PRA - RANCANGAN PABRIK
PEMBUATAN ASAM LAURAT
DARI
CRUDE PALM KERNEL OIL
(CPKO)
DENGAN KAPASITAS 15.000 TON/TAHUN
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia
DISUSUN OLEH :
M. YASHIN NAHAR
120425020
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
PRA - RANCANGAN PABRIK
PEMBUATAN ASAM LAURAT
DARI
CRUDE PALM KERNEL OIL(CPKO)
DENGAN KAPASITAS 15.000 TON/TAHUN
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia
DISUSUN OLEH :
M. YASHIN NAHAR
120425020
Telah Diperiksa / Disetujui, Dosen Pembimbing
Ir. RenitaManurung, MT NIP.19681214 199702 2 002
Dosen Penguji I Dosen Penguji II Dosen Penguji III
Ir. Renita Manurung, MT Prof.Dr.Ir. Rosdanelli Hsb, MT Dr.Ir. Hamidah Hrp, M.Sc NIP.19681214 199702 2 002 NIP. 19680808 199403 2 003 NIP. 19671029 199501 2 001
Mengetahui,
Koordinator Tugas Akhir
M. Hendra S. Ginting, ST, MT NIP. 19700919 199903 1 001
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
KATA PENGANTAR
Dengan mengucapkan puji dan syukur kehadirat Alloh SWT atas limpahan
rahmat, ridho dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang
berjudul Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari Crude Palm Kernel
Oil (CPKO) dengan Kapasitas Produksi 15.000 Ton/Tahun. Tugas akhir ini diajukan
sebagai persyaratan untuk kelulusan dalam sidang sarjana Teknik Kimia pada
Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Selama mengerjakan Tugas Akhir ini, penulis begitu banyak mendapatkan
bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini perkenankanlah
penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Ibu Ir. Renita Manurung, MT sebagai Dosen Pebimbing sekaligus Dosen Penguji I
yang telah membimbing, memberikan masukan dan arahan selama menyelesaikan
tugas akhir ini.
2. Ibu Prof. Dr. Ir. Rosdanelli Hasibuan, MT sebagai Dosen Penguji II.
3. Ibu Dr. Ir. Hamidah Harahap, M.Sc sebagai Dosen Penguji III.
4. Bapak Dr. Ir. Eng Irvan, Msi sebagai Ketua Departemen Teknik Kimia Fakultas
Teknik USU.
5. Ibu Dr. Ir. Fatimah, ST sebagai Sekretaris Departemen Teknik Kimia, Fakultas
Teknik USU.
6. Bapak M.Hendra S Ginting, ST, MT sebagai Koordinator Tugas Akhir Departemen
Teknik Kimia Fakultas Teknik USU.
7. Seluruh Dosen Pengajar Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik USU yang
telah memberikan ilmu kepada penulis selama menjalani studi.
8. Dan yang paling teristimewa, Ayahanda H.Nasrul dan Ibunda Almh. Hj. Zurianis
serta Kakanda Lusi Julianti, Maya Susanti, Dora Kartika Sari, dan adik Rahmat Ali
serta Abangda M. Sofyan yang selalu memotivasi dan mendo’akan penulis dalam
menyelesaikan tugas akhir ini.
9. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan
bantuan kepada penulis selama mengenyam pendidikan di Departemen Teknik
Kimia USU.
10. Rekan seperjuangan Azaria Robiana yang telah memberikan motivasi dan berjuang
11. Teman-teman seangkatan stambuk 2012 yang selalu menyemangati dalam
menyelesaikan tugas akhir ini.
