PABRIK SUSU EVAPORASI DARI SUSU SAPI.

(1)

Oleh :

GRADDIA THEO CHRISTYA PUTRA NPM : 1131210062

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”

SURABAYA – JAWA TIMUR

(2)

PRA RENCANA PABRIK

Diajukan Untuk Memenuhi Sebagai Persyaratan Dalam Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Jurusan Teknik Kimia

Oleh :

GRADDIA THEO CHRISTYA PUTRA

NPM : 1131210062

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”

JAWA TIMUR

(3)

(4)

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan YME atas karunia dan

rahmat-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan dengan baik pra rencana pabrik ini yang

berjudul “Pabrik Susu Evaporasi Dari Susu Sapi”.

Pra rencana ini disusun untuk memenuhi tugas yang diberikan kepada

mahasiswa Program Studi Teknik Kimia, Universitas Pembangunan Nasional

“Veteran” Jawa Timur sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana

Teknik Kimia.

Sebagai dasar penyusunan pra rencana pabrik ini adalah teori yang

diperoleh selama kuliah, data-data dari majalah, internet maupun literatur yang

ada. Selanjutnya, dengan tersusunnya pra rencana pabrik ini, saya menyampaikan

ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Ir. Sutiyono, MT selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri,

Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.

2. Ibu Ir. Retno Dewati, MT selaku Kepala Jurusan Teknik Kimia,

Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.

3. Ibu Ir. Tatiek Sri Hajati, MT selaku dosen pembimbing.

4. Bapak, Ibu, Saudara tercinta yang telah memberikan dorongan, doa, dan

restu serta semangat demi berhasilnya studi kami.

5. Rekan-rekan serta semua pihak yang secara langsung maupun tidak

(5)

terima dengan senang hati.

Akhir kata, semoga pra rencana pabrik ini dapat memberi manfaat bagi

kita semua.

Surabaya, Juni 2013

(6)

Daftar Isi iii

Daftar Tabel iv

Daftar Gambar vi

Daftar Grafik vii

INTISARI viii

Bab I Pendahuluan I-1

Bab II Seleksi dan Uraian Proses II-1

Bab III Neraca Massa III-1

Bab IV Neraca Panas IV-1

Bab V Spesifikasi Peralatan V-1

Bab VI Utilitas VI-1

Bab VII Struktur Organisasi VII-1

Bab VIII Ekonomi Teknik VIII-1

(7)

Tabel I.2 Pembagian Luas Pabrik I-15

Tabel VI.1. Unit Penyedia Steam VI-3

Tabel VI.2.1 Baku Mutu Air Baku Harian VI-7

Tabel VI.2.2 Persyaratan Air Pendingin dan Air Umpan Boiler VI-9

Tabel VI.2.3 Air Pendingin VI-10

Tabel VI.2.4 Air Proses VI-12

Tabel VI.2.5 Refrigeran VI-13

Tabel VI.4.1 Kebutuhan Listrik untuk peralatan proses dan utilitas VI-75

Tabel VI.4.2 Kebutuhan Listrik Ruang Pabrik dan daerah Pabrik VI-76

Tabel VI.4.3 Kebutuhan Listrik Ruang Penerangan Pabrik dan

daerah Pabrik

VI-77

Tabel VII.1 Jadwal kerja karyawan Proses VII-10

Tabel VII.2 Perincian Jumlah Tenaga Kerja VII-11

Tabel VIII.1 Hubungan Antara Kapasitas Produksi dengan Biaya

Produksi Total

VIII -8

Tabel VIII.2 Hubungan Antara Tahun Konstruksi Dengan Modal

Sendiri

VIII -8

Tabel VIII.3 Hubungan Antara Tahun Konstruksi Dengan Modal

Pinjaman Dari Bank

VIII -9

(8)

(9)

Gambar I.2 Peta Lokasi Pabrik I-18

Gambar II.3 Flowsheet Pengembangan Pabrik Susu Evaporasi II-4

Gambar II.4 Lay Out Peralatan Pabrik II-6

Gambar VI.2.5 Simple joule thompson cycle refrigerator VI-13

Gambar VI.2.6 Tangki Penampung Musicool 12 VI-14

(10)

(11)

evaporasi. Pabrik susu kental manis ini mempunyai kapasitas sebesar 130.000

ton/tahun dan direncanakan bekerja secara kontinyu dengan waktu produksi 330

hari per tahun . Lokasi pendirian pabrik di Boyolali, Jawa Tengah dipilih

berdasarkan persediaan bahan baku, air dan kemudahan transportasi.

Proses pembuatan susu evaporasi terdiri dari 3 tahap, yaitu tahap

pencampuran, penguapan dan pendinginan. Pada tahap pencampuran susu segar

ditambahkan bahan penolong seperti larutan milk skim, larutan sukrosa, vitamin

A, vitamin B1, dan vitamin D3. Bahan-bahan tersebut di proses pada tangki

pencampuran menjadi larutan susu dengan temperatur 63oC dan tekanan 1 atm.

Pada tahap penguapan, larutan susu tersebut diuapkan didalam single evaporator

pada keadaan vakum 0,868 atm dengan temperatur 97oC. Sebelum pengemasan

produk susu kental manis di dinginkan pada temperatur 4oC.

Kebutuhan pendingin di peroleh dari air pendingin. Kebutuhan listrik di

peroleh dari PLN dan Generator, dan untuk air pendingin diperoleh dari sungai

terdekat. Pabrik ini menggunakan system organisasi perseroan terbatas atau PT ,

dengan bentuk organisasi garis dan staf.

Dari hasil perhitungan dan pembahasan yang telah dilakukan dapat

disimpulkan beberapa hal sebagai berikut :

1. Perencanaan Operasi : 24 jam / hari

(12)

5. Kebutuhan Utilitas

- Bahan bakar : 701,513 liter / hari

- Air : 537.4365639 m3 / hari

- Listrik : 247,5 kWh

6. Bentuk Perusahaan : Perseroan Terbatas

7. Struktur Organisasi : Garis dan Staf

8. Jumlah Tenaga Kerja : 146 Orang

9. Umur Pabrik : 10 tahun

10.Masa Konstruksi : 2 Tahun

11.Lokasi Pabrik : Boyolali , Jawa Tengah

12.Analisa Ekonomi

- Modal Tetap (FCI) : Rp. 192.995.342.218,23

- Modal Kerja (WCI) : Rp. 448.881.820.300,32

- Modal Total (TCI) : Rp. 641.877.162.518,55

- Internal Rate of Return (IRR) : 22,73%

- Rate On Equity (ROE) : 34,032 %

- Pay Out Periode (POP) : 4 tahun 9 hari

(13)

2. Brownell L.E. and Young E.H., “Equipment Design”, John Willey-Tuttle,1950.

3. Christie J. Geankoplis, “Transport Process and Unit Operations” 3nd edition, Allyn and Bacon, Inc.

4. Coulson, J.M., Richardxon, J.F., “Chemical Engineering”, vol.II, Pergamon Press. Oxford, 1983.

5. Fouse, Alan S, “Priciple of Unit Operation”, BethlehemPensylvania”, 1959. 6. Hammer, Mark J, “Water and Waste water Technology”, 5th edition,

Prentice-Hall, Inc, New Jersey, 2004.

