PRA RANCANGAN PABRIK
PEMBUATAN MARGARIN BERBAHAN BAKU MINYAK KELAPA SAWIT MELALUI PROSES HIDROGENASI DENGAN KAPASITAS
22.000 TON/TAHUN DAN TUGAS KHUSUS RANCANGAN KETEKNIKAN DETAIL REAKTOR HIDROGENASI
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia
OLEH:
FRINSINGER RUT LAURA SIMANJUNTAK 170405166
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2022
ii
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
PEMBUATAN MARGARIN BERBAHAN BAKU MINYAK KELAPA SAWIT MELALUI PROSES HIDROGENASI DENGAN KAPASITAS 22.000
TON/TAHUN DAN TUGAS KHUSUS RANCANGAN KETEKNIKAN DETAIL REAKTOR HIDROGENASI
Dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripi ini merupakan hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sesungguhnya. Apabila di kemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya saya atau hasil jiplakan, maka saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku.
Medan, 22 April 2022
Frinsinger Rut Laura S NIM. 170405166
iii
iv
LEMBAR PERSETUJUAN
Tim penguji menyetujui perbaikan skripsi:
Nama : Frinsinger Rut Laura Simanjuntak NIM : 170405166
Judul : Pembuatan Margarin Berbahan Baku Minyak Kelapa Sawit Melalui Proses Hidrogenasi Dengan Kapasitas 22.000 Ton/Tahun Dan Tugas Khusus Rancangan Keteknikan Detail Reaktor Hidrogenasi
yang telah diperbaiki sesuai saran dari Tim Penguji Dosen Pembimbing
Prof. Dr. Eng. Ir. Irvan, M. Si 27 Mei 2022
NIP. 19680820 199501 1 001 Dosen Penguji I
Dr. Amir Husin, S.T., M.T 27 Mei 2022
NIP. 19690215 199512 1 001 Dosen Penguji II
Bode Haryanto S.T., M.T., Ph.D. 28 Mei 2022
NIP. 19710130 199903 1 001 Dosen Penguji III
Prof. Dr. Eng. Ir. Irvan, M. Si 27 Mei 2022
NIP. 19680820 199501 1 001
v
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan atas berkat dan kasih-Nya yang selalu menolong dan menopang penulis dalam menyusun hingga menyelesaikan Skripsi ini dengan judul “Pembuatan Margarin Berbahan Baku Minyak Kelapa Sawit Melalui Proses Hidrogenasi Dengan Kapasitas 22.000 Ton/Tahun Dan Tugas Khusus Rancangan Keteknikan Detail Reaktor Hidrogenasi”. Adapun tujuan penulisan skripsi ini adalah untuk memenuhi syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara. Disamping itu, penulisan skripsi ini diharapkan dapat memperluas wawasan pembaca terkhusus mahasiswa/I Teknik Kimia.
Dengan ini, penulis juga menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Prof. Dr. Eng. Ir. Irvan, M. Si selaku Dosen Pembimbing atas kesabarannya membimbing penulis dalam proses penyusunan dan penyelesaian skripsi ini.
2. Dr. Amir Husin, S.T., M.T selaku Dosen Penguji I yang telah memberikan banyak masukan dan saran kepada penulis.
3. Bode Haryanto, S.T., M.T., Ph.D selaku Dosen Penguji II yang telah memberikan banyak masukan dan saran kepada penulis.
4. Dr. Ir. Bambang Trisakti, M.Si selaku Koordinator dan Pembimbing Skripsi Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
5. Dr. Ir. Fahmi S.T., M.Sc., IPM selaku Dekan Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
6. Prof. Dr. Ir. Renita Manurung, M.T selaku Wakil Dekan Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
7. Ir. Maya Sarah, S.T., M.T., Ph.D., IPM selaku Ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
8. Nisaul Fadilah Dalimunthe S.T, M. Eng selaku Sekretaris Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
vi
9. Muhammad Hendra Sahputra Ginting S.T., M.T. selaku Dosen Penasehat Akademik penulis.
10. Bang Rivaldi Sidabutar S.T, M.T yang telah memberikan banyak masukan dan saran kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
11. Seluruh Dosen dan Pegawai Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan banyak ilmu dan bantuan kepada penulis selama menjalankan perkuliahan.
12. Ayah (ND. Simanjuntak S.Pd) dan Mama (Romada Limbong S.Pd) yang senantiasa memberikan kasih sayang sepanjang masa, yang selalu mendoakan, memberikan motivasi, dukungan semangat, materi, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
13. Kakak Rivera Veronicha Simanjuntak S.Pd dan Bang Praka William Ferry Hutapea yang telah banyak memberikan doa, dukungan semangat, motivasi, materi kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
14. Adik-adikku tercinta Helena Silvana Simanjuntak, Ribka Olivia Simanjuntak, Ebzan Fidel Simanjuntak yang selalu mendukung dan memberikan semangat kepada penulis.
15. Sahabat-sahabatku Tomi, Popy, Mastri, Robby, Dewi, Shania, Febri, Govinda, Satria yang selalu berbagi suka maupun duka, saling mendukung, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
16. KK BEST (Kak Dewi, Robby, Majesti, Rahel, Pratiwi) yang senantiasa memberi dukungan dan motivasi kepada penulis, sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini.
17. Abang dan kakak senior 2016 yang telah memberikan dukungan semangat dan wawasan kepada penulis.
18. Teman-teman 2017 Ekologi dan LPPM, Robby, Govinda, Oktaviana, Brigitta, Bunga, Ulfa, Fatin, Kartika, Wahdi, Andre, Andri, Agung, Emir, Harry, Ihsan, Rachmad, Ari yang telah membantu penulis dalam penyelesaian skripsi ini.
19. Teman-teman seangkatan stambuk 2017 yang namanya tidak bisa dicantumkan satu per satu, yang selalu memberikan dukungan semangat, dan yang telah membantu penulis selama di Teknik Kimia.
vii
20. Adik-adik stambuk 2018, 2019, dan 2020 yang telah memberikan dukungan semangat kepada penulis selama mengerjakan skripsi.
Terima kasih sebanyak-banyaknya kepada orang- orang yang turut bersukacita atas keberhasilan penulis menyelesaikan skripsi ini. Tuhan Memberkati Kita Semua.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu, diharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua kalangan.
Medan, 22 April 2022
Frinsinger Rut Laura Simanjuntak
viii
DEDIKASI
Skripsi ini saya persembahkan untuk:
Kedua Orangtua Tercinta
Ayah ND. Simanjuntak, S.Pd dan Ibu R. Limbong S.Pd
Mereka adalah orangtua hebat yang telah membesarkan, mendidik, mendoakan, dan selalu memberi motivasi dengan penuh kesabaran dan kasih sayang.
Terima kasih yang tak terhingga pada orangtua saya atas semua doa, dukungan, nasehat, pengorbanan, kasih sayang sepanjang masa yang telah diberikan kepada
saya selama ini.
Terima kasih juga kepada saudara/I tercinta Rivera Veronicha Simanjuntak S.Pd, Helen Silvana Simanjuntak, Ribka Olivia Simanjuntak, dan Ebzan Fidel Simanjuntak
atas semangat, dukungan, dan doa yang diberikan.
Semoga Tuhan YME. Selalu menyertai dan memberikan kesehatan kepada orangtua dan saudara/I saya agar dapat saling membantu dan mendoakan serta memberi
dukungan dalam menjalani kehidupan ini.
ix
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama : Frinsinger Rut Laura Simanjuntak NIM : 170405166
Tempat/Tanggal Lahir : Sidodadi/01 Maret 2000 Nama Orangtua :
ND. Simanjuntak, S.Pd dan R. Limbong, S.Pd Alamat Orangtua :
Kompleks P3RSU Aeknabara, Labuhanbatu, Sumatera Utara
Asal Sekolah :
SD Negeri 118252, 2005-2011
SMP Negeri 1 Bilah Hulu, 2011-2014
SMA Negeri 1 Rantau Selatan, 2014-2017 Beasiswa yang Pernah Diperoleh :
1. Beasiswa Pemerintah Kabupaten Labuhanbatu Pengalaman Organisasi/Kerja :
1. Unit Kegiatan Mahasiswa (UKM) KMK USU Periode 2017-sekarang sebagai Anggota.
2. Unit Kegiatan Mahasiswa (UKM) Catur USU Periode 2019 sebagai Anggota.
3. Unit Kegiatan Mahasiswa (UKM) Inkubator Sains USU Periode 2019 sebagai Anggota.
4. Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) Fakultas Teknik USU Bidang Hubungan Keluar Instansi dan Alumni (HKIA) Periode 2020-2021 sebagai Anggota.
5. Mengajar bimbel tingkat SD-SMA Periode April 2019-Juli 2019
6. Laboratorium Ekologi Departemen Teknik Kimia USU Periode 2020-2021 sebagai Asisten Laboratorium.
x
7. Internship Akademi Ruangguru Periode Maret 2021-Juni 2021
8. Kerja Praktek di PT. Riau Andalan Pulp and Paper (PT. RAPP) Periode 28 Oktober 2020-12 Desember 2020.
Prestasi Akademik/non akademik yang pernah dicapai:
1. Pemenang ke-1 Catur Campuran pada ChemEngs Teknik Kimia 2019
xi
INTISARI
Dengan meningkatnya taraf hidup masyarakat dan perubahan pola makan masyarakat untuk lebih praktis mendorong untuk didirikannya pabrik margarin dari bahan baku minyak kelapa sawit. Pemilihan bahan baku ini didasari atas pertimbangan minyak sawit yang memiliki kandungan lemak tinggi, nilai gizi, serta nilai ekonomi yang lebih menguntungkan, karena sumber penyedia bahan baku terdapat di Indonesia.
