Prarancangan pabrik zat warna alami dari biji kesumba (Bixa orllana) kapasitas 2.800 ton/tahun.
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena rahmat dan hidayahNya, laporan tugas akhir dengan judul “Prarancangan pabrik zat warna alami dari
biji kesumba (Bixa orellana) kapasitas 2.800 ton/tahun” selesai. Dalam
penyusunan tugas akhir ini, bantuan baik berupa dukungan moral maupun
material dari berbagai pihak turut mendukung penyelesaiannya. Karena itu,
ucapan terima kasih ditujukan kepada kedua orang tua yang telah memberikan
kami banyak dukungan baik moral dan material, Ir. Paryanto, M.S. sebagai dosen
pembimbing I dan Dr. Eng. Agus Purwanto, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing
II. Teman-teman mahasiswa yang telah memberikan banyak bantuan penyusunan
tugas akhir ini.
Laporan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, jadi saran dan kritik
membangun sangat diharapkan. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat.
Surakarta,
Juli 2013
Penulis
commit to user
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ........................................................................................................ i
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................................. ii
KATA PENGANTAR .................................................................................................... iii
DAFTAR ISI ................................................................................................................... iv
DAFTAR TABEL .......................................................................................................... vi
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................................... viii
INTISARI ....................................................................................................................... ix
BAB I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik...................................................................... 1
1.2.Pemilihan Lokasi Pabrik .................................................................................. 5
1.3.Tinjauan Pustaka .............................................................................................. 8
BAB II. DESKRIPSI PROSES
2.1. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk................................................................. 18
2.2. Konsep Proses................................................................................................... 20
2.3.Diagram Alir dan Tahapan Proses..................................................................... 21
2.4.Neraca Massa dan Neraca Panas ....................................................................... 26
2.5.Lay Out Pabrik dan Peralatan ............................................................................ 34
BAB III. SPESIFIKASI ALAT....................................................................................... 39
BAB IV. UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM
4.1. Unit Pendukung Proses ................................................................................... 52
4.2. Unit Pengolahan Limbah................................................................................. 68
4.3. Laboratorium................................................................................................... 69
4.4. Unit Keselamatan Kerja dan Kesehatan Kerja .............................................. 73
BAB V. MANAJEMEN PERUSAHAAN
5.1. Bentuk Perusahaan ......................................................................................... 75
5.2. Struktur Organisasi ......................................................................................... 75
5.3. Tugas dan Wewenang ..................................................................................... 78
5.4. Pembagian Jam Kerja Karyawan .................................................................... 85
5.5. Status Karyawan dan Sistem Upah................................................................... 83
user
5.6. Penggolongan Jabatan,commit
JumlahtoKaryawan
dan Gaji ....................................... 84
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
5.7. Kesejahteraan Sosial Karyawan ..................................................................... 85
5.8. Manajemen Perusahaan .................................................................................. 86
BAB VI. ANALISA EKONOMI
6.1. Penafsiran Harga Peralatan ............................................................................. 91
6.2. Dasar Perhitungan ........................................................................................... 93
6.3. Penentuan Total Capital Investment ............................................................... 94
6.4. Hasil Perhitungan ........................................................................................... 95
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN A
LAMPIRAN B
LAMPIRAN C
LAMPIRAN D
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel 1. 1 Data impor zat warna di Indonesia tahun 2010-2012 ................................. 2
Tabel 1. 2 Daftar pabrik zat warna yang telah berdiri di dunia.................................... 4
Tabel 2. 1 Jumlah arus input ..................................................................................... 27
Tabel 2. 2 Jumlah arus output ................................................................................... 27
Tabel 2. 3 Neraca massa di sekitar mixer (M-01)..................................................... 28
Tabel 2. 4 Neraca massa di sekitar ekstraktor (E-01) ............................................... 28
Tabel 2. 5 Neraca massa di sekitar mixer (M-02)..................................................... 29