7. Himmeblau, D.M., “Basic Principles and Calculation in Chemical Engineering”, 4th edition, 1982.

8. Hougen, Watson, Ragats, “Chemical Process Principles”, 2nd edition, John Wiey and Sons, 1934.

9. Hugot, E, “Handbook of Cane Sugar Engineering”, 2nd edition, Elsevier, Amsterdam, 1972.

10. Kern, D.Q., “Process Heat Transfer”, McGraw-Hill International.

11. Kirk-Othmer, ”Encyclopedia of Chemical Technology”, 3nd edition, vol.15, John Wiley and Son, New York, 1981.

12. McCabe W.L., Smith C.J., Harriod, “Unit Operation of Chemical Engineering” 3rd edition, McGraw-Hill, Kogakusa Ltd., Tokyo, 1976.

13. Meade-Chen, “Cane Sugar Handbook”, 11th edition, John Wiley and Sons, New York, 1975.

14. Nonhebel, G, “Drying of Solids in Chemical Industry”, Butterwourth, London, 1971.

15. Peter and Timmerhaus, ”Plant Design and Economic for Chemical Engineers”, 4th edition, McGraw-Hill, Inc., 1991.

16. Robert Perry and Cecil H. Chilton, “Chemical Engineers Hand Book”, 7th edition, McGraw-Hill International Book Company.

17. Smith J.M., Van Ness, H.T., “Introduction of Chemical Engineering Thermodynamics” 4th edition, McGraw-Hill Book Co, Singapore, 1995. 18. Ulrich, Gael D., “A Guide to Chemical Engineering Process Design and

Economic”, John Wiley and sons Inc. New York, 1959.

19. Suharto, 1991. “Teknologi Pengawetan Makanan”. Jakarta : PT. Rineka Cipta.

20. Buckle, K.A, dkk. 1985. “Ilmu Pangan”. Diterjemahkan oleh Hari Purnomo dkk. Jakarta : Universitas Indonesia.

21. McCabe, dkk. 1999 . “Operasi Teknik Kimia”, Diterjemahkan Jasjfi. Jakarta : Erlangga.

(14)

27. www.google.com

(15)

PENDAHULUAN

I.1. Tinjuan Umum

Produk susu budidaya telah diproduksi sebagai bahan makanan selama ±

4500 tahun, sejak millennium ke-3 SM. Pada saat itu masyarakat masih

mengkonsumsi dalam bentuk susu sapi segar yang langsung diminum. Seiring

dengan berubahnya pandangan masyarakat dan teknologi muncullah beberapa

produk olahan susu antara lain susu pasteurisasi, susu kental (Susu Evaporasi),

susu bubuk, yogurt dan keju. (www.wikipedia.org, 2007)

Susu kental diproses dengan menggunakan metode evaporasi. Pada tahun

1200 Marco Polo mengenalkan produk susu kental seperti susu konsentrat di

Mongolia. Kemudian 600 tahun yang lalu sebelum Marco Polo menemukan

literatur untuk susu kental, tetapi oleh pemerintah akan direncanakan untuk

dipatenkan. (www.wikipedia.org, 2007)

Pada tahun 1960 Nestle masuk ke Indonesia sebagai pengimpor susu,

setelah melihat prospek industri susu di Indonesia cukup baik maka pada tanggal

29 Maret 1971 didirikan pabrik produksi susu dengan nama PT.Food Specialities

Indonesia (PT. FSI) dan berganti nama menjadi PT. Nestle, Tbk pada tanggal 1

(16)

Nestle, 2007)

Sekitar tahun 1920 pemerintah Hindia-Belandamenetapkan aturan

mengenai produksi susu Melk-Codex. Salah satu aturan persusuan ini adalah

mengenai kondisi mikroba atau bakteri psychotropic pada susu segar dibawah 1

juta mikroba untuk setiap 1 cm3 susu segar standart ini dibuat untuk memenuhi

kualitas susu segar yang siap minum tanpa melalui proses lebih lanjut.

(www.wikipedia.org, 2007)

Pengembangan pabrik susu evaporasi atau penambahan pabrik susu

evaporasi di Indonesia merupakan salah satu solusi yang tepat untuk mengatasi

masalah kurangnya minat masyarakat untuk konsumsi susu karena harga yang

terlampau mahal di Indonesia. Berdasarkan kenyataan bahwa susu kental

(Evaporasi) merupakan susu yang mempunyai harga lebih murah dibandingakan

dengan susu bubuk.

( www.quickyed.co.cc,2010)

I.1.1. Manfaat

Di pandang dari segi gizi, susu merupakan makanan yang hampir

sempurna. Komponen susu lebih lengkap dari pada bahan pangan asal hewan lain

karena komponen - komponen yang dibutuhkan oleh tubuh manusia semuanya

terdapat dalam susu yaitu protein, lemak, karbohidrat, mineral, vitamin, dan air.

(17)

yang tidak sedikit, diantaranya:

 Mencegah osteoporosis dan menjaga tulang tetap kuat.

Bagi anak-anak, susu berfungsi untuk pertumbuhan tulang yang membuat

anak menjadi bertambah tinggi.

 Menurunkan tekanan darah.

 Mencegah kerusakan gigi dan menjaga kesehatan mulut.

Susu mampu mengurangi keasaman mulut, merangsangair liur,

mengurangi plak dan mencegah gigi berlubang.

 Menetralisir racun seperti logam atau timah yang mungkin terkandung

dalam makanan.

 Mencegah terjadinya kanker kolon atau kanker usus.

 Mencegah diabetes tipe 2.

 Mempercantik kulit, membuatnya lebih bersinar.

 Membantu agar lebih cepat tidur.

Hal ini karena kandungan susu akan merangsang hormon melatonin yang

akan membuat tubuh mengantuk. (kumpulan.info, 2007)

I.1.3. Aspek Ekonomi

Kebutuhan susu kental (Evaporasi) di Indonesia semakin meningkat

sejalan dengan semakin meningkatnya kebutuhan dalam pemenuhan gizi bagi

(18)

Tahun Kapasitas Produksi (liter/th)

2001 104.859

2002 105.884

2003 111.024

2004 114.108

( Badan Pusat Statistik )

Berdasarkan tabel diatas, dapat dibuat grafik hubungan antara kebutuhan

produk dengan tahun produksi.

Dari grafik diatas dengan metode regresi linear ( Menggunakan Microsoft

Excel ), maka di dapatkan persamaan untuk mencari kebutuhan pada tahun

tertentu dengan persamaan :

Y = 3288.7x – 6.000.000

Grafik Kapasitas Produksi Susu Evaporasi

produksi

(19)

X = Tahun ke-n

Pabrik ini direncanakan beroperasi pada tahun 2014, sehingga untuk mencari

kapasitas pada tahun 2014, maka X = 2014

Kapasitas pada tahun 2014 :

Y = (3288.7)(2014) – 6.000.000

= 623441.8 ton / tahun.

Dengan demikian maka Kapasitas Produksi susu evaporasi pada tahun 2014

adalah 623441.8 ton/tahun

Untuk itu kapasitas terpasang pada pabrik ini direncanakan mengambil 21% dari

jumlah total produksi tahun 2014 sebesar :

21% x 623441.8 ton/tahun = 130922.778 ton/tahun ≈ 130.000 ton/tahun

I.1.4. Sifat Fisik dan Kimia Bahan Baku

1. Susu Segar

Sifat-sifat Fisik Susu Segar :

 Warna, Bau, dan Rasa Susu Segar

Warna putih karena mengandung kasein. Sedangkan warna

susu yang agak kekuning-kuningan disebabkan oleh warna

(20)

mengandung gula susu dalam bentuk laktosa sekitar 4,8%.

 Berat jenis susu pada temperatur 20oC : 1,032 gr/cm3.

