Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Glukosa dari Sabut Kelapa Sawit dengan Kapasitas 20.000 Ton/Tahun

(1)

DENGAN

KAPASITAS 20.000 TON/TAHUN

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan

Ujian Sidang Sarjana Teknik Kimia

Oleh :

DESTA DONNA PUTRI DAMANIK

NIM : 110425012

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

KATA PENGANTAR

Syukur Puji Tuhan penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Glukosa dari Sabut Kelapa Sawit dengan Kapasitas 20.000 Ton/Tahun. Tugas Akhir ini dikerjakan sebagai syarat untuk kelulusan dalam sidang sarjana.

Selama mengerjakan Tugas akhir ini penulis begitu banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Ibu Ir. Renita Manurung, MT sebagai Dosen Pembimbing sekaligus koordinator tugas akhir yang telah membimbing dan memberikan masukan selama menyelesaikan tugas akhir ini.

2. Bapak Dr. Eng.Irvan, MT selaku Ketua Departemen Teknik Kimia. 3. Ibu Dr. Ir. Fatimah, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Kimia.

4. Seluruh Dosen Pengajar Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan ilmu kepada penulis selama menjalani studi.

5. Para pegawai administrasi Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan bantuan kepada penulis selama mengenyam pendidikan di Deparetemen Teknik Kimia.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan dan ketidaksempurnaan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya membangun demi kesempurnaan pada penulisan berikutnya. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Medan, April 2014 Penulis,

Desta Donna Putri Damanik

(3)

DEDIKASI

(4)

INTISARI

Glukosa (C6H12O6) diperoleh melalui reaksi hidrolisa antara Selulosa (C6H10O5) dan Air (H2O) dengan bantuan katalis HCl di dalam Reaktor Hidrolisa pada temperatur 135OC dan tekanan 1 atm

Pabrik pembuatan glukosa ini direncanakan berproduksi dengan kapasitas 20.000 ton/tahun dengan masa kerja 330 hari dalam satu tahun. Lokasi pabrik direncanakan di daerah Sei Mangkei, Kecamatan Bosar Malingas, Kabupaten Simalungun, Sumatera Utara dengan luas areal 13.255 m2. Tenaga kerja yang dibutuhkan 144 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang Dewan Komisaris dengan struktur organisasi sistem garis.

Hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan glukosa ini adalah sebagai berikut:

 Total Modal Investasi : Rp 268.480.875.063,-  Biaya Produksi : Rp 114.673.117.938,-  Hasil Penjualan : Rp 259.999.999.974,-  Laba Bersih : Rp 89.576.359.334,-

 Profit Margin : 49,19%

 Break Even Point : 38,86%

 Return on Investment : 33,36 %

 Pay Out Time : 3,00 tahun

 Return on Network : 55,61%

 Internal Rate of Return : 47,62

(5)

DAFTAR ISI

2.5 Proses Pembuatan Glukosa ... II-6

2.5.1 Proses Hidrolisa Dengan Katalis Asam ... II-6 2.5.2 Proses Hidrolisa Dengan Katalis Enzim ... II-7

2.6 Seleksi Proses ... II-8 2.7 Deskripsi Proses ... II-8

(6)

2.8.1.2 Air ... II-11 3.2 Neraca Massa Pada Reaktor Hidrolisa (RH-01) ... III-2

3.3 Neraca Massa Pada Cooler (C-01) ... III-3 3.4 Neraca Massa Pada Filter Press (FP-01) ... III-3 3.5 Neraca Massa Pada Reaktor Netralisasi (RN-01) ... III-4 3.6 Neraca Massa Pada Tangki Dekanter (TD-01) ... III-4 3.7 Neraca Massa Pada Decolorizing (TDL-01) ... III-4 3.8 Neraca Massa Pada Filter Press (FP-02) ... III-5 3.9 Neraca Massa Pada Evaporator (EV-01) ... III-5 3.10 Neraca Massa Pada Crystallizer (CR-01) ... III-5 3.11 Neraca Massa Pada Rotary Dryer (RD-01) ... III-6 3.12 Neraca Massa Pada Rotary Cooler (RC-01) ... III-6

(7)

BAB V SPESIFIKASI PERALATAN ... V-1

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

6.1 Instrumentasi ... VI-1 6.2 Keselamatan Kerja Pada Pabrik Glukosa ... VI-4

6.2.1 Pencegahan Terhadap Kebakaran dan Peledakan ... VI-4 6.2.2 Peralatan Perlindungan Diri ... VI-5

6.2.3 Keselamatan Kerja Terhadap Listrik ... VI-7 6.2 6.2.5 Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis ... VI-8

BAB VII UTILITAS ... VII-1 7.1 Kebutuhan Steam ... VII-1

7.2 Kebutuhan Air ... VII-2 7.2.1 Screening ... VII-5

(8)

