NCM Usu2 [PDF]
PRA-RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN MINYAK MAKAN MERAH DARI CRUDE PALM OIL (CPO) DENGAN KAPASITAS 50.000 TON / TAHUN TUGAS AK
32 0 1MB
![NCM Usu2 [PDF]](https://vdoc.tips/img/200x200/ncm-usu2.jpg)
- Author / Uploaded
- Susi PutriMagdalena
Datei wird geladen, bitte warten...
Zitiervorschau
PRA-RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN MINYAK MAKAN MERAH DARI CRUDE PALM OIL (CPO) DENGAN KAPASITAS 50.000 TON / TAHUN TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia
Oleh :
LAMSIHAR GEMAYEL NIM : 060425006
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA EKSTENSI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008
Universitas Sumatera Utara
INTI SARI
Pabrik Minyak Makan Merah dari CPO ini direncanakan berproduksi dengan kapasitas 50000 ton/tahun dengan 350 hari kerja dalam 1 (satu) tahun. Proses yang digunakan adalah memurnikan CPO dari asam lemak jenuk (Stearin) melalui proses Kristalisasi dengan mengunakan temperatur proses 10oC dan memurnikan CPO dari impuritis dengan menggunakan H 3 PO 4 85 % dan memisahkan Free Fatty Acid (FFA) dari CPO dengan mereaksikan FFA terhadap NaOH dalam suatu Reaktor hingga membentuk sabun dan untuk mengefektifkan kemurnian Minyak Makan Merah dari FFA dan air maka CPO diproses kembali pada unit Deodorizer dengan menggunakan temperatur 160oC. Lokasi pabrik direncanakan berada di daerah Dumai, kabupaten Bengkalis yang merupakan hilir sungai Rokan, Provinsi Riau dengan luas tanah yang dibutuhkan adalah 20214 m2 Jumlah tenaga kerja yang di butuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 160 orang dan bentuk badan usaha yang direncanakan adalah perseroan terbatas (PT) dan bentuk organisasinya adalah organisasi garis dan staf. Hasil analisa terhadap aspek ekonomi Minyak Makan Merah, adalah : •
•
•
•
•
•
•
Total modal investasi
: Rp. 372.835.012.896,-
Biaya Produksi
: Rp. 145.204.703.243,-
Hasil penjualan/ tahun
: Rp. 500.052.319.200,-
Laba Bersih
: Rp. 248.380.831.169,-
Profit Margin
: 70,962 %
Break Even Point (BEP)
: 20,3487%
Return of Investment (ROI)
: 66,6195 %
Universitas Sumatera Utara
•
•
Pay Out Time (POT)
: 1,5 tahun
Internal Rate of Return (IRR)
: 72,955 %
Dari hasil analisa aspek ekonomi, maaka dapat disimpulkan bahwa pabrik pembuatan Minyak Makan Merah ini layak didirikan.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN KATA PENGANTAR ..............................................................................................i INTI SARI ............................................................................................................. iii DAFTAR ISI .......................................................................................................... iv DAFTAR GAMBAR .............................................................................................vii DAFTAR TABEL ............................................................................................... viii BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... I-1 1.1. Latar Belakang .................................................................................. I-1 1.2. Rumusan Masalah ............................................................................. I-2 1.3. Tujuan Perancangan .......................................................................... I-3 1.4. Manfaat Perancangan ........................................................................ I-3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................ II-1 2.1. Crude Palm Oil (CPO) ...................................................................... II-1 2.2. Minyak Makan Merah ...................................................................... II-3 2.3. Peranan Karotenoida Bagi Manusia .................................................. II-5 2.4. Proses Pengolahan Minyak Makan Merah ........................................ II-6 2.5. Deskripsi Proses ............................................................................... II-6 2.5.1 Proses Kristalisasi .................................................................... II-6 2.5.2 Proses Mixer ............................................................................ II-8 2.5.3 Proses Reaktor ....................................................................... II-10 2.5.4 Proses Deodorisasi ................................................................. II-11 BAB III NERACA MASSA .............................................................................. III-1 BAB IV NERACA ENERGI ............................................................................ IV-1 BAB V SPESIFIKASI PERALATAN .............................................................. V-1 BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ...................... VI-1 6.1. Instrumentasi ................................................................................. VI-1 6.2. Keselamatan Kerja Pabrik ............................................................ VI-18
iv Universitas Sumatera Utara
BAB VII UTILITAS....................................................................................... VII-1 7.1. Kebutuhan Steam ....................................................................... VII-1 7.2. Kebutuhan Air ........................................................................... VII-2 7.3. Kebutuhan Listrik .................................................................... VII-15 7.4. Kebutuhan Bahan Bakar .......................................................... VII-17 7.5. Unit Pengolahan Limbah.......................................................... VII-19 7.6. Luas Area Pengolahan Limbah ................................................ VII-27 7.7. Spesifikasi Peralatan Utilitas .................................................... VII-28 BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ...................................... VIII-1 8.1. Lokasi Pabrik ............................................................................ VIII-1 8.2. Tata Letak Pabrik ...................................................................... VIII-6 8.3. Perincian Luas Tanah ................................................................ VIII-8 BAB IX
ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN .................. IX-1 9.1. Organisasi Perusahaan ................................................................ IX-1 9.2. Manajemen Perusahaan............................................................... IX-4 9.3. Bentuk Hukum Badan Usaha ...................................................... IX-6 9.4. Uraian Tugas, Wewenang, dan Tanggung Jawab......................... IX-8 9.5. Tenaga Kerja dan Jam Kerja ..................................................... IX-13 9.6. Sistem Penggajian ..................................................................... IX-17 9.7. Kesejahteraan Karyawan........................................................... IX-18
BAB X
EKONOMI DAN PEMBIAYAAN ....................................................X-1 10.1. Modal Investasi...........................................................................X-2 10.2. Biaya Produksi Total...................................................................X-5 10.3. Total Penjualan ...........................................................................X-6 10.4. Perkiraan Rugi/Laba Usaha .........................................................X-6 10.5. Analisa Aspek Ekonomi ..............................................................X-7
BAB XI
KESIMPULAN ................................................................................ XI-1
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA ENERGI LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN
v Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI
vi Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 6.1
Instrumentasi Pada Tangki ......................................................... VI-13
Gambar 6.2
Instrumentasi Pada Pompa ......................................................... VI-13
Gambar 6.3
Instrumentasi Pada Reaktor ........................................................ VI-14
Gambar 6.4
Instrumentasi Pada Mixer ........................................................... VI-15
Gambar 6.5
Instrumentasi Pada Cooler ......................................................... VI-16
Gambar 6.6
Instrumentasi Pada Filter Press.................................................. VI-16
Gambar 6.7
Instrumentasi Pada Crystalizer ................................................... VI-17
Gambar 6.8
Instrumentasi Pada Screw Conveyor........................................... VI-17
Gambar 6.9
Tingkat Kerusakan di Suatu Pabrik ............................................ VI-19
Gambar 8.1
Tata Letak Lokasi Pabrik Minyak Makan Merah........................ VIII-3
Gambar 9.1
Struktur Organisasi Perusahaan .................................................. IX-19
Gambar LD.1 Diagram RF ............................................................................ LD-100 Gambar LE.1 Harga Peralatan Untuk Tangki Penyimpanan ............................... LE-6 Gambar LE.2 Grafik BEP ................................................................................ LE-30
vii Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Komposisi Asam Lemak dari CPO ................................................... II-2 Tabel 2.2
Sifat-sifat Kimia dari Minyak Kelapa Sawit (CPO) ........................... II-3
Tabel 2.3
Sifat Fisik dan Kimia dari Minyak Makan Merah ............................. II-4
Tabel 2.4
Titik Cair Asam Lemak dari CPO ..................................................... II-7
Tabel 2.5
Sifat Fisik dan Kimia Crude Olein .................................................... II-8
Tabel 3.1
Neraca Massa Pada Filter Press I (H-1) ...........................................III-2
Tabel 3.2 Neraca Massa Pada Mixer (M-1)......................................................III-3 Tabel 3.3 Neraca Massa Pada Filter Press II (H-2)..........................................III-4 Tabel 3.4
Neraca Massa Pada Reaktor (R-1) ...................................................III-5
Tabel 3.5 Neraca Massa Pada Filter Press III (H-3) ........................................III-6 Tabel 3.6
Neraca Massa Pada Deodorizer (V-1) ..............................................III-2
Tabel 4.1
Neraca Panas Pada Tangki Penyimpanan (F-1) ............................... IV-1
Tabel 4.2
Neraca Panas Pada Kristalizer (P-1) ............................................... IV-2
Tabel 4.3
Neraca Panas Pada Mixer (M-1) ..................................................... IV-2
Tabel 4.4
Neraca Panas Pada Reaktor (R-1) ................................................... IV-3
Tabel 4.5
Neraca Panas Pada Deodorizer (V-1) .............................................. IV-4
Tabel 4.6
Neraca Panas Pada Cooler (E-1) ..................................................... IV-5
Tabel 6.1
Daftar Penggunaan Instrumentasi.................................................. VI-12
Tabel 7.1
Kebutuhan Steam........................................................................... VII-2
Tabel 7.2
Kebutuhan Air Pendingin .............................................................. VII-3
Tabel 7.3
Kualitas Air Sungai Rokan ............................................................ VII-5
Tabel 7.4
Perincian Kebutuhan Listrik Pada Unit Proses ............................. VII-15
Tabel 7.5 Perincian Kebutuhan Listrik Pada Unit Utilitas ............................ VII-16 Tabel 7.6
Perincian Kebutuhan Listrik Untuk Pabrik ................................... VII-17
Tabel 7.7
Jumlah Luas Area Pengolahan Limbah ........................................ VII-27
Tabel 8.1
Perincian Luas Bangunan ............................................................. VIII-9
Tabel 8.2
Keterangan Gambar .................................................................... VIII-12
Tabel 9.1
Jumlah Tenaga Kerja Beserta Tingkat Pendidikan ........................ IX-14
viii Universitas Sumatera Utara
Tabel 9.2
Pembagian Kerja Shift Tiap Regu .............................................. IX-16
Tabel 9.3
Gaji Karyawan ........................................................................... IX-17
Tabel 10.1
Modal Investasi Tetap ....................................................................X-3
Tabel 10.2
Modal Kerja ...................................................................................X-4
Tabel 10.3
Biaya Tetap ...................................................................................X-5
Tabel 10.4
Biaya Variabel ...............................................................................X-6
Tabel LB.1 Estimasi Cp Liquid Ikatan yang Terkandung Dalam CPO ........... LB-1 Tabel LB.2 Cp Bahan dan Berat Molekul (BM)............................................. LB-3 Tabel LB.3 Estimasi ∆Hf Ikatan yang Terkandung Dalam CPO ................... LB-4 Tabel LB.4 Neraca Panas Pada Tangki Penyimpanan (F-1) ........................... LB-8 Tabel LB.5 Neraca Panas Pada Kristalizer (P-1) ...........................................LB-12 Tabel LB.6 Jumlah Panas Masuk Pada Alur 3 ..............................................LB-14 Tabel LB.7 Jumlah Panas Keluar Pada Alur 5 ..............................................LB-15 Tabel LB.8 Neraca Panas Pada Mixer (M-1) ................................................LB-17 Tabel LB.9 Jumlah Panas Masuk Pada Alur 7 ..............................................LB-19 Tabel LB.10 Jumlah Panas Keluar Pada Alur 9 ..............................................LB-20 Tabel LB.11 Neraca Panas Pada Reaktor (R-1) ..............................................LB-22 Tabel LB.12 Jumlah Panas Pada Alur 11 ........................................................LB-26 Tabel LB.13 Jumlah Panas Pada Alur 12 ........................................................LB-26 Tabel LB.14 Jumlah Panas Pada Alur 13 ........................................................LB-27 Tabel LB.15 Neraca Panas Pada Deodorizer (V-1) .........................................LB-29 Tabel LB.16 Neraca Panas Pada Cooler (E-1) ................................................LB-31 Tabel LE.1
Perincian Harga Bangunan ........................................................... LE-2
Tabel LE.2
Indeks Marshall dan Swift ........................................................... LE-3
Tabel LE.3
Tipe Harga Eksponensial Peralatan .............................................. LE-5
Tabel LE.4
Perincian Harga Peralatan Proses ................................................. LE-8
Tabel LE.5
Perincian Harga Peralatan Utilitas ................................................ LE-9
Tabel LE.6
Sarana Transportasi.................................................................... LE-12
Tabel LE.7
Gaji Pegawai.............................................................................. LE-17
Tabel LE.8
Perincian Pajak Bumi dan Bangunan ......................................... LE-18
Tabel LE.9
Perincian Biaya Kas ................................................................... LE-19
ix Universitas Sumatera Utara
Tabel LE.10 Perincian Modal Kerja .............................................................. LE-19 Tabel LE.11 Aturan Depresiasi Sesuai UU R.I No. 17 Thn. 2000 ................... LE-21 Tabel LE.12 Perkiraan Biaya Depresiasi ....................................................... LE-22 Tabel LE.13 UU No. 17 Thn. 2000 ............................................................... LE-27 Tabel LE.14 Data Perhitungan IRR ............................................................... LE-30
x Universitas Sumatera Utara
INTI SARI
Pabrik Minyak Makan Merah dari CPO ini direncanakan berproduksi dengan kapasitas 50000 ton/tahun dengan 350 hari kerja dalam 1 (satu) tahun. Proses yang digunakan adalah memurnikan CPO dari asam lemak jenuk (Stearin) melalui proses Kristalisasi dengan mengunakan temperatur proses 10oC dan memurnikan CPO dari impuritis dengan menggunakan H 3 PO 4 85 % dan memisahkan Free Fatty Acid (FFA) dari CPO dengan mereaksikan FFA terhadap NaOH dalam suatu Reaktor hingga membentuk sabun dan untuk mengefektifkan kemurnian Minyak Makan Merah dari FFA dan air maka CPO diproses kembali pada unit Deodorizer dengan menggunakan temperatur 160oC. Lokasi pabrik direncanakan berada di daerah Dumai, kabupaten Bengkalis yang merupakan hilir sungai Rokan, Provinsi Riau dengan luas tanah yang dibutuhkan adalah 20214 m2 Jumlah tenaga kerja yang di butuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 160 orang dan bentuk badan usaha yang direncanakan adalah perseroan terbatas (PT) dan bentuk organisasinya adalah organisasi garis dan staf. Hasil analisa terhadap aspek ekonomi Minyak Makan Merah, adalah : •
•
•
•
•
•
•
Total modal investasi
: Rp. 372.835.012.896,-
Biaya Produksi
: Rp. 145.204.703.243,-
Hasil penjualan/ tahun
: Rp. 500.052.319.200,-
Laba Bersih
: Rp. 248.380.831.169,-
Profit Margin
: 70,962 %
Break Even Point (BEP)
: 20,3487%
Return of Investment (ROI)
: 66,6195 %
Universitas Sumatera Utara
•
•
Pay Out Time (POT)
: 1,5 tahun
Internal Rate of Return (IRR)
: 72,955 %
Dari hasil analisa aspek ekonomi, maaka dapat disimpulkan bahwa pabrik pembuatan Minyak Makan Merah ini layak didirikan.
Universitas Sumatera Utara
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Kelapa sawit merupakan tanaman yang dapat tumbuh dengan baik di daerah tropis dengan curah hujan 2000 mm/tahun dan kisaran suhu 22-320C. Di Indonesia sendiri kelapa sawit ini cukup banyak ditanam, hal ini menjadikan kelapa sawit merupakan salah satu tanaman hasil perkebunan utama. Pohon kelapa sawit menghasilkan banyak minyak kelapa sawit yang mengandung komponen minor yang memiliki nilai nutrisi tinggi seperti senyawa karotenoida dan vitamin E (tokoferol dan tokotrienol). (Susilawati, E. 1997) Minyak kelapa sawit merupakan bahan baku utama minyak makan di mana minyak kelapa sawit merupakan sumber karotenoida alami yang paling tinggi dibandingkan dengan minyak nabati lainnya. Beberapa jenis senyawa karotenoida minyak kelapa sawit diketahui memiliki aktivitas pro-vitamin A, dimana pro-vitamin A tersebut 10 kali lebih besar dibandingkan dengan wortel dan 300 lebih besar dibandingkan dengan tomat. Vitamin A sangat berperan dalam meningkatkan ketahanan tubuh terhadap infeksi, membantu pertumbuhan gigi dan pembentukan tulang selama masa pertumbuhan. Disamping sebagai bahan baku vitamin A, karotenoida juga berperan sebagai antioksida dalam menghambat atau mencegah terjadinya katarak, kanker dan arterosklerosis. (Pangaribuan, Y. 2005) Sejalan dengan semakin disadarinya peran penting karotenoida bagi kesehatan manusia serta dalam rangka meningkatkan nilai tambah dan sebagai
Universitas Sumatera Utara
antisipasi menghadapi kejenuhan konsumen akan minyak sawit mentah, di mana minyak sawit mentah yang beredar saat ini hanya mengandung karotenoida dalam jumlah 17 ppm maka dikembangkanlah proses pengolahan minyak sawit yang kaya karotenoida yaitu minyak sawit merah atau minyak makan merah. (Jatmika, A. 1996) Minyak makan merah adalah minyak alami hasil pengolahan lanjut CPO (crude palm oil), tanpa bahan perwarna dan pengawet buatan. Minyak makan merah kaya akan karotenoida dan vitamin E dengan jumlah masing-masing 440 ppm dan 500 ppm (Susilawati, E. 1997). Tingkat konsumsi minyak makan merah di Indonesia per kapita per tahun adalah 15 kg atau setara dengan 41 g/hari. Kebutuhan vitamin A untuk orang dewasa sekitar 800-1000 RE (retinol equivalent). Dengan demikian, mengkonsumsi minyak makan merah 12 g/hari atau 29,2 % dari konsumsi minyak per hari, sudah dapat memenuhi kebutuhan vitamin A untuk orang dewasa.
1.2 Rumusan Masalah Sebagai negara penghasil minyak makan terbesar kedua setelah Malaysia, Indonesia kiranya dapat menghasilkan minyak makan yang sangat kaya akan karotenoida guna memenuhi kebutuhan manusia akan sumber vitamin A dan vitamin E. Minyak sawit yang beredar di pasar saat ini hanya mengandung karotenoida dalam jumlah yang sangat kecil yaitu 17 ppm (Jatmika, A. 1996) bila dibandingkan minyak makan merah yang memiliki kandungan karotenoida 500 ppm.
Universitas Sumatera Utara
1.3 Tujuan Perancangan Tujuan rancangan pabrik pembuatan Minyak Makan Merah dari CPO (crude palm oil) ini adalah untuk mengaplikasikan disiplin ilmu teknik kimia yang meliputi neraca massa, neraca energi, spesifikasi peralatan, opersi teknik kimia, utilitas, dan bagian ilmu teknik kimia lainny serta untuk mengetahui aspek ekonomi dalam pembiayaan pabrik sehingga akan memberikan gambaran kelayakan pra-rancangan pebrik pembuatan Minyak Makan Merah dari CPO (crude palm oil).
1.4 Manfaat Perancangan Manfaat dari pra-rancangan ini adalah : 1. Memberikan
gambaran
tentang
kelayakan
pra-rancangan
pabrik
pembuatan Minyak Makan Merah dari CPO (crude palm oil). 2. Meningkatkan devisa negara dengan meningkatkan nilai jual dari minyak makan yang kaya akan karotenoida. 3. Menciptakan lapangan kerja sehingga mengurangi jumlah pengangguran.
Universitas Sumatera Utara
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Crude Palm Oil (CPO) Tanaman kelapa sawit (Elaeis guinensis JACQ) adalah tanaman berkeping satu yang termasuk dalam famili palmae. Nama genus Elaeis berasal dari bahasa yunani Elaoin atau minyak sedangkan nama species Guinensis berasal dari kata Guinea, yaitu tempat di mana seorang ahli bernama Jacquin menemukan tanaman kelapa sawit pertama kali di pantai Guinea. Salah satu dari beberapa tanaman golongan palm yang dapat menghasilkan minyak adalah kelapa sawit (Elaeis guinensis JACQ). Minyak dari buah kelapa sawit terdiri dari minyak inti sawit (crude palm kernel oil, CPKO) dan minyak kelapa sawit (crude palm oil, CPO) yang diperoleh dari inti kelapa sawit dan bagian mesokarp dari buah kelapa sawit (Choo, dkk.,1987). Dari tahun 80 an sampai akhir tahun 2000 luas perkebunan kelapa sawit Indonesia telah mencapai 3,2 juta Ha dengan produksi CPO sebesar 6,5 juta ton. Perkembangan perkebunan ini akan terus berlanjut dan diperkirakan pada tahun 2012, Indonesia akan menjadi produsen terbesar di dunia dengan total produksi 15 juta ton/tahun. (Darnoko, dkk.,2003) Minyak kelapa sawit (CPO) mempunyai karakteristik yang khas dibandingkan dengan minyak nabati lainnya seperti minyak kacang kedelai, minyak biji kapas, minyak jagung dan minyak biji bunga matahari. Dengan
Universitas Sumatera Utara
kandungan asam lemak tidak jenuh yang tinggi (50,2 %), minyak kelapa sawit sangat cocok digunakan sebagai medium penggoreng. (choo, dkk.,1987) Tabel 2.1 Komposisi asam lemak dari CPO Asam Lemak
Jumlah (%)
Rumus Molekul
Range
Rata-rata
Laurat
C 12: 0
0,1 - 1,0
0,2
Miristat
C 14: 0
0,9 – 1,5
1,1
Palmitat
C 16: 0
41,8 – 46,8
44,0
Stearat
C 18: 0
4,2 – 4,1
4,5
Arakhidoat
C 20: 0
0,2 – 0,7
0,4
Palmitoleat
C 16: 1
0,1 – 0,3
0,1
Oleat
C 18: 1
37,3 – 40,8
39,2
Linoleat
C 18: 2
9,1 – 11,0
10,1
Linolenat
C 18 : 3
0 – 0,6
0,4
Asam Lemak Jenuh
Asam Lemak Tak Jenuh
Sumber : Hamilton (1995) Minyak kelapa sawit (CPO) mengandung karotenoida mencapai 1000 ppm, tetapi dalam minyak dari jenis tenera ± 500 ppm dan kandungan tokoferol bervariasi karena dipengaruhi oleh penanganan selama produksi (Ketaren, 1986). Sifat fisik- kimia minyak kelapa sawit (CPO) meliputi warna, kelarutan, titik cair, titik didih, bobot jenis, indeks bias, titik kekeruhan (turbidity point) dan lain-lain. Beberapa sifat fisika-kimia dapat dilihat pada Tabel 2.2
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2 Sifat fisika-kimia dari minyak kelapa sawit (CPO) Sifat Bobot jenis pada suhu kamar Indeks bias 40oC Bilangan Iod
Minyak Kelapa Sawit (CPO) 0,9 1,4565 – 1,4585 48 – 56
Bilangan penyabunan
196 – 205
Titik leleh
25 – 50 oC
Sumber : Krischenbauer (1960)
2.2 Minyak Makan Merah Pengolahan minyak sawit menjadi minyak goreng pada skala komersial mengeliminasi dengan sengaja provitamin A dan Vitamin E yang justru merupakan salah satu keungulan minyak kelapa sawit (CPO) dibandingkan minyak nabati lainnya. Bila kandungan giji mikro yang kaya dalam minyak sawit mentah (sekitar 500 ppm pro-vitamin A dan 600-1000 ppm vitamin E) dipertahankan menberikan konstribusi sangat positif terhadap status gizi dan kesehatan konsumen (Susilawati, E. 1997). Anjuran untuk mengkonsumsi sedikitnya 3 - 3,5 mg pro-vitamin A (berbeda menurut usia) dapat dipenuhi melalui produk-produk olahan minyak makan merah. Minyak makan merah ini dapat digunakan dalam bentuk kapsul, minyak sayur, minyak salad pada produk pangan tertentu misalnya mie instan, atau bahan baku dalam pembuatan margarin dan shortening serta produk minyak/lemak pangan lainnya. (Darnoko, dkk.,2003)
Universitas Sumatera Utara
Minyak makan merah adalah minyak alamiah hasil pengolahan lanjut dari minyak kelapa sawit (CPO), tanpa pewarna dan pengawet buatan. Minyak makan merah merupakan satu-satunya minyak makan yang kaya dengan karotenoida (pro-vitamin A, ± 440 ppm), sekaligus kaya dengan vitamin E (± 500 ppm). Keduanya terbukti secara ilmiah sangat esensial untuk kesehatan, sistem kekebalan tubuh, anti-oksida, penundaan penuaan, dan pencegahan kanker. (Darnoko, dkk.,2003). Berikut ini dapat dilihat sifat fisik dan kimia minyak makan merah pada Tabel 2.3. Tabel 2.3 Sifak fisik dan kimia minyak makan merah Variabel
Minyak Makan Merah
Komposisi Asam lemak (%) C 14 (miristat)
0,8016
C 16 (palmiat)
38,1968
C 18 (stearat)
2,1836
C 18 : 1 (oleat)
43,2783
C 18 : 2 (linoleat)
14,8416
C 18 : 3 (linilenat)
0,2221
Could Point (oC) Bilangan Iod Kadar karotenoida (ppm)
7 59,26 410
Sumber : Jatmika dan Guritno (1997)
Universitas Sumatera Utara
2.3 Peranan Karotenoida Bagi Manusia Minyak kelapa sawit mengandung karotenoida alami yang paling besar bila dibandingkan dengan minyak nabati lainnya. Namun, orang yang sudah terbiasa mengkonsumsi minyak nabati yang diekstrak bukan berasal dari kelapa sawit cenderung tidak mau mengkonsumsi minyak sawit dalam bentuk tidak dimurnikan. Hal ini disebabkan oleh karena secara visual minyak sawit mentah terlihat keruh bahkan terlihat adanya endapan disebabkan banyak fraksi padat berwarna orange kemerahan, aromanya tajam, dan kadar asam lemak bebasnya cukup besar. Oleh karena itu untuk konsumsi pada masa sekarang minyak sawit mentah diolah terlebih dahulu untuk mendapat minyak sawity dimurnikan, dipucatkan dan diawabaukan (refined, bleached, deodorized palm oil), yang terbukti dapat diterima oleh konsumen minyak nabati seluruh dunia. (Jatmika, A.,1996) Sejalan dengan semakin disadarinya peran penting karotenoida bagi kesehatan manusia, menjelang memasuki dasawarsa 90-an mulai dikembangkan khusus pengolahan minyak sawit kaya karotenoida (Jatmaika, A.,1996). Karotenoida minyak kelapa sawit memiliki aktivitas pro-vitamin A, dimana vitamin A sangat berperan dalam meningkatkan ketahanan tubuh terhadap infeksi, membantu pertumbuhan gigi dan pembentukan tulang selama masa pertumbuhan. Disamping sebagai bahan baku vitamin A, karotenoida juga berperan sebagai antioksida dalam menghambat atau mencegah terjadinya katarak, kanker dan arterosklerosis. (Pangaribuan, Y. 2005)
Universitas Sumatera Utara
2.4 Proses Pengolahan Minyak Makan Merah Pada dasarnya dapat dikatakan bahwa proses produksi minyak makan merah yang telah dikembangkan merupakan modifikasi dari proses yang selama digunakan pada pengolahan fraksi cair minyak sawit (olein) dimurnikan, dipucatkan dan diawabaukan. Proses modifikasi dilakukan pada tahap deasidifikasi dan deodorisasi serta proses pemucatan karena pada proses ini terjadi perusakan dan kehilangan karotenoida (Jatmika,1996). Pada proses pemucatan, karotenoida akan terserap pada bahan pemucat, sedangkan pada proses desidifikasi dan deodorisasi yang mengunakan suhu tinggi yaitu 260 – 280 oC, karotenoida mengalami degradasi.
2.5 Deskripsi Proses 2.5.1 Proses Kristalisasi Minyak CPO ini terdiri dari fraksi-fraksi asam lemak yang belum terpisahkan, upaya untuk pemisahan selanjutnya perlu dilakukan agar dapat dikonsumsi sebagai bahan makanan. Kristalisasi adalah proses pemisahan thermomechanical yang digunakan untuk memisahkan minyak kelapa sawit (CPO) atas fraksi padat (stearin) dan fraksi cair (olein) secara kristalisasi parsial yang diikuti dengan penyaringan, dimana proses ini didasarkan atas perbedaan titik cair masing-masing fraksi dari minyak kelapa sawit (CPO). (Pasifik Palmindo Industri, 2006) Untuk mendapat pemisahan yang baik, kristal stearin harus dalam bentuk yang kokoh dan bentuk bola yang berukuran seragam. Awalnya minyak kelapa sawit CPO dipanaskan dari temperatur 25oC sampai temperatur 50 oC yang
Universitas Sumatera Utara
merupakan diatas rata-rata titik cair asam lemak dapat dilihat pada Tabel 2.4, hal ini dilakukan untuk menghomogenkan minyak kelapa sawit. Kemudian CPO tersebut dialirkan dengan menggunakan pompa ke unit kristalizer, dimana temperatur bahan pada unit kristalizer harus dipertahankan dari 50 oC menjadi sebesar 12oC. Proses penurunan temperatur bahan tersebut dilakukan melalui 2 tahap yaitu tahap cooling menggunakan air pendingin 10oC dan tahap chilling menggunakan chilling water 6oC. Proses pada unit ini membutuhkan waktu selama 5 jam untuk membentuk kristal stearin yang kokoh dan bentuk bola yang berukuran seragam. Tabel 2.4 Titik cair asam lemak dari CPO Rumus
Titik Cair
Molekul
(oC)
Laurat
C 12: 0
44
Miristat
C 14: 0
58
Palmitat
C 16: 0
64
Stearat
C 18: 0
69,4
Arakhidoat
C 20: 0
76,3
Palmitoleat
C 16: 1
-
Oleat
C 18: 1
14
Linoleat
C 18: 2
-11
Linolenat
C 18 : 3
-
Asam Lemak
Asam Lemak Jenuh
Asam Lemak Tak Jenuh
Sumber : Krischenbauer (1960) Campuran kemudian dialirkan ke filter press (H-1), untuk memisahkan fraksi padat (cake) dan fraksi cair (filtrat). Fraksi padat yang mengandung 85 % asam-
Universitas Sumatera Utara
asam stearat dan 15 % asam-asam olein,
serta fraksi cair (filtrat) yang
mengandung 85 % asam-asam olein dan 15 % asam-asam stearat. Fraksi cair (filtrat) yang diperoleh akan dialirkan ke tangki mixer (M-1) dengan menggunakan pompa sedangkan fraksi padat akan jatuh ke bak penampungan (Pasifik Palmindo Industri, 2006). Tabel 2.5 Sifat fisik dan kimia Crude Olein Variabel
Crude Olein
Komposisi Asam lemak (%) C 14 (miristat)
0,6568
C 16 (palmiat)
37,1687
C 18 (stearat)
3,7811
C 18 : 1 (oleat)
42,1523
C 18 : 2 (linoleat)
15,6784
C 18 : 3 (linilenat)
0,3673
Could Point (oC)
8
Bilangan Iod
57,83
Perolehan Olein
86,23
Sumber : Guritno (1997)
2.5.2 Proses Mixer Minyak kelapa sawit (CPO) yang telah melalui tahap kristalisasi masih mengandung sejumlah kecil dari senyawa phospholipids dan kotoran-kotoran yang harus dihilangkan terlebih dahulu (treatment process) sebelum proses deodorisasi. Golongan phospholipids (hydratable dan unhydratable gums) adalah ester komplek yang mengandung unsur phospor, nitrogen, gula dan rantai panjang
Universitas Sumatera Utara
fatty acid. Dengan sejumlah kecil asam phospat (H 3 PO 4 ) 85% harus ditambahkan untuk menghilangkan hydratable dan unhydratable gums (phospholipids). Gumgum yang diperoleh dari proses ini mengandung : phospholipid, karbohidrat, protein, logam dan sebangian kecil dari asam lemak bebas (Munch, E.W.,2007). Tujuan proses mixer adalah untuk menghilangkan gum yang merupakan getah atau lendir tanpa mengurang jumlah asam lemak bebas dalam crude olein. Gum yang diperoleh dari proses ini mengandung : phospholipid, karbohidrat, protein, logam dan sebangian kecil dari asam lemak bebas (Munch, E.W.,2007). Asam phospat (H 3 PO 4 ) yang digunakan berfungsi untuk dekomposisi/merubah bentuk dari hydratabe phosphatidis hingga mudah dikentalkan dan menjadikannya tak mudah untuk larut dalam CPO sehingga mudah dipisahkan. Pada proses ini membutuhkan temperatur sebesar 70oC, sehingga untuk mencapai temperatur bahan dari 12oC menjadi 70oC membutuhkan media penghantar panas berupa superheated steam. Dimana superheated steam 200oC tersebut dilairkan pada koil-koil yang telah di desain pada tangki mixer. Ini bertujuan untuk mempermudah penghomogenisasi senyawa asam phospat (H 3 PO 4 ) dengan gum-gum yang terdapat dalam bahan. Senyawa asam phospat (H 3 PO 4 ) yang ditambahkan secara kontinu berdosis berkisar 0,1 % dari laju umpan CPO (Guritno, 1997). Asam phospat (H 3 PO 4 ) yang digunakan umumnya pada konsentrasi 85 % dengan BJ = 1,7 kg/ltr. (Pasifik Palmindo Industri, 2006) Campuran kedua bahan tersebut kemudian dialirkan ke filter press (H-2), untuk memisahkan fraksi padat (cake) dan fraksi cair (filtrat). Fraksi padat yang mengandung 100% impuritis dan H 3 PO 4 serta 2 % crude olein terikut, serta
Universitas Sumatera Utara
fraksi cair (filtrat) yang mengandung 98 % crude olein. Fraksi cair (filtrat) yang diperoleh akan dialirkan ke tangki reaktor (R-1) dengan menggunakan pompa hal ini bertujuan untuk mereaksikan asam lemak bebas (FFA) yang terdapat dalam crude olein dengan senyawa NaOH, sedangkan fraksi padat akan jatuh ke bak penampungan (Pasifik Palmindo Industri, 2006).
