- 01
Tabel IV-6 Neraca panas pada MD - 01
Komponen
Panas masuk Kkal/jam)
Panas Keluar (kkal/jam)
Q16 Qvd
Glukosa 9585,3335 11715,4076
Etanol 362572292,0000 451527824,1000
Air 4582863442,0000 5578700026,0000 29412275,1500 Subtotal 4945445319,0000 5578711741,0000 480940099,3000 Steam 1114206521,0000
Pendingin 278655310,6000
(33)
BAB V
SPESIFIKASI ALAT
5.1 Tangki Molase (T-101)
Fungsi : menampung molase sebelum dipompakan ke SC-01 Jenis : Silinder vertikal dengan tutup datar
Jumlah : 2 unit
Diameter tangki; Dt = 16,1702 m Tinggi Tangki; HT = 19,4042 m Tebal silinder; ts = 1 ½ in Bahan konstruksi = Carbon steel Faktor korosi = 0,01 in/tahun Volume tangki = 3986,178 m3
5.2 Pompa Molase (P-101)
Fungsi : Untuk mengalirkan molase dari T-101 ke SC-101
Tipe : Pompa rotary
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : Carbon steel Nominal size pipe : 6 in
Schedule number : 60
ID : 6,065 in
OD : 6,625 in
Daya : 0,6972 HP = ¾ HP
5.3 Screening (SC-101)
Fungsi : Untuk menyaring abu dari molase
Bentuk : Silinder Vertikal yang dalamnya dipasang penyaring
Jumlah : 2 buah
Bahan konstruksi : Carbon steel Diameter tangki; Dt = 17,3856 m Tinggi Tangki; HT = 20,8627 m
(34)
Tebal silinder; ts = 1 ½ in Faktor korosi = 0,01 in/tahun
5.4 Pompa Screening (P-02)
Fungsi : Untuk mengalirkan molase dari SC-01 ke R-01
Tipe : Pompa rotary
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : Carbon steel Nominal size pipe : 4 in
Schedule number : 40
ID : 4,026 in
OD : 4,5 in
Daya : 0,6959 HP = ¾ HP
5.5 Pompa Air (P-03)
Fungsi : Untuk mengalirkan air ke R-01
Tipe : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 buah
Bahan konnstruksi : Carbon steel Nominal size pipe : 8 in
Schedule number : 40
ID : 7,981 in
OD : 8,625 in
Daya : 1,4209 HP = 1 ½ HP
5.6 Reaktor (R-101)
Fungsi : Tempat berlangsungnya reaksi hidrolisa antara sukrosa dengan air untuk menghasilkan glukosa.
Jenis : Silinder tegak dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Jumlah : 1 unit
(35)
Diameter tangki; Dt = 5,5577 m Tinggi Tangki; HT = 8,3366m Tebal silinder; ts = ½ in
Bahan konstruksi = Carbon steel Faktor korosi = 0,01 in/tahun Diameter pengaduk = 5,4704 ft Daya motor = 146 HP Tipe pengaduk = propeler
5.7 Pompa Reactor (P-04)
Fungsi : Untuk mengalirkan produk R-01 ke ST-01
Tipe : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : Carbon steel Nominal size pipe : 8 in
Schedule number : 40
ID : 7,981 in
OD : 8,625 in
Daya : 2,112 HP = 2 ¼ HP
5.8 Tangki Sterilisasi
Fungsi : Memanaskan umpan untuk mensterilkan dari mikroba - mikroba Bentuk : Silinder tegak dengan alas datar tutup elipsoidal.
Bahan konstruksi = Carbon steel SA – 287 grade C Diameter tangki; Dt = 5,688 m
Tinggi Tangki; HT = 7,11 m Tebal silinder; ts = ½ in
Faktor korosi = 0,01 in/tahun Diameter pengaduk = 5,5988 ftt
Daya motor = 164 HP
(36)
5.9 Pompa Sterilisasi
Fungsi : Untuk mengalirkan produk ST-01 ke C-01
Tipe : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : Carbon steel Nominal size pipe : 8 in
Schedule number : 40
ID : 7,981 in
OD : 8,625 in
Daya : 2,112 HP = 2 ¼ HP
5.10 Cooler
Fungsi : Mendinginkan umpan sebelum dimasukkan ke F-101 Jenis : Double pipe heat exchanger
Jumlah : 1 unit
Dipakai : Pipa 2 × 1 ¼ in IPS, 15 ft hairpin Panjang pipa : 558,0653 lin ft
Jumlah hairpin : 19
5.10 Pompa Cooler (P-106)
Fungsi : Untuk mengalirkan produk C-101 ke F-101
Tipe : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : Carbon steel Nominal size pipe : 8 in
Schedule number : 40
ID : 7,981 in
OD : 8,625 in
Daya : 2,112 HP = 2 ¼ HP
5.12 Fermentor (F-101)
Fungsi : Menghasilkan etanol dengan bantuan mikroba - mikroba Bentuk : Silinder tegak dengan alas datar tutup elipsoidal.
(37)
Bahan konstruksi : Carbon steel SA – 287 grade C Diameter tangki; Dt = 22,4696 m
Tinggi Tangki; HT = 26,482 m Tebal silinder; ts = 1½ in Bahan konstruksi = Carbon steel Faktor korosi = 0,01 in/tahun Diameter pengaduk = 21,0636 ft Daya motor = 126931 HP
Tipe pengaduk = multi blade impeller
5.13 Pompa Fermentor (P-107)
Fungsi : Untuk mengalirkan produk F-101 ke T-102
Tipe : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : Carbon steel Nominal size pipe : 8 in
Schedule number : 40
ID : 7,981 in
OD : 8,625 in
Daya : 2,29 HP = 3 HP
5.14 Tangki Penampung Etanol (T-102)
Fungsi : Menampung etanol sementara
Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar. Bahan konstruksi : Carbon steel SA – 287 grade C
Diameter tangki; Dt = 5,4382 m Tinggi Tangki; HT = 6,7978 m Tebal silinder; ts = ½ in Bahan konstruksi = Carbon steel Faktor korosi = 0,01 in/tahun
(38)
Fungsi : Untuk mengalirkan produk dari T-102 ke Fp-101
Tipe : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : Carbon steel Nominal size pipe : 8 in
Schedule number : 40
ID : 7,981 in
OD : 8,625 in
Daya : 2,29 HP = 3 HP
5.16 Filter Press (Fp-101)
Fungsi : Untuk memisahkan Sacaromycess dari produk etanol Jenis : Plate and Frame Filter Press
Luas penyaringan (A) = 208092,41 m2 Luas setiap plate = 400 m2 Jumlah plate = 520 plate
5.17 Pompa Filter Press (P-109)
Fungsi : Untuk mengalirkan produk dari Fp-101 ke H-101
Tipe : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : Carbon steel Nominal size pipe : 8 in
Schedule number : 40
ID : 7,981 in
OD : 8,625 in
Daya : 1,8794 HP = 2 HP
5.18 Pompa Filter Press (P-110)
Fungsi : Untuk mengalirkan produk dari Fp-101 ke Bp-101
Tipe : Pompa sentrifugal
(39)
Bahan konstruksi : Carbon steel Kondisi operasi : 30oC.1atm Nominal size pipe : 3 in
Schedule number : 40
ID : 3,068 in
OD : 3,5 in
Daya : 0,245 HP = ¼ HP
5.19 Bak Penampung (BP-101)
Fungsi : Untuk menampung hasil samping dari Fp-101 Bentuk : Prisma segi empat beraturan
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : Carbon steel Volume bak : 2163,6430 m3 Luas bak : 210 m2
5.20 Heater (HE-101)
Fungsi : Memanaskan etanol sebelum dialirkan ke MD-101 Jenis : Shell and tube exchanger
Digunakan : 1-4 Shell and exchanger, 18 BWG, ¾ in tube segi tiga pith 15/16
Jumlah : 10 unit heater jumlah tube per heater : 1258 tube
5.21 Pompa Heater (P-111)
Fungsi : Untuk mengalirkan produk dari H-101 ke MD-101
Tipe : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : Carbon steel Nominal size pipe : 8 in
Schedule number : 40
(40)
OD : 8,625 in
Daya : 1,8794 HP = 2 HP
5.22 Menara Destilasi (MD-101)
Fungsi : Untuk mendestilasi etanol hingga 96%
