Pra Rancangan Pabrik Pembuat Susu Kedelai Bubuk Dengan Kapasitas 5000 Ton/Tahun

(1)

PRA RANCANGAN PABRIK

PEMBUATAN SUSU KEDELAI BUBUK

KAPASITAS PRODUKSI 5000 TON/TAHUN

KARYA AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Program Diploma IV (D-IV)

Program Studi Teknologi Kimia Industri FT-USU

DISUSUN OLEH:

NIM : 035201032

RIZKI YUNITA SIAGIAN

TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI

PROGRAM D-IV TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN

SUSU KEDELAI BUBUK

DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 5000 TON/TAHUN

KARYA AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Wisuda Sarjana Teknologi Kimia Industri

Oleh :

NIM : 035201032

RIZKI YUNITA SIAGIAN

Diperiksa/Disetujui Oleh :

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Prof.Dr.Ir.Setiaty Pandia

NIP: 130 937 214 NIP: 132 206 947

Dr.Halimatuddahlianna ST, MSc

Dosen Penguji I Dosen Penguji II Dosen Penguji III

Prof.Dr.Ir.Setiaty Pandia Dr.Ir. Fatimah, MT

NIP: 130 937 214 NIP : 132 095 903 NIP: 132 163 646 Ir.Renita Manurung, MT

Koordinator Karya Akhir

NIP: 132 126 842 Dr.Eng.Ir.Irvan, MT

TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(3)

INTISARI

Pabrik pembuatan Susu Kedelai Bubuk ini direncanakan berkapasitas

produksi kedelai 5000 ton/tahun. Bahan baku yang digunakan untuk proses produksi per harinya adalah sebesar 613 kg/jam.

Lokasi pabrik direncanakan di Galang, Lubuk Pakam, Sumatera Utara yang dekat dengan penghasil bahan baku kacang kedelai di Sumatera Utara, dengan luas areal pabrik 10.000 m2

Tenaga kerja yang dibutuhkan dalam pengoperasian pabrik ini berjumlah 100 orang karyawan dengan bentuk badan usaha adalah Perseroan Terbatas (PT) dan struktur organisasi adalah sistem garis.

.

Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik ini adalah sebagai berikut: a. Total modal investasi : Rp 294.255.866.052,-

b. Biaya Produksi (per tahun) : Rp 377.410.628.716,- c. Hasil penjualan (per tahun) : Rp 470.832.000.000,-

d. Laba bersih : Rp 65.412.459.899,-

e. Profit Margin (PM) : 19,842 % f. Break Even Point (BEP) : 35,648 % g. Return on Investment (ROI) : 22,2 % h. Pay Out Time (POT) : 4,49 tahun i. Return on Network (RON) : 37 % j. Internal Rate of Return (IRR) : 28,842 %

(4)

DAFTAR ISI

Kata Pengantar ... i

Intisari ... ii

Daftar Isi ... iii

Daftar Tabel ... vi

Daftar Gambar ... viii BAB I Pendahuluan ... I-1 1.1Latar Belakang ... I-1 1.2Perumusan Masalah ... I-2 1.3Tujuan Rancangan ... I-3 1.4Manfaat Rancangan ... I-3 BAB II Tinjauan Pustaka ... II-1 2.1 Komposisi Kimia Kacang Kedelai ... II-1 2.2 Komposisi Kimia Susu Kedelai ... II-2 2.3 Masalah yang Dihadapi dalam Penggunaan

(5)

(6)

(7)

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Komposisi Beberapa Bahan

per 100 gr Kacang Kedelai II-1 ... II-1 Tabel 2 Standar Kandungan Susu Kedelai per 100 gr ... II-3 Tabel 3 Produksi Perkebunan Kacang Kedelai Sumatera Utara ... II-7 Tabel 3.1 Neraca Massa pada Tangki Pencuci (TP – 1) ... III-1 Tabel 3.2 Neraca Massa pada Vibrating Screen Filter (SF – 1) ... III-1 Tabel 3.3 Neraca Massa pada Tangki Perendam (T- 1) ... III-1 Tabel 3.4 Neraca Massa pada Tangki Pencuci (TP – 2) ... III-2 Tabel 3.5 Neraca Massa pada Vibrating Screen Filter (SF – 2) ... III-2 Tabel 3.6 Neraca Massa pada Tangki Perendam (T – 2)... III-2 Tabel 3.7 Neraca Massa pada Tangki Pencuci (TP – 3) ... III-3 Tabel 3.8 Neraca Massa pada Vibrating Screen Filter (SF – 3) ... III-3 Tabel 3.9 Neraca Massa pada Tangki Perebusan ( P ) ... III-3 Tabel 3.10 Neraca Massa pada Roller Mill ( RM ) ... III-4 Tabel 3.11 Neraca Massa pada Tangki Pencampuran (MT – 1) ... III-4 Tabel 3.12 Neraca Massa pada Filter Press ( FP ) ... III-4 Tabel 3.13 Neraca Massa pada Tangki Pencampuran (MT – 2) ... III-5 Tabel 3.14 Neraca Massa pada Tangki Pasteurisasi ( PT ) ... III-5 Tabel 3.15 Neraca Massa pada Evaporator ( EV ) ... III-5 Tabel 3.16 Neraca Massa pada Cooler ( C ) ... III-6 Tabel 3.17 Neraca Massa pada Spray Dryer ( SD ) ... III-6 Tabel 3.18 Neraca Massa pada Rotary Cooler ( RC ) ... III-6 Tabel 7.1 Kebutuhan Air Proses pada berbagai alat ... VII-2 Tabel 7.2 Kebutuhan Uap sebagai media

(8)

Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah Pabrik Susu Kedelai Bubuk ... VIII-4 Tabel 9.1 Jumlah Tenaga Kerja Beserta Tingkat Pendidikannya ... IX-5 Tabel 9.2 Jadwal Kerja Shift ... IX-7

(9)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 6.1 Tangki penyimpanan beserta instrumennya ... VI-4 Gambar 6.2 Tangki berpengaduk beserta instrumennya ... VI-4 Gambar 6.3 Tangki Perebusan beserta instrumennya ... VI-4 Gambar 6.4 Evaporator beserta instrumennya. ... VI-4 Gambar 6.5 Pompa beserta instrumennya ... VI-4 Gambar 6.6 Cooler beserta instrumennya ... VI-4 Gambar 6.7 Spray Dryer beserta instrumennya ... VI-4 Gambar 8.1 Tata Letak Pra Rancangan Pabrik

(10)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT yang telah memberikan

kemampuan dan kesabaran kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas

Akhir dengan judul “Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Susu Kedelai Bubuk

kapasitas 5000 ton/tahun.

Tugas Akhir ini ditulis untuk melengkapi salah satu syarat mengikuti ujian

sarjana di Departemen Teknik Kimia, Program Studi Teknologi Kimia Industri

Program Diploma IV (D-IV), Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

Penulis berterima kasih kepada kedua Orang Tua Penulis atas doa, bimbingan

dan motivasi yang diberikan hingga saat ini. Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini

penulis banyak menerima bantuan, bimbingan dan fasilitas dari berbagai pihak yaitu:

1. Ibu Prof.Dr.Ir.Setiaty Pandia, selaku Dosen Pembimbing I yang telah banyak

memberikan masukan, arahan dan bimbingan selama menyelesaikan Tugas

Akhir ini.

2. Ibu Dr.Halimatuddahlianna ST, MSc, selaku Dosen Pembimbing II yang

telah banyak memberikan masukan, arahan dan bimbingan selama

menyelesaikan Tugas Akhir ini.

3. Bapak Dr.Eng.Ir.Irvan, MT, selaku Koordinator Tugas Akhir Departemen

Teknik Kimia

4. Ibu Ir.Renita Manurung, MT, selaku Ketua Departemen Teknik Kimia

5. Staf Pengajar Departemen Teknik Kimia atas ilmu yang diberikan kepada

penulis sehingga penulis dapat mengerjakan Tugas Akhir ini.

6. Para Pegawai Departemen Teknik Kimia atas bantuan dan kemudahan

administratif yang diberikan

7. Rekan penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini Sandra Maylini H.D

8. Teman-teman Stambuk 2002 & 2003 yang tidak dapat disebutkan satu

(11)

Penulis menyadari Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan dikarenakan

keterbatasan pengetahuan dan pengalaman penulis, untuk itu penulis mengharapkan

saran dan kritik yang membangun. Semoga Tugas Akhir ini bisa bermanfaat bagi

para pembaca.

