PRA RANCANGAN PABRIK
PEMBUATAN METANA CAIR DARI SAMPAH
ORGANIK DENGAN KAPASITAS SAMPAH ORGANIK
480.000 KG/HARI
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia
DISUSUN OLEH:
TEDDY JULIUS
070405039
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
LEMBAR PENGESAHAN
PRA RANCANGAN PABRIK
PEMBUATAN METANA CAIR DARI SAMPAH ORGANIK DENGAN
KAPASITAS SAMPAH ORGANIK 480.000 KG/HARI
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia
Oleh :
TEDDY JULIUS
NIM : 070405039
Telah Diperiksa / Disetujui,
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
Prof. Dr. Ir. Setiaty Pandia Dr. Maulida, S.T., M.Sc. NIP. 19530921 198103 2 003 NIP. 19700611 1997022 001
Mengetahui,
Koordinator Tugas Akhir
Ir. Renita Manurung, MT NIP. 19681214 199702 2 002
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Metana Cair dari Sampah Organik dengan Kapasitas Sampah Organik 480.000 kg/hari”.
Tugas akhir ini disusun untuk melengkapi salah satu syarat untuk mengikuti ujian sarjana pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Dalam menyelesaikan tugas akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan, dan dukungan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Ibu Prof. Dr. Ir. Setiaty Pandia sebagai Dosen Pembimbing I yang telah
membimbing, memberikan masukan dan arahan selama menyelesaikan tugas akhir ini.
2. Ibu Dr. Maulida, S.T., M.Sc. sebagai Dosen Pembimbing II yang telah
membimbing, memberikan masukan dan arahan selama menyelesaikan tugas akhir ini.
3. Ibu Ir. Renita Manurung, M.T. sebagai Koordinator Tugas Akhir Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Dr. Ir. Irvan, M.Si., Ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
5. Ibu Dr. Ir. Fatimah, M.T., Sekretaris Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
6. Ibu Dr. Halimatuddahliana, S.T., M.Sc., selaku dosen penguji II yang telah memberikan masukan dan saran pada tugas akhir ini.
7. Ibu Farida Hanum, S.T., M.T., selaku dosen penguji III yang telah memberikan masukan dan saran pada tugas akhir ini.
8. Seluruh staf pengajar dan pengurus administrasi Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
10. Vincent atas kerjasamanya dalam penulisan tugas akhir ini.
11. Teman-teman seangkatan penulis serta senior yang telah banyak memberikan masukan, dukungan, dan semangat.
Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis menyadari masih banyak terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik dari pembaca yang bersifat konstruktif demi kesempurnaan penulisan ini. Akhir kata, semoga tulisan ini bermanfaat bagi kita semua. Terima Kasih.
Medan, April 2012 Penulis
INTISARI
Pabrik Pembuatan Metana Cair dari Sampah Organik ini direncanakan berproduksi dengan kapasitas sampah organik 480.000 kg/hari dan beroperasi selama 330 hari dalam setahun. Pabrik ini diharapkan dapat menghasilkan metana cair yang mampu memenuhi kebutuhan pasar dalam maupun luar negeri. Metana cair adalah bahan bakar ramah lingkungan yang banyak digunakan industri dan sebagai bahan bakar alternatif pada sektor transportasi untuk mengurangi penggunaan bahan bakar minyak yang jumlahnya semakin menipis. Metana cair yang dihasilkan dari fermentasi dan pencairan Sampah Organik dapat menggantikan metana cair dari gas alam (LNG) yang tidak dapat diperbaharui. Lokasi pabrik direncanakan adalah di daerah Namo Rambe, Medan, Sumatera Utara dengan luas areal sebesar 15.440 m2. Tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik adalah sebanyak 150 orang. Bentuk badan usaha yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas (PT) dan bentuk organisasinya adalah organisasi garis dan staff. Hasil analisa ekonomi Pabrik Pembuatan Metana Cair dari Sampah Organik ini sebagai berikut:
Modal Investasi Total : Rp 313.801.887.556,-
Biaya Produksi : Rp 181.305.342.613,-
Hasil Penjualan : Rp 258.664.784.400,-
Laba Bersih : Rp 53.898.351.205,-
Profit Margin : 29,76 %
Break Even Point : 63,59 %
Return on Investment : 14,71 %
Pay Out Time : 6,79 tahun
Return on Network : 24,52 %
Internal Rate of Return : 30,49
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... i