Pabrik margarin dari minyak kelapa sawit ini direncanakan berproduksi dengan kapasitas 22.000 ton/tahun dengan 300 hari kerja dalam satu tahun. Lokasi pabrik direncanakan di daerah Kecamatan Rumbai Timur, Kota Pekanbaru, Provinsi Riau, dengan luas areal 15.000 m2, tenaga kerja yang dibutuhkan berjumlah 165 orang dengan bentuk Badan Usaha Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang Direktur dengan struktur organisasi sitem garis.
Hasil analisa ekonomi Pabrik Pembuatan Margarin dari Minyak Kelapa Sawit dengan proses hidrogenasi yaitu sebagai berikut:
- Total Modal Investasi : Rp.241.705.182.325 - Total Biaya Produksi : Rp.361.028.088.120 - Hasil Penjualan : Rp.468.812.850.000
- Laba Bersih : Rp.71.731.866.650
- Profit Margin (PM) : 21,84%
- Break Even Point (BEP) : 46,63%
- Return on Investment (ROI) : 29,67%
- Pay Out Time (POT) : 3,36 tahun - Internal Rate of Return (IRR) : 34,58%
Dari hasil analisa ekonomi ini, diperoleh bahwa pabrik pembuatan margarin dari minyak kelapa sawit ini layak untuk didirikan.
xii
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN iii
KATA PENGANTAR v
INTISARI xi
DAFTAR ISI xii
DAFTAR GAMBAR xvxi
DAFTAR TABEL xxii
DAFTAR LAMPIRAN xxvi
BAB I PENDAHULUAN I-1
1.1 LATAR BELAKANG I-1
1.2 PERUMUSAN MASALAH I-4
1.3 TUJUAN PRA-RANCANGAN PABRIK I-4
1.4 MANFAAT PRA-RANCANGAN PABRIK I-4
1.5 RUANG LINGKUP RANCANGAN I-5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA II-1
2.1 MARGARIN II-1
2.1.1 Jenis-jenis Margarin II-2
2.1.2 Kegunaan Margarin II-3
2.2 SELEKSI BAHAN BAKU II-4
2.3 MINYAK KELAPA SAWIT II-6
2.3.1 Karakteristik Minyak Kelapa Sawit II-7
2.3.2 Komponen Minyak Kelapa Sawit II-7
2.4 BAHAN BAKU PEMBUATAN MARGARIN II-8
2.4.1 Bahan Baku Utama II-8
2.4.2 Bahan Baku Pendukung II-8
xiii
2.5 METODE PEMBUATAN MARGARIN II-10
2.5.1 Hidrogenasi II-11
2.5.2 Interesterifikasi II-12
2.6 FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI HIDROGENASI II-14
BAB III DESKRIPSI DAN FLOWSHEET PROSES III-1
3.1 SELEKSI PROSES III-1
3.2 DESKRIPSI PROSES III-2
3.2.1 Tahap Degumming III-3
3.2.2 Tahap Netralization III-3
3.2.3 Tahap Bleaching III-4
3.2.4 Tahap Hidrogenasi III-5
3.2.5 Tahap Deodorisasi III-5
3.2.6 Tahap Emulsifikasi III-6
3.2.7 Tahap Kristalisasi III-8
3.2.8 Tahap Packaging (Pengemasan) III-8
3.3 FLOWSHEET PROSES III-9
BAB IV NERACA MASSA IV-1
4.1 Tangki Degumming (D-101) IV-3
4.2 Centrifuge I (CF-101) IV-4
4.3 Tangki Netralisasi (R-101) IV-4
4.4 Centrifuge II (CF-102) IV-5
4.5 Tangki Bleaching (BL-101) IV-5
4.6 Filter Press (F-101) IV-6
4.7 Tangki Regenerasi Bleaching Earth (RE-101) IV-6
4.8 Centrifuge III (CF-103) IV-7
4.9 Reaktor Hidrogenasi (R-102) IV-7
4.10 Tangki Regenerasi Katalis Nikel (RE-102) IV-8
4.11 Distilasi Katalis Nikel (D-102) IV-8
xiv
4.12 Devolatilizer (D-103) IV-9
4.13 Pompa Air Ejector (P-118) IV-9
4.14 Tangki Pencampuran I (M-101) IV-10
4.15 Tangki Pencampuran II (M-102) IV-10
4.16 Tangki Emulsifikasi (M-103) IV-11
4.17 Tangki Votator I dan II (V-101 dan V-102) IV-11
BAB V NERACA ENERGI V-1
5.1. Heater I (HE-101) V-2
5.2. Bleaching Tank (BL-101) V-2
5.3. Cooler I (CO-101) V-3
5.4. Heater II (HE-102) V-4
5.5. Condenser (CD-101) V-5
5.6. Cooler II (CO-102) V-5
5.7. Emulsifier Tank (M-103) V-6
5.8. Votator I (V-101) V-7
BAB VI SPESIFIKASI PERALATAN VI-1
6.1 Tangki Penyimpanan CPO (T-101) VI-1
6.2 Pompa CPO (P-101) VI-1
6.3 Tangki Penampung Asam Posphat (H3PO4) (T-102) VI-2
6.4 Pompa Asam Phosfat (P-102) VI-2
6.5 Tangki Degumming (D-101) VI-3
6.6 Pompa Tangki Degumming (P-103) VI-3
6.7 Centrifuge 1 (CF-101) VI-4
6.8 Heater (HE-101) VI-4
6.9 Hopper NaOH (HO-101) VI-5
6.10 Belt Conveyor NaOH Kristal (BC-101) VI-5
6.11 Tangki Penampung NaOH (T-103) VI-6
xv
6.12 Pompa Larutan NaOH (P-104) VI-7
6.13 Tangki Netralisasi/ Reaktor I (R-101) VI-7
6.14 Pompa Netralisasi (P-105) VI-8
6.15 Centrifuge II (CF-102) VI-8
6.16 Tangki Sabun (T-104) VI-8
6.17 Hopper Bleaching Earth (HO-102) VI-9
6.18 Belt Conveyor Bleaching Earth (BC-102) VI-10
6.19 Tangki Bleaching (BL-101) VI-10
6.20 Pompa Bleaching (P-106) VI-11
6.21 Cooler (CO-101) VI-11
6.22 Filter Press (F-101) VI-12
6.23 Tangki Penyimpanan Katalis Nikel (T-105) VI-12
6.24 Pompa Tangki Katalis Nikel (P-110) VI-13
6.25 Tangki Regenerator Bleaching Earth (RE-101) VI-13
6.26 Pompa Regenerasi BE (P-107) VI-14
6.27 Centrifuge III (CF-103) VI-14
6.28 Pompa Centrifuge III (P-108) VI-15
6.29 Tangki Kondensat (T-107) VI-15
6.30 Tangki Produk Samping (T-108) VI-16
6.31 Tangki Hidrogenasi/ Reaktor II (R-102) VI-16
6.32 Pompa Hidrogenasi (P-112) VI-17
6.33 Heater (HE-102) VI-17
6.34 Tangki Regenerator Katalis Nikel (RE-102) VI-18 6.35 Pompa Tangki Regenerator Katalis Nikel (P-117) VI-18
6.36 Devolatilizer (D-103) VI-19
6.37 Pompa Devolatilizer (P-115) VI-19
6.38 Cooler (CO-103) VI-20
6.39 Gudang Penyimpanan Bahan Pendukung (G-101) VI-20
6.40 Belt Conveyor β-Caroten (BC-103) VI-21
6.41 Belt Conveyor Lechitine (BC-104) VI-21
xvi
6.42 Belt Conveyor Vitamin A (BC-105) VI-22
6.43 Belt Conveyor NaCl (BC-106) VI-22
6.44 Belt Conveyor Skim Milk (BC-107) VI-23
6.45 Belt Conveyor Na2CO3 (BC-108) VI-23
6.46 Belt Conveyor Asam Sitrat (BC-109) VI-24
6.47 Belt Conveyor Votator II (BC-110) VI-25
6.48 Tangki Pencampuran I (M-101) VI-25
6.49 Pompa Pencampuran I (P-122) VI-26
6.50 Tangki Pencampuran II (M-102) VI-26
6.51 Pompa Pencampuran II (P-117) VI-27
6.52 Tangki Emulsifier (M-103) VI-28
6.53 Pompa Tangki Emulsifier (P-122) VI-28
6.54 Votator (V-101) VI-29
6.55 Filling Machine (FM-101) VI-29
6.56 Gudang Penyimpanan Produk/ Packaging (G-102) VI-30
BAB VII TUGAS KHUSUS VII-1
7.1 Optimasi Reaktor VII-1
7.2 Perancangan Reaktor VII-2
7.3 Perancangan Dimensi Head VII-7
7.4 Menentukan Luas Muka Reaktor VII-11
7.5 Menghitung Spesifikasi Pengaduk VII-11
7.6 Menghitung Jumlah Pengaduk VII-12
7.7 Menghitung Kecepatan Pengadukan VII-12
7.8 Menghitung Nilai Reynold (NRe) VII-12
7.9 Menghitung Power Number (Po) VII-13
7.10 Perancangan Jaket Pendingin VII-13
7.11 Menghitung Dimensi Jaket Pendingin VII-15
xvii
BAB VIII INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA VIII-1
8.1 Instrumentasi VIII-1
8.2 Keselamatan Kerja VIII-4
8.3 Keselamatan Kerja pada Pabrik Margarin VIII-4
8.3.1 Penanggulangan Preventif VIII-5
8.3.2 Penanggulangan Curative VIII-7
BAB IX UTILITAS IX-1
9.1 Kebutuhan Uap (Steam) IX-1
9.2 Kebutuhan Air IX-2
9.2.1 Kebutuhan Air untuk Ketel Uap IX-2
9.2.2 Kebutuhan Air Proses IX-2
9.2.3 Kebutuhan Air Lainnya IX-4
9.3 Kebutuhan Bahan Kimia IX-14
9.4 Kebutuhan Listrik IX-15
9.5 Kebutuhan Bahan Bakar IX-17
9.6 Unit Pengolahan Limbah IX-19