Medan, September 2008

Penulis,

(12)

INTI SARI

Salah satu jenis garam Magnesium Sulfat adalah garam Epsom atau

Magnesium Sulfat heptahydrat (MgSO4.7H2

Direncanakan Pabrik Garam Epsom memproduksi sekitar 31.000 ton/tahun

dengan 320 hari kerja setahun dan didirikan di kabupaten Gresik, Jawa Timur dengan

luas areal 10.000 m

O) yang mengandung mineral-mineral

magnesium. Garam ini dikenal sebagai jenis garam yang sangat penting dan dapat

digunakan dalam industri-industri, seperti: industri tekstil dan dalam bidang

pertanian, yaitu pupuk. Selama ini pemerintah Indonesia masih mengandalkan impor

terhadap garam Epsom sedangkan penggunaannya sangat besar, sehingga perlu

dilakukan penekanan impor garam Epsom.

2

Hasil Analisa Ekonomi Pabrik Garam Epsom adalah sebagai berikut :

. Karyawan operasi yang dibutuhkan berjumlah 100 orang

dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang

Manager dengan struktur organisasi sistem garis dan staf.

• Modal Investasi = Rp.493.582.846.474,-

• Biaya Produksi = Rp.308.232.846.100,-

• Laba Bersih = Rp.

109.267.415.300,-• Profit Margin = 33,61 %

• Break Even Point (BEP) = 31,00 %

• Return on Investment (ROI) = 22,13 %

• Pay Out Time (POT) = 4,5 Tahun

• Return on Network (RON) = 62,03 %

(13)

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR………. i

INTISARI……… iii

DAFTAR ISI………... iv

DAFTAR TABEL……… ix

DAFTAR GAMBAR……….. xi

BAB I PENDAHULUAN... I-1

1.1 Latar Belakang... I-1

1.2 Perumusan Masalah... I-2

1.3 Tujuan Perancangan Pabrik... I-2

1.4 Dasar Rancangan Pabrik... I-2

1.4.1 Kapasitas Pabrik... I-2

1.4.2 Lokasi Pabrik... I-2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA... II-1

2.1 Landasan Teori... II-1

2.2 Sifat-sifat Reaktan dan Produk... . II-2

2.2.1 Sifat-sifat Reaktan... II-2

2.2.2 Sifat-sifat Produk... II-3

2.3 Deskripsi Proses... II-4

2.4 Diagram Pembuatan Garam Epsom... II-5

BAB III NERACA MASSA... III-1

3.1 Neraca Massa di Tangki Pencampur (T-03)... III-1

3.2 Neraca Massa di Reaktor (R)... III-1

3.3 Neraca Massa di Filter Press (FP)... III-2

3.4 Neraca Massa di Tangki Penetral (T-05)... III-2

3.5 Neraca Massa di Evaporator (EV)... III-3

3.6 Neraca Massa di Crystallizer (CR)... III-3

(14)

BAB IV NERACA PANAS... IV-1

4.1 Neraca Panas di Reaktor (R)... IV-1

4.2 Neraca Panas di Filter Press (FP)... IV-1

4.3 Neraca Panas di Tangki Penetral (T-05)... IV-1

4.4 Neraca Panas di Evaporator (EV)... IV-2

4.5 Neraca Panas di Crystalizerr (CR)... IV-2

BAB V SPESIFIKASI ALAT... V-1

5.1 Gudang Bahan Baku (GB)... V-1

5.2 Gudang Produk (GP)... V-1

5.3 Tangki Asam Sulfat 98% (T-01)... V-2

5.4 Tangki H2

5.5 Tangki Pencampur (T-03)... V-3 O (T-02)... V-2

5.6 Bin (T-04)... V-3

5.7 Tangki Penetral (T-05)... V-3

5.8 Bucket Elevator (BE)... V-4 5.9 Reaktor (R)... V-5

5.10 Filter Press (FP)... V-5

5.11 Evaporator (EV)... V-6

5.12 Crystalizerr (CR)... V-6

5.13 Pompa Tangki Asam Sulfat 98% (P-01)... V-7

5.14 Pompa Tangki H2

5.15 Pompa Tangki Pencampur (P-03)... V-8 O (P-02)... V-7

5.16 Pompa Reaktor (P-04)... V-9

5.17 Pompa Filter Press (P-05)... V-9

5.18 Pompa Evaporator (P-06)... V-10

5.19 Pompa Tangki Penetral (P-07)... V-10

5.20 Bak Pengendap (BP)... V-11

5.21 Sentrifuse (S)... V-11

(15)

BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA... VI-1

6.1 Instrumentasi... VI-1

6.1.1 Tujuan Pengendalian... VI-3

6.1.2 Jenis-jenis Pengendalian dan Alat Pengendali... VI-3

6.1.3 Variabel-variabel Proses dalam Sistem Pengendalian... VI-10

6.1.4 Syarat Perancangan Pengendalian... VI-11

6.2 Keselamatan Kerja Pabrik... VI-14

BAB VII UTILITAS... VII-1

7.1 Kebutuhan Air... VII-1

7.1.1 Pengendapan... VII-5

7.1.2 Klarifikasi... VII-5

7.1.3 Filtrasi... VII-6

7.1.4 Demineralisasi... VII-6

7.1.5 Deaerator... VII-10

7.2 Kebutuhan Bahan Kimia Utilitas... VII-10

7.3 Kebutuhan Listrik... VII-11

7.4 Kebutuhan Bahan Bakar... VII-11

7.5 Unit Pengolahan Limbah... VII-12

BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK... VIII-1

8.1 Lokasi Pabrik... VIII-1

8.1.1 Faktor Utama... VIII-1

8.1.2 Faktor Khusus... VIII-2

8.2 Tata Letak Pabrik... VIII-3

8.3 Perincian Luas Tanah... VIII-5

BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN………… IX-1

9.1 Organisasi Perusahaan……….. IX-1

9.1.1 Bentuk Organisasi Garis………. IX-2

9.1.2 Bentuk Organisasi Fungsional……… IX-2

(16)

9.1.4 Bentuk Organisasi Fungsional dan Staf………. IX-3

9.2 Manajemen Perusahaan………. IX-3

9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha……….... IX-4

9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggungjawab………... IX-5

9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS)……….... IX-5

9.4.2 Dewan Komisaris……….... IX-6

9.4.3 Manager………... IX-6

9.4.4 Kepala Bagian Produksi...………. IX-7

9.4.5 Kepala Bagian Teknik……… IX-7

9.4.6 Kepala Bagian SDM / Umum……… IX-7

9.4.7 Kepala Bagian Finansial Marketing………... IX-7

9.4.8 Kepala Seksi Utilitas... IX-7

9.4.9 Kepala Seksi Proses... IX-8

9.4.10 Kepala Seksi Laboratorium... IX-8

9.4.11 Kepala Seksi Maintenance dan Listrik... IX-8 9.4.12 Kepala Seksi Instrumentasi... IX-8

9.4.13 Kepala Seksi Personalia... IX-8

9.4.14 Kepala Seksi General Affair... IX-8

9.4.15 Kepala Seksi Keamanan... IX-9

9.4.16 Kepala Seksi Marketing... IX-9

9.4.17 Kepala Seksi Pembelian ... IX-9

9.4.18 Kepala Seksi Keuangan ... IX-9

9.5 Tenaga Kerja dan Jam Kerja ... IX-9

9.5.1 Jumlah dan Tingkat Pendidikan Tenaga Kerja... IX-10

9.5.2 Pengaturan Jam Kerja... IX-11

9.6 Kesejahteraan Tenaga Kerja... IX-12

BAB X ANALISA EKONOMI………. X-1

10.1 Modal Investasi………. X-1

10.1.1 Modal Investasi Tetap (FCI)……… X-1

10.1.2 Modal Kerja (WC)……….. X-2

10.2 Biaya Produksi Total (BPT)……….. X-3

(17)