INTISARI ... iii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR TABEL ... ix BAB I PENDAHULUAN ... I-1 1.1 Latar Belakang ... I-1 1.2 Perumusan Masalah ... I-2 1.3 Tujuan Pra Rancangan Pabrik... I-2 1.4 Manfaat Pra Rancangan Pabrik ... I-3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... II-1 2.1 Sampah ... II-1 2.2 Gas Bio ... II-2 2.3 Mekanisme Penghasil Gas Bio ... II-3 2.4 Faktor yang Mempengaruhi Penghasilan Gas Bio ... II-5 2.5 Metana Cair ... II-6 2.6 Deskripsi Proses ... II-8 2.7 Blok Diagram Alir Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Metana Cair dari Sampah Organik ... II-10 2.8 Sifat-Sifat Bahan Baku dan Produk ... II-12 2.8.1 Metana (CH4) ... II-12
2.8.2 Karbon Dioksida (CO2) ... II-12
2.8.3 Air (H2O) ... II-13
3.8 Tangki Akumulasi (F-410) ... III-3 4.3 Membran Kontaktor Hollow Fiber(D-330) ... IV-1 4.4 Tangki Akumulasi (F-410) ... IV-2 4.5 Cooler (E-420) ... IV-2 4.6 Heat Exchanger I (E-430) ... IV-2 4.7 Heat Exchanger II (E-440) ... IV-2 BAB V SPESIFIKASI PERALATAN ... V-1 BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ... VI-1 6.1 Instrumentasi ... VI-1 6.2 Keselamatan dan Kesehatan Kerja ... VI-5 6.3 Keselamatan Kerja pada Pabrik Pembuatan Metana Cair
10.1 Modal Investasi ... X-1 10.1.1 Modal Investasi Tetap / Fixed Capital Investment
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Blok diagram Alir Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Metana Cair dari Sampah Organik ... II-10 Gambar 6.1 Instrumentasi pada Alat ... VI-5 Gambar 7.1 Ilustrasi Proses Kerja Aerator ... VII-20 Gambar 8.1 Tata Letak Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Metana Cair
dari Sampah Organik ... VIII-9 Gambar 9.1 Badan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik Pembuatan
Metana Cair dari Sampah Organik ... IX-13 Gambar LD.1 Sketsa Sebagian Bar Screen, Satuan mm (Tampak Atas) ... LD-2 Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage) dan
Tangki Pelarutan ... LE-5 Gambar LE.2 Grafik Break Even Point (BEP) Pabrik Pembuatan Metana
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Komposisi Sampah Organik ... II-2 Tabel 2.2 Komposisi Sampah Berdasarkan Unsur ... II-2 Tabel 2.3 Komposisi Gas Bio ... II-3 Tabel 3.1 Neraca Massa Thresser... III-1 Tabel 3.2 Neraca Massa Tangki Penampung ... III-1 Tabel 3.3 Neraca Massa Fermentor ... III-1 Tabel 3.4 Neraca Massa Filter Press... III-2 Tabel 3.5 Neraca Massa Adsorber I ... III-2 Tabel 3.6 Neraca Massa Adsorber II ... III-2 Tabel 3.7 Neraca Massa Membran Kontaktor Hollow Fiber ... III-3 Tabel 3.8 Neraca Massa Tangki Akumulasi ... III-3 Tabel 3.9 Neraca Massa Kompressor ... III-3 Tabel 3.10 Neraca Massa Cooler ... III-3 Tabel 4.1 Neraca Energi Fermentor ... IV-1 Tabel 4.2 Neraca Energi Adsorber I ... IV-1 Tabel 4.3 Neraca Energi Membran Kontaktor Hollow Fiber ... IV-1 Tabel 4.4 Neraca Energi Tangki Akumulasi ... IV-2 Tabel 4.5 Neraca Energi Cooler ... IV-2 Tabel 4.6 Neraca Energi Heat Exchanger I ... IV-2 Tabel 4.7 Neraca Energi Heat Exchanger II ... IV-2 Tabel 6.1 Daftar Penggunaan Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik
Tabel LB.13 Neraca Energi Tangki Akumulasi ... LB-9 Tabel LB.14 Neraca Energi Cooler ... LB-10 Tabel LB.15 Neraca Energi Heat Exchanger I ... LB-11 Tabel LB.16 Neraca Energi Heat Exchanger II ... LB-12 Tabel LC.1 Komposisi Umpan Masuk Blower I ... LC-15 Tabel LC.2 Komposisi Umpan Masuk Adsorber I ... LC-16 Tabel LC.3 Komposisi Umpan Masuk Blower II ... LC-19 Tabel LC.4 Komposisi Umpan Masuk Adsorber II... LC-20 Tabel LC.5 Komposisi Umpan Masuk Blower III... LC-23 Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan dan Sarana Lainnya ... LE-1 Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift ... LE-3 Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses ... LE-6 Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah ... LE-7 Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi ... LE-10 Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai... LE-13 Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas ... LE-15 Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja ... LE-17 Tabel LE.9 Aturan Depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No. 17
Tahun 2000 ... LE-18 Tabel LE.10 Perhitungan Biaya Depresiasi sesuai UU RI No. 17 Tahun