12. Seluruh pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang juga turut
memberikan bantuan kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan
dan ketidaksempurnaan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik
yang sifatnya membangun demi kesempurnaan pada penulisan berikutnya. Semoga
Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Medan, April 2016
Penulis,
M. Yashin Nahar
INTISARI
Asam laurat merupakan asam lemak yang banyak dibutuhkan dan banyakdigunakan sebagai surface active, emulsifier, dan dalam produk-produk kosmetika. Asam lemak dapat diperoleh dari minyak kelapa sawit (CPO) dan minyak inti sawit (CPKO). CPKO (Crude Palm Kernel Oil) memiliki kandungan asam laurat yang tinggi. Asam lauratdiperoleh melalui proses hidrolisa dan fraksinasi pada suhu tinggi dan tekanan vakum. Pada pra rancangan pabrik pembuatan asam laurat digunakan bahan baku CPKO (Crude Palm Kernel Oil) dan Air Proses.
Pra rancangan pabrik pembuatan asam laurat ini direncanakan akan berproduksi dengan kapasitas 15.000 ton/tahun dan beroperasi selama 330 hari dalam satu tahun. Lokasi pabrik direncanaka di Kawasan Ekonomi Industri Desa Sei Mangkei, Kecamatan Bosar Maligas, Kabupaten Simalungun, Provinsi Sumatera Utara dengan luas areal 7.021 m2. Tenaga kerja yang dibutuhkan 118 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) di bawah pimpinan seorak Direktur.
Hasil evaluasi ekonomi Pabrik Pembuatan Asam Laurat ini adalah sebagai berikut :
Total Modal Investasi = Rp 365.904.871.734,-
Total Biaya Produksi = Rp 600.953.382.041,-
Hasil Penjualan = Rp 767.846.187.915,-
Laba Bersih = Rp 115.674.214.471,-
Profit Margin (PM) = 21,5178%
Break Even Point (BEP) = 21,6974%
Return on Investment (ROI) = 31,6132%
Pay Out Time (POT) = 3,1632 tahun
Return on Network (RON) = 52,6887%
Internal Rate of Return (IRR) = 20,47%
DAFTAR ISI
1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik ... I-1
1.2 Perumusan Masalah ... I-3
1.3 Tujuan Pra Rancangan Pabrik ... I-3
1.4 Manfaat Pra Rancangan Pabrik ... I-4
BAB II TINJAUAN PUSTAKAN DAN DESKRIPSI PROSES ... II-1
2.1 Kelapa Sawit ... II-1
2.2 Komposisi Kimia Minyak Kelapa Sawit ... II-1
2.3 Minyak dan Lemak ... II-2
2.4 Minyak inti Sawit ... II-2
2.5 Oleokimia ... II-3
2.6 Asam Lemak ... II-3
2.7 Asam Laurat ... II-4
2.8 Proses Hidrolisis ... II-5
2.9 Fraksinasi ... II-7
2.10 Gliserol/Gliserin ... II-9
2.11 Deskripsi Bahan Baku ... II-10
2.11.1 Minyak Inti Sawit (Crude Palm Kernel Oil) ... II-10
2.11.2 Air... II-11
2.12 Spesifikasi Produk ... II-12
2.12.1 Asam Laurat ... II-12
2.12.2 Gliserol ... II-12
2.13 Pemilihan Proses ... II-13
BAB III NERACA MASSA ... III-1
3.6 Kolom Fraksinasi II (C-103) ... III-5
3.7 Kondensor II (CD-102) ... III-5
4.11 Kolom Fraksinasi II (C-103) ... IV-7
4.11.1 Kondensor II (CD-102) ... IV-7