10.2.2 Biaya Variabel (VC)………... X-4

10.3 Total Penjualan……….………. X-5

10.4 Perkiraan Rugi/Laba Usaha………... X-5

10.5 Analisa Aspek Ekonomi……….... X-5

10.5.1 Profit Margin (PM)………. X-5

10.5.2 Break Even Point (BEP)………. X-5

10.5.3 Return On Investment (ROI)………. X-6

10.5.4 Pay Out Time (POT)………... X-6

10.5.5 Return On Network (RON)……… X-7

10.5.6 Internal Rate Of Return (IRR)……… X-7

BAB XI KESIMPULAN……… XI-1

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA………. LA-1

LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS………. LB-1

LAMPIRAN C SPESIFIKASI ALAT……… LC-1

LAMPIRAN D SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS……….. LD-1

(18)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Jenis-jenis Magnesium Sulfat berdasarkan kandungan Hydrat ……. II-1

Tabel 3.1 Neraca Massa di Tangki Pencampur (T-03)………... III-1

Tabel 3.2 Neraca Massa di Reaktor (R)………... III-1

Tabel 3.3 Neraca Massa di Filter Press (FP)………... III-2

Tabel 3.4 Neraca Massa di Tangki Penetral (T-05)………... III-2

Tabel 3.5 Neraca Massa di Evaporator (EV)……….……... III-3

Tabel 3.6 Neraca Massa di Crystalizerr (CR)……….………... III-3

Tabel 3.7 Neraca Massa di Sentrifuse (S)………... III-4

Tabel 4.1 Neraca Panas di Reaktor (R)………... IV-1

Tabel 4.2 Neraca Panas di Filter Press (FP)………... IV-1

Tabel 4.3 Neraca Panas di Tangki Penetral (T-05)………... IV-1

Tabel 4.4 Neraca Panas di Evaporator (EV)……….……... IV-2

Tabel 4.5 Neraca Panas di Crystalizerr (CR)……….………... IV-2

Tabel 6.1 Jenis Variabel dan pengukuran dan controller yang digunakan... VI-9 Tabel 6.2 Jenis Variabel dan pengukuran dan controller

yang digunakan lanjutan ... VI-10

Tabel 6.3 Daftar Penggunaan Instrumentasi pada Pra – Rancangan

Pabrik Pembuatan Magnesium Sulfat ... VI-11

Tabel 7.1 Kebutuhan Air Proses….……….……... VII-1

Tabel 7.2 Kebutuhan steam pada berbagai alat... VII-2

Tabel 7.3 Kebutuhan Air Pendingin... VII-2

Tabel 7.4 Pemakaian air untuk berbagai kebutuhan... VII-4

Tabel 7.5 Karakteristik Air sungai Gresik ... VII-4

Tabel 7.6 Kebutuhan Bahan Kimia Untuk Kebutuhan ... VII-10

Tabel 7.7 Perincian Kebutuhan Listrik... VII-11

Tabel 7.8 Spesifikasi Komposisi Limbah cair Proses... VII-13

Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah...……….……... VIII-5

Tabel 9.1 Jumlah Tenaga Kerja Beserta Tingkat Pendidikannya..……..…….. IX-10

Tabel 9.2 Jadwal Kerja Shift………. IX-12

(19)

Tabel LA.2 Neraca Massa di Reaktor (R)... LA-8

Tabel LA.3 Neraca Massa Pada Filter Press (FP)... LA-10

Tabel LA.4 Neraca Massa pada Tanki Penetral (T-05)... LA-12

Tabel LA.5 Neraca Massa di Evaporator (EV)... LA-13

Tabel LA.2 Neraca Massa di Crystallizer (CR)... LA-15

Tabel LA.1 Neraca Massa Pada Sentrifusi (S)... LA-16

Tabel LB.1 Panas Bahan Masuk Pada Reaktor (R) Pada 30 O

Tabel LB.2 Perhitungan ∆H

C... LB-3

r2

Reaksi 1... LB-3

r2

Reaksi 2... LB-4

r2

Tabel LB.6 Panas Bahan Keluar Pada Reaktor (R) Pada T = 90

Reaksi 3... LB-4

O

Tabel LB.7 Panas Bahan Keluar Pada Evaporator (EV) Pada T = 100,69

C... LB-5

O

Tabel LB.8 Panas Bahan Recycle Pada T = 20

C LB-7

O

Tabel LB.9 Panas Bahan Keluar Pada Crystallizer (CR) Pada T = 20

C... LB-8

O

Tabel LC.1 Komposisi Umpan Masuk Reaktor ... LC-15

C.... LB-8

Tabel LC.2 Komposisi Umpan Masuk Filter Press ... LC-21

Tabel LE.1 Harga Indeks Marshall dan Swift..……..….……….…….. LE-2

Tabel LE.2 Estimasi Harga Peralatan Proses...……..….……….…….. LE-5

Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Utilitas..……..….……….…….. LE-6

Tabel LE.4 Perincian Harga Bangunan dan Sarana lainnya……….…….. LE-9

Tabel LE.5 Rincian Biaya Sarana Transportasi……..….……….…….. LE-10

Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai Pabrik Garam Epsom..……….…….. LE-14

Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas………...……..….……….…….. LE-16

Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja…………...……..….……….…….. LE-17

Tabel LE.9 Aturan Depresiasi UU RI No.17 Tahun 2000..……….…….. LE-18

Tabel LE.10 Perhitungan Biaya Depresiasi UU RI No.17 Tahun 2000….…….. LE-19

(20)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram Blok Pembuatan Garam Epsom ………... II-5

Gambar 6.1 Diagraam Balok Sistem Pengendalian Feedback... VI-4 Gambar 6.2 Sebuah Loop Pengendalian ... VI-5

Gambar 6.3 Suatu Proses Terkendali ... VI-5

Gambar 6.4 Instrumentasi pada Tanki... VI-12

Gambar 6.5 Instrumentasi pada Pompa... VI-12

Gambar 6.6 Instrumentasi pada Reaktor ... VI-13

Gambar 6.7 Instrumentasi pada Filter Press... VI-13

Gambar 6.8 Instrumentasi pada Crystallisator... VI-14

Gambar 6.9 Tingkat Kerusakan Pada Suatu Pabrik... VI-15

Gambar 9.1 Struktur Organisasi Pabrik Magnesium Sulfat... IX-13

Gambar LD.1 Grafik Kompressi Uap Refrigerasi Pada Diagram P vs H…….. LD-48

(21)

INTISARI

Pabrik pembuatan Susu Kedelai Bubuk ini direncanakan berkapasitas produksi kedelai 5000 ton/tahun. Bahan baku yang digunakan untuk proses produksi per harinya adalah sebesar 613 kg/jam.

Lokasi pabrik direncanakan di Galang, Lubuk Pakam, Sumatera Utara yang dekat dengan penghasil bahan baku kacang kedelai di Sumatera Utara, dengan luas areal pabrik 10.000 m2

Tenaga kerja yang dibutuhkan dalam pengoperasian pabrik ini berjumlah 100 orang karyawan dengan bentuk badan usaha adalah Perseroan Terbatas (PT) dan struktur organisasi adalah sistem garis.

.

Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik ini adalah sebagai berikut: a. Total modal investasi : Rp 294.255.866.052,-

b. Biaya Produksi (per tahun) : Rp 377.410.628.716,- c. Hasil penjualan (per tahun) : Rp 470.832.000.000,-

d. Laba bersih : Rp 65.412.459.899,-

e. Profit Margin (PM) : 19,842 %

f. Break Even Point (BEP) : 35,648 % g. Return on Investment (ROI) : 22,2 %

h. Pay Out Time (POT) : 4,49 tahun

i. Return on Network (RON) : 37 %

j. Internal Rate of Return (IRR) : 28,842 %

(22)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kedelai dengan kandungan gizi dan manfaat farmakologisnya, telah

banyak digunakan untuk mencegah berbagai jenis penyakit seperti stroke,

osteoporosis, diabetes melitus, jantung koroner, serta mengatasi fattyliver. Selain itu kedelai juga diketahui bisa mencegah anemia, menekan kasus gigi berlubang

dan pundak kaku, mencegah epilepsi, mengatasi dispepsia, dan memperlancar

ASI. Selanjutnya membantu pengobatan saluran pernapasan, mengobati gangguan

sistem pencernaan seperti diare, tukak lambung, radang lambung, mengobati

sistem tulang dan sendi seperti rematik. Manfaat lainnya, mengobati gangguan

kulit seperti jerawat, peremajaan kulit, mengobati gangguan ginjal dan hati seperti

hepatitis, radang ginjal mengobati gangguan jantung, autisme, dan masih banyak

lag

Diperkirakan sekitar 40 % dari total produksi digunakan sebagai bahan

makanan manusia khususnya di Asia Timur dan Tenggara, 55 % sebagai pakan

ternak dan hanya 5 % yang digunakan sebagai bahan baku industri, khususnya di

negara-negara maju. (Koswara, 1992)