2.5.3 Proses Reaktor Proses yang berlangsung pada unit reaktor (R-1) ini disebut juga dengan proses deasidifikasi atau proses netralisasi yaitu suatu proses untuk memisahkan asam lemak bebas (FFA) dari minyak atau lemak, dengan cara mereaksikan asam lemak bebas dengan NaOH sehingga membentuk sabun (soap stock) dan H 2 O (Ketaren, 1986). Netralisasi dengan mengunakan natrium hidroksida (NaOH) lebih menguntungkan dikarenakan triglyserida tidak ikut tersabunkan, sehingga nilai refining faktor dapat diperkecil. Reaksi antara asam lemak bebas (FFA) dengan NaOH adalah sebagai berikut : O R–C
O + NaOH
R–C
OH Asam lemak bebas
+ H2 O ONa
Sabun
Air
Pada proses ini konsentrasi NaOH yang digunakan 14 % dengan jumlah yang disesuaikan dengan jumlah asam lemak bebas yang terdapat CPO (Guritno, 1997) dengan temperatur bahan dalam proses yang digunakan diturunkan kembali
Universitas Sumatera Utara
dari 70oC menjadi 50oC. Untuk mendapatkan temperatur proses tersebut dibutuhkan air pendingin dengan temperatur 23oC sebanyak 3379,14 kg/jam . Campuran kedua bahan tersebut kemudian dialirkan ke filter press (H-3), untuk memisahkan fraksi padat (cake) dan fraksi cair (filtrat). Fraksi padat yang mengandung 100% sabun serta 2 % crude olein terikut, serta fraksi cair (filtrat) yang mengandung 98 % crude olein. Fraksi cair (filtrat) yang diperoleh akan dialirkan ke tangki deodorizer (V-1) dengan menggunakan pompa hal ini bertujuan untuk memisahkan FFA yang tersisa dan air (H 2 O) dari crude olein agar diperoleh crude olein atau minyak makan merah yang murni, fraksi padat akan jatuh ke bak penampungan (Pasifik Palmindo Industri, 2006).
2.5.4 Deodorisasi Deodorisasi adalah suatu tahap proses pemurnian minyak yang bertujuan untuk menghilangkan bau dan rasa (flavor) yang tidak enak dalam minyak, dimana tahap ini dilakukan proses pemanasan yang membutuhkan temperatur 160oC, sehingga proses ini membutuhkan pemanas berupa superheated steam 200oC pada keadaan vakum (Ketaren,1986) sebanyak 622,55 kg/jam. Pada proses deodorisasi ini seyawa asam lemak bebas (FFA) dan air (H 2 O) yang terdapat pada bahan (olein murni) akan teruapkan.
Universitas Sumatera Utara
2.6 Sifat-sifat bahan 2.6.1 NaOH a. Sifat fisika : • Warna
• Berat molekul
• Titik didih (760 mmHg) • Titik leleh (760 mmHg) • Viskositas
• Entropi (∆S)
• Kapasitas kalor (cp)
: Putih : 40 gr/mol : 1390 0C : 318,4 0C : 1,103 Cp : 64,46 j/kmol : 59,54 j/kmol
• Entalpi pembentukan (∆Hf) 25 0 C
• Densitas
: -425,61 j/kmol : 2,12 kg/liter
b. Sifat kimia : • Basa kuat
• Larut dalam air Sumber : www. wikipedia.org
2.6.2 H 3 PO 4 a. Sifat Fisika : • Warna
• Berat molekul
• Titik didih (760 mmHg)
• Titik leleh (760 mmHg) • Viskositas
• Densitas
: Putih : 98 g/mol : 158 0C : 42,35 0C : 1,0471 Cp : 1685 kg/m3
b. Sifat kimia :
• Asam lemah
• Larut dalam air Sumber : www. wikipedia.org
Universitas Sumatera Utara
III-1
BAB III NERACA MASSA
Pra Rancangan Pabrik Minyak Makan Merah direncanakan beroperasi dengan
kapasitas
50000
ton/tahun
selama
350
hari/tahun.
Unit
peralatan/instrument yang menghasilkan adanya perubahan massa pada proses produksi minyak makan merah tersebut adalah sebagai berikut :
Membran Filter I (H-1)
Mixer (M-1)
Membran Filter II (H-2)
Reaktor (R-1)
Filter Press (H-3)
Deodorizer (V-1) Setelah dilakukan perhitungan berdasarkan basis 1 jam operasi pada
Lampiran A, maka didapat hasil perhitungan neraca massa pada Tabel 3.1 s/d Tabel 3.6 di bawah ini :
Universitas Sumatera Utara
III-2
Tabel 3.1 Hasil perhitungan neraca massa pada Membran Filter I (H-1) Komponen
Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
Alur 2
Alur 3
Alur 4
Miristin
105,0325
89,2776
15,7549
Palmitin
6135,4391
5215,1232
920,3159
Stearin
476,4892
405,0158
71,4734
Olein
4768,7348
715,3103
4053,4245
Linolein
1301,3791
195,2069
1106,1722
Linolenin
21,7750
3,2663
18,5087
Karoten
9,4381
0,472
8,9661
Tokoferol
4,0449
0,2023
3,8426
FFA
471,1905
0,2828
470,9077
Gums
175,279
107,7966
67,4824
H2 O
12,1347
-
12,1347
Impur itis
1,3483
-
1,3483
Total
13482,2851
6731,9538
6750,3313
13482,2851
Universitas Sumatera Utara
III-3
Tabel 3.2 Hasil perhitungan neraca massa pada Mixer (M-1) Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
Komponen Alur 4
Alur 5
Alur 6
Miristin
15,7549
-
15,7549
Palmitin
920,3159
-
920,3159
Stearin
71,4734
-
71,4734
Olein
4053,4245
-
4053,4245
Linolein
1106,172
-
1106,172
Linolenin
18,5087
-
18,5087
Karoten
8,9661
-
8,9661
Tokoferol
3,8426
-
3,8426
FFA
470,9077
-
470,9077
Gums
67,4824
-
67,4824
H2 O
12,1347
2,0224
14,1571
Impur itis
1,3483
-
1,3483
H 3 PO 4
-
11,4605
11,4605
6750.3314
13,4829
Total
6763,8143 6763,8143
Universitas Sumatera Utara
III-4
Tabel 3.3 Hasil perhitungan neraca massa pada Membran Filter II (H-2) Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
Komponen Alur 6
Alur 7
Alur 8
Miristin
15,7549
0,3151
15,4398
Palmitin
920,3159
18,4064
901,9095
Stearin
71,4734
1,4295
70,0439
Olein
4053,4245
81,0685
3972,3560
Linolein
1106,172
22,1235
1084,0485
Linolenin
18,5087
0,3702
18,1385
Karoten
8,9661
0,1794
8,7867
Tokoferol
3,8426
0,0769
3,7657
FFA
470,9077
9,4182
461,4895
Gums
67,4824
67,4824
-
H2 O
14,1571
0,2832
13,8739
Impur itis
1,3483
1,3483
-
H 3 PO 4
11,4605
11,4605
-
213,9621
6549,852
Total
6763,8143 6763,8143
Universitas Sumatera Utara
III-5
Tabel 3.4 Hasil perhitungan neraca massa pada Reaktor (R-1) Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
Komponen Alur 8
Alur 9
Alur 10
Miristin
15,4398
-
15,4398
Palmitin
901,9095
-
901,9095
Stearin
70,0493
-
70,0493
Olein
3972,3560
-
3972,3560
Linolein
1084,0485
-
1084,0485
Linolenin
18,1385
-
18,1385
Karoten
8,7867
-
8,7867
Tokoferol
3,7657
-
3,7657
FFA
461,4895
-
158,9909
H2 O
13,8739
289,8845
324,993
NaOH
-
47,1905
-
Sabun
-
-
328,4520
6549,852
337,075
Total
6886,927 6886,927
Universitas Sumatera Utara
III-6
Tabel 3.5 Hasil perhitungan neraca massa pada Filter Press (H-3) Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
Komponen Alur 10
Alur 11
Alur 12
Miristin
15,4398
0,3088
15,1310
Palmitin
901,9095
18,0382
883,8713
Stearin
70,0493
1,401
68,6483
Olein
3972,3560
79,4472
3892,9088
Linolein
1084,0485
21,6871
1062,3675
Linolenin
18,1385
0,3628
17,7757
Karoten
8,7867
0,1785
8,6109
Tokoferol
3,7657
0,0754
3,6903
FFA
158,9909
3,1779
155,8110
H2 O
324,993
6,4999
318,4931
Sabun
328,4520
328,4520
-
459,6288
6427,3079
Total
6886,927 6886,927
Universitas Sumatera Utara
III-7
Tabel 3.6 Hasil perhitungan neraca massa pada Deodorizer (V-1) Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
Komponen Alur 12
Alur 13
Alur 14
Miristin
15,1310
-
15,1310
Palmitin
883,8713
-
883,8713
Stearin
68,6483
-
68,6483
Olein
3892,9088
-
3892,9088
Linolein
1062,3675
-
1062,3675
Linolenin
17,7757
-
17,7757
Karoten
8,6109
-
8,6109
Tokoferol
3,6903
-
3,6903
FFA
155,8110
155,8110
-
H2 O
318,4931
318,4931
-
474,3041
5953,0038
Total
6427,3079 6427,3079
Universitas Sumatera Utara
BAB IV NERACA PANAS
Pra Rancangan Pabrik Minyak Makan Merah direncanakan beroperasi dengan kapasitas 50000 ton/tahun selama 350 hari/jam. Unit peralatan/instrumen proses yang membutuhkan energi panas dalam menjalankan proses untuk memproduksi minyak makan merah tersebut adalah sebagai berikut : Tangki Penyimpanan CPO (F-1) Kristaliser (P-1) Mixer (M-1) Reaktor (R-1) Deodorizer (V-1) Cooler (E-1) Setelah dilakukan perhitungan berdasarkan basis 1 jam operasi dengan atemperatur reference 250C dengan satuan operasi kJ/jam pada Lampiran B, maka dapat dilihat hasil perhitungan neraca panas pada Tabel 4.1 s/d Tabel 4.6 di bawah ini : Tabel 4.1 Neraca Panas pada Tangki Penyimpan (F-1) Energi Panas (kJ/jam)
Senyawa Masuk
Keluar
CPO
-
675203,8419
Q Serap
675203,8419
-
Total
675203,8419
675203,8419
IV-1 Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.2 Neraca Panas pada Kristaliser (P-1) Energi Panas (kJ/jam) Senyawa
Tahap Cooling Masuk
CPO
Tahap Chilling
Keluar
6675203,8419 -
Masuk
Keluar
-54016,3073
-
Q serap tahap cooling
-729220,1492
-
-
-
Q serap tahap chilling
-
-
-
-
Total
-54016,3073
-
-
-
Tabel 4.3 Neraca Panas pada Mixer (M-1) Energi Panas (kJ/jam)
Senyawa Masuk
Keluar
Miristin
-437,3057
1513,7507
Palmitin
-25667,7709
88849,758
Stearin
-1993,8187
7504,8234
Olein
-110699,1919
383819,5103
Linolein
-45920,5094
158955,6096
Linolenin
-655,577
2269,305
Karoten
-211,5968
732,4506
Tokoferol
-102,1307
353,5293
FFA
-12800,5097
44309,4567
Gums
-1749,7118
6056,6948
H2 O
-659,3663
2662,7126
Impur itis
-37,5523
129,9888
H 3 PO 4
-
557,9508
Q Steam
898020,518
Total
697085,5398
697085,5398
IV-2 Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.4 Neraca Panas pada Reaktor (R-1) Energi Panas (kJ/jam)
Senyawa Masuk
Keluar
Miristin
1485,8475
825,4708
Palmitin
87072,295
48373,4974
Stearin
6763,8190
3757,6772
Olein
375528,9015
208627,1675
Linolein
155783,07
86546,15
Linolenin
2180,0385
1236,825
Karoten
720,2430
400,1350
Tokoferol
345,5848
191,9916
FFA
43423,9759
8310,8693
H2 O
2599,3308
33960,0933
Sabun
-
17128,9716
NaOH
0
-
Q Reaksi
268,88
-
Q Serap
-266813,1373
-
Total
409358,8487
409358,8487
IV-3 Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.5 Neraca Panas pada Deodorizer (V-1) Energi Panas (kJ/jam)
Senyawa Masuk
Keluar
Miristin
809,9690
4373,,8328
Palmitin
47403,3422
255978,0482
Stearin
3681,0876
19877,8733
Olein
204454,9963
1104056,98
Linolein
84811,716
457983,2664
Linolenin
1212,925
6549,795
Karoten
391,0838
2111,8992
Tokoferol
187,578
1012,9212
FFA
8145,0173
43983,0938
H2 O
33280,8952
179716,8341
Q Steam
1691265,934
-
Total
2075643,948
2075643,948
IV-4 Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.6 Neraca Panas pada Cooler (E-1) Energi Panas (kJ/jam)
Senyawa Masuk
Keluar
Miristin
4373,,8328
0
Palmitin
255978,0482
0
Stearin
19877,8733
0
Olein
1104056,98
0
Linolein
457983,2664
0
Linolenin
6549,795
0
Karoten
2111,8992
0
Tokoferol
1012,9212
0
Q Serap
-
1851944,610
Total
1851944,610
1851944,610
IV-5 Universitas Sumatera Utara
BAB V SPESIFIKASI PERALATAN
Dari hasil perhitungan peralatan pada lampiran C, maka dibuatlah data spesifikasi peralatan yang digunakan pada Pra-rancangan Pabrik Pembuatan Minyak Makan Merah dari CPO sebagai berikut :
5.1 Tangki Penyimpanan CPO (F-1) Fungsi
: Untuk menampung CPO sebagai bahan baku selama 7 hari.
Jenis
: Silinder vertikal dengan alas datar tutup ellipsoidal.
. Bahan konstruksi
: Stainless steel, SA-240, Grade A, Type 410
Kondisi penyimpanan
: T = 500C ; P = 1 atm
Jumlah
: 1 buah
Kapasitas tangki
: 2875,6734 m3
Diameter tangki
: 12,9983 m
Tinggi silinder
: 19,4974 m
Tinggi tangki
: 21,6673 m
P desain
: 16,3543 psi
Tebal silinder
: 0,3451 in
Tebal head standar
: 0,3451 in
Koil
: - Bahan konstruksi : stainless steel - Type
: Tube 4 in sch 40
- Jumlah belitan
: 25 belitan
V-1 Universitas Sumatera Utara
5.2 Pompa (L-1) Fungsi
: Mengalirkan CPO dari tangki penyimpan (F-1) ke Kristaliser (P-1)
Jenis
: Pompa Sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
Spesifikasi : - Debit pompa
: 0,1399 ft3/s
- Diameter pompa : 0,8124 ft - Schedule number : 60 - Kecepatan alir
: 0,2690 ft/s
- Total friksi
: 0,0222 ft.lbf/lbm
- Kerja poros
: 6,0465 ft.lbf/lbm
- Daya pompa
: 0,125 hp
- Bahan konstruksi : commercial steel
5.3 Kristalizer (P-1) Fungsi
: Untuk mengkristalkan miristin, palmitin dan stearin yang keluar dari tangki penyimpanan CPO (F-1)
Jenis
: Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar
Bahan konstruksi
: Stainless steel, SA-240, Grade A dan type 410
Kondisi operasi
: T = 12oC ; P = 1 atm
Jumlah
: 5 buah
Kapasitas tangki
: 17,1165 m3
Diameter tangki
: 2,2356 m
Tinggi silinder
: 3,534 m
Tinggi tangki
: 3,534 m
P desain
: 16,2099 psi
Tebal silinder
: 0,0964 in
Tebal head standar : 0,0964 in Pengaduk
: - Jenis pengaduk - Diameter pengaduk
: Propeler dengan 3 daun : 2,5765 ft
V-2 Universitas Sumatera Utara
- Kecepatan pengaduk : 0,25 rps - Daya pengaduk Koil
: 1/20 hp
: a. Tahap cooling - Bahan konstruksi
: stainless steel
- Type
: Tube 24 in sch 20
- Jumlah belitan
: 7 belitan
b. Tahap chilling - Bahan konstruksi
: stainless steel
- Type
: Tube 24 in sch 20
- Jumlah belitan
: 25 belitan
5.4 Pompa (L-2) Fungsi
: Mengalirkan CPO dari Kristalizer (P-1) ke Filter Press (H-1)
Jenis
: Pompa Sentrifugal
Jumlah
: 5 unit
Spesifikasi : - Debit pompa
: 0,1399 ft3/s
- Diameter pompa : 1,0074 ft - Schedule number : 30 - Kecepatan alir
: 0,1676 ft/s
- Total friksi
: 0,0101 ft.lbf/lbm
- Kerja poros
: 6,0210 ft.lbf/lbm
- Daya pompa
: 0,125 hp
- Bahan konstruksi : commercial steel
5.5 Filter Press I (H-1) Fungsi
: Untuk memisahkan fraksi padatan dan fraksi cairan yang keluar dari Kristaliser (P-1)
Jenis
: Plate and frame filter
Bahan konstruksi
: Stainless steel
V-3 Universitas Sumatera Utara
Bahan filter media
: Kanvas
Jumlah
: 1 unit
Porositas cake
: 0,4992
Luas plate
: 190,6846 m2
Jumlah plate
: 191 buah
5.6 Pompa (L-3) Fungsi
: Mengalirkan crude olein dari Filter Press I (H-1) ke tangki Mixer (M-1)
Jenis
: Pompa Sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
Spesifikasi : - Debit pompa
: 0,0627 ft3/s
- Diameter pompa : 0,8124 ft - Schedule number : 60 - Kecepatan alir
: 0,1205 ft/s
- Total friksi
: 0,0244 ft.lbf/lbm
- Kerja poros
: 6,0245 ft.lbf/lbm
- Daya pompa
: 0,5 hp
- Bahan konstruksi : commercial steel
5.7 Bak Penampung Fraksi Padat/Cake (F-2) Fungsi
: Untuk menampung fraksi padat/cake dari Filter Press I (H-1).
Jenis
: Bak penampung sementara
Bahan konstruksi
: Beton
Kondisi operasi
: T = 25oC ; P = 1 atm
Jumlah
: 1 buah
Kapasitas bak
: 5,1338 m3
Lebar bak
: 1,507 m
Tingggi bak
: 1,507 m
V-4 Universitas Sumatera Utara
Panjang bak
: 2,2065 m
5.8 Screw Conveyor I (J-1) Fungsi
: Alat transportasi fraksi padat/cake dari bak penampung (F-2) ke tangki penampung (F-3).
Jenis
: sHorizontal screw conveyor class II-X
Bahan konstruksi
: Carbon steel
Jumlah
: 1 buah
Kapasitas
: 8,0783 ton/jam
Diameter tingkat
: 10 in
Diameter pipa
: 2 ½ in
Pusat gantungan
: 10 ft
Kecepatan motor
: 55 rpm
Diameter bagian umpan : 9 in Panjang maksimum
: 45 ft
Daya motor
: 2,25 hp
5.9 Tangki Penampung Fraksi Padat/Cake (F-3) Fungsi
: Untuk menampung fraksi padat/cake dari bak penampungan sementara (F-2) melalui Screw Conveyor (J-1).
Jenis
: Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar.
Bahan konstruksi
: Stainless steel, SA-240, Grade A, Type 410
Kondisi penyimpanan
: T = 250C ; P = 1 atm
Jumlah
: 1 buah
Kapasitas tangki
: 862,4950 m3
Diameter tangki
: 8,7011 m
Tinggi silinder
: 13,0516 m
Tinggi tangki
: 14,5017 m
V-5 Universitas Sumatera Utara
P desain
: 16,3876 psi
Tebal silinder
: 0,2453 in
Tebal head standar
: 0,2453 in
5.10 Tangki Penyimpanan H 3 PO 4 (F-4) Fungsi
: Untuk menampung H 3 PO 4 85 % selama 7 hari.
Jenis
: Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar.
Bahan konstruksi
: Stainless steel, SA-240, Grade A, Type 410
Kondisi penyimpanan
: T = 250C ; P = 1 atm
Jumlah
: 1 buah
Kapasitas tangki
: 1,6131 m3
Diameter tangki
: 1,0722 m
Tinggi silinder
: 1,6083 m
Tinggi tangki
: 1,787 m
P desain
: 16,1968 psi
Tebal silinder
: 0,0667 in
Tebal head standar
: 0,0667 in
5.11 Pompa (L-4) Fungsi
: Mengalirkan H 3 PO 4 dari tangki penyimpan (F-4) ke tangki Mixer (M-1)
Jenis
: Pompa Sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
Spesifikasi : - Debit pompa
: 7,79 x10-5 ft3/s
- Diameter pompa : 0,0303 ft - Schedule number : 40 - Kecepatan alir
: 0,1081 ft/s
- Total friksi
: 0,0594 ft.lbf/lbm
- Kerja poros
: 6,1191 ft.lbf/lbm
- Daya pompa
: 1/20 hp
V-6 Universitas Sumatera Utara
- Bahan konstruksi : commercial steel
5.12 Mixer (M-1) Fungsi
: Untuk mencampur crude olein (fraksi cair) dengan H 3 PO 4 85 %.
Jenis
: Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar
Bahan konstruksi : Stainless steel, SA-240, Grade A dan type 410 Kondisi operasi
: T = 70oC ; P = 1 atm
Jumlah
: 1 buah
Kapasitas tangki : 7,7104 m3 Diameter tangki
: 1,7490 m
Tinggi silinder
: 2,6253 m
Tinggi tangki
: 3,0283 m
P desain
: 16,2002 psi
Tebal silinder
: 0,082 in
Tebal head stand. : 0,082 in Pengaduk
: - Jenis pengaduk - Diameter pengaduk
: paddle dengan 2 daun (blades) : 1,9127 ft
- Kecepatan pengaduk : 1 rps - Daya pengaduk Koil
: - Bahan konstruksi
: 1/8 hp : stainless steel
- Type
: Tube 10 in sch 40
- Jumlah belitan
: 7 belitan
5.13 Pompa (L-5) Fungsi
: Mengalirkan crude olein dari tangki Mixer (M-1) ke Filter press II (H-2).
Jenis
: Pompa Sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
V-7 Universitas Sumatera Utara
Spesifikasi : - Debit pompa
: 0,0671 ft3/s
- Diameter pompa : 0,64 ft - Schedule number : 40 - Kecepatan alir
: 0,2096 ft/s
- Total friksi
: 0,0171 ft.lbf/lbm
- Kerja poros
: 6,0355 ft.lbf/lbm
- Daya pompa
: 1/8 hp
- Bahan konstruksi : commercial steel
5.14 Filter Press II (H-2) Fungsi
: Untuk memisahkan fraksi padatan (impuritis & Gums) dan fraksi cairan (crude olein) yang keluar dari tangki Mixer (M-1)
Jenis
: Plate and frame filter
Bahan konstruksi
: Stainless steel
Bahan filter media
: Kanvas
Jumlah
: 1 unit
Porositas cake
: 0,08
Luas plate
: 4,0816 m2
Jumlah plate
: 5 buah
5.15 Pompa (L-6) Fungsi
: Mengalirkan filtrat yang merupakan crude olein murni hasil dari Filter Press II (H-2) ke tangki Reaktor (R-1)
Jenis
: Pompa Sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
Spesifikasi : - Debit pompa
: 0,0610 ft3/s
- Diameter pompa : 0,64 ft
V-8 Universitas Sumatera Utara
- Schedule number : 80 - Kecepatan alir
: 0,1906 ft/s
- Total friksi
: 0,0180 ft.lbf/lbm
- Kerja poros
: 6,0731 ft.lbf/lbm
- Daya pompa
: 1/8 hp
- Bahan konstruksi : commercial steel
5.16 Bak Penampungan Fraksi Padat/Cake (F-5) Fungsi
: Untuk menampung fraksi padat/cake dari Filter Press II (H-2).
Jenis
: Bak penampung sementara
Bahan konstruksi : Beton Kondisi operasi
: T = 25oC ; P = 1 atm
Jumlah
: 1 buah
Kapasitas bak
: 0,2553 m3
Lebar bak
: 0,5315 m
Tingggi bak
: 0,5315 m
Panjang bak
: 0,7972 m
5.17 Screw Conveyor II (J-2) Fungsi
: Alat transportasi fraksi padat/cake dari bak penampung (F-5) ke tangki penampung (F-6).
Jenis
: Horizontal screw conveyor class II-X
Bahan konstruksi
: Carbon steel
Jumlah
: 1 buah
Kapasitas
: 0,2567 ton/jam
Diameter tingkat
: 9 in
Diameter pipa
: 2 ½ in
Pusat gantungan
: 10 ft
Kecepatan motor
: 40 rpm
Diameter bagian umpan : 6 in
V-9 Universitas Sumatera Utara
Panjang maksimum
: 15 ft
Daya motor
: 0,43 hp
5.18 Tangki Penampungan Fraksi Padat/Cake (F-6) Fungsi
: Untuk menampung fraksi padat/cake dari bak penampung sementara (F-5) melalui Screw Conveyor II (J-2).
Jenis
: Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar.
Bahan konstruksi
: Stainless steel, SA-240, Grade A, Type 410
Kondisi penyimpanan
: T = 250C ; P = 1 atm
Jumlah
: 1 buah
Kapasitas tangki
: 36,1600 m3
Diameter tangki
: 3,023 m
Tinggi silinder
: 4,5345 m
Tinggi tangki
: 5,0484 m
P desain
: 16,2175 psi
Tebal silinder
: 0,1119 in
Tebal head standar
: 0,1119 in
5.19 Tangki Penyimpanan NaOH (F-7) Fungsi
: Untuk menampung NaOH 14 % selama 7 hari.
Jenis
: Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar.
Bahan konstruksi
: Stainless steel, SA-240, Grade A, Type 410
Kondisi penyimpanan
: T = 250C ; P = 1 atm
Jumlah
: 1 buah
Kapasitas tangki
: 32,059 m3
Diameter tangki
: 2,9040 m
Tinggi silinder
: 4,356 m
Tinggi tangki
: 4,84 m
P desain
: 16,2664 psi
V-10 Universitas Sumatera Utara
Tebal silinder
: 0,1093 in
Tebal head standar
: 0,1093 in
5.20 Pompa (L-7) Fungsi
: Mengalirkan NaOH 14 % dari tangki penyimpanan NaOH (F-7) ke tangki Reaktor (R-1)
Jenis
: Pompa Sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
Spesifikasi : - Debit pompa
: 0,0015 ft3/s
- Diameter pompa : 0,0798 ft - Schedule number : 80 - Kecepatan alir
: 0,0375 ft/s
- Total friksi
: 0,072 ft.lbf/lbm
- Kerja poros
: 6,1482 ft.lbf/lbm
- Daya pompa
: 1/20 hp
- Bahan konstruksi : commercial steel
5.21 Reaktor (R-1) Fungsi
: Tempat berlangsungnya reaksi antara FFA dan NaOH guna menghasilkan sabun dan air.
Jenis
: Reaktor berpengaduk marine propeller tiga daun dengan tutup dan alas ellipsoidal.
Bahan konstruksi : Stainless steel, SA-240, Grade A dan type 410 Kondisi operasi
: T = 50oC ; P = 1 atm
Jumlah
: 1 buah
Kapasitas tangki : 7,8238 m3 Diameter tangki
: 1,8143 m
Tinggi silinder
: 2,2714 m
V-11 Universitas Sumatera Utara
Tinggi tangki
: 3,1794 m
P desain
: 16,1999 psi
Tebal silinder
: 0,0845 in
Tebal head stand. : 0,0845 in Pengaduk
: - Jenis pengaduk - Diameter pengaduk
: marine propeller 3 daun : 1,9841 ft
- Kecepatan pengaduk : 1 rps - Daya pengaduk Koil
: - Bahan konstruksi
: 1 hp : stainless steel
- Type
: Tube 10 in sch 40
- Jumlah belitan
: 9 belitan
5.22 Pompa (L-8) Fungsi
: Memompa larutan dari Reaktor (R-1) ke Filter Press III (H-3).
Jenis
: Pompa Sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
Spesifikasi : - Debit pompa
: 0,0693 ft3/s
- Diameter pompa : 0,64 ft - Schedule number : 80 - Kecepatan alir
: 0,1996 ft/s
- Total friksi
: 0,0169 ft.lbf/lbm
- Kerja poros
: 6,0350 ft.lbf/lbm
- Daya pompa
: 1/8 hp
- Bahan konstruksi : commercial steel
5.23 Filter Press III (H-3) Fungsi
: Untuk memisahkan fraksi padatan (sabun) dan fraksi cairan (crude olein) yang keluar dari Reaktor (R-1).
V-12 Universitas Sumatera Utara
Jenis
: Plate and frame filter
Bahan konstruksi
: Stainless steel
Bahan filter media
: Kanvas
Jumlah
: 1 unit
Porositas cake
: 0,42
Luas plate
: 8,9885 m2
Jumlah plate
: 10 buah
5.24 Pompa (L-9) Fungsi
: Memompa filtrat yang merupakan crude olein murni yang diperoleh dari Filter Press III (H-3) ke tangki Deodorizer (V-1)
Jenis
: Pompa Sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
Spesifikasi : - Debit pompa
: 0,0595 ft3/s
- Diameter pompa : 0,64 ft - Schedule number : 80 - Kecepatan alir
: 0,1859 ft/s
- Total friksi
: 0,0166 ft.lbf/lbm
- Kerja poros
: 6,03246 ft.lbf/lbm
- Daya pompa
: 1/8 hp
- Bahan konstruksi : commercial steel
5.25 Bak Penampung Fraksi Padat/Cake (F-8) Fungsi
: Untuk menampung fraksi padat/cake dari Filter Press III (H-3) berupa sabun.
Jenis
: Bak penampung sementara
Bahan konstruksi : Beton Kondisi operasi
: T = 25oC ; P = 1 atm
V-13 Universitas Sumatera Utara
Jumlah
: 1 buah
Kapasitas bak
: 0,3034 m3
Lebar bak
: 0,5870 m
Tingggi bak
: 0,5870 m
Panjang bak
: 0,8805 m
5.26 Screw Conveyor III (J-3) Fungsi
: Alat transportasi fraksi padat/cake dari bak penampung (F-5) ke tangki penampung (F-6).
Jenis
: Horizontal screw conveyor class II-X
Bahan konstruksi
: Carbon steel
Jumlah
: 1 buah
Kapasitas
: 0,5515 ton/jam
Diameter tingkat
: 9 in
Diameter pipa
: 2 ½ in
Pusat gantungan
: 10 ft
Kecepatan motor
: 40 rpm
Diameter bagian umpan : 6 in Panjang maksimum
: 15 ft
Daya motor
: 0,43 hp
5.27 Tangki Penampung Fraksi Padat/Cake (F-9) Fungsi
: Untuk menampung fraksi padat/cake berupa sabun dari bak penampung sementara (F-8) melalui Screw Conveyor III (J-3).
Jenis
: Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar.
Bahan konstruksi
: Stainless steel, SA-240, Grade A, Type 410
Kondisi penyimpanan
: T = 250C ; P = 1 atm
Jumlah
: 1 buah
Kapasitas tangki
: 51,0026 m3
Diameter tangki
: 3,3902 m
V-14 Universitas Sumatera Utara
Tinggi silinder
: 5,0853 m
Tinggi tangki
: 5,6503 m
P desain
: 16,2685 psi
Tebal silinder
: 0,1206 in
Tebal head standar
: 0,1206 in
5.28 Deodorizer (V-1) Fungsi
: Untuk memisahkan FFA dan H 2 O dari crude olein.
Jenis
: Silinder vertikal dengan tutup dan alas ellipsoidal
Bahan konstruksi : Stainless steel, SA-240, Grade A dan type 410 Kondisi operasi
: T = 160oC ; P = 1 atm
Jumlah
: 1 buah
Kapasitas tangki : 7,2892 m3 Diameter tangki
: 2,3142 m
Tinggi silinder
: 4,6284 m
Tinggi tangki
: 5,0269 m
P desain
: 16,2192 psi
Tebal silinder
: 0,0955 in
Tebal head stand. : 0,0955 in Koil
: - Bahan konstruksi
: stainless steel
- Type
: Tube 12 in sch 30
- Jumlah belitan
: 16 belitan
5.29 Pompa (L-10) Fungsi
: Mengalirkan crude olein murni (minyak makan merah) dari Deodorizer (V-1) ke Cooler (E-1)
Jenis
: Pompa Sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
Spesifikasi : - Debit pompa
: 0,0564 ft3/s
- Diameter pompa : 0,48 ft
V-15 Universitas Sumatera Utara
- Schedule number : 80 - Kecepatan alir
: 0,3033 ft/s
- Total friksi
: 0,0086 ft.lbf/lbm
- Kerja poros
: 6,0196 ft.lbf/lbm
- Daya pompa
: 1/8 hp
- Bahan konstruksi : commercial steel
5.30 Cooler (E-1) Fungsi
: Menurunkan temperatur minyak makan merah yang keluar dari Deodorizer (V-1) dengan temperatur 160oC menjadi 25 oC.
Jenis
: 2-4 Shell and Tube Heat Exchanger
Jumlah
: 1 unit
Jenis tube
: 11 BMG
Diameter dalam, ID
: 0,76 in
Diameter luar, OD
: 1 in
Panjang tube
: 9 ft
Jumlah tube
: 98 ft
Faktor pengotor
: 0,05
5.31 Pompa (L-11) Fungsi
: Mengalirkan minyak makan merah dari Cooler (E-1) ke Tangki Penyimpanan Minyak Makan Merah (F-10)
Jenis
: Pompa sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
Spesifikasi : - Debit pompa
: 0,0546 ft3/s
- Diameter pompa : 7,625 in
V-16 Universitas Sumatera Utara
- Schedule number : 80 - Kecepatan alir
: 0,1720 ft/s
- Total friksi
: 0,0211 ft.lbf/lbm
- Kerja poros
: 6,0431 ft.lbf/lbm
- Daya pompa
: 1/8 hp
- Bahan konstruksi : Commercial steel
5.32 Tangki Penyimpanan Minyak Makan Merah/Produk (F-10) Fungsi
: Untuk menampung Minyak Makan Merah selama 7 hari.
