Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Gas Metana Dari Kotoran Ayam Dengan Kapasitas 8.228 Ton/Tahun

(1)

IX-1

PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN GAS METANA DARI KOTORAN AYAM

DENGAN KAPASITAS

8.228 TON/TAHUN

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan

Ujian Sidang Sarjana Teknik Kimia

DISUSUN OLEH

JOJOR ROHANA OPPUSUNGGU

120425017

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

LEMBAR PENGESAHAN

PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN GAS METANA

DARI KOTORAN AYAM DENGAN KAPASITAS

8.228 TON/TAHUN

Telah Diperiksa / Disetujui Oleh :

Dosen Pembimbing

Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si

NIP : 19680820 199501 1 001

Dosen Penguji I Dosen Penguji II Dosen Penguji III

Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si Ir. Bambang Trisakti, MT Farida Hanum, ST, MT

NIP : 19680820 199501 1 001 NIP : 19660925 199103 1 003 NIP : 19780610 200212 2 003

Mengetahui,

Koordinator Tugas Akhir

Mhd. Hendra S. Ginting, ST. MT

NIP : 19700919 199903 1 001

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(3)

KATA PENGANTAR

Dengan mengucapkan puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan karuniaNya, sehingga Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan judul “Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Gas Metana Dari Kotoran Ayam Dengan Kapasitas 8.228 Ton/Tahun.”

Pra rancangan pabrik ini disusun untuk melengkapi tugas-tugas dan merupakan salah satu syarat untuk menempuh ujian sarjana pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Dalam penyelesaian Tugas Akhir ini, Penulis banyak menerima bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini Penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Dr.Eng Ir. Irvan, M.Si, selaku dosen pembimbing yang telah membimbing Penulis dengan

penuh kesabaran serta memberi masukan sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik.

5. Seluruh Staf Pengajar dan Pegawai Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan ilmu dan pengalaman yang sangat berharga kepada Penulis.

6. Ayahanda Bryan Oppusunggu dan Ibunda Tercinta Marince Sihombing yang telah banyak berkorban dan memberikan didikan serta doa.

7. Kakak/Adik Penulis Marianti Fransiska, Marsinta Andriani, Indah Juliana, Ester Limaria, Michael Hardin, Mia Octavia, dan Marcos Ivan yang memberikan dukungan dan semangat. 8. Rekan Tugas akhir sekaligus penelitian penulis Vinta Rutliana Siregar dan teman-teman ekstensi

Teknik Kimia yang memberikan dukungan dan semangat kepada penulis.

Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, Penulis menyadari masih banyak terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat berharap saran dan kritik dari pembaca demi kesempurnaan penulis ini. Akhir kata, Semoga tulisan ini bermanfaat bagi kita semua.

(4)

INTISARI

Biogas merupakan sebuah gas yang dibuat melalui proses biologis dari material organik dengan bantuan suatu bakteri. Proses degradasi material organik ini dilakukan tanpa melibatkan oksigen atau yang disebut dengan anaerobic digestion dengan gas yang dihasilkan sebagian besar (lebih 50%) berupa metana (CH4) sedangkan sisanya berupa gas CO2, H2S dan beberapa trace element (Maynell,

1981)

Pra rancangan pabrik Pembuatan Gas Metana ini direncanakan berproduksi dengan kapasitas 8.228 ton/tahun dengan masa kerja 330 hari dalam satu tahun.

Lokasi pabrik direncanakan di daerah Kecamatan Payakumbuh, Kabupaten Limapuluh Kota, Sumatera Barat dengan luas areal 11.720 m2.

Tenaga kerja yang dibutuhkan 135 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang Dewan Komisaris dengan struktur organisasi sistem garis.

Hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan gas metana ini adalah sebagai berikut:  Total Modal Investasi : Rp 146.021.897.358,-

 Biaya Produksi : Rp 88.933.356.128,-  Hasil Penjualan : Rp. 258.408.067.067,-  Laba Bersih : Rp 118.039.136.169,-

(5)

DAFTAR ISI

2.4 Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Proses Anaerobik ………… II-6

2.5 Deskripsi Proses ………... II-10

(6)

2.5.2 Sifat-sifat Bahan... II-11

2.5.2.1 NaHCO3………..…. II-11

2.5.2.1 Gas Metana ………...…..…. II-11

2.5.2.1 CO2………..…. II-12

2.5.2.1 H2O………...……….II-13

BAB III NERACA MASSA ………. III-1 3.1 Neraca Massa Pada Tangki Netralisasi (TK-01) ... III-2 3.2 Neraca Massa Pada Fermentor (R-01)... III-2 3.3 Neraca Massa Pada Kolom Absorbsi CO2 (AB-01)... ………. III-2

3.4 Neraca Massa Pada Kolom Absorpsi H2O (AB-02).……….... III-3

BAB IV NERACA PANAS ……… IV-1 4.1 Neraca Panas pada Reaktor Fermentasi (R-01) …….………... IV-1 4.2 Neraca Panas pada Kolom Absorbsi CO2 (AB-01)……… IV-1

BAB V SPESIFIKASI PERALATAN ………. V-1

(7)

5.7 Screw Conveyor II (SC-02) ……… V-3 5.8 Tangki Netralisasi (TK-03) ……… V-3

5.9 Pompa Fermentor (P-01) ……… V-4

5.10 Fermentor (R-01) ……… V-4

5.11 Blower I (B-01) ……….. V-4

5.12 Kolom Absorbsi CO2 (AB-01)………... V-5

5.13 Blower II (B-02) ……… V-5

5.14 Kolom Absorbsi H2S (AB-02)………... V-5

5.15 Bak Penampung Air Proses (BP-01).………. V-5

5.16 Blower III (B-03) ……… V-5

5.17 Tangki Gas Metana (TK-04)…….……….………. V-5 5.18 Bak Penampung Limbah Cair (BP-02)...………. V-6

BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ………. VI-1

6.1 Instrumentasi ……… VI-1

6.2 Keselamatan Kerja ... VI-4 6.3 Keselamatan Kerja Pada Pabrik Pembuatan Gas Metana

Dari Kotoran Ayam ……… VI-4

(8)

6.3.5 Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis ... VI-6

BAB VII UTILITAS ... VII-1

(9)

7.7.4 Tangki Pelarutan Alum [Al2(SO4)3] (TP-01) ... VII-18

7.7.5 Clarifier (CL) ... VII-19 7.7.6 Sand Filter (SF) ... VII-19 7.7.7 Tangki Utilitas 1 (TU-01) ... VII-20 7.7.8 Cation Exchanger (CE) ... VII-20 7.7.9 Anion Exchanger (AE) ... VII-21 7.7.10 Deaerator (DE) ... VII-21 7.7.11 Ketel Uap (KU) ... VII-22

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

(10)

9.4.4 Sekretaris ... IX-4 9.4.5 Manajer Teknik dan Produksi ... IX-4 9.4.6 Manajer Umum dan Keuangan ... IX-4 9.4.7 Manajer Pembelian dan Pemasaran ... IX-4 9.5 Sistem Kerja ... IX-6 9.5.1 Karyawan non-shift ... IX-6 9.5.2 Karyawan Shift ... IX-6 9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan ……….. IX-7

9.7 Sistem Pengajian ………... IX-7

9.8 Fasilitas Tenaga Kerja ……….. IX-11

BAB X ANALISA EKONOMI ……….... X-1

10.1 Modal Investasi ……… X-1

10.1.1 Modal Investasi Tetap/Fixed Capital Investment ……… X-1 10.1.2 Modal Kerja/Working Capital ………. X-3 10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC) ………. X-4 10.2.1 Biaya Tetap/Fixed Cost (FC) ……… X-4 10.2.2 Biaya Variabel/Variable Coat (VC) ……….. X-4 10.3 Total Penjualan (Total Sales) ……….. X-5