Tabel 2. 6 Neraca massa di sekitar filter (P-01)........................................................ 29
Tabel 2. 7 Neraca massa di sekitar rotary dryer (DE-01) ......................................... 30
Tabel 2. 8 Neraca massa di sekitar ball mill (SR-01) ............................................... 30
Tabel 2. 9 Neraca panas di sekitar mixer (M-01)...................................................... 31
Tabel 2. 10 Neraca panas di sekitar ekstraktor (E-01) .............................................. 31
Tabel 2. 11 Neraca panas di sekitar mixer (M-02).................................................... 32
Tabel 2. 12 Neraca panas di sekitar filter (P-01) ...................................................... 32
Tabel 2. 13 Neraca panas di sekitar heat exchanger (HE-01) ................................... 33
Tabel 2. 14 Neraca panas di sekitar rotary dryer (DE-01) ........................................ 33
Tabel 2. 15 Neraca panas di sekitar ball mill (SR-01) .............................................. 34
Tabel 3. 1 Spesifikasi mixer....................................................................................... 39
Tabel 3. 2 Spesifikasi silo .......................................................................................... 44
Tabel 3. 3 Spesifikasi pompa ..................................................................................... 46
Tabel 3. 4 Spesifikasi hopper ..................................................................................... 48
Tabel 3. 5 Spesifikasi belt conveyor .......................................................................... 49
Tabel 3. 6 Spesifikasi Screw conveyor ...................................................................... 49
Tabel 3. 7 Spesifikasi bucket elevator ....................................................................... 51
Tabel 4. 1 Kebutuhan air proses................................................................................. 56
Tabel 4. 2 Kebutuhan air umpan boiler...................................................................... 57
commit to user
Tabel 4. 3 Kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi ............................................ 58
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Tabel 4. 4 Kebutuhan air sungai ................................................................................ 58
Tabel 4. 5 Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan utilitas .............................. 64
Tabel 4. 6 Jumlah lumen berdasarkan luas bangunan................................................ 65
Tabel 4. 7 Total kebutuhan daya listrik pabrik disuplai generator............................. 66
Tabel 5. 1 Jadwal pembagian kelompok shift........................................................... 83
Tabel 5. 2 Penggolongan jabatan, jumlah karyawan, dan gaji.................................. 84
Tabel 6. 1 Indeks harga alat ....................................................................................... 92
Tabel 6. 2 Fixed capital investment ........................................................................... 95
Tabel 6. 3 Working capital investment ...................................................................... 96
Tabel 6. 4 Direct manufacturing cost ......................................................................... 96
Tabel 6. 5 Indirect manufacturing cost ...................................................................... 97
Tabel 6. 6 Fixed manufacturing cost.......................................................................... 97
Tabel 6. 7 General expenses....................................................................................... 98
Tabel 6. 8 Analisa kelayakan ................................................................................... 102
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. 1
Gambar 1. 2
Gambar 1. 3
Gambar 1. 4
Grafik impor zat warna di Indonesia...................................................... 3
Lokasi penanaman kesumba................................................................... 7
Lokasi pabrik zat warna alami ............................................................... 8
Struktur kimia bixin ............................................................................. 10
Gambar 2. 1
Gambar 2. 2
Gambar 2. 3
Gambar 2. 4
Diagram alir kualitatif .......................................................................... 22
Diagram alir kuantitatif ........................................................................ 23
Lay out pabrik zat warna alami ............................................................ 36
Lay out peralatan proses....................................................................... 38
Gambar 4. 1 Skema pengolahan air sungai ................................................................ 59
Gambar 5. 1 Struktur organisasi pabrik zat warna alami .......................................... 78
Gambar 6. 1 Grafik linierisasi indeks harga............................................................... 93
Gambar 6. 3 Grafik analisa kelayakan ..................................................................... 104
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
INTISARI
Nita Patma Sari, Romasta Adelina Simangunsong, 2013, Prarancangan
pabrik zat warna alami dari biji kesumba (Bixa orllana) kapasitas 2.800
ton/tahun. Program Studi S1 Reguler, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas
Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
Zat warna alami adalah zat warna (pigmen) yang diperoleh dari tumbuhan,
hewan atau sumber-sumber mineral. Zat warna ini secara konvensional telah
digunakan sejak dahulu sebagai pewarna tekstil, makanan, dan kosmetik. Salah
satu tanaman yang dapat dijadikan zat warna adalah biji kesumba (Bixa orellana).