 Titik Beku Susu Segar : - 0,525oC.

 Boiling point : 100,17oC.

Sifat-sifat Kimia Susu Segar :

 pH : 6,5 - 6,7

2. Susu Skim (MSK)

Sifat – sifat Fisik Susu Skim :

 Berwarna putih.

 Berbentuk padatan.

 Kandungan air : maksimal 3,7%

 Dirt test : maksimal disc A

 Tidak memiliki penyimpangan rasa dan karamelisasi

Sifat – sifat Kimia Susu Skim :

 Lemak 0,1 %.

 Protein 3,7 %.

 Laktosa 0,8 %.

(Buckle, dkk,1985)

3. Trikalsium pospat

Sifat – sifat Fisik Trikalsium pospat :

(21)

 Melting Point : 1670oC atau 3038oF

 Terbuat dari : Tepung tulang

 Kandungan Ca : 37,5-40%

 Flourida : maksimal 0,0075%

 Logam berat sebagai Pb : maksimal 0,003%

 Uji saringan (melalui 38 mesh) : minimal 99%

Sifat kimia Tri calcium pospat adalah sedikit larut dalam air.

4. Sukrosa

Sifat – sifat Fisik Sukrosa :

 Rumus molekul : C12H22O11.

 Berat molekul : 342,29648 g/mol.

 Berbentuk Kristal.

 Rasanya manis.

 Density : 1,587 gr/cm3.

 Melting point : 1860oC.

 Kandungan air maksimal 0,05%

 Dirt test : bebas dari pengotor

 Mempunyai rasa yang manis

Sifat kimia sukrosa adalah larut dalam air (211,5 g/100 ml pada 20oC).

5. Vitamin A

Sifat-sifat Fisik Vitamin A :

(22)

 Spesific Gravity: 0,92.

 Rasanya hambar

 Berwarna kuning emas

 Tidak larut dalam air dingin

 Berbentuk cair

(MSDS Vitamin A)

6. Vitamin B1

Sifat-sifat Fisik Thiamin :

 Berat molekul: 327,36 gr/mol

 Melting point : 198oC atau 388,4oF

 Sebagian dapat larut dalam air dingin

(MSDS Thiamin)

7. Vitamin D

Sifat-sifat Fisik Coleciferol :

 Berat molekul: 384,65 gr/mol

 Melting point : 84,5oC atau 184,1oF.

 Berbenuk padatan

 Larut dalam air dingin

(23)

I.2.1 Lokasi Pabrik

Dalam perencanaan suatu pabrik, penentuan lokasi suatu pabrik

merupakan salah satu factor utama dalam menentukan keberhasilan suatu

pabrik. Penentuan ini juga ditinjau dari segi ekonomis yaitu berdasarkan

pada :Return on Investment”, yang merupakan persentase pengembalian

modal tiap tahun.

Daerah operasi ditentukan oleh factor utama, sedangkan tepatnya

lokasi pabrik yang yang dipilih ditentukan oleh factor-faktor khusus.

Setelah mempelajari dan mempertimbangkan factor-faktor yang

mempengaruhi penentuan lokasi tersebut , maka pabrik yag direncanakan

ini didirikan di daerah Boyolali , Jawa Tengah.

Adapun alasan pemilihan lokasi tersebut karena dengan

mempertimbangkan faktor-faktor utama dan faktor-faktor khusus.

I.2.1.1 Faktor Utama

Faktor Utama meliputi :

a. Bahan Baku

Persediaan Bahan Baku dalam suatu pabrik adalah merupakan

salah satu faktor penentuan dalam memilih lokasi pabrik yang tepat.

(24)

sekitarnya.

b. Pemasaran

Dengan melihat pangsa pasar yang prospektif maka produk ini bisa

dikatakan memenuhi pangsa pasar tersebut. Distribusi dan pemasaran dari

produk dapat dilakukan melalui kota – kota besar di Provinsi Jawa Tengah.

c. Tenaga Listrik dan Bahan Bakar

Agar Produksi dari pabrik ini tidak bergantung pada supply listrik

dari PLN dan untuk menghemat beaya, maka didirikan unit-unit

pembangkit listrik sendiri, sehingga PLN digunakan apabila pabrik tidak

beroperasi dan apabila generator ada kerusakan . Dengan demikian pabrik

diharapkan dapat berjalan dengan lancar. Bahan bakar untuk pabrik ini

mudah diperoleh dari Pertamina.

d. Persediaan Air

Air merupakan bagian yang sangat penting dalam suatu Industri

Kimia . Dalam hal ini air digunakan sebagai sanitasi , pencegahan bahaya

kebakaran , media pendingin , steam serta untuk air proses. Selama pabrik

beroperasi , kebutuhan air relatif cukup banyak , maka untuk memenuhi

kebutuhan air tersebut diambil air sungai yang letaknya tidak jauh dari

lokasi pabrik dengan melakukan pengolahan terlebih dahulu. Mengingat

lokasi pabrik ini direncanakan dekat dengan aliran sungai, maka persoalan

(25)

Keadaan iklim dan cuaca di daerah lokasi pabrik pada umumnya

baik , tidak terjadi angin rebut , gempa bumi maupun banjir.

I.2.1.2 Faktor Khusus

Faktor-faktor khusus meliputi :

a. Transportasi

Salah satu faktor khusus yang perlu diperhatikan dalam

perencanaan pabrik adalah faktor Transportasi, baik untuk bahan baku

maupun untuk produk-produk yang dihasilkan. Masalah transportasi tidak

mengalami kesulitan karena tersedianya sarana perhubungan yang baik.

Fasilitas pengangkutan darat dapat dipenuhi dengan adanya jalan raya

yang dilalui oleh kendaraan yang bermuatan berat dan fasilitas

pengangkutan laut dapat dipenuhi dengan tersedianya

pelabuhan-pelabuhan baik di Semarang maupun di Cilacap. Untuk transportasi udara

dapat dipenuhi melalui bandara udara di Jogjakarta dan Semarang.

b. Buangan Pabrik

Dalam hal ini , buangan pabrik tidak menimbulkan persoalan yang

penting, karena pabrik ini tidak membuang sisa-sisa proses produksi yang

mengandung bahan yang berbahaya karena air buangan pabrik telah

mengalami pengolahan terlebih dahulu sebelum dibuang ke badan

(26)

Umumnya tenaga kerja dapat dengan mudah dipenuhi dari daerah

sekitar lokasi pabrik dengan ongkos buruh yang cukup murah dan hal ini

merupakan langkah positif untuk mengurangi angka pengangguran.

d. Peraturan Pemerintah dan Peraturan Daerah

Menurut Peraturan Pemerintah dan Peraturan Daerah , daerah

lokasi pabrik merupakan daerah kawasan industri.

e. Karakteristik dari lokasi

Struktur tanah cukup baik dan juga daya dukung terhadap pondasi

bangunan pabrik dan pondasi jalan.

f. Faktor lingkungan sekitar pabrik

Menurut pengamatan , tidak ada pertentangan dari penduduk

sekitarnya dalam penelitian pendirian pabrik baru mengingat daerah

tersebut merupakan daerah industry. Selain itu fsilitas perumahan ,

pendidikan, kesehatan dan tempat peribadatn sudah tersedia di daerah

tersbut.

Berdasarkan atas pertimbangan factor-faktor di atas , maka ja

pemilihan lokasi pabrik ini cukup memenuhi syarat.

I.2.2 Tata Letak Pabrik

Dasar perencanaan tata letak pabrik harus diatur sehingga di dapatkan :

a.Konstruksi yang efisien

(27)

d.Dapat menimbulkan kegairahan kerja dan menjamin keselamatan kerja

yang tinggi.

