PRA RANCANGAN PABRIK
PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN SABUN TRANSPARAN
DARI MINYAK KELAPA SAWIT ( RBDPO ) DAN VCO DENGAN KAPASITAS 150.000 TON/TAHUN
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia
OLEH : NURJANNAH NIM : 080405066
D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A F A K U L T A S T E K N I K
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA M E D A N
2011
KATA PENGANTAR
Syukur alhamdulillah penulis ucapkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Transparan dari Minyak Kelapa Sawit (RBDPO) dan VCO Dengan Kapasitas 150.000 Ton/Tahun.
Tugas Akhir ini dikerjakan sebagai syarat untuk kelulusan dalam sidang sarjana.
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 Pembimbing I yang telah memberikan arahan selama menyelesaikan tugas akhir ini.
2. Ibu Ir. Netti Herlina, MT sebagai Dosen Pembimbing II yang telah memberikan arahan selama menyelesaikan tugas akhir ini.
3. Bapak Dr. Ir. Irvan, MSi sebagai Ketua Departemen Teknik Kimia FT USU.
4. Ibu Ir. Renita Manurung, MT sebagai Koordinator Tugas Akhir Departemen Teknik Kimia FT USU.
5. Seluruh Dosen Pengajar Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan ilmu kepada penulis selama menjalani studi.
6. Para pegawai administrasi Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan bantuan kepada penulis selama mengenyam pendidikan di Deparetemen Teknik Kimia.
7. Dan yang paling istimewa Orang tua penulis (mama tercinta) yang memberikan kasih sayang, motivasi dan semangat kepada penulis.
8. Special untuk kakak dan adik-adikku tercinta, keluarga besar Harahap, bapak alm. Ir. Harys srg, ibu Heni. R beserta keluarga besar Sei Tuan, Dana dan keluarga, tante DR. Asiah Yatim dan mama seto yang telah memberikan motivasi dan semangat kepada penulis.
9. Teman seperjuangan Meinar Julia Yatim sebagai partner penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
10. Teman-teman ’08 dan sahabat-sahabatku (irfan, rara, ryan, asiah, irma, pristi, rini).
11. Seluruh Pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu namanya 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 laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Medan, 19 Maret 2011 Penulis,
Nurjannah
080405066
INTI SARI
Pra rancangan pabrik pembuatan sabun transparan dari minyak kelapa sawit (RBDPO) dan VCO direncanakan berproduksi dengan kapasitas 150.000 ton/tahun. Kebutuhan bahan baku minyak sawit (RBDPO) 7.141,085 kg/jam, minyak kelapa (VCO) sebesar 1.785,271 kg/jam, KOH 177,739 kg/jam, gliserin 2.826,705 kg/jam, etanol 3580,492 kg/jam, gula 942,235kg/jam, asam sitrat 565,341 kg/jam, pewarna 565,341 kg/jam, dan pewangi 1.319,129 kg/jam.
Proses yang digunakan adalah proses saponifikasi trigliserida langsung dengan kondisi operasi pada tekanan 1 atm dan temperatur 80 oC. Konversi reaksi yang terjadi dalam reaktor sebesar 95 %.
Lokasi pabrik yang direncanakan didirikan di daerah Kawasan Industri Medan II (KIM II) kecamatan Medan Deli Sumatera Utara dengan luas area 12.320 m2. Tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 160 orang. Bentuk badan usaha yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas (PT) dan bentuk organisasi garis dan staf.
Hasil analisa terhadap aspek ekonomi diperoleh data sebagai berikut :
− Total Modal Investasi : Rp. 1.181.400.934.952,27,-
− Biaya Produksi : Rp. 3.813.193.785.047,20,-
− Hasil Penjualan : Rp. 4.690.146.938.400,-
− Laba Bersih : Rp. 610.815.371.310,-
− Profit Margin : 18,60 %
− Break Even Point : 29,33%
- Return on Investment : 17,99 %
- Return on Network : 25,713 %
− Pay Out Time : 6 tahun
− Internal Rate of Return : 24,2332 %
Dari hasil analisa aspek ekonomi, maka dapat disimpulkan bahwa rancangan pabrik pembuatan sabun transparan dari minyak sawit (RBDPO) dan VCO layak untuk didirikan.