Biji ini mengandung zat warna bixin yang berwarna oranye. Pabrik zat warna
alami dari biji kesumba (Bixa orellana) akan didirikan di Pekalongan, Jawa
Tengah pada tahun 2017 dengan kapasitas 2.800 ton/tahun.
Pembuatan zat warna alami ini melalui 4 tahap yaitu tahap persiapan
bahan baku, ekstraksi,pembentukan produk serta pemurnian produk. Pada tahap
persiapan bahan baku, biji kesumba dan pengotor yang terikut dalam biji kesumba
dipisahkan terlebih dahulu dengan menggunakan screen , sementara itu larutan
NaOH 0,1 N dipersiapkan di dalam mixer. Tahap ekstraksi dilakukan dalam
ekstraktor tangki berpengaduk menggunakan pelarut NaOH 0,1 N dengan kondisi
operasi suhu 350C dan tekanan 1 atm. Tahap pembentukan produk, larutan ekstrak
yang dicampur dengan H2SO4 98% untuk mengendapkan zat warna. Setelah itu
endapan yang terbentuk diambil dengan menggunakan rotary vacuum drum filter.
Pemurnian produk dilanjutkan dengan menguapkan air menggunakan rotary dryer
sampai kandungan air di dalam produk 4%. Selanjutnya zat warna diseragamkan
ukurannya menggunakan ball mil supaya menjadi serbuk.
Unit pendukung proses meliputi unit pengadaan air (proses, umpan boiler,
konsumsi umum & sanitasi) yang bersumber dari Sungai Sengkarang dengan
kebutuhan sebesar 14.673,48 kg/jam, unit pengadaan steam dengan kebutuhan
249,40 kg/jam, unit pengadaan listrik sebesar 250 kW dari generator, unit
pengadaan bahan bakar batubara 29,81 kg/jam dan IDO 25,37 L/jam, unit
pengadaan udara tekan sebesar 40,8 m3/jam. Limbah cair dibuang ke laut. Limbah
padat dapat dijual dan limbah gas dibuang ke udara bebas. Pabrik juga didukung
dengan laboratorium yang berfungsi untuk mengontrol kualitas bahan baku
(oven), produk (Oven) dan proses produksi (spektrofotometer).
Bentuk perusahaan yang dipilih adalah Perseroan Terbatas dengan struktur
line and staff. Jumlah kebutuhan tenaga kerja sebanyak 89 orang.
Rencana lokasi pendirian pabrik zat warna ini terletak di kota Pekalongan,
Jawa Tengah. Lokasi pendirian pabrik dipilih dengan pertimbangan ketersediaan
bahan baku, utilitas, pemasaran produk, serta fasilitas pendukung lain.
Berdasarkan analisis keekonomian, pabrik ini layak didirikan karena
memenuhi syarat kelayakan secara ekonomi. Hasil analisis keekonomian yaitu,
ROI = 23,89% (setelah pajak), BEP = 41,27%, dan Pay Out Time = 3,04 tahun
(setelah pajak) dimulai dari pendirian pabrik.
commit to user
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRACT
Nita Patma Sari, Romasta Adelina Simangunsong, 2013, Preliminary design
of natural dye from Kesumba seed (Bixa orllana) capacity 2,800 ton/year.
Undergraduate Program, Chemical Engineering Department, Engineering
Faculty, Sebelas Maret University, Surakarta.