Untuk mendapatkan tata letak pabrik yang baik harus

dipertimbangkan beberpa factor :

a.Tiap-tiap alat diberikan ruang yang cukup luas agar memudahkan

pemeliharaanya.

b.Setiap alat disusun berurutan menurut fungsi masing-masing sehingga

tidak menulitkan aliran proses.

c.Untuk daerah yang mudah menimbulkan kebakaran ditempatkan alat

pemadam kebakaran.

d.Alat control yang ditempatkan pada posisi yang mudah diawasi oleh

operator.

e.Tersedianya tanah atau areal untuk perluasan pabrik.

Dalam pertimbangan pada prinsipnya perlu dipikirkan mengenai

beaya instalasi yang rendah dan system manajemen yang efisien. Tata

letak pabrik dibagi dalam beberapa daerah utama , yaitu :

I.2.2.1. Daerah Proses

Daerah ini merupakan tempat Proses. Penyusunan perencanaan tata

letak peralatan berdasarkan aliran proses. Daerah Proses diletakkan

(28)

meudahkan pengawasan dan perbaikan alat.

I.2.2.2 Daerah Penyimpanan (Storage Area)

Daerah ini merupakan tempat penyimpanan hasil produksi yang

pada umumya dimasukkan ke dalam warehouse yang sudah siap untuk

dipasarkan.

I.2.2.3. Daerah Pemeliharaan Pabrik dan Bangunan

Daerah ini merupakan tempat melakukan kegiatan perbaikan dan

perawatan peralatan terdiri dari beberapa bengkel untuk melayani

permintaan perbaikan dari pabrik dan bangunan.

I.2.2.4. Daerah Utilitas

Daerah ini merupakan tempat penyediaan keperluan pabrik yang

berhubungan dengan utilitas yaitu air , steam , brine dan listrik.

I.2.2.5. Daerah Administrasi

Merupakan pusat dari semua kegiatan administrasi pabrik dalam

mengatur operasi pabrik serta kegiatan-kegiatan lainnya.

I.2.2.6 Daerah Perluasan

Digunakan untuk persiapan jika pabrik mengadakan perluasan

dimasa akan datang . Daerah perluasan ini terletak dibagian belakang

(29)

Plant Service meliputi bengkel , kantin umum dan fasilitas

kesehatan / poliklinik. Bangunan-bangunan ini harus ditempatkan sebaik

mungkin sehingga memungkinkan terjadinya efisiensi yang maksimum.

I.2.2.8. Jalan Raya

Untuk memudahkan pengangkutan bahan baku maupun hasil

produksi , maka perlu diperhatikan masalah transportasi. Salah satu sarana

transportasi yang utama adalah jalan raya.

Setelah memperhatikan faktor-faktor di atas ,maka disediakan

tanah seluas 20.000 m2 dengan ukuran 100m x 200m . Pembagian luas

pabrik diperkirakan sebagai berikut :

Tabel I.2. Pembagian Luas Pabrik

No. BANGUNAN Ukuran ,m m2 Jumlah Luas

Total

1 JALAN ASPAL 2.350 2.350

2 POS KEAMANAN 5 x 5 25 4 100

3 PARKIR 20 x 30 600 2 1.200

4 TAMAN 20 x 10 200 4 800

5 TIMBANGAN TRUK 10 x 10 100 1 100

6 PEMADAM KEBAKARAN 10 x 10 100 2 200

7 BENGKEL 15 x 15 225 1 225

8 KANTOR 30 x 40 1.200 1 1.200

9 PERPUSTAKAAN 25 x 20 500 1 500

10 KANTIN 15 x 15 225 1 225

11 POLIKLINIK 10 x 10 100 1 100

12 MUSHOLA 30 x 30 900 1 900

13 RUANG PROSES 60 x 60 3.600 1 3.600

14 RUANG CONTROL 10 x 10 100 1 100

15 LABORATORIUM 25 x 25 625 1 625

(30)

18 UNIT BOILER 25 x 20 500 1 500

19 STORAGE PRODUK 25 x 25 625 1 625

20 STORAGE BAHAN BAKU 25 x 25 625 1 625

21 GUDANG 25 x 25 625 1 625

22 UTILITAS 20 x 20 400 1 400

23 DAERAH PERLUASAN 60 x 60 3.600 1 3.600

TOTAL 18.625 20.000

Luas Bangunan Gedung

= (2) + (3) + (4) + (5) + (6) + (7) + (8) + (9) + (10) + (11) + (12)

= 5.550 m2

Luas Bangunan Pabrik

= (13) + (14) + (15) + (16) + (17) + (18) + (19) + (20) + (21) + (22)

(31)

KETERANGAN GAMBAR :

1 = Gerbang masuk dan keluar

2 = Taman

3 = Pos Keamanan

4 = Tempat Parkir

5 = Kantor

6 = Perpustakaan

7 = Poliklinik

8 = Mushola

9 = Kantin

10 = Timbangan Truk

11 = Ruang Proses

(32)

14 = Bengkel

15 = Pemadam Kebakaran

16 = Pembangkit Listrik

17 = Gudang

18 = Storage Bahan Baku dan

bahan tambahan

19 = Storage Produk

20 = Unit Pengolahan Limbah

21 = Water Treatment

22 = Power Plant

23 = Daerah Perluasan

(33)

(34)

SELEKSI DAN URAIAN PROSES

II.1. Macam Proses

Untuk proses pembuatan susu evaporasi memiliki 2 macam proses yaitu

dengan evaporation process dan freeze concentration .

II.1.1. Pembuatan Susu Evaporasi dengan Evaporation Process

Evaporator adalah sebuah alat yang berfungsi mengubah sebagian atau

keseluruhan sebuah pelarut dari sebuah larutan dari bentuk cair menjadi uap.

Evaporator mempunyai dua prinsip dasar, untuk menukar panas dan untuk

memisahkan uap yang terbentuk dari cairan. Evaporator umumnya terdiri dari tiga

bagian, yaitu penukar panas, bagian evaporasi (tempat di mana cairan mendidih

lalu menguap), dan pemisah untuk memisahkan uap dari cairan lalu dimasukkan

ke dalam condenser (untuk diembunkan/kondensasi) atau ke peralatan lainnya.

Hasil dari evaporator (produk yang diinginkan) biasanya dapat berupa

padatan atau larutan berkonsentrasi. Larutan yang sudah dievaporasi bisa saja

terdiri dari beberapa komponen volatil (mudah menguap). Operasi penguapan

yang mungkin digunakan untuk suatu produk sangat bervariasi, hal ini tergantung

pada karakteristik bahan produk. Dalam banyak kasus,karakteristik bahan ini

berpengaruh pada design evaporator (alat penguap). Adapun contoh dari

karakteristik bahan adalah kekentalan bahan dan kepekatan bahan terhadap suhu

(35)

cair adalah dengan menguapkan air bebas yang ada didalam produk.Proses

penguapan ini dilakukan dengan menaikkan temperatur produk sampai titik didih

dan menjaganya untuk beberapa waktu sampai konsentrasi yang diinginkan

II.1.2. Pembuatan Susu Evaporasi (Kental) dengan Proses Freeze Concentration

Walaupun belum ada pustaka mengenai retensi zat gizi pada produk yang

diolah pada pemekatan beku, wajar apabila proses ini dianggap sebagai saiangan

proses penguapan. Dalam proses ini cairan dibekukan dengan kondisi yang

terkendali untuk menghasilkan Kristal es yang besar, kemudian es ini dipisahkan

dari pekatan sisanya. Proses ini dilakukan pada suhu rendah, dibawah titik beku

cairan. Karena proses ini bersuhu rendah, diharapkan retensi pada produk yang

dipekatkan dengan pembekuan mendekati 100%. Satu-satunya kemungkinan

susut adalah jika ada zat terlatura yang tinggal bersama es, atau cairan yang

melekat pada es.