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : Carbon steel
Tinggi kolom : 9 m = 29,529 ft = 30 ft Volume kolom : 158,8257 m3
Tebal silinder : 0,416 in Diambil ½ in
5.23 Pompa Etanol (P-112)
Fungsi : Untuk mengalirkan etanol dari MD-101 ke T-103
Tipe : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : Carbon steel Nominal size pipe : 3 in
Schedule number : 40
ID : 3,068 in
OD : 3,5 in
Daya : 0,417 HP = ½ HP
5.24 Tangki Penyimpan etanol (T-103)
Fungsi : Menyimpan etanol selama satu minggu
Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar. Bahan konstruksi : Carbon steel SA – 287 grade C
Volume tangki : 3379 m3 Diameter tangki; Dt : 15,3 m Tebal silinder; ts : ½ in Faktor korosi = 0,01 in/tahun
(41)
Fungsi : Untuk mengalirkan produk bawah MD-101 ke B-102
Tipe : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : Carbon steel Nominal size pipe : 8 in
Schedule number : 40
ID : 7,981 in
OD : 8,625 in
Daya : 1,486 HP = 1 ½ HP
5.26 Bak Penampung (BP-102)
Fungsi : Untuk menampung hasil samping dari MD-101 Bentuk : Prisma segi empat beraturan
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : Carbon steel Voleme bak : 20586,63 m3 Luas bak; A : 946 m2
(42)
BAB VI
INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA
6.1 Instrumentasi
Instrumentasi merupakan suatu sistem atau susunan peralatan yang dipakai di dalam suatu proses kontrol untuk mengatur jalannya suatu proses agar diperoleh hasil sesuai dengan yang diharapkan. Alat–alat instrumentasi dipasang pada setiap peralatan proses dengan tujuan agar para engineer dapat memantau dan mengontrol kondisi di lapangan. Dengan adanya istrumentasi ini pula, para engineer dapat segera melakukan tindakan apabila terjadi kejanggalan dalam proses. Namun pada dasarnya, tujuan pengendalian tersebut adalah agar kondisi proses di dalam pabrik mencapai tingkat kesalahan (error) yang paling minimum sehingga produk dapat dihasilkan secara optimal.
Fungsi instrumentasi adalah sebagai pengontrol, penunjuk, pencatat, dan pemberi tanda bahaya. Peralatan instrumentasi biasanya bekerja dengan tenaga mekanik atau tenaga listrik dan pengontrolannya dapat dilakukan secara manual atau otomatis. Penggunaan instrumen pada suatu peralatan proses tergantung pada pertimbangan ekonomi dan sistem peralatan itu sendiri. Pada pemakaian alat–alat instrumen juga harus ditentukan apakah alat–alat tersebut dipasang di atas papan instrumen dekat peralatan proses yang dikontrol secara manual atau disatukan dalam suatu ruang kontrol yang dihubungkan dengan bangsal peralatan yang dikontrol secara otomatis (Perry, 1999).
Variabel–variabel proses yang biasanya dikontrol atau diukur oleh instrumen adalah :
1. Variabel utama, seperti temperatur, tekanan, laju alir, dan level cairan.
2. Variabel tambahan, seperti densitas, viskositas, panas spesifik, konduktivitas, pH, humiditas, titik embun, komposisi kimia, kandungan kelembaban, dan variabel lainnya.
Pada dasarnya suatu sistem pengendalian terdiri dari : 1. Elemen Perasa (Sensing Element / Primary Element).
Elemen yang merasakan (menunjukkan) adanya perubahan dari harga variabel yang diukur.
(43)
2. Elemen Pengukur (Measuring Element).
Elemen yang sensitif terhadap adanya perubahan temperatur, tekanan, laju aliran, maupun ketinggian fluida. Perubahan ini merupakan sinyal dari proses dan disampaikan oleh elemen pengukur ke elemen pengontrol.
3. Elemen Pengontrol (Controlling Element).
Elemen yang menerima sinyal kemudian akan segera mengatur perubahan– perubahan proses tersebut sama dengan nilai set point (nilai yang dikehendaki). Dengan demikian elemen ini dapat segera memperkecil ataupun meniadakan penyimpangan yang terjadi.
4. Elemen Pengontrol Akhir (Final Control Element).
Elemen yang akan mengubah masukan yang keluar dari elemen pengontrol ke dalam proses sehingga variabel yang diukur tetap berada dalam batasan yang diinginkan dan merupakan hasil yang dikehendaki.
Pengendalian peralatan instrumentasi dapat dilakukan secara otomatis dan semi otomatis. Pengendalian secara otomatis adalah pengendalian yang dilakukan dengan cara mengatur instrumen pada kondisi tertentu, bila terjadi penyimpangan variabel yang dikontrol maka instrumen akan bekerja sendiri untuk mengembalikan variabel pada kondisi semula, instrumen ini bekerja sebagai controller. Pengendalian secara semi otomatis adalah pengendalian yang mencatat perubahan–perubahan yang terjadi pada variabel yang dikontrol. Untuk mengubah variabel–variabel ke dalam nilai yang diinginkan maka dilakukan usaha secara manual, instrumen ini bekerja sebagai pencatat (recorder) atau penunjuk (indicator).
Faktor–faktor yang perlu diperhatikan dalam instrumen–instrumen adalah (Peters et.al., 2003) :
1. Range yang diperlukan untuk pengukuran.
2. Level instrumentasi.
3. Ketelitian yang dibutuhkan. 4. Bahan konstruksinya.
(44)
Instrumentasi yang umum digunakan dalam pabrik adalah : 1. Untuk variabel temperatur.
• Temperature Controller (TC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati temperatur dari suatu alat. Dengan menggunakan
Temperature Controller, para engineer juga dapat melakukan
pengendalian terhadap peralatan sehingga temperatur peralatan tetap berada dalam range yang diinginkan. Temperature Controller kadang– kadang juga dapat mencatat temperatur dari suatu peralatan secara berkala Temperature Recorder (TR).
• Temperature Indicator (TI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati temperatur suatu alat. 2. Untuk variabel ketinggian permukaan cairan.
• Level Controller (LC) adalah instumentasi yang digunakan untuk
mengamati ketinggian cairan di dalam suatu alat. Dengan menggunakan
Level Controller, para engineer juga dapat melakukan pengendalian
ketinggian cairan di dalam peralatan tersebut.
• Level Indicator (LI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati ketinggian cairan di dalam suatu alat. 3. Untuk variabel tekanan.
• Pressure Controller (PC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati tekanan operasi dari suatu alat. Para engineer juga dapat melakukan perubahan tekanan dari peralatan operasi. Pressure
Controller dapat juga dilengkapi pencatat tekanan dari suatu peralatan
secara berkala Pressure Recorder (PR).
• Pressure Indicator (PI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati tekanan operasi dari suatu alat. 4. Untuk variabel aliran cairan.