9.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas IX-23
9.7.1 Screening (SC-201) IX-23
9.7.2 Bak Penampung Water Intake (BP-201) IX-24
9.7.3 Bak Sedimentasi (BS-201) IX-24
9.7.4 Tangki Pelarutan Alum (TP-201) IX-25
9.7.5 Tangki Pelarutan Soda Abu (TP-202) IX-26
9.7.6 Tangki Pelarutan Kaporit(TP-203) IX-26
9.7.7 Tangki Pelarutan Asam Sulfat H2SO4 (TP-204) IX-27
9.7.8 Tangki Pelarutan NaOH(TP-205) IX-28
9.7.9 Clarifier(CL-201) IX-29
9.7.10 Sand Filter (SF-201) IX-29
9.7.11 Tangki Utilitas I (TU-201) IX-30
xviii
9.7.12 Tangki Utilitas II (TU-202) IX-30
9.7.13 Cation Exchanger (CE-201) IX-31
9.7.14 Anion Exchanger (AE-201) IX-31
9.7.15 Daerator (D-201) IX-32
9.7.16 Ketel Uap (KU-201) IX-32
9.7.17 Cooling Tower (CT-201) IX-33
9.7.18 Tangki Bahan Bakar (TB-201) IX-33
9.7.19 Pompa Screening (P-201) IX-33
9.7.20 Pompa Bak Penampung (P-202) IX-34
9.7.21 Pompa Bak Sedimentasi (P-203) IX-34
9.7.22 Pompa Bak Penampung Larutan Alum (P-204) IX-35 9.7.23 Pompa Bak Penampung Larutan Soda Abu (P-205) IX-35 9.7.24 Pompa Bak Penampung Kaporit (P-206) IX-36 9.7.25 Pompa Bak Penampung Larutan Asam Sulfat H2SO4 (P-207) IX-36 9.7.26 Pompa Bak Penampung Larutan NaOH (P-208) IX-37
9.7.27 Pompa Sand Filter (P-209) IX-37
9.7.28 Pompa Utilitas I (P-210) IX-37
9.7.29 Pompa Cation Exchanger (P-211) IX-38
9.7.30 Pompa Anion Exchanger (P-212) IX-38
9.7.31 Pompa Daerator (P-213) IX-39
9.7.32 Pompa Tangki Bahan Bakar (P-214) IX-39
BAB X LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK X-1
10.1 Lokasi Pabrik X-1
10.1.1 Faktor Primer/ Utama X-2
10.1.2 Faktor Sekunder/ Utama X-4
10.2 Tata Letak Pabrik X-6
10.3 Perincian Luas Areal Pabrik X-10
BAB XI ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN XI-1
11.1 Organisasi Perusahaan XI-1
11.1.1 Bentuk Organisasi Garis XI-2
xix
11.1.2 Bentuk Organisasi Fungsional XI-3
11.1.3 Bentuk Organisasi Garis dan Staf XI-3
11.1.4 Bentuk Organisasi Fungsional dan Garis XI-4
11.2 Manajemen Perusahaan XI-4
11.3 Bentuk Hukum Badan Usaha XI-5
11.4 Uraian Tugas, Wewenang, dan Tanggung Jawab XI-8
11.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) XI-8
11.4.2 Dewan Komisaris XI-8
11.4.3 Direktur XI-8
11.4.4 Staf Ahli XI-9
11.4.5 Sekretaris XI-9
11.4.6 Manajer Produksi XI-9
11.4.7 Manajer Teknik XI-10
11.4.8 Manajer Umum dan Keuangan XI-11
11.4.9 Manajer Pemasaran XI-12
11.5 Sistem Kerja XI-12
11.6 Jumlah Karyawan dan Kualifikasi Pendidikan XI-13
11.7 Sistem Penggajian XI-14
11.8 Fasilitas Tenaga Kerja XI-16
BAB XII ANALISA EKONOMI XII-1
12.1 Modal Investasi (Capital Investment) XII-1
12.1.1 Modal Investasi Tetap / Fixed Capital Investment XII-1
12.1.2 Modal Kerja / Working Capital (WC) XII-3
12.2 Biaya Produksi Total (BPT) / Total Cost (TC) XII-4
12.2.1 Biaya Tetap / Fixed Cost (FC) XII-4
12.2.2 Biaya Variabel (BV) / Variable Cost (VC) XII-5
12.3 Total Penjualan (Total Sales) XII-5
xx
12.4 Perkiraan Rugi / Laba Usaha XII-5
12.5 Analisa Aspek Ekonomi XII-5
12.5.1 Profit Margin (PM) XII-5
12.5.2 Break Event Point (BEP) XII-6
12.5.3 Return On Investment (ROI) XII-6
12.5.4 Pay Out Time (POT) XII-7
12.5.5 Internal Rate of Return (IRR) XII-7
BAB XIII KESIMPULAN XIII-1
DAFTAR PUSTAKA XIV-1
xxi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Kebutuhan Impor Margarin di Indonesia I-3
Gambar 2.1 Puff Pastry Margarine II-3
Gambar 2.2 Diagram Alur Proses Hidrogenasi II-12
Gambar 3.1 Blok Diagram Proses Degumming III-3
Gambar 3.2 Blok Diagram Proses Netralization III-4
Gambar 3.3 Blok Diagram Proses Bleaching III-4
Gambar 3.4 Blok Diagram Proses Hidrogenasi III-5
Gambar 3.5 Blok Diagram Proses Deodorisasi III-6
Gambar 3.6 Blok Diagram Proses Emulsifikasi III-7
Gambar 3.7 Blok Diagram Proses Kristalisasi III-8
Gambar 3.8 Flowsheet Proses Pembuatan Margarin III-9 Gambar 7.1 Aliran Massa di Sekitar Reaktor (R-102) VII-1
Gambar 7.2 Tinggi Head VII-6
Gambar 10.1 Lokasi Pabrik Margarin di Pekanbaru, Riau X-1
Gambar 10.2 Layout Pabrik Margarin X-8
Gambar 11.1 Struktur Organisasi Garis XI-2
Gambar 11.2 Struktur Organisasi Fungsional XI-3
Gambar 11.3 Struktur Organisasi Garis dan Staf XI-3
Gambar 11.4 Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik Margarin XI-15
xxii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Produksi dan Ekspor Minyak Kelapa Sawit di Indonesia I-2 Tabel 1.2 Produksi dan Ekspor Margarin di Indonesia I-2
Tabel 2.1 Komposisi Margarin II-1
Tabel 2.2 Syarat Mutu Margarin II-4
Tabel 2.3 Harga Bahan Baku II-4
Tabel 2.4 Kandungan Trigliserida Asam Lemak dari Berbagai Bahan Baku II-5
Tabel 2.5 Sifat Fisik Bahan Baku II-5
Tabel 2.6 Karakteristik Minyak Kelapa Sawit II-7
Tabel 2.7 Komponen Penyusun Minyak Kelapa Sawit II-7
Tabel 2.8 Sifat Fisika-Kimia Minyak Sawit II-8
Tabel 2.9 Perbandingan Proses Pembuatan Margarin II-13 Tabel 3.1 Seleksi Proses Pembuatan Margarin dari Segi Keuntungan & Kerugian III-1
Tabel 4.1 Komposisi Margarin IV-1
Tabel 4.2 Neraca Massa pada Tangki Degumming (D-101) IV-2 Tabel 4.3 Neraca Massa pada Centrifuge I (CF-101) IV-2 Tabel 4.4 Neraca Massa pada Tangki Netralisasi (R-101) IV-3 Tabel 4.5 Neraca Massa pada Centrifuge II (CF-102) IV-3 Tabel 4.6 Neraca Massa pada Tangki Bleaching (BL-101) IV-3 Tabel 4.7 Neraca Massa pada Filter Press (F-101) IV-4 Tabel 4.8 Neraca Massa pada Tangki Regenerasi BE (RE-101) IV-4 Tabel 4.9 Neraca Massa pada Centrifuge III (CF-103) IV-4 Tabel 4.10 Neraca Massa pada Reaktor Hidrogenasi (R-102) IV-5 Tabel 4.11 Neraca Massa pada Tangki Regenerasi Katalis Nikel (RE-102) IV-5 Tabel 4.12 Neraca Massa pada Distilasi Katalis Nikel (D-102) IV-6 Tabel 4.13 Neraca Massa pada Devolatizer (D-103) IV-6 Tabel 4.14 Neraca Massa pada Pompa Air Ejector (P-118) IV-6
xxiii
Tabel 4.15 Neraca Massa pada Tangki Pencampuran I (M-101) IV-7 Tabel 4.16 Neraca Massa pada Tangki Pencampuran II (M-102) IV-7 Tabel 4.17 Neraca Massa pada Tangki Emulsifikasi (M-103) IV-8 Tabel 4.18 Neraca Massa pada Tangki Votator I dan II (V-101 dan V-102) IV-8
Tabel 5.1 Panas Komponen Heater I (HE-101) V-2
Tabel 5.2 Neraca Panas Heater I (HE-101) V-2
Tabel 5.3 Panas Komponen Bleaching Tank (BL-101) V-3
Tabel 5.4 Neraca Panas Bleaching Tank (BL-101) V-3
Tabel 5.5 Panas Komponen Cooler I (CO-101) V-3
Tabel 5.6 Neraca Panas Cooler I (CO-101) V-4
Tabel 5.7 Panas Komponen Heater II (HE-102) V-4
Tabel 5.8 Neraca Panas Heater II (HE-102) V-4
Tabel 5.9 Panas Komponen Condenser (CD-101) V-5
Tabel 5.10 Neraca Panas Condenser (CD-101) V-5
Tabel 5.11 Panas Komponen Cooler II (CO-102) V-6
Tabel 5.12 Neraca Panas Cooler II (CO-102) V-6
Tabel 5.13 Panas Komponen Emulsifier Tank (M-103) V-7
