PRARANCANGAN PABRIK KALSIUM LAKTAT DARI MOLASSES DAN KALSIUM KARBONAT KAPASITAS 30.000 TON/TAHUN

(1)

A. Latar Belakang

Kemajuan pembangunan suatu negara dapat diindikasikan dengan pesatnya

industrialisasi pada negara tersebut. Salah satu hal dasar yang mendorong

berdirinya suatu industri adalah adanya kesempatan pasar yang besar, dan

kemudahan dalam pemanfaatan dan pemasokan bahan baku.

Kalsium laktat merupakan senyawa yang cukup banyak dibutuhkan di

Indonesia, dan pada saat ini Indonesia masih mengimpor kalsium laktat dalam

jumlah yang cukup besar. Indonesia tidak memiliki pabrik yang memproduksi

kalsium laktat, walaupun sebagian besar bahan bakunya terdapat di dalam

negeri. Beberapa keuntungan pendirian suatu pabrik, diantaranya :

mendapatkan keuntungan secara finansial, meningkatkan devisa negara,

mengurangi pengangguran, mengurangi ketergantungan dari impor.

Dengan adanya pendirian pabrik kalsium laktat diharapkan akan menimbulkan

dampak yang positif bagi pertumbuhan perindustrian kimia dan makanan,

khususnya industri kimia Indonesia. Pabrik yang akan didirikan merupakan

pabrik pertama di Indonesia, dengan demikian dapat terjadi perkembangan

(2)

Prarancangan Pabrik Kalsium Laktat dari Molasses dan Kalsium Karbonat Kapasitas 30.000 Ton/Tahun

2

B. Kegunaan Produk

Banyaknya industri yang memerlukan kalsium laktat membuktikan bahwa

adanya kesempatan pasar yang cukup besar dalam produksi kalsium laktat .

Kalsium laktat digunakan sebagai bahan tambahan dalam produk pangan,

yaitu sebagai bahan pengasam pada produk kembang gula, minuman isotonik,

obat–obatan dan bahan campuran padabaking powder. Pemanfaatan kalsium laktat dalam dunia industri antara lain :

- Sebagai pengontrol pH

- Sebagai bahan perasa, zat anti mikroba dan pengatur pH pada berbagai

industri makanan

C. Ketersediaan Bahan Baku

Dari berbagai macam bahan baku yang dapat memproduksi kalsium laktat,

tetes tebu (molasses) dapat digunakan sebagai bahan baku proses produksi

kalsium laktat. Pemilihan ini didasarkan bahwa ketersediaan tetes tebu sebagai

bahan baku sangat besar di Indonesia dan mudah didapat. Pemanfaatan

molasses sebagai bahan baku produksi kalsium laktat merupakan salah satu

cara mengurangi imporkalsium laktat sehingga dapat meningkatkan devisa

negara. Produksi tetes tebu pada tahun 2007-2011 rata-rata mencapai

967.072.985 Kg (BPS, 2011).

Molasses sebagian besar berasal dari pabrik Gula Gunung Madu Plantations

yang tiap harinya menghasilkan molasses sebanyak 629,31 metrik ton/hari

sehingga persediaannya melimpah (Lusiningtyas, 2007). Bahan-bahan seperti

(3)

D. Kapasitas Rancangan

Fermentasi merupakan metode yang paling banyak digunakan oleh industri

untuk menghasilkan kalsium laktat. Untuk mencukupi kebutuhan di dalam

negeri, kalsium laktat masih diimpor dari berbagai negara, karena hingga saat

ini di Indonesia belum terdapat pabrik kalsium laktat. Impor kalsium laktat

didatangkan dari berbagai Negara, antara lain : Cina, India, Jepang, Jerman,

Perancis (BPS, 2012).

Tabel. 1.1 Data Impor Kalsium Laktat Indonesia

No Tahun Impor(Kg/tahun)

1 2004 9.919.475

2 2005 11.240.507

3 2006 14.383.290

4 2007 16.153.811

5 2008 17.045.150

6 2009 18.893.160

7 2010 21.101.899

Sumber : Badan Pusat Statistik, 2012

Mengingat bahwa kebutuhan kalsium laktat mengalami peningkatan setiap

tahunnya yang masih dipenuhi dengan cara impor, dan sebagian besar bahan

baku pembuatan kalsium laktat (molasses) berada di Indonesia, maka pabrik

yang akan didirikan mempunyai prospek pasar. Karena pendirian pabrik

kalsium laktat salah satunya bertujuan untuk mengurangi ketergantungan

(4)

4

Gambar 1. 1. Grafik kebutuhan (impor) Kalsium laktat Indonesia

Untuk menghitung kebutuhan impor kalsium laktat tahun berikutnya maka

menggunakan persamaan garis lurus :

y = ax + b

Keterangan : y = kebutuhan impor kalsium laktat, ton/tahun

x = tahun

ke-b =intercept

a = gradien garis miring

Diperoleh persamaan garis lurus: y = 1839 x + 8174(ton/tahun)

Dari persamaan di atas diketahui bahwa kebutuhan impor kalsium laktat di

Indonesia pada tahun 2016 adalah :

y = 1839 x + 8174

y = 32.081 ton/tahun

1. Ketersediaan bahan baku.

Bahan baku kalsium laktat adalah molasses dan CaCO3dan juga

bakteriL.debruckii.Bahan baku molasses sebagian besar berasal dari pabrik Gula Gunung Madu Plantations yang tiap harinya

menghasilkan molasses sebanyak 629,31 metrik ton/hari sehingga 0

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

K

Data Impor Kalsium Laktat

(5)

persediaannya melimpah (Lusiningtyas, 2007). Bahan-bahan seperti

CaCO3dapat diperoleh dari PT. Kurnia Artha Pratiwi Padalarang,

Jawa Barat.

2. Kapasitas pabrik yang sudah ada

Di Indonesia belum terdapat pabrik Kalsium laktat, sehinga pabrik ini

sangat layak untuk didirikan.