• Flow Controller (FC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati laju alir larutan atau cairan yang melalui suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat melakukan pengendalian.
• Flow Indicator (FI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
(45)
Beberapa instrumen yang digunakan dalam peralatan pabrik adalah :
1. Reaktor
Instrumen yang digunakan pada reaktor adalah Temperature Controller (TC) yang berfungsi untuk mengamati dan mengontrol temperatur fluida di dalam reaktor. Reaktor dilengkapi dengan sight glass yang berfungsi sebagai Level Controller (LC). Reaktor juga dilengkapi dengan sensing elemen yang peka terhadap perubahan suhu sehingga temperatur reaktor dapat dilihat pada temperatur indikator. Jika suhu terlalu tinggi, maka secara otomatis valve yang terdapat pada aliran steam akan tertutup dan sebaliknya. Valve pada aliran steam juga dilengkapi dengan valve by pass.
Gambar 6.1 Reaktor beserta instrumennya
2. Heater
Instrumen yang digunakan pada heater adalah Temperature Controller (TC) yang berfungsi untuk mengamati dan mengontrol temperatur fluida di dalamnya. Apabila fluida yang keluar berada di bawah temperatur yang diinginkan, maka
Temperature Controller (TC) akan menggerakkan Flow Controller (FC) untuk
membuka valve sehingga laju alir steam yang masuk menjadi lebih besar.
Gambar 6.2 Heater beserta instrumennya.
Fluida Masuk Fluida Keluar
FC TC
Steam
(46)
3. Kolom Destilasi
Instrumen yang digunakan pada kolom destilasi adalah Temperature Controller (TC) yang berfungsi apabila suhu dalam kolom destilasi meningkat, maka
Temperature Controller (TC) akan menggerakan Flow Controller (FC) pada reboiler bottom sehingga steam yang disuplai menjadi menurun. Apabila ketinggian fluida
dalam kolom destilasi terlalu besar, maka efektifitas destilasi akan menurun sehingga dipasang Flow Controller (FC) untuk memperkecil laju alir bahan yang masuk. Kondisi kolom destilasi juga dipengaruhi oleh efek kondensasi destilat sehingga pada kondensor diperlukan Temperature Controller (TC) yang akan menggerakkan Flow
Controller (FC) air pendingin yang disuplai pada kolom destilasi
Gambar 6.3 Kolom destilasi beserta instrumennya.
4. Kondensor
Instrumen yang digunakan pada kondensor adalah Temperature Controller (TC) yang berfungsi untuk mengamati dan mengontrol temperatur fluida di dalam kondensor. Apabila fluida yang keluar berada di atas temperatur yang diinginkan dalam kondensor, maka Temperature Controller (TC) akan menggerakkan Flow
Controller (FC) untuk membuka valve sehingga laju alir air pendingin yang masuk
menjadi lebih besar. PI TI
TI FI
LI
(47)
Gambar 6.4 Kondensor beserta instrumennya
5. Reboiler
Instrumen yang digunakan pada reboiler adalah Temperature Controller (TC) yang berfungsi untuk mengamati dan mengontrol temperatur fluida di dalam
reboiler. Apabila fluida yang keluar berada di bawah temperatur reboiler, maka Temperature Controller (TC) akan menggerakkan Flow Controller (FC) untuk
membuka valve sehingga laju alir steam yang masuk menjadi lebih besar. Pressure
Indicator (PI) juga dipasang agar tekanan di dalam reboiler tidak berjalan di atas
atau di bawah batas yang diinginkan.
Gambar 6.5 Reboiler beserta instrumennya.
6. Pompa
Instrumen yang digunakan pada pompa adalah Flow Controller (FC) yang berfungsi untuk memperkecil laju alir fluida yang masuk apabila laju alir fluida di dalam pompa berada di atas batas yang ditentukan.
FI
FI PI
(48)
Gambar 6.6 Pompa beserta instrumennya.
7. Tangki penyimpanan
Pada tangki penyimpanan dilengkapi dengan level controller (LC) yang berfungsi untuk mengukur ketinggian permukaan cairan di dalam tangki. Prinsip kerja adalah jumlah aliran fluida diatur oleh control valve, dimana nantinya akan mendeteksi dan menunjukkan tinggi permukaan pada set point. Alat penting yang digunakan adalah berupa pelampung atau transducer difragma untuk mendeteksi dan menunjukkan tinggi permukaan cairan di dalam tangki.
V-1
V-1
Gambar 6.7 Tangki penyimpanan dan instrumentasinya
8. Fermentor
Peralatan pengendali yang digunakan pada fermentor yaitu flow controller (FC) berfungsi untuk mengontrol laju alir dalam fermentor. Pada fermentor ini juga digunakan pressure controller (PC) yang berfunsi untuk memberikan informasi besarnya tekanan dalam fermentor dan level controller (LC) yang berfungsi untuk mengukur ketinggian cairan. Di dalam fermentor ketinggian cairan dikendalikan dengan mengatur laju alir keluaran fermentor.
Fluida
Fluida FC
Bahan keluar
(49)
R-101
V-1
Gambar 6.8. Fermentor dan instrumennya
Tabel 6.1 Daftar Penggunaan Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etanol dari Molase
NO Nama Alat Jenis
Instrumentsi
Kegunaan
1 Reaktor
PC Mengontrol tekanan reactor LC Mengontrol level reactor TC Mengontrol temperatur reactor
2 Heater TC Mengontrol temperatur heater
FC Mengontrol laju alir pada heater 3 Kondensor TC Mengontrol temperatur kondensor
FC Mengontrol laju alir pada kondensor
4 Reboiler
TC Mengontrol temperatur reboiler FC Mengontrol laju alir pada reboiler
PI Menunjukkan tekanan pada reboiler PC
TC
LC
(50)
5 Tangki Penyimpanan
LC Mengontrol tinggi cairan pada tangki FC Mengontrol laju alir pada tabgki 6 Kolom Destilasi TC Mengontrol temperatur kolom destilasi
FC Mengontrol laju alir pada kolom destilasi
7 Fermentor
TC Mengontrol temperatur fermentor PC Mengontrol tekanan pada fermentor LC Mengontrol level cairan pada fermentor 8 Pompa FC Mengontrol laju alir cairan dalam pipa
6.2 Keselamatan Kerja Secara Umum
Keselamatan kerja merupakan bagian dari kelangsungan produksi pabrik, oleh karena itu aspek ini harus diperhatikan secara serius dan terpadu. Untuk maksud tersebut perlu diperhatikan cara pengendalian keselamatan kerja dan keamanan pabrik pada saat perancangan dan saat pabrik beroperasi.
Undang – undang keselamatan kerja merupakan pedoman pokok yang harus dijalankan, yadalam usaha penanggulangan masalah keselamatankni undang - undangg keselamatan kerja yang dikeluarkan pemerintah RI pada tanggal 12 Januari 1970 tentang keselamatan kerja. Undang-undang ini memberi perlindungan hukum dan keselamatan kerja kepada para tenaga kerja yang bekerja agar tempat dan peralatan produksi senantiasa dalam keadaan selamat dan aman bagi pekerja.