Jenis
: Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal.
Bahan konstruksi
: Stainless steel, SA-240, Grade A, Type 410
Kondisi penyimpanan
: T = 250C ; P = 1 atm
Jumlah
: 1 unit
Kapasitas tangki
: 1124,0077 m3
Diameter tangki
: 9,5041 m
Tinggi silinder
: 14,2561 m
Tinggi tangki
: 15,8401 m
P desain
: 16,3254 psi
Tebal silinder
: 0,2632 in
Tebal head standar
: 0,2632 in
5.33 Kondensor (K-1) Fungsi
: Mengkondensasikan uap H 2 O dan FFA Deodorizer (V-1).
Jenis
: Double pipe exchanger
Digunakan
: Double pipe hairpins 20 ft, diameter 4 x 3 inc IPS
Jumlah
: 1 unit
Luas permukaan
: 298,2134 ft2
Panjang
: 325,2154 ft
V-17 Universitas Sumatera Utara
Jumlah hairpin
: 8,5 buah
Faktor pengotor
: 0,00739
5.34 Tangki Penyimpanan H 2 O dan FFA (F-11 ) Fungsi
: Untuk menampung Minyak Makan Merah selama 7 hari.
Jenis
: Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal.
Bahan konstruksi
: Stainless steel, SA-240, Grade A, Type 410
Kondisi penyimpanan
: T = 250C ; P = 1 atm
Jumlah
: 1 unit
Kapasitas tangki
: 103,0509 m3
Diameter tangki
: 4,286 m
Tinggi silinder
: 6,429 m
Tinggi tangki
: 7,1433 m
P desain
: 16,2283 psi
Tebal silinder
: 0,1411 in
Tebal head standar
: 0,1411 in
V-18 Universitas Sumatera Utara
VI-1
BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA
6.1.
Instrumentasi Intrumentasi adalah suatu alat yang di pakai didalam suatu proses kontrol
untuk mengatur jalannya proses agar diperoleh hasil sesuai dengan yang di harapkan. Dalam suatu pabrik kimia, pemakaian instrumen merupakan suatu hal yang sangat penting karena dengan adanya rangkaian instrumen tersebut maka operasi semua peralatan yang ada di dalam pabrik dapat dimonitor dan di kontrol dengan cermat, mudah dan efisien, sehingga kondisi operasi selalu berada dalam kondisi yang diharapkan. Namun pada dasarnya, tujuan pengendalian tesebut adalah agar kondisi proses dipabrik mencapai tingkatan yang paling minimum sehingga produk dapat dihasilkan secara optimal (Perry, 1999). Fungsi instrumen adalah sebagai pengontrol penunjuk (indicator), pencatat (recoder), dan pemberi tanda bahaya (alarm). Instrumen bekerja dengan tenaga mekanik atau tenaga listrik dan pengontrolannya dapat dilakukan secara manual atau otomatis. Instrumen digunakan dalam industri kimia untuk mengukur variabel- variabel proses seperti temperatur, tekanan, densitus, viskositas, pabas spesifik, kondukrivitas, pH, kelembamam, titik embun, tinggi cairan, laju alir, komposisi dan moisture content. Intrumen-intrumen tersebut mempunyai tingkat batasan operasi sesuai dengan kebutuhan pengolahan (Timmerhaus,2004). Variabel-variabel proses yang biasanya dikontrol / diukur oleh instrumen adalah (Considine, 1985) I :
Universitas Sumatera Utara
VI-2
1. Variabel utama, seperti temperatur, tekanan, laju alir, dan level cairan. 2. Variabel tambahan seperti densitas, viskasitas, panas spesifik, konduktivitas, pH, humiditas, titik embun, komposisi kimia, kandungan kelembapan di variabel lainnya. Secara umum, kerja dari alat-alat instrumentasi dapat dibagi dua bagian yaitu operasi secara manual dan operasi secara otomatis. Penggunaan instrumen pada suatu peralatan proses bergantung pada pertimbangan ekonomis dan sistem peralatan itu sendiri. Pada pemakaian alat-alat instrumentasi juga harus ditentukan apakah alat-alat itu dapat dipasang pada peralatan proses (manual control) atau disatukan dalam suatu ruang kontrol yang dihubungkan dengan bagian peralatan (automatic control). (Perry, 1999) Menurut sifatnya konsep dasar pengendalian proses ada dua jenis, yaitu :
Pengendalian secara manual Tindakan pengendalian yang dilakukan oleh manusia. Sistem pengedalian ini merupakan sistem yang ekonomis karena tidak membutuhkan begitu banyak instrumentasi dan instalasinya. Namun pengendalian ini berpotensi tidak praktis dan tidak aman karena sebagai pengendalinya adalah manusia yang tidak lepas dari kesalahan.
Pengendalian secara otomatis Berbeda dengan pengedalian secara manual, pengendalian secara otomatis menggunakan instrumentasi sebagai pengendali proses, namun manusia masih terliabat sebagai otak pengendali. Banyak pekerjaan manusia dalam
Universitas Sumatera Utara
VI-3
pengedalian secara manual diambil alih oleh instrumentasi sehingga membuat sistem pengendali ini sangat praktis dan menguntungkan. Hal-hal yang diharapkan dalam pemakaian alat-alat instrumentasi adalah : a. Kualitas produk dapat diperolehsesuai dengan yang diinginkan b. Pengoperasiaan sistem peralatan yang lebih mudah c. Sistem kerja lebih efisien d. Penyimpangan yang mungkin terjadi dapat diketahui dengan cepat Faktor-faktor
yang
perlu
diperhatikan
dalam
instrumentasi
adalah
(Timmerhaus, 2004): 1. Range yang diperlukan untuk pengukuran 2. Level instrumentasi 3. Ketelitian yang dibutuhkan 4. Bahan konstruksinya 5. Pengaruh pemasangan instrumentasi pada kondisi proses
6.1.1. Tujuan Pengendali Tujuan perancangan sistem pengendali dari pabrik pembuatan pelumas padat (grease) dari minyak sawit adalah sebagai keamanan operasi pabrik yang mencakup : •
Mempertahankan variabel-variabel proses seperti temperatur dan tekanan tetap berada dalam rentang operasi yang aman dengan harga toleransi yang kecil.
Universitas Sumatera Utara
VI-4 •
Medeteksi situasi berbahaya kemungkinan terjadinya kebocoran alat. Pendeteksian
dilakukan
dan
menyediakan
alarm
dan
sistim
penghentian operasi secara otomatis. •
Mengontrol setiap penyimpanan operasi agar tidak terjadi kecelakaan kerja maupun kerusakan pada alat proses.
6.1.2. Jenis-jenis Pengendalian dan Alat Pengendali Sistim pengendalian yang digunakan pada pabrik ini menggunakan dan mengkombinasikan beberapa tipe pengendalian sesuai dan tujuan dan keperluannya : 1. Feedback Control Perubahan pada sistim diukur (setelah adanya gangguan), hasil pengukuran dibandingkan dengan set point, hasil perbandingan digunakan untuk mengendalikan variabel yang dimanipulasi. 2. Feedforward control Besarnya gangguan diukur (sensor pada point), hasil pengukuran digunakan untuk mengendalikan variabel yang dimanipulasi. 3. Adaptive control Sistim pengendali yang dapat menyesuaikan parameternya secara otomatis sedemikian rupa untuk mengatasi perubahan yang terjadi dalam proses yang dikendalikannya, umumnya ditandai dengan adanya reset input pada controller.
Universitas Sumatera Utara
VI-5
4. Infevential control Sering kali variabel yang ingin dikendalikan tidak dapat diukur secara langsung sebagai solusinya digunakan sistim pengendalian dimana variabel yang terukur digunakan untuk mengestimasi variabel yang akan dikendalikan, variabel terukur dan variabel tak terukur tersebut dihubungkan dan suatu persamaan matematika. Pengendali yang banyak digunakan adalah jenis feedback (umpan balik) berdasarkan pertimbangan kemudahan pengendalian. Pada dasarnya sistim pengendalian terdiri dari (Considine,1985): a. Elemen Primer Elemen primer berfungsi untuk menunjukkan kualitas suatu variabel proses dan menerjemahkan nilai itu dalam bentuk sinyal dan menggunakan transducer sebagai sensor. Ada banyak sensor yang digunakan bersambung variabel proses yang ada: •
•
•
•
Sensor untuk temperatur yaitu bimetal,thermocouple, dll. Sensor untuk tekanan yaitu diafragma,cincin keseimbangan, dll Sensor untuk level yaitu pelampung, elemen radio aktif, dll Sensor untuk aliran atau flow yaitu orifice, nozzle, dll
b. Elemen Pengukuran Elemen pengukuran berfungsi mengonversikan segala perubahan nilai yang dihasilkan elemen primer yang berupa sinyal kedalam sebuah harga pengukuran yang dikirimkan transmitter ke elemen pengendali. •
Tipe konvensional
Universitas Sumatera Utara
VI-6
Tipe ini menggunakan prisip perbedaan kapasitansi •
Tipe smart Tipe
smart
menggunakan
elektronik
microprocessor
sebagai
pemroses sinyal. c. Elemen Pengedali Elemen pengendali berfungsi menerima sinyal dari elemen pengukur yang kemudian di bandingkan dengan set point di dalam pengendali. Hasilnya berupa sinyal koreksi yang akan dikirim ke elemen pengendali menggunakan processor (computer, microprocessor) sebagai pemproses sinyal pengendali. Jenis elemen pengendali yang digunakan tergantung pada variabel prosesnya. Untuk variabel proses yang lain misalnya : a. Temperatur menggunakan Temperature Controller (TC) b. Tekanan menggunakan Pressure Controller (PC) c. Aliran/flow menggunakan Flow Controller (FC) d. Level menggunakan Level Controller (LC) d. Elemen Pengendali Akhir Elemen pengendali akhir berperan mengonversikan sinyal yang di terimanya menjadi sebuah tindakan korektif terhadap proses. Umumnya industri menggunakan control valve dan pompa sebagai elemen pengendali akhir. 1. Control Valve Control valve mempunyai tiga elemen penyusun yaitu: •
•
Positioner yang berfungsi untuk mengatur posisi actuator Actuator valve berfungsi mengaktualisasikan sinyal pengendali (valve)
Universitas Sumatera Utara
VI-7 •
Valve, merupakan elemen pengendali proses. Ada banyak tipe valve berdasarkan bentuknya seperti butterfly valve, valve bola, valve segmen.
2. Pompa Listrik Elemen pompa terdiri dari dua bagian yaitu: •
Actuator Pompa Sebagai Aktuator pompa adalah motor listrik. Motor listrik mengubah tenaga listrik menjadi tenaga mekanik. Prinsip kerjanya berdasarkan induksi elektromagnetik yang menggerakkan motor.
•
Pompa Listrik berfungsi memindahkan/menggerakkan fluida baik itu zat cair, gas dan padat.
Secara garis besar fungsi instrumentasi adalah sebagai berikut: 1. Penunjuk(indicator) 2. Pencatat (recorder) 3. Pengontrol (regulator) 4. Pemberi tanda bahaya (alarm) Adapun instrumentasi yang digunakan dipabrik pelumas padat (grease) ini mencakup: 1. Temperature Controller ( TC) Adalah alat/ instrumen yang digunakan sebagai alat pengatur suhu atau pengukur sinyal mekanis atau listrik. Pengaturan termperatur dilakukan dengan mengatur jumlah material proses yang harus ditambahkan/dikeluarkan dari dalam suatu proses yang sedang bekerja.
Universitas Sumatera Utara
VI-8
2
Pressure Controller (PC) Adalah alat/ instrumen yang dapat digunakan sebagai alat pengatur tekanan atau pengukur tekanan atau pengubah sinyal manjadi sinyal makanis.
3. Flow Controller (FC) Adalah alat/ instrumen yang bisa digunakan untuk mengatur kecepatan aliran fluida dalam pipa line atau unit proses lainnya. Pengukuran kecepatan aliran fluida dalam pipa biasanya diatur dengan mengukur output dari alat, yang mengakibatkan fluida mengalir dalam pipa line. 4. Level Controller ( LC) Adalah alat/ instrumen yang dipakai untuk mengukur ketinggian (level) cairan dalam suatu alat dimana cairan tersebut bekerja. Pengukuran tinggi permukaan cairan dilakukan dengan operasi dari sebuah control valve, yaitu mengatur rate cairan masuk atau keluar proses . Prinsip kerja : Jumlah aliran fluida diatur oleh control valve. Kemudian rate fluida melalui valve ini akan memberikan sinyal kapada LC untuk mendeteksi tinggi permukaan pada set point. Alat sensing yang digunakan umumnya pelampung atau transduser diafragma untuk mendeteksi dan menunjukkan tinggi permukaan cairan dalam alat di mana cairan bekerja. Proses pengendalian pada pabrik ini menggunakan feedback control configuration karena selain nbiasanya relative lebih murah, pengaturan sistem pengendaliannya menjadi lebih sederhana. Konfigurasi ini mengukur secara
Universitas Sumatera Utara
VI-9
langsung variable yang ingin dikendalikan untuk mengatur harga variabel yang dimanipulasi. Tujuan pengedalian ini adalah untuk mempertahankan variable yang dikendalikan pada level yang diinginkan (set point). Sinyal output yang dihasilkan oleh pengendali feedback ini berupa pneumatic siqnal yaitu dengan menggunakan udara tekan. Tipe pengendali feedback yang umumnya digunakan, yaitu : 1. Jenis P (Proportional), digunakan untuk mengedalikan tekanan gas. 2. Jenis PI (Proportional Integral), digunakan untuk mengendalikan laju alir (flow), ketinggian (level) cairan, dan tekanan zat cair 3. Jenis
PID
(Proportional
Integral
Derivative),
digunakan
untuk
mengendalikan temperatur
6.1.3 Variabel-Variabel Proses dalam Sistem Pengendalian 1. Tekanan Peralatan untuk mengatur tekanan fluida adalah kombinasi silikon oil dalam membran/plat tipis dengan mengukur kuat arus listrik. Prinsipnya adalah perubahan kuat arus listrik akibat perubahan tekanan. Instrumen ini digunakan antara lain untuk mengukur tekanan pada reaktor dan tekanan keluar blower. 2. Temperatur Peralatan untuk mengukur temperatur adalah thermocouple. Instrumen ini digunakan antara lain dalam pengukuran temperatur dalam reaktor, heat exchanger, crystalizer. 3. Laju Alir
Universitas Sumatera Utara
VI-10
Peralatan yang digunakan untuk mengukur laju alir fluida adalah venturimeter. Instrument ini digunakan antara lain dalam pegukuran laju alir zat masukan reaktor. 4. Perbandingan Laju Alir Peralatan yang digunakan adalah sambungan mekanik yang dapat disesuaikan , pneumatic, atau elektronik. Hasil pengukuran laju alir, aliran yang satu menentukan (me-reset) set point laja alir aliran lainnya. Instrument ini digunakan pada pengukuran laju alir umpan reaktor. 5. Permukaan Cairan Peralatan ini mengukur level permukaan cairan adalah pelampung dan lengan gaya. Prinsipnya adalah perubahan gaya apung yang dialami pelampung akibat perubahan level cairan. Pelampung yang mengapung pada permukaan cairan selalu mengikuti tinggi permukaan cairan sehingga gaa apung pelampung dapat diteruskan ke lengan gaya, seingga dapat diketahui tinggi cairan. Penggunaanya hádala untuk mengukur level permukaan fluida seperti pada kolom waste heat boiler, dan tangki.
6.1.4 Syarat Perancancangan Pengendalian Beberapa syarat penting yang harus diperhatikan dlaam perancangan pabrik antara lain : 1. Tidak boleh terjadi konflik antara unit, di mana terdapat dua pengendali pada satu aliran. 2. Penggunaan supervisory computer control untuk mengkoordinasikan tiap unit pengendali.
Universitas Sumatera Utara
VI-11
3. Control valve yang digunakan sebagai elemen pengendali akhir memiliki opening position 70%. 4. Dilakukan pemasangan check valve pada mixer dan pompa dengan tujuan untuk menghindari fluida kembali ke aliran sebelumnya. Check valve yang dipasang pada pipa tidak boleh lebih dari satu dalam one dependent line. Pemasangan check valve diletakkan setelah pompa. 5. seluruh pompa yang digunakan dalam proses diletakkan di permukaan tanah dengan pertimbangan syarat safety dari kebocoran. 6. Pada perpipaan yang dekat dengan alat utama dipasang flange dengan tujuan untuk mempermudah pada saat maintenance.
Universitas Sumatera Utara
VI-12
Tabel 6.1 Daftar penggunaan instrumentasi pada pra rancangan pabrik minyak makan merah. No
Nama Alat
1
Tangki Cairan
2
3
Instrumentasi
Pompa
Reaktor
LI
Mixer
5
Filter Press
6
Crystalizer
Mengontrol temperatur dalam tangki
FC
Mengontrol laju alir cairan dalam pipa
TC
Mengontrol temperatur dalam reaktor
PC
Mengontrol tekanan dalam reaktor
Screw Conveyor
9
Deodorizer
Cooler
reaktor Mengontrol temperatur dalam
LC
Mengontrol tinggi cairan dalam
PC
Mengontrol tekanan dalam filter
TC
FC
TC 8
Mengontrol tinggi cairan dalam
TC
PC 7
tangki
TC
LC
4
Kegunaan Menunjukkan tinggi cairan dalam
LC
Mengontrol temperatur dalam crystalizer Mengontrol tekanan dalam crystalizer Mengontrol laju alir bahan dalam screw conveyor Mengontrol temperatur dalam deodorizer Mengontrol tinggi cairan dalam deodorizer
PC
Mengontrol tekanan dalam deodorizer
TC
Mengontrol temperatur dalam cooler
1. Instrumentasi Tangki Tangki dapat berfungsi untuk tempat penyimpanan atau penampungan zat cair. Pada tangki ini dilengkapi dengan Level Indicator (LI) yang berfungsi untuk
Universitas Sumatera Utara
VI-13
mengontrol ketinggian cairan di dalam tangki. Prinsip kerja dari Level Indicator ini adalah dengan menggunakan pelampung (floater) sehingga isi tangki dapat terlihat dari posisi penunjuk di luar tangki yang di gerakkan oleh pelampung. Untuk instrumentasi pada tangki penyimpanan stearin digunakan Temperatur Controller (TC) agar stearin tetap mencair pada suhu 45 0C
LI
TC
E-3
Gambar 6.1 Instrumentasi Pada Tangki
2. Instrumentasi Pompa Variabel yang dikontrol pada ponmpa adalah laju aliran (flow rate). Untuk mengetahui laju aliran pada pompa dipasang Flow Controller (FC) yang berfungsi untuk mengendalikan aliran agar kecepatan alirnya seperti yang diharapkan. Jika laju aliran pompa lebih besar dari yang diinginkan maka secara otomatis katup pengendali (Control Valve) akan menutup atau memperkecil pembukaan katup.
FC
Gambar 6.2 Instrumentasi Pada Pompa
Universitas Sumatera Utara
VI-14
3. Instumentasi Reaktor Reaktor sebagai alat tempat berlangsungnya reaksi antara bahan-bahan yang digunakan. Dalam pabrik ini, reaktor sebagai tempat terjadinya reaksi saponifikasi antara stearin dan Natrium Hidroksida, dan juga sebagai tempat terjadinya pencampuran antara RBDPO dan Sabun untuk menghasilkan pelumas padat. Instrumentasi pada reaktor mencakup Level Controller (LC), Pressure Controller (PC) dan Temperature Controller (TC), LC berfungsi untuk mempertahankan tinggi cairan dalam reaktor, mengendalikan ketinggian cairan dalam reaktor yang digunakan Level Controller (LC) dengan tujuan agar tidak terjadi kelebihan muatan. PC berfungsi untuk mempertahankan tekanan dalam reaktor agar tetap 1 atm. Sedangkan TC berfungsi untuk mempertahankan temperatur operasi dalam reaktor agar tetap 120 0C pada proses pencampuran pelumas padat dan menjaga agar temperatur tetap pada suhu 78 0C pada reaktor pembuatan sabun.
Umpan M k TC
Steam M k
PC
Kondensat
LC
Produk K l
E-1
Gambar 6.3 Instrumentasi Pada Reaktor
Universitas Sumatera Utara
VI-15
4. Insturmentasi mixer Instrumentasi pada mixer mencakup temperatur control (TC) dan level controler (LC). Level controler (LC) berfungsi untuk mengontrol tinggi cairan dalam mixer dengan mengatur bukaan katup aliran bahan keluar mixer. Bila ketinggian bahan melebihi batas yang dimaksud, maka valve pemasukan bahan akan menutup atau mengecil bukaan secara otomatis, dan sebaliknya. Temperatur controller (TC) berfungsi untuk mengontrol temperatur dalam mixer dengan mengatur bukaan katup steam.
Umpan M k
LC
Steam M k
TC
Kondensat
Produk K l
E-3
Gambar 6.4 Instrumentasi Pada Mixer
5. Instrument pada Cooler Temperatur control (TC) berfungsi untuk mengatur besarnya suhu didalam cooler dengean cara mengatur banyaknya air pendingin yang dialirkan. Jika temperatur dibawah kondisi yang diharapkan (set point), maka valve akan terbuka lebih besar dan jika tempretur di atas kondisi yang diharapkan (set point) maka bukaan valve akan lebih kecil.
Universitas Sumatera Utara
VI-16
TC
Gambar 6.5 Instrumentasi Pada Cooler
6. Filter Press Instrumentasi pada filter press mencakup pressure control (PC). PC berfungsi untuk mempertahankan tekananan pada filter.
PC
Gambar 6.6 Instrumentasi Pada Filter Press
7. Instrumentasi Crystallizer Instrumentasi pada kristalisator mencakup temperatur controller (TC). TC berfungsi untuk mempertahankan temperatur pada kristalisator agar tetap 12oC.
Universitas Sumatera Utara
VI-17
Umpan M k
LC
TC
Air pendingin
Air pendingin
Air Air Produk K l
E-1
Gambar 6.7 Instrumentasi Pada Crystalizer
8. Instrumentasi Screw Conveyor Instrumentasi pada screw conveyor mancakup flow controller (FC) yang berfungsi untuk mengatur laju bahan pada screw conveyor dengan mengatur laju putaran screw conveyor.
FC
Gambar 6.8 Instrumentasi Pada Screw Conveyor
Universitas Sumatera Utara
VI-18
6.2 Keselamatan kerja Pabrik Aktifitas masyarakat umumnya berhubungan dengan resiko yang dapat mengakibatkan kerugian pada badan atau usaha. Karena itu usaha-usaha keselamatan merupakan tugas sehari-hari yang harus dilakukan oleh seluruh karyawan. Keselamatan kerja dan keamanan pabrik merupakan faktor yang perlu diperhatikan ssecara serius. Dalam hubungan ini bahaya yang dapat timbul dari mesin, bahan baku dan produk, sifat zat, serta keadaan tempat kerja harus mendapat perhatian yang serius sehingga dapat dikendalikan dengan baik untuk menjamin kesehatan karyawan. Perusahaan yang lebih besar memiliki divisi keselamatan tersendiri. Divisi tersebut mempunyai tugas memberikan penyuluhan, pendidikan, petunjukpetunjuk, dan pengaturan agar kegiatan kerja sehari-hari berlangsung aman dan bahaya-bahaya yang akan terjadi dapat diketahui sedini mungkin, sehingga dapat dihindarkan (Bernasconi, 1995) Statistik menunjukkan bahwa angka kecelakaan rata-rata dalam pabrik kimia relatif tidak begitu tinggi. Tetapi situasi beresiko mimiliki bentuk khusus, misalnya reaksi kimia yang berlangsung tanpa terlihat dan hanya dapat diamanati dan dikendalikan berdasarkan akibat yang akan ditimbulkannya. Kesalahankesalahan
dalam
hal
ini
dapat
mengakibatkan
kejadian
yang
fatal.
(Bernasconi, 1995)
Universitas Sumatera Utara
VI-19
Dari 330 peristiwa
300
28 2
Hanya kerusakan benda
Cedera ringan Cedera berat sampai cedera mematikan
Gambar 6.9 Tingkat kerusakan di suatu pabrik Kerusakan (badan atau benda) dapat terjadi secara tiba-tiba tanpa dikehendaki dan diduga sebelumnya. Keadaan atau tindakan yang bertentangan dengan aturan keselamatan kerja dapat memencing bahaya yang akut dan mengakibatkan terjadinya kerusakan. Untuk menjamin keselamatan kerja, maka dalam perencanaan suatu pabrik perlu diperhatikan beberapa hal, yaitu : Lokasi pabrik •
•
•
•
•
Sistem pencegahan kebocoran Sistem perawatan Sistem penerangan Sistem penyimpanan material dan perlengkapan Sistem pemadam kebakaran Di samping itu terdapat beberapa peraturan dasar keselamatan kerja yang
harus diperhatikan pada saat bekerja di setiap pabrik-pabrik kimia, yaitu:
Universitas Sumatera Utara
VI-20 •
•
Tidak boleh merokok atau makan Tidak boleh minum minuman keras (beralkohol) selama bertugas
Bahaya dan tindakan-tindakan yang tidak memperhatikan keselamatan akan mengakibatkan kerusakan. Yang menjamin keselamatan kerja sebetulnya adalah pengetahuan mengenai bahaya sedini mungkin, sehingga pencegahan dapat diupayakan sebelum bahaya tersebut terjadi. Berikut ini upaya-upaya pencegahan terhadap bahaya-bahaya yang mungkin terjadi pada pra-rancangan pabrik pembuatan asam sulfanilat dapat dilakukan dengan cara: 1. Pencegahan terhadap kebakaran •
Memasang sistem alarm pada tempat yang strategis dan penting, seperti : power station, laboratorium dan ruang proses.
•
Mobil pemadam kebakaran harus selalu dalam keadaan siap siaga di fire station.
•
•
Fire hydrant ditempatkan didaerah storage, proses, dan perkantoran. Fire extinguiser disediakan pada bangunan pabrik untuk memadamkan api yang relatif kecil.
•
Smoke detector ditempatkan pada setiap sub-statiun listrik untuk mendeteksi kebakaran melalui asapnya.
2. Memakai peralatan perlindungan diri Di dalam pabrik disediakan peralatan perlindungan diri, seperti: •
Pakaian pelindung
Universitas Sumatera Utara
VI-21
Pakaian luar dibuat dari bahan-bahan seperti katun, wol, serat, sintesis, dan asbes. Pada musim panas sekalipun tidak diperkenankan bekerja dengan keadaan badan atas terbuka. •
Sepatu pengaman Sepatu harus kuat dan harus dapat melindungi kaki dari bahan kimia dan panas. Sepatu pengaman bertutup baja dapat melindungi kaki dari bahaya terjepit. Sepatu setengah tertutup atau bot dapat dipakai tergantung pada jenis pekerjaan yang dilakukan.
•
Topi pengaman Topi yang lembut baik dari plastik maupun dari kulit memberikan perlindungan terhadap percikan-percikan bahan kimi, terutama apabila bekerja dengan pipa-pipa yang letaknya lebih tinggi dari kepala, maupun tangki-tangki serta peralatan lain yang dapat bocor.
•
Sarung tangan Dalam menangani beberapa bahan kimia yang bersifat korosif, maka para operator diwajibkan menggunakan sarung tangan untuk menghindari hal-hal yang tidak diinginkan.
•
Masker Berguna untuk memberikan perlindungann terhadap debu-debu yang berbahaya ataupun uap bahan kimia agar tidak terhirup. (Bernasconi, 1995)
Universitas Sumatera Utara
VI-22
3. Pencegahan terhadap bahaya mekanis •
Sistem ruang gerak karyawan dibuat cukup luas dan tidak menghambat kegiatan kerja karyawan.
•
•
Alat-alat dipasang dengan penahan yang cukup kuat. Peralatan yang berbahaya seperti ketel uap bertekanan tinggi, reaktor bertekanan tinggi dan tangki gas bertekanan tinggi, harus diberi pagar pengaman.
4. Pencegahan terhadap bahaya listrik •
Setiap instalasi dan alat-alat listrik harus diamankan dengan pemakaian sekering atau pemutus hubungan arus listrik secara otomatis lainnya.
•
Sistem perkabelan listrik harus dipasang secara terpadu dengan tata letak pabrik, sehingga jika ada perbaikan dapat dilakukan dengan mudah
•
Memasang papan tanda bahaya yang jelas pada daerah sumber tegangan tinggi
•
Kabel-kabel listrik yang letaknya berdekatan dengan alat-alat yang beroperasi pada suhu tinggi harus diisolasi secara khusus
•
Setiap peralatan atau bangunan yang menjulang tinggi harus dilengkapi dengan penangkal petir yang dibumikan (Bernasconi,1995 )
5. Menerapkan nilai-nilai disiplin tinggi bagi karyawan •
Setiap karyawan bertugas sesuai dengan pedoman-pedoman yang diberikan dan memeatuhi setiap peraturan dan ketentuan yang diberikan.
Universitas Sumatera Utara
VI-23 •
Setiap kecelakaan kerja atau kejadian yang merugikan segera dilaporkan ke atasan.
•
Setiap karyawan harus saling mengingatkan akan perbuatan yang dapat menimbulkan bahaya.
•
Setiap ketentuan dan peraturan harus dipatuhi.
6. Penyediaan poliklinik di lokasi pabrik Poliklinik disediakan untuk tempat pengobatan akibat terjadinya kecelakaan secara tiba-tiba, misalnya menghirup gas beracun, patah tulang, luka terbakar, pingsan/syok dan lain sebainya. Apabila terjadi kecelakaan kerja, seperti terjadinya kebakaran pada pabrik, maka hal-hal yang harus dilakukan adalah : •
•
Mematikan seluruh kegiatan pabrik, baik mesin maupunlistrik. Mengaktifkan alat pemadam kebakaran, dalam hal ini alat pemadam kebakaran yang digunakan disesuaikan dengan jenis kebakaran yang tarjadi, yaitu (Bernasconi, 1995) : •
•
Instalasi pemadam dengan air Untuk kebakaran yang terjadi pada bahan berpijar seperti kayu, arang, kertas, dan bahan bersera. Air ini dapat disemprotkan dalam bentuk kabut. Sebagai sumber air, biasanya digunakan air tanah yang dialirkan melalui pipa-pipa yang dipasang pada instalasi-instalasi
tertentu
disekitar
areal
pabrik.
Air
dipompakan dengan menggunakan pompa yang bekerja dengan
Universitas Sumatera Utara
VI-24
instalasi listri tersendiri, sehingga tidak tergangu apabila listrik pada pabrik dimatikan ketika kebakaran terjadi. •
•
Instalasi pemadam dengan CO 2 CO 2 yang digunakan berbentuk cair dan mengalir dari beberapa tabung gas yang bertekanan yang disambung secara seri menuju nozel-nozel. Instalasi ini digunakan untuk kebakaran dalam ruang tertutup, seperti pada tempat tangki penyimpanan dan juga pemadam pada instalasi listrik.
Universitas Sumatera Utara
BAB VII UTILITAS
Utilitas dalam suatu produk adalah sarana penunjang utama di dalam kelancaran proses produksi. Dalam suatu pabrik, utilitas memengang peranan yang sangat penting. Agar produksi tersebut dapat terus berkesinambungan, haruslah didukung oleh sarana dan prasarana utilitas yang baik. Berdasarkan
kebutuhannya,
utilitas
pada
“Pra
rancangan
Pabrik
Pembuatan Minyak Makan Merah dari CPO adalah sebagai berikut : 1. Kebutuhan Steam 2. Kebutuhan Air 3. Kebutuhan bahan kimia 4. Kebutuhan bahan bakar 5. Kebutuhan Listrik 6. Sarana Pengolahan limbah
7.1. Kebutuhan steam (uap) Pada pengoperasian pabrik dibutuhkan uap atau steam yang merupakan sebagai media pemanas. Adapun kebutuhan steam (uap) pada “Pra rancangan Pabrik Pembuatan Minyak Makan Merah ini adalah:
VII-1 Universitas Sumatera Utara
Tabel 7.1. Kebutuhan steam (uap) Nama Peralatan
Kebutuhan Uap/Steam (kg/jam)
Deodorizer (V-1)
688,6542
TOTAL
688,6542
Steam yang digunakan adalah superheated steam dengan temperature 200 0
C dan tekanan 1 atm. Jumlah total steam yang dibutuhkan adalah 688,6542
kg/jam. Tambahan untuk faktor keamanan diambil sebesar 20% dan faktor kebocoran sebesar 10%. (Perry dan Green, 1999) maka: Total steam yang dibutuhkan = 1,3 x 688,6542 kg/jam = 899,2504 kg/jam Diperkirakan 80 % kondensat dapat digunakan kembali, sehingga: Kondensat yang digunakan kembali = 80 % x 899,2504 = 716,2003 kg/jam Kebutuhan air tambahan untuk ketel = 20 % x 899,2504 = 179,85 kg/jam
7.2. Kebutuhan Air Dalam proses produksi, air memengang peranan penting, baik untuk kebutuhan proses maupun kebutuhan domestik. Adapun kebutuhan air pada PraRancangan Pabrik Pembuatan Minyak Makan Merah dari CPO ini adalah sebagai berikut :
1. Air untuk umpan ketel = 899,2504 kg/jam – 716,2003 kg/jam =183,05 kg/jam
VII-2 Universitas Sumatera Utara
2. Air pendingin : Tabel 7.2. Kebutuhan air pendingin pada alat Nama Peralatan
Kebutuhan Uap/Steam (kg/jam)
Kristalizer (P-1) a. Tahap cooling
11588,77201
b. Tahap chilling
3718,5016
Reaktor (R-1)
3753,8604
Cooler (E-1)
3561,343
Cooler (E-2)
3500,351
Kondensor (K-1)
761,791
TOTAL
26884,619
3. Air pemanas : tangki penyimpanan CPO (F-1) dan mixer = 10339,107 kg/jam 4. Kebutuhan air domestik (keperluan air rumah tangga, perkantoran, kantin dan lain-lain) diperkirakan 10 % dari air kebutuhan pabrik. = 10 % (179,85 + 26884,619 + 10339,107) kg/jam
(Metcalf, 1991) = 3740,3576 kg/jam
5. Kebutuhan air untuk laboratorium diperkirakan 1 % dari air kebutuhan pabrik. (Metcalf, 1991) = 1 % (179,85 + 26884,619 + 10339,107)kg/jam Total kebutuhan air dalam pengolahan awal pabrik adalah
= 374,0357 kg/jam + = 41521,1693 kg/jam
Air pendingin bekas digunakan kembali setelah didinginkan dalam menara pendingin air. Dengan menganggap terjadi kehilangan air selama proses sirkulasi, sebesar 20 %, yaitu :
VII-3 Universitas Sumatera Utara
= 20 % x Kebutuhan air pendingin = 20 % x 26884,619 kg/jam = 5376,9238 kg/jam
Jumlah air bekas yang dapat digunakan kembali : =26884,619 kg/jam –5376,9238 kg/jam = 21507,6952 kg/jam Jumlah air yang harus ditambahkan dari menara air untuk dijadikan tambahan steam, air pendingin, air pemanas dan air domestik adalah : = Total air – (recycle kondensat + air pendingin bekas) = 41521,1693 – (716,2003+ 21507,6952) = 19297,2738 Untuk faktor keamanan pada waktu pemompaan air sungai ditambahkan sebanyak 10 % dari jumlah air yang dipompakan. Maka banyak air yang dipompakan dari sungai adalah : = (1 + 0,1) x 41521,1693 = 45673,2862 kg/jam Sumber air untuk Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Minyak Makan Merah dari CPO ini berasal dari sungai Rokan, Kabupaten Bengkalis, Propinsi Riau. Dimana sungai Rokan dengan panjang 150 km memiliki potensi debit pada musim kemarau 60 m3/detik dan pada musim hujan 100 m3/detik. Adapun kualitas air sungai Rokan dapat dilihat pada Tabel.7.3 di bawah ini :
VII-4 Universitas Sumatera Utara
Tabel 7.3 Kualitas air sungai Rokan NO
Parameter
Satuan
Kadar
A. FISIKA 1.
Bau
2.
