KARYA AKHIR O L E H TARULI SIMBOLON

PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN GAS METANA DARI SAMPAH ORGANIK DENGAN KAPASITAS OLAHAN 600 TON/ HARI

KARYA AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Sains Terapan

O L

E H TARULI SIMBOLON NIM: 025201053

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008

Universitas Sumatera Utara

PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN GAS METANA DARI SAMPAH ORGANIK DENGAN KAPASITAS OLAHAN 600 TON/HARI Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Sain Terapan

Oleh : TARULI SIMBOLON 025201053 Diperiksa/Disetujui Oleh :

Dosen Pembimbing I

Dosen Pembimbing II

Dr. Ir Fatimah,MT

Dr. Ir. M Turmuzi, MT

NIP. 132 095 901

NIP. 132 243 713

Koordinator Tugas Akhir

Dr. Ir. Irvan, Msi NIP. 132 126 842

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN KATA PENGANTAR INTI SARI

i

DAFTAR ISI

ii

DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR BAB I PENDAHULUAN

I-1

1.1. Latar Belakang

I-1

1.2. Perumusan Masalah

I-3

1.3. Tujuan Rancangan

I-3

1.4. Manfaat Rancangan

I-3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DESKRIPSI PROSES

II-1

2.1. Komposisi Kimia Susu Kedelai

II-1

2.2. Lemak

II-2

2.3. Protein

II-4

2.4. Karbohidrat

II-5

2.5. Mineral Dan Vitamin

II-6

2.6. Masalah Yang Dihadapi Dalam Penggunaan Kedelai Sebagai Bahan Pangan 2.7. Bahan Tambahan Dalam Pembuatan Yoghurt

II-7 II-8

2.7.1. Susu Skim

II-8

2.7.2. Gula

II-8

2.7.3. Gum Arab

II-9

Universitas Sumatera Utara

2.7.4. Potassium Sorbat

II-10

2.7.5. CaCl2

II-10

2.7.6. Starter (Mikroba Yang Aktif Pada Fermentasi)

II-11

2.8. Deskripsi Proses BAB III NERACA BAHAN

II-13 III-1

3.1. Hammer Mill (C-110)

III-1

3.2. Bak Perendaman I (F-130)

III-2

3.3. Bak Perendaman II (F-150)

III-2

3.4. Bak Pencuci (F-160)

III-3

3.5.Tangki Rebus (Q-170)

III-3

3.6. Ketel Adukan (Q-200)

III-3

3.7. Filter Press (H-210)

III-4

3.8. Agitator I (M-220)

III-4

3.9. Fermentor (F-230)

III-5

3.10. Agitator II (M-250)

III-5

BAB IV NERACA PANAS

IV-1

4.1. Bak Perendaman I (F-130)

IV-1

4.2. Tangki Rebus (Q-170)

IV-1

4.3. Ketel Adukan (Q-200)

IV-2

4.4. Agitator I (M-220)

IV-2

4.5. Fermentor (F-230)

IV-3

4.6. Agitator II (M-250)

IV-3

BAB V SPESIFIKASI PERALATAN 5.1. Gudang (F-100)