Untuk menjamin keselamatan kerja, maka dalam perencanaan suatu pabrik perlu diperhatikan beberapa hal, yaitu :
1. Lokasi pabrik
2. Sistem pencegahan kebocoran 3. Sistem perawatan
4. Sistem penerangan
5. Sistem penyimpanan material dan perlengkapan 6. Sistem pemadam kebakaran
7. Sistem pengamanan bejana yang bertekanan
Disamping itu, terdapat beberapa peraturan dasar keselamatan kerja yang harus diperhatikan pada saat bekerja di setiap pabrik-pabrik kimia :
(51)
2. Tidak boleh menkonsumsi minuman keras (beralkohol) selama bekerja Pada pra-rancangan pabrik pembuatan etanol dari molase, usaha-usaha pencegahan terhadap bahaya-bahaya yang mungkin terjadi dilakukan dengan :
1. Pencegahan terhadap kebocoran
− Memasang sistem alaram pada tempat yang strategis dan penting seperti
power station, laboratorium dan ruang proses
− Mobil pemadam kebakaran harus dalam keadaan siap siaga dalam fire
station
− Fire hydrant ditempatkan pada jarak 100 m di daerah storage, proses
dan perkantoran
− Fire extinguisher disediakan pada bangunan pabrik untuk memadamkan
api yang relatif kecil
− Gas detektor dipasang pada daerah proses, storage dan daerah perpipaan yang dihubungkan dengan aliran gas di ruang kontrol untuk mendeteksi kebocoran gas
− Smoke detektor ditempatkan pada setiap sub-station listrik untuk
mendeteksi kebakaran melalui asapnya
2. Memakai peralatan pelindung diri
Pada lokasi pabrik disediakan perlengkapan perlindungan diri seperti :
− Pakaian kerja
− Sepatu pengaman
− Topi pengaman
Topi memberikan perlindungan terhadap percikan bahan kimia terutama jika bekerja di bawah perpipaan serta tangki yang mungkin bocor, juga perlindungan terhadap alat kerja yang jatuh
− Sarung tangan
− Masker
Berguna untuk memberi perlindungan terhadap debu-debu yang berbahaya ataupun uap kimia agar tidak terhirup
(52)
− Setiap ruang kerja karyawan dibuat cukup luas dan tidak menghambat kegiatan karyawan lain
− Alat-alat dibuat dengan penahan yang cukup kuat 4. Pencegahan terhadap bahaya listrik
− Setiap instalasi dan alat-alat listrik harus diamankan dengan pemakaian sekering atau pemutus hubungan listrik secara otomatis
− Sistem perkabelan listrik harus dipasang secara terpadu dengan tata letak pabrik, sehingga jika ada perbaikan dapat dilakukan dengan mudah 5. Menerapkan nilai-nilai disiplin bagi karyawan
− Setiap karyawan bertugas sesuai dengan pedoman-pedoman yang diberikan dan mematuhi setiap peraturan dan ketentuan yang diberikan.
− Setiap kecelakaan kerja atau kejadian yang merugikan segera dilaporkan ke atasan.
− Peralatan dan perlangkapan keselamatan kerja harus digunakan bila diperlukan.
− Setiap karyawan harus saling mengingatkan akan perubahan yang dapat menimbulkan bahaya.
− Setiap ketentuan dan peraturan harus dipatuhi. 6. Menyediakan poliklinik di lokasi pabrik
Apabila terjadi kecelakaan kerja seperti kebakaran pada pabrik maka yang harus dilakukan adalah :
1. Mematikan seluruh kegiatan pabrik, baik mesin maupun listrik
2. Mengaktifkan alat pemadaman kebakaran, dalam hal ini alat pemadaman kebakaran yang digunakan disesuaikan dengan jenis kebakaran yang terjadi, yaitu :
− Instalasi pemadam dengan air
Untuk kebakaran yang terjadi pada bahan yang berpijar seperti kayu, arang, kertas dan bahan berserat. Air dipompakan dengan menggunakan pompa yang bekerja dengan instalasi listrik sendiri sehingga tidak terganggu jika instalasi listrik pabrik dimatikan
(53)
Gas CO2 yang digunakan adalah yang sudah dicairkan dalam tabung gas bertekanan yang disambung secara seri ke nozel-nozel. Instalasi ini digunakan untuk ruangan tertutup seperti pada tangki penyimpanan dan juga pada instalasi listrik
− Instalasi pemadam dengan busa udara
Busa bertekanan yang keluar dari alat pemadam akan mendinginkan sumber kebakaran dan menyelimuti serta melindungi sumber kebakaran dari masuknya O2
− Instalasi pemadam dengan debu
Debu pemadam cocok untuk kebakaran yang berupa lidah api, kebakaran gas dan pelarut organik bertekanan yang bocor
(54)
BAB VII
UTILITAS
Dalam suatu pabrik, utilitas merupakan unit penunjang utama didalam memperlancar jalannya proses produksi. Oleh karena itu, segala sarana dan prasarananya harus dirancang sedemikian rupa sehingga dapat menjamin kelangsungan operasi suatu pabrik.
Berdasarkan kebutuhannya, utilitas pada pabrik pembuatan etanol ini, adalah sebagai berikut:
1. Kebutuhan uap (steam) 2. Kebutuhan air
3. Kebutuhan bahan kimia 4. Kebutuhan bahan bakar 5. Kebutuhan listrik 6. Unit pengolahan limbah
7.1 Kebutuhan Uap (Steam)
Uap digunakan dalam pabrik sebagai media pemanas. Kebutuhan uap pada pabrik pembuatan etanol
Tabel 7.1 Kebutuhan air sebagai umpan ketel
No Nama Alat Jumlah (kg/jam)
1 Tangki Sterilisasi (ST-01) 9005211,6510
2 Heater (H-01) 8463833,7000
3 Menara Destilasi (MD-01) 2142704,8490
Total 19611750,2000
Tambahan untuk faktor keamanan diambil sebesar 20% (Perry,2004) Total steam yang dibutuhkan = 1,2 x 19611750,2000= 23534100,24 kg/jam Diperkirakan 80% kondensat dapat dipergunakan kembali, sehingga
Kondensat dipergunakan kembali = 80% x 23534100,24 = 18827280,19 kg/jam Kebutuhan tambahan ketel = 20% x 18827280,19 kg/jam= 3765456,038 kg/jam
(55)
7.2 Kebutuhan Air
Dalam proses produksi, air memegang peranan penting baik untuk kebutuhan proses maupun kebutuhan domestik. Kebutuhan air pada pabrik pembuatan etanol adalah sebagai berikut:
• Air untuk umpan ketel uap = 3765456,038 kg/jam
• Air untuk pendingin reaktor = 675,8852 kg/jam
• Untuk air pendingin Cooler = 468271,0059 kg/jam
• Untuk pendingin Fermentor = 5414,1935 kg/jam Total air pendingin = 474361,0846 kg/jam
Air pendingin bekas digunakan kembali setelah didinginkan dalam menara pendingin air. Dengan menganggap terjadi kehilangan air selama proses sirkulasi, maka air tambahan yang diperlukan adalah jumlah air yang hilang karena penguapan,
drift loss, dan blowdown (Perry, 1992)
Air yang hilang karena penguapan dapat dihitung dengan persamaan:
We = 0,00085 Wc (T2 – T1) (Pers 12-10, Perry, 1992) Dimana:
Wc = Jumlah air pendingin yang diperlukan = 474361,0846 kg/jam
T1 = Temperatur air pendingin masuk = 30oC = 86oF
T2 = Temperatur air pendingin keluar = 40oC = 104oF
Maka : We = 0,00085 x 474361,0846 (104 – 86) = 7257,7246 kg/jam
Air yang hilang karena drift loss biasanya 0,1 – 0,2 % dari air pendingin yang masuk kemenara air (Perry,2004). Ditetapkan drift loss 0, 2%, maka:
Wd = 0,002 x 474361,0846 = 948,7222 kg/jam.