10.4 Bonus Perusahaan ……… X-5

10.5 Perkiraan Rugi/Laba Usaha ………. X-5

(11)

10.6.1 Profit Margin (PM) ……… X-5 10.6.2 Break Event Point ……… X-6 10.6.3 Return on Investment (ROI)……….... X-6 10.6.4 Pay Out Time (POT) ………. X-7 10.6.5 Return On Network (RON) ………. X-7 10.6.6 Internal Rate of Return (IRR) ……….. X-7

BAB XI KESIMPULAN ………. XI-1 DAFTAR PUSTAKA

(12)

DAFTAR TABEL

Hal Tabel 1.1 Jumlah Peternak Ayam di Kabupaten limapuluh ... I-2 Tabel 2.1 Kandungan Gas Metana ... II-1 Tabel 2.2 Komposisi Biogas... II-2 Tabel 2.3 Nilai Kandungan Kering Bahan Baku Biogas ... II-7 Tabel 2.4 Potensi Produksi Biogas ... II-8 Tabel 2.5 Kesetaraan Biogas ... II-9 Tabel 6.1 Daftar penggunanan instrumentasi pada Pra – rancangan Pabrik

pembuatan gas metana dari kotoran ayam ……….. VI-4 Tabel 7.1 Kebutuhan Steam Pabrik Gas Metana ……….. VII-1 Tabel 7.2 Kebutuhan Air Proses pada Alat ……….. VII-2 Tabel 7.3 Pemakaian Air Unttuk Kebutuhan ………... VII-2

Tabel 7.4 Kualitas Air Sungai ………. VII-3

(13)

Tabel 7.8 Perhitungan tangki Utilitas ……….. VII-20

Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah ……….. VIII-4

Tabel 9.1 Jadwal Kerja Karyawan Shift……… IX-6

Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya ………. IX-7

Tabel 9.3 Perincian Gaji Karyawan ………. IX-8

Tabel LA.1 Kandungan Kimia Dalam Kotoran Ayam ……….……….. L A - 1 Tabel LB.2 Menyajikan data dan hasil panas masuk pada Fermentor dengan menggunakan

persamaan (1)…... LB-3

Tabel LB.3 Panas Keluar Tiap Komponen dan Total pada Fermentor………….. LB-3 Tabel LB.4 Neraca Energi Fermentor... LB-4 Tabel LB.5 Panas Masuk Tiap Komponen dan Total Absorbsi ………... LB-5

Tabel LB.6 Panas Keluar Tiap Komponen dan Total Absorbsi ………….... LB-5 Tabel LB.7 Neraca Energi Absorbsi ………...………... LB-6 Tabel LD.1 Spesifikasi Pompa Utilitas ... LD-5 Tabel LD.2 Perhitungan Pelarutan ... LD-10

(14)

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-6 Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi ………... LE-10

Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai ……… LE-13

Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas selama 3 bulan ……… LE-16

Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja ………. LE-17

Tabel LE.9 Perhitungan Biaya Depresiasi ……….. LE-18

Tabel LE.10 Data Perhitungan BEP ………. LE-25

(15)

DAFTAR GAMBAR

Hal Gambar 2.1 Fixed dome ... I-3

Gambar 2.2 Floating Drum ………. I-4

Gambar 2.3 Instalasi sistem produksi dan pemanfaatan biogas ………... I-5 Gambar 7.1 Peta Lokasi Pabrik ………...……….…… VII-3 Gambar 8.1 Tata Letak Pabrik Selusa dari Kulit Buah Kakao ………. VIII-5 Gambar 9.1 Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik Selulosa dari Kulit

Buah Kakao ………... IX-12 Gambar LD.1 Sketsa Sebagian Bar Screen ……….. LD-2 Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage) dan Tangki

Pelarutan ………... LE-5

(16)

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