V-1 V-1

Universitas Sumatera Utara

5.2. Loading Ramp (J-101)

V-1

5.3. Screw Conveyor I (J-102)

V-2

5.4. Hammer Mill (C-110)

V-2

5.5. Bak Perendaman I (F-130)

V-3

5.6. Screw Conveyor II (J-131)

V-3

5.7. Filter Press (H-210)

V-4

5.8. Tangki CaCl2

V-4

5.9. Tangki NaHCO3

V-5

5.10. Bak Perendaman II (f-150)

V-5

5.11. Bak Pencuci (F-160)

V-6

5.12. Tangki Perebusan (Q-170)

V-6

5.13. Ketel Adukan (Q-200)

V-6

5.14. Agitator I (M-220)

V-7

5.15. Fermentor (F-200)

V-7

5.16. Inkubator

V-8

5.17. Gudang Pengemasan

V-8

5.18. Gudang Penyimpanan

V-8

5.19. Pompa NaHCO3

V-9

5.20. Pompa CaCl2

V-9

BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

VI-1

6.1. Instrumentasi

VI-1

6.2.Keselamatan Kerja

VI-5

6.3. Keselamatan Kerja Pada Unit Utilitas Pabrik Pembuatan Yoghurt Dari Kacang Kedelai

VI-6

Universitas Sumatera Utara

6.3.1. Pencegahan Terhadap Kebakaran Dan Ledakan

VI-7

6.3.2. Peralatan Perlindungan Diri

VI-7

6.3.3. Keselamatan Kerja Terhadap Listrik

VI-8

6.3.4. Pencegahan Terhadap Gangguan Kesehatan

VI-8

6.3.5. Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis

VI-9

BAB VII UTILITAS

VII-1

7.1. Kebutuhan Uap (Steam)

VII-1

7.2. Kebutuhan Air

VII-2

7.2.1. Pengendapan

VII-3

7.2.2. Klarifikasi

VII-4

7.2.3. Filtrasi

VII-5

7.2.4. Demineralisasi

VII-5

7.2.5. Deaerasi

VII-9

7.3. Kebutuhan Bahan Kimia

VII-9

7.4. Kebutuhan Listrik

VII-10

7.5. Kebutuhan Bahan Bakar

VII-10

7.6. Pencemaran Yang Terjadi Dan Cara Penanggulangannya

VII-11

7.7. Spesifikasi Peralatan Utilitas

VII-14

7.7.1. Pompa Air Sumur Bor (L-411)

VII-14

7.7.2. Bak Pengendapan (H-410)

VII-14

7.7.3. Clarifier (H-420)

VII-15

7.7.4. Tangki Pelarutan Alum (M-421)

VII-15

7.7.5. Tangki Pelarutan Soda Abu (M-422)

VII-16

7.7.6. Pompa Bak Pengendapan (L-421)

VII-16

Universitas Sumatera Utara

7.7.7. Sand Filter (H-430)

VII-17

7.7.8. Pompa Clarifier (L-431)

VII-17

7.7.9. Menara Air (F-440)

VII-18

7.7.10. Pompa Sand Filter (L-441)

VII-19

7.7.11. Kation Exchanger (T-450)

VII-19

7.7.12. Tangki Pelarutan H2SO4 (M-451)

VII-20

7.7.13. Pompa Menara Air (L-451)

VII-20

7.7.14. Anion Exchanger (F-460)

VII-21

7.7.15. Tangki Pelarutan NaOH

VII-21

7.7.16. Pompa Kation Exchanger (L-461)

VII-22

7.7.17. Tangki Kaporit (F-490)

VII-23

7.7.18. Tangki Penampungan Air Umpan Ketel (F-500)

VII-23

7.7.19. Pompa Air Umpan Ketel (L-501)

VII-24

7.7.20. Deaerator (E-510)

VII-24

7.7.21. Pompa Deaerator (L-511)

VII-25

7.7.22. Boiler (E-250)

VII-25

BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK

VIII-1

8.1. Lokasi Pabrik

VIII-1

8.2. Tata Letak Pabrik

VIII-3

8.3. Kebutuhan Areal Untuk Pendirian Pabrik

VIII-4

BAB IX ORGANISASI MANAJEMEN PERUSAHAAN

IX -1

9.1. Organisasi Dan Manajemen

IX-1

9.2. Bentuk Badan Usaha

IX-1

9.2.1. Badan Usaha Perorangan (Single Proprietorship)

IX-2

Universitas Sumatera Utara

9.2.2. Badan Usaha Persekutuan (Partnership)

IX-2

9.2.3. Badan Usaha Perseorangan (Corporation)

IX-5

9.2.4. Koperasi (Coperative)

IX-5

9.2.5. Badan Usaha Milik Negara (BUMN)

IX-6

9.2.6. Penggabungan Badan Usaha (Joint Venture)

IX-6

9.3. Bentuk Struktur Organisasi

IX-6

9.4. Uraian Tugas Wewenang Dan Tanggung Jawab

IX-7

9.4.1. Direktur

IX-8

9.4.2. Kepala Bagian Produksi Dan Laboratorium

IX-8

9.4.3. Kepala Bagian Personalia Dan Pemasaran

IX-9

9.4.4. Sekretaris

IX-9

9.5. Sistem Kerja Dan Tenaga Kerja

IX-9

9.6. Kesejahteraan Tenaga Kerja

IX-10

9.7. Jumlah, Tingkat Pendidikan Dan Gaji Tenaga Kerja

IX-10

BAB X ANALISA EKONOMI

X-1

10.1. Modal Investasi