Air yang hilang karena blowdown tergantung dari jumlah siklus sirkulasi air pendingin, biasanya antara 3 – 5 siklus (Perry, 2004). Ditetapkan 5 siklus maka: Wb =
1
−
S
Wc
(56)
Wb =
1 5
6 474361,084
− = 118590,2712 kg/jam
Sehingga air tambahan pendingin = 7257,7246 + 948,7222 + 118590,2712 = 126796,7180 kg/jam
• Air untuk R-01 = 92494,0397 kg/jam
• Air untuk berbagai kebutuhan
Tabel 7.2 Diperkirakan pemakaian air untuk berbagai kebutuhan
Kebutuhan Jumlah air (kg/jam)
Domestik dan kantor 100
Laboratorium 30
Kantin dan tempat ibadah 50
Poliklinik 30
Total 210
Sehingga total kebutuhan air yang memerlukan pengolahan awal adalah = 3765456,038 + 126796,7180 + 92494,0397 + 210
= 3984956,796 kg/jam
Sumber air untuk pabrik pembuatan etanol ini berasal dari Sungai Sei Silau Asahan (Bapedalda SUMUT, 2007). Kualitas air Sungai Sei Silau Asahan ini dapat dilihat pada Tabel 7.3 berikut ini:
Tabel 7.3 Kualitas Air Sungai Silau, Kuala Tanjung – Asahan
No. Parameter Satuan Kadar
A. Fisika
1. Suhu oC 26,4
2. Padatan terlarut mg/L 56,4
B. Kimia Anorganik :
3. PH mg/L 6,7
4. Hg2+ mg/L <0,001
5. Ba2+ mg/L <0,1
6. Fe2+ mg/L 0,028
7. Cd2+ mg/L <0,001
(57)
9. Zn2+ mg/L <0,008
10. Cu2+ mg/L <0,03
11. Pb2+ mg/L <0,01
12. Ca2+ mg/L 200
13. Mg2+ mg/L 100
14. F- mg/L 0,001
15. Cl- mg/L 60
16. NO2- mg/L 0,028
17. NO3- mg/L 0,074
18. SeO32- mg/L <0,005
19. CN- mg/L 0,001
20. SO42- mg/L 42
21. H2SO4- mg/L <0,002
22. Oksigen terlarut (DO) mg/L 6,48
Untuk menjamin kelangsungan penyediaan air, maka dilokasi pengambilan air dibangun fasilitas penampungan air (water intake) yang juga merupakan tempat pengolahan awal air sungai. Pengolahan ini meliputi penyaringan sampah dan kotoran yang terbawa bersama air. Selanjutnya air dipompakan kelokasi pabrik untuk diolah dan digunakan sesuai dengan keperluannya. Pengolahan air dipabrik terdiri dari beberapa tahap yaitu:
1. Penyaringan Awal (Screening) 2. Klarifikasi
3. Filtrasi
4. Demineralisasi 5. Deaerasi
7.2.1 Penyaringan Awal (Screening)
Pengendapan merupakan tahap awal dari pengolahan air . Pada screening, partikel – partikel padat yang besar akan tersaring tampa bantuan bahan kimia. Sedangkan partikel – partikel yang lebih kecil akan terikut bersama air menuju unit pengolahan selanjutnya.
(58)
7.2.2 Klarifier
Klarifier merupakan proses penghilangan kekeruhan didalam air. Air dari
sreening dialirkan ke clarifier setelah diinjeksi larutan alum, Al2(SO4)3 dan larutan
soda abu (Na2CO3). Larutan alumunium berfungsi sebagai koagulan utama dan soda abu sebagai koagulan tambahan yang berfungsi sebagai bahan pembantu untuk mempercepat pengendapan dan penetralan pH.
Setelah pencampuran yang disertai pengadukan maka akan terbentuk flok -flok yang akan mengendap kedasar clarifier karena gaya grafitasi, sedangkan air jernih akan keluar melimpah (overflow) yang selanjutnya akan masuk kepenyaring pasir (sand filter) untuk penyaringan.
Pemakaian larutan alum umumnya hingga 50 ppm terhadap jumlah air yang akan diolah, sedangkan perbandingan pemakaian alum dan soda abu 1 : 0,54 (Bauman, 1971)
Total kebutuhan air = 3984956,796 kg/jam Pemakaian larutan alumunium sulfat = 50 ppm
Pemakaian larutan soda abu = 0,54 x 50 = 27 ppm
Larutan alum dibutuhkan = 50 . 10-6 x 3984956,796 kg/jam = 199,25 kg/jam
Larutan soda abu dibutuhkan = 27 . 10-6 x 3984956,796 kg/jam = 107,5938 kg/jam
7.2.3 Filtrasi
Filtrasi berfungsi untuk memisahkan flok dan koagulan yang masih terikut bersama air. Penyaringan pasir (sand filter) yang digunakan terdiri dari 3 lapisan yaitu :
a. Lapisan l terdiri dari pasir hijau (green sand) setinggi 24 in = 60,96 cm b. Lapisan ll terdiri dari anterakit setinggi 12,5 in = 31,75 cm
c. Lapisan lll terdiri dari batu kerikil (gravel) setinggi 7 in = 17,78 cm
Bagian bawah alat penyaring dilengkapi dengan strainer sebagai penahan. Selama pemakaian, daya saring sand filter akan menurun. Untuk itu diperlukan regenerasi secara berkala dengan cara pencucian ulang (back washing). Dari sand
(59)
Untuk air proses, masih diperlukan pengolahan lebih lanjut, yaitu proses demineralisasi dan deaerasi. Untuk air domestik, laboratorium, kantin, dan tempat ibadah , serta poliklinik, dilakukan proses klorinasi, yaitu mereaksikan air dengan klor untuk membunuh kuman – kuman dalam air. Klor yang digunakan biasanya berupa kaporit, Ca (ClO)2. Khusus untuk air minum, setelah dilakukan proses klorinasi diteruskan ke penyaringan air (water treatment system) sehingga air yang keluar merupakan air sehat yang memenuhi syarat – syarat air minum tanpa harus dimasak terlebih dahulu.