7.2.3 Klarifikasi ... VII-6 7.5 Kebutuhan Bahan Bakar ... VII-13

7.6 Unit Pengolahan Limbah ... VII-15 7.6.1 Bak Penampungan ... VII-17 7.6.2 Bak Pengendap Awal ... VII-17 7.6.3 Bak Netralisasi ... VII-18 7.6.4 Pengolahan Limbah ... VII-19 7.6.5 Tangki Sedimentasi ... VII-21 7.7 Spesifikasi Peralatan Pengolahan Air ... VII-21

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-5

BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ... IX-1 9.1 Bentuk Hukum Badan Usaha ... IX-1

9.2 Manajemen Perusahaan ... IX-2 9.3 Organisasi Perusahaan ... IX-2

9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab ... IX-5 9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) ... IX-5 9.4.8 Manajer Pembelian dan Pemasaran ... IX-7

(9)

9.5.1 Karyawan non-shift ... ... IX-7 9.5.2 Karyawan Shift ... IX-8 9.5.2 Karyawan Borongan ... IX-8 9.6 Status Karyawan dan Upah ... IX-9 9.7 Kesejahteraan Tenaga Kerja ... IX-10

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

10.6 Analisa Aspek Ekonomi ... X-5 10.6.1 Profit Margin (PM) ... X-5 10.6.2 Break Event Point ... X-6 10.6.3 Return on Investment (RON) ... 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-8

BAB XI KESIMPULAN ... XI-1

DAFTAR PUSTAKA ... xiv

(10)

DAFTAR TABEL

Hal

Tabel 1.1 Data Luas Tanaman Perkebunan Kelapa Sawit Di Indonesia ... I-1 Tabel 1.2 Data Produksi Minyak Sawit Di Indonesia ... I-2 Tabel 1.3 Data Kebutuhan Glukosa Di Indonesia ... I-3 Tabel 2.1 Komposisi kimia sabut kelapa sawit ... II-3 Tabel 2.2 Standar mutu glukosa ... II-6 Tabel 2.3 Perbandingan proses hidrolisa dengan katalis asam dan proses

hidrolisa

dengan katalis enzim ... II-8

Tabel 3.1 Neraca Massa Hammer Mill (HM-101)... III-2 Tabel 3.2 Neraca Massa Reaktor Hidrolisa (RH-01) ... III-2 Tabel 3.3 Neraca Massa Cooler (C-101) ...

III-3

Tabel 3.4 Neraca Massa Filter Press (FP-101)

...III-3

Tabel 3.5 Neraca Massa Reaktor Netralisasi (RN-101) ... III-4

(11)

Tabel 4.3 Tabel 4.3 Neraca Panas pada Cooler (C-101) ... IV-2 Tabel 4.4 Neraca Panas Filter Press (FP-101) ... IV-2 Tabel 4.5 Neraca Panas pada Reaktor Netralisasi (RN-101) ... IV-3 Tabel 4.6 Neraca Panas Tangki Dekanter (DK-101) ... IV-3 Tabel 4.7 Neraca Panas pada Tangki Decolorizing (TDL-101) ... IV-4 Tabel 4.8 Neraca Panas pada Filter Press 102 (FP-102) ... IV-4 Tabel 4.9 Neraca Panas pada Evaporator (EV-101) ... IV-4 Tabel 4.10 Neraca Panas pada Crystallizer (CR-101) ... IV-5 Tabel 4.11 Neraca Panas pada Rotary Dryer (RD-101) ... IV-5 Tabel 4.12 Neraca Panas pada Rotary Cooler (RC-101) ... IV-5 Tabel 5.1 Spesifikasi Bucket Elevator ... V-2 Tabel 5.2 Spesifikasi belt conveyer ... V-3 Tabel 5.3 Spesifikasi Reaktor ... V-4 Tabel 5.4 Spesifikasi Pengaduk ... V-4 Tabel 5.5 Spesifikasi Jaket Pendingin ... V-4 Tabel 5.6 Spesifikasi Tangki Penyimpanan ... V-5 Tabel 5.7 Spesifikasi Filter Press ... V-5 Tabel 5.8 Spesifikasi Tangki Decolorizing ... V-6 Tabel 5.9 Spesifikasi Pengaduk ... V-6 Tabel 5.10 Spesifikasi Screw Conveyer ... V-8 Tabel 5.11 Spesifikasi Pompa Proses ... V-11 Tabel 6.1 Alat Instrumentasi pada Pabrik Pembuatan Glukosa dari Sabut

(12)

Tabel 9.3 Perincian Gaji Karyawan ... IX-9 Tabel LA.1 Komposisi Sabut Sawit ………..

LA-1

Tabel LA.2 Neraca Massa Hammer Mill (HM-01) ... LA-3 Tabel LA.3 Neraca Massa Reaktor Hidrolisa (RH-01)

………LA-6

Tabel LA.4 Neraca Massa Cooler (C-01) ………LA-8 Tabel LA.5 Neraca Massa Filter Press (FP-01)

……….LA-1 0

Tabel LA.6 Neraca Massa Reaktor Netralisasi (RN-01) ……… LA-12 Tabel LA.7 Neraca Massa Tangki Dekanter (TD-01) ……… LA-14 Tabel LA.8 Neraca Massa Tangki Decolorizing (TDL-01) ………. LA-15 Tabel LA.9 Neraca Massa Filter Press (FP-02) ……… LA-16 Tabel LA.10 Neraca Massa Evaporator (EV-01) ……….…..