Natural dye is a dye (pigment) obtained from plants, animals or other
mineral sources. These dyes were conventionally used in the past for textile, food
and cosmetic coloring. Kesumba seed (Bixa orellana) is one of the plant usually
used in producing natural dye. Thr seed contains a chemical dye compound called
bixin which is orange in color. The natural dye plant is projected to be built in
Pekalongan, Central Java in 2017 and the capacity is 2,800 ton/year.
The natural dye production consists of 4 steps which is raw material
preparation, extraction, product synthesis and purification. In the raw material
preparation, kesumba seed and impurities is separated by using screen while at the
mean time NaOH 0.1 N is prepared in the micer. The extraction is carried out in a
stirred tank extractor using NaOH 0.1 N as solvent and the operating condiiton is
350C and 1 atm. In the product synthesis, the resulting extract is mixed with
H2SO4 98% to obtain the dye. The resulting agglomerate is separated using rotary
vacuum drum filter. The product purification is carried out using rotary drier by
evaporating the water content so that the product only contains 4% of water. The
product size needs to be homogenized by using ball mill to obtained a powder
with homogen size.
The process is supported by several supporting units whih are water
provision unit (provide water for process, boiler feed, consumption and sanitation)
taken from Sengkarang river as much as 14,673.48 kg.hour, steam unit supplies
249.40 kg.hour, electricity unit supplies 250 kW from generator, fuel provision
unit supplies 29.81 kg/hour coal and 25.37 L/hour IDO, compressed air unit
supplies 40.8 m3/hour. The liquid waste is thrown to the sea. The solid waste has
economic value and therefore can be sold. The gaseous waste is thrown back to
the environment. The plant is equipped with laboratory to control the raw material
and product quality (oven) and production process (spectrophotometer).
The industry chose to be built as Company Limited (co. Ltd) with line and
staff organizational structure and the total worker is 89 people.
The plant is projected to be built in Pekalongan, Central Java. The location
is chosen based on raw material availability, utility, product marketing and other
supporting facilities.
The economic feasibility analysis shows that the plant is economically
feasible to be built. The analysis results are ROI = 23.89% (after tax), BEP =
41.27% and Pay Out Time = 3.04 years (after tax) starting after the establishment
of the plant.
commit to user
x
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena rahmat dan hidayahNya, laporan tugas akhir dengan judul “Prarancangan pabrik zat warna alami dari
biji kesumba (Bixa orellana) kapasitas 2.800 ton/tahun” selesai. Dalam
penyusunan tugas akhir ini, bantuan baik berupa dukungan moral maupun
material dari berbagai pihak turut mendukung penyelesaiannya. Karena itu,
ucapan terima kasih ditujukan kepada kedua orang tua yang telah memberikan
kami banyak dukungan baik moral dan material, Ir. Paryanto, M.S. sebagai dosen
pembimbing I dan Dr. Eng. Agus Purwanto, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing
II. Teman-teman mahasiswa yang telah memberikan banyak bantuan penyusunan
tugas akhir ini.
Laporan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, jadi saran dan kritik
membangun sangat diharapkan. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat.