Tabel 5.14 Neraca Panas Emulsifier Tank (M-103) V-7
Tabel 5.15 Panas Komponen Votator I (V-101) V-8
Tabel 5.16 Neraca Panas Votator I (V-101) V-8
Tabel 5.17 Panas Komponen Votator II (V-102) V-9
Tabel 5.18 Neraca Panas Votator II (V-102) V-9
Tabel 8.1 Daftar Instrumentasi Pada Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Margarin dari
CPO dengan Proses Hidrogenasi VIII-3
Tabel 9.1 Kebutuhan Steam pada Pabrik Margarin IX-1
Tabel 9.2 Kebutuhan Air Pendingin pada Pabrik Margarin IX-2 Tabel 9.3 Perkiraan Pemakaian Air untuk Berbagai Kebutuhan IX-4
Tabel 9.4 Kualitas Air Sungai Umban Sari IX-4
Tabel 10.1 Data Produksi CPO di Indonesia X-2
Tabel 10.2 Perincian Luas Areal Pabrik X-10
xxiv
Tabel 11.1 Jadwal Kerja Berdasarkan Shift XI-11
Tabel 11.2 Jabatan Karyawan Berdasarkan Tingkat Pendidikan XI-12
Tabel 11.3 Perincian Gaji Karyawan XI-13
Tabel A.1 Neraca Massa pada Tangki Degumming (D-101) LA-2 Tabel A.2 Neraca Massa pada Centrifuge I (CF-101) LA-3 Tabel A.3 Neraca Massa pada Tangki Netralisasi (R-101) LA-4 Tabel A.4 Neraca Massa pada Centrifuge II (CF-102) LA-5 Tabel A.5 Neraca Massa pada Tangki Bleaching (BL-101) LA-6
Tabel A.6 Neraca Massa pada Filter Press LA-7
Tabel A.7 Neraca Massa pada Tangki Regenerasi BE (RE-101) LA-8 Tabel A.8 Neraca Massa pada Centrifuge III (CF-103) LA-9 Tabel A.9 Neraca Massa pada Reaktor Hidrogenasi (R-102) LA-10 Tabel A.10 Neraca Massa pada Tangki Regenerasi Katalis Ni (RE-102) LA-11 Tabel A.11 Neraca Massa pada Distilasi Katalis Ni (D-102) LA-11 Tabel A.12 Neraca Massa pada Devolatilizer (D-103) LA-12 Tabel A.13 Neraca Massa pada Air Ejector Pump (P-118) LA-13 Tabel A.14 Fraksi Berat Komponen yang Larut dalam Minyak LA-14 Tabel A.15 Neraca Massa pada Tangki Pencampuran I (M-101) LA-14 Tabel A.16 Fraksi Berat Komponen yang Larut dalam Air LA-15 Tabel A.17 Neraca Massa pada Tangki Pencampuran II (M-102) LA-15 Tabel A.18 Neraca Massa pada Tangki Emulsifikasi (M-103) LA-16 Tabel A.19 Neraca Massa pada Tangki Votator I dan II (V-101 dan V-102) LA-17
Tabel B.1 Data Kapasitas Panas Komponen (Cp) LB-1
Tabel B.2 Neraca Panas pada Heater I (HE-101) LB-4
Tabel B.3 Neraca Panas pada Bleaching Tank (BL-101) LB-6
Tabel B.4 Neraca Panas pada Cooler I (CO-101) LB-8
Tabel B.5 Neraca Panas pada Heater II (HE-102) LB-10 Tabel B.6 Neraca Panas pada Condenser (CD-101) LB-12 Tabel B.7 Neraca Panas pada Cooler II (CO-102) LB-14 Tabel B.8 Neraca Panas pada Emulsifier Tank (M-103) LB-17
xxv
Tabel B.9 Neraca Panas pada Votator I (V-101) LB-20
Tabel B.10 Neraca Panas pada Votator II (V-102) LB-23 Tabel E.1 Perincian Harga Bangunan dan Sarana Lainnya LE-2
Tabel E.2 Harga Indeks Marshall dan Swift LE-3
Tabel E.3 Estimasi Harga Peralatan Proses LE-6
Tabel E.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas LE-7
Tabel E.5 Biaya Sarana Transportasi Pabrik Pembuatan Margarin LE-10
Tabel E.6 Perincian Gaji Pegawai LE-16
Tabel E.7 Perincian Biaya Kas LE-18
Tabel E.8 Perincian Modal Kerja LE-19
Tabel E.9 Perkiraan Biaya Depresiasi LE-20
Tabel E.10 Data Perhitungan Break Even Point (BEP) LE-27 Tabel E.11 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) LE-30
xxvi
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA LA-1
A.1 Tangki Degumming (D-101) LA-1
A.2 Centrifuge I (CF-101) LA-2
A.3 Tangki Netralisasi (R-101) LA-3
A.4 Centrifuge II (CF-102) LA-4
A.5 Tangki Bleaching (BL-101) LA-5
A.6 Filter Press (F-101) LA-6
A.7 Tangki Regenerasi Bleaching Earth (RE-101) LA-7
A.8 Centrifuge III (CF-103) LA-8
A.9 Reaktor Hidrogenasi (R-102) LA-9
A.10 Tangki Regenerasi Katalis Ni (RE-102) LA-10
A.11 Distilasi Katalis Ni (D-102) LA-11
A.12 Devolatilizer (D-103) LA-12
A.13 Air Ejector Pump (P-118) LA-12
A.14 Tangki Pencampuran I (M-101) LA-13
A.15 Tangki Pencampuran II (M-102) LA-14
A.16 Tangki Emulsifikasi (M-103) LA-15
A.17 Tangki Votator I dan II (V-101 dan V-102) LA-16
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA ENERGI LB-1
B.1 Heater (HE-101) LB-2
B.2 Bleaching Tank (BL-101) LB-4
B.3 Cooler I (CO-101) LB-6
B.4 Heater II (HE-102) LB-9
B.5 Condenser (CD-101) LB-10
B.6 Cooler II (CO-102) LB-13
B.7 Emulsifier Tank (M-103) LB-14
B.8 Votator I (V-101) LB-18
xxvii
B.9 Votator II (V-102) LB-20
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI ALAT LC-1
C.1 Tangki Penyimpanan CPO (T-101) LC-1
C.2 Tangki Penampungan H3PO4 (T-102) LC-2
C.3 Hopper NaOH (HO-101) LC-4
C.4 Tangki Larutan NaOH (T-103) LC-6
C.5 Hopper Bleaching Earth (H-102) LC-8
C.6 Tangki Penyimpanan Katalis Ni (T-105) LC-10 C.7 Tangki Penyimpanan Hidrogen (T-106) LC-11 C.8 Tangki Penyimpanan Produk Samping (T-107) LC-13
C.9 Tangki Degumming (D-101) LC-15
C.10 Tangki Netralisasi (R-101) LC-17
C.11 Tangki Bleaching (BL-101) LC-18
C.12 Reaktor Hidrogenasi (R-102) LC-20
C.13 Devolatilizer (D-103) LC-22
C.14 Tangki Pencampuran I (M-101) LC-24
C.15 Tangki Pencampuran II (M-102) LC-25
C.16 Tangki Emulsifikasi (M-103) LC-27
C.17 Votator I (V-101) LC-29
C.18 Votator II (V-102) LC-30
C.19 Pompa (P-101) LC-32
C.20 Heat Exchanger (HE-101) LC-35
C.21 Cooler (CO-101) LC-41
C.22 Filter Press (F-101) LC-47
C.23 Belt Conveyor (BC-101) LC-48
C.24 Belt Conveyor (BC-102) LC-49
LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS LD-1
D.1 Screening (SC-201) LD-1
D.2 Bak Sedimentasi (BS-201) LD-2
D.3 Tangki Pelarutan Alum (Al2(SO4)3) (TP-201) LD-3
xxviii
D.4 Tangki Pelarutan Soda Abu (Na2CO3) (TP-202) LD-6
D.5 Clarifier (CL-201) LD-8
D.6 Sand Filter (SF-201) LD-10
D.7 Tangki Utilitas (TU-201) LD-13
D.8 Tangki Utilitas II (TU-202) LD-15
D.9 Tangki Pelarutan Kaporit (Ca(ClO)2) (TP-203) LD-17 D.10 Tangki Pelarutan H2SO4 (TP-204) LD-19 D.11 Tangki Pelarutan NaOH (TP-205) LD-21
D.12 Cation Exchanger (CE-201) LD-24
D.13 Anion Exchanger (AE-201) LD-26
D.14 Daerator (D-201) LD-28
D.15 Ketel Uap (KU-201) LD-30
D.16 Cooling Tower (CT-201) LD-31
D.17 Tangki Bahan Bakar (TB-201) LD-32
D.18 Pompa (P-201) LD-34
LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI LE-1
E.1 Modal Investasi Tetap (Fixed Capital Investment) LE-1
E.2 Modal Kerja LE-12
E.3 Biaya Produksi Total LE-19
E.4 Perkiraan Laba/ Rugi Perusahaan LE-24
E.5 Analisa Aspek Ekonomi LE-25
I-1
BAB I
I. PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Indonesia merupakan Negara agraris karena sebagian besar penduduk Indonesia bekerja di sektor pertanian. Indonesia juga kaya akan sumber daya alam hayati tinggi yang perlu dikelola dengan baik oleh manusia yang perkembangannya didukung oleh sektor pertanian. Sektor pertanian mempunyai peran yang sangat penting dalam pertumbuhan ekonomi dan dapat memenuhi kebutuhan pangan masyarakat Indonesia.