LA-1 7

Tabel LA.11 Neraca Massa Crystallizer (CR-01) ……….…….

LA-1 8

Tabel LA.12 Neraca Massa Rotary Dryer (RD-01) ……….. LA-19 Tabel LA.13 Neraca Massa Rotary Cooler (RC-01) ……… LA-19 Tabel LB.1 Kapasitas Panas Gas dan Cairan ... LB-2 Tabel LB.2 Kontribusi Unsur Atom dengan Metode Hurst dan Harrison

…...LB-2

Tabel LB.3 Nilai Gugus pada Perhitungan Cp dengan Metode Chueh and Swanson ... LB-4 Tabel LB.4 Nilai Gugus pada Perhitungan ∆Hf o dengan Metode Joback

……LB-6

Tabel LB.5 Perhitungan Panas Masuk pada Hammer Mill (HM-01) ………...LB-8

(13)

Tabel LB.10 Neraca Panas pada Reaktor Hidrolisa (RH-01) ... LB-11 Tabel LB.11 Perhitungan Panas Masuk pada Cooler (C-01)

………...LB-1 2

Tabel LB.12 Neraca Panas pada Kompresor (K-103) ... LB-18 Tabel LB.13 Perhitungan Panas Keluar pada Filter Press (FP-01)

….……….LB-1 4

Tabel LB.14 Neraca Panas pada Filter Press (FP-01) ... LB-14 Tabel LB.15 Perhitungan Panas Masuk pada Reaktor Netralisasi (RN-01) …

LB-1 5

Tabel LB.16 Perhitungan Panas Keluar pada Reaktor Netralisasi (RN-01) …

LB-1 6

Tabel LB.17 Neraca Panas pada Reaktor Netralisasi (RN-01) ………….. LB-17 Tabel LB.18 Neraca Panas pada Tangki Dekanter (TD-01)………. LB-19 Tabel LB.19 Perhitungan Panas Masuk pada Tangki Decolorizing (TDL-01)...

LB-19

Tabel LB.20 Perhitungan Panas Keluar pada Tangki Decolorizing (TDL-01)... LB-20

Tabel LB.21 Neraca Panas pada Tangki Decolorizing (TDL-01) …………LB-20 Tabel LB.22 Perhitungan Panas Keluar pada Filter Press (FP-02) ……… LB-21 Tabel LB.23 N e r a c a P a n a s p a d a F i l t e r P r e s s ( F P

-0 2 ) … … … . L B - 2 2 Tabel LB.24 Perhitungan Panas Keluar pada Evaporator (EV - 01)

……….LB-2 2

Tabel LB.25 Neraca Panas pada Evaporator (EV - 01) ………..…. LB-23 Tabel LB.26 Perhitungan Panas Keluar pada Crystallizer (CR - 01) ……….

LB-2 4

Tabel LB.27 Neraca Panas pada Crystallizer (CR - 01) ……….

LB-2 4

(14)

Tabel LC.1 Spesifikasi Bucket Elevator ... LC-3 Tabel LC.2 Spesifikasi Belt Conveyer ………LC-5 Tabel LC.3 Komposisi Bahan Masuk Reaktor Hidrolisa

………LC-6

Tabel LC.4 Spesifikasi Tangki Penyimpanan ………LC-12 Tabel LC.5 Perhitungan LMTD Cooler ... LC-12 Tabel LC.6 Komposisi Bahan Masuk Filter Press ... LC-20 Tabel LC.7 Spesifikasi Filter Press ... LC-21 Tabel LC.8 Komposisi Bahan Masuk Reaktor Netralisasi

………..LC-2 2

(15)

DAFTAR GAMBAR

Hal

Gambar 2.1 Penampang buah kelapa sawit ... I-1 Gambar 2.2 Persentase Produksi Minyak dan Hasil Samping Kelapa Sawit ... II-2 Gambar 2.3 Sabut Kelapa Sawit ………..

II-2

Gambar 2.4 Struktur dari sukrosa ………. II-4

Gambar 2.5 Rumus bangun glukosa ………. II-5

Gambar 8.1 Peta Lokasi Pabrik Glukosa dari Sabut Kelapa Sawit ……… VIII-3 Gambar 8.1 Tata Letak Pabrik Glukosa dari Sabut Kelapa Sawit ……… VIII-5 Gambar 9.1 Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik Pembuatan Glukosa Dari Sabut Kelapa Sawit ………..

I X - 4

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

(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 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI ... LE-1 LAMPIRAN F PERATURAN PAJAK PENGHASILAN ... LF-1