II.2. Seleksi Proses

Dari kedua uraian diatas dapat diketahui keuntungan serta kerugian dari

masing-masing proses, diantaranya:

a) Evaporation Process

(36)

perbedaan suhu tinggi.

 Evaporasi bahan terutama susu, lebih baik menggunakan plate

evaporator karena menggunakan suhu rendah yang bertekanan

sehingga tidak menghilangkan nilai gizinya

 Kualitas produk susu evaporasi yang dihasilkan dengan kombinasi

penggulaan (SKM) dapat menjadi produk lebih tahan lama/ awet

dan hasil dari pengamatan secara umum tidak menghilangkan khas

bahan seperti dalam kondisi segarnya.

 Meningkatkan efisiensi penyimpanan dan dapat membantu

pengawetan atas dasar berkurangnya jumlah air bebas (Aw) yang

dapat digunakan oleh microorganisme untuk kehidupannya.

 Kerugian

 Waktu tinggal yang terlalu lama akan merusak kandungan dalam

susu

 Kerugian panas akibat peristiwa konduksi dan radiasi

 Memerlukan tempat yang cukup luas

b) Freeze concentration

 Keuntungan

 Hilangnya komponen susu sebesar 100 mg/l juga sangat rendah

 Dapat digunakan untuk keluruhan macam susu dan susu skim

 Kerugian

(37)

Dari pertimbangan di atas, maka dipilih proses Evaporasi dengan alasan

menggunakan suhu rendah yang bertekanan sehingga tidak menghilangkan nilai

gizinya, produk yang dihasilkan tahan lama dan dapat meningkatkan efisiensi

penyimpanan.

II.3. Uraian Proses

Flowsheet pengembangan pabrik susu evaporasi dari susu sapi :

39

unit pabrik, dengan pembagian :

1. Unit Pengendalian Bahan Baku Kode Unit : 100

2. Unit Proses dan Separasi Kode Unit : 200

(38)

sebagai berikut :

Susu Evaporasi dibuat dari susu sapi segar. Susu yang akan diolah harus

sesuai standar, meskipun standar susu pada setiap negara relative tidak sama, hal

ini diperlukan sebagai upaya utuk menjaga kualitas raw material tetap baik. Target

utama yang harus dicapai adalah tidak ada penyimpangan kualitas bahkan

kontaminasi selama proses memindahkan raw material ke dalam silo.

Proses selanjutnya adalah proses mixing. Proses mixing adalah proses

pencampuran antara: larutan msk; larutan gula; dan vitamin. Setelah dilakukan

pencampuran kemudian ditampung sementara pada tangki penampungan

sementara sebelum memasuki tahap homogenasi. Homogenasi telah menjadi

proses standar di industri, secara umum digunakan sebagai peralatan untuk

menyetabilkan emulsi fat terhadap pemisahan secara gravitasi. Tujuan proses

Homogenisasi yang utama adalah menyebabkan gelembung fat menjadi lebih

kecil. Sehingga mengurangi “creaming” dan juga mengurangi kecenderungan

gelembung fat untuk berkelompok atau menggumpal. Hasil akhir akan

mengurangi ukuran partikel fat menjadi kira-kira berdiameter 1 μm. Partikel fat

yang terbentuk tidak lagi ditutupi dengan membran asal. Suhu homogenisasi

normal: 60-70°C .

Proses berikutnya adalah proses Evaporasi (penguapan) adalah proses di mana

cairan dibawa kepada titik didihnya oleh pemanas eksternal, dengan cara

demikian merubah air menjadi uap air, yang keluar dari permukaan cairan. Untuk

(39)

demikian terbantuk kristal-kristal kecil. Hal ini dijalankan dengan mendinginkan

susu sampai suhu 35°C yang akan menghasilkan keadaan lewat jenuh dari larutan

laktosa dan kemudian dilakukan pembibitan dengan menambahkan laktosa yang

berbentuk halus. Proses ini dilengkapi dengan jacketed vessel dan pengaduk

(agitator). Kristal-kristal yang sangat halus terdapat dalam susu kental yang

bermutu tinggi biasanya berdiameter kira-kira 10 mikron dan kristal-kristal ini

begitu halusnya sehingga tak dapat dirasakan oleh lidah dan didapatkan hasil

akhir berupa susu kental manis yang bertekstur halus, dengan total solid 70-72%.

(bunckle,dkk , 1985)

Penggunaan kemasan kaleng banyak ditemukan pada beberapa produk

pangan. Bentuk dari kemasan kaleng pada produk susu kental manis adalah

silinder. Ukurannya menurut standard yaitu 202x214. Maksud dari kode standard

ini adalah diameternya 54mm dan tinginya 73mm. Bentuk seperti ini sudah lazim

di pasaran untuk kemasan kaleng

(40)

KETERANGAN :

( F-110 ) : TANGKI PENYIMPAN BAHAN BAKU SUSU SEGAR

( F-121 ) : TANGKI PENYIMPAN GULA

( F-122 ) : TANGKI PENYIMPAN MSK

( J-121 ) : BELT CONVEYOR

( J-122 ) : BELT CONVEYOR

( M-121 ) : TANGKI PELARUTAN GULA

( M-122 ) : TANGKI PELARUTAN MSK

( F-123 ) : TANGKI PENYIMPAN VITAMIN A

( F-124 ) : TANGKI PENYIMPAN VITAMIN B1

( F-125 ) : TANGKI PENYIMPAN VITAMIN D3

( M-126 ) : TANGKI PENCAMPURAN

( F-130 ) : TANGKI PENAMPUNGAN SEMENTARA

( C-140 ) : HOMOGENIZER

(41)

( V-210 ) : PLATE EVAPORATOR

( E-212 ) : BAROMETRIK KONDENSOR

( E-213 ) : STEAM JET EJECTOR

( F-220 ) : TANGKI PENDINGIN

( F-322 ) : TANGKI PENYIMPAN LAKTOSA

( F-323 ) : TANGKI PENYIMPAN TRICALCIUM PHOSPHAT

( M-320) : TANGKI PENAMBAHAN LAKTOSA

(42)

BAB III

NERACA MASSA

Kapasitas : 130.000 ton / tahun

: 16414,141 kg / jam

Kebutuhan bahan baku : 10487,28 kg / jam

Proses : Kontinyu

1. NERACA MASSA TANGKI PENYIMPAN SEMENTARA (F-110)

Komponen Massa masuk

(kg/jam) Komponen

2. NERACA MASSA TANGKI PELARUT GULA (M-121)

3. NERACA MASSA TANGKI PELARUT MSK (M-122)

(43)

5. NERACA MASSA PENAMPUNG SEMENTARA (F-130)

(44)

Komponen Massa masuk (kg/jam)

Komponen Massa keluar

(kg/jam)

7. NERACA MASSA HEAT EXCHANGER (E-151)

( kg/jam)

Komponen Massa keluar

(kg/jam)

TOTAL 20973,48 TOTAL 20973,48

8. NERACA MASSA TANGKI PASTEURISASI (F-160)

Komponen Massa masuk (k

(45)