Sektor industri di Indonesia dari tahun ke tahun mengalami perkembangan yang pesat. Kemajuan industri sangat berperan penting dalam pembangunan nasional yang berguna untuk meningkatkan kesejahteraan masyarakat. Dalam mengelola sumber daya alam hayati dengan baik, sumber daya manusianya harus berkualitas dengan memiliki wawasan dan menguasai Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (IPTEK).
Salah satu sumber daya alam yang dapat mendukung perkembangan industri di Indonesia adalah perkebunan kelapa sawit.
Kelapa sawit (Elaeis guineesis Jacq) adalah komoditi pertanian subsektor perkebunan yang memiliki nilai ekonomis tinggi karena merupakan salah satu penghasil minyak nabati. Perkebunan kelapa sawit di Indonesia banyak dikembangkan di luar Pulau Jawa seperti, Sumatera, Sulawesi, Kalimantan. Pulau Sumatera merupakan produsen kelapa sawit terbesar di Indonesia. Luas areal perkebunan kelapa sawit di Indonesia kurang lebih 11.260.277 ha pada tahun 2015 dan minyak kelapa sawit telah diproduksi mencapai ± 31.070.015 ton dan mengalami peningkatan di tahun 2019 menjadi 14.677.560 ha dengan total produksi minyak kelapa sawit mencapai ± 42.869.429 ton (Direktorat Jenderal Perkebunan, 2019).
Minyak kelapa sawit (Crude Palm Oil) merupakan minyak yang berasal dari buah segar kelapa sawit, dengan cara mengekstrak buah sawit tersebut maka akan menghasilkan minyak kelapa sawit. Minyak kelapa sawit banyak digunakan sebagai bahan baku makanan. Indonesia adalah produsen utama minyak kelapa sawit dunia.
I-2
Produksi minyak kelapa sawit Indonesia mengalami peningkatan yang cukup signifikan dari tahun ke tahun. Produksi minyak kelapa sawit Indonesia berpotensi terus mengalami peningkatan seiring dengan semakin luasnya area perkebunan kelapa sawit Indonesia (Nurmalita & Wibowo, 2019).
Tabel 1.1 Produksi dan Ekspor Minyak Kelapa Sawit di Indonesia:
Tahun Ekspor (ton) Impor (ton) Produksi (ton)
2013 20.577.976 65.561 27.782.004
2014 22.892.224 299 29.278.189
2015 26.467.564 7.572 31.070.015
2016 22.761.814 2.658 31.487.986
2017 27.353.337 2.518 34.940.289
2018 27.898.875 806 42.883.631
2019 28.279.350 93.285 48.417.897
Sumber: (BPS-Statistics Indonesia, 2020)
Pada Tabel 1.1 dapat dilihat bahwa produksi minyak kelapa sawit di Indonesia dari tahun ke tahun mengalami peningkatan, dan kemungkinan akan semakin meningkat dalam beberapa tahun yang akan datang. Sementara untuk ekspor dan impor minyak kelapa sawit di Indonesia cenderung mengalami fluktuasi.
Subsektor industri yang berkembang pesat di Indonesia salah satunya adalah subsektor industri pangan dikarenakan meningkatnya kebutuhan bahan-bahan hasil industri pangan. Adapun produksi industri pangan yang banyak dibutuhkan dalam kehidupan sehari-hari dan pemakaiannya yang terus menerus meningkat karena jumlah permintaan yang besar adalah industri margarin.
Tabel 1.2 Produksi dan Ekpor Margarin di Indonesia:
Tahun Ekspor
(ton)
Impor (ton)
Produksi (ton)
Jumlah Kebutuhan
(ton)
2016 229,7 832,4 17.606 15.015
2017 316,9 990,5 28.750 27.070
2018 333,8 1.014,5 32.724 30.190
2019 417,1 1.143,4 37.535 36.020
2020 597,1 1.156,6 42.844 41.503
Sumber: (BPS-Statistics Indonesia, 2020)
I-3
Pada Tabel 1.2 dapat dilihat bahwa kebutuhan ekspor, impor, produksi margarin di Indonesia cenderung mengalami peningkatan dari tahun ke tahun, dan kemungkinan akan terus bertambah dalam beberapa tahun yang akan mendatang.
Gambar 1.1 Kebutuhan Impor Margarin di Indonesia
Pada Gambar 1.1 dapat dilihat bahwa kebutuhan impor margarin di Indonesia mengalami kenaikan setiap tahunnya. Dengan melihat data kebutuhan impor margarin yang diperoleh, jika pabrik direncanakan berdiri pada tahun 2024, maka perkiraan kapasitas dapat dihitung dengan menggunakan persamaan linier pada grafik. Adapun persamaan linier yang diperoleh dari data tersebut adalah sebagai berikut:
y = 5302,2x - 10.652,743 = 5302,2 (9) - 10.652,743 = 37.067 atau 37.000 Ton
Dikarenakan pabrik produksi margarin di Indonesia sudah ada yang beroperasi, oleh sebab itu, kebutuhan margarin yang masih berpeluang untuk dipenuhi yaitu sebanyak 60% dari peluang yang ada. Sehingga, pabrik margarin akan direncanakan berdiri pada tahun 2024 dengan kapasitas produksi sebesar 22.000 Ton/Tahun.
Pendirian pabrik margarin di Indonesia akan sangat memungkinkan, dikarenakan sumber penyedia bahan baku juga terdapat di Indonesia.
y = 5302,2x - 10.652,743 R² = 0,9212
0 200 400 600 800 1.000 1.200 1.400
2015 2016 2017 2018 2019 2020
Impor (Ton/Tahun)
Tahun
I-4
Dengan pertimbangan yang dapat dilihat dari data kebutuhan margarin, jumlah impor/ekspor, dan produksi margarin, maka diperlukan Pra-Rancangan Pabrik Margarin dari minyak kelapa sawit dengan kapasitas 22.000 Ton/Tahun. Dengan dirancangnya pabrik ini, maka diharapkan dapat memenuhi kebutuhan margarin yang ada di Indonesia, dapat menghemat devisa negara, dan dapat mengurangi angka pengangguran bagi masyarakat dengan adanya lapangan pekerjaan.
1.2 PERUMUSAN MASALAH
Dalam beberapa tahun terakhir, kebutuhan akan margarin terus menerus mengalami peningkatan baik didalam negeri maupun diluar negeri, dan adanya kesadaran masyarakat akan gizi yang terkandung dalam margarin. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut, maka perlu didirikan pabrik produksi margarin dari minyak kelapa sawit dengan kapasitas produksi 22.000 Ton/Tahun.
1.3 TUJUAN PRA-RANCANGAN PABRIK
Tujuan pra rancangan pabrik produksi margarin secara umum yaitu untuk menerapkan disiplin ilmu teknik kimia khususnya di bidang perancangan produk, perancangan proses dan operasi teknik kimia, sehingga dapat memberikan gambaran pabrik margarin di Indonesia yang sesuai dengan standart. Tujuan pra rancangan pabrik pembuatan margarin secara khusus yaitu, untuk menghasilkan memenuhi kebutuhan margarin di dalam maupun luar negeri dengan memanfaatkan sumber bahan baku minyak kelapa sawit yang berlimpah di Indonesia.
1.4 MANFAAT PRA-RANCANGAN PABRIK
Adapun beberapa manfaat dan dampak positif yang diperoleh dari pendirian pabrik margarin yaitu untuk menerapkan berbagai disiplin ilmu yang diperoleh di bangku perkuliahan khususnya bidang perancangan pabrik, produk, proses, dan operasi teknik kimia yang akan memberikan gambaran tentang kelayakan tugas perancangan pendirian pabrik ini.
I-5 1.5 RUANG LINGKUP RANCANGAN
Adapun ruang lingkup dari perancangan pabrik margarin dari minyak kelapa sawit yaitu sebagai berikut:
1. Bahan baku pembuatan margarin dari Crude Palm Oil (CPO),
2. Proses produksi yang digunakan dalam produksi margarin yaitu menggunakan proses hidrogenasi,
3. Perhitungan neraca massa dan neraca energi, 4. Penentuan spesifikasi peralatan,
5. Perhitungan utilitas yang digunakan,
6. Perhitungan analisa ekonomi dengan prinsip estimasi biaya
II-1
II. BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 MARGARIN
Margarin adalah produk lemak setengah padat yang merupakan emulsi air di dalam lemak yang stabilitasnya meningkat dengan penambahan emulsifier (Zaeroomali et al., 2014). Margarin mengandung lemak, air dan bahan lainnya meliputi lechitin, cita rasa, aroma, garam, pewarna, vitamin A dan vitamin D (Sujadi et al., 2016). Industri pangan di Indonesia khususnya industri margarin sangat berpeluang untuk terus berkembang dan mengalami peningkatan di Indonesia disetiap tahunnya.
Pada tahun 2020 kebutuhan margarin meningkat menjadi 41.503 ton per tahunnya.
Pengertian margarin menurut (Badan Standardisasi Nasional, 2019) adalah produk makanan berbentuk emulsi (w/o), baik semipadat maupun cair, yang dibuat dari lemak makan dan atau minyak makan nabati, dengan atau tanpa perubahan kimia termasuk hidrogenasi, interesterifikasi, dan telah melalui proses pemurnian, sebagai bahan utama serta mengandung air dan bahan tambahan pangan yang diizinkan.