Susu kedelai sebenarnya, sudah dibuat di negeri Cina sejak abad II

sebelum Masehi. Dari sana, kemudian berkembang ke Jepang, dan setelah PD II

masuk ke Asia Tenggara. Di Indonesia, perkembangannya memang masih

ketinggalan dengan Singapura, Malaysia, dan Filipina. Di Malaysia dan Filipina

susu kedelai dengan nama dagang “Vitabean” yang telah diperkaya dengan

vitamin dan mineral, telah dikembangkan sejak 1952. Di Filipina juga dikenal

susu kedelai yang populer dengan nama “Philsoy”. Sementara di tanah air baru

beberapa tahun terakhir dikenal susu kedelai dalam kemasan kotak karton yang

diproduksi oleh beberapa industri minuman. (Koswara, 1992)

Sebagian masyarakat yang sejak kecil tidak terbiasa meminum susu atau

(23)

jika mengkonsumsi susu dapat mengakibatkan laktose intolerance. (Koswara, 1992)

Namun demikian, ada beberapa faktor yang menyebabkan produk olahan

kedelai kurang disukai, antara lain bau langu, rasa pahit dan rasa seperti kapur.

Kedelai juga mengandung sejenis oligosakarida yang tidak bisa dicerna oleh

tubuh dan menyebabkan flatulensi (perut kembung). Selain itu kedelai juga

mengandung zat anti nutrisi (antitripsin, fitat, saponin, hemaglutin) yang

membatasi kapasitas protein untuk diserap oleh tubuh. Untunglah

senyawa-senyawa tersebut mudah diatasi dengan proses perendaman, perebusan atau

senyawa tersebut dikonsumsi manusia. (Koswara, 1992)

Produk hasil olahan susu kedelai sesuai selera, disamping dalam bentuk

cair, susu kedelai dapat juga dibuat dalam bentuk bubuk (powder), yang pada

umumnya dilakukan dengan pengeringan semprot (spray drying). (Koswara,

1992)

1.2 Perumusan Masalah

Sehubungan dengan meningkatnya kebutuhan masyarakat akan minuman

kesehatan terutama susu kedelai maka dirancanglah Pabrik Pembuatan Susu

Kedelai Bubuk dengan Kapasitas 5000 ton/tahun.

1.3 Tujuan Rancangan

Di dalam ilmu keteknikan, Teknologi Kimia Industri Membidangi

Perancangan (design) konstruksi, operasi peralatan, serta proses pengolahan bahan mentah atau bahan baku menjadi produk yang berdaya guna untuk bahan baku

bagi proses berikutnya maupun untuk kebutuhan masyarakat. Tujuan rancangan

Pembuatan Susu Kedelai Bubuk adalah juga mengaplikasan Ilmu Teknologi

Kimia Industri yang meliputi neraca massa, neraca energi, operasi teknik kimia,

utilitas, dan bagian ilmu Teknologi Kimia Industri lainnya yang penyajiannya

disajikan pada pra Rancangan Pabrik Pembuatan Susu Kedelai Bubuk dengan

(24)

1.4 Manfaat Rancangan

Adapun manfaat yang diperoleh dari Pra rancangan Pabrik Susu Kedelai

Bubuk dengan kapasitas 5000 ton/tahun adalah :

1. Meningkatkan kesehatan masyarakat

2. Menciptakan lapangan kerja

3. Menambah pendapatan anggaran daerah

(25)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Komposisi Kimia Kacang Kedelai

Kedelai atau kacang kedelai adalah salah satu tanaman polong-polongan

yang menjadi bahan dasar banyak makanan seperti

kedelai. Kedelai yang dibudidayakan sebenarnya terdiri dari paling tidak dua

Glycine max (disebut kedelai putih, yang bijinya bisa berwarna kuning, agak putih, atau hijau) dan Glycine soja (kedelai hitam, berbiji hitam). G. max merupakan tanaman asli daer

selatan, sementara G. soja merupakan tanaman asli

Kedelai merupakan sumber utam

Penghasil kedelai utama dunia adal

baru dibudidayakan masyarakat di luar

Di Indonesia, kedelai menjadi sumber giz

Indonesia harus mengimpor sebagian besar kebutuhan kedelai. Ini terjadi karena

kebutuhan Indonesia yang tinggi akan kedelai putih. Kedelai putih bukan asli

tanaman

Tiongkok.

sifat

kurang mendapat perhatian dalam pemuliaan meskipun dari segi adaptasi lebih

cocok bagi Indonesia. Tabel 1 menunjukkan komposisi beberapa bahan dalam 100

gr kacang kedelai

Tabel 1. Komposisi beberapa bahan per 100 gr Kacang Kedelai

Kandungan Kedelai

Air (gr)

Protein (gr)

Lemak (gr)

Karbohidrat (gr)

Abu (gr)

67,5

12,95

6,8

11,05

(26)

Kalsium (mg)

Fosfor (mg)

Natrium (mg)

Besi (mg)

Thiamine, B1 (mg)

Riboflavine, B2 (mg)

Niacine (mg)

Asam Lemak Jenuh (gr)

Asam Lemak Tak Jenuh (gr)

Kolesterol (mg)

197

194

15

3,55

0,435

0,175

1,65

0,786

1,284

0

Sumber :

2.2 Komposisi Kimia Susu Kedelai

Susu kedelai merupakan minuman yang bergizi tinggi, terutama karena

kandungan proteinnya. Selain itu susu kedelai juga mengandung lemak,

karbohidrat, kalsium, phosphor, zat besi, provitamin A, Vitamin B kompleks

(kecuali B12), dan air

Susu kedelai akhir-akhir ini telah banyak dikenal sebagai susu alternatif

pengganti susu sapi. Susu kedelai mempunyai kandungan protein yang cukup

tinggi dengan harga relatif lebih murah jika dibanding dengan sumber protein

lainnya. Untuk meningkatkan kandungan gizinya, susu kedelai dapat diperkaya

dengan vitamin dan mineral yang diperlukan tubuh. Komposisi susu kedelai

hampir sama dengan susu sapi maupun air susu ibu (ASI).

(www.pikiran-rakyat.com/cetak/0504/06/cakrawala/penelitian01.htm, 2007) .

Sebagai minuman, susu kedelai dapat menyegarkan dan menyehatkan

tubuh, karena pada umumnya minuman hanya bersifat menyegarkan tetapi tidak

menyehatkan. Susu kedelai juga dikenal sebagai minuman kesehatan, karena tidak

mengandung kolesterol melainkan kandungan phytokimia, yaitu suatu senyawa

dalam bahan pangan yang memunyai khasiat menyehatkan.

(27)

memunyai enzim laktase dalam tubuhnya. Orang tanpa ensim laktase tidak dapat mencerna makanan yang berlemak.