X-1

10.1.1. Modal Investasi Tetap/Fixed Capital Investment (FCI)

X-2

10.1.2. Modal Kerja/Working Capital

X-3

10.2. Hasil Penjualan

X-4

10.3. Biaya Produksi Tetap

X-4

10.3.1. Biaya Tetao/Fixed Cost

X-4

10.3.2. Biaya Variabel/Variabel Cost (VC)

X-5

10.4. Perkiraan Laba/Rugi Usaha

X-5

10.5. Aspek Analisa Ekonomi

X-5

Universitas Sumatera Utara

10.5.1. Profit Margin (PM)

X-5

10.5.2. Break Event Point

X-6

10.5.3. Return On Investment (ROI)

X-6

10.5.4. Pay Out Time (POT)

X-7

10.5.5. Return On Network (RON)

X-7

10.5.6. Internal Rate On Return (IRR)

X-7

BAB XI KESIMPULAN

XI-1

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS LAMPIRAN C SPESIFIKASI PERALATAN LAMPIRAN D SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS LAMPIRAN E PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1. Produksi Sampah

I-1

Tabel 2.1. Komposisi Sampah Organik

II-2

Tabel 2.2. Komposisi Sampah Berdasarkan Unsur

II-2

Tabel 2.3.Komposisi Biogas

II-3

Tabel 2.4. Tabel Kesetaraan Biogas

II-15

Tabel 3.1. Neraca Massa Pada Tresher(TR-01)

III-1

Tabel 3.2. Neraca Massa Pada Tangki Penampung(TP-01)

III-1

Tabel 3.3. Neraca Massa Pada Fermentor(FR-01)

III-2

Tabel 3.4. Neraca Massa Pada Absorbsi

III-2

Tabel 4.1. Neraca Panas Pada Fermentor

IV-2

Tabel 4.2. Neraca Panas Pada Kondensor

IV-3

Tabel 6.1. Daftar Instrumentasi Pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Gas Metana dari Sampah Organik

VI-2

Tabel 7.1. Kualitas Air Tanah Marelan

VII-2

Tabel 8.1. Perincian Luas Tanah Pabrik Pembuatan Gas Metana Tabel 9.1. Jumlah, dan Gaji Tenaga Kerja

VIII-5 IX-10

Tabel 10.1. Modal Investasi Tetap (MIT/FCI)

X-2

Tabel 10.2. Perincian Modal Kerja (Working Capital)

X-3

Tabel 10.3. Perincian Biaya Tetap

X-4

Tabel 10.4. Rincian Biaya Variabel

X-5

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR

Pujidan syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmatnya atas selesainya tugas akhir ini dengan judul” Pembuatan Gas Metana dari sampah Organik”. Tugas pra rancangan ini merupakan tugas akhir dalam menyelesaikan studi program (D-IV),Fakultas Teknik, Universitas Sumatra Utara Medan. Pertama penulis mengucapkan terumakasih kepada kedua orang tua saya tercinta, atas kasih cinta dan restunya srta dukungan moril dan spritual sehingga saya dapat menyelesaikan tugas akhir saya ini. Dalam kesempatan ini saya igin menyampaikan ucapan terimakasih kepada semua pihak yang telah banyak membantu selama Penulis menyelesaikan studi; 1.Ibu Ir.Renita Manurung,Msi,selaku ketua jurusan Program Studi Teknik kimia, Fakultas Teknik Sumatra Utara Medan. 2.Ibu Dr.Ir.Fatimah ,MT, Selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan arahan dan bimbingan dalam penyusunan tugas akhir ini. 3.Bapak Dr.Ir.M.Turmuzi,MS, selaku co pembimbingyang juga telah banyak memberikan arahan dan bimbinhan dalam penyusunan tugas akhir ini. 4.Ibu Mersi Sinaga, ST,MT, Selaku koordinator D-IV yang selalu memberikan semangat pada penulis. 5.Seluruh staf pengajar dan pegawai pada pogram studi Diploma-IV, Fakultas Teknik, Universitas Sumatra Utara,Medan. 6.Nova,Yanti,Sabrina,Wina juga semua teman stambuk 2002 dan senior yang membantu penyelesaian tugas akhir ini. 7.Adik adik saya yang telah banyak memberikan dukungan kepada saya selama penulisan tugas akhir ini. Penulis juga menyadari bahwa Tugas akhir ini masih jauh dari sempurna. Penulis mengharapkan kritik dan Saran yang banyak membangun. Kiranya tugas akhir ini bermanfaat bagi pembaca. Medan,

Juni 2008

Penulis Taruli simbolon

Universitas Sumatera Utara