Mineral

TOTAL 20973,48 TOTAL 20973,48

9. NERACA MASSA EVAPORATOR (V-210)

10.NERACA MASSA TANGKI PENDINGIN (F-220)

Komponen Massa masuk (k

(46)

Vitamin A

11.NERACA MASSA TANGKI PENAMBAHAN LAKTOSA (F-322)

12.NERACA MASSA TANGKI PENAMPUNGAN PRODUK (F-330)

(47)

Vitamin B1 Vitamin D3 Laktosa TCP

0,07446 0,019926 0,104873 0,031462

Vitamin B1 Vitamin D3 Laktosa TCP

0,07446 0,019926 0,104873

0,031462

(48)

BAB IV

1. NERACA PANAS TANGKI PENYIMPAN BAHAN BAKU (F-110)

(49)

2. NERACA PANAS TANGKI PELARUTAN GULA (F-110)

3. NERACA PANAS TANGKI PELARUTAN MSK (F-110)

(50)

Komponen Masuk

4. NERACA PANAS TANGKI PENCAMPURAN (M-126)

(51)

f. Dari Aliran 11

5. NERACA PANAS TANGKI PENAMPUNG SEMENTARA (F-130)

(52)

(53)

(54)

(55)

(56)

10.NERACA PANAS BAROMETRIK KONDENSOR ( E – 212 )

(kkal/jam) Komponen

Keluar (kkal/jam) a. Dari aliran 18

H masuk

b. Dari aliran 44

QSerap

2443180

917305,9

c. Dari aliran 19

H keluar 3360486

TOTAL 3360486 TOTAL 3360486

11.NERACA PANAS STEAM JET EJECTOR ( E – 213 )

BAROMETRIK

KONDENSOR Uap Air

(18)

Uap Air (19) Pendingin

(44)

Pendingin (45)

STEAM JET

EJECTOR Uap Air

(20)

Steam (46)

Ke Hot Well (47)

(57)

12.NERACA PANAS TANGKI PENDINGIN (F-220)

(58)

(59)

(60)

SPESIFIKASI PERALATAN

1. TANGKI PENYIMPAN BAHAN BAKU (F-110)

Fungsi : Menyimpan susu segar

Type : Silinder tegak , tutup atas dan tutup bawah dished

head dilengkapi pengaduk dan jaket pendingin

Dimensi Shell :

Diameter shell , inside : 84 in

Diameter shell , otside : 84,75 in

Tinggi tangki total : 150,036 in

Tinggi Shell : 133,9595 in

Tebal Shell : in

Dimensi Tutup :

Tebal tutup atas (dished) : in

Tinggi tutup atas : 8,04 in

(61)

Bahan Konstruksi : Stainless Steell SA-240

Jumlah Vessel : 1 buah

Sistem Pengaduk :

Dipakai impeller UZ jenis picth blade

Diameter Impeller : 42 in

Lebar Blade : 8,4 in

Panjang Blade : 10,5 in

Lebar Baffle : 7 in

Power Motor : 1 hp

Sistem Pendingin :

Diameter Jaket : 85,25 in

Tinggi Jaket : 102,5 in

Jaket Spacing : 9 in

Tebal Jaket : 9 in

2. POMPA-1 ( L-111 )

Fungsi : Mengalirkan bahan dari tangki penampung susu

(62)

Dasar Pemilihan : Sesuai untuk tekanan rendah dan viskositas rendah

Bahan : Stainless Steel

Rate Volumetrik : 44,74986 gpm

Total Dyamic Head : 49,0515 ft lbf / lbm

Effisiensi Motor : 80%

Power : 2 Hp

Jumlah : 1 buah

3. TANGKI PENYIMPAN GULA (F-121)

Fungsi : Untuk menyimpan bahan baku gula

Type : Silinder tegak , tutup atas standar dan tutup bawah

konis

Diameter Shell :

Diameter, inside : 60 in

Tebal Shell : in

Tinggi tangki : 88,083 in

Dimensi Tutup :

(63)

Tebal tutup bawah : in

Bahan Konstruksi : Stainless Steel SA-240

4. BELT CONVEYOR (J-121)

Fungsi : Untuk mengangkut gula dari tangki tangki penyimpan

menuju tangki pelarutan gula

Dasar Pemilihan : Efisien untuk mengangkut bahan baku berupa gula

Kapasitas : 4,5 ton/jam

Panjang : 10 ft

Lebar : 14 in

Pemasangan : Horizontal

Power : 0.34 Hp

Jumlah : 1 buah

5. TANGKI PELARUTAN GULA (M-121)

Fungsi : Untuk melarutkan gula sebelum masuk ke dalam

tangki pencampuran

head dilengkapi pengaduk dan jaket pemanas

(64)

Tebal Shell : in

Dimensi Tutup :

Tinggi tutup atas (dished) : in

Tinggi tutup bawah : 8,04 in

Tebal tutup atas (dished ) : in

Tebal tutup bawah : 1/6 in

(65)

Lebar Baffle : 5 in

Power Motor : 1 hp

Tebal Jaket : 9 in

6. TANGKI PENYIMPAN MSK (F-122)

Fungsi : Untuk menyimpan bahan baku MSK

Type : Silinder tegak , tutup atas standar dan tutup bawah

konis

Diameter, inside : 60 in

Tebal Shell : in

(66)

Tebal tutup atas : in

Tebal tutup bawah : in

7. BELT CONVEYOR (J-122)

Fungsi : Untuk mengangkut MSK dari tangki tangki penyimpan

menuju tangki pelarutan MSK

Dasar Pemilihan : Efisien untuk mengangkut bahan baku berupa gula

Kapasitas : 4,5 ton/jam

Panjang : 10 ft

Lebar : 14 in

Pemasangan : Horizontal

Power : 0.34 Hp

Jumlah : 1 buah

8. TANGKI PELARUTAN MSK (M-122)

Fungsi : Untuk melarutkan MSK sebelum masuk ke dalam

(67)

head

Operasi : Continous

Dimensi Shell :

Diameter shell , outside : 60,75 in

Tebal Shell : in

Dimensi Tutup :

Tebal tutup bawah (dished ) : in

(68)

Lebar Blade : 6 in

Panjang Blade : 7,5 in

Lebar Baffle : 5 in

Power Motor : 1 hp

Tebal Jaket : 9 in

9. TANGKI PENYIMPAN VITAMIN A (F-123)

Fungsi : Untuk menyimpan bahan tambahan Vitamin A

(69)

Tinggi total tangki : 48,735 in

Tebal Shell : in

Dimensi Tutup :

10.TANGKI PENYIMPAN VITAMIN B1 (F-124)

Fungsi : Untuk menyimpan bahan tambahan Vitamin B

(70)

Tebal Shell : in

Dimensi Tutup :

11.TANGKI PENYIMPAN VITAMIN D3 (F-125)

Fungsi : Untuk menyimpan bahan tambahan Vitamin D

(71)

Tebal Shell : in

Dimensi Tutup :

12.TANGKI PENCAMPURAN (M-120)

Fungsi : Untuk mencampur bahan baku dengan bahan

tambahan lainnya

(72)

Operasi : Continous

Dimensi Shell :

Tebal Shell : in

Dimensi Tutup :

(73)

Panjang Blade : 12 in

Lebar Baffle : 8 in

Power Motor : 1,5 hp

Tebal Jaket : 9 in

13.POMPA-2 ( L-126 )

Fungsi : Mengalirkan bahan dari tangki pencampuran ke

tangki penampungan sementara

Type : Centrifugal Pump

Perpipaan : 3 in sch 40

(74)