Dengan memperhatikan kedua hal di atas, maka dalam perancangan

pabrik kalsium laktat ini dipilih kapasitas 30.000 ton/tahun dengan

pertimbangan antara lain:

a. Prediksi kebutuhan dalam negeri akan kalsium laktat pada tahun

2016 adalah sebesar 32.081 ton sehingga kebutuhan dalam negeri

terpenuhi.

b. Dari aspek bahan baku, kebutuhan akan molasses, CaCO3 dapat

tercukupi dengan baik.

c. Dapat merangsang berdirinya industri-industri kimia dan

makanan lainnya yang menggunakan bahan baku maupun bahan

pembantu kalsium laktat.

d. Dapat memperluas lapangan kerja.

E. Lokasi Pabrik

Pemilihan lokasi merupakan hal yang penting dalam perancangan suatu

pabrik, karena berhubungan langsung dengan nilai ekonomis dari

pabrik yang akan didirikan. Pertimbangan pemilihan lokasi pada

umumnya sebagai berikut:

1. Bahan baku

(6)

6

2. Pemasaran

Pemasaran produk kalsium laktat untuk memenuhi kebutuhan

dalam negeri yang tersebar di daerah Jawa, Sumatera, Kalimantan,

dan daerah lain di Indonesia.

3. Tenaga Kerja

Tenaga kerja di Indonesia cukup banyak sehingga penyediaan

tenaga kerja tidak begitu sulit diperoleh. Tenaga kerja yang

berpendidikan menengah atau kejuruan dapat diambil dari daerah

sekitar pabrik. Sedangkan untuk tenaga kerja ahli dapat

didatangkan dari kota lain.

4. Transportasi

Lampung merupakan kawasan yang strategis, maka transportasi di

daerah Lampung cukup baik. Dalam hal ini diharapkan arus bahan

baku dan produk dapat berjalan dengan lancar baik melalui

transportasi darat, dan laut.

5. Perijinan

Lampung merupakan kawasan industri yang ditetapkan pemerintah

dan berada dalam teritorial Negara Indonesia sehingga secara

geografis pendirian pabrik di kawasan tersebut tidak bertentangan

(7)

A. Spesifikasi Bahan Baku Utama

1. Molasses

Rumus Molekul : C17-18H26-27O10N

Bentuk : Cairan kental berwarna cokelat kehitaman

Titik didih : 1070C

Specific gravity : 1,4

pH : 5,1

Kandungan :

a. Sukrosa

Wujud : Cairan berwarna cokelat

Rumus Molekul : C12H22O12

Berat Molekul : 342 g/mol

Densitas : 1507 Kg/m3

Titik leleh : 187oC

Kelarutan : Mudah larut dalam air dan alkohol

Sumber : http://www.sciencelab.com, software HYSYS 3.2

b. Glukosa

BM : 180 g/mol

Titik leleh : 1460C

(8)

24

c. Fruktosa

BM : 180 g/mol

Titik leleh : 143 °C

Densitas : 1447 Kgm-3

Kelarutan : mudah larut dalam air, alkohol

Sumber : http://www.sciencelab.com, http://www.scholarchemistry.com

d. Abu

Bentuk : Serbuk putih

Titik leleh : 2570 °C

Specific gravity : 3,3

Sumber: http://www.sciencestuff.com, http://msds.chem.ox.ac.uk

B. Spesifikasi Bahan Baku Penunjang

1. Air

Rumus Molekul : H2O

BM : 18 g/mol

Bentuk fisik : Cair tidak berwarna

Titik didih : 1000C

Temperatur kritik : 374,20C

Tekanan kritik : 218 atm

Sumber: Perry’s Chemical Engineers’s Handbook

2. Kalsium Karbonat

Rumus Molekul : CaCO3

BM : 100 kg/kmol

Bentuk : bubuk padatan

(9)

pH : 8-10

Kemunian : Min 97,5 %

Impuritis : MgO Max. 0.5 %

SiO20.10 - 0.5%

Al2O3Max. 0.3%

Fe2O3Max. 0.10 %

Sumber : http://www.kurniamineral.com/product_caoh2_powder.html

3. BakteriLactobacillus delbrueckii

Berukuran 0,5-2 µm

Berbentuk batang tongkat atau cincin

Homofermentatif

Fakultatif anaerob

Tumbuh pada suhu 45-500C

Tumbuh pada pH 5-5,5

Sumber : http://idwikipedia.org;

http://yoghurtmania.wordpress.com/home/

4. Etanol

Rumus Molekul : C2H5OH

BM : 46 g/mol

Bentuk :liquid

pH : Netral

Tekanan uap : 45 mmHg (pada 60oC)

Titik didih : 78oC (pada 1 atm)

Spesific gravity : 0,789

Kemurnian : 98 %

(10)

26

C. Spesifikasi Produk Utama

Kalsium Laktat

Rumus Molekul : (CH3CHOHCOO)2Ca

BM : 218 g/mol

Bentuk : Serbuk berwarna putih

Kelarutan : 9 g/100 ml air (pada 30oC)

Titik leleh : Degradasi terjadi pada suhu yang lebih

tinggi dari 170 ° C.

Kemurnian produk : 99,9 %

Impuritis :Magnesium & Alkali Salts Max 1.0%

Acidity Max 0.45% o Heavy Metals Max 10ppm Arsenic Max 2ppm

D. Spesifikasi Produk Antara

Asam Laktat

Rumus Molekul : CH3CHOHCOOH

BM : 90 g/mol

Bentuk : Cairan

Densitas (g) : 1.300 kg/m3

Titik didih : 82oC (pada 1 atm)

(11)

E. Spesifikasi Produk Samping

Karbon dioksida

Rumus Molekul : CO2

BM : 44 g/mol

Bentuk : gas

Densitas (g) : 1,573 kg/m3

Tekanan uap : 3.770 atm (15oC)

Titik didih : -75,5oC

(12)

II. DESKRIPSI PROSES

A. Fermentasi

Kalsium laktat dapat diproduksi hanya dengan proses fermentasi berbagai

macam karbohidrat seperti sukrosa, glukosa atau laktosa dengan menggunkan

mikroba. Gula-gula tersebut terdapat pada molasses, jagung, kentang danmilk whey(R, Keyes, 1957).