Surakarta,
Juli 2013
Penulis
commit to user
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ........................................................................................................ i
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................................. ii
KATA PENGANTAR .................................................................................................... iii
DAFTAR ISI ................................................................................................................... iv
DAFTAR TABEL .......................................................................................................... vi
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................................... viii
INTISARI ....................................................................................................................... ix
BAB I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik...................................................................... 1
1.2.Pemilihan Lokasi Pabrik .................................................................................. 5
1.3.Tinjauan Pustaka .............................................................................................. 8
BAB II. DESKRIPSI PROSES
2.1. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk................................................................. 18
2.2. Konsep Proses................................................................................................... 20
2.3.Diagram Alir dan Tahapan Proses..................................................................... 21
2.4.Neraca Massa dan Neraca Panas ....................................................................... 26
2.5.Lay Out Pabrik dan Peralatan ............................................................................ 34
BAB III. SPESIFIKASI ALAT....................................................................................... 39
BAB IV. UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM
4.1. Unit Pendukung Proses ................................................................................... 52
4.2. Unit Pengolahan Limbah................................................................................. 68
4.3. Laboratorium................................................................................................... 69
4.4. Unit Keselamatan Kerja dan Kesehatan Kerja .............................................. 73
BAB V. MANAJEMEN PERUSAHAAN
5.1. Bentuk Perusahaan ......................................................................................... 75
5.2. Struktur Organisasi ......................................................................................... 75
5.3. Tugas dan Wewenang ..................................................................................... 78
5.4. Pembagian Jam Kerja Karyawan .................................................................... 85
5.5. Status Karyawan dan Sistem Upah................................................................... 83
user
5.6. Penggolongan Jabatan,commit
JumlahtoKaryawan
dan Gaji ....................................... 84
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
5.7. Kesejahteraan Sosial Karyawan ..................................................................... 85
5.8. Manajemen Perusahaan .................................................................................. 86
BAB VI. ANALISA EKONOMI
6.1. Penafsiran Harga Peralatan ............................................................................. 91
6.2. Dasar Perhitungan ........................................................................................... 93
6.3. Penentuan Total Capital Investment ............................................................... 94
6.4. Hasil Perhitungan ........................................................................................... 95
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN A
LAMPIRAN B
LAMPIRAN C
LAMPIRAN D
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel 1. 1 Data impor zat warna di Indonesia tahun 2010-2012 ................................. 2
Tabel 1. 2 Daftar pabrik zat warna yang telah berdiri di dunia.................................... 4
Tabel 2. 1 Jumlah arus input ..................................................................................... 27
Tabel 2. 2 Jumlah arus output ................................................................................... 27
Tabel 2. 3 Neraca massa di sekitar mixer (M-01)..................................................... 28
Tabel 2. 4 Neraca massa di sekitar ekstraktor (E-01) ............................................... 28
Tabel 2. 5 Neraca massa di sekitar mixer (M-02)..................................................... 29
Tabel 2. 6 Neraca massa di sekitar filter (P-01)........................................................ 29
Tabel 2. 7 Neraca massa di sekitar rotary dryer (DE-01) ......................................... 30
Tabel 2. 8 Neraca massa di sekitar ball mill (SR-01) ............................................... 30
Tabel 2. 9 Neraca panas di sekitar mixer (M-01)...................................................... 31
Tabel 2. 10 Neraca panas di sekitar ekstraktor (E-01) .............................................. 31
Tabel 2. 11 Neraca panas di sekitar mixer (M-02).................................................... 32
Tabel 2. 12 Neraca panas di sekitar filter (P-01) ...................................................... 32
Tabel 2. 13 Neraca panas di sekitar heat exchanger (HE-01) ................................... 33
Tabel 2. 14 Neraca panas di sekitar rotary dryer (DE-01) ........................................ 33
Tabel 2. 15 Neraca panas di sekitar ball mill (SR-01) .............................................. 34