Standar kandungan susu kedelai per 100 gr kacang kedelai dapat kita lihat

pada tabel di bawah ini :

Tabel 2. Standar kandungan susu kedelai per 100 gr

Kandungan Susu Kedelai

Kalori (%)

Air (%)

Protein (%)

Lemak (%)

Karbohidrat (%)

Abu (%)

Kalsium (mg)

Fosfor (mg)

Natrium (mg)

Besi (mg)

Thiamine, B1 (mg)

Riboflavine, B2 (mg)

Niacine (mg)

Asam Lemak Jenuh (%)

Asam Lemak Tak Jenuh (%)

Kolesterol (mg)

44

90,8

3,6

2,0

2,9

0,5

15

49

2

1,2

0,03

0,02

0,50

40-48

52-60

0

(Sumber : Hartoyo, 2005)

2.3 Masalah yang dihadapi dalam Penggunaan Kedelai Sebagai Bahan

Pangan

Masalah utama dalam pengolahan kedelai adalah terdapatnya senyawa anti

gizi dan senyawa penyebab off-flavor (menimbulkan bau dan rasa yang tidak dikehendaki). Kelompok anti gizi dalam kedelai terdiri dari antitripsin yang sangat

berpengaruh pada mutu protein kedelai. Makin kecil aktivitas antitripsin di

dalamnya makin tinggi mutu protein kedelai tersebut. Agar bebas antitripsin,

(28)

Rasa langu kedelai (beany flavor) merupakan rasa khas kedelai mentah, yang umumnya tidak disenangi oleh berbagai golongan masyarakat. Timbulnya

rasa langu disebabkan oleh kerja enzim lipoksigenase yang terdapat dalam biji

kedelai. enzim tersebut bereaksi dengan lemak sewaktu dinding sel pecah oleh

penggilingan, terutama jika penggilingan dilakukan secara basah dengan suhu

dingin. Hasil reaksi tersebut menghasilkan paling sedikit delapan senyawa volatil

(mudah menguap), dimana senyawa yang paling banyak menghasilkan rasa langu

adalah etil-fenil-keton.

Enzim lipoksigenase mudah rusak oleh panas. Oleh karena itu, untuk

menghilangkan bau dan rasa langu dapat dilakukan dengan cara (Koswara, 1992) :

a. Menggunakan air panas (suhu 80-1000

b. Merendam kedelai dalam air panas (suhu 80

C) pada saat penggilingan kedelai.

0

2.4 Susu Kedelai Bubuk

Disamping dalam bentuk cair, susu kedelai dapat juga dibuat dalam bentuk

bubuk (powder), yang ada pada umumnya dilakukan dengan pengering semprot

(spray drying).

Bentuk cair lebih banyak dibuat dan diperdagangkan. Susu kedelai dapat

disajikan dalam bentuk murni, artinya tanpa penambahan gula dan cita rasa baru.

Dapat juga ditambah gula atau flavor seperti moka, pandan, panili, coklat,

strawberi, dan lain-lain. Jumlah gula yang ditambahkan biasanya sekitar 5 - 7%

dari berat susu. Untuk meningkatkan selera anak-anak, kandungan gula dapat

ditingkatkan menjadi 5 - 15%. Tetapi kadar gula yang dianjurkan adalah 7%.

Kadar gula 11% atau lebih menyebabkan cepat kenyang.

C) selama 10-15 menit, sebelum

kedelai digiling.

Persyaratan mutu untuk susu yang terpenting ialah kadar protein minimal

3%, kadar lemak 3%, kandungan total padatan 10%, dan kandungan bakteri

maksimum 300 koloni/gram, serta tidak mengandung bakteri koli

(29)

2.5 Deskripsi Proses Pembuatan Susu Kedelai Bubuk

Pembuatan Susu Kedelai bubuk dilakukan dengan beberapa tahap, adapun

tahapan tersebut adalah :

1. Tahap Pencucian I Kacang Kedelai

Kacang Kedelai yang sudah disortir ditempatkan dalam Gudang Bahan (G-1)

dengan kondisi ruangan tertutup. Dengan menggunakan Bucket Elevator

(C-101) kacang kedelai di angkut dari gudang ke tangki pencuci I (M-(C-101) untuk

dicuci sampai bersih (alur 1) dengan air proses (alur 2), dari tangki pencuci

keluar (alur 3) menuju ke vibrating screen filter (S-101) pada vibrating screen

terjadi pemisahan berupa kacang kedelai (alur 5) untuk dilanjutkan ke proses

perendaman dan air pencuci (alur 4) masuk ke pembuangan limbah (IPAL).

2. Tahap Perendaman NaOH 10 %

Kacang kedelai masuk kedalam tangki perendaman (TT-201) (alur 5) dengan

larutan NaOH 10 % (alur 6), agar proses dapat berjalan kontinyu digunakan 4

tangki selama 2 jam setiap tangki dengan total lama perendaman 8 jam.

3. Tahap Pencucian II Kacang Kedelai

Dengan menggunakan bucket elevator (C-202) kacang kedelai di cuci (alur 7)

dengan air proses didalam tangki pencuci II (M-202) (alur 8), setelah bersih

menuju ke vibrating screen filter (S-202) (alur 9) terjadi pemisahan antara

kacang kedelai untuk dilanjutkan ke proses perendaman (alur 11) dan air

cucian masuk ke pembuangan limbah (IPAL) (alur 10).

4. Tahap Perendaman NaHCO3

Kacang kedelai masuk kedalam tangki perendaman (TT-202) (alur 11) dengan

larutan NaHCO

30 %

3

5. Tahap Pencucian III kacang kedelai

30 % (alur 12) selama 2 jam. Agar proses berjalan kontinyu

dapat digunakan 2 tangki selama 1 jam disetiap tangki, setelah direndam

kemudian dengan bucket elevator (C-303) proses berlanjut ke tangki pencuci

(M-303) (alur 13).

Kacang kedelai masuk kedalam tangki pencuci III (M-303) (alur 13) untuk di

cuci sampai bersih sesudah direndam (alur 14). Selanjutnya ke vibrating

(30)

dengan kacang kedelai bersih (alur 17) ke untuk dilanjutkan ke proses

berikutnya.

6. Tahap Perebusan, Penghancuran dan Penyaringan

Kacang kedelai masuk ke dalam tangki perebusan (TT-401) (alur 17) selama

10 menit dengan menggunakan steam (alur 19) bercampur dengan kacang

kedelai dan kondensat keluar (alur 20). Selanjutnya ke proses penghancuran di

roller mill (RM-401) (alur 21) menjadi bubur kedelai (alur 22) kemudian air

ditambahkan (alur 23) dengan perbandingan 1:10 didalam mix tank (M-401). Untuk memisahkan filtrat (alur 26) dengan ampas (alur 25) dilakukan proses

penyaringan dalam filter press (P-401) yang dipompakan (J-402) dari mix tank (alur 24) memisahkan ampas (alur 25) kedalam bak penampung (TT-402)

dengan filtrat (alur 26) masuk ke mix tank (M-402) untuk menambahkan

santan 15 % (alur 27) dihomogenkan selama 5 menit yang bertujuan agar hasil

yang diperoleh memiliki struktur yang lebih padat.

7. Pasteurisasi

Proses pasteurisasi dilakukan dengan memompakan (J-402) susu kedelai

mentah (alur 28) kedalam tangki pasteurisasi, proses dilakukan selama 5 menit

menggunakan steam (alur 29) dengan kondensat keluar (alur 30). Untuk

melanjutkan ke proses berikutnya susu kedelai dipompakan (J-404) ke

evaporator (FE-401) (alur 31) dengan menggunakan steam (alur 33)

bersamaan mengeluarkan uap air (alur 32) susu kedelai diproses dengan hasil

didapat susu kedelai pasta (alur 35). Proses selanjutnya ke cooler (TE-501) untuk menormalkan suhu susu kedelai pasta, dengan menggunakan air

pendingin (alur 36) dan air pendingin bekas keluar (alur 37).

8. Pengeringan dengan Spray Dryer

Susu kedelai pasta (alur 38) dipompakan (J-501) kedalam spray dryer

(SR-501) dengan udara panas masuk pada temperatur 1800C. Padatan kemudian

masuk kedalam cyclon, uap keluar dari cyclon (alur 39) lalu dialirkan dan dengan cepat langsung masuk (alur 40) ke rotary cooler (TE-501) untuk

menormalkan suhu susu yang berbentuk bubuk, selanjutnya masuk ke tangki

produk (TK-501) (alur 43) untuk dapat di kemas dan dilakukan penyimpanan

(31)

2.6 Penentuan Kapasitas Kacang kedelai

Sejak tahun 1997 Sumatera Utara memproduksi kacang kedelai tidak

kurang dari 39.303 ton/tahun, khusus Provinsi Sumatera Utara memiliki potensi

yang besar untuk mengembangkan industri pembuatan susu kedelai bubuk, karena

ketersedian bahan baku yang relatif banyak. Produksi kacang kedelai di Sumatera

[image:31.595.197.387.251.378.2]

Utara dapat dilihat pada Tabel 3 di bawah ini :

Tabel 3 Produksi Perkebunan Kacang Kedelai Sumatea Utara

Tahun Sumut (ton/tahun)

2002

2003

2004

2005

2006

10.719

10.466

12.333

15.793

7.043

(Sumber : Badan Pusat Statistik 2006)

Untuk memproduksi susu kedelai bubuk berkapasitas 5.000 ton/tahun

dibutuhkan 613 kg/jam kacang kedelai. Diperkirakan pada waktu yang akan

datang produksi kacang kedelai akan terus mengalami peningkatan, disebabkan

potensi pengembangan kedelai, Sumatera utara memiliki potensi lahan untuk

tanaman pangan dan hortikultura sebanyak 7.168.068 hektar. Meliputi lahan

sawah sebanyak 485.499 hektar dan lahan kering sebanyak 6.682.569 hektar.