Margarin dengan berbagai titik leleh untuk produk bakery dihasilkan dari minyak nabati. Dalam formulasi margarin, jenis lemak dan minyak dianggap bahan yang paling penting, karena minyak dan lemak merupakan faktor penting dalam kaitannya dengan kualitas produk jadi. Jenis minyak yang digunakan memiliki pengaruh terhadap karakteristik kristalisasi selama produksi margarin.
Tabel 2.1 Komposisi Margarin
Komposisi % Berat
Lemak 80,89
Lechitine 0,5
Garam 3
TBHQ 0,005
Vitamin A 0,002
Β-Caroten 0,003
Natrium Benzoat 0,1
Skim milk 15,49
(Sumber: Pamina Adolina, 2008)
II-2
Lemak yang digunakan dalam pembuatan margarin dapat berasal dari lemak hewani dan lemak nabati. Lemak hewan yang biasa digunakan adalah lemak sapi, sedangkan minyak nabati yang biasanya digunakan adalah minyak kelapa, minyak kelapa sawit, minyak biji kapas, minyak wijen, minyak kedelai, minyak jagung, dan minyak gandum.
2.1.1 Jenis-jenis Margarin
Dalam industri pangan, konsumsi margarin telah dikenal secara luas terutama dalam pemanggangan roti (baking) dan pembuatan kue kering (cooking) yang bertujuan untuk memperbaiki tekstur dan menambah cita rasa pangan. Margarin juga dapat digunakan sebagai bahan pelapis misalnya pada roti yang bersifat plastis dan akan segera mencair di dalam mulut (Ginting et al., 2019).
Adapun beberapa jenis margarin yang ada di pasaran, sebagai berikut (O’Brien, 2009):
1. Margarin meja (table margarines)
Margarin meja ditujukan untuk langsung dimakan, tanpa harus diolah terlebih dahulu, dan dikemas, serta mengandung vitamin yang dipersyaratkan.
Margarin meja terdiri dari :
a) Soft tube margarines, dengan ciri-ciri sebagai berikut :
- Temperatur emulsi soft tube margarines sekitar 95-105oF (35- 40,6oC)
- Berbentuk lembut dan dapat dioles pada suhu 5-10oC
- Produk terlalu lembut, oleh karena itu perlu dibungkus dalam plastic tube atau plastic cup yang dilengkapi dengan pelekat penutup.
b) Stick margarines, dengan ciri-ciri sebagai berikut :
- Temperatur emulsi stick margarines disesuaikan dan diatur dibawah suhu tubuh pada 100-105oF (37,8-40,6oC)
- Dapat dioles pada suhu 20-25oC
- Lebih kaku dibanding dengan mentega putih (shortening)
II-3 2. Margarin industri (Industrial margarines)
Margarin industri ini dirancang untuk industri roti dan kue yang diproduksi dari minyak nabati yang telah dimurnikan. Aplikasi yang direkomendasikan untuk biskuit, industri kue, dan toko roti. Margarin jenis ini sedikit lebih keras dibanding margarin meja dan digunakan untuk campuran roti dan kue.
Margarin industri ini juga harus disimpan ditempat yang kering dan dingin atau suhunya sekitar 30oC.
3. Puff pastry margarines
Sangat berbeda dengan margarin meja maupun margarin industri. Fungsi puff pastry sebagai pelindung antara lapisan – lapisan dari adonan kue, untuk pengisi dan penghias kue. Adapun margarin jenis Puff pastry dapat dilihat pada Gambar 2.3 sebagai berikut.
Gambar 2.1 Puff Pastry Margarine 2.1.2 Kegunaan Margarin
Kegunaan margarin sangat luas baik digunakan dalam industri maupun konsumsi pada rumah tangga. Margarin ini banyak juga digunakan sebagai pengganti mentega yang dapat digunakan sebagai media penggoreng, sebagai selai pada roti tawar, dapat juga digunakan sebagai bahan dasar pembuatan makanan seperti bolu, roti, dan juga untuk penambah cita rasa, serta dapat membuat tekstur makanan menjadi lebih lembut.
II-4
Syarat mutu margarin yang diizinkan untuk beredar di Indonesia harus sesuai dengan Standart Nasional Indonesia (SNI.01-2901-2006). Syarat mutu margarin dapat dilihat pada Tabel 2.2 sebagai berikut:
Tabel 2.2 Syarat Mutu Margarin (Badan Standardisasi Nasional, 2019)
No Kriteria Uji Satuan Persyaratan
1. Kadar Air %b/b Max 16,0
2. Lemak %b/b Min 80
3. Derajat Asam ml N Lindi/100 g Max 0,3
4. Bilangan Peroksida mg oks/100 g
lemak Max 1,0
5. Bilangan Peroksida setelah disimpan 1 bulan
mg oks/100 g
lemak Max 8,0
6. Garam %b/b 2-4
7. Logam Berbahaya Negatif
9. Asam benzoat atau Na Benzoat
dihitung sebagai asam benzoate %b/b Max 0,2
10. Bau, rasa, dan warna Normal
2.2 SELEKSI BAHAN BAKU
Adapun beberapa bahan baku yang dapat digunakan untuk memproduksi margarin, yaitu minyak jagung, minyak wijen, minyak kedelai, minyak kelapa sawit, dan dedak padi. Spesifikasi dari masing-masing bahan baku yaitu sebagai berikut:
Tabel 2.3 Harga Bahan Baku
Bahan Baku Harga Bahan Baku
Minyak Wijen Rp.35.515/kg
Minyak Jagung Rp.26.800/kg Minyak Kedelai Rp.25.220/kg Minyak Kelapa Sawit Rp.9.725/kg
Minyak Dedak Padi Rp.32.890/kg Sumber: www.alibaba.com
II-5
Tabel 2.4 Kandungan Trigliserida Asam Lemak dari Berbagai Bahan Baku Jenis Minyak Trigliserida Asam
Lemak Jenuh
Trigliserida Asam Lemak Tidak Jenuh
Wijen 14,2 % 85,8 %
Jagung 13 % 87 %
Kedelai 15 % 85 %
CPO 48,5 % 52,5 %
Dedak Padi 20,47 % 79,53 %
Sumber: O’Brien, 2009
Tabel 2.5 Sifat Fisik Bahan Baku
Sifat Fisik Bahan Baku
Wijen Jagung Kedelai CPO Dedak Padi Bilangan Iodin 104-120 127-133 105-115 48-56 99-108 Bilangan Sabun 186-195 187-193 - 193-206 180-190
Titik asap (oC) 245 230-238 - 31,1-37,6 213 Titik leleh (oC) - -11 s/d -8 0,6 24-25 -
Densitas (g/ml) 0,920 0,918 0,916 0,9 0,91
Trigliserida Asam Lemak
palmitat (%)
7-12 8,1 7-10 40-46 17,2
FFA (%) - 0,05 0,3-0,7 0,1 0,05
Sumber: Rachmania, dkk, 2004
Dengan melihat spesifikasi dari masing-masing bahan baku, maka CPO dipilih sebagai bahan baku pembuatan margarin, hal ini dikarenakan:
1. Harga CPO yang relatif murah
2. Produktivitas di Indonesia cukup tinggi yaitu mencapai 58.669.731 (Kementrian Perindustrian RI, Pusat Data Info Sawit, 2021)
3. Bilangan iodin pada minyak rendah, sehingga margarin yang dihasilkan lebih stabil terhadap proses oksidasi
II-6
4. Kandungan Trigliserida Asam Lemak tak jenuh rendah, sehingga lebih sedikit hidrogen yang dibutuhkan untuk mengubahnya menjadi margarin
5. Kandungan Trigliserida Asam Lemak palmitat tinggi, yang menyebabkan margarin bersifat stabil, plastis, creaming.
6. Kandungan FFA yang cukup rendah 2.3 MINYAK KELAPA SAWIT
Minyak kelapa sawit merupakan minyak nabati yang berasal dari buah kelapa sawit yang banyak digunakan untuk konsumsi makanan maupun non makanan. Kelapa sawit merupakan salah satu komoditas perkebunan yang menghasilkan minyak kelapa sawit mentah. CPO yang menjadi andalan komoditas pertanian andalan non migas mempunyai prospek yang baik sebagai sumber pendapatan devisa maupun pajak dalam proses produksi maupun pengolahan, mampu menciptakan kesempatan kerja sekaligus meningkat kesejahteraan masyarakat. Kelapa sawit juga merupakan bahan baku utama minyak goreng (Rahayu et al., 2018).
Minyak sawit merupakan salah satu minyak yang paling banyak dibutuhkan untuk konsumsi, dan diproduksi di seluruh dunia. Minyak sawit yang dihasilkan, diproduksi dan digunakan untuk berbagai macam makanan, kosmetik, produk-produk kebersihan, dan dapat pula digunakan sebagai sumber biofuel atau biodiesel. TBS merupakan sumber pendapatan yang perlu mendapatkan perhatian khusus karena dari sana dapat diperolehnya produk olahan seperti minyak goreng, biodesel, mentega, dan lainnya (Renta, 2015).
Kelapa sawit menghasilkan dua jenis minyak yaitu minyak kelapa sawit mentah yang dihasilkan dari bagian mesokarp dan minyak inti kelapa sawit Palm Kernel Oil (PKO) dari bagian kernel buah kelapa sawit. Kedua jenis minyak tersebut, memiliki karakteristik yang berbeda. CPO mengandung asam lemak jenuh dan tidak jenuh yang berimbang. Asam lemak jenuh pada CPO antara lain 44% asam palmitat, 5% asam stearat dan sejumlah kecil asam miristat sedangkan asam lemak tidak jenuhnya adalah 40% asam lemak tidak jenuh tunggal berupa asam oleat dan 10% asam lemak tidak
II-7
jenuh ganda berupa asam linoleat dan linolenat. Sedangkan PKO mengandung asam laurat sekitar 50% (Sujadi et al., 2016).