Proses pembuatan dengan menggunakan metode fermentasi dengan bakteri

melalui reaksi :

C12H22O12 (aq) + H2O(l) C6H12O6 (aq) + C6H12O6 (aq) (1)

Sukrosa Air Glukosa Fruktosa

C6H12O6 (aq) 2 CH3CHOHCOOH(aq) (2)

Glukosa Asam Laktat

2 CH3CHOHCOOH(aq)+CaCO3(s) (CH3CHOHCOO)2Ca(aq)+H2O(l)+CO2(g) (3)

Asam Laktat Kalsium Karbonat Kalsium Laktat Air Karbondioksida

(R. Keyes. 1957) (N. Narayanan, A. Sarivastava. 2004)

Young-Jung Wee mengatakan sangat menguntungkan bila bahan baku

mempunyai kriteria :

• Murah

• Tingkat kontaminasi untuk bakteri rendah

• Laju dari fermentasi yang tinggi

• yang dihasilkan banyak

fermentasi

(13)

• Sedikit atau tidak mengandung produk samping

• Dapat difermentasi tanpa melakukan perlakuan awal

• Dapat beroperasi sepanjang tahun dalam jumlah besar

Dua jenis bakteri yang menghasilkan kalsium laktat adalah homofermenter

dan heterofermenter. Bakteri jenis pertama adalah homofermenter yang

hanya menghasilkan kalsium laktat sebagai produk. Sedang bakteri kedua

adalah heterofermenters, menghasilkan kalsium laktat dan dua produk

limbah tambahan, etanol dan karbon dioksida

(http://oketips.com/9706/ketahui-4-organisme-yang-melakukan-fermentasi-asam-laktat, 2012).Metoda

homofermentatif ini banyak digunakan di industri, dengan konversi yield

glukosa menjadi kalsium laktat lebih dari 90% (Hofvendahl dan Hahn–

Hägerdal, 2000).

Tabel 2. 1. Macam-macam bakteri penghasil kalsium laktat

Sumber : Beuchat (1995)

Homofermenter Heterofermenter

Enterococcus faecium Lactobacillus brevis

Enterococcus faecalis Lactobacillus buchneri

Lactobacillus acidophilus Lactobacillus cellobiosus

Lactobacillus lactis Lactobacillus confusus

Lactobacillus delbrueckii Lactobacillus coprophilus

Lactobacillus leichmannii Lactobacillus fermentatum

(14)

9

Tabel 2. 2. Kemampuan bakteriLactobacillus sp.mengolah kalsium laktat

Bahan baku Bakteri γ(yield) Produktivitas

g/L g/(jamL)

Molasses Lactobacillus delbrueckii NCIMB 8130 90 3,8

Gandum hitam Lactobacillus paracasei No. 8 84,5 2,4

Sweet sorghum Lactobacillus paracasei No. 8 81,5 2,7 Lactobacillus paracasei No. 8 106 3,5

Gandum Lactococcus lactis ssp. lactis ATCC 19435 106 1

Jagung Lactobacillus amylovorus ATCC 33620 10,1 0,8

Umbi kayu Lactobacillus amylovorus ATCC 33620 4,8 0,2

Kentang Lactobacillus amylovorus ATCC 33620 4,2 0,1

Beras Lactobacillus sp. RKY2 129 2,9

Barley Lactobacillus casei NRRL B-441 162 3,4 Lactobacillus amylophilus GV6 27,3 0,3

Selulosa Lactobacillus coryniformis ssp. torquens

ATCC 25600 24 0,5

Kertas daur

ulang

Lactobacillus coryniformis ssp. torquens

ATCC 25600 23,1 0,5

Kayu Lactobacillus delbrueckii NRRL B-445 108 0,9

Whey Lactobacillus helveticus R211 66 1,4

Lactobacillus casei NRRL B-441 46 4

Sumber : Young-Jung Wee, Jin_Nam Kim 2005

Perbandingan harga bahan baku untuk membuat kalsium laktat terdapat pada

table dibawah ini.

Tabel 2. 3. Perbandingan bahan baku untuk menghasilkan kalsium laktat

No Bahan Baku Harga (Rp/kg)

1 Molasses 700

2 Gandum 7.532

3 Jagung 1.200

4 Umbi Kayu 863

5 Kentang 7.000

6 Beras 6.750

7 Kertas Daur Ulang 1.250

8 Kayu 3.000

Sumber : PT. GMP,

http://sigapbencana-bansos.info/bansos/cluster-2/387-harga-singkong-naik-di-lampung-timur.html,

http://industri.kontan.co.id/news/harga-gandum-stabil-rata-rata-harga-tepung-terigu, http://regional.kompas.com/read/2012/03/06/14243119/Harga.Jagung.Anjlok.,

http://www.beritasatu.com/mobile/bisnis/40052-harga-pangan-stabil-sayuran-dan-cabai-naik.html,

Perum Bulog, http://www.bisnislimbahkertas.blogspot.com/,

(15)

Pemilihan molasses sebagai bahan baku didasarkan pada :

1. Molasses merupakan limbah industri gula, sehingga lebih tepat guna bila

dimanfaatkan kembali sebagai bahan baku.

2. Proses fermentasi molasses dengan menggunakanLactobacillus

delbrueckii NCIMB 8130menghasilkan yield 90 gr/L dan produktivitas 3,8 gr/(jam.L)

3. Dibandingkan dengan bahan baku lainny, mollases lebih ekonomis

dimanfaat sebagai bahan baku karena merupakan limbah, walaupun dari

yield dan produktivitas dengan menggunakansweeet sorghum, gandum, beras,barley, kayu.