Sebelumnya diberitakan, untuk peningkatan produksi kedelai di daerah ini, tahun

2007 Sumatera Utara mendapat bantuan benih kedelai gratis sebanyak 123,555

ton dengan nilai Rp 806.899.230. (Medan Bisnis, 2008)

(32)

BAB III

NERACA MASSA

Pra rancangan Pabrik Pembuatan Susu Bubuk Kedelai direncanakan

beroperasi pada kapasitas bahan Tangkiu Kacang Kedelai 5000 ton/tahun (613 kg/jam) dengan waktu operasi 340 hari/tahun.

Tabel 3.1 sampai dengan 3.18 di bawah ini menunjukkan hasil perhitungan neraca massa untuk setiap unit tersebut.

Tabel 3.1 Neraca Massa pada Tangki Pencuci (M-201)

Alur/ Komponen

Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

F1 F2 F3

Kacang kedelai 613 - 613

Air - 613 613

Sub Total 613 613 1226

Total 1226 1226

Tabel 3.2 Neraca Massa pada Vibrating Screen Filter (S-101)

F3 F4 F5

Kedelai 613 - 613

Air 613 560 53

Sub Total 1226 560 666

Total 1226 1226

Tabel 3.3 Neraca Massa pada Tangki Perendam (TT-201)

Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

F5 F6 F7

Kedelai 613 - 613

Air 53 1798 1851

NaOH - 200 200

Sub Total 666 1998 2664

(33)

Tabel 3.4 Neraca Massa pada Tangki Pencuci (M-201)

Alur/

Komponen

F7 F8 F9

Kedelai 613 - 613

Air 1851 2664 4515

NaOH 200 - 200

Sub Total 2664 2664 5328

Total 5328 5328

Tabel 3.5 Neraca Massa pada Vibrating Screen Filter (S – 202)

Alur/

Komponen

F9 F10 F11

Kedelai 613 - 613

Air 4515 4454 61

NaOH 200 200 -

Sub Total 5328 4654 674

Total 5328 5328

Tabel 3.6 Neraca Massa pada Tangki Perendam (TT – 202)

Alur/

Komponen

F11 F12 F13

Kedelai 613 - 613

Air 61 1415 1476

NaHCO3 - 607 607

Sub Total 674 2022 2696

(34)

Tabel 3.7 Neraca Massa pada Tangki Pencuci (M – 303)

Alur/

Komponen

F13 F14 F15

Kedelai 613 - 613

Air 1476 2696 4172

NaHCO3 607 - 607

Sub Total 2696 2696 5392

Total 5392 5392

Tabel 3.8 Neraca Massa pada Vibrating Screen Filter (S – 303)

Alur/

Komponen

F15 F16 F17

Kedelai 613 - 613

Air 4172 4104 68

NaHCO3 607 607 -

Sub Total 5392 4711 681

Total 5392 5392

Tabel 3.9 Neraca Massa pada Tangki Perebusan (TT – 401)

Alur/

Komponen

F17 F18 F19

Kedelai 613 - 613

Air 68 681 749

Sub Total 681 681 1362

(35)

[image:35.595.107.464.492.661.2]

Tabel 3.10 Neraca Massa pada Roller Mill (RM-401)

Alur/

Komponen

F19 F20

Kedelai 613 -

Air 749 -

Pasta Kedelai - 1362

Sub Total 1362 1362

Total 1362 1362

Tabel 3.11 Neraca Massa pada Tangki Pencampuran (M-401)

Alur/

Komponen

F20 F21 F22

Pasta Kedelai 1362 - -

Air - 10896 -

Bubur Susu Kedelai - - 12258

Sub Total 1362 10896 12258

Total 12258 12258

Tabel 3.12 Neraca Massa pada Filter Press (P - 401)

Alur/

Komponen

F22 F23 F24

Bubur Susu Kedelai 12258 - -

Ampas - 1214 1

Susu Kedelai - 12 11031

Sub Total 12258 1226 11032

(36)

[image:36.595.105.452.93.309.2]

Tabel 3.13 Neraca Massa pada Tangki Pencampuran (M – 402)

Alur/

Komponen

F24 F32 F33

Susu Kedelai 11031 - -

Santan - 552 -

Air - 1103

Ampas 1 - -

Susu Kedelai Homogen - - 12687

Sub Total 11032 1655 12687

Total 12687 12687

Tabel 3.14 Neraca Massa pada Tangki Pasteurisasi (TT-402 )

Alur/

Komponen

F33 F36

Susu Kedelai Homogen 12687 -

Susu Kedelai Homogen - 12687

Sub Total 12687 12687

Total 12687 12687

Tabel 3.15 Neraca Massa pada Evaporator (FE-401)

Alur/

Komponen

F36 F37 F39

Susu Kedelai Homogen 12687 - -

Uap Air - 6919 -

Susu Pasta Kedelai - - 5768

Sub Total 12687 6919 5768

(37)

Tabel 3.16 Neraca Massa pada Cooler (TE-501 )

Alur/

Komponen

F39 F40

Susu Pasta Kedelai 5768 -

Susu Pasta Kedelai - 5768

Sub Total 5768 5768

[image:37.595.106.453.93.243.2]

Total 5768 5768

Tabel 3.17 Neraca Massa pada Spray Dryer (SR-501 )

Alur/

Komponen

F40 F41 F42

Susu Pasta Kedelai 5768 - -

Uap Air - 5191 -

Susu Bubuk Kedelai - - 577

Sub Total 5768 5191 577

Total 5768 5768

Tabel 3.18 Neraca Massa pada Rotary Cooler (TE-502 )

Alur/

Komponen

F42 F43

Susu Bubuk Kedelai 577 -

Susu Bubuk Kedelai - 577

Sub Total 577 577

[image:37.595.105.491.297.481.2]

(38)

BAB IV

NERACA PANAS

Pra rancangan Pabrik Pembuatan Susu Bubuk Kedelai direncanakan

beroperasi pada Basis Perhitungan 1 jam operasi dengan Satuan Operasi dalam kJ/jam dan Temperatur Referensi 25 o

Tabel 4.1 sampai dengan 4.9 di bawah ini menunjukkan hasil perhitungan neraca panas untuk setiap unit.

[image:38.595.107.530.283.439.2]

C.

Tabel 4.1 Neraca Panas pada Tangki Perebusan (TT –401)

Komponen / Alur Panas Masuk (kJ/jam) Panas Keluar (kJ/jam)

F17 F18 F19

Kedelai 7083,215 - 92081,79

Air 1410,32 14123,94 186096,54

Steam - 108,43 108,43

Panas yang dilepas (Q) - 255560,86 -

[image:38.595.108.532.483.640.2]

Total 278286,76 278286,76

Tabel 4.2 Neraca Panas pada Tangki Pencampuran (M-401)

F20 F21 F22

Pasta Kedelai 204592,83 - -

Air - 227889,84 -

Bubur Susu Kedelai - - 436544,67

Panas yang dilepas (Q) - - -

(39)

[image:39.595.105.532.94.309.2]

Tabel 4.3 Neraca Panas pada Filter Press(P-401)

Komponen / Alur PanasMasuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

F22 F23 F24

Bubur Susu Kedelai 436544,67 - -

Ampas - 25249,986 20,799

Susu Kedelai - 427,356 392847,003

Panas yang dilepas (Q) - - -

Sub Total 436544,67 25676,986 392867,802

Total 436544,67 436544,67

Tabel 4.4 Neraca Panas pada Tangki Pencampuran(M-402)