Tabel 3. 1 Spesifikasi mixer....................................................................................... 39
Tabel 3. 2 Spesifikasi silo .......................................................................................... 44
Tabel 3. 3 Spesifikasi pompa ..................................................................................... 46
Tabel 3. 4 Spesifikasi hopper ..................................................................................... 48
Tabel 3. 5 Spesifikasi belt conveyor .......................................................................... 49
Tabel 3. 6 Spesifikasi Screw conveyor ...................................................................... 49
Tabel 3. 7 Spesifikasi bucket elevator ....................................................................... 51
Tabel 4. 1 Kebutuhan air proses................................................................................. 56
Tabel 4. 2 Kebutuhan air umpan boiler...................................................................... 57
commit to user
Tabel 4. 3 Kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi ............................................ 58
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Tabel 4. 4 Kebutuhan air sungai ................................................................................ 58
Tabel 4. 5 Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan utilitas .............................. 64
Tabel 4. 6 Jumlah lumen berdasarkan luas bangunan................................................ 65
Tabel 4. 7 Total kebutuhan daya listrik pabrik disuplai generator............................. 66
Tabel 5. 1 Jadwal pembagian kelompok shift........................................................... 83
Tabel 5. 2 Penggolongan jabatan, jumlah karyawan, dan gaji.................................. 84
Tabel 6. 1 Indeks harga alat ....................................................................................... 92
Tabel 6. 2 Fixed capital investment ........................................................................... 95
Tabel 6. 3 Working capital investment ...................................................................... 96
Tabel 6. 4 Direct manufacturing cost ......................................................................... 96
Tabel 6. 5 Indirect manufacturing cost ...................................................................... 97
Tabel 6. 6 Fixed manufacturing cost.......................................................................... 97
Tabel 6. 7 General expenses....................................................................................... 98
Tabel 6. 8 Analisa kelayakan ................................................................................... 102
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. 1
Gambar 1. 2
Gambar 1. 3
Gambar 1. 4
Grafik impor zat warna di Indonesia...................................................... 3
Lokasi penanaman kesumba................................................................... 7
Lokasi pabrik zat warna alami ............................................................... 8
Struktur kimia bixin ............................................................................. 10
Gambar 2. 1
Gambar 2. 2
Gambar 2. 3
Gambar 2. 4
Diagram alir kualitatif .......................................................................... 22
Diagram alir kuantitatif ........................................................................ 23
Lay out pabrik zat warna alami ............................................................ 36
Lay out peralatan proses....................................................................... 38
Gambar 4. 1 Skema pengolahan air sungai ................................................................ 59
Gambar 5. 1 Struktur organisasi pabrik zat warna alami .......................................... 78
Gambar 6. 1 Grafik linierisasi indeks harga............................................................... 93
Gambar 6. 3 Grafik analisa kelayakan ..................................................................... 104
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
INTISARI
Nita Patma Sari, Romasta Adelina Simangunsong, 2013, Prarancangan
pabrik zat warna alami dari biji kesumba (Bixa orllana) kapasitas 2.800
ton/tahun. Program Studi S1 Reguler, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas
Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
Zat warna alami adalah zat warna (pigmen) yang diperoleh dari tumbuhan,
hewan atau sumber-sumber mineral. Zat warna ini secara konvensional telah
digunakan sejak dahulu sebagai pewarna tekstil, makanan, dan kosmetik. Salah
satu tanaman yang dapat dijadikan zat warna adalah biji kesumba (Bixa orellana).
Biji ini mengandung zat warna bixin yang berwarna oranye. Pabrik zat warna
alami dari biji kesumba (Bixa orellana) akan didirikan di Pekalongan, Jawa
Tengah pada tahun 2017 dengan kapasitas 2.800 ton/tahun.
Pembuatan zat warna alami ini melalui 4 tahap yaitu tahap persiapan
bahan baku, ekstraksi,pembentukan produk serta pemurnian produk. Pada tahap
persiapan bahan baku, biji kesumba dan pengotor yang terikut dalam biji kesumba
dipisahkan terlebih dahulu dengan menggunakan screen , sementara itu larutan
NaOH 0,1 N dipersiapkan di dalam mixer. Tahap ekstraksi dilakukan dalam
ekstraktor tangki berpengaduk menggunakan pelarut NaOH 0,1 N dengan kondisi
operasi suhu 350C dan tekanan 1 atm. Tahap pembentukan produk, larutan ekstrak
yang dicampur dengan H2SO4 98% untuk mengendapkan zat warna. Setelah itu
endapan yang terbentuk diambil dengan menggunakan rotary vacuum drum filter.
Pemurnian produk dilanjutkan dengan menguapkan air menggunakan rotary dryer
sampai kandungan air di dalam produk 4%. Selanjutnya zat warna diseragamkan
ukurannya menggunakan ball mil supaya menjadi serbuk.