Komposisi molasses sebagai bahan utama pembuatan kalsium laktat adalah

sebagai berikut :

Tabel 2. 4. Komposisi tetes tebu (molasses)

Komponen Jumlah

Sukrosa 38,94 %

Glukosa 14,43 %

Fruktosa 16,75 %

Air 18,82 %

Abu 11,06 %

Jumlah 100 %

Sumber :J.M. Paturau, 1989

B.Perhitungan Ekonomi Kasar

(16)

11

Dari ketiga persamaan diatas, persamaan dua dan tiga dieliminasi, sehingga dapat

diasumsikan, bahan baku yang dibeli hanya glukosa dan kalsium karbonat.

C6H12O6 (aq)+ CaCO3(s) (CH3CHOHCOO)2Ca(aq)+H2O(l)+CO2(g) (4)

Glukosa Kalsium Karbonat Kalsium Laktat Air Karbondioksida

1. Molasses

Diketahui yield = 90 g/L

Kapasitas perancangan = 30.000 Ton/ tahun

Molasses yang dibutuhkan= = .

= 333.333.333,3 L molasses

dimana ρ molasses = 1,422 kg/L, sehingga molasses yang dibutuhkan :

= 474.000.000 Kg molasses

Dari persamaan reaksi =

C6H12O6(l)+ CaCO3(S) (CH3CHOHCOO)2Ca(S) + H2O(l)+ CO2(g)

1 kg kalsium laktat (BM = 218,04) = 0,004 kmol kalsium laktat

CaCO3yang dbutuhkan untuk menghasilkan 1 kg kalsium laktat sebesar:

= mol kalsium laktat x BM CaCO3

= 0,004 x 100 = 0,4 kg

Kapasitas perancangan = 30.000 Ton kalsium laktat/ tahun

CaCO3per tahun = 30.000.000 x 0,4 kg

= 12.000 Ton CaCO3pertahun

Maka perhitungan ekonomi kasarnya

Harga total bahan baku =((Rp.700 x 474.000.000) + (Rp. 5.126 x 12.000.000)

=Rp393.312.000.000

Besar penjualan = Rp.30.000 x 30.000.000

(17)

Keuntungan pertahun = Penjualan–Modal =Rp.506.688.000.000

2. Gandum

Gandum yang dibutuhkan= = .

= 283.018.867,9 L Gandum

dimana ρ gandum = 0,56 kg/L, sehingga gandum yang dibutuhkan : = 158.490.566 Kg Gadum

C6H12O6 (aq)+ CaCO3(s) (CH3CHOHCOO)2Ca(aq)+H2O(l)+CO2(g)

= 0,004 x 100 = 0,4 kg

Harga total bahan baku = ((Rp.7.532 x 158.490.566) + (Rp. 5.126 x 12.000.000)

(18)

13

3. Jagung

Diketahui yield = 10,1 g/L

Jagung yang dibutuhkan= , = .

= 2.970.297.030 L Jagung

dimana ρ jagung = 0,72 kg/L, sehingga jagung yang dibutuhkan :

= 2.138.613.861 Kg jagung

= 0,004 x 100 = 0,4 kg

Harga total bahan baku = ((Rp.1.200 x 2.138.613.861 ) + (Rp. 5.126 x 12.000.000)

= Rp.2.627.848.633.200

= Rp.900.000.000.000

Keuntungan pertahun = Penjualan–Modal = -Rp1.727.848.633.200

4. Ubi kayu

(19)

Ubi yang dibutuhkan = , = .

= 6.250.000.000 L Ubi kayu

dimana ρ ubi kayu = 1,25 kg/L, sehingga ubi kayu yang dibutuhkan : = 7.812.500.000 Kg Ubi kayu

= 0,004 x 100 = 0,4 kg

Harga total bahan baku = ((Rp.863 x 7.812.500.000) + (Rp. 5.126 x 12.000.000)

= Rp.6.803.699.500.000

= Rp.900.000.000.000

Keuntungan pertahun = Penjualan–Modal = -Rp5.903.699.500.000

(20)

15

= 7.142.857.143 L kentang

dimana ρ kentang = 0,769 kg/L, sehingga kentang yang dibutuhkan :

= 5.492.857.143 Kg Kentang

= mol kalsium laktat x BM Ca(OH)2

= 0,004 x 100 = 0,4 kg

CaCO3Per tahun = 30.000.000 x 0,4 kg

Harga total bahan baku = ((Rp.7.000 x 5.492.857.143) + (Rp. 5.126 x 12.000.000)

= Rp. 38.511.512.001.000

= Rp.900.000.000.000

Keuntungan pertahun = Penjualan–Modal =-Rp.37.611.512.001.000

6. Beras

Beras yang dibutuhkan = = .

= 232.558.139,5 L Beras

dimana ρ beras = 0,72 kg/L, sehingga beras yang dibutuhkan :

(21)

= 0,004 x 100 = 0,4 kg

Harga total bahan baku = ((Rp.7.000 x 167.441.860,5 ) + (Rp. 5.126 x 12.000.000)

= Rp.1.233.605.023.500

= Rp.900.000.000.000

Keuntungan pertahun = Penjualan–Modal = -Rp.333.605.023.500

7. Kertas Bekas

Kertas yang dibutuhkan = , = .

= 1.298.701.299 L Kertas bekas

dimana ρ kertas = 0,24 kg/L, sehingga kertas yang dibutuhkan :

(22)

17

= 0,004 x 100 = 0,4 kg

Harga total bahan baku = ((Rp.1.250 x 311.688.311) + (Rp. 5.126 x 12.000.000)

=Rp.451.122.388.750

= Rp. 900.000.000.000

Keuntungan pertahun = Penjualan–Modal = Rp.448.877.611.250

8. Kayu

Kayu yang dibutuhkan = = .