Power : 2,5 Hp

Jumlah : 1 buah

14.TANGKI PENAMPUNG SEMENTARA (F-130)

Fungsi : Untuk menampung susu sebelum menuju tangki

homogenasi

Operasi : Continous

Dimensi Shell :

Tebal Shell : in

Dimensi Tutup :

(75)

Lebar Baffle : 8 in

Power Motor : 1 hp

(76)

Fungsi : Mengalirkan bahan dari tangki penampungan

sementara ke tangki homogenasi

Power : 2,5 Hp

Jumlah : 1 buah

16.TANGKI HOMOGENASI (C-140)

Fungsi : Menghomogenkan susu

Model : GJB4000-25

Type : 2 Tahap homogenasi

Ukuran granula : ≤ 1 micron

Suhu : ≤ 70 oC

(77)

Fungsi : Mengalirkan bahan dari tangki homogenasi ke

plate heat exchanger

Power : 2,5 Hp

Jumlah : 1 buah

18.HEAT EXCHANGER (E-151)

Fungsi : Untuk meningkatkan suhu sebelm masuk tangki

pasteurisasi

Type : Plate Heat Exchanger

Operasi : Continous

Plate Type : TL3

Frame Type : FG

(78)

Fungsi : Untuk membunuh bakteri patogen

head dilengkapi pengaduk dan jaket pemanas

Operasi : Continous

Dimensi Shell :

Tebal Shell : in

Dimensi Tutup :

(79)

Lebar Baffle : 8 in

Tebal Jaket : 9 in

20.POMPA-5 ( L-211 )

Fungsi : Mengalirkan bahan dari tangki pasteurisasi ke

evaporator

(80)

Power : 2,5 Hp

Jumlah : 1 buah

21.EVAPORATOR (V-210)

Fungsi : Memekatkan larutan susu yang akan diumpankan ke

tangki pendingin .

Type : Plate Evaporator

Operasi : Continuous

Ukuran

Diameter dalam : 39 in

Tebal frame dalam : in

Tebal frame bawah : in

Tinggi evaporator : 209,7276 in

Diameter luar : 39,37 in

Tebal frame luar :

Tebal tutup atas : “

Ukuran plate

OD, BWG : “

(81)

Jumlah plate : 145 buah

22.BAROMETRIK KONDENSOR ( E-212 )

Fungsi : Mengkondensasi uap dan menjaga tekanan

evaporator

Type : Multi Jet

Rate Volumetrik : 1675,30256 cuft/menit

Diameter Pipa : 12 in

Panjang Total Pipa : 34 ft

Tekanan : 12,7651644 psia

Jumlah : 1 buah

23.STEAM JET EJECTOR ( E-213 )

Fungsi : Memvakumkan Evaporator

Type : Single stage steam jet ejector

Dasar Pemilihan : Sesuai untuk penjagaan vacum

Inlet : 1,22 in

Outlet : 0,9185 in

Panjang : 11,022 in

Kapasitas : 10,799 lb/jam

(82)

Fungsi : Menampung kondensat selama 1 jam

Kapasitas : 2 m3

Bentuk : Persegi Panjang

Ukuran : Panjang = 1,6 m

Lebar = 1,6 m

Tinggi = 0,8 m

Bahan Konstruksi : Beton

Jumlah : 1 buah

25.POMPA-6 ( L-221 )

Fungsi : Mengalirkan bahan dari evaporator ke tangki

pendingin

Power : 2,5 Hp

(83)

Fungsi : Untuk mendinginkan susu dari evaporator

Operasi : Continous

Dimensi Shell :

Tebal Shell : in

Dimensi Tutup :

(84)

Lebar Baffle : 8 in

Tebal Jaket : 9 in

27.POMPA-7 ( L-321 )

Fungsi : Mengalirkan bahan dari tangki pendingin ke

tangki penambahan laktosa

(85)

Power : 2,5 Hp

Jumlah : 1 buah

28.TANGKI PENYIMPAN LAKTOSA (M-322)

Fungsi : Untuk menyimpan bahan tambahan Laktosa

head

Tebal Shell : in

Dimensi Tutup :

(86)

29.TANGKI PENYIMPAN TRICALCIUM PHOSPAT (F-323)

Fungsi : Untuk menyimpan bahan tambahan TCP

Head

Tebal Shell : in

Dimensi Tutup :

(87)

30.TANGKI PENAMBAHAN LAKTOSA (M-320)

Fungsi : Untuk enambahkan bahan tambahan laktosa dan

tricalcium phospat

Operasi : Continous

Dimensi Shell :

(88)

Lebar Baffle : 8 in

(89)

Tebal Jaket : 9 in

31.POMPA-8 ( L-331 )

Fungsi : Mengalirkan bahan dari tangki penambahan

laktosa ke tangki penampungan produk

Perpipaan : 2,5 in sch 40

Power : 2,5 Hp

Jumlah : 1 buah

32.TANGKI PENAMPUNGAN PRODUK (F-330)

Fungsi : Untuk produk susu kental manis tambahan lainnya

(90)

Tebal Shell : in

Dimensi Tutup :

(91)

Lebar Baffle : 8 in

(92)

UTILITAS

Dalam sebuah pabrik, utilitas merupakan bagian yang tidak dapat

dipisahkan mengingat saling berhubungan antara proses industri dengan

kebutuhan utilitas untuk proses tersebut. Dalam hal ini, utilitas dari suatu pabrik

terdiri atas :

1. Unit Pengolahan Air

Unit ini berfunngsi sebagai penyedia kebutuhan air pendingin, air

proses, air sanitasi dan air pengisi boiler.

2. Unit Pembangkit Steam

Unit ini berfungsi sebagai penyedia kebutuhan steam pada proses

evaporasi, pemanasan dan supply pembangkit listrik.

3. Unit Pembangkit Tenaga Listrik

Unit ini berfungsi sebagai penyedia kebutuhan listrik bagi alat – alat,

bangunan, jalan raya, dan lain sebagainya.

4. Unit Bahan Bakar

Unit ini berfungsi sebagai penyedia kebutuhan bahan bakar bagi alat –

alat, generator, boiler, dan sebagainya.

5. Unit Pengolahan Limbah

Unit ini berfungsi sebagai pengolahan limbah pabrik baik limbah cair,

(93)

Air adalah suatu zat yang banyak terdapat dialam bebas. Sesuai sengan

tempat sumber air tersebut berasal, air mempunyai fungsi yang berlainan, dengan

karakteristik yang ada. Air banyak sekali diperlukan didalam kehidupan, baik

secara langsung maupun tidak langsung.

Didalam pabrik ini, dibedakan menjadi 2 bagian utama dalam sistem

pengolahan air. Bagian pertama adalah unit pengolahan air sebagai unit penyedia

kebutuhan air dan unit pengolahan air buangan sebagai pengolah air buangan

pabrik sebelum dibuang ke badan penerima air.

Dalam pabrik ini sebagian besar air dimanfaatkan sebagai air proses dan

sebagai media perpindahan energi. Untuk melaksanakan fungsi tersebut, air harus

mengalami proses pengolahan terlebih dahulu sehingga pabrik dapat berfungsi

dangan handal, aman, dan efisien.

Secara umum fungsi air di pabrik ini terbagi dalam beberapa sistem

pemakaian, masing – masing mempunyai persyaratan kualitas yang berbeda

sesuai dengan fungsi dan kegunaannya. Sistem pemakaian tersebut antara lain

adalah :

1. Sebagai air pendingin.

2. Sebagai air proses.

3. Sebagai air sanitasi.

(94)

Unit penyediaan steam berfungsi untuk menyediakan kebutuhan steam,

yang digunakan sebagai media pemanas pada proses pabrik ini.