Total kebutuhan air yang memerlukan proses klorinasi = 210 kg/jam Kaporit yang digunakan mengandung klorin 70%
Kebutuhan klorin
= 20 ppm dari berat air (Gordon, 1968)
Total kebutuhan kaporait = (20.10-6 x 210)/0,7 = 0,006 kg/jam
7.2.4 Demineralisasi
Air untuk umpan ketel dan pendinginan pada reaktor harus murni dan bebas dari garam – garam terlarut. Untuk itu perlu dilakukan proses demineralisasi. Alat demineralisasi dibagi atas:
1. Penukar Kation (Cation Exchanger)
Penukar kation berfungsi untuk mengikat logam – logam alkali dan mengurangi kesadahan air yang digunakan. Proses yang terjadi adalah pertukaran antara kation Ca, Mg dan kation lain yang terlarut dalam air dengan kation dari resin. Resin yang digunakan bermerek Daulite C-20. Reaksi yang terjadi adalah :
Na2R + Ca2+ CaR + 2Na+ Na2R + Mg2+ MgR + 2 Na+
(60)
CaR + 2NaCl Na2R + CaCl2 MgR + 2NaCl Na2R + MgCl2
2. Penukar Anion (Anion Exchanger)
Penukar anion berfungsi untuk menukar anion yang terdapat dalam air dengan ion hidroksida dari resin. Resin yang digunakan bermerek Dower 2. Reaksi yang terjadi adalah:
2ROH + SO22- R2SO4 + 2 OH -ROH + Cl- RCl + OH-
Untuk regenerasi dipakai larutan NaOH dengan reaksi: R2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2ROH RCl + NaOH NaCl + ROH
Perhitungan Kesadahan Kation
Air sungai Sei Silau Asahan mengandung kation Hg2+,Ba2+,Fe2+, Cd2+, Mn2+, Ca2+, Mg2+, Zn2+, Cu2+, dan Pb2+, masing - masing 0,001 ppm, 0,1 ppm, 0,028 ppm, 0,01 ppm, 0,028 ppm, 0,008 ppm, 0,03 ppm, 0,01 ppm, 200 ppm, dan 100 ppm (Tabel 7.4)
1 grains/gal = 17,1 ppm
Total kesadahan kation = 0,01 + 0,1 + 0,028 + 0,001 + 0,028 + 0,008 + 0,03 + 0,01 + 200 + 100
= 300,206 ppm / 17,1 = 17,5559 grains/gal Jumlah air yang diolah = air umpan ketel
= 3765456,038 kg/jam
= 3
3 264,17 /
/ 23 , 998
/ 8 3765456,03
m gal x
m kg
jam kg
= 3772,1327 gal/jam
Kesadahan air = 17,5559 grains/gal x 3772,1327 gal/jam x 24 jam/hari = 1589356,433 grains/hari = 1589,3564 kgr/hari
Volume resin yang diperlukan
(61)
Dari Tabel 12.2, The Nalco Water Hand Book,1992; diperoleh : - Kapasitas resin = 20 kgr/ft3
- Kebutuhan regenerant = 6 lb NaCl/ft3 resin
Kebutuhan resin = 3
kgr/ft 20
kgr/hari
1589,3564
= 79,4678 ft3/hari
Tinggi resin = 14 , 3 79,4678
= 25 ft
Waktu regenerasi =
kgr/hari 1589,3564 kgr/ft 20 x ft
79,4678 3 3
= 1 hari
Kebutuhan regenerant NaCl = 1589,3564 kgr/hari 3
3
kgr/ft 20
kg/ft 6
= 476,8069 kg/hari. Perhitungan kesadahan anion
Air Sei Silau Asahan mengandung anion F-, Cl-, NO2-, NO3-, SO42-, CN-, SO4-, H2SO4-, masing – masing 0,001 ppm, 60 ppm, 0,028 ppm, 0,074 ppm, 0,005 ppm, 0,001 ppm, 42 ppm, dan 0,002 ppm (Tabel 7.3)
1 gr/gal = 17,1 ppm
Total kesadahan anion = 0,001 + 60 + 0,028 + 0,074 + 0,005 + 0,001 + 42 + 0,002 = 102,109 ppm / 17,1
= 5,9713 grain/gal Jumlah air yang diolah = 3772,1327 gal/jam
Kesadahan air = 5,9713 grain/gal x 3772,1327 gal/jam x 24 jam/hari = 540588,8638 grain/hari = 540,5889 kgr/hari
Volume resin yang diperlukan
Total kesadahan air = 540,5889 kgr/hari
Dari Tabel 12.2, The Nalco Water Hand Book,1992; diperoleh : - Kapasitas resin =12 kgr/ft3
- Kebutuhan regenerant = 5 lb NaOH/ft3 resin Jadi,
Kebutuhan resin = 3
kgr/ft 12
kgr/hari
540,5889
(62)
Tinggi resin = 14 , 3 45,049
= 14,3468 ft
Waktu regenerasi =
kgr/hari 540,5889
kgr/ft 12 x ft
45,049 3 3
= 1 hari
Kebutuhan regenerant NaOH = 540,5889 kgr/hari x 3
3
kgr/ft 12
kg/ft 5
= 225,2454 kg/hari.
7.2.5 Deaerator
Deaerator berfungsi untuk memanaskan air yang keluar dari alat penukar ion (ion exchanger) dan kondensat bekas sebelum dikirim sebagai air umpan ketel. Pada deaerator ini, air dipanaskan hingga 90oC supaya gas – gas yang terlarut dalam air, seperti O2 dan CO2 dapat dihilangkan, sebab gas – gas tersebut dapat menyebabkan korosi. Pemanasan digunakan dengan menggunakan koil pemanas didalam Deaerator.
7.3 Kebutuhan Bahan Kimia
Kebutuhan bahan kimia pada pabrik pembuatan etanol adalah sebagai berikut:
1. Al2(SO4)3 = 199,25 kg/jam 2. Na2CO3 = 107,5938 kg/jam 3. Kaporit = 0,006 kg/jam
4. NaCl = 476,8069 kg/hari.= 19,867 kg/jam 5. NaOH = 225,2454 kg/hari. = 9,3852 kg/jam
7.4 Kebutuhan Listrik
Berdasarkan Lampiran C dan Lampiran D kebutuhan listrik diperkirakan sbagai berikut:
1. Unit Proses = 1000 HP
2. Unit utilitas = 1500 HP
3. Ruang kontrol dan laboratorium = 40 HP 4. Penerangan dan kantor = 35 HP
(63)
Total kebutuhan listrik = 2615 HP
= 2615hp x 0,7457 kW/ HP = 1950.0055 KW
Efesiensi generator 80%, maka
Daya output generator = 1950.0055 /0,8 = 2437,5069 KW
Generator digunakan sebanyak 2 buah generator diesel type AC : 400 V, 2500 kW 50 Hz, 3 phase, dimana 1 buah beroperasi dan 1 buah standby.
7.5 Kebutuhan Bahan Bakar
Bahan bakar diperlukan untuk generator dan bahan bakar boiler. Untuk bahan bakar generator
Nilai bakar solar = 19860 Btu/lb (Labban,1971) Densitas solar = 0,89 kg/ltr (Perry,1992) Kebutuhan listrik = 2437,5069 KW
Daya generator = 2437,5069 /0,8
= 3046,8836 KW x (0,9478 Btu/det)/kW x 3600 det/jam = 10396210,68 Btu/jam
Jumlah bahan bakar yang dibutuhkan = 10396210,68 /(0,8 x 19860) = 654,3435 lb/jam/ 1,958 lb/ltr
= 334,1898 ltr/jam Untuk bahan bakar ketel uap
Uap yang dihasilkan ketel uap = 3765456,038 kg/jam
Panas laten steam pada 130oC, λ = 520 kkal/kg (Reklaitis, 1983) = 2063,4921 Btu/kg
Panas yang dibutuhkan = 3765456,038 kg/jam x 2063,4921 Btu/kg = 7769988787 Btu/jam
Jumlah bahan bakar = (7769988787 Btu/jam)/ (261,573 Btu/ft3) = (29704857,87ft3/jam)/(28,32ltr/ft3) = 239477,0102 ltr/jam
(64)
Limbah suatu pabrik harus diolah dulu sebelum dibuang ke badan air. Pada pabrik pembuatan etanol dari molase ini, limbah berasal dari pencucian alat pabrik, limbah proses, limbah domestik dan limbah labolatorium.
1. Limbah cair hasil pencucian peralatan pabrik
Limbah ini diperkirakan mengandung kerak, kotoran – kotoran atau produk yang masih melekat pada peralatan pabrik pada saat peralatan akan dibersihkan.
Limbah pencucian peralatan pabrik diperkirakan 50 liter/jam
2. Limbah domestik dan kantor
Limbah ini mengandung bahan organik sisa pencernaan yang berasal dari kamar mandi di lokasi pabrik.
Diperkirakan air buangan tiap orang : Domestik = 30 galon/hari
Kantor = 15 galon / hari Jadi limbah yang dihasilkan
= (150 x (30 + 15) galon / hari x (3,785 liter . galon) / 24 jam / hari) = 1064,5313 liter/jam
3. Limbah laboratorium Diperkirakan tiap orang
Limbah labolatorium adalah limbah yang berasal dari laboratorium yang mengandung bahan – bahan kimia yang digunakan untuk menganalisa mutu bahan baku yang digunakan dan mutu produk yang dihasilkan, serta yang digunakan untuk penelitian dan pengembangan proses.