5.1 Tangki Penyimpanan Bahan Baku CPKO (T-111) ... V-1
5.2 Tangki Penyimpanan Bahan Baku Air Proses (T-110) ... V-1
5.3 Pompa 1 (P-101) ... V-2
5.4 Pompa 2 (P-102) ... V-2
5.6 Pompa 4 (P-104) ... V-3
5.12 Tangki Penyimpanan Akhir Gliserol (T-112) ... V-5
5.13 Expansion Vessel II (EV-102)... V-5
5.26 Tangki Penyimpanan Akhir Asam Laurat (T-114) ... V-10
5.40 Steam Ejector Dryer (SE-01) ... V-13
5.41 Steam Ejector Kolom Fraksinasi I (SE-02) ... V-13
5.42 Steam Ejector Kolom Fraksinasi II (SE-03) ... V-14
5.43 Cooler IV (HE-108) ... V-14
BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ... VI-1
6.1 Instrumentasi ... VI-1
6.2 Keselamatan Kerja ... VI-5
BAB VII UTILITAS ... VII-1
7.1 Kebutuhan Uap Air (Steam) ... VII-1
7.2 Kebutuhan Oil Thermal Heater (OTH) ... VII-2
7.3 Kebutuhan Air ... VII-2
7.3.1 Kebutuhan Air Proses... VII-2
7.3.2 Kebutuhan Air Lainnya ... VII-4
7.4 Kebutuhan Listrik ... VII-7
7.5 Kebutuhan Bahan Bakar ... VII-7
7.6 Kebutuhan Nitrogen ... VII-10
7.7 Pengolahan Limbah ... VII-10
7.8 Spesifikasi Peralatan Utilitas ... VII-14
7.8.1 Pompa 1 (P-201)... VII-14
7.8.13 Tangki Bahan Bakar Solar (T-203) ... VII-17
7.8.14 Pompa 9 (P-209)... VII-17
7.8.15 Pompa 8 (P-208)... VII-18
BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ... VIII-1
8.1 Lokasi Pabrik ... VIII-1
8.2 Tata Letak Pabrik ... VIII-5
8.3 Perincian Luas Areal Pabrik ... VIII-7
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-3
9.1.3 Bentuk Organisasi Garis dan Staf ... IX-4
9.1.4 Bentuk Organisasi Fungsional dan Staf ... IX-4
9.2 Manajemen Perusahaan... IX-5
9.3 Bentuk dan Badan Hukum Usaha ... IX-6
9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab ... IX-7
9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) ... IX-7
9.4.2 Dewan Komisaris ... IX-7
9.4.3 Direktur ... IX-8
9.4.4 Sekretaris ... IX-8
9.4.5 Manajer Produksi ... IX-8
9.4.6 Manajer Teknik ... IX-8
9.4.7 Manajer Umum dan Keuangan ... IX-9
9.4.8 Manajer Pembelian dan Pemasaran... IX-9
9.5 Sistem Kerja ... IX-9
9.6 Jumlah Tenaga Kerja yang Dibutuhkan dan Tingkat Pendidikan... IX-11
9.7 Sistem Penggajian ... IX-12
9.8 Tata Tertib ... IX-14
9.9 BPJS Ketenagakerjaan dan Fasilitas Tenaga Kerja ... IX-15
BAB X ANALISIS EKONOMI ... X-1
10.1 Modal Investasi ... X-1
10.1.1Modal Investasi Tetap (MIT)/Fixed Capital Investment... X-1
10.1.2 Modal Kerja/Working Capital (WC)... X-2
10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC) ... X-3
10.2.1 Biaya Tetap/Fixed Cost (FC) ... X-3
10.2.2 Biaya Variabel/Variabel Cost (VC) ... X-4
10.2.4 Bonus Perusahaan ... X-4
10.2.5 Perkiraan Rugi/Laba Usaha ... X-5
10.3 Analisa Aspek Ekonomi ... X-5
10.3.1 Profit Margin (PM) ... X-5
10.3.2 Break Even Point (BEP) ... X-5
10.3.3 Return on Investment (ROI) ... X-6
10.3.4 Pay Out Time (POT) ... X-6
10.3.5 Return on Network (RON) ... X-6