2.3.1 Karakteristik Minyak Kelapa Sawit
Adapun karakteristik dari minyak kelapa sawit sebagai bahan baku pembuatan margarin dapat dilihat pada Tabel 2.6 sebagai berikut:
Tabel 2.6. Karakteristik Minyak Kelapa Sawit (Rahardja et al., 2019).
Rumus Kimia C3H5 (COOR)3
Berat Molekul 847,28 g/mol Titik Didih 298oC Titik Beku 5oC Spesific Gravity 0,9
Densitas 0,895 g/cm3 Panas Jenis 0,497 kal/goC
Kenampakan Cairan Kuning Jingga
Kemurnian 98%
2.3.2 Komponen Minyak Kelapa Sawit
Adapun komponen dari minyak kelapa sawit sebagai bahan baku pembuatan margarin dapat dilihat pada Tabel 2.7 sebagai berikut:
Tabel 2.7 Komponen Penyusun Minyak Kelapa Sawit (Hariyadi, 2014).
Komponen Komposisi (%)
Trigliserida 95,26
Asam Lemak Bebas 4,00
Air 0,20
Phosphatida 0,07
Karoten 0,03
Aldehid 0,07
II-8
2.4 BAHAN BAKU PEMBUATAN MARGARIN 2.4.1 Bahan Baku Utama
1. CPO
Sifat fisika-kimia minyak sawit yang menjadi indikator dalam Standar Nasional Industri meliputi warna, kadar air dan kotoran, asam lemak bebas Free Fatty Acid (FFA), dan bilangan yodium (SNI.01-2901-2006). Selain sifat yang diatur SNI, karakteristik minyak sawit lainnya yang penting diketahui adalah bau, flavor, kelarutan, titik cair dan polymorphism, titik didih (boiling point), titik nyala dan titik api, dan bilangan penyabunan yang dapat dilihat pada Tabel 2.8 dibawah ini.
Tabel 2.8 Sifat fisika-kimia minyak sawit(Badan Standardisasi Nasional, 2019)
Kriteria Persyaratan
Warna Jingga kemerah-merahan
Kadar air Maksimum 0,5 % fraksi massa Asam lemak bebas Maksimum 0,5 % fraksi massa
Bilangan Iod 50-55g I/100 g minyak Bilangan asam 6,9 mg KOH/g minyak Bilangan penyabunan 224-249 mg KOH/g minyak
Titik 21-24oC
Indeks refraksi (40oC) 36,0-37,5
2.4.2 Bahan Baku Pendukung
1. Bahan yang digunakan sebagai pengemulsi a. Lechitine
Zat pengemulsi yang digunakan dalam pembuatan margarin ini adalah lechitin. Penambahan zat ini berfungsi untuk mendispersikan molekul- molekul air ke dalam minyak sehingga terbentuklah suatu emulsi air dalam minyak yang berbentuk gel. Jumlah lechitin yang digunakan adalah 0,1 - 0,5 % dari berat margarin.
2. Bahan yang digunakan sebagai pemberi rasa (Flavour) a. Skim milk
II-9
Skim milk digunakan sebagai perasa sehingga menimbulkan aroma susu pada margarin.
Adapun sifat-sifat dari skim milk yaitu: (Faridah et al., 2008).
- Kenampakan : Berbentuk powder - Densitas pada 25oC : 1041 kg/m3
- Viskositas pada 25oC : 1,4 . 103 Paskal.det - Berat molekul : 1176
- Cp : 3,90 – 4,02 kj/kmoloK
b. Garam Dapur (NaCl)
Kadar air maksimal pada margarin sebesar 18%. Kadar air lebih dari 18% akan mengurangi daya simpannya karena adanya reaksi hidrolisis dan adanya aktivitas mikroba, oleh sebab itu pembuatan margarin perlu penambahan garam, selain untuk memberi rasa dan juga berfungsi untuk menghambat aktivitas mikroorganisme (Lestari, 2010).
Adapun sifat-sifat dari garam dapur yaitu:
- Kenampakan : Butiran kristal putih atau powder - Densitas : 2,165 gr/ml
- Bobot molekul : 58,443 - Titik lebur : 801oC - Titik didih : 1413oC
- Kelarutan : Larut dalam air, methanol, dan gliserol
- Cp : 12,07 kal/moloK
c. β-Karoten
Adapun sifat-sifat dari β-Karoten yaitu (Amanto et al., 2009) : - Rumus molekul : C40H16
- Berat molekul : 536,87 g/mol - Densitas : 0,941 ± 0,06 g/cm3
- Bentuk : Kristal prisma heksagonal
II-10
- Titik leleh : 181-182oC
d. Vitamin A
Adapun sifat-sifat dari vitamin A (Sri rini dwi ari, 2013), yaitu : - Rumus molekul : C22H32O2
- Berat molekul : 286,44
- Bentuk : Kristal berwarna kuning pucat - Densitas : 1,2081 kg/l
- Kelarutan : Larut dalam lemak - Titik lebur : 62-64oC
3. Bahan yang digunakan sebagai pengawet
Bahan pengawet berfungsi untuk menjaga margarin dari proses pembusukan, sehingga mutu, bau, rasa, dan warna dari margarin tetap terjaga meskipun dalam jangka waktu yang cukup lama. Adapun zat pengawet yang digunakan yaitu natrium benzoat.
Adapun sifat-sifat dari natrium benzoat yaitu:
- Rumus molekul : C7H5NaO2
- Berat molekul : 105,99
- Bentuk : Butiran kristal putih - Densitas : 2,54 gram/ml
- Kelarutan : Larut dalam air, tidak larut dalam etanol - Titik lebur : 851oC
- Cp : 26,84 kal/moloK
2.5 METODE PEMBUATAN MARGARIN
Adapun beberapa metode yang digunakan untuk memodifikasi lemak dan minyak menjadi margarin yaitu (O’Brien, 2009).
II-11 2.5.1 Hidrogenasi
Hidrogenasi adalah reaksi pemutusan ikatan rangkap asam lemak tidak jenuh dengan kehadiran gas hidrogen dan katalis nikel. Suatu katalis nikel umumnya digunakan di dalam pengolahan minyak untuk tingkat industri. Modifikasi minyak dan lemak dengan hidrogenasi dapat digunakan untuk aplikasi yang lebih spesifik seperti pembuatan margarin, roti (bakery) dan mentega putih (Sikorski & D, 2003).
Adapun reaksinya sebagai berikut :
R-CH=CH-CH2-COOH + H2 R-CH2-CH2-CH2-COOH Asam lemak tidak jenuh Gas Hidrogen Asam lemak jenuh
Reaksi hidrogenasi merupakan proses yang penting untuk meningkatkan nilai tambah minyak. Dari segi kualitas, hidrogenasi akan merubah titik leleh dan kandungan lemak minyak menjadi lebih tinggi, sedangkan bilangan iodin menjadi lebih rendah.
Hidrogenasi dari minyak dan lemak dapat dilakukan baik secara parsial maupun total.
Hidrogenasi sebagian adalah merubah sebagian asam lemak tak jenuh menjadi asam lemak jenuh, dan akan menghasilkan asam lemak trans. Sedangkan, hidrogenasi total adalah merubah seluruh asam lemak tidak jenuh menjadi asam lemak jenuh.
Hidrogenasi hanya dapat berlangsung jika ketiga reaktan berada pada satu tempat yang sama yaitu asam lemak tidak jenuh, gas hidrogen, dan asam lemak jenuh. Proses hidrogenasi bertujuan untuk menjenuhkan ikatan rangkap dari rantai karbon asam lemak pada minyak atau lemak. Proses hidrogenasi juga dilakukan dengan menggunakan hidrogen murni dan ditambahkan serbuk nikel sebagai katalisator.
Nikel merupakan katalis yang sering digunakan dalam proses hidrogenasi daripada katalis yang lain (palladium, platina, copper chromite). Hal ini karena nikel lebih ekonomis dan lebih efisien daripada logam lainnya. Nikel juga mengandung sejumlah kecil Al dan Cu yang berfungsi sebagai promoter dalam proses hidrogenasi minyak
Adapun tahap-tahap proses hidrogenasi untuk menghasilkan produk margarin dapat dilihat pada Gambar 2.3 sebagai berikut:
Ni
II-12
Gambar 2.2 Diagram Alur Proses Hidrogenasi
2.5.2 Interesterifikasi
Interesterifikasi adalah suatu proses untuk menghasilkan fungsi plastik (kepadatan) lemak oleh pertukaran asam lemak di dalam dan di antara trigliserida.
Metode kimia dan enzim adalah dua jenis dari interesterifikasi yang telah digunakan, dan yang paling umum digunakan adalah interesfikasi kimia dengan menggunakan
CPO
Netralisasi (Penetralan)
Bleaching (Pemucatan)
Hidrogenasi (Modifikasi Minyak)
Deodorisasi (Pemurnian)
Emulsifikasi (Pengemulsian)
Produk Margarin
II-13
katalis natrium metoksilat. Dalam reaksi ini ion logam natrium akan menyebabkan terbentuknya ion enolat yang selanjutnya diikuti dengan pertukaran gugus alkil.
Reaksinya adalah sebagai berikut :
Secara umum, proses interesterifikasi digunakan untuk mengolah lemak dan minyak untuk menghasilkan margarin, minyak goreng, lemak penggorengan (frying fat), margarin putih (shortening) dan aplikasi produk lain (O’Brien, 2009).