Kekeruhan
3
Rasa
4
Warna
5
Suhu
Tidak berbau NTU
5,16 Tidak berasa
TCU o
150
C
25
B.KIMIA 1
Total kesadahan dalam CaCO 3
Mg/l
150
2
Chloride
Mg/l
1,3
3
NO 3 -N
Mg/l
0,2
4
Zat organik dalam KMnO 4
Mg/l
65
5
SO 4 -
Mg/l
16
6
Sulfida
Mg/l
-
7
Pospat (PO 4 )
Mg/l
0,245
8
Cr2+
Mg/l
-
9
NO 3 -
Mg/l
-
10
NO 2 -
Mg/l
-
11
Hardness (CaCO 3 )
Mg/l
95
12
pH
Mg/l
6,6
13
Fe2+
Mg/l
10
14
Mn2+
Mg/l
0,016
15
Zn2+
Mg/l
0,0012
16
2+
Ca
Mg/l
63
17
Mg2+
Mg/l
87
18
CO 2 bebas
Mg/l
132
19
Cu2+
Mg/l
0,0032
Sumber : Lab. Pertamina UP II Dumai, 2005
VII-5 Universitas Sumatera Utara
Unit Pengolahan Air Kebutuhan air untuk pabrik pembuatan Minyak Makan Merah diperoleh dari sungai Rokan, yang terletak dikawasan pabrik, untuk menjamin kelangsungan penyediaan air, maka dilokasi pengambilan air dibangun fasilitas penampungan air (water intake) yang juga merupakan tempat pengolahan awal air sungai. Pengolahan ini meliputi penyaringan sampah dan kotoran yang terbawa bersama air. Selanjutnya air di pompakan kelokasi pabrik untuk di gunakan sesuai dengan keperluannya. Pengolahan air di pabrik terdiri dari beberapa tahap yaitu (Degremont, 1991): 1. Screening 2. Klarifikasi 3. Filtrasi 4. Deminarilesasi 5. Deaerasi
7.2.1 Klarifikasi Klarifikasi merupakan proses penghilangan kekeruhan di dalam air dengan cara mencampurkannya dengan larutan Al2 (SO 4 ) 3 dan Na 2 CO 3 (soda abu). Larutan Al2 (SO 4 ) 3 berfungsi sebagai koagulan utama dan larutan Na 2 CO 3 sebagai bahan koagulan tambahan yaitu berfungsi sebagai bahan pembantu untuk mempercepat pengendapan dan penetralan pH. Pada bak Clarifier, akan terjadi proses koagulasi dan flokulasi. Tahap ini bertujuan untuk menyingkirkan suspended solid dan koloid (Degremont, 1991).
VII-6 Universitas Sumatera Utara
Dalam hal ini, pH menjaduni faktor yang penting dalam penyingkiran koloid. Kondisi pH yang optimum penting untuk terjadi koagulasi dan terbentuknya flokflok (flokulasi). Koagulan yang biasa dipakai adalah larutan alum Al2 (SO 4 ) 3 . Sedangkan koagulan tambahan dipakai larutan soda abu Na 2 CO 3 yang berfungsi sebagai bahan pembantu untuk mempercepat pengendepan dan penetralan pH. Selanjutnya flok-flok yang akan mengendap ke dasar clarifier karena gaya grafitasi, sedangkan air jernih akan keluar melimpah (overflow) yang selanjutnya akan masuk ke penyaring pasir (sand filter) untuk penyaring. Pemakaian larutan alum umumnya hingga 50 ppm terhadap jumlah air yang akan diolah, sedangkan perbandingan pemakaian alum dan abu soda = 1: 0,54 (Crities,2004).
Perhitungan alum dan abu soda yang diperlukan: Total Kebutuhan air
= 45673,2862 kg/jam
Pemakaian Larutan alum
= 50 ppm
Pemakaian Larutan soda abu
= 0,54 x 50 = 27 ppm
Larutan alum AL 2 (SO 4 ) 3 yang dibutuhkan = 50.10-6 x 45673,2862 kg/jam = 1,7814 kg/jam Larutan abu soda Na 2 CO 3 yang dibutuhkan = 27.10-6 x 45673,2862 kg/jam = 0,9619 kg/jam
VII-7 Universitas Sumatera Utara
7.2.2 Filtrasi Filtrasi dalam pemurnian air merupakan operasi yang sangat umum dengan tujuan menyingkirkan suspended solid, termasuk partikulat BOD dalam air (Metcalf, 1984). Material yang digunakan dalam medium filtrasi dapat bermacam-macam: pasir, antrasit (crushed antra cite coal), karbon aktif granular, karbon aktif serbuk dan batu garnet. Penggunaan yang paling umum dipakai di Afrika dan Asia adalah pasir dan Gravel sebagai bahan filter utama, menimbang tipe lain cukup mahal (Kawamura, 1991). Unit filtrasi dalam pabrik pembuatan Grease ini menggunakan media filtrasi Granular sebagai berikut: 1. Lapisan atas terdiri dari pasir hijau (green sand). Lapisan ini bertujuan memisahkan flok dan koagulan yang masih terikut bersama air. Lapisan yang digunakan setinggi 24 in (60,96cm) 2. Untuk
menghasilkan
penyaringan
yang
efektif,
perlu
digunakan
mediumberpori misalnya anterasit atau marmer. Pada pabrik ini digunakan anterasit setinggi 12,5in (31,75 cm). 3. Lapisan bawah menggunakan batu krikil/gravel setinggi 7in (17,78cm). (M.tcalf&Eddy,1991).
VII-8 Universitas Sumatera Utara
Bagian bawah alat penyaring dilengkapi dengan strainer sebagai penahan. Selama pemakaian, daya saing sand filter akan menurun. Untuk itu diperlukan regenerasi secara berkala dengan cara pencucian balik (back washing). Dari sand filter, air di pompakan ke menara air sebelum didistribusikan untuk berbagai kebutuhan. Untuk air domestic,laboratorium,kantin dan tempat
ibadah, serta
poliklinik, dilakukan proses klorinasi, yaitu mereaksikan air dengan klor untuk membunuh kuman-kuman didalam air. Klor yang digunakan biasanya berupa kaporit, Ca (ClO) 2.
Perhitungan kebutuhan Kaporit, Ca(ClO) 2: Total kebutuhan air domestic
= 3740,3576 kg/jam
Kaporit yang digunakan direncanakan mengandung klorin 70% Kebutuhan Klorin
= 2 ppm dari berat air
Total kebutuhan kaporit
=
2.10 -6 x 3740,3576 kg/jam = 0,0091 kg/jam 0,7
7.2.3 Demineralisasi Air untuk ketel dan proses harus murni dan bebas dari garam-garam terlarut. Untuk itu perlu dilakukan proses demineralisasi, dimana alat deminerlisasi di bagi atas: a. Penukar kation Berfungsi untuk mengikat logam-logam alkali dan mengurangi kessadahan air yang digunakan. Proses yang terjadi adalah pertukaran antara kation Ca, Mg,
VII-9 Universitas Sumatera Utara
dan Mn yang larut dalam air dengan kation hydrogen dan resin. Resin yang digunakan bertipe Gel dengan merek IR-122 (Lorch, 1981). Reaksi yang terjadi : 2H+R + Ca2+
Ca2+R + 2H+
2H+R + Mg2+
Mg2+R + 2H+
2H+R + Mn2+
Mn2+R + 2H+
Untuk regenerasi dipakai H 2 SO 4 dengan reaksi : Ca2+R + H 2 SO 4
CaSO 4 + 2H+R
Mg2+R + H 2 SO 4
MgSO 4 + 2H+R
Mn2+R + H 2 SO 4
MnSO 4 + 2H+R
Perhitungan Kesadahan Kation : Air sungai Rokan, Riau mengandung Kation Fe2+, Mn2+, Zn2+, Ca2+ Mg2+, dan Cu2+ masing-masing 10 ppm, 0,016 ppm, 0,0012 ppm, 63 ppm, 87 ppm dan 0,0032.
(Tabel 7.2)
1 gr/gal =17,1 ppm Total kesadahan Kation =
(10 + 0,016 + 0,0012 + 63 + 87 + 0,0032) ppm 17,1 ppm / gr.gal −1
= 9,36 gr/gal Jumlah air yang diolah = 183,05 kg/jam =
183,05 kg/jam = 0,2731 m 3 / jam x 264,17 gal / m 3 996,24 kg/m 3
= 72,1448 gal/jam
VII-10 Universitas Sumatera Utara
Kesadahan air = 9,36 gr/gal x 72,1448 gal/jam x 24 jam/hari = 16206,6078 gr/hari = 16,2066 kg/hari
Perhitungan ukuran Kation Exchanger: Jumlah air yang diolah = 72,1448 gal/jam = 1,2024 gal/menit Dari table 12.4, Nalco Water Treatment, 1988 diperoleh data-data sebagai berikut: - Diameter Penukar Kation
= 2 ft
- Luas Penampang Penukar Kation
= 0,7854 ft2
- Jumlah penukar Kation
= 1 unit
Volume Resin yang diperlukan Total kesadahan air = 16,2066 kg/hari Dari table 12.2, Nalco, 1988 diperoleh : - Kapasitas resin
= 25 kg/ft3
- kebutuhan regenerant = 10 lb H 2 SO 4 /ft3 resin Jadi, kebutuhan resin =
Tinggi resin =
16,2066 kg/hari = 0,6482 ft3/hari 3 25 kg/ft
0,6482 ft3/hari = 0,8253 ft 0,7854 ft 2
Tinggi minimum resin adalah 30 in = 2,5 ft
(Tabel 12.4,Nalco, 1988)
Sehingga, Volume resin yang dibutuhkan = 2,5 ft x 0,7854 ft2 = 1,96 ft3 1,97 ft 3 x 25 kg / ft 3 = 3,038 hari = 72,9332 jam Waktu regenerasi H 2 SO 4 = 16,2066 kg / hari
VII-11 Universitas Sumatera Utara
Kebutuhan regenerant H 2 SO 4 = 16,2066 kg/hari x
10 lb / ft 3 25 kg / ft 3
= 6,4826 lb/hari = 2,9904 kg/hari .
= 0,1225 kg/jam
b. Penukar Anion Penukar Anion berfungsi untuk menukar anion negative yang terdapat dalam air dengan ion hidroksida dari resin. Resin yang digunakan bermerek IRA410. Resin ini merupakan kopolimer stirena DVB (Lorch, 1981). Reaksi yang terjadi : 2ROH + SO 4 2-
R 2 SO 4 + 2OH-
ROH + Cl-
RCl + OH-
Untuk regenerasi dipakai larutan NaOH dengan reaksi : R 2 SO 4 + 2 NaOH
NaSO 4 + 2ROH
RCl + NaOH
NaCl + ROH
Perhitungan kesadahan Anion Air sungai Rokan, Riau mengandung Anion Cl-, SO 4 -, dan PO 4 2- sebanyak 1,3 ppm, 16 ppm, dan 0,245 ppm.
(Tabel 7.2)
1 gr/gal = 17,1 ppm Total kesadahan Anion =
(1,3 + 16 + 0,245) ppm 17,1 ppm/gr .gal -1
= 1,03 gr/gal Jumlah air yang diolah = 72,1448 gal/jam
VII-12 Universitas Sumatera Utara
Kesadahan air = 1,03 gr/gal x 72,1448 gal/jam x 24 jam/hari = 1738,4194 gr/hari = 1,7834 kg/hari
Perhitungan Ukuran Anion Exchanger: Jumlah air yang diolah = 72,1448 gal/jam = 1,2024 gal/menit Dari Tabel 12.3, Nalco,1988, diperoleh: - Diameter penukar anion = 2 ft - Luas penampang penukar anion = 0,7854 ft2 - Jumlah penukar anion = 1unit
Volume resin yang diperlukan: Total kesadahan air = 1,6325 kg/hari Dari Tabel 12.7, Nalco,1988, diperoleh : - Kapasitas resin
= 12 kg/ft3
- Kebutuhan regenerant = 5 lb NaOH/ft3 resin Jadi, kebutuhan resin =
Tinggi resin =
1,7834 kg / hari = 0,1486 ft3/hari 12 kg / ft 3
0,1486 ft 3 / hari = 0,1892 ft 0,7854 ft 2
Tinggi minimum resin adalah 30 in = 2,5 ft
(Nalco, 1988)
Sehingga volume resin yang dibutuhkan = 2,5 ft x 0,7854 ft2 = 1,96 ft3 1,96 ft 3 x 12 kg / ft 3 Waktu regenerasi = = 13,18821hari = 316,519 jam 1,7834 kg / hari
VII-13 Universitas Sumatera Utara
Kebutuhan regenerant NaOH = 1,7834 kg/hari x
5 lb / ft 3 12 kg / ft 3
= 0,7430 lb/hari = 0,31 kg/hari = 0,013 kg/jam
7.2.4 Deaerator Deaerator berfungsi untuk memanaskan air yang keluar dari alat penukar ion (ion exchanger) dengan memakai panas dari kondensat bekas sebelum dikirim sebagai air umpan ketel. Pada dearator ini, air dipanaskan hingga 90oC supaya gas-gas yang terlarut dalam air, seperti O 2 dan CO 2 dapat dihilangkan, sebab gasgas tersebut dapat menyebabkan korosi. Adapun perhitungan temperatur keluaran dari deaerator berdasarkan azas Black, yaitu : Q Serap = Q Lepas m1 . C 1 (T keluaran – 30oC) = m2 . C 2 (310oC – T keluaran ), dimana C 1 = C 2 272,1212 kg/jam x (T keluaran – 30oC) = 1096,4951 kg/jam x (310oC – T keluaran ) T keluaran = 272,932oC
7.3 Kebutuhan Bahan Kimia Kebutuhan bahan kimia : •
•
Al2 (SO 4 ) 3 = 1,7814 kg/jam
•
Na 2 CO 3 = 0,9619 kg/jam
•
H 2 SO 4 = 0,1225 kg/jam
•
Kaporit = 0,0091 kg/jam
NaOH = 0,7430 kg/jam
VII-14 Universitas Sumatera Utara
7.4 Kebutuhan Listrik Perincian perencanaan kebutuhan listrik dapat dilihat pada Tabel 7.3 berikut: Tabel 7.4 Perincian kebutuhan listrik pada unit proses No
Nama Alat
Kode Alat
Jumlah Alat
Jumlah Daya
(unit)
(hp)
1
Pompa I
L-1
1
0,5
2
Kristalizer
P-1
5
0,25
3
Pompa II
L-2
5
0,625
4
Pompa III
L-3
1
0,125
5
Screw Conveyor I
J-1
1
2,25
6
Pompa IV
L-4
1
0,05
7
Mixer
M-1
1
0,125
8
Pompa V
L-5
1
0,125
9
Pompa VI
L-6
1
0,125
10
Screw Conveyor II
J-2
1
0,43
11
Pompa VII
L-7
1
0,05
12
Reaktor
R-1
1
0,5
13
Pompa VIII
L-8
1
0,125
14
Pompa IX
L-9
1
0,125
15
Screw Conveyor III
J-3
1
0,43
16
Pompa X
L-10
1
0,125
Total
5,96
VII-15 Universitas Sumatera Utara
Tabel 7.5 Perincian kebutuhan listrik pada unit utilitas No
Nama Alat
Kode Alat
Jumlah Alat
Jumlah Daya
(unit)
(hp)
1
Pompa screening
L-1
2
1
2
Tangki pelarut alum
TP-1
1
0,05
3
Pompa alum
L-2
2
0,1
4
Tangki pelarut soda abu
TP-2
1
0,05
5
Pompa soda abu
L-3
2
0,1
6
Clarifier
CL
1
0,25
7
Pompa clarifier
L-4
2
1
8
Pompa sand filter
L-5
2
1
9
Pompa menara pendingin
L-6
2
1
10
Tangki pelarutan kaporit
TP-3
1
0,05
11
Pompa kaporit
L-7
2
0,1
12
Pompa air domestik
L-8
2
0,1
13
Tangki pelarutan H 2 SO 4
TP-4
1
0,05
14
Pompa H 2 SO 4
L-9
2
0,1
15
Pompa kation
L-10
2
0,1
16
Tangki pelarutan NaOH
TP-5
1
0,05
17
Pompa NaOH
L-11
2
0,1
18
Pompa anion
L-12
2
0,1
19
Pompa daerator
L-13
2
0,1
Total
5,55
VII-16 Universitas Sumatera Utara
Jumlah keseluruhan kebutuhan listrik untuk pabrik adalah : Tabel 7.6 Perincian kebutuhan listrik untuk pabrik NO
Pemakaian
Jumlah (hp)
1.
Unit Proses
5,96
2.
Unit Utilitas
5,55
3.
Ruang Kontrol dan laboratorium
20
4
Bengkel
25
5.
Penerangan dan Perkantoran
30
6.
Perumahan
50
Total
136,36
Total kebutuhan Listrik =136,51 hp Faktor keamanan diambil 5%, maka total kebutuhan listrik : = (1 + 0,05) x 136,51 hp
= 143,3355 hp
= 143,3355 hp x 0,7457 kW = 104,8495 kW Efisiensi Generator 80%, maka : Daya output generator =
104,8495 kW = 131,062 kW 0,8
7.5 Kebutuhan Bahan Bakar Kebutuhan bahan bakar adalah: 1. Untuk bahan bakar generator Nilai bakar solar
= 19860 btu/lb
(Perry,1999)
Densitas Solar
= 0,89 kg/l
(Perry, 1999)
VII-17 Universitas Sumatera Utara
Daya yang dibutuhkan = 143,3355 hp x 2544,5
Btu / jam hp
= 364316,42 Btu/jam Jumlah solar yang dibutuhkan untuk bahan bakar generator adalah:
364316,42 Btu / jam 1 kg = 9,3492 liter / jam x x 0,45359 lbm 0,89 kg / l 19860 Btu / lbm
3. Untuk bahan bakar ketel uap a. Panas yang keluar dari ketel uap : Steam/uap yang dihasilkan ketel uap (2000C, 1 atm) = 899,250 kg/jam Panas laten steam (200oC, 1 atm) = 1150,1 Btu/lbm
(Reklaitis, 1983)
= 638,95 kcal/kg Panas laten kondensat (200oC, 1 atm) = 2793,2 kJ/kg (Reklaitis, 1983) = 667,5908 kcal/kg kondensat yang digunakan kembali = 716,2003 kg/jam Air umpan boiler, F b = 179,85 kg/jam Kapasitas panas air = 0,9989 kcal/kg.oC Panas air umpan segar, Q f : Q f = 179,85 kg/jam x 0,9989 kcal/kg.oC (30 – 25)oC = 898,2608 kcal/jam Entalpi umpan ketel, H f = =
(mc x H c ) + Q f mtotal
(716,2003 kg / jam x 667,5908 kcal / kg ) + 898,2608 kcal / jam 899,250 kg/jam
= 532,6961 kcal/kg
VII-18 Universitas Sumatera Utara
Panas yang dibutuhkan boiler, Q b Q b = (H s – H f ) x total uap yang dihasilkan = (638,95 kcal/kg – 532,6961 kcal/kg) x 899,250 kg/jam = 95548,8195 kcal/jam
Asumsi efisiensi boiler 80 %s Total kebutuhan panas =
95548,8195 =119436,0244 kcal/jam 0,8
= 705749,3323 Btu/jam Jumlah bahan bakar =
705749,3323 Btu/jam = 35,5362 lbm / jam 19860 Btu/lbm
= 35,5362 kg/jam Kebutuhan solar =
35,5362 kg/jam = 39,9283 liter/jam 0,89 kg/l
Total kebutuhan solar = 9,3492 liter / jam + 39,9283 liter/jam = 49,2775 liter/jam
7.6 Unit Pengolahan Limbah Limbah dari suatu pabrik harus diolah sebelum dibuang ke badan air atau atmosfer, karena limbah terbentuk mengandung bermacam-macam zat yang dapat membehayakan alam sekitar maupun manusia itu sendiri. Demi kelestarian lingkungan hidup, maka setiap pabrik harus mempunyai unit pengolahan limbah. Pada pabrik pembuatan Minyak Makan Merah ini dihasilkan limbah cair dan padat terlarut dari proses industrinya. Sumber-sumber limbah cair-padat pada pabrik Minyak Makan Merah meliputi: 1. Limbah cair-padat hasil pencucian peralatan pabrik Limbah ini diperkirakan mengandung kerak dan kotor-kotoran yang melekat pada peralatan pabrik 2. Limbah Domestik Limbah ini mengandung bahan organik sisa pencernaan yang berasal dari kamar pabrik, serta limbah dari kantin berupa limbah padat dan limbah cair.
VII-19 Universitas Sumatera Utara
3. Limbah laboratorium Limbah yang berasal dari laboratorium ini mengandung bahan-bahan kimia yang digunakan untuk menganalisa mutu bahan baku yang dipergunakan dan mutu produk yang dihasilkan, serta yang dipergunakan untuk penelitian dan pengembangan proses. Pengolahan limbah cair pada pabrik ini direncanakan dengan menggunakan
sistem
aerated
lagoon.
Skema
pengolahan
dengan
menggunakan aerated lagoon dapat digambarkan sebagai berikut : Limbah cair
Bak penampungan
Padatan olahan untuk land fill
Bak Netralisasi
Kolam Faculltatif I
Bak Pengendapan
Kolam Faculltatif II
Perhitungan untuk sistem pengolahan limbah Diperkirakan jumlah air buangan pabrik 1. Pencucian peralatan pabrik dan limbah proses di perkirakan sebagai berikut : a. Limbah proses sebesar : =
7091,5173 kg / jam = 4,6973 m 3 / jam = 4697,3 liter / jam 1509,70 kg / m 3
b. Limbah pencucian peralatan sebesar : 82,1 liter/jam Total air pencucian dan limbah proses = 4779,4 liter/jam 2. Limbah domestik dan kantor Diperkirakan air buangan tiap orang untuk : - Domestik = 10 liter/hari
(Metcalf & Eddy, 1991)
- Kantor
(Metcalf & Eddy, 1991)
= 20 liter/hari
Jadi jumlah limbah domestik dan kantor : = 160 orang x (10 + 20) l/hari x 1 hari/ 24 jam = 200 liter/jam
VII-20 Universitas Sumatera Utara
3. Laboratorium = 15 liter/jam Total air buangan = 4779,4 liter/jam + 200 liter/jam + 15 liter/jam = 4994,4 liter/jam = 4,9944 m3/jam
7.6.1. Bak Penampungan Fungsi : tempat menampung air buangan sementara Laju volumentrik air buangan
= 4,9944 m3/jam
Waktu penampungan air buangan
= 10 hari
Volume air buangan
= 4,9944 m3/jam x 10 hari x 24 jam = 1198,656 m3
Bak berisi 80 % maka volume bak
=
1198,656 m 3 = 1498,32 m 3 0,8
Jika digunakan 2 bak penampungan maka : Volume 1 bak = ½ x 1498,32 m3 = 749,16 m3 Direncanakan ukuran bak sebagai berikut : - panjang bak, p = 1,5 x lebar bak, l - tinggi bak, t
= lebar bak, l
maka, volume bak = p x l x t 749,16 m3 = 1,5 l x l x l l =
3
749,16 = 7,9340 m 1,5
jadi, panjang bak, p = 1,5 x 7,9340 m = 11,9011 m Lebar bak, l
= 7,9340 m
Tinggi bak, t = 7,9340 m Luas bak
= 94,4233 m2
VII-21 Universitas Sumatera Utara
7.6.2 Bak Pengendapan Awal Fungsi : Menghilangkan padatan dengan cara pengendapan Laju volumentrik air buangan
= 4,9944 m3/jam
Waktu tinggal air
= 2 jam
Volume air buangan
= 4,9944 m3/jam x 2 jam = 9,9888 m3
Bak berisi 80 % maka volume bak
=
9,9888 m 3 = 12,486 m 3 0,8
Direncanakan ukuran bak sebagai berikut : - panjang bak, p = 2 x lebar bak, l - tinggi bak, t
= lebar bak, l
maka, volume bak = p x l x t 12,486 m3 = 2 l x l x l l =
3
12,486 = 1,8413 m 2
jadi, panjang bak, p = 2 x 1,8413 m = 3,6827 m Lebar bak, l
= 1,8413 m
Tinggi bak, t = 1,8413 m Luas bak
= 6,7809 m2
7.6.3 Bak Netralisasi Fungsi : tempat untuk menetralkan pH limbah Laju volumentrik air buangan
= 4,9944 m3/jam
Waktu penampungan air buangan
= 3 hari
Volume air buangan
= 4,9944 m3/jam x 3 hari x 24 jam = 359,5968 m3
Bak berisi 80 % maka volume bak
359,5968 m 3 = = 449,496 m 3 0,8
Jika digunakan 2 bak penetralan maka : Volume 1 bak = ½ x 449,496 m3 = 224,748 m3
VII-22 Universitas Sumatera Utara
Direncanakan ukuran bak sebagai berikut : - panjang bak, p = 1,5 x lebar bak, l - tinggi bak, t
= lebar bak, l
maka, volume bak = p x l x t 224,748 m3 = 1,5 l x l x l l =
3
224,748 = 5,3113 m 1,5
jadi, panjang bak, p = 1,5 x 5,3113 m = 7,9669 m Lebar bak, l
= 5,3113 m
Tinggi bak, t = 5,3113 m Luas bak
= 42,3149 m2
Air buangan pabrik yang mengandung bahan organik mempunyai pH = 5 (Hammer, 1998). Limbah pabrik yang terdiri dari bahan-bahan organik harus dinetralkan sampai pH = 6 (Kep.42/MENLH/10/1998). Untuk menetralkan limbah digunakan soda abu (Na 2 CO 3 ). Kebutuhan Na 2 CO 3 untuk menetralkan pH air limbah adalah 0,15 gr Na 2 CO 3 /30 ml air limbah (Lab. Analisa MIPA USU, 1999). Jumlah air buangan = 4,9944 m3/jam = 4994,4 liter/jam Kebutuhan Na 2 CO 3 = 4994,4 liter/jam x
150 mg 1 kg x 6 0,03 liter 10 mg
= 24,972 kg/jam 7.6.4 Kolam Facultative Proses anaerobic berlangsung didasar kolam, tanpa kehadiran oxygen dan proses aerobic berlangsung di kedalaman dimana oxygen dapat di suplai oleh aerator. Padatan organik yang mengendap ke dasar kolam akan mengalami proses anaerobic oleh bakteri anaerobic yaitu E.coli di dasar kolam, sedangkan padatan organik terlarut dari sumber limbah maupun senyawa-senyawa bereduksi hasil metabolisme bakteri anaerobic dari dasara kolam akan diproses secara aerobic oleh bakteri Nitrosomonas dan diaerasi secara kontinu oleh aerator. Dalam desain system pengolahan limbah pabrik ini digunakan 2 unit kolam facultative yang
VII-23 Universitas Sumatera Utara
dipasang seri dan dalam kolam pertama (primary pond) di pasang 1 unit aerator untuk mensuplai kebutuhan oksigen. Perhitungan Kolam Facultative 1. Kolam Facultative I Laju alir volumetric air, Q = 4,9944 m3/jam BOD 5 , S o = 220 mg/liter
(Nalco,
1988) Waktu tinggal 3 hari a. Menentukan ukuran Volume kolam = Q x t = 4,9944 m3/jam x 3 hari x 24 jam/hari = 359,5968 m3 Kedalaman kolam direncanakan 2 meter Luas area kolam, A =
359,5968 m3 =179,7984 m 2 2m
b. Penentuan BOD Effluent, S Suhu udara di Indonesia berkisar 25 - 37oC. Untuk desain dipakai suhu minimum karena pertumbuhan mikroba adalah minimum pada suhu tersebut sehingga kemungkinan kegagalan dalam sistem pengolahan limbah pabrik dapat dikurangi. Konstanta laju pertumbuhan pada suhu 25oC (k 25 ), dihhitung dengan persamaan : k T = k 20 .θ (T – 20) Dimana : θ
(Pers. 2-25 Metcalf & Eddy, 2003)
= koefisien suhu (1,03 – 1,12)
k 20 = 0,2 – 1,0 Dalam hal ini diambil, θ = 1,03 dan k 20 = 0,2 hari-1 k 25 = 0,2 x (1,03) (25 – 20) = 0,2319 hari-1 Efisiensi penghlangan BOD, η = 70 – 90 % ; diambil efisiensi penghilangan BOD = 80 %
(Tabel 8.1 Arceivala, 1998)
Suspended solid, SS effluent = 50 – 150 mg/liter ; diambil SS = 100 mg/liter
(Tabel 8.1 Arceivala, 1998)
VII-24 Universitas Sumatera Utara
VSS = 50 − 80 % ; diambil = 70 % SS BOD yang dapat dihilangkan
(Tabel 8.1 Arceivala, 1998)
= So – (So x η) = 220 – (220 x 0,8) = 44 mg/liter
BOD 5 dari VSS effluent Total BOD effluent
= 0,77 x 0,7 x 100 = 53,90 mg/liter
= 44 mg/liter + 53,90 mg/liter = 97,90 mg/liter
c. Oksigen yang dibutuhkan Efisiensi penghilangan padatan total ; η= =
Pada tan total masuk − Pada tan total keluar Pada tan total masuk
220 mg / liter − 97,90 mg / liter x 100% = 55,5% 220 mg / liter
1000 l 1 kg O 2 = 0,555 x 1,4 x 220 mg / l x 4,9944 m 3 / jam x x 6 3 10 mg m
= 1,5383 kg/jam d. Daya aerator Kebutuhan daya aerator berkisar 0,3 – 2 kg gas/kW.jam, dipakai dengan daya aerator = 0,3 kg gas/kW.jam. Konsentrasi oksigen di udara 21 % mol (23,3 % massa) Total daya aerator = 1,5383 kgO 2 /jam x
1 kW . jam 1 x 0,233 0,3 kg
= 22,01 kW = 29,5159 hp 2. Kolam Facultative II Laju alir volumetric air, Q = 4,9944 m3/jam BOD 5 , S o = 97,9 mg/liter
(Nalco,
1988) Waktu tinggal 3 hari a. Menentukan ukuran Volume kolam = Q x t = 4,9944 m3/jam x 3 hari x 24 jam/hari
VII-25 Universitas Sumatera Utara
= 359,5968 m3 Kedalaman kolam direncanakan 2 meter Luas area kolam, A =
359,5968 m3 =179,7984 m 2 2m
b. Penentuan BOD Effluent, S Suhu udara di Indonesia berkisar 25 - 37oC. Untuk desain dipakai suhu minimum karena pertumbuhan mikroba adalah minimum pada suhu tersebut sehingga kemungkinan kegagalan dalam sistem pengolahan limbah pabrik dapat dikurangi. Konstanta laju pertumbuhan pada suhu 25oC (k 25 ), dihhitung dengan persamaan : k T = k 20 .θ (T – 20) Dimana : θ
(Pers. 2-25 Metcalf & Eddy, 2003)
= koefisien suhu (1,03 – 1,12)
k 20 = 0,2 – 1,0 Dalam hal ini diambil, θ = 1,03 dan k 20 = 0,2 hari-1 k 25 = 0,2 x (1,03) (25 – 20) = 0,2319 hari-1 Efisiensi penghlangan BOD, η = 70 – 90 % ; diambil efisiensi penghilangan BOD = 80 %
(Tabel 8.1 Arceivala, 1998)
Suspended solid, SS effluent = 50 – 150 mg/liter ; diambil SS = 50 mg/liter
(Tabel 8.1 Arceivala, 1998)
VSS = 50 − 80 % ; diambil = 70 % SS
(Tabel 8.1 Arceivala, 1998)
BOD yang dapat dihilangkan
= So – (So x η) = 97,9 – (97,9 x 0,8) = 19,58 mg/liter
BOD 5 dari VSS effluent Total BOD effluent
= 0,77 x 0,7 x 50 = 26,95 mg/liter
= 19,58 mg/liter + 26,95 mg/liter = 46,53 mg/liter
c. Oksigen yang dibutuhkan Efisiensi penghilangan padatan total ; η=
Pada tan total masuk − Pada tan total keluar Pada tan total masuk
VII-26 Universitas Sumatera Utara
=
97,9 mg / liter − 46,53 mg / liter x 100% = 52,5% 97,9 mg / liter
1000 l 1 kg O 2 = 0,525 x 1,4 x 97,9 mg / l x 4,9944 m 3 / jam x x 10 6 mg m3
= 0,3594 kg/jam d. Daya aerator Kebutuhan daya aerator berkisar 0,3 – 2 kg gas/kW.jam, dipakai dengan daya aerator = 0,3 kg gas/kW.jam. Konsentrasi oksigen di udara 21 % mol (23,3 % massa) Total daya aerator = 0,3594 kgO 2 /jam x
1 kW . jam 1 x 0,233 0,3 kg
= 5,14 kW = 6,8946 hp
7.7 Luas area pengolahan limbah Tabel 7.7 Jumlah luas area pengolahan limbah No.
Luas area (m2)
Unit
1
Bak penampungan
94,4233
2
Bak pengendapan awal
6,7809
3
Bak netralisasi
42,3149
4
Kolam facultative I
179,7984
5
Kolam facultative II
179,7984
Total
503,1159
Luas area pengolahan limbah diambil 120 % dari total, maka : Luas area pengolahan limbah = 120 % x 503,1159 m2 = 603,7391 m2
VII-27 Universitas Sumatera Utara
7.8 Spesifikasi Peralatan Utilitas (diperoleh dari Lampiran D) 7.8.1 Screening (SC) Fungsi
: Menyaring partikel-partikel padat yang keras.