DAFTAR ISI
Hal
KATA PENGANTAR ... i
INTISARI ... iii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR TABEL ... vii
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiii BAB I PENDAHULUAN ... I-1 1.1 Latar Belakang ... I-1 1.2 Perumusan Masalah ... I-3 1.3 Tujuan Pra Rancangan Pabrik ... I-3 1.4 Manfaat Pra Rancangan Pabrik ... I-3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... II-1 2.1 Minyak Kelapa Sawit ( RBDPO) ... II-1 2.1 Virgin Coconut Oil ( VCO )...II-4
2.3 Sabun...II-6 2.3.1 Sejarah sabun...II-6 2.3.2 Pembuatan Sabun...II-6 2.3.3 Jenis –Jenis Sabun...II-7 2.4 Sifat – Sifat bahan baku dan Produk...II-7
2.4.1 Sifat – Sifat bahan baku...II-8 2.5 Proses Pembuatan Sabun...II-10
2.5.1 Netralisasi Asam Lemak...II-10 2.5.2 Saponifikasi Trigliserida Langsung...II-11 2.5.3 Saponifikasi Metil Ester Asam Lemak...II-12 2.6 Pemilihan Proses...II-13 2.7 Deskripsi Proses...II-14 BAB III NERACA MASSA………..III-1
3.1 Tangki Mixing KOH (TM-01) ... III-1 3.2 Tangki Saponifikasi (TS) ... III-1
3.3 Separator ... III-2 3.4 Tangki Mixing (TM-02) ... III-2 BAB IV NERACA PANAS ... IV-1 4.1 Tangki RBDPO (T-02) ... IV-2 4.2 Saponifikasi (TS-01) ... IV-2 4.3 Cooler (E-01) ... IV-2 4.4 Tangki Pengaduk (TM-02) ... IV-2 BAB V SPESIFIKASI PERALATAN ... V-1
5.1 Tangki Penyimpanan VCO (T-01)………V-1 5.2 Tangki Minyak Kelapa Sawit (RBDPO)………V- 1
5.3 Tangki Produk Gliserol (T-03)……….V- 2
5.4 Tangki Etanol (T-04)………V- 2
5.5 Tangki Gliserin (T-05)……… …….V- 3
5.6 Tangki Pewangi (T-06)……… …….V- 4
5.7 Separator (S-01)………V- 4
5.8 Tangki Mixing (TM-01)……… …………V- 5
5.9 Tangki Saponifikasi (TS)……… …………..V- 6
5.10 Tangki Mixer (TM-02)………V- 6
5.11 Gudang produk Sabun Transparan……….V- 7
5.12 Gudang bahan baku Gula………V- 7
5.13 Gudang bahan baku Pewarna………..V- 8
5.14 Gudang bahan baku Asam Sitrat………V- 8
5.15 Pompa Bahan VCO (P-101)………V- 9
5.16 Pompa Bahan RBDPO (P- 102)………V-9
5.17 Pompa Bahan Etanol (P-106)……….V- 10
5.18 Pompa Bahan Gliserin (P-107)……….V- 10
5.19 Pompa Bahan Pewangi (P-108)………V- 10
5.20 Bucket Elevator (BE-01) KOH……….V- 11
5.21 Bucket Elevator (BE-02) Gula………..V- 11
5.22 Bucket Elevator (BE-03) Pwarna……….V- 12
5.23 Bucket Elevator (BE-04) Asam Sitrat………..V- 12
5.24 Cooler 01 (E-101)……… …………..V- 13
BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA. ... ..VI-1 6.1 Instrumentasi ... VI-1
6.1.1 Tangki Saponifikasi……… …VI-3 6.1.2 Pompa……… …VI-4 6.1.3 Tangki bahan baku dan bahan pendukung…………..VI-4 6.1.4 Tangki Pencampur……… …VI-5 6.1.5 Cooler………..VI-6 6.1.6 Separator……… ……VI-6
6.2 Keselamatan Kerja Pabrik ... VI-8 6.2.1 Secara Umum...VI-8
6.2.2 Secara Khusus...VI-9
BAB VII UTILITAS ... VII-1 7.1 Kebutuhan Uap (Steam) ... VII-1 7.2 Kebutuhan Air ... VII-2
7.2.1
Screening...VII-5
7.2.2 Sedimentasi...VII-5 7.2.3 Klarifikasi...VII-5 7.2.4 Filtrasi...VII-6 7.2.5 Demineralisasi...VII-7 7.2.6 Daerator...VII-11 7.3 Kebutuhan Bahan Kimia ... VII-11 7.4 Kebutuhan Listrik ... VII-11 7.5 Kebutuhan Bahan Bakar ... VII-12 7.6 Unit Pengolahan Limbah Gas ... VII-13 7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas ... VII-14 BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ... VIII-1 8.1 Lokasi Pabrik ... VIII-1 8.2 Tata Letak Pabrik ... VIII-3 8.3 Perincian luas tanah ... VIII-4 BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ... IX-1 9.1 Organisasi Perusahaan ... IX-1 9.2 Manajemen Perusahaan ... IX-4 9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha ... IX-5 9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab ... IX-6 9.5 Sistem Kerja ... IX-9 9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan ... IX-10 9.7 Analisa Jabatan ... IX-12 9.8 Sistem Penggajian ... IX-12 9.9 Kesejahteraan Staf dan Karyawan ...IX-13