= 277.777.777,8 L kayu

dimana ρ kayu = 0,7 kg/L, sehingga kayu yang dibutuhkan :

= 194.444.444,4 Kg kayu

(23)

= 0,004 x 100 = 0,4 kg

Harga total bahan baku = ((Rp.3.000 x 194.444.444,4) + (Rp. 15.000 x 12.000.000))

= Rp.644.845.333.200

= Rp.900.000.000.000

Keuntungan pertahun = Penjualan–Modal = Rp 255.154.666.800

Tabel 2.4. Hasil Perhitungan Analisis Ekonomi

No Bahan Baku Modal

(per tahun)

Penjualan

(per tahun)

Keuntungan

(per tahun)

1 Molasses Rp393.312.000.000 Rp.900.000.000.000 Rp.506.688.000.000

2 Gandum Rp.1.255.262.943.112 Rp.900.000.000.000 -Rp.355.262943.112

3 Jagung Rp.2.627.848.633.200 Rp.900.000.000.000 -Rp1.727.848.633.200

4 Ubi Kayu Rp.6.803.699.500.000 Rp.900.000.000.000 -Rp5.903.699.500.000

5 Kentang Rp. 38.511.512.001.000 Rp.900.000.000.000 -Rp.37.611.512.001.000

6 Beras Rp.1.233.605.023.500 Rp.900.000.000.000 -Rp.333.605.023.500

(24)

19

Berdasarkan perhitungan ekonomi kasar di atas, dipilihlah molasses sebagai

bahan baku karena molasses memberikan keuntungan lebih tinggi dibanding

bahan baku lainnya.

Proses pembuatan yang dipilih ialah metode fermentasi menggunakan

molasses dengan alasan :

1. Ketersediaan bahan baku karbohidrat yang berasal dari molasses yang

melimpah di Indonesia.

2. Bakteri Lactobacillus Delbreuckii dapat menguraikan gula dalam molasses

3. Biaya atau harga produksi cenderung lebih rendah jika dibandingkan

dengan menggunakan bahan baku lainnya.

C. Uraian Proses

Proses pembuatan kalsium laktat dilakukan secara semicontinue, dimana proses batch dilakukan sampai pada tangki penyimpanan, setelah tangki

penyimpanan dilakukan prosescontinue.

Pembuatan kalsium laktat dengan cara fermentasi secara garis besar terdiri

dari :

• Fermentasi

• Pemisahan biomassa, sisa nutrisi, dan kotoran lain

• Pemurnian

1. Fermentasi

Bahan baku yang tergolong murah untuk difermentasikan adalah :

starchy and cellulosic material, whey, molasses. Yang tergolong dalam

starchy and cellulosic materialantara lain : gandum, jagung, singkong, kentang, beras,sweet gorghum, rye, barley.Akan tetapi materi ini perlu dihidrolisis terlebih dahulu untuk mendapatkan gula fermentasi

(karbohidrat) sebelum difermentasikan (Young-Jung Wee, Jin-Nam

(25)

BakteriLactobacillus delbrueckiidipilih karena dapat memproduksi paling tinggi dengan menggunakan substrat yang mengandung senyawa

gula tanpa perlu perlakuan awal (Y. tokiwa dan Calabia 2007).

Senyawa gula tersebut antara lain : sukrosa, glukosa, fruktosa, maltosa

(P.D. Robinson 1988). Bakteri yang diperlukan untuk proses fermentasi

kalsium laktat sebanyak 1,7% dari jumlah molasse yang masuk. Malt

sprouts adalah nutrisi untuk bakteri yang ditambahkan sebanyak 3%

dari jumlah molasse yang masuk fermentor (J.M. Paturau, 1989). Kultur

diinokulasi denganLactobacillus delbrueckii. Kultur ini mengandung 15% gula, 0,375% malt spouts, 0,25% NH3PO4, 10% CaCO3,dan air

(R.Keyes 1957).

Feedyang berupa molasses segar terlebih dahulu di sterilisasi baru kemudian masuk ke Fermentor (FR-201) , CaCO3(s) masuk ke FR-201

menggunakan bucket elevator (BE-101) selanjutnya masuk pula kultur

bakteriL.delbruckiidari Pre Fermentor (PFR-101) ke FR-20,

ditambahkan pula air proses ke FR-201 untuk menurunkan komposisi

glukosa segar dari 14,43% menjadi 6% massa. Reaksi yang terjadi di

dalam Fermentor (FR-201) adalah :

Glukosa Asam Laktat

2CH3CHOHCOOH(aq)+CaCO3(s) (CH3CHOHCOO)2Ca(aq)+H2O(l)+CO2(g) (3)

Asam Laktat Kalsium Karbonat Kalsium Laktat Air Karbondioksida

Reaksi (1) mempunyai konversi 95% (US.Patent 2.143.359), sementara

(26)

21

Selama proses fermentasi pH harus dijaga antara 6-7 dengan suhu 45oC

dengan menggunakanbuffering agentCaCO3. Selain berfungsi untuk menjaga pH, penambahan dari CaCO3tersebut akan menghasilkan

garam laktat yaitu kalsium laktat ((CH3CHOHCOO)2Ca).

Fermentasi berlangsung selama 13,5 jam pada temperatur 45oC,

tekanan 1 atm. Selanjutnya keluaran fermentor difiltrasi untuk

memisahkan antara keluaran reaktor dengan protein dan juga logam

berat yang terlarut di dalam keuaran reaktor (US.Patent 2.143.359).

2. Pemisahan biomassa, sisa nutrisi dan kotoran lain

Keluaran dari fermentor selanjutnya difiltrasi dengan memggunakan

Rotary Filter(RF-201) yang mempunyai media penyaringan berupa microfilter hal ini dikarenakan ukuran bakteri sebesar 0,5-2 µm dan abu

yang juga mempunyai ukuran micron.