Jenis
: Bar screening
Bahan konstruksi : Stainless steel Kondisi operasi : T = 25oC ; P = 1 atm Jumlah
: 1 unit
Ukuran screening Lebar
:2m
Panjang
:2m
Ukuran bar Lebar bar
: 5 mm
Tebal
: 20 mm
Bar clear spacing : 20 mm Jumlah bar
: 50 buah
7.8.2 Pompa screening (PU-01) Fungsi
: Memompakan air dari screening ke clarifier
Jenis
: Pompa sentrifugal
Jumlah
: 2 unit
Spesifikasi : Debit pompa
: 0,3861 ft3/s
Diameter pompa
: 5 in
Schedule number : 80 Kecepatan alir
: 3,057 ft/s
Total friksi
: 0,5561 ft.lbf/lbm
Kerja poros
: 7,4026 ft.lbf/lbm
Daya pompa
: 1/2 hp
Bahan konstruksi : commercial steel
VII-28 Universitas Sumatera Utara
7.8.3 Bak Penampung (BS) Fungsi
: Untuk menampung air sungai untuk dipompakan ke clarifier
Jenis
: Bak dengan permukaan persegi
Bahan konstruksi
: Beton
Volume bak
: 330,6433 m3
Luas penampang
: 99,4367 m2
7.8.4 Pompa Bak Penampung (PU-02) Fungsi
: Untuk memompakan air sungai dari bak penampungan menuju tangki clarifier.
Jenis
: Pompa sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
Spesifikasi : Debit pompa
: 0,3861 ft3/s
Diameter pompa
: 4,813 in
Schedule number : 40 Kecepatan alir
: 3,0570 ft/s
Total friksi
: 0,3634 ft.lbf/lbm
Kerja poros
: 7,2172 ft.lbf/lbm
Daya pompa
: 1/2 hp
Bahan konstruksi : commercial steel
7.8.5 Tangki Pelarutan Alum (TP-01) Fungsi
: Tempat melarutkan aluminium sulfat Al2 (SO 4 ) 3
Jenis
: Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar
Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 Grade C Kondisi operasi : T = 25oC ; P = 1 atm Jumlah
: 1 buah
Kapasitas tangki : 1,0021 m3
VII-29 Universitas Sumatera Utara
Diameter tangki : 0,9643 m Tinggi silinder
: 1,4464 m
Tinggi tangki
: 1,4464 m
P desain
: 16,1841 psi
Tebal silinder
: 0,4422 in
Tebal head stand. : 0,4422 in Pengaduk
: - Jenis pengaduk - Diameter pengaduk
: Marine propeler : 0,95 ft
- Kecepatan pengaduk : 1 rps - Daya pengaduk
: 1/20 hp
7.8.6 Pompa Alum (PU-03) Fungsi
: Menginjeksikan larutan alum ke clarifier
Jenis
: Pompa sentrifugal
Jumlah
: 2 unit
Spesifikasi : Debit pompa
: 0,0000146 ft3/s
Diameter pompa
: 0,0224 in
Schedule number : 40 Kecepatan alir
: 0,0365 ft/s
Total friksi
: 0,0056 ft.lbf/lbm
Kerja poros
: 6,0112 ft.lbf/lbm
Daya pompa
: 1/20 hp
Bahan konstruksi : commercial steel
7.8.7 Tangki Pelarutan Na 2 CO 3 (TP-02) Fungsi
: Tempat melarutkan natrium karbonat, Na 2 CO 3
Jenis
: Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar
Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 Grade C Kondisi operasi : T = 25oC ; P = 1 atm
VII-30 Universitas Sumatera Utara
Jumlah
: 1 buah
Kapasitas tangki : 0,4870 m3 Diameter tangki : 0,7450 m Tinggi silinder
: 1,1175 m
Tinggi tangki
: 1,1175 m
P desain
: 16,1836 psi
Tebal silinder
: 0,4371 in
Tebal head stand. : 0,44 in Pengaduk
: - Jenis pengaduk - Diameter pengaduk
: Marine propeler : 0,904 ft
- Kecepatan pengaduk : 1 rps - Daya pengaduk
: 1/20 hp
7.8.8 Pompa Na 2 CO 3 (PU-04) Fungsi
: Menginjeksikan larutan Na 2 CO 3 ke clarifier.
Jenis
: Pompa sentrifugal
Jumlah
: 2 unit
Spesifikasi : Debit pompa
: 0,000007 ft3/s
Diameter pompa
: 0,0332 in
Schedule number : 40 Kecepatan alir
: 0,0175 ft/s
Total friksi
: 0,000476 ft.lbf/lbm
Kerja poros
: 6 ft.lbf/lbm
Daya pompa
: 1/20 hp
Bahan konstruksi : commercial steel
VII-31 Universitas Sumatera Utara
7.8.9 Clarifier (CL) Fungsi
: Sebagai tempat untuk memisahkan kontaminasikontaminan terlarut dan tersuspensi dalam air dengan menambahkan alum dan soda abu agar reaksi alum dengan lumpur dapat terjadi sempurna.
Jenis
: Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar
Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 Grade C Kondisi operasi
: T = 25oC ; P = 1 atm
Jumlah
: 1 buah
Kapasitas clarifier : 39,3645 m3 Diameter clarifier : 4,0884 m Tinggi clarifier
: 6,1326 m
Waktu pengendapan
: 1 jam
Daya pengadukan : ¼ hp
7.8.10 Pompa clarifier (PU-05) Fungsi
: Memompakan air dari clarifier ke bak clarifier.
Jenis
: Pompa sentrifugal
Jumlah
: 2 unit
Spesifikasi : Debit pompa
: 0,3861 ft3/s
Diameter pompa
: 5 in
Schedule number : 80 Kecepatan alir
: 3,0537 ft/s
Total friksi
: 0,7183 ft.lbf/lbm
Kerja poros
: 7,727 ft.lbf/lbm
Daya pompa
: 1/2 hp
Bahan konstruksi : commercial steel
VII-32 Universitas Sumatera Utara
7.8.11 Sand Filter (SF) Fungsi
: Menyaring partikel-partikelyang masih terbawa dalam air yang keluar dari clarifier
Jenis
: Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal
Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 Grade C Kondisi operasi
: T = 25oC ; P = 1 atm
Jumlah
: 1 buah
Kapasitas
: 47,2347 m3
Diameter
: 3,4227 m
Tinggi penyaringan : 5,9896 m Tebal sand filter : 1/2 in
7.8.12 Pompa Sand Filter (PU-06) Fungsi
: Memompakan air dari sand filter ke menara air.
Jenis
: Pompa sentrifugal
Jumlah
: 2 unit
Spesifikasi : Debit pompa
: 0,3861 ft3/s
Diameter pompa : 5 in Schedule number : 80 Kecepatan alir
: 3,057 ft/s
Total friksi
: 0,7183 ft.lbf/lbm
Kerja poros
: 7,727 ft.lbf/lbm
Daya pompa
: 1/2 hp
Bahan konstruksi : commercial steel 7.8.13 Menara Air (MA) Fungsi
: Menampung air untuk didistribusikan sebagai air proses dan air domestik
Jenis
: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar.
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-283 Grade C
Kondisi operasi
: T = 25oC ; P = 1 atm
VII-33 Universitas Sumatera Utara
Jumlah
: 1 buah
Kapasitas
: 47,2347 m3
Diameter
: 3,4227 m
Tinggi menara
: 4,71 m
Tebal dinding
: 1/2 in
7.8.14 Pompa MA (PU-07) Fungsi
: Memompakan air dari menara air ke menara air pendingin.
Jenis
: Pompa sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
Spesifikasi : Debit pompa
: 0,2499 ft3/s
Diameter pompa : 4 in Schedule number : 40 Kecepatan alir
: 2,7766 ft/s
Total friksi
: 0,541 ft.lbf/lbm
Kerja poros
: 7,3216 ft.lbf/lbm
Daya pompa
: 1/2 hp
Bahan konstruksi : commercial steel
7.8.15 Menara Air Pendingin (CT) Fungsi
: Mendinginkan air pendingin bekas.
Jenis
: Mechanical induced darft fan.
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-283 Grade C
Kondisi operasi
: T = 10oC ; P = 1 atm
Jumlah
: 1 buah
Kapasitas
: 115,6754 m3
Panjang
: 6 ft
Lebar
: 6 ft
VII-34 Universitas Sumatera Utara
Tinggi
: 6 ft
Daya
: 2,36 hp
7.8.16.Pompa Menara Air Pendingin (PU-08) Fungsi
: Memompakan air pendingin dari menara pendingin ke proses
Jenis
: Pompa sentrifugal
Jumlah
: 2 unit
Spesifikasi : Debit pompa
: 0,2499 ft3/s
Diameter pompa : 4,02 in Schedule number : 40 Kecepatan alir
: 2,7766 ft/s
Total friksi
: 0,5636 ft.lbf/lbm
Kerja poros
: 7,3667 ft.lbf/lbm
Daya pompa
: 1/2 hp
Bahan konstruksi : commercial steel
7.8.17 Tangki Pelarutan Kaporit, Ca(OCl2 ) (TP-05) Fungsi
: Tempat melarutkan kaporit, Ca(OCl2 )
Jenis
: Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-283 Grade C
Kondisi operasi
: T = 25oC ; P = 1 atm
Jumlah
: 1 buah
Kapasitas tangki
: 0,0048 m3
Diameter tangki
: 0,1598 m
Tinggi silinder
: 0,2397 m
Tinggi tangki
: 0,2397 m
P desain
: 16,1726 psi
Tebal silinder
: 0,42 in
VII-35 Universitas Sumatera Utara
Tebal head stand.
: 0,42 in
Pengaduk
: - Jenis pengaduk
: Marine propeler
- Diameter pengaduk : 0,904 ft - Kecepatan pengaduk : 1 rps - Daya pengaduk
: 1/20 hp
7.8.18 Pompa Kaporit (PU-17) Fungsi
: Menginjeksikan larutan kaporit ke tangki air domestik.
Jenis
: Pompa sentrifugal
Jumlah
: 2 unit
Spesifikasi : Debit pompa
: 0,07.10-6 ft3/s
Diameter pompa : 0,215 in Schedule number : 40 Kecepatan alir
: 0,00004 ft/s
Total friksi
: 1,07.10-6 ft.lbf/lbm
Kerja poros
: 6 ft.lbf/lbm
Daya pompa
: 1/20 hp
Bahan konstruksi : commercial steel
7.8.19 Pompa MA (PU-16) Fungsi
: Memompakan air dari menara air ke tangki air domestik
Jenis
: Pompa sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
Spesifikasi : Debit pompa
: 0,0316 ft3/s
Diameter pompa : 1,610 in Schedule number : 40 Kecepatan alir
: 2,2347 ft/s
VII-36 Universitas Sumatera Utara
Total friksi
: 4,8684 ft.lbf/lbm
Kerja poros
: 15,8184 ft.lbf/lbm
Daya pompa
: 1/20 hp
Bahan konstruksi : commercial steel
7.8.20 Tangki Air Domestik (F-1) Fungsi
: Tempat menampung sementara air domestic selama 1 hari.
Jenis
: Silinder vertikal dengan tutup dan alas berbentuk datar.
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-283 Grade C
Kondisi operasi
: T = 10oC ; P = 1 atm
Jumlah
: 1 unit
Kapasitas tangki
: 92,8447 m3
Diameter tangki
: 4,2847 m
Tinggi tangki
: 6,4311 m
Tebal tangki
: 0,5192 in
7.8.21 Pompa Air Domestik (PU-18) Fungsi
: Memompakan air domestik ke kebutuhan domestik
Jenis
: Pompa sentrifugal
Jumlah
: 2 unit
Spesifikasi : Debit pompa
: 0,0316 ft3/s
Diameter pompa : 1,610 in Schedule number : 40 Kecepatan alir
: 2,2347 ft/s
Total friksi
: 1,296 ft.lbf/lbm
Kerja poros
: 8.7472 ft.lbf/lbm
Daya pompa
: 1/20 hp
VII-37 Universitas Sumatera Utara
Bahan konstruksi : commercial steel
7.8.22 Tangki Pelarutan Asam Sulfat, H 2 SO 4 (TP-06) Fungsi
: Tempat melarutkan Asam Sulfat, H 2 SO 4
Jenis
: Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-283 Grade C
Kondisi operasi
: T = 25oC ; P = 1 atm
Jumlah
: 1 buah
Kapasitas tangki
: 0,0465 m3
Diameter tangki
: 0,3406 m
Tinggi silinder
: 0,5109 m
Tinggi tangki
: 0,5109 m
P desain
: 16,17401psi
Tebal silinder
: 0,4378 in
Tebal head stand.
: 0,4378 in
Pengaduk
: - Jenis pengaduk
: Marine propeler
- Diameter pengaduk : 0,904 ft - Kecepatan pengaduk : 1 rps - Daya pengaduk
: 1/20 hp
7.8.23 Pompa H 2 SO 4 (PU-10) Fungsi
: Menginjeksikan larutan H 2 SO 4 ke kation exchenger.
Jenis
: Pompa sentrifugal
Jumlah
: 2 unit
Spesifikasi : Debit pompa
: 0,113.10-5 ft3/s
Diameter pompa : 0,125 in Schedule number : 80 Kecepatan alir
: 0,00075 ft/s
Total friksi
: 1,35.10 −4 ft.lbf/lbm
VII-38 Universitas Sumatera Utara
Kerja poros
: 6,0030ft.lbf/lbm
Daya pompa
: 1/20 hp
Bahan konstruksi : commercial steel
7.8.24 Pompa MA (PU-09) Fungsi
: Memompakan air dari menara air ke kation exchanger.
Jenis
: Pompa sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
Spesifikasi : Debit pompa
: 0,0027 ft3/s
Diameter pompa : 0,493 in Schedule number : 40 Kecepatan alir
: 2,7076 ft/s
Total friksi
: 3,665 ft.lbf/lbm
Kerja poros
: 13,4438 ft.lbf/lbm
Daya pompa
: 1/20 hp
Bahan konstruksi : commercial steel
7.8.25 Penukar Kation (CE) Fungsi
: Mengurangi kesadahan air.
Jenis
: Silinder vertikal dengan tutup dan alas berbentuk ellipsoidal.
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-283 Grade C
Kondisi operasi
: T = 10oC ; P = 1 atm
Jumlah
: 1 unit
Diameter tangki
: 0,9144 m
Tinggi tangki
: 1,37 m
Tebal tangki
: 2,2 in
VII-39 Universitas Sumatera Utara
7.8.26 Pompa Kation Exchanger (PU-11) Fungsi
: Memompakan air dari kation exchanger ke anion exchanger.
Jenis
: Pompa sentrifugal
Jumlah
: 2 unit
Spesifikasi : Debit pompa
: 0,0027 ft3/s
Diameter pompa : 0,44 in Schedule number : 40 Kecepatan alir
: 2,0769 ft/s
Total friksi
: 4,1817 ft.lbf/lbm
Kerja poros
: 14,4974 ft.lbf/lbm
Daya pompa
: 1/20 hp
Bahan konstruksi : commercial steel
7.8.27 Tangki Pelarutan NaOH (TP-07) Fungsi
: Tempat melarutkan NaOH.
Jenis
: Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-283 Grade C
Kondisi operasi
: T = 25oC ; P = 1 atm
Jumlah
: 1 buah
Kapasitas tangki
: 0,00372 m3
Diameter tangki
: 0,1476 m
Tinggi silinder
: 0,2201 m
Tinggi tangki
: 0,2201 m
P desain
: 16,1726 psi
Tebal silinder
: 0,4233 in
Tebal head stand.
: 0,4233 in
Pengaduk
: - Jenis pengaduk
: Marine propeler
- Diameter pengaduk : 0,904 ft
VII-40 Universitas Sumatera Utara
- Kecepatan pengaduk : 1 rps - Daya pengaduk
: 1/20 hp
7.8.28 Pompa NaOH (PU-12) Fungsi
: Menginjeksikan larutan NaOH ke anion exchenger.
Jenis
: Pompa sentrifugal
Jumlah
: 2 unit
Spesifikasi : Debit pompa
: 0,09.10-6 ft3/s
Diameter pompa : 0,0045 in Schedule number : 80 Kecepatan alir
: 0,00036 ft/s
Total friksi
: 2,2746.10 −7 ft.lbf/lbm
Kerja poros
: 16,6819 ft.lbf/lbm
Daya pompa
: 1/20 hp
Bahan konstruksi : commercial steel
7.8.29 Penukar Anion (AE) Fungsi
: Mengikat sisa-sisa anion yang keluar dari kation exchanger.
Jenis
: Silinder vertikal dengan tutup dan alas berbentuk ellipsoidal.
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-283 Grade C
Kondisi operasi
: T = 10oC ; P = 1 atm
Jumlah
: 1 unit
Diameter tangki
: 0,9144 m
Tinggi tangki
: 1,37 m
Tebal tangki
: 2,2 in
VII-41 Universitas Sumatera Utara
7.8.30 Pompa Anion Exchanger (PU-13) Fungsi
: Memompakan air dari anion exchanger ke deaerator.
Jenis
: Pompa sentrifugal
Jumlah
: 2 unit
Spesifikasi : Debit pompa
: 0,0027 ft3/s
Diameter pompa : 0,44 in Schedule number : 40 Kecepatan alir
: 2,0769 ft/s
Total friksi
: 4,1817 ft.lbf/lbm
Kerja poros
: 14,4974 ft.lbf/lbm
Daya pompa
: 1/20 hp
Bahan konstruksi : commercial steel
7.8.31 Deaerator (DE) Fungsi
: Menghilangkan gas-gas yang terlarut dalam air
Jenis
: Silinder vertikal dengan tutup dan alas berbentuk ellipsoidal.
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-283 Grade C
Kondisi operasi
: T = 90oC ; P = 1 atm
Jumlah
: 1 unit
Kapasitas tangki
: 0,3786 m3
Diameter tangki
: 0,6224 m
Tinggi tangki
: 1,2448 m
7.8.32 Pompa Deaerator (PU-14) Fungsi
: Memompakan air dari deaerator ke boiler.
Jenis
: Pompa sentrifugal
Jumlah
: 2 unit
Spesifikasi : Debit pompa
: 0,0027 ft3/s
VII-42 Universitas Sumatera Utara
Diameter pompa : 0,4485 in Schedule number : 40 Kecepatan alir
: 2,0769 ft/s
Total friksi
: 4,1743 ft.lbf/lbm
Kerja poros
: 14,4826 ft.lbf/lbm
Daya pompa
: 1/20 hp
Bahan konstruksi : commercial steel
7.8.33 Boiler (KU) Fungsi
: Menghasilkan uap untuk keperluan proses
Jenis
: Pipa api
Bahan konstruksi
: Aluminium untuk bejana dan stainless steel untuk pipa
Kondisi operasi
: T = 200oC ; P = 1 atm
Jumlah
: 1 unit
Uap yang dihasilkan : 1370,60638 kg/jam Daya boiler
: 103,8149 hp
Jumlah pipa boiler
: 30 buah
7.8.34 Refrigerant (RE) Fungsi
: Untuk mendinginkan air pendingin dari menara pendingin dari temperatur 25oC menjadi 6oC
Jenis
: HFC-134a
Jumlah
: 1 unit
Spesifikasi Kapasitas
: 11,5897 m3
Coefficient of performance : 3,5827 Laju refrigrant
: 1,5712 kg/jam
VII-43 Universitas Sumatera Utara
7.8.35 Pompa Refrigrant (PU-22) Fungsi
: Memompakan air dari refrigrant ke proses.
Jenis
: Pompa sentrifugal
Jumlah
: 2 unit
Spesifikasi : Debit pompa
: 0,1136 ft3/s
Diameter pompa : 2,3931 in Schedule number : 40 Kecepatan alir
: 2,2144 ft/s
Total friksi
: 0,5722 ft.lbf/lbm
Kerja poros
: 16,2895 ft.lbf/lbm
Daya pompa
: 1/2 hp
Bahan konstruksi : commercial steel 7.8.36 Pompa MA (PU-20) Fungsi
: Memompakan air dari menara air ke tangki pemanas.
Jenis
: Pompa sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
Spesifikasi : Debit pompa
: 0,0641 ft3/s
Diameter pompa : 1,939 in Schedule number : 80 Kecepatan alir
: 3,2168un ft/s
Total friksi
: 1,5039 ft.lbf/lbm
Kerja poros
: 9,3116 ft.lbf/lbm
Daya pompa
: 1/2 hp
Bahan konstruksi : commercial steel
VII-44 Universitas Sumatera Utara
7.8.37 Tangki Perebusan (TP-08) Fungsi
: Tempat perebusan air pemanas.
Jenis
: Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal.
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-283 Grade C
Kondisi operasi
: T = 50oC ; P = 1 atm
Jumlah
: 1 buah
Kapasitas tangki
: 169,35 m3
Diameter tangki
: 5,06 m
Tinggi silinder
: 7,59 m
Tinggi tangki
: 8,45 m
P desain
: 16,25 psi
Tebal silinder
: 0,54 in
Tebal head stand.
: 0,54 in
7.8.39 Burner (Q-1) Fungsi
: Sumber pemanasan air perebusan
Jenis
: Parker Premix Barner
Jumlah
: 1 unit
Kondisi Operasi
: 1 atm
Jumlah panas yang dibutuhkan, Q = 675203,8419 kJ / jam Jumlah bahan bakar solar yang dibutuhkan adalah = 14,78 liter/jam
7.8.39 Pompa Air Pemanas (PU-21) Fungsi
: Memompakan air pemanas dari tangki pemanas ke proses.
Jenis
: Pompa sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
Spesifikasi : Debit pompa
: 0,0641 ft3/s
VII-45 Universitas Sumatera Utara
Diameter pompa : 1,939 in Schedule number : 80 Kecepatan alir
: 3,1268 ft/s
Total friksi
: 1,5039 ft.lbf/lbm
Kerja poros
: 9,3116 ft.lbf/lbm
Daya pompa
: 1/2 hp
Bahan konstruksi : commercial steel
VII-46 Universitas Sumatera Utara
BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK
Tata letak peralatan dan lokasi dalam suatau rancangan pabrik merupakan suatu syarat untuk memperkirakan biaya secara akurat sebelum mendirikan pabrik yang meliputi desain sarana perpipaan, fasilitas bangunan, jenis dan jumlah peralatan serta kelistrikan. 8.1 Lokasi Pabrik Secara geografis, penentuan lokasi dan tata letak pabrik merupakan salah satu hal penting yang perlu diperhatikan dalam perencanaan suatu pabrik. Dimana penetuan lokasi dan tata letak menentukan kemajuan serta keberlangsungan dalam persaingan pabrik itu sendiri di masa kini dan yang akan datang. Pemilihan lokasi pabrik harus tepat berdasarkan perhitungan biaya produksi dan distribusi yang minimal serta pertimbangan sosiologi dan budaya masyarakat di sekitar lokasi pabrik. ( Timmerhaus, 2004) Tata letak dalam suatu rancangan diagram alir proses merupakan syarat penting di dalam memperkirakan biaya secara akurat sebelum mendirikan pabrik atau untuk desain secara terperinci pada masa datang. Hal ini secara khusus akan memberikan informasi yang dapat diandalkan terhadap biaya bangunan dan tempat sehingga dapat diperoleh perhitungan biaya secara terperinci sebelum pendirian .
VIII-1 Universitas Sumatera Utara
Berdasarkan faktor-faktor tersebut, maka pabrik pembuatan Minyak Makan Merah ini direncanakan berlokasi di daerah Dumai, kabupaten Bengkalis yang merupakn hilir sungai Rokan, Provinsi Riau. Berikut ini adalah dasar-dasar pertimbangan dalam pemilihan lokasi pabrik : 8.1.1 Faktor Primer / Utama 1. Letak Sumber Bahan Baku Suatu pabrik sebaiknya didirikan di daerah yang dekat dengan sumber bahan baku , disamping juga harus di perhatikan jarak pabrik tersebut dengan daerah pemasaran, sehingga pengaduan transportasi mudah diatasi. Bahan baku untama pembuatan Minyak Makan Merah adalah CPO yang dapat diperoleh dari pabrik PKS yang berlokasi di Riau, sedangkan bahan kimia pendukung dapat diperoleh dari supplier bahan kimia. 2. Pemasaran Produk Hal –hal yang perlu diperhatikan dalam pemasaran produk adalah •
•
Daerah pemasaran produk serta pengaruh dan saingan yang ada Kemampuan daya serap pasar dan prospek pemasaran dimasa yang akan datang.
•
Jarak pemasaran dari lokasi pabrik sampai dengan daerah yang dituju
•
Sistem pemasaran yang terpakai
VIII-2 Universitas Sumatera Utara
•
Tanah yang tersedia untuk lokasi pabrik yang masih cukup luas dan harganya terjangkau.
3. Transportasi Faktor transportasi yang perlu diperhatikan dalam menentukan lokasi pendirian pabrik, yaitu transportasi bahan baku dan transportasi produk, serta jarak lokasi pabrik dengan pemasaran yang dapat terjangkau. Lokasi yang dipilih dalam rencana pendirian pabrik pembuatan Minyak Makan Merah ini merupakan kawasan perluasan industri, yang memiliki sarana pelabuhan dan pengangkutan darat dalam pemasaran produk dan pembelian bahan baku. Pabrik ini direncanakan didirikan di dekat jalan raya (lintas Dumai-Pekanbaru). 4. Tenaga Kerja Tenaga kerja termaasuk hal yang sangat menunjang dalam operasional pabrik. Sebagai kawasan industri, daerah ini merupakan salah satu tujuan para tenaga kerja yang akan memperoleh pekerjaan. Para tenaga kerja ini merupakan tenaga kerja yang produktif dari berbagai tingkatan, baik yang terdidik maupun yang belum terdidik. 5. Bahan Bakar Dalam pendirian suatu pabrik, tenaga listrik dan bahan bakar adalah faktor penunjang yang paling penting. Pembangkit listrik utama untuk pabrik adalah menggunakan generator diesel yang bahan bakarnya diperoleh dari Pertamina. Selain itu, kebutuhan tenaga listrik juga dapat diperoleh dari Perusahaan Listrik Negara (PLN) Riau.
VIII-3 Universitas Sumatera Utara
6. Persediaan Air Setiap pabrik mungkin dan pasti memerlukan sejumlah air yang cukup banyak, yang digunakan untuk mendukung jalannya proses produksi maupun untuk memenuhi kebutuhan air domestik bagi karyawan. Kebutuhan air diperoleh dari sungai Rokan, Provinsi Riau yang panjang 150 km dengan debit pada musim kemarau 60 m3/detik dan pada musim hujan 100 m3/detik.
8.1.2 Faktor Sekunder Yang termasuk kedalam faktor sekunder antara lain : 1. Harga Tanah dan Gedung Harga tanah dan pembangunan gedung perlu dikaitkan dengan rencana jangka panjang untuk masa mendatang. Tanah yang tersedia cukup luas dan biaya tanah serta bangunan untuk pendirian pabrik relatif terjangkau. 2. Kemungkinan Perluasan Kemungkinan perluasan merupakan suatu faktor yang penting untuk kelangsungan perkembangan pabrik. Perluasan ini dapat dilakukan disekitar lokasi pabrik, karena masih tersedia areal kosong dan tidak mengganggu pemukiman masyarakat yang ada disekitar pabrik. 3. Masyarakat Sekitar Lokasi Sikap dan tanggapan masyarakat daerah pembangunan industri tersebut sangat perlu sekali untuk diperhatikan secara seksama karena hal ini merupakan suatu faktor yang ikut dalam penentuan
VIII-4 Universitas Sumatera Utara
perkembangan industri. Masyarakat daerah dapat merupakan sumber tenaga kerja yang potensial maupun sebagai tempat pemasaran produk, tetapi keselamatan dan keamanan dalam masyarakat perlu dijaga dengan baik, misalnya bahan bangunan pabrik yang berbahaya harus dicarikan pengaman dalam pembuangannya, walaupun bagi pabrik itu merupakan suatu tambahan biaya, tetapi hal ini merupakan keharusan bagi perusahaan sebagai sumbangannya kepada masyarakat. Di mana hal tersebut akan menimbulkan sikap masyarakat yang mendukung berdirinya pabrik tersebut. 5. Iklim di daerah Lokasi Suatu pabrik ditinjau dari segi teknik ada kalanya membutuhkan kondisi operasi tertentu, misalnya kelembapan udara, suhu rata-rata sekitar pabrik, panas matahari dan variasi iklim kemungkinan berkaitan dengan kegiatan proses, penyimpanan bahan baku dan produk. Iklim juga dapat mempengaruhi gairah kerja, moral pada karyawan, sebab keaktifan kerja para karyawan dapat meningkatkan hasil produksi. Walaupun saat ini ruang kerja dapat diatur dengan Air Conditioner (AC) dan heater sehingga pengaruh keadaan diluar ruang dapat dihindari tetapi semua pengaturan ini akan menambah beban biaya. 6. Keadaan Tanah Sifat-sifat mekanis tanah dan tempat pembuangan industri harus diketahui. Hal ini berkaitan dengan rencana pembangunan pondasi
VIII-5 Universitas Sumatera Utara
untuk bangunan gedung, dan alat-alat pabrik. Misalnya untuk mesin pabrik tertentu yang memerlukan pondasi kuat sehingga keadaan mekanik tanah yang akan diberi beban ini harus diketahui. 7. Perumahan Mengingat di daerah lokasi pabrik belum banyak tersedia perumahan bagi karyawan, maka direncanakan untuk mendirikan fasilitas perumahan karyawan (mess) sebagai salah satu daya tarik bagi karyawan akan bekerja di pabrik.
8.2 Tata Letak Pabrik Tata letak pabrik adalah suatu perencanaan dan pengintegrasian aliran dari komponen-komponen produksi suatu pabrik, sehingga diperoleh suatu hubungan yang efisien dan efektif antara operator, peralatan dan gerakan material dari bahan baku hingga menjadi produk. Disain yang rasional harus memasukkan susunan areal proses, persediaan dan areal pemindahan/ area alternatif dalam posisi yang efisien dan dengan melihat pada faktor-faktor sebagai berikut : 1. Urutan proses produksi 2. Pengembangan lokasi baru atau penambahan/ perluasan lokasi yang belum dikembangkan pada masa mendatang. 3. Distribusi ekonomis pada pengadaan air, tenaga listrik dan bahan baku 4. Pemeliharaan dan perbaikan 5. Keamanan (safety)terutama dari kemungkinan kebakaran
VIII-6 Universitas Sumatera Utara
6. Bangunan, menyangkut luas bangunan, kondisi bangunan dan konstruksinya yang memenuhi syarat 7. Fleksibilitars
dalam
perencanaan
tata
letak
harus
dipertimbangkan
kemungkinan perubahan dari proses/ mesin, sehingga perubahan-perubahan yang dilakukan tidak memerlukan biaya yang tinggi 8. Masalah pembuangan limbah cair. 9. Service area, seperti kantin, tempat parkir, tempat ibadah dan sebagainya di atur sedemikian rupa sehingga tidak perlu terlalu jauh dari tempat kerja. 10. Letak tempat Misalnya di suatu lokasi yang agak tinggi, bila digunakan untuk menempatkan tangki penyimpanan cairan maka cairan dalam tangki tersebut dapat dialirkan ketempat yang lebih rendah tanpa menggunakan pompa. 11. Fasilitas jalan Gudang, dan kantor sebaiknya di tempatkan dekat jalan, tujuannya untuk memperlacar arus lalulintas. 12. Letak alat-alat Jika suatu pabrik masih perlu diolah lebih lanjut pada unit berikutnya maka unitnya dapat disusun berurutan sehingga system pemipaan dan penyusunan letak pompanya lebih sederhana. 13. Keamanan Pada perancangan tata letak alat perlu dipertimbangkan pengurangan terjadinya bahaya kebakaran, peledakan, racun bagi karyawan dan bahaya
VIII-7 Universitas Sumatera Utara
mekanik yang dapat menyebabkan cacat tubuh. Oleh karena itu, sifat-sifat berbahaya dari bahan kimia yang digunakan harus diketahui 14. Plant service Unit pembangkit tenaga uap dan listrik dipilih di suatu tempat yang sesuai agar tidak mengganggu terhadap operasi pabrik. Pengaturan tata letak pabrik yang baik akan memberikan beberapa keuntungan, seperti : (Timmerhaus, 2004) 1. Mengurangi jarak transportasi bahan baku dan produksi sehingga mengurangi material handling. 2. Memberikan ruang gerak yang lebih leluasa sehingga mempermudah perbaikan mesin dan peralatan yang rusak. 3. Mengurangi ongkos produksi. 4. Meningkatkan keselamatan kerja. 5. Mengurangi kerja seminimum mungkin. 6. Meningkatkan pengawasan operasi dan proses agar lebih baik.