Perbandingan setiap proses pada pembuatan margarin adalah sebagai berikut:
Tabel 2.9 Perbandingan Proses Pembuatan Margarin Faktor Pembanding Jenis Proses
Hidrogenasi Interesterifikasi
Tekanan 6 atm 0,668 kPa
Temperatur 175oC 250oC
Konversi 30-70 % 10-25 %
ΔHR -420.400 kJ/Kmol 703.890 kJ/Kmol
ΔG -266.300 kJ/Kmol -216.590 kJ/Kmol
Waktu reaksi 2 jam 2-6 jam
Sumber: Perry, 1999
II-14
2.6 FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI HIDROGENASI Adapun variabel operasi yang mempengaruhi proses hidrogenasi adalah:
a. Temperatur
Reaksi hidrogenasi akan berlangsung lebih cepat jika temperatur semakin meningkat. Temperatur maksimum untuk proses hidrogenasi berkisar antara 450-500oF
b. Kecepatan pengadukan
Fungsi pengadukan pada proses hidrogenasi ini adalah untuk mensuplai hidrogen terlarut ke permukaan katalis. Namun reaksi harus diaduk untuk pendistribusiam panas dan suspense katalis ke seluruh minyak agar reaksi homogen.
c. Tekanan hidrogen di dalam reaktor
Proses hidrogenasi biasanya berlangsung pada tekanan yang sama dengan tekanan hidrogen yang berkisar antara 0,7-9 bar.
d. Jumlah katalis
Reaksi hidrogenasi akan bertambah cepat seiring bertambahnya jumlah katalis sampai pada titik tertentu.
e. Tipe katalis
Adapun katalis yang digunakan pada reaksi hidrogenasi adalah nikel.
f. Kualitas bahan baku g. Kemurnian gas hidrogen
(O’Brien, 2009).
III-1
III. BAB III
DESKRIPSI DAN FLOWSHEET PROSES
3.1 SELEKSI PROSES
Pada umumnya, pembuatan margarin dapat dilakukan melalui 2 proses, yaitu proses hidrogenasi dan interesterifikasi. Berdasarkan jenis penggunaan bahan baku dan pertimbangan keuntungan dan kerugian, maka dilakukan seleksi atau pemilihan proses.
Adapun seleksi proses pembuatan margarin dapat dilihar pada Tabel 3.1 dibawah ini.
Tabel 3.1 Seleksi Proses Pembuatan Margarin Berdasarkan Keuntungan dan Kerugian
No Proses Keuntungan Kerugian
1. Hidrogenasi - Minyak yang dihasilkan berbentuk padat
- Minyak lebih stabil terhadap proses oksidasi, sehingga tahan disimpan dalam waktu yang lama - Proses lebih ekonomis,
hingga keuntungan yang dihasilkan lebih besar
- Dilakukan pada suhu tinggi
- Jumlah asam lemak tidak jenuh akan berkurang sedangkan jumlah asam lemak jenuh meningkat - Rasa dan bau
spesifik minyak akan hilang
2. Interesterifikasi - Proses ini dilakukan pada suhu rendah
- Nilai ketidakjenuhan atau kejenuhan minyak (lemak) konstan
- Untuk memodifikasi minyak (lemak) dilakukan dengan pencampuran bahan dari proses lain - Kurang popular
digunakan untuk memodifikasi
minyak Sumber: (O’Brien, 2009).
III-2
Berdasarkan uraian diatas, maka dalam pra rancangan pabrik pembuatan margarin dari CPO digunakan metode atau proses hidrogenasi untuk memodifikasi CPO. Adapun alasan pemilihan metode hidrogenasi adalah sebagai berikut:
1. CPO yang dihasilkan dari proses hidrogenasi lebih stabil, sehingga dapat disimpan dalam waktu yang lama
2. Minyak yang dihasilkan berbentuk padat, sehingga dapat memudahkan pemrosesan, pengemasan, dan transportasi
3. Katalis nikel yang digunakan pada proses hidrogenasi harganya relatif murah, dan dan mudah penanganannya.
4. Konversi pada proses hidrogenasi lebih tinggi
5. Proses lebih ekonomis, hingga keuntungan yang dihasilkan lebih besar
3.2 DESKRIPSI PROSES
Proses pembuatan margarin berbahan dasar minyak kelapa sawit ini akan menggunakan proses hidrogenasi. Proses hidrogenasi bertujuan untuk menjenuhkan ikatan rangkap dari rantai karbon asam lemak pada minyak atau lemak. Pada proses hidrogenasi ini juga dilakukan dengan menggunakan hidrogen murni dan ditambahkan serbuk nikel sebagai katalisator.
Adapun tahap yang perlu dilakukan dalam memproduksi margarin adalah sebagai berikut:
a) Tahap Degumming b) Tahap Netralization c) Tahap Bleaching d) Tahap Hidrogenasi e) Tahap Deodorisasi f) Tahap Emulsifikasi g) Tahap Kristalisasi h) Tahap Pengemasan
III-3 3.2.1 Tahap Degumming
Degumming merupakan tahapan paling awal yang dilakukan dalam proses refinery plant. Pertama-tama, minyak CPO akan dipompa ke dalam pipa yang kemudian akan dipanaskan terlebih dahulu dengan menggunakan heat exchanger yang berasal dari pemanas. Setelah itu, minyak CPO akan dipanaskan kembali dengan menggunakan heat exchanger dengan menggunakan steam. Setelah itu, minyak CPO akan dipompa masuk ke dalam tank mixing, dan selama pemompaan CPO akan ditambahkan oleh phosphoric acid dengan dosis konsentrasi 80-85% sebanyak 0,05- 0,2% dari berat CPO. Proses degumming bertujuan untuk mengikat gum berupa fosfatida dan komponen logam dengan penambahan H3PO4 85 % sehingga menghasilkan Degummed Palm Kernel Oil (DPKO) (Yosia, 2016). Adapun diagram proses pada tahap Degumming dapat dilihat pada Gambar 3.1 sebagai berikut.
Degumming Oil
Gambar 3.1 Blok Diagram Proses Degumming 3.2.2 Tahap Netralization
Netralisasi adalah penambahan basa pada minyak sawit yang bertujuan menghilangkan asam lemak bebas yang terdapat dalam minyak sawit. Proses netralisasi efektif dengan pengadukan salama 15 menit.
Asam lemak bebas
R-COOH + NaOH R-COONa + H2O
Kondisi reaksi yang optimum pada tekanan atmosfer adalah pada suhu 70oC.
CPO Degumming Tank
Asam phosfat
III-4 Degumming Oil
Gambar 3.2 Blok Diagram Proses Netralization 3.2.3 Tahap Bleaching
Bleaching adalah proses pemucatan minyak, dimaksudkan untuk mengurangi atau menghilangkan zat-zat warna (pigmen) dalam minyak mentah, baik yang terlarut ataupun yang terdispersi. Tahap Bleaching dilakukan dengan mencampur minyak dengan sejumlah kecil absorben. Jenis absorben yang dipakai bisa dari tanah serap (fuller earth), lempung aktif (activated clay), arang aktif atau absorben dan bahan kimia.
Gambar 3.3 Blok Diagram Proses Bleaching
Umpan berupa CPO masuk ke dalam alat bleaching tank untuk proses bleaching. Didalam bleaching tank tersebut ditambah bleaching earth sebagai adsorben yang berfungsi menghilangkan impuritis yang tidak diinginkan (semua pigmen, trace metals, produk oksidasi) dari CPO yang akan memperbaiki rasa aslinya, bau akhir dan kestabilan oksidasi produk. Kemudian didalam bleacher di aduk sampai CPO tersebut bercampur merata dengan adsorben bleaching earth yang telah ditambahkan. Pada alat bleacher tersebut temperatur yang digunakan sekitar 100 –
CPO Bleaching Tank Bleaching Earth
Bleaching Earth Filter Press BPO Netralization Tank
NaOH
Bleaching Tank Centifuge
III-5
130oC untuk mendapatkan proses bleaching yang optimum untuk periode bleaching 60 menit. Kemudian setelah bleacher, CPO dan adsorben yang telah bercampur dipisahkan melalui filter press. Temperatur dijaga pada 30oC untuk proses filtrasi yang baik. Pada filter press, slurry (CPO dan bleaching earth) melewati filter press dan bleaching earth terjebak dalam filter press. Adanya bleaching earth dapat mencemari pada proses deodorisasi, mengurangi stabilitas oksidasi dan berlaku sebagai katalis untuk aktifitas polimerisasi. Setelah dipisahkan akan terbentuk BPO (Bleached palm oil).
3.2.4 Tahap Hidrogenasi
CPO dan gas hidrogen yang telah diperoleh disimpan pada tangki penyimpanan pada kondisi tekanan 1 atm dan temperatur 30oC, kemudian gas hidrogen dipanaskan dengan menggunakan heater hingga mencapai suhu 150oC. Kemudian gas hidrogen dan CPO dikontakkan dalam suatu titik kontak dan kemudian dialirkan ke reaktor, dimana pada reaktor nantinya akan terjadi pemutusan ikatan rangkap. Reaksi berlangsung pada tekanan 6 atm dan temperatur 270oC. Lalu hasil dari proses hidrogenasi merupakan CPO yang telah dimodifikasi dalam fasa gas dan gas hidrogen sisa yang kemudian akan diumpankan menuju cooler yang bertujuan untuk mengubah fasa CPO padatan menjadi fasa liquid pada tekanan 1 atm dan temperatur 70oC.
Gambar 3.4 Blok Diagram Proses Hidrogenasi
3.2.5 Tahap Deodorisasi
Proses deodorisasi ini bertujuan untuk mengurangi atau menghilangkan rasa dan bau yang tidak dikehendaki dalam minyak untuk makanan. Senyawa-senyawa yang menimbulkan rasa dan bau yang tidak enak tersebut biasanya berupa senyawa
BPO Reaktor Hidrogenasi Katalis Nikel
Filtrator Deodorizer