3. Permunian Produk

Permunian produk kalsium laktat diawali dengan mereaksikan asam

laktat sisa fermentasi menjadi kalsium laktat dengan penambahan

CaCO3berlebih di Reaktor (RE-201). Reaktor beroperasi pada suhu

45oC, tekanan 1 atm dan jenis reaktor adalah reaktor CSTR.Selanjutnya

keluaran dari reaktor masuk ke dalamcentrifuge(CF-301) untuk memisahkan antara campuran larutan kalsium laktat dan gula dengan

CaCO3sisa. Campuran kalsium laktat dan gula selanjutnya diumpankan

kecrystallizer(CR-301) sedangkan CaCO3sisa dikembalikan ke RE-201. Di CR-301 terjadi proses penguapan pada suhu 100oC, tekanan 1

atm. Larutanmother liquorselanjutnya diumpankan kecentrifuge (CF-302), campuran kristal kalsium laktat dan gula kemudian dikeringkan di

Rotary dryer(RD-301), sementaramother liquorsisanya dikembalikan ke CR-301. Dari RD-301, campuran kristal yang sudah bebas dari air,

diumpankan kemixing tank(MT-301) untuk melarutkan impuritis gula (sukrosa, glukosa dan fruktosa) dengan etanol absolute, pada MT-301

(27)

yang terlarut, karena kalsium laktat tidak larut dalam etanol. Keluaran

dari MT-301 masuk ke CF-303 untuk dipisahkan antara larutan gula

yang larut dengan etanol dan kristal kalsium laktat. Kristal kalsium

laktat selanjutnya dikerinkan diRotary dryer(RD-302) sedangkan larutan gula masuk kecrystallizer(CR-302). Di RD-302 kristal kalsium laktat dikeringkan dari uap etanol sehingga didapatkan kristal kalsium

laktat dengan kemurnian 100%.

4. PenangananImpuritis(Campuran gula)

Penanganan gula ini dengan mengkristalkan larutan gula dari CF-303

di CR-302 dengan proses penguapan untuk mendapatkan etanol

kembali. Etanol yang didapat dari CR-302 bersama dengan etanol dan

udara kering dari RD-302 masuk keCondensor(CD-301),condensor

ini selain mengkondensasi etanol juga melepaskan udara kering untuk

dikembalikan ke utilitas sehingga udara kering tersebut dapat dipakai

(28)

155

IX. INVESTASI DAN EVALUASI EKONOMI

Suatu pabrik layak didirikan jika telah memenuhi beberapa syarat antara lain

keamanan terjamin dan dapat mendatangkan keuntungan. Investasi pabrik

merupakan dana atau modal yang dibutuhkan untuk membangun sebuah pabrik

yang siap beroperasi termasuk untuk start updan modal kerja. Suatu pabrik yang didirikan tidak hanya berorientasi pada perolehan profit, tapi juga berorientasi pada pengembalian modal yang dapat diketahui dengan melakukan uji kelayakan

ekonomi pabrik.

A. Investasi

Investasi total pabrik merupakan jumlah darifixed capital investment,working capital investment,manufacturing costdangeneral expenses.

1. Fixed Capital Investment(Modal Tetap)

Fixed Capital Investment merupakan biaya yang diperlukan untuk mendirikan fasilitas-fasilitas pabrik secara fisik. FCI terdiri dari biaya

langsung (Direct Cost) dan biaya tidak langsung (Indirect Cost). Fixed capital investment pada prarancangan pabrik kalsium laktat ditunjukkan pada Tabel 9.1 berikut ini.

Tabel 9.1. Fixed capital investment

TABELFIXED CAPITAL INVESTMENT

1. Direct Cost

- Purchased equipment-delivered Rp 138.710.035.869,17 - Purchased equpment installation Rp 55.484.014.347,67 - Instrumentation dan controls Rp 20.806.505.380,37 - Piping(Biaya perpipaan) Rp 69.355.017.934,58 - Electrical (installed) Rp 41.613.010.760,75

- Buildings Rp 48.548.512.554,21

(29)

TotalDirect Cost Rp 466.065.720.520,39

2. Indirect Cost

- Engineering and supervision Rp 46.606.572.052,04 - Construction expenses Rp 37.285.257.641,63

- Contractor Fee Rp 18.642.628.820,82

- Biaya tak terduga Rp 52.893.039.910,22

- Plant start up Rp 39.669.779.932,67

Total indirect Cost Rp 195.097.278.357,37

Fixed Capital Investment Rp 661.162.998.877,77

2. Working Capital Investment(Modal Kerja)

WCI industri terdiri dari jumlah total uang yang diinvestasikan untuk stok

bahan baku dan persediaan; stok produk akhir dan produk semi akhir

dalam proses yang sedang dibuat; uang diterima (account receivable); uang tunai untuk pembayaran bulanan biaya operasi, seperti gaji, upah,

dan bahan baku; uang terbayar (account payable); dan pajak terbayar (taxes payable). WCI untuk prarancangan pabrik kalsium laktat adalah Rp 116.675.823.331,37

3. Total Production Cost (TPC)

Merupakan total biaya produksi kalsium laktat yang terdiri dari:

a. Manufacturing Cost(Biaya Produksi)

Modal digunakan untuk biaya produksi, yang terbagi menjadi tiga macam

yaitu biaya produksi langsung, biaya tetap dan biaya tidak langsung.

Biaya produksi langsung adalah biaya yang digunakan untuk pembiayaan

langsung suatu proses, seperti bahan baku, buruh dan supervisor,

perawatan dan lain-lain. Biaya tetap adalah biaya yang tetap dikeluarkan

baik pada saat pabrik berproduksi maupun tidak, biaya ini meliputi

depresiasi, pajak dan asuransi. Biaya tidak langsung adalah biaya yang

(30)

157

Tabel 9.2. Manufacturing cost

MANUFACTURING COST

1. Direct manufacturing cost

- Raw Material Rp 236.350.627.655,58

- Utilitas Rp 24.549.125.905,14 - Maintenance and repair cost Rp 39.669.779.932,67 - Operating labor Rp 66.019.576.984,89 - Direct Supervisory Rp 6.601.957.698,49 - Operating supplies Rp 4.958.722.491,58 - Laboratory charges Rp 9.902.936.547,73

- TotalDirect manufacturing cost Rp 388.052.727.216,09

2. Fixed Charges

- Depresiasi Rp 66.116.299.887,78 - Pajak lokal Rp 13.223.259.977,56 - Asuransi Rp 6.611.629.988,78