F24 F32 F33

Susu Kedelai 229433,769 - -

Ampas 20,799 - -

Santan - 29508,65 -

Susu Kedelai Homogen - - 258942,419

Panas yang diserap(Q) - - -

Total 258942,419 258942,419

Tabel 4.5 Neraca Panas pada Tangki Pasteurisasi (TT-402 )

F33 F34 F35 F36

Susu Kedelai Homogen 258942,419 - - 2224855,75

Steam - 834,074 834,074 -

Panas yang diserap susu (Q) 1965913,331 - - -

(40)

[image:40.595.102.529.67.718.2]

Tabel 4.6 Neraca Panas pada Evaporator(FE-401)

Komponen / Alur

Panas Masuk

(kJ/jam) Panas Keluar (kJ/jam)

F36 F37 F39

Susu Kedelai Homogen 2224855,75 - -

Susu Pasta Kedelai - - 1730797,992

Uap Air - 16627048,9 -

Steam 6844,714 6844,714 -

Panas yang dilepas (Q) 16132991,14 - -

[image:40.595.105.529.95.299.2]

Total 18364691,61 18364691,61

Tabel 4.7 Neraca Panas pada Cooler(TE-501 )

F39 F40

Susu Pasta Kedelai 1730797,992 561947,4

Air pendingin 491599,433 491599,433

Panas yang diserap(Q) – 1168850,592 -

Total 1053546,833 1053546,833

Tabel 4.8 Neraca Panas pada Spray Dryer(SR-501 )

F40 F41 F42

Susu Pasta Kedelai 561947,4 - -

Uap Air - 11823073,51 -

Susu Bubuk Kedelai - - 123671,295

Udara Panas 159952,757 159952,757 -

Panas yang dilepas (Q) 11384797,41 - -

[image:40.595.108.519.498.683.2]

(41)

[image:41.595.104.521.97.235.2]

Tabel 4.9 Neraca Panas pada Rotary Cooler( TE-501)

F42 F44

Susu Bubuk Kedelai 123671,295 10853,145

Air Pendingin 3116,523 3116,523

Panas yang diserap (Q) – 112818,15 -

(42)

BAB V

SPESIFIKASI ALAT

5.1 Gudang Bahan Baku (G-1)

Fungsi : Sebagai tempat untuk menyimpan bahan baku berupa

Kacang kedelai yang akan digunakan untuk proses.

Bentuk : Prisma tegak segi empat

Bahan konstruksi : Dinding beton dan atap seng

Jumlah : 1 unit

Kondisi fisik :

Lebar = 6,85 m

Panjang = 6,85 m

Tinggi = 3,425 m

5.2 Bucket Elevator (BE – 1)

Fungsi : Mengangkut bahan baku kacang kedelai untuk dimasukkan ke dalam

tangki pencuci (TP – 1).

Jenis : Spaced – Bucket Centrifugal – Discharge Elevator Bahan : Malleable – iron

Jumlah : 1 unit

Kondisi Operasi :

Temperatur (T) : 30 oC

Tekanan (P) : 1 atm (14,696 psi)

Spesifikasinya adalah sebagai berikut:

Ukuran Bucket = (6 x 4 x 4 ¼ ) in

Jarak antar Bucket = 12 in = 0,305 m

Kecepatan Bucket = 225 ft/menit = 68,6 m/menit = 1,143 m/s

Kecepatan Putaran = 43 rpm

(43)

5.3 Tangki NaOH (TB – 1)

Fungsi : Untuk membuat larutan NaOH 10 %.

Jenis : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal. Bahan : Stainless Steel, SA-316 grade C

Jumlah : 1 unit

Volume : 51,881 m

s ft / 00177 ,

0 3

3

Diameter tangki : 3,599 m

Tinggi tangki : 4,498 m

Tinggi head : 0,899 m

Tebal plat : 0,231 in

Daya pengaduk : 2,175 Hp

5.4 Pompa NaOH (Po – 1)

Fungsi : Memompa NaOH ke dalam Tangki Perendam (T-1)

Jenis : centrifugal pump

Bahan Konstruksi : Commercial Steel

Jumlah : 1 unit

Spesifikasinya adalah sebagai berikut :

Laju alir volumetric, Q =

Diameter pompa, D i,opt = 1,142 in

Ukuran pipa nominal = 1 in

Schedule pipa = 80

Diameter dalam (ID) = 0,957 in = 0,080 ft

Diameter Luar (OD) = 1,32 in = 0,110 ft

Luas Penampang dalam (At) = 0,005 ft2

Kerja pompa, W = 25,744 ft. lbf/lbm

Daya pompa = 0,1 Hp

(44)

5.5 Tangki NaHCO3 (TB – 2)

Fungsi : Untuk membuat larutan NaHCO3 30 %.

Jenis : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal. Bahan : Stainless Steel, SA-316 grade C

Jumlah : 1 unit

Volume : 43,307 m3

5.6 Pompa NaHCO3

s ft / 00147 ,

0 3

(Po – 2)

Fungsi : Memompa NaOH ke dalam Tangki Perendam (T-2)

Jumlah : 1 unit

Daya pompa = 0,05 Hp

(45)

5.7 Tangki Santan (TB – 3)

Fungsi : Untuk menyimpan santan guna kebutuhan proses.

Jenis : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal. Bahan : Carbon Steel, SA-283 grade C

Jumlah : 1 unit

Volume : 47,327 m

s ft / 016 ,

0 3

3

5.8 Pompa Santan (Po – 4)

Fungsi : Memompa santan ke dalam Tangki Pencampur (MT-2)

Bahan Konstruksi : Commercial steel

Jumlah : 1 unit

Ukuran pipa nominal = 1,25 in

(46)

5.9 Tangki Pencuci I (TP – 1)

Fungsi : Untuk mencuci kacang kedelai dari Bucket elevator. Bentuk : Silinder vertikal dengan dasar datar dan tutup ellipsoidal. Bahan : Carbon Steel, SA-283 grade C

Jumlah : 1 unit

Volume : 1,667 m3

5.10 Vibrating Screen (SF-1)

Fungsi : Mengayak atau memisahkan kacang kedelai dengan air untuk

dimasukkan ke dalam tangki perendam - I.

Jenis : Vibrating Screen Bahan : Stainless Steel Kondisi Operasi :

Kapasitas : 1,471 ton/jam

Luas Screen : 3,055 ft2

Kecepatan Getaran : 3600 vibrasi/menit

Daya : 4 Hp

Effisiensi : 99,24 %

5.11 Tangki Perendaman I (T – 1)

Fungsi : Untuk merendam kacang kedelai dari Vibrating

Screen dengan NaOH.

Bentuk : Silinder vertikal dengan dasar datar tanpa tutup.

Bahan Konstruksi : Carbon Steel, SA-283 grade C

(47)

Volume tangki : 7,064 m3

5.12 Bucket Elevator (BE – 2)

Jumlah : 1 unit

Kondisi Operasi :

Daya = 1,668 Hp

5.13 Tangki Pencuci II (TP – 2)

Fungsi : Untuk mencuci kacang kedelai dari tangki perendam I.

Bentuk : Silinder vertikal dengan dasar datar dan tutup ellipsoidal

Jumlah : 1 unit

(48)

5.14 Vibrating Screen II (SF – 2)

dimasukkan ke dalam tangki perendam II.

Luas Screen : 13,279 ft2

Daya : 4 Hp

5.15 Tangki Perendaman II (T – 2)

Fungsi : Untuk merendam kacang kedelai dari Vibrating

Screen dengan NaHCO3.

Bentuk : Silinder vertikal dengan dasar datar tanpa tutup.

Jumlah : 2 unit (continue setiap 2 jam)

5.16 Bucket Elevator (BE – 3)

(49)

Kondisi Operasi :

Daya = 1,681 Hp

5.17 Tangki Pencuci III (TP – 3)

Fungsi : Untuk mencuci kacang kedelai dari tangki perendam II.

Bentuk : Silinder vertikal dengan dasar datar dan tutup ellipsoidal

Jumlah : 1 unit

5.18 Vibrating Screen III (SF-3)

dimasukkan ke dalam tangki perebusan.

(50)

Daya : 4 Hp

5.19 Tangki Perebusan (P )

Fungsi : Untuk merebus kacang kedelai yang sudah dicuci.

Jumlah : 1 unit

5.20 Roller Mill (RM)

Fungsi : untuk menghaluskan kacang kedelai dari tangki perebusan.