Unit pendukung proses meliputi unit pengadaan air (proses, umpan boiler,
konsumsi umum & sanitasi) yang bersumber dari Sungai Sengkarang dengan
kebutuhan sebesar 14.673,48 kg/jam, unit pengadaan steam dengan kebutuhan
249,40 kg/jam, unit pengadaan listrik sebesar 250 kW dari generator, unit
pengadaan bahan bakar batubara 29,81 kg/jam dan IDO 25,37 L/jam, unit
pengadaan udara tekan sebesar 40,8 m3/jam. Limbah cair dibuang ke laut. Limbah
padat dapat dijual dan limbah gas dibuang ke udara bebas. Pabrik juga didukung
dengan laboratorium yang berfungsi untuk mengontrol kualitas bahan baku
(oven), produk (Oven) dan proses produksi (spektrofotometer).
Bentuk perusahaan yang dipilih adalah Perseroan Terbatas dengan struktur
line and staff. Jumlah kebutuhan tenaga kerja sebanyak 89 orang.
Rencana lokasi pendirian pabrik zat warna ini terletak di kota Pekalongan,
Jawa Tengah. Lokasi pendirian pabrik dipilih dengan pertimbangan ketersediaan
bahan baku, utilitas, pemasaran produk, serta fasilitas pendukung lain.
Berdasarkan analisis keekonomian, pabrik ini layak didirikan karena
memenuhi syarat kelayakan secara ekonomi. Hasil analisis keekonomian yaitu,
ROI = 23,89% (setelah pajak), BEP = 41,27%, dan Pay Out Time = 3,04 tahun
(setelah pajak) dimulai dari pendirian pabrik.
commit to user
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRACT
Nita Patma Sari, Romasta Adelina Simangunsong, 2013, Preliminary design
of natural dye from Kesumba seed (Bixa orllana) capacity 2,800 ton/year.
Undergraduate Program, Chemical Engineering Department, Engineering
Faculty, Sebelas Maret University, Surakarta.
Natural dye is a dye (pigment) obtained from plants, animals or other
mineral sources. These dyes were conventionally used in the past for textile, food
and cosmetic coloring. Kesumba seed (Bixa orellana) is one of the plant usually
used in producing natural dye. Thr seed contains a chemical dye compound called
bixin which is orange in color. The natural dye plant is projected to be built in
Pekalongan, Central Java in 2017 and the capacity is 2,800 ton/year.
The natural dye production consists of 4 steps which is raw material
preparation, extraction, product synthesis and purification. In the raw material
preparation, kesumba seed and impurities is separated by using screen while at the
mean time NaOH 0.1 N is prepared in the micer. The extraction is carried out in a
stirred tank extractor using NaOH 0.1 N as solvent and the operating condiiton is
350C and 1 atm. In the product synthesis, the resulting extract is mixed with
H2SO4 98% to obtain the dye. The resulting agglomerate is separated using rotary
vacuum drum filter. The product purification is carried out using rotary drier by
evaporating the water content so that the product only contains 4% of water. The
product size needs to be homogenized by using ball mill to obtained a powder
with homogen size.
The process is supported by several supporting units whih are water
provision unit (provide water for process, boiler feed, consumption and sanitation)
taken from Sengkarang river as much as 14,673.48 kg.hour, steam unit supplies
249.40 kg.hour, electricity unit supplies 250 kW from generator, fuel provision
unit supplies 29.81 kg/hour coal and 25.37 L/hour IDO, compressed air unit
supplies 40.8 m3/hour. The liquid waste is thrown to the sea. The solid waste has
economic value and therefore can be sold. The gaseous waste is thrown back to
the environment. The plant is equipped with laboratory to control the raw material
and product quality (oven) and production process (spectrophotometer).
The industry chose to be built as Company Limited (co. Ltd) with line and
staff organizational structure and the total worker is 89 people.
The plant is projected to be built in Pekalongan, Central Java. The location
is chosen based on raw material availability, utility, product marketing and other
supporting facilities.
The economic feasibility analysis shows that the plant is economically
feasible to be built. The analysis results are ROI = 23.89% (after tax), BEP =
41.27% and Pay Out Time = 3.04 years (after tax) starting after the establishment
of the plant.
commit to user
x