8.3 Perincian Luas Tanah Perincian luas tanah yang dipakai secara tepat dan efisien untuk lokasi pendirian pabrik Minyak Makan Merah di perkirakan sebagai berikut :
VIII-8 Universitas Sumatera Utara
Tabel 8.1 Perincian luas bangunan No
Nama Bangunan
Luas (m2)
1
Areal proses
7500
2
Areal produk
400
3
Areal bahan baku
350
4
Pengolahan limbah
300
5
Laboratorium
200
6
Pengolahan air
500
7
Ruang boiler
200
8
Stasiun operator
200
9
Pembangkit listrik
100
10
Bengkel
80
11
Unit pemadam kebakaran
200
12
Perpustakaan
144
13
Kantin
200
14
Parkir
400
15
Perkantoran
300
16
Daerah perluasan
2000
17
Pos keamanan
50
18
Tempat ibadah
200
19
Poliklinik
200
20
Perumahan karyawan
3500
21
Taman
800
22
Sarana olahraga
500
23
Jalan
1800 Total
20124
VIII-9 Universitas Sumatera Utara
Jadi, diperkirakan pengadaan tanah untuk pembangunan pabrik Minyak Makan Merah ini 10 % dari luas total perician area = 2012.4 m2. Sehingga luas area seluruhnya adalah = 20124 m2 + 2012.4 m2 = 22136.4 m2
VIII-10 Universitas Sumatera Utara
In
10 17
15
18
14 4 8
1 Jalan
7 Sungai
6
Raya 9 2
3
5
14
21
16 11 22
12 13
19
Out 17
20
18
Gambar 8.1 Tata Letak Lokasi Pabrik Minyak Makan Merah
VIII-11 Universitas Sumatera Utara
Tabel 8.2 Keterangan gambar : No
Keterangan
No
Keterangan
1
Daerah proses
12
Perpustakaan
2
Areal produk
13
Kantin
3
Areal bahan baku
14
Parkir
4
Pengolahan limbah
15
Perkantoran
5
Laboratorium
16
Daerah perluasan
6
Pengolahan air
17
Pos keamanan
7
Ruang boiler
18
Tempat ibadah
8
Stasiun operator
19
Poliklinik
9
Pembangkit listrik
20
Perumahan karyawan
10
Bengkel
21
Taman
11
Unit pemadam kebakaran
22
Sarana olahraga
VIII-12 Universitas Sumatera Utara
IX-1
BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN
Masalah organisasi merupakan hal yang penting dalam perusahaan, hal ini menyangkut efekt ivit as dalam peningkat an kemampuan perusahaa n dalam memproduksi dan mendistribusikan produk yang dihasilkan. Dalam upaya peningkatan efektivitas dan kinerja perusahaan maka pengaturan atau manajemen harus menjadi hal yang mutlak. Tanpa manajemen yang, efektif dan efisien tidak akan ada organisasi yang berhasil cukup lama. Dengan adanya manajemen yang teratur baik dari kinerja sumber daya manusia maupun terhadap fasilitas yang ada secara otomatis organisasi akan berkembang.
9.1 Organisasi perusahaan Perkataan organisasi, berasal dari kata lain "organum" yang dapat berarti alat, anggota badan. James D. Mooney, mengatakan : "Organisasi adalah bentuk setiap perserikatan manusia untuk mencapai suatu tujuan bersama", sedang Chester I. Barnard memberikan pengertian organisasi sebagai : "suatu sistem dari pada aktivitas kerjasama yang dilakukan dua orang atau lebih" (Manulang, 1982). Dari pendapat ahli yang dikemukakan di atas dapat diambil arti dari kata organisasi, yaitu kelompok orang yang secara sadar bekerjasama untuk mencapai tujuan bersama dengan menekankan wewenang dan tanggung jawab masingmasing. Secara ringkas, ada tiga unsur utama dalam organisasi, yaitu (Sutarto, 2002) :
Universitas Sumatera Utara
IX-2
1. Adanya sekelompok orang 2. Adanya hubungan dan pembagian tugas 3. Adanya tujuan yang ingin dicapai Menurut pola hubungan kerja, serta lalu lintas wewenang dan tanggung jawab, maka bentuk-bentuk organisasi itu dapat dibedakan atas (Siagian, 1992) : 1. Bentuk organisasi garis 2. Bentuk organisasi fungsional 3. Bentuk organisasi garis dan staf 4. Bentuk organisasi fungsional dan staf
9.1.1 Bentuk Organisasi Garis Ciri dari organisasi garis adalah organisasi masih kecil, jumlah karyawan sedikit, pimpinan dan semua karyawan saling kenal dan spesialisasi kerja belum begitu tinggi. Kebaikan bentuk organisasi garis, yaitu :
Kesatuan komando terjamin dengan baik, karena pimpinan berada di atas satu tangan.
Proses pengambilan keputusan berjalan dengan cepat karena jumlah orang yang diajak berdiskusi masih sedikit atau tidak ada sama sekali.
Rasa so lidar it as di ant ara para karyawan umumnya t inggi karena saling mengenal. Keburukan bentuk organisasi garis, yaitu :
Seluruh o rganisasi t erlalu bergant ung kepada sat u orang sehingga
Universitas Sumatera Utara
IX-3
kalau seseorang itu tidak mampu, seluruh organisasi akan terancam kehancuran.
Kecenderungan pimpinan bertindak secara otoriter.
Karyawan tidak mempunyai kesempatan untuk berkembang.
9.1.2 Bentuk Organisasi Fungsional Cir i-cir i dar i organisasi fungsio nal adalah segelint ir pimp inan t idak mempunyai bawahan yang jelas, sebab setiap atasan berwenang memberi komando kepada setiap bawahan, sepanjang ada hubungannya dengan fungsi atasan tersebut. Kebaikan bentuk organisasi fungsional, yaitu :
Pembagian tugas-tugas jelas
Spesialisasi karyawan dapat dikembangkan dan digunakan semaksimal mungkin
Digunakan tenaga-tenaga ahli dalam berbagai bidang sesuai dengan fungsifungsinya Keburukan bentuk organisasi fungsional, yaitu :
Karena adanya spesialisasi, sukar mengadakan penukaran atau pengalihan
Para
tanggung jawab kepada fungsinya.
kar yawan
mement ingkan
bidangnya,
sehingga
suk ar
dilaksanakan koordinasi.
9.1.3 Bentuk Organisasi Garis dan Staf Kebaikan bentuk organisasi garis dan staf adalah
Universitas Sumatera Utara
IX-4
Dapat digunakan oleh setiap organisasi yang besar, apapun tujuannya, betapa pun luas tugasnya dan betapa pun kompleks susunan organisasinya.
Pengambilan keputusan yang sehat lebih mudah diambil. karena adanya staf ahli.
Perwujudan "The Right Man on The Right Place" lebih mudah dilaksanakan. Keburukan bentuk organisasi garis dan staf, adalah :
Karyawan tidak saling mengenal, solidaritas sukar diharapkan.
Karena rumit dan kompleksnya susunan organisasi, koordinasi kadangkadang sukar diharapkan.
9.1.4 Bentuk Organisasi Fungsional dan Staf Bentuk organisasi fungsionil dan staf, merupakan kombinasi dari bentuk organisasi fungsionil dan bentuk organisasi garis dan staf. Kebaikan dan keburukan dari bentuk organisasi ini merupakan perpaduan dar i bentuk organisasi yang dikombinasikan (Siagian, 1992). Dari uraian di atas dapat diketahui kebaikan dan keburukan dari beberapa bentuk organisasi. Setelah mempertimbangkan baik dan buruknya maka pada Pra rancangan Pabrik Minyak Makan Merah menggunakan bentuk organisasi garis dan staf.
9.2 Manajemen Perusahaan Umumnya perusahaan modern mempunyai kecenderungan bukan saja terhadap produksi, melainkan juga terhadap penangaaan hingga menyangkut organisasi dan hubungan sosial atau manajemen keseluruhan.
Universitas Sumatera Utara
IX-5
Hal ini disebabkan oleh aktivitas yang terdapat dalam suatu perusahaan atau suatu pabrik diatur oleh ma na je me n. mana je me n
ber t ind ak
D engan
me mi mp in.
kat a
la in
merencanakan,
ba hwa
menyusun,
mengawasi, dan meneliti hasil pekerjaan. Perusahaan dapat berjalan dengan
baik
secara
menyeluruh,
apabila
perusahaan
memiliki
manajemen yang baik antara atasan dan bawahan. (Siagian, 1992) Fungsi dari manajemen adalah meliputi usaha memimpin dan mengatur fakt or-fakto r ekonomis sedemikian rupa, sehingga usaha it u member ikan perkembangan dan keuntungan bagi mereka yang ada di lingkungan perusahaan. Dengan demikian, jelaslah bahwa pengertian manajemen itu meliputi semua tugas dan fungsi yang me mpunya i hu bu ng an yang er at deng an per mulaan dar i pembelanjaan perusahaan (financing). Dengan penjelasan ini dapat diambil suatu pengertian bahwa manajemen itu
diartikan
sebagai
seni
dan
ilmu
perencanaan
(planning , ),
pengorganisasian. penyusunan, pengarahan, dan pengawasan dari sember daya manusia unt uk mencapai tujuan (criteria) yang telah ditetapkan. Pada perusahaan besar, dibagi dalam tiga kelas, yaitu : 1. Top manajemen 2. Middle manajemen 3. Operating manajemen Orang yang memimpin (pelaksana) manajemen disebut dengan manajer. Manajer ini ber fungsi at au bertugas unt uk mengawasi dan
Universitas Sumatera Utara
IX-6
mengontrol agar manajemen dapat dilaksanakan dengan baik sesuai dengan ketetapan yang digariskan bersama. Syarat-syarat manajer yang baik adalah (Madura, 2000) : 1. Harus menjadi contoh (teladan) 2. Harus dapat menggerakkan bawahan 3. Harus bersifat mendorong 4. Penuh pengabdian terhadap tugas-tugas 5. Berani dan mampu mengatasi kesulitan yang terjadi 6. Bertanggung jawab, tegas dalam mengambil atau melaksanakan keputusan 7. Berjiwa besar
9.3 Bentu k H u ku m Bad an Usah a Dalam mendirikan suatu perusahaan yang dapat mencapai tujuan dari perusahaan itu secara terus-menerus, kita harus memilih bentuk perusahaan apa yang harus kita dirikan agar tujuan itu tercapai. Bentukbentuk badan usaha yang ada dalam praktek di Indonesia, antara lain adalah : 1. Perusahaan Perorangan 2. Persekutuan dengan firma 3. Persekutuan komanditer 4. Perseroan Terbatas 5. Koperasi 6. Perusahaan Negara 7. Perusahaan Daerah Bentuk badan usaha Pra-rancangan Pabrik Pembuatan Minyak Makan Merah yang direncanakan adalah perusahaan yang berbentuk Perseroan Terbatas (PT). Perseroan Terbatas adalah badan hukum yang didirikan berdasarkan perjanjian,
melakukan kegiatan
usaha
dengan
modal
dasar
yang
seluruhnya terbagi dalam saham, dan memenuhi persyaratan yang
Universitas Sumatera Utara
IX-7
ditetapkan dalam UU No. 1 tahun 1995 teatang Perseroan Terbatas (UUPT), serta peraturan pelaksananya (Rusdji, 1999). Syarat-syarat pendirian Perseroan Terbatas adalah : 1. Didirikan oleh dua orang atau lebih, yang dimaksud dengan "orang" adalah orang perseorangan atau badan hukum. 2. Didirikan dengan akta otentik, yaitu di hadapan notaris 3. Modal dasar perseroan, yaitu paling sedikit 20 juta rupiah serta paling sedikit 25 % dari modal dasar harus telah ditempatkan dan telah disetor (Rusdji, 1999). Prosedur pendirian Perseroan Terbatas adalah : 1. Pembuatan akta pendirian di hadapan notaris 2. Pergesahan oleh Menteri Kehakiman 3. Pendaftaran Perseroan 4. Pengumuman dalam tambahan berita negara (Rusdji, 1999). Dasar-dasar pertimbangan pemilihan bentuk perusahaan PT adalah sebagai berikut : 1. Kont inuitas perusahaan sebagai badan hukum lebih terjamin, sebab tidak tergantung pada pemegang saham, dimana pemegang saham dapat berganti-ganti. 2. Mudah memindahkan hak pemilik dengan menjual sahamnya kepada orang lain. 3. Mudah mendapatkan modal, yaitu dari bank maupun dengan menjual saham. 4. T anggung jawab ya ng t er bat as d ar i p emeg ang saham t er had ap hu t ang perusahaan. 5. Penempatan pemimpin atas kemampuan pelaksanaan tugas (Manulang, 1982).
9.4 Uraian Tugas, Wewenang, dan Tanggung Jawab 9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) Pemegang kekuasaan tertinggi pada PT adalah Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS). RUPS tahunan diadakan dalam waktu paling
Universitas Sumatera Utara
IX-8
lambat enam bulan setelah tutup buku. RUPS lainnya dapat diadakan Sewaktu-waktu berdasarkan kebutuhan. RUPS dihadiri oleh pemilik saham, komisaris dan direksi. Hak dan wewenang RUPS :
Meminta pertanggung jawaban komisaris dan direksi lewat suatu sidang
Dengan musyawarah dapat
mengganti komisaris atau direksi serta
manesahkan anggota pemegang saham bila mengundurkan diri, diatur melalui prosedur yang berlaku
Menetapkan besar laba tahunan yang diperoleh untuk dibagikan, dicadangkan atau ditanamkan kembali (Manulang, 1982).
9.4.2 Dewan Komisaris Dewan komisaris dipilih dalam RUPS untuk mewakili para pemegang saham dalam mengawasi jalannya perusahaan. Dewan komisaris ini bertanggung jawab kepada RUPS. Tugas-tugas dewan komisaris antara lain :
Mengadakan pertemuan tahunan para pemegang saham.
Meminta laporan pertanggungjawaban direktur secara periodik.
Melaksanakan pembinaan dan pengawasan terhadap seluruh kegiatan dan pelaksanaan tugas direktur.
Menentukan garis besar kebijaksanaan perusahaan
9.4.3 Direktur Direktur merupakan pimpinan tertinggi yang diangkat oleh Dewan Komisaris. adapun tugas-tugas direktur adalah :
Universitas Sumatera Utara
IX-9
Memimpin dan membina perusahaan secara efektif dan efisien.
Menyusun dan melaksanakan kebijaksanaan umum pabrik sesuai dengan kebijaksanaan RUPS.
Mengadakan kerja sama dengan pihak luar demi kepentingan perusahaan.
Mewakili perusahaan dalam mengadakan hubungan maupun perjanjian – perjanjian dengan pihak ketiga.
Merencanakan dan mengawasi pelaksanaan tugas setiap personalia yang bekerja pada perusahaan. Dalam melaksanakan tugasnya, direktur dibantu oleh manajer
produksi. manajer teknik, manajer personalia dan umum, manajer administrasi dan keuangan, manajer pemasaran, dan manajer riset dan pengembangan.
9.4.4 Manajer Produksi Mana jer pro duksi bert angu ng jawab kepada direkt ur da n bert ugas mengkoordinir segala kegiatan yang berhubungan dengan proses produksi pabrik. Manajer ini dibantu oleh kepala produksi.
9.4.5 Manajer Teknik Manajer teknik bertanggung jawab kepada direktur dan bertugas untuk mengkoordinir kegiatan akt ifitas perusahaan dalam peralatan dan teknik. Dalam menjalankan tugasnya Menajer Teknik dibantu oleh kepala teknik.
Universitas Sumatera Utara
IX-10
9.4.6 Manajer Personalia Manajer personalia dan umum bertanggung jawab kepada direktur dalam mengawasi
dan
mengatur
segala
hal
yang
berkaitan
dengan
personalia/kepegawaian serta hal umum seperti kesehatan dan keamanan. Dalam menjalankan tugasnya manajer personalia dan umum dibantu oleh dua kepala yaitu kepala kepegawaian dan kepala humas.
9.4.7 Manajer Keuangan Manajer keuangan bertanggung jawab kepada direktur dan bertugas mengkoordinir kegiatan perusahaan yang berkaitan dengan administrasi seperti korespondensi perusahaan dan pengarsipan serta keuangan yang menyangkut perencanaan, dist ribusi, dan juga pelapo ran keuangan perusahaan. Dalam menjalankan tugasnya manajer keuangan dibantu oleh kepala administrasi dan kepala perpajakan.
9.4.8 Manajer Pemasaran Manajer pemasaran bertugas untuk membantu direktur dalam hal yang, berkaitan dengan pemasaran produk dari mulai promosi produk, penjualan hingga kepada pelayanan purna jual. Dalam menjalankan tugasnya manajer pemasaran dibantu oleh kepala pemasaran.
9.4.10 Kepala Bagian Produksi Kepala produksi bertanggung jawab kepada Manajer Produksi. Kepala ini bertugas untuk membantu Manajer Produksi dalam mengkoordinir
Universitas Sumatera Utara
IX-11
dan mengawasi semua kegiatan produksi. Kepala produksi dibantu oleh dua kepala seksi yaitu seksi proses, seksi research and development dan seksi laboratorium.
9.4.11 Kepala Bagian Teknik Kepala teknik bertanggung jawab kepada Manajer Teknik. Kepala Bagian Teknik bertugas membantu Manajer Teknik dalam mengkoordinir dan
mengawasi
semua
kegiatan
teknik
yang
berkaitan
dengan
permesinan, listrik, instrumentasi, dan aktivitas pemeliharaan pabrik. Dalam menjalankan tugasnya dibantu oleh empat kepala seksi, yaitu kepala seksi maint enence (mesin
dan listrik) dan kepala seksi
instrumentasi.
9.4.12 Kepala Bagian Kepegawaian Kepala bagian kepegawaian bertanggung jawab kepada manajer personalia dan umum. Kepala kepegawaian bertugas mengawasi dan memperhatikan kinerja kerja serta kesejahteraan karyawan. Dalam melaksanakan tugasnya Kepala Bagian Kepegawaian dibantu oleh kepala seksi personalia.
9.4.13 Kepala Bagian Humas Kepala
Bagian
Humas
bertanggung
jawab
kepada
Manajer
Personalia. Kepala Bagian Humas bertugas untuk menjalin hubungan perusahaan dengan masyarakat setempat dan hubungan perusahaan dengan karyawan.
Universitas Sumatera Utara
IX-12
9.4.14 Kepala Bagian Administrasi Kepala administrasi bertanggung jawab kepada Manejer Keuangan dalam hal koordinasi dan pengawasan kegiatan perusahaan yang berkaitan dengan administrasi. Hal-hal administratif seperti korespondensi dengan pihak luar perusahaan, pengarsipan dokumen dan surat-surat perusahaan menjadi ruang lingkup tugas kepala administrasi. Dalam melakukan tugasnya kepala administrasi dibantu, oleh kepala seksi administrasi dan kepala seksi akuntansi.
9.4.15 Kepala Bagian Perpajakan Kepala Bagian Perpajakan bertanggung jawab kepada Manager Keuangan. Kepala bagian ini bertugas mengkoordinir segala kegiatan yang berhubungan dengan perpajakan.
9.4.16 Kepala Bagian Penjualan Kepala Bagian Penjualan bertanggung jawab kepada Manager Pemasaran. Tugasnya adalah untuk mengkoordinir dan mengawasi segala kegiatan penjualan dan promosi produk.
9.4.17 Kepala Bagian Pembelian Kepala Bagian Pembelian bertanggung jawab kepada Manager Pemasaran. Tugasnya adalah untuk mengkoordinir dan mengawasi segala kegiatan pembelian bahan baku, bahan pendukung, dan segala kebutuhan perusahaan.
Universitas Sumatera Utara
IX-13
9.4.18 Kepala Bagian Utilitas Kepala Bagian Utilitas bertanggung jawab kepada Manager Produksi. Tugasnya adalah untuk mengkoordinir dan mengawasi segala kegiatan utilitas meliputi pengolahan air dan limbah. Dalam melaksanakan tugasnya Kepala Bagian Utilitas dibantu oleh dua kepala seksi, yaitu seksi pengolahan air dan seksi pengolahan limbah.
9.4.19 Sekretaris Sekretaris diangkat o leh d irekt ur untuk menangani masalahmasalah administrasi perusahaan. Sekretaris bertanggung jawab langsung kepada direktur perusahaan. Tugas, tanggung jawab serta hubungan antara masing-masing jabatan yang terdapat pada pabrik pembuatan minyak makan merah ini digambarkan dalam suatu struktur organisasi.
9.5 Tenaga Kerja dan Jam Kerja Jumlah tenaga kerja pada pabrik pembuatan Minyak Makan Merah ini direncanakan sebanyak 160 orang. Status tenaga kerja pada perusahaan ini dibagi atas : 1. Tenaga kerja bulanan dengan pembayaran gaji sebulan sekali. 2. Tenaga kerja harian dengan upah yang dibayar 2 minggu sekali. 3. Tenaga kerja kontrak dengan upah dibayar sesuai perjanjian kontrak.
9.5.1 Jumlah dan Tingkat Pendidikan Tenaga Kerja Dalam melaksanakan kegiatan perusahaan di pabrik pembuatan Minyak
Universitas Sumatera Utara
IX-14
Makan Merah dibutuhkan susunan tenaga kerja seperti pada struktur organisasi. Adapun jumlah tenaga kerja beserta tingkat pendidikan yang disyaratkan dapat dilihat pada tabel berikut ini. Tabel 9.1 Jumlah tenaga kerja beserta tingkat pendidikannya Jabatan
Jumlah
Pendidikan
Dewan Komisaris
3
Teknik/Ekonomi (S1)
Direktur
1
Teknik Kimia (S1)
Manajer Produksi
1
Teknik Kimia (S1)
Manajer Teknik
1
Teknik Mesin (S1)
Manajer Personalia
1
Psikologi (S1)
Manajer Keuangan
1
Ekonomi Akuntansi (S1)
Manajer Pemasaran
1
Manajemen (S1)
Kepala Bagian Produksi
1
Teknik Kimia (S1)
Kepala Bagian Teknik
1
Teknik Mesin (S1)
Kepala Bagian Kepegawaian
1
Psikologi (S1)
Kepala Bagian Humas
1
Teknik Industri (S1)
Kepala Bagian Administrasi
1
Ekonomi Akuntansi (S1)
Kepala Bagian Perpajakan
1
Hukum (S1)
Kepala Bagian Penjualan
1
Teknik Industri (S1)
Kepala Bagian Pembelian
1
Teknik Industri (S1)
Kepala Bagian Utilitas
1
Teknik Kimia (S1)
Sekretaris
1
Sekretaris (D3)
Kepala seksi
11
Teknik/Ekonomi/MIPA (S1)
Karyawan Produksi
65
Politeknik/STM
Karyawan Teknik
20
Politeknik/STM
Karyawan Keuangan dan Personalia
9
Politeknik/SMEA
Karyawan Pemasaran dan Pembelian
9
Politeknik/SMEA
Dokter
1
Kedokteran (S1)
Perawat
2
Akademik Perawat (D3)
Universitas Sumatera Utara
IX-15
Tabel 9.1 Gaji karyawan lanjutan… Petugas Keamanan
10
Pensiunan ABRI/SMU/SMK
Petugas Kebersihan
10
SMU
Supir
4
SMU/SMK
Jumlah
160
-
9.5.2 Pengaturan Jam Kerja Pabrik pembuatan Minyak Makan Merah direncanakan beroperasi selama 350 hari per tahun secara kontiniu 24 jam sehari. Berdasarkan pengaturan jam kerja, karyawan dapat digolongkan menjadi dua golongan, yaitu : 1. Karyawan non-shift, terdiri dan para karyawan yang pekerjaannya tidak langsung berhubungan dengan proses produksi, misalnya: direktur, staf ahli, sekretaris, manajer, dan lain-lain kecuali para karyawan produksi dan teknik. Jam kerja karyawan non-shift
ditetapkan 58 jam
perminggu dan jam kerja selebihnya dianggap lembur. Perincian jam kerja non-shift adalah :
Senin s.d. Kamis Kerja
: 08.00 – 17.00 WIB
Istirahat : 12.00 – 13.00 WIB
Jumat Kerja
: 08.00 – 17.00 WIB
Istirahat : 12.00 – 14.00 WIB
Sabtu Kerja
: 08.00 – 12.00 WIB
Universitas Sumatera Utara
IX-16
2. Karyawan shift, yaitu karyawan yang berhubungan langsung dengan proses produksi yang membutuhkan pengawasan terus menerus selama 24 jam, para karyawan diberi pekerjaan bergilir (shift work). Pekerjaan dalam satu hari dibagi tiga shift, yaitu tiap shift bekerja selama 8 jam dengan pembagian sebagai berikut :
Shift I (pagi)
: 07.00 – 15.00 WIB
Shift II (sore)
: 15.00 – 23.00 WIB
Shift III (malam)
: 23.00 – 07.00 WIB
Jam kerja bergiliran berlaku bagi karyawan. Untuk memenuhi kebutuhan pabrik, setiap karyawan Shift dibagi menjadi empat regu dimana tiga regu kerja dan satu regu istirahat. Pada hari Minggu dan libur nasional karyawan Shift tetap bekerja dan akan libur setelah tiga kali Shift.
Tabel. 9.2 Pembagian kerja shift tiap regu Hari
Regu
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
A
-
I
I
I
-
II
II
II
-
III
III
III
B
I
-
II
II
II
-
III
III
III
-
I
I
C
II
II
-
III
III
III
-
I
I
I
-
II
D
III
III
III
-
I
I
I
-
II
II
II
-
9.6. Sistem Penggajian Penggajian karyawan didasarkan kepada jabatan, tingkat pendidikan, pengalaman kerja, dan resiko kerja. Perincian gaji karyawan adalah sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
IX-17
Tabel. 9.3 Gaji karyawan
Dewan Komisaris
3
Gaji/bulan (Rp) 25.000.000
Direktur
1
15.000.000
15.000.000
Manajer Produksi
1
7.000.000
7.000.000
Manajer Teknik
1
7.000.000
7.000.000
Manajer Personalia
1
7.000.000
7.000.000
Manajer Keuangan
1
7.000.000
7.000.000
Manajer Pemasaran
1
7.000.000
7.000.000
Kepala Bagian Produksi
1
5.000.000
5.000.000
Kepala Bagian Teknik
1
5.000.000
5.000.000
Kepala Bagian Kepegawaian
1
5.000.000
5.000.000
Kepala Bagian Humas
1
5.000.000
5.000.000
Kepala Bagian Administrasi
1
5.000.000
5.000.000
Kepala Bagian Perpajakan
1
5.000.000
5.000.000
Kepala Bagian Penjualan
1
5.000.000
5.000.000
Kepala Bagian Pembelian
1
5.000.000
5.000.000
Kepala Bagian Utilitas
1
5.000.000
5.000.000
Sekretaris
1
5.000.000
5.000.000
Kepala seksi
11
4.000.000
44.000.000
Karyawan Produksi
65
2.000.000
130.000.000
Karyawan Teknik
20
2.000.000
40.000.000
Karyawan Keuangan dan Personalia
9
2.000.000
18.000.000
Karyawan Pemasaran dan Pembelian
9
2.000.000
18.000.000
Dokter
1
3.000.000
3.000.000
Perawat
2
1.500.000
3.000.000
Petugas Keamanan
10
1.500.000
15.000.000
Petugas Kebersihan
10
1.000.000
10.000.000
Supir
4
1.000.000
4.000.000
Jabatan
Jumlah
Jumlah
160
Jumlah Gaji/bulan (Rp) 75.000.000
460.000.000
Universitas Sumatera Utara
IX-18
9.7 Kesejahteraan Karyawan Besar gaji dan fasilitas kesejahteraan karyawan didasarkan pada jabatan, tingkat pendidikan,pengalaman kerja, dan resiko kerja. Untuk mendukung hasil kerja yang maksimal, setiap karyawan didukung oleh fasilitas-fasilitas yang memadai. Beberapa fasilitas-fasiltas yang disediakan pabrik Minyak Makan Merah ini adalah :
Tunjangan Hari raya/Bonus
Fasilitas cuti tahunan
Memberikan beasiswa kepada anak-anak karyawan yang berprestasi
Fasilitas asuransi tenaga kerja, meliputi tunjangan kecelakaan kerja dan tunjangan kematian, yang diberikan kepada keluarga tenaga kerja yang meninggal dunia baik kerena kecelakaan sewaktu bekerja maupun diluar pekerjaan.
Penyedian sarana transportasi/bus karyawan
Tempat beribadah, balai pertemuan, kantin, perpustakaan dan sarana olah raga
Pelayanan kesehatan secara cuma-cuma.
Penyedian seragam dan alat-alat pengaman (sepatu, helm, kaca mata dan sarung tangan).
Fasilitas kenderaan untuk para manager dan kepala bagian.
Universitas Sumatera Utara
X-1
BAB X EKONOMI DAN PEMBIAYAAN
Untuk mengevaluasi kelayakan berdirinya suatu pabrik dan tingkat pendapatannya, maka dilakukan analisa dan perhitungan secara teknis. Selanjutnya dilakukan pula analisa terhadap aspek ekonomi dan pembiayaannya. Dari hasil analisa terhadap aspek ekonomi tersebut diharapkan berbagai kebijaksanaan dapat diambil untuk pengarahan secara tepat. Suatu rancangan pabrik dianggap layak didirikan bila dapat beroperasi dalam kondisi yang memberikan keuntungan. Berbagai parameter ekonomi digunkanan sebagai pedoman untuk menentukan layak tidaknya suatu pabrik didirikan dan besarnya tingkat pendapatan yang dapat diterima dari segi ekonomi. Parameter-parameter tersebut antara lain : 1. Modal investasi / Capital Investment (CI) 2. Biaya produksi total / Total Production Cost (TC) 3. Waktu pengembalian modal / Pay out Time (POT) 4. Marjin keuntungan / Profit Margin (PM) 5. Laju pengembalian modal / Return on Investment (ROI) 6. Titik impas / Break Even Point (BEP) 7. Laju pengembalian internal / Internal Rate of Return (IRR)
Universitas Sumatera Utara
X-2
Modal Investasi Modal investasi adalah sejumlah modal untuk mendirikan pabrik dan mulai menjalankan usaha sampai mampu menarik hasil penjualan. Modal investasi terdiri dari :
10.1.1 Modal Investasi Tetap / Fixed Capital Investment (FCI) Modal investasi tetap adalah segala biaya yang diperlukan untuk membeli peralatan pabrik yang pemakaiannya selama pabrik berproduksi (Modal Investasi Tetap Langsung) dan biaya pada saat pendirian pabrik (Modal Investasi Tetap Tak Langsung). 1. Modal Investasi Tetap Langsung (MITL)/Direct Fixed Capital Investment (DFCI), yaitu modal yang diperlukan untuk mendirikan bangunan pabrik, membeli dan memasang mesin, peralatan proses, dan peralatan pendukung yang diperlukan untuk operasi pabrik. 2. Modal Investasi Tetap Tak Langsung (MITTL)/Indirect Fixed Capital Investment (IFCI), yaitu modal yang diperlukan pada saat pendirian pabrik (construction overhead) dan semua komponen pabrik yang tidak berhubungan secara langsung dengan operasi proses. Berikut ini beberapa point yang termasuk MITL dan MITTL beserta besar biaya yang dibutuhkan dimana biaya tersebut telah diperhitungkan pada Lampiran E. Keseluruhan data tersebut dapat dilihat pada Tabel 10.1 dibawah ini.
Universitas Sumatera Utara
X-3
Tabel 10.1 Modal Investasi Tetap (FCI) Jumlah (Rp.)
Komponen A. Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) Harga tanah
3.803.436
Harga bangunan
12.145.000.000,-
Harga peralatan terpasang (HPT)
30.538.412.358,-
Instrumentasi dan alat kontrol
3.053.841.235,-
Biaya perpipaan
6.107.682.471,-
Biaya instalasi listrik
3.053.841.235,-
Biaya insulasi
2.443.072.988,-
Biaya inventaris kantor
3.053.841.235.,-
Biaya perlengkapan pemadam kebakaran dan keamanan
296.935.249,-
Biaya sarana transportasi
3.885.000.000,-
Biaya konstruksi
3.053.841.235,68.698.895.768,-
Total
B. Modal Investasi Tetap Tidak Langsung (MITTL) Pra investasi Biaya Kontraktor
6.869.889.768,6.869.889.768,-
Biaya Engineering dan Supervisi
6.869.889.768,-
Biaya Perizinan
3.434.744.788,-
Biaya tak terduga
6.869.889.768,Total
30.912.703.095,-
Maka, Total Modal Investasi Tetap : MIT = MITL + MITTL = Rp. 68.698.895.768,-+ 30.912.703.095,= Rp.99.611.598.863,-
Universitas Sumatera Utara
X-4
10.1.2 Modal Kerja / Working Capital Modal kerja adalah modal yang diperlukan untuk memulai usaha sampai mampu menarik keuntungan dari hasil penjualan dan memutar keuangannya. Jangka waktu pengadaan biasanya 3-4 bulan, tergantung pada cepat atau lambatnya hasil produksi yang diterima. Dalam perancangan ini jangka waktu pengadaan modal kerja diambil 3 bulan. Modal kerja ini meliputi beberapa point yang dapat dilihat pada Tabel 10.2. Tabel 10.2 Modal Kerja Jenis Biaya Bahan baku proses dan utilitas Biaya kas
Jumlah (Rp.) 131.055.946.700,1.663.833.500,-
Biaya Start – Up
14.941.739.829,-
Biaya piutang dagang
125.013.079.800,-
Total Modal Kerja
273.223.414.033,-
Total Modal Investasi = MIT + MK = Rp. 99.611.598.863,- + Rp 273.223.414.033,= Rp. 372.835.012,Modal ini berasal dari : -
Modal sendiri / saham-saham sebesar 60 % dari total modal investasi dari Lampiran E diperoleh modal sendiri = Rp. 223.701.007.737,-
-
Pinjaman dari bank sebesar 40 % dari total modal investasi dari Lampiran E diperoleh pinjaman bank = Rp. 149.134.005.158,-
Universitas Sumatera Utara
X-5
10.2
Biaya Produksi Total / Total Production Cost Biaya produksi total adalah merupakan semua biaya yang digunakan
selama pabrik berproduksi mulai dari pengadaan bahan baku, biaya pemasaran dan biaya umum. Biaya poduksi total terdiri dari :
10.2.1 Biaya Tetap / Fixed Cost (FC) Biaya tetap adalah biaya yang tidak tergantung dari jumlah produksi, meliputi : Tabel 10.3 Biaya Tetap Jenis Biaya Gaji karyawan
Jumlah (Rp.) 6.900.000.000,-
Bunga pinjaman bank
37.283.501.289,-
Biaya depresiasi dan amortisasi
12.790.854.979,-
Biaya tetap perawatan
4.756.224.397,-
Biaya tambahan (POC)
19.922.319.772,-
Biaya administrasi umum
1.992.231.977,-
Biaya pemasaran dan distribusi Biaya laboratorium, penelitian dan pengembangan Biaya asuransi
3.984.463.954,-
Pajak bumi dan bangunan Total
1.992.231.977,1.024.451.988,7.833.500,90.654.026.038,-
Universitas Sumatera Utara
X-6
10.2.2 Biaya Variabel / Variable Cost (VC) Biaya variabel adalah biaya yang jumlahnya tergantung pada jumlah produksi. Tabel 10.4 Biaya Variabel Jumlah (Rp.)