Jenis : Double Toothed-Roll Crusher

Bahan konstruksi : Commercial steel

Jumlah : 1 buah

Diameter : 1,5 ft

Face ukuran roll : 1,5 ft Kecepatan putaran : 150 rpm

Daya motor : 8 Hp

5.21 Tangki Pencampuran (MT – 1)

Fungsi : Untuk mencampur pasta kedelai dengan air.

Jumlah : 1 unit

(51)

5.22 Pompa Tangki Pencampuran (Po – 3)

Fungsi : Memompakan umpan ke Filter Press.

Bahan Konstruksi : Stainless steel

Jumlah : 1 unit

Laju alir volumetric, Q = 0,0121ft3/s

Daya pompa = 0,2 Hp

Daya motor = 0,3 Hp

5.23 Filter Press (FP)

Fungsi : Memisahkan susu kedelai dengan ampas.

Jenis : Plate and Frame Filter Press

Temperatur : 50 oC

Bahan Konstruksi : Carbon Steel

Jumlah : 1 unit

Volume filtrat : 6,842 ft3

Tekanan filtrasi : 50 psi

Luas frame : 25,611 m2

(52)

5.24 Bak Penampung (BC)

Fungsi : Menampung cake dari unit filter press

Bentuk : Persegi panjang

Bahan konstruksi : Beton

Jumlah : 1 unit

Volume bak : 61,229 m3

Tinggi bak : 3,008 m

Panjang bak : 4,512 m

Lebar bak : 4,512 m

5.25 Tangki Pencampuran (MT – 2)

Fungsi : Untuk mencampur susu kedelai dengan santan.

Jumlah : 1 unit

Volume tangki : 15,301 m

s ft / 124 ,

0 3

3

Daya pengaduk : 0,321Hp

5.26 Pompa Tangki Pencampur-II (Po – 5)

Fungsi : Memompa cairan ke tangki Pasteurisasi.

Jenis : Centrifugal pump

Jumlah : 1 unit

(53)

5.27 Tangki Pasteurisasi (PT)

Fungsi : Untuk mensterilkan susu kedelai.

Jenis : Jacked Vessel

Bahan : Carbon Steel, SA-283 grade C

Jumlah : 1 unit

Jenis Pengaduk : Paddle Volume tangki : 7,628 m

s ft / 124 ,

0 3

3

Tinggi silinder : 10 m

Tinggi tutup : 0,284 m

Tebal shell : ¼ in

5.28 Pompa Tangki Pasteurisasi (Po – 6)

Fungsi : Memompa cairan ke evaporator.

Jumlah : 1 unit

(54)

5.29 Evaporator (EV)

Fungsi : Menguapkan air dalam kandungan susu kedelai.

Jenis : Tangki flat six blade open turbin dengan tutup dan alas ellipsoidal Bahan : Carbon steel, SA-283 grade C

Jumlah : 1 unit

Kapasitas tangki : 15,258 m3

Tinggi tutup : 0,581 m

Diameter pengaduk : 2,568 ft

Panjang koil : 518,771 m

Jumlah lilitan : 118 lilitan

5.30 Cooler (C)

Fungsi : Menurunkan suhu susu pasta kedelai dari 102 oC menjadi

50 o

s ft / 0015 ,

0 3

C.

Jenis : 1-2 shell and tube

Jumlah : 1 unit

5.31 Pompa Cooler (Po – 7)

Fungsi : Memompa cairan ke spray dryer.

Jumlah : 1 unit

(55)

5.32 Spray Dryer (SD)

Fungsi : Menguapkan air dari pasta kedelai dengan menggunakan

udara panas.

Jenis : Spray dryer

Jumlah : 1 Unit

Diameter : 2,846 m

Tinggi : 18,672 ft = 5,691 m

Kecepatan putar motor : 3600 rpm

Daya motor : 5 hp

5.33 Cyclon

Fungsi : Memisahkan uap air dari padatan susu kedelai.

Bahan konstruksi : Carbon steel, SA-283 grade C

Jumlah : 1 unit

Diameter cyclon : 13 cm Tinggi cyclone : 1,5 ft D_θ = Dc/2 = 6,5 cm

Bc = Dc/4 = 3,25 cm

Hc = Dc/2 = 6,5 cm

Lc = 2 Dc = 26 cm

Sc = Dc/8 = 1,625 cm

Zc = 2 Dc = 26 cm

(56)

5.34 Rotary Cooler (RC)

Fungsi : Untuk menurunkan suhu produk dari 80 oC menjadi 30 o

1. Diameter Rotary Cooler = 4,184 ft

C.

Jenis : Rotary Cooler Bahan : Commercial Steel

2. Panjang Dryer = 3,376 ft

3. Waktu Tinggal = 6,975 menit

4. Putaran Rotary Cooler = 31,845 rpm

5. Power = 13,129 Hp

5.35 Tangki Produk (TK)

Fungsi : untuk menyimpan produk susu bubuk kedelai.

Jenis : Silinder vertikal dengan dasar dan tutup datar.

Bahan : Stainless Steel, SA-283 grade C

Jumlah : 1 unit

(57)

BAB VI

INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

6.1 Instrumentasi

Instrumentasi merupakan sistem dan susunan yang dipakai di dalam suatu

proses kontrol untuk mengatur jalannya proses agar diperoleh hasil sesai dengan

yang diharapkan. Di dalam suatu pabrik kimia, pemakaian instrumen merupakan

suatu hal yang penting karena dengan adanya rangkaian instrumen tersebut maka

operasi semua peralatan yang ada di dalam pabrik dapat dimonitor dan dikontrol

dengan cermat, mudah dan efisien. Dengan demikian, kondisi operasi selalu berada

dalam kondisi yang diharapkan (Ulrich, 1984).

Secara garis besar, alat –alat kontrol dapat diklasifikasikan atas :

1. Penunjuk (Indicator) 2. Pengirim (Transmitter) 3. Pencatat (Recorder) 4. Pengatur (Controller)

5. Katup pengatur (Control valves)

Indicator adalah suatu alat yang (biasanya terletak pada tempat dimana pengukuran untuk proses tersebut dilakukan) memberikan harga dari besaran (variabel) yang

diukur. Besaran ini merupakan besaran sesaat.

Transmitter adalah alat yang mengukur harga dari suatu besaran seperti suhu, tinggi permukaan dan mengirimkan sinyal yang diperolehnya keperalatan lain misal

recorder, indicator atau alarm.

Recorder (biasanya terletak jauh dari tempat dimana besaran proses diukur), bekerja untuk mencatat harga – harga yang diproleh dari pengukuran secara continue atau secara periodik. Biasanya hasil pencatatan recorder ini terlukis dalam bentuk kurva diatas kertas.

Controller adalah suatu alat yang membandingkan harga besaran yang diukur dengan harga sebenarnya yang diinginkan bagi besaran itu dan memberikan sinyal untuk

pengkoreksian kesalahan, jika terjadi perbedaan antara harga besaran yang diukur

(58)

Sinyal koreksi yang dihasilkan oleh controller berfungsi untuk mengoperasikan Control valve untuk memperbaiki atau meniadakan kesalahan tersebut. Biasanya controller ditempatkan jauh dari tempat pengukuran. Controller juga dapat berfungsi (dilengkapi) untuk dapat mencatat atau mengukur.

Peralatan instrumentasi biasanya bekerja dengan tenaga mekanis atau tenaga

listrik dan pengontrolannya dapat dilakukan secara manual ataupun otomatis

(menggunakan komputer). Penggunaan instrumen pada suatu peralatan proses

tergantung pada pertimbangan ekonomis dan sistem peralatan sendiri. Pada

pemakaian alat-alat instrumen dekat peralatan proses (kontrol manual) atau disatukan

di dalam suatu ruang kontrol pusat (control room) yang dihubungkan dengan bangsal peralatan (kontrol otomatis).

Variabel-variabel proses yang biasanya dikontrol / diukur oleh instrumen

adalah (Stephoulus, 1984) :

1. Variabel utama, seperti temperatur, tekanan, laju alir dan level cairan.

2. Variabel tambahan, seperti densitas, viskositas, konduktivitas, pH, humiditas,

titik embun, komposisi kimia, kandungan kelembaban, dan variabel

lainnya.