Direncanakan boiler menghasilkan steam jenuh pada tekanan 120,8 kPa

pada suhu 105oC dengan hv = 1153,86 Btu/lb

Jumalah steam yang dibutuhkan untuk memproduksi produk adalah :

No Nama Alat Kode

Alat Steam kg/jam)

Steam (lb/jam)

1 TANGKI PELARUTAN

GULA (M-121)

190.5885505 420.0571654

2 TANGKI PELARUTAN MSK (M-122) 265.04801416 584.1658232

3 TANGKI PENCAMPURAN (M-126) 1093.957177 2411.081618

4 TANGKI PENAMPUNGAN

SEMENTARA (F-130)

61.63085545 135.8344054

5 TANGKI HOMOGENASI (C-140) 154.0771386 339.5860135

6 HEAT EXCHANGER (E-151) 568.9002041 1253.85605

7 TANGKI PASTEURISASI (F-160) 154.0771386 339.5860135

8 PLATE EVAPORATOR (V-210) 5149.89379 11350.36591

9 STEAM JET EJECTOR (E-213) 502.2686025 1107

Total 18945.756

Total kebutuhan steam = 18945,756 lb/jam

Untuk faktor keamanan dari kebocoran – kebocoran yang terjadi, maka

direncanakan steam yang dihasilkan 20% dari kebutuhan steam total :

(95)

(Severn, W.H, hal.142)

Dimana :

mf = massa bahan bakar yang dipakai, lb/jam

ms = massa steam yang dihasilkan, lb/jam

hv = enthalpy uap yang dihasilkan, Btu/lb

hf = enthalpy liquida masuk, Btu/lb

eb = effisiensi boiler 85 – 92 % ditetapkan eb = 92% (Severn, W.H, hal 143)

F = nilai kalor bahan bakar,Btu/lb

hv = 1153,86 Btu/lb (Steam Table)

hf = 970,3 Btu/lb (suhu air = 100oC) (SteamTable)

eb = 92% (diambil effisiensi maksimum)

F = nilai kalor bahan bakar

Digunakan bahan bakar Petroleum Fuels Oil 33oAPI (0,22% sulfur) (Perry

7ed, T.27-6). Dari Perry 7ed, fig.27-3, didapat :

relative density, ρ = 0,86 gr/cc

Heating Value = 137273 Btu/gal

(96)

(Severn, W.H, hal.142)

Kapasitas Boiler

(Severn, W.H, hal.171)

Penentuan Boiler Horse Power

Untuk penentuan Boiler Horse Power, digunakan persamaan :

dimana :

Angka – angka 970,3 dan 34,5 adalah suatu penyesuaian pada penguapan 34,5 lb

air/jam dari air pada suhu 212oF menjadi uap kering pada 212oF pada tekanan 1

atm, untuk kondisi demikian diperlukan enthalpy penguapan sebesar 970,3 Btu/lb.

Penentuan heating surface boiler :

(97)

Kebutuhan air untuk pembuatan steam :

Air yang dibutuhkan diambil 20 % berlebih dari jumlah steam yang dibutuhkan

untuk faktor keamanan.

Produksi steam = lb/jam

Kebutuhan air = 1,2 x lb/jam

= 27281,889 lb/jam

= 654765,33 lb/hari

 air : 62,43 lb/cuft maka volume air = 10487,99178 cuft/hari = 296,987 m3/hari

Spesifikasi

Nama alat : Boiler

Type : Fire tube boiler (tekanan < 10 atm)

Heating surface : ft2

Kapasitas boiler : 4173,219564 kiloBtu/jam

Rate steam : 22734,90719 lb/jam

Effisiensi : 92%

Bahan bakar : Diesel oil 33oAPI

Rate bahan bakar : 237,9199056 lb/jam

(98)

Air di dalam pabrik memegang peranan penting dan harus memenuhi

persyaratan tertentu yang disesuaikan dengan masing – masing keperluan di

dalam pabrik. Penyediaan air untuk pabrik ini direncanakan dari air sungai.

Air sungai sebelum masuk ke dalam bak penampung, dilakukan

penyaringan lebih dahulu dengan maksud untuk menghilangkan kotoran – kotoran

yang bersifat makro dengan jalan memasang sekat – sekat kayu agar kotoran –

kotoran tersebut terhalang dan tidak ikut masuk ke dalam tangki penampung

(reservoir). Dari tangki penampung kemudian dilakukan pengolahan (dalam unit

water treatment). Untuk menghemat pemakaian air maka diadakan sirkulasi.

Air dalam pabrik ini dipakai untuk : 1. Air sanitasi.

2. Air umpan boiler

3. Air pendingin

4. Air proses

VI.2.1. Air Sanitasi

Air sanitasi untuk keperluan minum, masak, cuci, mandi, dan sebagainya.

Berdasarkan S.K Gubernur Jateng No.413/1987, baku mutu air baku harian :

Parameter Satuan S.K Gubernur

Suhu oC Suhu air normal (25 - 30oC)

Kekeruhan Skala NTU

(99)

pH 6 - 8,5

Alkalinitas ppm CaCO3

CO2 bebas ppm CO2

DO ppm O2 > = 4

Nitrit ppm NO2 Nihil

Ammonia ppm NH3-N 0,5

Tembaga ppm Cu 1

Fosfat ppm PO4

Sulfida ppm H2S Nihil

Besi ppm Fe 5

Krom heksafalen ppm Cr 0,05

Mangan ppm Mn 0,5

Seng ppm Zn 5

Timbal ppm Pb 0,1

COD ppm O2 10

Detergen ppm MBAS 0,5

Kebutuhan air sanitasi untuk pabrik ini adalah untuk :

- Karyawan, asumsi kebutuhan air untuk karyawan = 15 liter/hari per orang

= 15 liter/hari per orang x 200 orang = 3 m3/hari

- Keperluan Laboratorium = 20 m3/hari

- Untuk menyiram kebun dan kebersihan pabrik = 10 m3/hari

- Cadangan/lain – lainnya = 7 m3/hari

Total kebutuhan air sanitasi = 40 m3/hari

(100)

Air ini dipergunakan untuk menghasilkan steam didalam boiler. Air

umpan boiler harus memenuhi persyaratan yang sangat ketat, karena

kelangsungan operasi boiler sangat bergantung pada kondisi air umpannya.

Beberapa persyaratan yang harus dipenuhi antara lain :

1. Bebas dari zat penyebab korosi, seperti asam, gas – gas terlarut.

2. Bebas dari zat penyebab kerak yang disebabkan oleh kesadahan yang

tinggi, yang biasanya berupa garam – garam karbonat dan silika.

3. Bebas dari zat penyebab timbulnya buih (busa) seperti zat – zat organik,

anorganik, dan minyak.

4. Kandungan logam dan impuritis seminimal mungkin.

Kebutuhan air umpan boiler dapat diketahui pada perhitungan boiler.

VI.2.3 Air Pendingin

Untuk kelancaran dan effisiensi kerja dari air pendingin, maka perlu

diperhatikan persyaratan untuk air pendingin dan air umpan boiler : (Lamb : 302)

Karakteristik

Kadar maximum (ppm)

Air Boiler Air pendingin

Silica 0,7 50

Aluminium 0,01 -

Iron 0,05 -

Mangan 0,01 -