10.3.6 Internal Rate of Return (IRR) ... X-7
BAB XI KESIMPULAN ... XI-1
DAFTAR PUSTAKA ... xvii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 8.1 Peta Lokasi Pabrik Didirikan ... VIII-3
Gambar 8.2 Tata Letak Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari CPKO
(Crude Palm Kernel Oil) dengan skala 1 : 400 ... VIII-9
Gambar 9.1 Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik Pembuatan
Asam Laurat dari CPKO ... IX-17
Gambar LA.1 Grafik Plot Antara Reflux Ratio dan Theoritical Stages ... LA-20
Gambar LA.2 Grafik Plot Antara Reflux Ratio dan Theoritical Stages ... LA-32
Gambar LD.1 Grafik Entalpi dan Temperatur Cairan pada Cooling Tower ... LD-27
Gambar LD.2 Kurva Hy terhadap 1/(Hy*-Hy) ... LD-27
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1 Tabel Ketersediaan Bahan Baku CPKO di Indonesia... I-1
Tabel 1.2 Data Ekspor Asam Laurat untuk Kebutuhan Dunia ... I-2
Tabel 1.3 Data Impor Asam Laurat untuk Kebutuhan Indonesia ... I-3
Tabel 2.1 Komposisi Asam Lemak Minyak Kelapa Sawit ... II-1
Tabel 2.2 Komposisi Asam Lemak Minyak Inti Sawit ... II-2
Tabel 2.3 Jenis-jenis Asam Lemak Jenuh ... II-4
Tabel 2.4 Komposisi Biji Inti Sawit ... II-11
Tabel 3.1 Neraca Massa pada Kolom Splitting (C-101) ... III-1
Tabel 3.2 Neraca Massa pada Dryer (D-101) ... III-2
Tabel 3.3 Neraca Massa pada Kolom Fraksinasi I (C-102) ... III-3
Tabel 3.4 Neraca Massa pada Kondensor I (CD-101) ... III-3
Tabel 3.5 Neraca Massa pada Reboiler I (RB-101) ... III-4
Tabel 3.6 Neraca Massa pada Kolom Fraksinasi II (C-103) ... III-5
Tabel 4.16 Neraca Panas pada Cooler IV (HE-108) ... IV-8
Tabel 6.1 Instrumentasi pada Pabrik Pembuatan Asam Laurat dari CPKO VI-4
Tabel 7.1 Kebutuhan Uap (Steam) Pabrik ... VII-1
Tabel 7.2 Kebutuhan Oil Thermal Heater Pabrik ... VII-2
Tabel 7.3 Kebutuhan Air Pendingin Pabrik ... VII-3
Tabel 7.4 Pemakaian Air untuk Kebutuhan Lainnya ... VII-5
Tabel 7.5 Kualitas Air Sungai Bah Bolon, Sumatera Utara ... VII-6
Tabel 7.6 Perincian Kebutuhan Listrik ... VII-7
Tabel 7.7 Kebutuhan Nitrogen pada Pabrik ... VII-10
Tabel 7.8 Mutu Limbah Cair (KEP-51/MENLH/10/1995) ... VII-11
Tabel 8.1 Perincian Luas Areal Pabrik ... VIII-7
Tabel 9.1 Susunan Jadwal Kerja Karyawan Shift ... IX-10
Tabel 9.2 Jumlah Tenaga Kerja dan Kualifikasinya ... IX-11
Tabel 9.3 Perincian Gaji Tenaga Kerja ... IX-13
Tabel 10.1 Analisa Parameter Kelayakan Pabrik Pembuatan Asam Laurat . X-7
Tabel LA.1 Berat Molekul Trigliserida dan Asam Lemak pada CPKO
(Crude Palm Kernel Oil) ... LA-3
Tabel LA.7 Data untuk Menghitung Relative Volatility rata-rata ... LA-17
Tabel LA.8 Perhitungan Harga ... LA-18
Tabel LA.9 Data untuk Membuat Grafik Hubungan Theoritical Plates
VS Reflux Ratio ... LA-19
Tabel LA.10 Titik Didih Umpan Masuk Kolom Fraksinasi II (C-103) ... LA-26
Tabel LA.11 Dew Point Destilat pada Kondensor II (CD-102) ... LA-26