Limbah laboratorium yang dihasilkan ditampung dalam wadah berupa drum yang kemudian akan dikirim ke lembaga yang memperoleh izin dari Menteri Lingkungan hidup untruk mengolah limbah berbahaya.
(65)
Limbah proses berasal dari tangki penampung bottom produk 101935,6213 kg/jam
= 3
/ 23 , 998
kg/jam 3
101935,621
m
kg = 102,1163 m
3 /jam = 102116,3 liter/jam
Total air limbah yang harus diolah : 50 + 1.064,5313 + 102116,3 l/jam : 103230,8986 liter / jam
: 103,2309 m3 / jam
1. Bak Penampung
Fungsi : Tempat menampung air limbah sementara Jumlah : 1 buah
Laju Volumetrik air buangan = 103,2309 m3/jam Waktu penampungan air buangan = 2 hari
Volume air buangan = 103,2309 x 2 x 24 = 4955,08 m3
Bak terisi 90%, maka Volume bak = 4955,08 / 0,9 = 5505,6444 m3 Direncanakan ukuran bak sebagai berikut:
- panjang bak (p) = 2 x lebar bak(l) - tinggi bak (t) = lebar bak (l) Maka:
Volume bak = p x l x t 5505,6444 m3 = 2l x l x l l = 14 meter Jadi panjang bak = 14 x 2 = 28 m Lebar bak = 14 m
Tinggi bak = 14 m
Luas bak = 14 x 28 = 392 m2
(66)
Proses lumpur aktif merupakan proses aerobik dimana zat – zat yang terkandung dalam air limbah diuraikan oleh mikroorganisme dalam campuran lumpur yang mengandung O2. Biasanya mikroorganisme yang digunakan merupakan kultur campuran. Zat yang terkandung dalam limbah sendiri merupakan makanan bagi mikroorganisme tersebut
Data:
Laju volumetrik limbah air buangan (Q) = 103230,8986 liter / jam = 2477541,566 liter/hari BOD5 (So) = 300 mg/liter (Hammer,1986) Efesiensi (E) = 90% (Metcalf&Eddy,1991) Koefisien cell yield (Y) = 0,8 (Metcalf&Eddy,1991) Koefisien endogenous decay (kd) = 0,08 hari-1 (Metcalf&Eddy,1991)
Mixed Liquor Volatile Suspended Solid (X) = 800 mg/liter (Metcalf&Eddy,1991)
Direncanakan:
Waktu tinggal sel (θc) = 10 hari
1. Penentuan BOD effluent (S) x100 S S S E o o− = (Metcalf&Eddy,1991) 100 o o ES S
S = − = 300 -
100 300 9 , 0 x
= 30 mg/l
2. Penentuan Volume Kolam aerasi (Vr) Vr = ) 1 ( ) ( . c d o c k X S S Y Q θ θ
+ − (Metcalf&Eddy,1991)
= ) 10 08 , 0 1 ( / 800 / ) 30 300 ( )(0,8) liter/hari 6 2477541,56 ( ) 10 ( hari x l mg l mg hari + −
= 619385,39 liter = 619,3854 m3
(67)
Direncanakan tinggi cairan dalam kolam aerasi = 1,5 m (Metcalf&Eddy,1991) Perbandingan lebar dan tinggi cairan = 1,5 : 1 (Metcalf & Eddy,1991) Jadi, lebar = 1,5 x 1,5 m = 2,25 m
V = p x l x t
619,3854 m3 = p x 2,25 m x 1,5 m p = 183,5 m
Faktor kelonggaran = 0,5 m diatas permukaan air. (Metcalf & Eddy, 1991) Jadi, ukuran kolam aerasi adalah sebagai berikut:
Panjang kolam, P = 184 m Lebar kolam, L = 2,25 m
Tinggi kolam, T = (1,5 + 0,5) m = 2 m
4. Penentuan Jumlah Flok yang Diresirkulasi (Qr) Asumsi
Qe = Q = 2477541,566 liter/hari
Xe = 0,001X = 0,001 x 800 mg/l = 0,8 mg/l Xr = 0,999X = 0,999 x 800 mg/l = 799,2 mg/l Px = Qw x Xr
Px =
d c o k S S YQ θ + − 1 ) ( (Metcalf&Eddy,1991) = ) / 08 , 0 )( 10 ( 1 / ) 30 300 ( ) liter/hari 6 2477541,56 )( 8 , 0 ( hari hari l mg + −
= 297304987,9 mg / l hari
Neraca massa pada tangki sedimentasi
Akumulasi = jumlah massa masuk -jumlah massa keluar 0 = (Q + Qr)X – QeXe - QwXr
0 = QX + QrX – Q (0,001X) - Px
Qr =
X
P
(68)
= 800 4 5785837,34 ) 1 001 , 0 ( )(800) liter/hari 66
(2477541,5 − +
= 2475064,024 liter/hari
5. Penentuan Waktu Aerasi di bak aerasi (θ)
Q Vr
=
θ (Metcalf&Eddy,1991)
= liter/hari 6 2477541,56 liter 619385,39
= 0,25 hari = 6 jam
4. Tangki Sedimentasi
Fungsi : Mengendapkan flok biologis dari kolam aerasi dan sebagian diresirkulasi kembali ke kolam aerasi.