Jenis Biaya
52.419.043.616,-
Biaya Variabel Bahan Baku Proses dan Utilitas perTahun Biaya variabel pemasaran
199.223.197,-
Biaya variabel perawatan
713.433.659,-
Biaya variabel lainnya
996.115.988,54.550.677.205,-
Total
Maka, Total biaya produksi : Total Biaya Produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel = Rp 90.654.026.038,- + Rp 54.550.677.205,= Rp 145.204.703.243,-
10.3
Total Penjualan Penjualan di peroleh dari hasil penjualan produk Minyak Makan Merah
yaitu sebesar Rp 500.052.319.200,-
10.4
Perkiraan Rugi/Laba Usaha Dari perhitungan laba pada Lampiran E diperoleh : 1. Laba sebelum pajak = Rp. 354.847.615.957,2. Pajak penghasilan
= Rp. 106.466.784.787,-
3. Laba setelah pajak = Rp. 248.380.831,-
Universitas Sumatera Utara
X-7
10.5
Analisa Aspek Ekonomi Biaya produksi total adalah merupakan semua biaya yang digunakan - Profit Margin (PM) Merupakan
persentase
yang
menunjukkan
perbandingan
antara
keuntungan sebelum pajak penghasilan dengan total penjualan. PM = 70,9620 % - Break Event Point (BEP) Merupakan titik keseimbangan antara penerimaan dan pengeluaran. BEP = 20,3487 % Nilai penjualan pada titik BEP = 20,3487 % x HPT = 20,3487 % x Rp. 30.538.412.358,= Rp. 6.214.169.915,Dari data feasibilities,
(Timmerhaus, 1991)
BEP ≤ 50 %, pabrik layak (feasible)
BEP ≥ 70 %, pabrik kurang layak (infeasible)
- Return on Investment (ROI) Merupakan pengembalian modal tiap tahun. ROI = 66,6195 % Analisa ini dilakukan untuk mengetahui laju pengembalian modal investasi total dalam pendirian pabrik. Kategori resiko pengembalian modal tersebut adalah : ROI ≤15 %, resiko pengembalian modal rendah 15 % ≤ ROI ≤ 45 %, resiko pengembalian modal rata-rata ROI ≥ 45 %, resiko pengembalian modal tinggi
Universitas Sumatera Utara
X-8
- Pay Out Time (POT) Pay Out Time (POT) Merupakan angka yang menunjukkan jangka waktu pengembalian modal dengan membandingkan besar total modal investasi terhadap penghasilan bersih tiap tahun. Untuk itu diasumsi bahwa pabrik beroperasi dengan kapasitas penuh tiap tahun. POT = 1,5 tahun - Internal Rate of Return (IRR) Internal
Rate
of
Return
(IRR)
Merupakan
persentase
yang
menggambarkan keuntungan rata-rata bunga pertahunnya dari semua rpengeluaran dan pemasukan yang dilakukan mulai dari tahap awal pendirian sampai pada usaha itu sendiri. Apabila IRR ternyata lebih besar
dibandingkan
tingkat
suku
bunga
yang
dipakai
dalam
pengembalian pinjaman ke bank maka pabrik akan menguntungkan, tetapi bila IRR lebih kecil dari bunga pinjaman Bank yang dipakai maka pabrik dianggap rugi. Dari perhitungan Lampiran E diperoleh IRR sebesar 72,955 % sedangkan bunga pinjaman bank sebesar 25 %, berarti pabrik pembuatan Minyak Makan Merah ini layak didirikan.
Universitas Sumatera Utara
BAB XI KESIMPULAN
Dari hasil analisa perhitungan pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Minyak Makan Merah dengan kapasitas 50000 ton/tahun, diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Pabrik di rencanakan beroperasi selama 350 hari dalam setahun. 2. Jumlah tenaga kerja yang di butuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 160 orang dan bentuk badan usaha yang direncanakan adalah perseroan terbatas (PT) dan bentuk organisasinya adalah organisasi garis dan staf. 3. Lokasi pabrik yang di rencanakan adalah di daerah Dumai, kabupaten Bengkalis yang merupakn hilir sungai Rokan, Provinsi Riau dengan luas tanah yang dibutuhkan adalah 20124 m2 4. Hasil analisa ekonomi adalah sebagai berikut : •
Total modal investasi
: Rp. 372.835.012.896,-
Biaya Produksi
: Rp. 145.204.703.243,-
Hasil penjualan/ tahun
: Rp. 500.052.319.200,-
Laba Bersih
: Rp. 248.380.831.169,-
•
Profit Margin
: 70,962 %
•
Break Even Point (BEP)
: 20,3487%
•
Return of Investment (ROI)
: 66,6195 %
•
Pay Out Time (POT)
: 1,5 tahun
Internal Rate of Return (IRR)
: 72,955 %
•
•
•
•
XI-1 Universitas Sumatera Utara
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, ”Statisitik Perdagangan Luar Negeri”, Medan : Badan Pusat Statistik, 2000 – 2007 Brownell, L.E, Young, E. H, 1959, “Process Equipment Design”, Wilay Eastern Ltd, New York. Brownell, L.E., & Young, E.H., 1959, “Process Equipment Design”, Wiley Eastern Ltd., New Delhi Considine, Douglas M. 1985, “Instruments
and Control Handbook”, 3
rd
Edition, Mc Graw-Hill, Inc., USA Davidson, L. Robert, 1980, “Handbook of Water Soluble Gums and Resins”, Mc Graw Hill Book Company, New York Degremont, 1979, “Water Treatment Handbook”, 5th Edition, Jhon Willey, London Foust, A.S, 1979, “Principle of Unit Opertions”, 3rd Edition, Jhon Willey & Sons, Inc, London Geankoplis,C.J, 1997, “Transport Process and Unit Opertion”, Prentice-Hall, Inc, New York. Guritno, 1997, “Pembuatan Minyak Makan Merah Dengan Proses Fraksi Ganda”, Jurnal Penelitian Kelapa Sawit, Medan Jatmika, 1996, ”Propek Penggunaan Teknologi Membran Untuk Produksi Minyak Makan Merah”, Warta PPKS, Medan Kern, D.Q, 1965, “Process Heat Transfer”, Mc Graw-Hill Book Company, New York. Kawamura, 1991, “An Integrated Calculation of Waste Water Engineering”, New York : Jhon Willey & Sons Inc. Ketaren, S, 1986, ”Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan”, Cetakan I, UI-Press, Jakarta Kirk, R.E, Othmer, D.F, 1949, “Encyclopedia of Chemical Engineering Technology”, Vol. 18, The Intescience Publisher Division of Jhon Willey & Sons Inc, New York
Universitas Sumatera Utara
Levenspiel, Octave, 1999, “Chemical Reaction Engineering”, Jhon Willey & Sons Inc, New York Lorch, Walter, 1981, “Handbook of Water Purification, Britain”, Mc GrawHill Book Company, Inc. Manulang, M. (Alih Bahasa, 1982, Dasar – dasar Marketing Modern, Edisi 1, Yogyakarta : Penerbit Liberty Metcalf and Eddy Inc, 1991, “Waste water Engineering Treatment Disposat and Reuse”, Mc Graw-Hill Book company, New York Nalco, 1988, “The Nalco Water Handbook”, New York : Mc Graw-Hill Book Company Perry, R.H, Green, D, 1999, “Chemical Engineering Handbook”, Mc Graw-Hill Company, New York Reklaitis, G.V., 1983, “Introduction to Material and Energy Balance”, Mc Graw-Hill Book Company, New York Rusjdi, Muhammad, 2004, “PPN dan PPnBM : Pajak Pertambahan Nilai dan Pajak atas Barang Mewah”, PT. Indeks Gramedia, Jakarta Rusjdi, Muhammad, 2004, “PPh Pajak Penghasilan”, PT. Indeks Gramedia, Jakarta Smith, J.M, H.C. Van Ness dan M.M. Abot, 1996, “Introduction to Chemical Engineering Thermodynamic”, Mc Graw-Hill Book Company, New York Sutarto, 2002, “Dasar-Dasar Organisasi”, Gajah Mada University Press, Yogyakarta Timmerhaus, K. D., Peters, M.S., 2004, “Plant Design and Economics for Chemical Engineering 5th edition”, Jhon Willey & Sons Inc, New York Ulrich, D. A., 1984, “A Guide to Chemical Engineers Process Design and Economics”, Jhon Willey & Sons Inc. New York Walas & Stanley M, “Chemical Process Equipment”, United States of America : Butter worth Publisher, 1988.
Universitas Sumatera Utara
In
10 17
15
18
14 4 8
1 Jalan
7 Sungai
6
Raya 9 2
3
5
14
21
16 11 22
12 13
19
Out 17
18
20
Universitas Sumatera Utara
LA-1
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA
Pabrik Minyak Makan Merah ini direncanakan berproduksi dengan kapasitas 50.000 ton minyak makan merah/tahun dan beroperasi selama 350 hari serta 15 hari shutdown dalam satu tahun. Untuk satu jam operasi, kapasitas produksi Minyak Makan Merah yang direncanakan adalah sebesar 5,9520038 ton/jam atau 5952,0038 kg/jam.Untuk memperoleh produk minyak makan merah 5952,0038 kg/jam tersebut maka dibutuhkan laju umpan bahan baku (CPO) sebesar 13482,2851 kg/jam. CPO mengandung 95 % trigliserida, 0,1 % komponen minor, 0,1 % impuritis dan air (H2O), 3,5 % FFA (free fatty acid) serta1,3 % gums (sterol). (Pasifik Palmindo Industri, 2006) :
95 % tigliserida yang ada dalam CPO terdiri dari : Miristin
= 0,82 %
Palmitin
= 47,9 %
Stearin
= 3,72 %
Olein
= 37,23 %
Linolein
= 10,16 %
Linolenin = 0,17 %
Komponen minor 0,1 % yang ada dalam CPO terdiri dari : Karoten
= 70 %
Tokoferol = 30 %
(sumber : Ponten, 1998)
(sumber : Jatmika, 1997)
0,1 % impuritis dan air (H2O) yang ada dalam CPO terdiri dari : H2O
= 90 %
Impur itis = 10 %
(sumber : Ponten, 1998)
Universitas Sumatera Utara
LA-2
Jika FYX merupakan simbol yang dipergunakan untuk menentukan laju alir komponen, dimana : X = nomor alur Y = nama komponen Sehingga laju umpan untuk masing-masing komponen adalah :
Trigliserida
= 95 % dari umpan =
95 x 13482,2851 kg / jam =12808,85 kg / jam 100
a. Miristin 2 FMiristin =
0,82 x 12808,85 kg / jam =105,0325 kg / jam 100
b. Palmitin 2 FPalmitin =
47,9 x 12808,85 kg / jam = 6135,4391 kg / jam 100
c. Stearin 2 FStearin =
3,72 x 12808,85 kg / jam = 476,4892 kg / jam 100
d. Olein 2 FOlein =
37,23 x 12808,85 kg / jam = 4768,7348 kg / jam 100
e. Linolein 2 FLinolein =
10,16 x 12808,85 kg / jam =1301,3791 kg / jam 100
f. Linolenin 2 FLinolenin =
0,17 x 12808,85 kg / jam = 21,7750 kg / jam 100
Universitas Sumatera Utara
LA-3
Komponen minor 0,1 % dari umpan 2 FMinor =
0,1 x 13482,2851 kg / jam = 13,482 kg / jam 100
a. Karoten 2 FKaroten =
70 x 13,482 kg / jam = 9,483 kg / jam 100
b. Tokoferol 2 = Ftokoferol
30 x 13,482 kg / jam = 4,0449 kg / jam 100
FFA
Gums = 1,3 % dari umpan
H2O dan Impur itis
= 3,5 % dari umpan 2 = FFFA
2 FGums =
3,5 x 13482,2851 kg / jam = 471,1905 kg / jam 100
1,3 x 13482,2851 kg / jam = 175,279 kg / jam 100
= 0,1 % dari umpan =
0,1 x 13482,2851 kg / jam = 13,482 kg / jam 100
a. H2O FlH2 2O =
90 x 13,482 kg / jam = 12,1347 kg / jam 100
b. Impur itis 2 Fimpuritis =
10 x 13,482 kg / jam = 1,3482 kg / jam 100
Universitas Sumatera Utara
LA-4
Perhitungan Neraca Bahan pada masing-masing unit : 1. Membran Filter I (H-1) Pada membran filter ini fraksi padat (alur 3) terdiri dari masing-masing 85 % (miristin, palmitin dan stearin),masing-masing 15 % (olein, linolein dan linolenin), 5 % komponen minor, 0,06 % FFA dan 61,5 % gums yang akan terikut, sedangkan pada fraksi cair (alur 4) mengandung masing-masing 85 % (olein, linolein dan linolenin), masing-masing 15 % (miristin, palmitin dan stearin), 95 % komponen minor, 99,94 % FFA dan 38,5 % gums (Palm oil Research Institute of Malaysia, 1994 dan Jatmika, 1996).
Miristin Palmitin Stearin Olein Linolein Linolenin Karoten Tokoferol FFA Gums H2O Impur itis
0,82 % 47,9 % 3,72 % 37,23 % 10,16 % 0,17% 70 % 30 % 3,5 % 1,3 % 90 % 10 %
2
Miristin Palmitin 3 Stearin Membran Fraksi padat Olein Filter Linolein Fraksi cair Linolenin Karoten Tokoferol 4 FFA Gums Miristin Palmitin Stearin Olein Linolein Linolenin Karoten Tokoferol FFA Gums H2O Impur itis
Universitas Sumatera Utara
LA-5
Neraca massa total : F2 = F3 + F4 Neraca massa komponen : a. Miristin 2 FMiristin =105,0325 kg / jam
3 2 FMiristin = 0,85 x FMiristin = 89,2776 kg / jam
4 2 3 FMiristin = FMiristin − FMiristin =15,7594 kg / jam
b. Palmitin 2 = 6135,4391 kg / jam FPalmitin
3 2 = 0,85 x FPalmitin = 5215,1232 kg / jam FPalmitin
4 2 3 = FPalmitin − FPalmitin = 920,3159 kg / jam FPalmitin
c. Stearin 2 = 476,4892 kg / jam FStearin
3 2 = 0,85 x FStearin = 405,4245 kg / jam FStearin
4 2 3 = FStearin − FStearin = 70,9842 kg / jam FStearin
d. Olein 2 = 4768,7348kg / jam FOlein
4 2 = 0,85 x FOlein = 4053,4245 kg / jam FOlein 3 2 4 = FOlein − FOlein = 715,3103kg / jam FOlein
e. Linolein 2 =1301,3791 kg / jam FLinolenin
4 2 = 0,85 x FLinolenin =1106,1722 kg / jam FLinolenin
3 2 4 FLinolenin = FLinolenin − FLinolenin =195,2069 kg / jam
Universitas Sumatera Utara
LA-6
f. Linolenin 2 FLinolenin = 21,7750 kg / jam
4 2 FLinolenin = 0,85 x FLinolenin =18,5087 kg / jam
3 2 4 FLinolenin = FLinolenin − FLinolenin = 3,2663 kg / jam
Komponen minor a. Karoten 2 = 9,4381 kg / jam FKaroten
4 2 = 0,95 x FKaroten = 8,9661 kg / jam FKaroten
3 2 4 = FKaroten − FKaroten = 0,472 kg / jam FKaroten
g. Tokoferol 2 FTokoferol = 4,0449 kg / jam
4 2 FTokoferol = 0,95 x FTokoferol = 3,8426kg / jam
2 4 Fokoferol = FTokoferol − FTokoferol = 0,2023 kg / jam
FFA 2 = 471,1905 kg / jam FFFA
4 2 = 0,9994 x FFFA = 470,9077 kg / jam FFFA
3 2 4 FFFA = FFFA − FFFA = 0,2828 kg / jam
Gums 2 = 175,279 kg / jam FGums
4 4 = 0,385 x FGums = 67,4824 kg / jam FGums
3 2 4 FGums = FGums − FGums = 107,7966 kg / jam
H2O dan Impur itis b. H2O FH2 2O = FH4 2O = 12,1347 kg / jam
Universitas Sumatera Utara
LA-7
c. Impur itis FIm2 puritis = FIm4 puritis = 1,3482 kg / jam
2. Mixer (M-1) Sebelum dipompakan ke tangki filter, bahan baku CPO terlebih dahulu dicampurkan dengan H3PO4 yang bertujuan membentuk koagulan dengan gumgum serta pengotor/impuritis dalam CPO sehingga mempermudah dalam proses penyaringan (Munch, E.W., 2007). H3PO4 85 % Miristin Palmitin Stearin Olein Linolein Linolenin Karoten Tokoferol FFA Gums H2O Impur itis
5 6
4 Mixer
Miristin Palmitin Stearin Olein Linolein Linolenin Karoten Tokoferol FFA Gums H2O Impur itis H3PO4
H3PO4 85 % yang dibutuhkan sebanyak 0,1 % dari umpan (Guritno,1997). Neraca massa total : F4 + F5 = F6
Neraca massa komponen :
H3PO4 85 %
= 0,1 % dari umpan =
0,1 x 13482,285 kg / jam = 13,482 kg / jam 100
Universitas Sumatera Utara
LA-8
a. H3PO4
FH5 3 PO 4 =
85 x 13,482 kg / jam 100 FH5 3 PO 4 = FH6 3 PO 4 =11,4605 kg / jam b. H2O
FH5 2O =
15 x 13,482 kg / jam 100 FH5 2O = 2,0224 kg / jam
5 7 FMiristin = FMiristin =15,7549 kg / jam
4 6 FPalmitin = FPalmitin = 920,3159 kg / jam
4 6 = FStearin = 70,9842 kg / jam FStearin
4 6 FOlein = FOlein = 4053,3103 kg / jam
4 6 FLinolein = FLinolein =1106,172 kg / jam
4 6 FLinolenin = FLinolenin =18,5087 kg / jam
4 6 FKaroten = FKaroten = 8,9661 kg / jam
4 6 FTokoferol = FTokoferol = 3,8426 kg / jam
4 6 FFFA = FFFA = 470,9077 kg / jam
4 6 FGums = FGums = 67,4824 kg / jam
FH6 2O = FH5 2O + FH4 2O = 14,1571 kg / jam
FIm4 puritis = FIm6 puritis =1,3482 kg / jam
Universitas Sumatera Utara
LA-9
3. Membran Filter II (H-2) Pada membran filter seluruh residu berupa koagulan dapat tersaring dengan baik namun sekitar 2 % filtrat terikut pada alur 7. Hal ini dikarenakan efisiensi alat diasumsikan sebesar 98 %. Filtrat pada alur 8 diperoleh sebesar 98 % dari laju umpan alur 6 (Munch, E.W., 2007).
Miristin Palmitin Stearin Olein Linolein Linolenin Karoten Tokoferol FFA Gums H2O Impur itis H3PO4
6
Membran Filter 7 Residu
8 Filtrat
Miristin Palmitin Stearin Olein Linolein Linolenin Karoten Tokoferol FFA H2O
Miristin Palmitin Stearin Olein Linolein Linolenin Karoten Tokoferol FFA Gums H2O Impur itis H3PO4
Universitas Sumatera Utara
LA-10
Neraca massa total : F6 = F7 + F8
Neraca massa komponen :
8 FMiristin =
98 6 x FMiristin = 15,7549 kg / jam 100 6 8 = FMiristin − FMiri sin = 0,3150 kg / jam
7 FMiristin
8 = FPalmitin
98 6 = 901,9095 kg / jam x FPalmitin 100 6 8 = FPalmitin − FPalmitin = 18,4064 kg / jam
7 FPalmitin
8 FStearin =
98 6 x FStearin = 69,5645 kg / jam 100 6 8 = FStearin − FStearin = 1,4197 kg / jam
7 FStearin
8 = FOlein 7 FOlein
98 6 = 3972,2440 kg / jam x FOlein 100 6 8 = FOlein − FOlein = 81,0663 kg / jam
8 = FLinolein 7 FLinolein
8 = FLinolenin 7 FLinolenin
98 6 =1084,0485 kg / jam x FLinolein 100 6 8 = FLinolein − FLinolein = 22,1235 kg / jam 98 6 = 18,1385 kg / jam x FLinolenin 100 6 8 = FLinolenin − FLinolenin = 0,3702 kg / jam
8 FKaroten = 7 FKaroten
98 6 x FKaroten = 8,7867 kg / jam 100 6 8 = FKaroten − FKaroten = 0,1794 kg / jam
Universitas Sumatera Utara
LA-11
8 = FTokoferol 7 FTokoferol
8 FFFA = 7 FFFA
100 6 x FGums = 67,4824 kg / jam 100 = 0 kg / jam
FH8 2O = FH7 2O
98 6 x FFFA = 461,4895 kg / jam 100 6 8 = FFFa − FFFA = 9,4182 kg / jam
7 FGums = 8 FGums
98 x FH6 2O = 13,8739 kg / jam 100 = FH6 2O − FH8 2O = 0,2832 kg / jam
FIm7 puritis = FIm8 puritis
98 6 = 3,7657 kg / jam x FTokoferol 100 6 8 = FTokoferol − FTokoferol = 0,0769 kg / jam
100 x FIm6 puritis = 1,3482 kg / jam 100 = 0 kg / jam
FH7 3 PO 4 = FH8 3 PO 4
100 x FH6 3 PO 4 = 11,4605 kg / jam 100 = 0 kg / jam
4. Reaktor (R-1) Pada reaktor, NaOH yang dibutuhkan sebanyak 2,5 % dari umpan (Guritno, 1997). Pada reaktor ini terjadi reaksi safonifikasi antara FFA (asam lemak bebas) dengan NaOH yang membentuk sabun dan air dengan konversi reaksi 100 %.
Universitas Sumatera Utara
LA-12
NaOH 14 %
Miristin Palmitin Stearin Olein Linolein Linolenin Karoten Tokoferol FFA H2O
9
8
Reaktor
O
O
R–C
+ NaOH
R–C
OH Sabun
σAsam lemak bebas = -1 =
+ H2O ONa
Asam lemak bebas
σNaOH
10
Miristin Palmitin Stearin Olein Linolein Linolenin Karoten Tokoferol FFA H2O Sabun
Air
σSabun = 1
σH2O
-1
=1
Neraca massa total : N 8 + N 9 = N 10
FsOut = FsIn + σ . Ms . r
r=
N sIn x X s −σs
..........(1)
..............(2)
Neraca massa komponen :
NaOH 14 % = 2,5 % dari umpan =
2,5 x 13482,2851 kg / jam = 337,075 kg / jam 100
Universitas Sumatera Utara
LA-13
a. NaOH 9 FNaOH =
14 x 337,075 kgjam = 47,1905 kg / jam 100
b. H2O FH9 2O =
86 x 337,075 kg / jam = 289,8845 kg / jam 100
FFA 8 N FFA =
8 FFFA 470,9077 kg / jam = BM FFA 256,42 kg / kmol
= 1,8364 kmol / jam
dari persamaan (2) :
r=
1,8364 kmol / jam x 100 % = 1,8364 kmol / jam − (−1)
NaOH 9 = N NaOH
9 FNAOH 47,1905 kg / jam = = 1,1797 kmol / jam BM NaOH 40 kg / jam
dari persamaan (2) :
r=
1,1797 kmol / jam x 100 % = 1,1797 kmol / jam − (−1)
dari kedua laju reaksi diatas maka reaktan pembatas adalah laju reaksi NaOH, sehingga :
Universitas Sumatera Utara
LA-14
dari persamaan (1) : 10 9 FNaoH = FNaOH + σ NaoH . r . BM NaOH
= 47,1905 kg / jam + (−1 . 1,1797 kmol / jam . 40 kg / kmol ) = 47,1905 kg / jam − 47,1905 kg / jam = 0 kg / jam
10 8 FFFA = FFFA + σ FFA . r . BM FFA
= 470,9077 kg / jam + (−1 . 1,1797 kmol / jam . 256,42 kg / kmol ) = 470,9077 kg / jam − 302,4986 kg / jam = 168,4091 kg / jam
Sabun Out In FSabun = FSabun + σ Sabun . r . BM Sabun
= 0 kg / jam + (1 . 1,1797 kmol / jam . 278,42 kg / kmol ) = 328,4520 kg / jam
H2O In FHOut 2 O = FH 2 O + σ H 2 O . r . BM H 2 O
= 0 kg / jam + (1 . 1,1797 kmol / jam . 18 kg / kmol ) = 21,2346 kg / jam
8 10 = FMiristin =15,7549 kg / jam FMiristin
8 10 FPalmitin = FPalmitin = 901,9095 kg / jam
8 10 FStearin = FStearin = 69,5645 kg / jam
8 10 FOlein = FOlein = 3972,2440 kg / jam
8 10 FLinolein = FLinolein =1084,0485 kg / jam
8 10 FLinolenin = FLinolenin =18,1385 kg / jam
8 10 FKaroen = FKaroten = 8,7867 kg / jam
8 10 FTokoferol = FTokoferol = 3,7657 kg / jam
Universitas Sumatera Utara
LA-15
FH102O = FH8 2O + FH9 2O + FHOut 2O
FH102O = 13,8739kg / jam + 289,8845 kg / jam + 21,2346 kg / jam
FH102O = 324,993 kg / jam
5. Filter Press (H-3) Menggunakan filter press seluruh sabun yang terbentuk dari reaktor (R-I) dapat dipisahkan namun sekitar 2 % filtrat masih terikut pada alur 11. Hal ini dikarenakan efisiensi alat diasumsikan sebesar 98 %. Filtrat yang diperoleh dari proses ini yaitu pada alur 12 diperoleh sebesar 98 % dari laju umpan alur 10.
Miristin Palmitin Stearin Olein Linolein Linolenin Karoten Tokoferol FFA H2O Sabun
10
12 Filter Press
11
Filtrat
Miristin Palmitin Stearin Olein Linolein Linolenin Karoten Tokoferol FFA H2O
Miristin Palmitin Stearin Olein Linolein Linolenin Karoten Tokoferol H2O Sabun
Universitas Sumatera Utara
LA-16
Neraca massa total : F 10 = F 11 + F 12
Neraca massa komponen :
12 FMiristin =
98 10 x FMiristin = 15,1310 kg / jam 100 10 12 = FMiristin − FMiristin = 0,3088 kg / jam
11 FMiristin
11 FPalmitin =
98 9 x FPalmitin = 883,8713 kg / jam 100 9 11 = FPalmitin − FPalmitin = 18,0382 kg / jam
10 FPalmitin
12 = FStearin
98 10 = 68,1732 kg / jam x FStearin 100 12 12 = FStearin − FStearin = 1,3913 kg / jam
11 FStearin
12 = FOlein 11 FOlein
98 10 = 3892,7952 kg / jam x FOlein 100 10 12 = FOlein − FOlein = 79,4448 kg / jam
12 FLinolein = 11 FLinolein
12 = FLinolenin 11 FLinolenin
98 10 = 17,7757 kg / jam x FLinolenin 100 10 112 = FLinolenin − FLinolenin = 0,3628 kg / jam
12 FKaroten = 11 FKaroten
98 10 x FLinolein =1062,3675 kg / jam 100 10 12 = FLinolein − FLinolein = 21,6871 kg / jam
98 10 x FKaroten = 8,6109 kg / jam 100 `10 12 = FKaroten − FKaroten = 0,1758 kg / jam
12 = FTokoferol 11 FTokoferol
98 10 = 3,6903 kg / jam x FTokoferol 100 10 12 = FTokoferol − FTokoferol = 0,0754 kg / jam
Universitas Sumatera Utara
LA-17
12 FFFA = 11 FFFA
FH122O = FH112O
98 10 x FFFA =165,0409 kg / jam 100 10 12 = FFFa − FFFA = 3,3682 kg / jam 98 x FH102O = 318,4931 kg / jam 100 = FH102O − FH122O = 6,4449 kg / jam
11 FSabun = 12 FSabun
100 10 x FSabun = 328,4520 kg / jam 100 = 0 kg / jam
6. Deodorizer (V-1) Pada kolom destilasi ini FFA dan H2O mempunyai titik didih lebih rendah sehingga akan diperoleh sebagai produk atas dengan kemurnian 99,99 ≈ 100 % (Ketaren, 1986).
Miristin Palmitin Stearin Olein Linolein Linolenin Karoten Tokoferol H2O FFA
FFA H2O 13 12
Deodorizer
14
Miristin Palmitin Stearin Olein Linolein Linolenin Karoten Tokoferol
Universitas Sumatera Utara
LA-18
Neraca massa total : F 12 = F 13 + F 14
Neraca masssa komponen :
12 14 FMiristin = FMiristin =15,1310 kg / jam
12 14 FPalmitin = FPalmitin = 883,8713 kg / jam
12 14 FStearin = FStearin = 68,1732 kg / jam
12 14 = FOlein = 3892,7952 kg / jam FOlein
12 14 FLinolein = FLinolein = 1062,3675 kg / jam
12 14 FLinolenin = FLinolenin = 17,7757 kg / jam
12 14 FKaroten = FKaroten = 8,6109 kg / jam
11 13 FTokoferol = FTokoferol = 3,6903 kg / jam
13 = FFFA 14 FFFA
100 12 =165,0409 kg / jam x FFFA 100 12 13 = FFFa − FFFA = 0 kg / jam
FH132O = FH142O
100 x FH122O = 318,4931 kg / jam 100 = FH122O − FH132O = 0 kg / jam
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS
Perhitungan kebutuhan energi panas yang diperlukan dalam perencanaan produksi Minyak Makan Merah berkapasitas 50000 ton/tahun yang beroperasi selama 350 hari dilakukan dengan basis perhitungan 1 jam operasi serta satuan panas yang digunakan adalah KiloJoule (kJ).
B.1. Penentuan Kapasitas Panas Liquid (Cpl) Tabel LB.1 Estimasi Cp liquid ikatan yang terkandung dalam CPO Ikatan
Cp (J/mol.K)
CH 3
36,82
CH 2
30,38
CH
20,92
C=O
52,97
O
35,15
= CH
21,34
COOH
79,91
OH
44,77
Sumber : Perry (1997)
LB-1 Universitas Sumatera Utara
Contoh perhitungan : Struktur Miristat : O H2
C
O
C (CH 2 ) 12
CH 3
(CH 2 ) 12
CH 3
(CH 2 ) 12
CH 3
O H
C
O
C
O H2
C
O
C
Cpl Miristat : =3(
CH 3 ) + 38 (
O CH 2
) + 1(
CH) + 3 ( C
)+3(
O )
= 3 (36,82) + 38 (30,38) + 1 (20,92) + 3 (52,97) + 3 (35,15) = 1550,18 J/mol.K Berdasarkan cara yang sama dengan diatas diperoleh Cp liquid untuk senyawa-senyawa yang terkandung dalam CPO (crude palm oil) dan dapat dilihat pada Tabel LB.2 :
LB-2 Universitas Sumatera Utara
Tabel LB.2 Cp Bahan dan Berat Molekul (BM) Fraksi Massa, y (%)
BM (kg/kmol)
Miristin
Cp (kJ/kmol.K) 1550,18
0,82
723,31
2
Palmitin
1732,42
47,9
807,49
3
Stearin
1914,74
3,72
891,67
4
Olein
1860,50
37,23
885,61
5
Linolein
2808,80
10,16
879,55
6
Linolenin
2390,00
0,17
873,49
7
Karoten
904,26
70
495,37
8
Tokoferol
882,72
30
430,29
9
FFA
562,21
3,.5
268,86
10
Gums
495,01
1,3
248,17
11
H2 O
75,32
90
18,02
12
Impur itis
962,88
10
441,068
No.