BAB X ANALISA EKONOMI ... X-1 10.1 Modal Investasi ... X-1 10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC) ... X-4 10.3 Total Penjualan (Total Sales) ... X-5 10.4 Bonus Perusahaan ... X-5 10.5 Perkiraan Rugi/Laba Usaha...X-5 10.6 Analisa Aspek Ekonomi ... X-5 BAB XI KESIMPULAN ... XI-1 DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 1.1 Data Import Sabun Transparan di Indonesi ... I-2 Tabel 2.1 Komposisi Asam Lemak dalam Minyak Sawit ... II-1 Tabel 2.2 Komposisi Asam Lemak virgin coconut oil (VCO) ...II-5 Tabel 2.3 Perbandingan ketiga proses saponifikasi berdasarkan keunggulan
Dan kelemahan masing-masing proses ...II-13 Tabel 3.1 Tangki Mixing KOH (TM-01) ... III-1 Tabel 3.2 Tangki Saponifikasi (TS) ... III-1 Tabel 3.3 Hasil Perhitungan Neraca massa pada Separator ... III-2 Tabel 3.4 Hasil Perhitungan Neraca massa pada Tangki Mixing (TM-02)... III-2 Tabel 4.1 Neraca Panas di Heater (E-101) ... IV-2 Tabel 4.2 Neraca Panas di Saponifikasi ... IV-2 Tabel 4.3 Neraca Panas di Cooler 01 ... IV-2 Tabel 4.4 Neraca Panas di Tangki Pengaduk 02 (TM-02) ... IV-2 Tabel 6.1 Daftar Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan
Sabun Transparan dari RBDPO dan VCO ... VI-7 Tabel 7.1 Kebutuhan Uap (steam) ... VII-1 Tabel 7.2 Kebutuhan Air Pendingin pada Alat... VII-2 Tabel 7.4 Pemakaian Air Untuk Berbagai Kebutuhan ... VII-3 Tabel 7.5 Kualitas Air Sungai Deli, Belawan ... VII-4 Tabel 7.6 Perincian Kebutuhan Listrik ... VII-11 Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah ... VIII-4 Tabel 9.1 Jadwal Kerja Karyawan Shift ... IX-10 Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya ... IX-10 Tabel 9.3 Perincian Gaji Karyawan ... IX-12 Tabel LA.1.1 Neraca Massa Tangki Mixing KOH (TM-01) ... LA-3 Tabel LA.1.2 Neraca Massa Tangki Saponifikasi ... LA-4 Tabel LA.1.3 Neraca Massa Tangki Separator ... LA-6 Tabel LA.1.4 Neraca Massa Tangki Mixing (TM-02) ... LA-8
Tabel LA.2.1 Neraca Massa Tangki Mixing KOH (TM-01) ... LA-11 Tabel LA.2.2 Neraca Massa Tangki Saponifikasi ... LA-12 Tabel LA.2.3 Neraca Massa Tangki Separator ... LA-13 Tabel LA.8 Neraca Massa Tangki Mixing (TM-02) ... LA-15 Tabel LB.1 Data ΔHf(298K) (KJ/kmol) untuk estimasi... LB-2 Tabel LB.2 Data harga Cp setiap gugusan (kal/kg K) ... LB-2 Tabel LC.1 Komposisi bahan dalam separator ... LC-25 Tabel LC.2 Neraca Massa Masuk Tangki Mixing ... LC-29 Tabel LC.3 Neraca Massa Tangki Saponifikasi ... LC-33 Tabel LC.4 Neraca Massa Tangki Mixer-02... LC-37 Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya ... LE-2 Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift ... LE-4 Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses ... LE-8 Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas ... LE-9 Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi ... LE-12 Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai... LE-16 Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas ... LE-18 Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja ... LE-19 Tabel LE.9 Aturan Biaya Depresiasi ... LE-20 Tabel LE.10 Perhitungan Biaya Depresiasi... LE-21 Tabel LE.11 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) ... LE-28
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 2.1 Flowsheet Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun
Transparan dari RBDPO dan VCO ... II-16 Gambar 6.1 Instrumentasi Tangki Saponifikasi ... VI-4 Gambar 6.2 Instrumentasi pada Pompa ...VI-4 Gambar 6.3 Instrumentasi pada Tangki ...VI-5 Gambar 6.4 Instrumentasi pada Tangki Pencampur ...VI-5 Gambar 6.5 Instrumentasi Cooler ...VI-6 Gambar 6.6 Instrumentasi Separator ...VI-6 Gambar 7.1 Diagram Alir Pengolahan Air ... VII-27 Gambar 8.1 Tata Letak Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun
Transparan dari RBDPO dan VCO ... VIII-6 Gambar 9.1 Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pra Rancangan
Pabrik Pembuatan Sabun Transparan ... IX-15 Gambar LE.1 Grafik BEP ... LE-29
DAFTAR LAMPIRAN
Hal
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 ALAT UTILITAS ... LD-1 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI ... LE-1