Laju volumetrik air buangan = (2477541,566 + 2475064,024) liter/hari = 4952605,59 liter/hari = 4952,6056 m3/hari Menurut GLUMB standart, (Great Lake Upper Missisipi River Board) kecepatan overflow maksimum 19,68 m3/m2hari
(Metcalf&Eddy,1991) Waktu tinggal air = 2 jam = 0,083 hari
Volume Tangki (V) = 4952,6056 m3/hari x 0,083 hari = 411,0663 m3 Luas Tangki (A) = 4952,6056 m3/hari/19,68 m3/m2hari = 251,6568 m2 A = ¼ π D2
D = (4A/π)1/2 = ( 4 x 4,530 /3,14)1/2 = 2,4022 m
Kedalaman tangki, H = V/A = 411,0663 m3/251,6568 m2 = 1,6334 m
Tangki Sedimentasi
Q Bak
penampung
Q Q+Qr
X
Xe
Qr
Xr Qw
Xr Q
kolam
Aerasi bak
(69)
7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas (Perhitungan diperoleh dari Lampiran D)
1. Pompa Air Sungai (PU-01)
Fungsi : Mengalirkan air dari sungai dari screning ke bak penampung
Jenis pompa : Sentrifugal Daya pompa : 115 hp
Jumlah : 4 buah
Bahan konstruksi : Commercial Steel. Temperatur : 30 oC
Tekanan : 1 atm
2. Bak Penampung (BPU)
Fungsi : Untuk menampung air sungai sementara
Jumlah : 4 buah
Bentuk : Prisma segi empat beraturan Bahan konnstruksi : Beton
Kondisi operasi : 30oC.1atm
Lebar bak, l = 24,3 m
Panjang bak, P = 48,61 m Tinggi bak, t = 24,3 m
Luas bak, A = 1181 m2
3. Pompa Bak Penampung (PU-02)
Fungsi : Mengalirkan air dari bak penampung ke CL Jenis pompa : Sentrifugal
Daya pompa : 90 hp
Jumlah : 4 buah
Bahan konstruksi : Commercial Steel. Temperatur : 30 oC
(70)
4. Tangki Pelarutan Alum (TPU-01)
Fungsi : Tempat pelarutan aluminium sulfat Jumlah : 1 buah
Tipe : Tangki berbentuk silinder, bagian bawah datar dan tutup elipsoidal dan menggunakan pengaduk Kondisi operasi : 30oC.1atm
Tekanan : 1 atm
Spesifikasi Tangki
• Diameter tangki; Dt = 5 m
• Tinggi Tangki; HT = 6,25 m
• Tebal silinder; ts = ½ in
Bahan konstruksi = Carbon steel
• Faktor korosi = 0,01 in/tahun
• Diameter pengaduk = 4,9215 ft
• Daya motor = 109 HP
• Tipe pengaduk = propeler
5. Pompa Larutan Alumunium Sulfat (PU-03)
Fungsi : Untuk mengalirkan larutan Al2(SO4)3 ke CL
Tipe : Pompa injeksi
Jumlah : 1 buah
Daya pompa : 1/10 hp Bahan konnstruksi : Stainless steel Kondisi operasi : 30oC.1atm
6. Tangki Pelarutan Soda Abu (TPU-02)
Fungsi : Tempat pelarutan Natrium Karbonat Jumlah : 1 buah
Tipe : Tangki berbentuk silinder, bagian bawah datar dan tutup elipsoidal dan menggunakan pengaduk
(1)
= Rp5.323.804.604,- b. Perawatan bangunan
Diperkirakan 10% dari harga bangunan = 0,1 x Rp 16.131.500.000.,- = Rp 1.613.150.000,- c. Perawatan kendaraan
Diperkirakan 10% dari harga kendaraan = 0,1 x Rp 5.335.000.000,-
= Rp 533.500.000,-
. Perawatan instrumentasi dan alat kontrol
Diperkirakan 10% dari harga instrumentasi dan alat control = 0,1 x Rp 5.323.804.604,-
= Rp532.380.460,- e. Perawatan perpipaan
Diperkirakan 10% dari harga perpipaan = 0,1 x Rp 21.391.398.418,- = Rp 2.139.139.842,- f. Perawatan instalasi listrik
Diperkirakan 10% dari harga instalasi listrik = 0,1 x Rp 5.323.804.604,-
= Rp532.380.460,- g. Perawatan inventaris kantor
Diperkirakan 10% dari harga inventaris kantor = 0,1 x Rp 5.323.804.604,-
= Rp532.380.460,- h. Perawatan Kebakaran
Diperkirakan 10% dari harga Perlengkapan kebakaran = 0,1 x Rp 5.323.804.604,-
= Rp532.380.460,-
Total biaya perawatan = 11.772.779.288,-
E. Biaya Tambahan (Plant Overhead Cost)
Diperkirakan 20% dari modal investasi tetap = 0,2 x 225.897.349.294,-
(2)
= Rp 45.179.469.858,-
F. Biaya Administrasi Umum
Diperkirakan 10% dari biaya tambahan
= 0,1 x Rp 45.179.469.858 = Rp 4.517.946.985,-
G. Biaya Pemasaran dan Distribusi
Diperkirakan 10% dari biaya tambahan = 0,1 x Rp 45.179.469.858,- = Rp 4.517.946.985,-
H. Biaya Asuransi
a. Asuransi pabrik diperkirakan 1% dari modal investasi tetap = 0,01 x Rp 225.897.349.294,-
= Rp 2.258.973.492,-
b. Asuransi karyawan 1.54% dari total gaji karyawan
( Biaya untuk asuransi tenaga kerja adalah 2,54% dari gaji karyawan . dimana 1%
ditanggung oleh karyawan dan 1,54% ditanggung oleh perusahaan) = 0,0154 x (12/3) x Rp 294.000.000 = Rp 18.110.400.-
Total biaya asuransi = Rp 2.258.973.492,- + Rp 18.110.400 = Rp 2.277.083.892,-
J. PBB = Rp 10.392.000,-
Total biaya tetap = Rp 812.242.002.888,-
3.2 Biaya Variabel
A. Biaya Variabel pemasaran
Diperkirakan 10% dari biaya tetap pemasaran
= 0,1 x Rp 4.517.946.986,- = Rp 451.794.698,-
B. Biaya Variabel Perawatan
Diperkirakan 10% dari biaya tetap perawatan
= 0,1 x Rp 11.772.779.288,- = Rp 1.177.277.928,-
(3)
C. Biaya Variabel Lainnya
Diperkirakan 10% dari biaya tetap
= 0,1 x Rp 11.772.779.288,- = Rp 1.177.277.928,-
Total Biaya Variabel = Rp 2.806.350.556,-
Total biaya produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel
= Rp 812.242.002.888,- + Rp 2.806.350.556,- = Rp 815.048.353.444,-
4. Perkiraan Laba/Rugi Perusahaan A. Laba Sebelum Pajak
Laba sebelum pajak = total penjualan – total biaya produksi
= Rp 4.258.649.885.932 – Rp 815.048.353.444,- = Rp 3.443.601.532.486,-
B. Pajak Penghasilan.
Berdasarkan Pasal 21 Undang-Undang No.17 tahun 2000 tentang Pajak Penghasilan (PPh) adalah :
Jumlah Penghasilan Kena Pajak Tarif
(%)
Sampai dengan Rp.50.000.000.- 10
Diatas Rp.50.000.000.- sampai dengan Rp.100.000.000.- 15
Diatas Rp.100.000.000.- 30
Perincian pajak penghasilan (PPh) terhutang :
10 % x Rp.50.000.000 = Rp. 5.000.000
15 % x Rp.100.000.000 - Rp. 50.000.000 = Rp. 7.500.000 30 % x 3.443.601.532.486,- Rp. 100.000.000 = Rp 1.032.980.459.746+
Total pajak penghasilan (PPh) = Rp 1.032.992.959.746,-
C. Laba Setelah Pajak
Laba setelah pajak = laba sebelum pajak – PPh
(4)
= Rp 2.410.608.572.740
5. Analisa Aspek Ekonomi A. Profit Margin (PM)
PM = 100%
penjualan total pajak sebelum Laba x
PM = 100%
885.932 4.258.649. , 532.486,94 3.443.601. x = 80,86 %
B. Break Even Point (BEP)
BEP = 100%
Variabel Biaya -Penjualan Total Tetap Biaya x
BEP = 100%
556,23 2.806.350. 885.932 4.258.649. 2.888,40,-812.242.00 x = 19,09 %
C Return On Investement (ROI)
Return on Investment adalah besarnya presentase pengembalian modal setiap tahun dari penghasilan bersih.
ROI = 100%
investasi modal Total pajak setelah Laba x
ROI = 100%
-.490.223. 11.977.498 572.740,85 2.410.608. x
= 20,13 %
D. Pay Out Time (POT)
POT = 1 x100% ROI
POT = 100%
20,13 1
x = 4,97 tahun
E. Return on Network (RON)
Return on network merupakan perbandingan laba setelah pajak dengan modal sendiri.
(5)
RON = 100% sendiri.
Modal
pajak setelah Laba
x
RON = 100%
094.134 7.186.499.
,-572.740,85 2.410.608.
x
= 14,37 %
F. Internal Rate of Return (IRR)
Internal rate of return merupakan presentase yang menggambarkan keuntungan rata - rata bunga pertahun dari semua pengeluaran dan pemasukan.
Apabila IRR ternyata lebih besar dari bunga rill yang berlaku. maka pabrik akan menguntungkan. tetapi bila IRR lebih kecil dari bunga rill yang berlaku maka pabrik dianggap rugi.
Dari perhitungan lampiran E diperoleh IRR = 36,012 % . sehingga pabrik akan menguntungkan karena lebih besar dari bunga pinjaman bank saat ini yaitu sebesar 20% (Bank Indonesia. 2009).
(6)