TotalFixed Charges Rp 85.951.189.854,11

3. Plant Overhead Cost(POC) Rp 66.019.576.984,89

TotalManufacturing cost Rp 540.023.494.055,09

• General Expenses(Biaya Umum)

Selain biaya produksi, ada juga biaya umum yang meliputi

administrasi, sales expenses, penelitian dan finance. Besarnya general expensespabrik kalsium laktat ditunjukkan pada Tabel 9.3 berikut ini. Tabel 9.3.General expenses

GENERAL EXPENSES

1. Administrative cost Rp 8.658.800.000,00

2. Distribution and Selling Cost Rp 52.815.661.587,91 3. Research and Development Cost Rp 19.805.873.095,47

4. Financing Rp 38.891.941.110,46

TotalGeneral Expenses Rp 120.172.275.793,84

Tabel 9.4 Biaya Administratif

No. Jabatan Gaji/ bulan

(Rp)

Jumlah Gaji Total/tahun

(Rp) 1. Direktur Utama 30.000.000 1 360.000.000

2. Direktur (produksi + keuangan) 20.000.000 2 480.000.000

3. Staf Ahli 10.000.000 2 240.000.000

4. Kepala bagian 10.000.000 5 600.000.000

5. Kepala seksi 7.000.000 12 1.008.000.000

6. Sekretaris Direktur 3.000.000 3 108.000.000

Karyawanshift, terdiri dari :

7. Kepala regu 5.500.000 12 792.000.000

8. Proses 4.000.000 40 1.920.000.000

(31)

10. Utilitas 3.000.000 36 1.296.000.000

11. Satpam 1.500.000 12 216.000.000

Karyawan non shift, terdiri dari :

12. Karyawan Litibang 2.500.000 4 120.000.000

13. Karyawan Personalia 2.500.000 4 120.000.000

14. Humas 2.500.000 2 60.000.000

15. Pembelian 2.500.000 4 120.000.000

16. Pemasaran 2.500.000 4 120.000.000

17. Administrasi 2.500.000 4 120.000.000

18. Kas 3.500.000 4 168.000.000

19. Pemeliharaan 2.500.000 4 120.000.000

20. Sopir 1.500.000 3 54.000.000

21. Pesuruh 900.000 6 64.800.000

22. Cleaning service 1.000.000 6 72.000.000

23. Dokter 6.000.000 2 144.000.000

24. Paramedis 2.000.000 3 72.000.000

25 Peralatan Kantor 25.000.000

26 Legal,Fee &Auditing 40.000.000

27 Komunikasi 75.000.000

TotalAdministrative cost 179 8.658.800.000

(Sumber :Indonesia Salary Handbook2009/20010 )

b. Total Production Cost(TPC)

TPC = manufacturing cost + general expenses

= Rp 660.195.769.848,93

B. Evaluasi Ekonomi

Evaluasi atau uji kelayakan ekonomi pabrik kalsium laktat dilakukan dengan

menghitung Return on Investment (ROI), Payout Time (POT), Break Even Point (BEP), Shut Down Point (SDP), dan cash flow pabrik yang dihitung dengan menggunakan metodeDiscounted Cash Flow(DCF).

1. Return On Investment(ROI)

(32)

159

28,43%. Berdasarkan Tabel 6.21 hal 254 Vilbrant 1959 kriteria nilai

persen ROI minimum untuk beragam pabrik adalah:

Tabel 9.5.Minimum acceptable persent return on investment

Industri PersenReturn on Investment

Sebelum Pajak Sesudah Pajak

Low Avr High Low Avr High

Chemical proses 15 30 45 7 15 21

Drugs 25 43 56 13 23 30

Petroleum 18 29 40 12 20 28

Metal 10 17 25 5 9 13

2. Pay Out Time(POT)

Pay out time merupakan waktu minimum teoritis yang dibutuhkan untuk pengembalian modal tetap yang diinvestasikan atas dasar keuntungan

setiap tahun setelah ditambah dengan penyusutan dan dihitung dengan

menggunakan metode linier (Timmerhaus, hal 309). Waktu pengembalian

modal pabrik kalsium laktat adalah 2,31 tahun. Angka 2,31 tahun

menunjukkan lamanya pabrik dapat mengembalikan modal dimulai sejak

pabrik beroperasi. Berdasarkan kriteria maksimal payback period (payout time) untuk beragam pabrik adalah berdasarkan Tabel 6.21 Vilbrant 1959 dapat dilihat pada Tabel 9.6.

Tabel 9.6.Acceptable payout timeuntuk tingkat resiko pabrik

Pay Out Time

Industri Sebelum Pajak Sesudah Pajak

Low Avr High Low Avr High

Chemical proses 6,7 3,3 2,2 14,3 6,7 4,8

Drugs 4,0 2,3 1,8 7,7 4,3 3,3

Petroleum 5,6 3,4 2,5 8,3 5,0 3,6

(33)

3. Break Even Point(BEP)

BEP adalah titik yang menunjukkan jumlah biaya produksi sama dengan

jumlah pendapatan. Nilai BEP pada prarancangan Pabrik kalsium laktat

ini adalah 24 %. Nilai BEP tersebut menunjukkan pada saat pabrik

beroperasi 24 % dari kapasitas maksimum pabrik 100%, maka pendapatan

perusahaan yang masuk sama dengan biaya produksi yang digunakan

untuk menghasilkan produk sebesar 24 % tersebut.

4. Shut Down Point(SDP)

Nilai Shut Down Point (SDP) suatu pabrik merupakan level produksi di mana pada kondisi ini lebih baik menutup pabrik daripada

mengoperasikannya. Nilai SDP pada prarancangan pabrik kalsium laktat

ini adalah 10 %, jadi pabrik akan tutup jika beroperasi di 10 % dari

kapasitas produksi total. Grafik BEP, SDP ditunjukkan pada Gambar 9.1

Gambar 9.1. Grafik Analisa Ekonomi

✁ ✂+00

2.00E+11 4.00E+11 6.00E+11 8.00E+11 1.00E+12

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Rp

Kapasitas Produksi (%)

Grafik BEP

Sale Total Cost Fixed Cost

BEP

(34)

161

C. Angsuran Pinjaman

Total pinjaman pada prarancangan pabrik kalsium laktat ini adalah 45% dari

total investasi yaitu Rp 350.027.469.994,11. Angsuran pembayaran pinjaman

tiap tahun ditunjukkan pada lampiran E Tabel E.10.