Senyawa
1
Sumber : Perry (1997), Ponten (1998) dan Jatmika (1997) Kapasitas panas (Cp) bahan-bahan kimia pendukung yang digunakan dalam proses pembuatan minyak makan merah adalah sebagai berikut : Cp H 3 PO 4 = 025,35 cal/mol.K
(Weast,1989)
= 106,0644 J/mol.K Cp NaOH = 47,17 J/mol.K
(Perry,1997)
Cp Sabun = 580,84 J/mol.K
(Perry,1997)
LB-3 Universitas Sumatera Utara
B.2. Penentuan Panas Pembentukan (∆H f ) Tabel LB.3. Estimasi Panas Pembentukan∆H (
f)
ikatan yang terkandung
dalam CPO pada kondisi reference 298 K (25oC) : Ikatan
∆H f (kJ/kmol)
CH 3
-76,45
CH 2
-20,64
CH
29,89
C=O
-133,22
O
-132,22
= CH
37,97
COOH
-426,72
OH
-221,65
Sumber : Perry (1997) Panas Pembentukan∆H (
f)
bahan-bahan kimia pendukung yang
digunakan dalam proses pembuatan minyak makan merah adalah sebagai berikut : ∆H f NaOH (298 K) = 425,609 kJ/kmol
(Smith-Van
Ness,1996) ∆H f H 2 O (298 K)
= 57,8 kJ/kmol
(McGraw-Hill,1997)
Berdasarkan Tabel di atas maka diperoleh : •
∆H f FFA
= -723,84 kJ/kmol
LB-4 Universitas Sumatera Utara
•
∆H f Sabun
= -838,369 kJ/kmol
B.3. Penentuan Neraca Panas Persamaan Neraca Panas : Panas masuk = Panas keluar + Akumulasi Asumsi : Keadaan steady state, akumulasi = 0 Maka
: Panas masuk = Panas keluar
Panas sensible bahan masuk dan keluar dihitung dengan persamaan : Q=H =N
∫ Cp dT
T2
( Smith & Van Ness, 1996)
T1
Dimana :
N
= mol (kmol)
Cp
= kapasitas panas (kJ/mol. K)
T
= temperatur (K)
B.4. Penentuan Kapasitas Panas Campuran CPO yang digunakan sebagai bahan baku pada Pra-Rancangan Pembuatan Minyak Makan Merah ini mengandung 95 % trigliserida, 3,5 % FFA (free fatty acid), 0,1 % komponen minor, 0,1 % air (H 2 O) dan impuritis serta 1,3 % gums (sterol). (Pasifik Palmindo Industri, 2006) : Cp campuran =
∑ ( y .Cp + y .Cp 1
1
2
2
+ y3 .Cp3 + ... + yn .Cpn
)
Dimana : yn
= fraksi massa senyawa n (%)
Cp n = kapasitas panas senyawa n (kj/kmol.K) Cp Trigliserida
LB-5 Universitas Sumatera Utara
=
=
∑ + y
y Miristit .Cp Miristit + y Pamitat .Cp Palmitat + y Stearin .Cp Stearin + y Oelin .Cp Olein Linolein .Cp Linolein + y Linolenin .Cp Linolenin
∑ + 0,3723 x 1860,5 + 0,1016 x 2808,8 + 0,0017 x 2390
0,0082 x 1550,18 + 0,479 x 1732,42 + 0,0372 x 1914,74
= 1895,8894 kJ/kmol.K Dengan cara yang sama diperoleh Cp untuk senyawa-senyawa lain yang terkandung dalam CPO sebagai berikut : Cp FFA
= 562,2122 kJ/kmol.K
Cp Karoten & Tokoferol
= 897,798 kJ/kmol.K
Cp Air & Impuritis
= 164,076 kJ/kmol.K
Cp Gums
= 495,01 kJ/kmol.K
Sehingga diperoleh Cp Campuran dari senyawa trigliserida dengan senyawasenyawa lain dari CPO, yaitu : Cp Campuran
=
∑
(0,95 x 1895,8894 + 0,035 x 562,2122 + 0,001 x 897,798 + 0,001 x 164,076 + 0,013 x 495,01)
= 1828,26 kJ/kmol.K BM Campuran = 912,6973 kg/kmol Diketahui umpan CPO sebesar 13482,2851 kg/jam
(Tabel.LB.2 Lampiran B) (Lampiran A, hal. 1)
Sehingga : N Campuran
=
1348,2851 kg / jam = 14,7726 kmol / jam 912,6973 kg / kmol
LB-6 Universitas Sumatera Utara
Perhitungan Neraca Panas Pada Masing-Masing Unit : 1. Tangki Penyimpanan CPO (F-1) QW In Air pemanas T = 50 oC
QOut umpan
QIn umpan
F-1
CPO T = 50 oC
CPO T = 25 oC T = 25 oC Air pemanas QW Out
Panas masuk Tangki Penyimpanan (F-1) : Panas masuk pada alur inlet bahan baku, Q in umpan = 0, dikarenakan Tr = 25oC = 298 K maka ∆T = 0 Panas keluar Tangki Penyimpanan (F-1) : Panas keluar pada alur outlet bahan baku, jika temperatur keluar tangki adalah T = 50oC Q Out umpan = N Campuran x Cp Campuran x ∆T = 14,7726 kmol/jam x 1828,26 kJ/kmol.K x (323 – 298).K = 675203,8419 kJ/jam Neraca panas pada tangki penyimpanan :
LB-7 Universitas Sumatera Utara
Q W out – Q W in = Q Out umpan – Q In umpan = (675203,8419 – 0) kJ/jam = 675203,8419 kJ/jam Q Serap = Q W out – Q W in = 675203,8419 kJ/jam Media pemanas digunakan air pada suhu 50oC dan diasumsikan keluar pada suhu 25oC dimana : Cp air (50oC) = 4,183 kJ/kg.K
(Tabel A.2-5 Geankoplis, 1983)
Q = m . Cp . ∆T Sehingga, Jumlah air pendingin yang diperlukan (m) =
=
QSerap
Cp.∆T
675203,8419 kJ / jam 4,183 kJ / kg.K (323 − 298) K
= 6456,6468 kg/jam
Tabel LB.4 Neraca panas pada Tangki Penyimpanan (F-1) Senyawa
Panas Masuk (kJ/jam)
Panas Keluar (kJ/jam)
CPO
-
675203,8419
Q Serap
675203,8419
-
Total
675203,8419
675203,8419
LB-8 Universitas Sumatera Utara
2. Kristaliser (P-1) QWCh in Air pendingin
QWC in Air pendingin
T = 6oC
T = 10oC
QOut Umpan CPO
Q1 CPO T = 12oC
P-1
T = 50oC T = 25oC Air pendingin
T = 25oC Air pendingin
QWC out
QWCh out
Tahap cooling : pendinginan CPO dari temperatur 50oC sampai suhu 23 0C Panas masuk Kristaliser (P-1) : Panas masuk pada alur inlet , Q Out umpan = 675203,8419 kJ/jam Panas keluar Kristaliser (P-1) : Panas keluar pada tahap cooling, Qc =
∑ N ∫ Cp dT 296
S
S =1
c S
298
Dimana : Cp Campuran (CPO) = 1828,26 kJ/kmol.K
(Lampiran B, hal.
6) BM Campuran
= 912,6973 kg/kmol
Umpan CPO = 12133 kg/jam
(Tabel.LB.2 Lampiran B) (Lampiran A, hal. 1)
Maka mol CPO diperoleh sebesar :
LB-9 Universitas Sumatera Utara
N Campuran
=
13483 kg / jam = 14,7726 kmol / jam 912,6973 kg / kmol
Dengan demikian panas CPO yang terbentuk melalui tahan cooling, yaitu : = N Cp ∆T
QC
= 14,7726 kmol/jam x 1828,26 kJ/kmol.K x (296-298) K = -54016,3073 kJ/jam Neraca panas pada kritaliser dengan tahap cooling : Q WC out – Q WC in = Q C – Q Out umpan
= (-54016,3073 – 675203,8419) kJ/jam = -729220,1492 kJ/jam
Q Serap = Q WC out – Q WC in = -729220,1492 kJ/jam Media cooling digunakan air pada 10oC dan diasumsikan keluar pada 25oC, dimana : Cp air (10oC) = 4,195 kJ/kg.K
(Tabel A.2-5 Geankoplis, 1983)
Q = m . Cp . ∆T Sehingga, Jumlah air pendingin yang diperlukan (m) =
=
QSerap
Cp.∆T
− 729220,1492 kJ / jam 4,195 kJ / kg.K (283 − 298) K
= 11588,7201 kg/jam Tahap chilling : pendinginan CPO dari temperatur 23oC sampai 12 0C Panas masuk Kristaliser (P-1) : Panas masuk pada alur inlet , Q C = -54016,3073 kJ/jam
LB-10 Universitas Sumatera Utara
Panas keluar Kristaliser (P-1) : Panas keluar (Q 1 ) dari tahap chilling pada alur 1, Q1 =
∑ N ∫ Cp dT 285
S
S =1
1 S
298
Dimana : Cp Campuran (CPO) = 1828,26 kJ/kmol.K
(Lampiran B, hal.
6) BM Campuran
= 912,6973 kg/kmol
(Tabel.LB.2 Lampiran B)
Umpan CPO = 12133 kg/jam
(Lampiran A, hal. 1)
Maka mol CPO diperoleh sebesar : =
N Campuran
13483 kg / jam = 14,7726 kmol / jam 912,6973 kg / kmol
Dengan demikian panas CPO yang terbentuk melalui tahan chilling, yaitu : Q 1 = N Cp ∆T = 14,7726 kmol/jam x 1828,26 kJ/kmol.K x (285-298) K = -351105,9978 kJ/jam Neraca panas pada kritaliser dengan tahap chilling : Q WCh out – Q WCh
out
= Q 1 – Q C = (-351105,9978 + 54016,3073) kJ/jam = -297089,6905 kJ/jam
Q Serap = Q WCh out – Q WCh
out
= -297089,6905 kJ/jam
Media chilling digunakan air pada 6oC dan diasumsikan keluar pada 25oC, dimana : Cp air (6oC) = 4,205 kJ/kg.K
(Tabel A.2-5 Geankoplis, 1983)
Q = m . Cp . ∆T
LB-11 Universitas Sumatera Utara
Sehingga : Jumlah air pendingin yang diperlukan (m) =
=
QSerap
Cp.∆T
− 297089,6905 kJ / jam 4,205 kJ / kg.K (279 − 298) K
= 3718,5016 kg/jam Tabel LB.5 Neraca panas pada Kristaliser (P-1) Energi Panas (kJ/jam) Tahap Cooling
Senyawa
Tahap Chilling
Masuk
Keluar
Masuk
Keluar
CPO
6675203,8419
-54016,3073
-54016,3073
-351105,9978
Q serap tahap cooling
-729220,1492
-
-
-
Q serap tahap chilling
-
-
-297089,6905
-
Total
-54016,3073
-54016,3073
-351105,9978
-351105,9978
3. Mixer (M-1) Kondensat
Q4 H3PO4 85 %
Q3 T = 120C Miristin Palmitin Stearin Olein Linolein Linolenin
Bekas
T = 250C
0
T=80 C
LB-12
Q5 T = 700C Miristin Palmitin Stearin Olein Universitas Linolein Sumatera Utara Linolenin
Mixer
250C Panas masuk Tangki Mixer (M-1) : Panas masuk pada alur 3 , Q 3 = Q3 =
∑ N S3
∫ Cp dT
S
285
S =1
298
Q 4 = 0, dikarenakan Tr = 25 oC = 298 K, maka ∆T = 0 Panas keluar Tangki Mixer (M-1) : Panas keluar pada alur 5, Q5 =
∑ N ∫ Cp dT 343
S
S =1
5 S
298
Contoh perhitungan : Alur 3 Senyawa Miristin : Q Miristin = N . Cp . ∆T =
=
F x Cp x ∆T BM
15,7549 kg / jam x 1550,18 kJ / kmol K x (285 − 298) K 723,31 kg / kmol
= - 437,3057 kJ/jam Alur 5 Senyawa Miristin : Q Miristin = N . Cp . ∆T =
=
F x Cp x ∆T BM
15,7549kg / jam x 1550,18 kJ / kmol K x (343 − 298) K 723,31 kg / kmol
LB-13 Universitas Sumatera Utara
= 1513,7507 kJ/jam Berdasarkan cara yang sama dengan diatas diperoleh energi panas (Q) liquid untuk senyawa-senyawa yang terkandung dalam CPO (crude palm oil) pada tiap-tiap alurnya yang dapat dilihat pada Tabel LB.6 dan 7di bawah ini : Tabel LB.6 Jumlah panas masuk pada alur 3
∫ Cp dT
N s ∫ Cp dT
0,0217
-20152,34
-437,3057
807,49
1,1397
-22521,46
-25667,7709
71,4734
891,67
0,0801
-24891,62
-1993,8187
Olein
4053,4245
885,61
4,5769
-24186,50
-110699,1919
Linolein
1106,172
879,55
1,2576
-36514,40
-45920,5094
Linolenin
18,5087
873,49
0,0211
-31070
-655,577
Karoten
8,9661
495,37
0,0180
-11755,38
-211,5968
Tokoferol
3,8426
430,29
0,0089
-11475,36
-102,1307
FFA
470,9077
268,86
1,7514
-7308,73
-12800,5097
Gums
67,4824
248,17
0,2719
-6435,13
-1749,7118
H2 O
12,1347
18,02
0,6734
-979,16
-659,3663
Impur itis
1,2483
441,068
0,0030
-12517,44
-37,5523
Total
-200934,9782
F
BM
N
285
(kg/jam)
(kg/kmol)
(kmol/jam)
298
Miristin
15,7549
723,31
Palmitin
920,3159
Stearin
Senyawa
285
298
LB-14 Universitas Sumatera Utara
Tabel LB.7 Jumlah panas keluar pada alur 5
∫ Cp dT
298
N s ∫ Cp dT
0,0217
69758,1
1513,7507
807,49
1,1397
77958,9
88849,758
71,4734
891,67
0,0801
86163,3
7504,8234
Olein
4053,4245
885,61
4,5769
83722,5
383819,5103
Linolein
1106,172
879,55
1,2576
126396
158955,6096
Linolenin
18,5087
873,49
0,0211
107550
2269,305
Karoten
8,9661
495,37
0,0180
40691,7
732,4506
Tokoferol
3,8426
430,29
0,0089
39722,4
353,5293
FFA
470,9077
268,86
1,7514
25299,45
44309,4567
Gums
67,4824
248,17
0,2719
22275,45
6056,6948
H2 O
14,1571
18,02
0,6734
3389,4
2662,7126
Impur itis
1,2483
441,068
0,0030
43329,6
129,9888
H 3 PO 4
11,4605
97,97
0,1169
4772,89
557,9508
Total
697085,5398
F
BM
N
343
(kg/jam)
(kg/kmol)
(kmol/jam)
Miristin
15,7549
723,31
Palmitin
920,3159
Stearin
Senyawa
343
298
LB-15 Universitas Sumatera Utara
Neraca panas pada Mixer : Q Out – Q In = Q 5 – Q 4 + Q 3 = 697085,5398 – (-200934,9782) kJ/jam = 898020,518 kJ/jam Q Steam = Q Out – Q In = 898020,518 kJ/jam Pada alat instrumen ini media pemanas yang digunakan adalah air pada temperatur 800C dan diasumsikan keluar pada temperatur 250C, diamana Cp air (800C) = 4,199 kJ/kg.K Q = M. Cp. dT Sehingga, Jumlah pemanas yang dibutuhkan (m) m=
Q 898020,518 = Cpdt 4,199(353 − 298)
= 3888,4605
Tabel LB.8 Neraca panas pada Mixer (M-1) Energi Panas (kJ/jam)
Senyawa Masuk
Keluar
Miristin
-437,3057
1513,7507
Palmitin
-25667,7709
88849,758
Stearin
-1993,8187
7504,8234
Olein
-110699,1919
383819,5103
Linolein
-45920,5094
158955,6096
Linolenin
-655,577
2269,305
LB-16 Universitas Sumatera Utara
Karoten
-211,5968
732,4506
Tokoferol
-102,1307
353,5293
FFA
-12800,5097
44309,4567
Gums
-1749,7118
6056,6948
H2 O
-659,3663
2662,7126
Impur itis
-37,5523
129,9888
H 3 PO 4
-
557,9508
Q Steam
898020,518
Total
697085,5398
697085,5398
3. Reaktor (R-1) Q8 T = 25oC
QWi
NaOH 14 %
Air pendingin T = 23oC
Q7
Q9 o
T = 70 C Miristin Palmitin Stearin Olein Linolein Linolenin Karoten Tokoferol FFA H2O
Reaktor
QWo Air pendingin
LB-17
T = 50oC Miristin Palmitin Stearin Olein Linolein Linolenin Karoten Tokoferol FFASumatera Utara Universitas H2O
T = 40oC
Panas masuk Tangki Reaktor (P-1) : Panas masuk pada alur 7 , Q7 =
∑ N S7
∫ Cp dT
S
343
S =1
298
Q 8 = 0, dikarenakan Tr = 25 oC = 298 K, maka ∆T = 0 Panas keluar Tangki Reaktor (P-1) : Panas keluar pada alur 9, Q9 =
∑ N S9
∫ Cp dT
S
323
S =1
298
Contoh perhitungan : Alur 7 Senyawa Miristin : Q Miristin = N . Cp . ∆T =
=
F x Cp x ∆T BM
15,4389 kg / jam x 1550,18 kJ / kmol K x (343 − 298) K 723,31 kg / kmol
= 1485,8475 kJ/jam Alur 9 Senyawa Miristin :
LB-18 Universitas Sumatera Utara
Q Miristin = N . Cp . ∆T =
=
F x Cp x ∆T BM
15,4398 kg / jam x 1550,18 kJ / kmol K x (323 − 298) K 723,31 kg / kmol
= 825,4708 kJ/jam Berdasarkan cara yang sama dengan diatas diperoleh energi panas (Q) liquid untuk senyawa-senyawa yang terkandung dalam CPO (crude palm oil) pada tiap-tiap alurnya yang dapat dilihat pada Tabel LB.9 dan Tabel.10 di bawah ini : Tabel LB.9 Jumlah panas masuk pada alur 7 F
BM
N
343
(kg/jam)
(kg/kmol)
(kmol/jam)
298
∫ Cp dT
N s ∫ Cp dT
Miristin
15,4398
723,31
0,0213
69758,1
1485,8475
Palmitin
901,9095
807,49
1,1169
77958,9
87072,295
Stearin
70,0493
891,67
0,0785
86163,3
6763,8190
Senyawa
885,61 Olein
3972,3560
343
298
375528,901 4,4854
83722,5 5
Linolein
1084,0485
879,55
1,2325
126396
155783,07
Linolenin
18,1385
873,49
0,0207
107550
2180,0385
Karoten
8,7867
495,37
0,0177
40691,7
720,2430
Tokoferol
3,7657
430,29
0,0087
39722,4
345,5848
FFA
461,4895
268,86
1,7164
25299,45
43423,9759
H2 O
13,8739
18,02
0,7699
3389,4
2599,3308
Total
675903,106
LB-19 Universitas Sumatera Utara
Tabel LB.10 Jumlah panas keluar pada alur 9
∫ Cp dT
N s ∫ Cp dT
0,0213
38754,5
825,4708
807,49
1,1169
43310,5
48373,4974
70,0493
891,67
0,0785
47868,5
3757,6772
Olein
3972,3560
885,61
4,4854
46512,5
208627,1675
Linolein
1084,0485
879,55
1,2325
70220
86546,15
Linolenin
18,1385
873,49
0,0207
59750
1236,825
Karoten
8,7867
495,37
0,0177
22606,5
400,1350
Tokoferol
3,7657
430,29
0,0087
22068
191,9916
FFA
158,9909
268,86
0,5913
14055,25
8310,8693
H2 O
324,993
18,02
18,0351
1883
33960,0933
Sabun
328,4520
278,42
1,1796
14521
17128,9716
Total
409358,8487
F
BM
N
323
(kg/jam)
(kg/kmol)
(kmol/jam)
298
Miristin
15,4398
723,31
Palmitin
901,9095
Stearin
Senyawa
323
298
LB-20 Universitas Sumatera Utara
(
∆H r (298) = σ . ∆H of
)
(
)
+ σ . ∆H of
(
+ σ . ∆H of
)
(
+ σ . ∆H of
)
(1 . − 838,369 kJ / kmol ) + (1 . − 57,8 kJ / kmol ) + (− 1 . − 723,84 kJ / kmol ) = + (− 1 . − 425,609 kJ / kmol ) = − 896,169 kJ / kmol + 1149,449 kJ / kmol = 253,28 kJ / kmol Sabun
Air
FFA
NaOH
Sehingga panas yang dihasilkan akibat reaksi,
QR =
∑r R
R =1
R
. ∆H r0 = 1,0616 kmol / jam . 253,28 kJ / kmol = 268,88 kJ / jam
Dengan demikian panas air pendingin yang diperlukan untuk memenuhi kebutuhan energi panas dalam unit Reaktor ini adalah : Q Wo – Q Wi = Q 9 – Q R + Q 7 + Q 8 = 409358,8487 kJ/jam - (268,88 + 675903,106 + 0) kJ/jam = -266813,1373kJ/jam Q Serap = Q Wo – Q Wi = -266813,1373 kJ/jam Pada media pendingin yang digunakan air pada 23oC dan diasumsikan keluar pada 40oC, dimana : Cp air (23oC) = 4,181 kJ/kg.K
(Tabel A.2-5 Geankoplis, 1983)
Q = m . Cp . ∆T Sehingga, Air pendingin yang dibutuhkan (m) =
Q − 266813,1373kJ / jam = Cp ∆T 4,181 kJ / kg.K (296 − 313) K
= 3753,8604 kg/jam
LB-21 Universitas Sumatera Utara
Tabel LB.11 Neraca panas pada Reaktor (R-1) Energi Panas (kJ/jam)
Senyawa Masuk
Keluar
Miristin
1485,8475
825,4708
Palmitin
87072,295
48373,4974
Stearin
6763,8190
3757,6772
Olein
375528,9015
208627,1675
Linolein
155783,07
86546,15
Linolenin
2180,0385
1236,825
Karoten
720,2430
400,1350
Tokoferol
345,5848
191,9916
FFA
43423,9759
8310,8693
H2 O
2599,3308
33960,0933
Sabun
-
17128,9716
NaOH
0
-
Q Reaksi
268,88
-
Q Serap
-266813,1373
-
LB-22 Universitas Sumatera Utara
Total
409358,8487
409358,8487
5. Deodorizer (V-1)
Q12
Q11 T = 50oC Miristin Palmitin Stearin Olein Linolein Linolenin Karoten Tokoferol H2O FFA
FFA H2O T = 160oC
Q13 T = 160oC
Deodorizer
Superheated Steam 200oC
Saturated steam QOut
Miristin Palmitin Stearin Olein Linolein Linolenin Karoten Tokoferol
QIn
Panas masuk Tangki Deodorizer (V-1) : Panas masuk pada alur 11 , Q11 =
∑ N ∫ Cp dT 323
S
S =1
11 S
298
Panas keluar Tangki Deodorizer (V-1) : Panas keluar pada alur 12, Q12 =
∑ N ∫ Cp dT 433
S
S =1
12 S
298
LB-23 Universitas Sumatera Utara
Panas keluar pada alur 13, Q13 =
∑ N S13
∫ Cp dT
S
433
S =1
298
Contoh perhitungan : Alur 11 Senyawa Miristin : Q Miristin = N . Cp . ∆T =
=
F x Cp x ∆T BM
15,1310 kg / jam x 1550,18 kJ / kmol K x (323 − 298) K 723,31 kg / kmol
= 809,9690 kJ/jam Alur 12 Senyawa FFA : Q FFA
= N . Cp . ∆T =
=
F x Cp x ∆T BM
155,8110 kg / jam x 1550,18 kJ / kmol K x (433 − 298) K 723,31 kg / kmol
= 43983,0938 kJ/jam Alur 13 Senyawa Miristin : Q Miristin = N . Cp . ∆T =
F x Cp x ∆T BM
LB-24 Universitas Sumatera Utara
=
15,1310 kg / jam x 1550,18 kJ / kmol K x (433 − 298) K 723,31 kg / kmol
= 4373,8382 kJ/jam
Berdasarkan cara yang sama dengan diatas diperoleh energi panas (Q) liquid untuk senyawa-senyawa yang terkandung dalam CPO (crude palm oil) pada tiap-tiap alurnya yang dapat dilihat pada Tabel LB.12, Tabel.13 dan Tabel LB. 14 di bawah ini :
Tabel LB.12 Jumlah panas pada alur 11
∫ Cp dT
N s ∫ Cp dT
0,0209
38754,5
809,9690
807,49
1,0945
43310,5
47403,3422
68,6483
891,67
0,0769
47868,5
3681,0876
Olein
3892,9088
885,61
4,3957
46512,5
204454,9963
Linolein
1062,3675
879,55
1,2078
70220
84811,716
Linolenin
17,7757
873,49
0,0203
59750
1212,925
Karoten
8,6109
495,37
0,0173
22606,5
391,0838
Tokoferol
3,6903
430,29
0,0085
22068
187,578
FFA
155,8110
268,86
0,5795
14055,25
8145,0173
F
BM
N
323
(kg/jam)
(kg/kmol)
(kmol/jam)
298
Miristin
15,1310
723,31
Palmitin
883,8713
Stearin
Senyawa
323
298
LB-25 Universitas Sumatera Utara
H2 O
318,4931
18,02
17,6744
1883
33280,8952
Total
384378,6104
Tabel LB.13 Jumlah panas pada alur 12 F
BM
N
433
(kg/jam)
(kg/kmol)
(kmol/jam)
298
∫ Cp dT
N s ∫ Cp dT
FFA
155,8110
268,86
0,5795
75898,35
43983,0938
H2 O
318,4931
17,6744
10168,2
179716,8341
Total
223699,9279
Senyawa
433
298
18,02
Tabel LB.14 Jumlah panas pada alur 13 F
BM
N
433
(kg/jam)
(kg/kmol)
(kmol/jam)
298
∫ Cp dT
N s ∫ Cp dT
Miristin
15,1310
723,31
0,0209
209274,3
4373,,8328
Palmitin
883,8713
807,49
1,0945
233876,7
255978,0482
Stearin
68,6483
891,67
0,0769
258489,9
19877,8733
Olein
3892,9088
885,61
4,3957
251167,5
1104056,98
Senyawa
433
298
LB-26 Universitas Sumatera Utara
Linolein
1062,3675
879,55
1,2078
379188
457983,2664
Linolenin
17,7757
873,49
0,0203
322650
6549,795
Karoten
8,6109
495,37
0,0173
122075,1
2111,8992
Tokoferol
3,6903
430,29
0,0085
119167,2
1012,9212
Total
1851944,616
Neraca panas pada Deodorizer : Q Out – Q In = (Q 13 + Q 12 ) – Q 11 = (1851944,616 + 223699,9279) – 384378,6104 kJ/jam = 1691265,934 Q Steam = Q Out – Q In = 1691265,934 Dalam proses deodorizer ini media pemanas yang digunakan adalah steam pada 200oC, dimana Heat of sublimation (λ) dapat diketahui dengan cara berikut : Steam yang dipergunakan : Superheated steam 200oC, 1 atm, H V = 2875 kJ/kg Temperatur jenuh steam 100oC, H L = 2676 kJ/kg Panas sensibel steam dari temperatur 200oC-100oC, H S = (2875 – 2676) kJ/kg = 199 kJ/kg Panas laten penguapan steam pada temperatur 100oC, Hl = 2256,9 kJ/kg (Reklatis,1983) λ = H S + Hl = 199 kJ/kg + 2256,9 kJ/kg = 2455,9 kJ/kg Maka,
LB-27 Universitas Sumatera Utara
Jumlah steam yang digunakan untuk meningkatkan temperatur proses 160oC adalah sebesar : m =
λ
Q
=
1691265,934 kJ / jam 2455,9 kJ / kg
= 688,6542
Tabel LB.15 Neraca panas pada Deodorizer (V-1) Energi Panas (kJ/jam)
Senyawa Masuk
Keluar
Miristin
809,9690
4373,,8328
Palmitin
47403,3422
255978,0482
Stearin
3681,0876
19877,8733
Olein
204454,9963
1104056,98
Linolein
84811,716
457983,2664
Linolenin
1212,925
6549,795
Karoten
391,0838
2111,8992
Tokoferol
187,578
1012,9212
FFA
8145,0173
43983,0938
H2 O
33280,8952
179716,8341
Q Steam
1691265,934
-
Total
2075643,948
2075643,948
LB-28 Universitas Sumatera Utara
6. Cooler (E-1) QWi T = 10 oC Air pendingin Q13
Q14 0
T = 160 C Miristin Palmitin Stearin Olein Linolein Linolenin Karoten Tokoferol
Cooler
QWo Air pendingin T = 80 oC
T = 1000C Miristin Palmitin Stearin Olein Linolein Linolenin Karoten Tokoferol
Panas masuk Cooler (E-1) : Panas masuk pada alur 13 , Q13 =
∑ N S13
∫ Cp dT = 2075643,948
S
433
S =1
373
Panas keluar Cooler (E-1) :
LB-29 Universitas Sumatera Utara
Panas keluar pada alur 14, Q14 =
∑ N S14 S
S =1
∫ Cp dT
283
= 1028858,119 ,temperatur
2353
keluar pada alur 14 adalah 80 oC sehingga diperoleh Cp air pada temperatur 80 oC adalah : 4,119 kJ/kg.K
Maka,
Neraca panas pada Cooler: Q Wo – Q Wi
= Q 14 – Q 13 = 1028858,119 kJ/jam – 2075643,948 = -1046785,829 kJ/jam
Q Serap = Q Wo – Q Wi = -1046785,829 kJ/jam Pada alat instrument ini media pendingin yang digunakan adalah air pada temperatur 10oC dan diasumsikan keluar pada temperatur 80oC, dimana : Cp air (80oC) = 4,199 kJ/kg.K
(Tabel A.2-5 Geankoplis, 1983)
Q = m . Cp . ∆T Sehingga, Jumlah air pendingin yang digunakan (m), m=
Q − 1046785,829 = Cp ∆T 4,199 kJ / kg.K (283 − 353) K
LB-30 Universitas Sumatera Utara
= 3561,343 Kg/jam
Tabel LB.16 Neraca panas pada Cooler (E-1) Energi Panas (kJ/jam)
Senyawa Masuk
Keluar
Miristin
4373,,8328
0
Palmitin
255978,0482
0
Stearin
19877,8733
0
Olein
1104056,98
0
Linolein
457983,2664
0
Linolenin
6549,795
0
Karoten
2111,8992
0
Tokoferol
1012,9212
0
Q Serap
-
1851944,610
Total
1851944,610
1851944,610
LB-31 Universitas Sumatera Utara
Tabel LB.17 Jumlah panas pada alur 14 F
BM
N
433
(kg/jam)
(kg/kmol)
(kmol/jam)
373
∫ Cp dT
N s ∫ Cp dT
Miristin
15,1310
723,31
0,0209
116263,5
2429,9071
Palmitin
883,8713
807,49
1,0945
129931,5
142210,0268
Stearin
68,6483
891,67
0,0769
143605,5
11043,2629
Olein
3892,9088
885,61
4,3957
139537,5
613364,988
Linolein
1062,3675
879,55
1,2078
210660
254435,148
Linolenin
17,7757
873,49
0,0203
179250
3638,775
Karoten
8,6109
495,37
0,0173
67819,5
1173,2773
Tokoferol
3,6903
430,29
0,0085
66204
562,734
Total
1028858,119
Senyawa
433
373
7. Cooler II (E-2) Q Wi T = 10 oC Air pendingin
Miristin Palmitin Stearin Olein Linolein Linolenin Karoten Tokoferol
Q 15
Q 14 T = 100oC
Cooler
25 oC
miristin palmitin stearin olein linolein linolenin karoten tokoferol
Q Wo
LB-32 Universitas Sumatera Utara
Air pendingin T = 80 oC
Panas masuk Cooler (E-1) :
∑ N S14
Panas masuk pada alur 14 , Q14 =
∫ Cp dT
S
373
S =1
298
= 1028858,119
Panas keluar Cooler (E-1) : Panas keluar pada alur 15, Q15 =
∑ N S15
∫ Cp dT
S
298
S =1
298
= 0, dikarenakan temperatur
keluar = temperatur referensi yaitu 25 oC=298 oC, maka ∆T =0 Maka, Neraca panas pada Cooler: Q Wo – Q Wi
= Q 15 – Q 14 = 0 -1028858,119 kJ/jam = -1028858,119 kJ/jam
Q Serap = Q Wo – Q Wi = -1028858,119 kJ/jam Pada alat instrument ini media pendingin yang digunakan adalah air pada temperatur 10oC dan diasumsikan keluar pada temperatur 80oC, dimana : Cp air (80oC) = 4,199 kJ/kg.K
(Tabel A.2-5 Geankoplis, 1983)
Q = m . Cp . ∆T Sehingga, Jumlah air pendingin yang digunakan (m), m=
Q − 1028858,119 = Cp ∆T 4,199 kJ / kg.K (283 − 353) K = 3500,351 Kg/jam
LB-33 Universitas Sumatera Utara
8. Kondensor (K-1) Air pendingin T = 10 oC Q12
H2O FFA T = 25 oC
Kondensor
H2O FFA T = 160 oC
T = 80 oC Air pendingin bekas Panas masuk Kondensor (K-1) : Panas masuk Q 12 , Q12 =
∑ N S13 S
S =1
∫ Cp dT
433
= 223699,9279 kJ/jam
298
Panas keluar Kondensor (K-1) : Panas keluar H 2 O dan FFA, QH 2O & FFA =
∑ N S14 S
S =1
∫ Cp dT
298
= 0, dikarenakan
298
temperatur keluar = temperatur reference (Tr) 25 oC = 298 K, maka ∆T = 0 Maka, Neraca panas pada Kondensor (K-1) : Q Wo – Q Wi
= Q H2O & FFA – Q 12 = 0 kJ/jam – 223699,9279 kJ/jam = -223699,9279 kJ/jam
Q Serap = Q Wo – Q Wi = -223699,9279 kJ/jam Pada alat instrument ini media pendingin yang digunakan adalah air pada temperatur 10oC dan diasumsikan keluar pada temperatur 80oC, dimana :
LB-34 Universitas Sumatera Utara
Cp air (10oC) = 4,195 kJ/kg.K
(Tabel A.2-5 Geankoplis, 1983)
Q = m . Cp . ∆T Sehingga, Jumlah air pendingin yang digunakan (m), m=
Q − 223699,9279 kJ / jam = Cp ∆T 4,195 kJ / kg.K (283 − 353) K = 761,791 Kg/jam
LB-35 Universitas Sumatera Utara