Tabel LA.12 Bubble Point Produk Bawah pada Reboiler II (RB-102)... LA-27
Tabel LA.13 Data Kondisi untuk Menghitung Harga q ... LA-28
Tabel LA.14 Data untuk Menghitung Relative Volatility rata-rata ... LA-29
Tabel LA.15 Perhitungan Harga ... LA-30
Tabel LA.16 Data untuk Membuat Grafik Hubungan Theoritical Plates
Tabel LA.17 Ketersediaan Bahan Baku CPKO di Indonesia ... LA-35
Tabel LA.18 Neraca Massa pada Kolom Splitting (C-101) ... LA-36
Tabel LA.19 Neraca Massa pada Dryer (D-102) ... LA-37
Tabel LA.20 Neraca Massa pada Kolom Fraksinasi I (C-102) ... LA-38
Tabel LA.21 Neraca Massa pada Kondensor I (CD-101) ... LA-39
Tabel LA.22 Neraca Massa pada Reboiler I (RB-101) ... LA-39
Tabel LA.23 Neraca Massa pada Kolom Fraksinasi II (C-103) ... LA-40
Tabel LA.24 Neraca Massa pada Kondensor II (CD-102) ... LA-41
Tabel LA.25 Neraca Massa pada Reboiler II (RB-102) ... LA-41
Tabel LB.1 Konstribusi Gugus dengan Metode Chueh dan Swanson ... LB-1
Tabel LB.2 Hasil Perhitungan Nilai Kapasitas Panas (Cp(l)) untuk
Trigliserida ... LB-3
Tabel LB.3 Hasil Perhitungan Nilai Kapasitas Panas (Cp(l)) untuk Asam
Lemak ... LB-4
Tabel LB.15 Hasil Perhitungan Panas Reaksi Pembentukan Produk pada
Suhu 2η˚C ... LB-15 Tabel LB.16 Perhitungan Panas Reaksi Pembentukan Reaktan pada
Suhu 2η˚C ... LB-16 Tabel LB.17 Hasil Perhitungan Panas Produk Pembentukan pada Suhu
2θ8,8˚C ... LB-17 Tabel LB.18 Hasil Perhitungan Panas Reaktan Pembentukan pada Suhu
Tabel LB.20 Kalor Masuk pada Expansion Vessel I (EV-101) ... LB-20
Tabel LB.35 Titik Didih Umpan Masuk Kolom Fraksinasi I (C-102) ... LB-35
Tabel LB.36 Dew Point Destilat pada Kondensor I (CD-101) ... LB-35
Tabel LB.49 Titik Didih Umpan Masuk Kolom Fraksinasi II (C-103) ... LB-44
Tabel LB.50 Dew Point Destilat pada Kondensor II (CD-102) ... LB-45
Tabel LB.51 Panas Masuk Kondensor II (CD-102) ... LB-46
Tabel LB.52 Panas Keluar Kondensor II (CD-102) Alur 27 ... LB-46
Tabel LB.54 Neraca Panas pada Kondensor II(CD-102) ... LB-47
Tabel LD.1 Perhitungan Entalpi dalam Penentuan Tinggi Menara
Pendingin ... LD-27
Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan ... LE-2
Tabel LE.2 Estimasi Harga Peralatan Proses ... LE-3
Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Utilitas ... LE-5
Tabel LE.4 Biaya Sarana Transportasi ... LE-7
Tabel LE.5 Perincian Gaji Pegawai ... LE-10
Tabel LE.6 Perincian Biaya Kas ... LE-11
Tabel LE.7 Perincian Modal Kerja ... LE-13
Tabel LE.8 Tarif Penyusutan dan Golongan Aktiva Berwujud ... LE-14
Tabel LE.9 Perhitungan Biaya Depresiasi Sesuai UU RI Nomor 17 Tahun
2000 ... LE-15
Tabel LE.10 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) ... LE-23
Tabel LE.11 Data Perhitungan Break Even Point (BEP) ... LE-24
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
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