D. Discounted Cash Flow(DCF)

Metode discounted cash flow merupakan analisa kelayakan ekonomi yang berdasarkan aliran uang masuk selama masa usia ekonomi pabrik. Periode

pengembalian modal secara discounted cash flow ditunjukkan pada Tabel E.10. lampiran E dan kurva Cummulative Cash Flow (Gambar 9.2). Payout timepabrik kalsium laktat adalah 2,31 tahun daninternal rate of returnpabrik kalsium laktat adalah 35,31%.

Gambar 9.2 KurvaCummulative Cash Flow (MetodeDiscounted Cash Flow)

Hasil evaluasi atau uji kelayakan ekonomi pabrik kalsium laktat disajikan

dalam tabel di bawah ini :

Tabel 9.7. Hasil uji kelayakan ekonomi

No Analisa Kelayakan Persentase (%) Batasan Keterangan

1. ROI 28,43 % Min. 21 % Layak

2. POT 2,31 tahun Maks. 4,8 tahun Layak

(35)

PRARANCANGAN PABRIK KALSIUM LAKTAT DARI MOLASSES DAN KALSIUM KARBONAT

KAPASITAS 30.000 TON/TAHUN

Oleh

SUHESTI FORSELA

Pabrik Kalsium Laktat berbahan baku molasses dan kalsium karbonat, akan didirikan di Gunung Batin, Lampung Tengah. Pabrik ini berdiri dengan mempertimbangkan ketersediaan bahan baku, sarana transportasi yang memadai, tenaga kerja yang mudah didapatkan dan kondisi lingkungan.

Pabrik direncanakan memproduksi kalsium laktat sebanyak 30.000 ton/tahun, dengan waktu operasi 24 jam/hari, 330 hari/tahun. Bahan baku yang digunakan adalah molasses sebanyak 215.281,56 kg/batch dan kalsium karbonat sebanyak 2.493,32 kg/jam.

Penyediaan kebutuhan utilitas pabrik kalsium laktat berupa pengadaan air, pengadaansteam, pengadaan listrik, kebutuhan bahan bakar, dan pengadaan udara kering serta udara instrumentasi.

Bentuk perusahaan adalah Perseroan Terbatas (PT) menggunakan struktur organisasilinedanstaffdengan jumlah karyawan sebanyak 179 orang.

Dari analisis ekonomi diperoleh:

Fixed Capital Investment (FCI) = Rp 661.162.998.877,77

Working Capital Investment (WCI) = Rp 116.675.823.331,37

Total Capital Investment (TCI) = Rp 777.838.822.209,14

Break Even Point (BEP) = 24 %

Shut Down Point (SDP) = 10 %

Pay Out Time before taxes (POT)b = 1,93 tahun

(36)

ABSTRACT

MANUFACTURE OF CALCIUM LACTATE FROM MOLASSES AND CALCIUM CARBONATE

CAPACITY OF 30,000 TONS / YEAR

By

SUHESTI FORSELA

Factory raw material molasses Calcium lactate and calcium carbonate, will be erected on Mount Batin, Central Lampung. The factory was established by considering the availability of raw materials, transportation facilities, readily available labor and environmental conditions.

The factory is planned to produce calcium lactate of 30,000 tons / year, with operating time of 24 hours / day, 330 days / year. The raw materials used are much molasses 215,281.56 kg / batch and calcium carbonate as much as 2493.32 kg / hr.

Provision of utility plant needs calcium lactate the provision of water, provision of steam, electricity supply, fuel requirements, and procurement of dry air and air instrumentation.

The form is a Limited Liability company (PT) using a line and staff organizational structure and employs as many as 179 people.

From the economic analysis is obtained:

Fixed Capital Investment (FCI) = Rp 661,162,998,877.77 Working Capital Investment (WCI) = Rp 116,675,823,331.37 Total Capital Investment (TCI) = Rp 777,838,822,209.14 Break Even Point (BEP) = 24%

Shut Down Point (SDP) = 10%

Pay Out Time before taxes (POT) b = 1.93 years Pay Out Time after taxes (POT) a = 2.31 years Before taxes Return on Investment (ROI) b = 35.43% After taxes Return on Investment (ROI) a = 28.43% Discounted cash flow (DCF) = 31.96%

(37)

KAPASITAS 30.000 TON/TAHUN

(Perancangan Reaktor (RE - 201))

Oleh

SUHESTI FORSELA

(38)

X. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

Berdasarkan hasil analisis ekonomi yang telah dilakukan terhadap Prarancangan

Pabrik kalsium laktat dari molasses dan kalsium karbonat dengan kapasitas

30.000 ton/tahun dapat ditarik simpulan sebagai berikut :

1. Percent Return on Investment(ROI) sesudah pajak adalah 28,43 %. 2. Pay Out Time(POT) sesudah pajak adalah 2,31 tahun

3. Break Even Point(BEP) sebesar 24 % dimana syarat umum pabrik di Indonesia adalah 20–60 % kapasitas produksi.Shut Down Point(SDP) sebesar 10%, yakni batasan kapasitas produksi sehingga pabrik

harus berhenti berproduksi karena merugi.

4. Discounted Cash Flow Rate of Return(DCF) sebesar 31,96 %, lebih besar dari suku bunga bank sekarang sehingga investor akan lebih

memilih untuk berinvestasi ke pabrik ini dari pada ke bank.

B. SARAN

Pabrik kalsium laktat dari molasses dan kalsium karbonat dengan kapasitas tiga

puluh ribu ton per tahun sebaiknya dikaji lebih lanjut baik dari segi proses