PERANCANGAN AWAL PABRIK PEKTIN DARI ALBEDO KULIT JERUK

PROSIDING SEMINAR NASIONAL REKAYASA KIMIA DAN PROSES 2004 ISSN : 1411 - 4216

PERANCANGAN AWAL PABRIK PEKTIN DARI ALBEDO KULIT JERUK Henky Muljana, Irene Wijayanti, Anindita Widyadhana, Fransisca Desiany Jurusan Teknik Kimia, Universitas Katolik Parahyangan Jl. Ciumbuleuit 94, Bandung 40141 Telp/Fax : 022-2032700 Email : [email protected] Abstrak Seiring dengan perkembangan zaman, penilaian manusia terhadap kualitas makanan semakin meningkat. Hal ini menyebabkan banyak industri makanan yang menghasilkan makanan dengan tekstur yang unik dan mempunyai kekentalan tertentu. Hal ini dilakukan dengan penambahan zat aditif seperti pektin, gum dan gelatin. Pektin adalah senyawa turunan protein yang terkandung dalam beberapa jenis tanaman, salah satu sumber pektin potensial yang dapat dimanfaatkan adalah dari albedo kulit jeruk. Kulit jeruk di Indonesia masih belum dimanfaatkan secara optimal, keberadaannya masih merupakan limbah buangan dari konsumsi harian masyarakat ataupun limbah dari pabrik minuman buah sari jeruk. Proses pembuatan pektin dari albedo kulit jeruk ini akan melibatkan beberapa proses utama yaitu pemotongan kulit jeruk, ekstraksi pektin, pemekatan, pengendapan pektin, pencucian, pengeringan dan pengecilan ukuran. Investasi pabrik pektin sebesar 16 milyar rupiah dengan kapasitas produksi sebesar 50 ton/tahun dan harga jual produk sebesar 480 ribu rupiah/kg akan memberikan NPV sebesar 4,65 milyar rupiah dan IRR sebesar 23,43%. Kata kunci : albedo kulit jeruk; ekstraksi; IRR; NPV; pektin Pendahuluan Buah jeruk merupakan tanaman hortikultura yang penting dalam perekonomian masyarakat. Buah jeruk memiliki nilai pasar yang tinggi dan merupakan komoditas yang sangat menguntungkan. Pemanfaatan buah jeruk di dalam industri pengolahan sari buah akan menyebabkan timbulnya limbah kulit jeruk dalam jumlah yang cukup besar, selain itu limbah kulit jeruk juga dapat diperoleh dari sisa konsumsi harian masyarakat. Limbah kulit jeruk yang ada dapat dimanfaatkan dengan mengambil zat-zat berguna yang terkandung di dalamnya. Salah satu zat yang dapat dimanfaatkan dari kulit jeruk adalah pektin. Tabel 1 menunjukan kandungan pektin pada berbagai jenis tanaman termasuk kandungan pektin di dalam kulit jeruk. Produksi pektin di Indonesia belum cukup dikenal dan dikembangkan secara luas. Selama ini untuk mencukupi kebutuhan dalam negeri, Indonesia masih mengimpor pektin. Pada tahun 2002, Indonesia mengimpor pektin sebesar 161.236 kg [BPS, 2002] Pada umumnya pektin banyak digunakan dalam industri makanan. Fungsi utamanya sebagai bahan pengental dan pembentuk gel. Selain dalam industri makanan pektin juga dapat digunakan dalam industri kosmetik dan farmasi. Pada industri kosmetika, pektin digunakan sebagai bahan penolong dalam pembuatan krim, sabun, minyak rambut dan pasta. [Amelia, 2000] Dari segi kesehatan, pektin merupakan aditif yang lebih baik dibandingkan aditif lainnya sehingga banyak digunakan untuk produk makanan rendah kalori. Pektin dapat mengental dalam kondisi asam serta pada kadar gula yang tinggi maupun rendah. Produk pektin yang dihasilkan berupa serbuk putih. Pektin dapat bereaksi dengan air sehingga pektin dapat bertindak sebagai zat pengstabil dengan cara mencegah terjadinya pengendapan, pemisahan fasa, dan kristalisasi. Tabel 1. Kandungan Pektin Pada Berbagai Tanaman Sumber Pektin % Jumlah Pektin Total (basis kering) Kentang 2,5 Wortel 10 Lobak 15 Ampas apel 15-20 Bongkol bunga matahari (tanpa biji) 25 Ampas bit gula 15-20 Kulit Jeruk (albedo) 30-35 Sumber : [Kirk Othmer, 1967] JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG

C-6-1

Spesifikasi Bahan Baku Bahan baku utama dalam produksi pektin adalah kulit jeruk. Sedangkan bahan baku pendukungnya terdiri dari pelarut berupa asam sulfat 0,5%, pengendap berupa etanol 95%, karbon aktif, tanah diatomae, air, dan steam. Komposisi kulit jeruk pada dasarnya terdiri dari : 1. Flavedo (bagian kulit luar yang berwarna) yang terbentuk dari selulosa dan komponen lain yaitu ssential oils, komponen essential oil yang tidak mudah menguap, dan komponen-komponen tambahan. 2. Albedo (bagian kulit dalam yang berwarna putih) terutama terbentuk dari selulosa dan komponen lain berupa pectic substances (pectin, protopectin, pectic acid, dan pectinic acids) dan omponen tambahan (bitter principles dan enzim) Deskripsi Proses Pembuatan Pektin Proses pembuatan pektin terdiri dari tiga tahap utama yaitu ekstraksi, pengendapan, dan pemurnian pektin. Diagram alir proses secara sederhana dapat dilihat pada Gambar 1. etanol 95%

asam sulfat encer didinginkan

Kulit jeruk dipotong dan dihilangkan pengotornya

Tahap ekstraksi

Tahap pemekatan

Tahap pengendapan

Tahap pengecilan ukuran

Tahap pengeringan

Tahap pencucian

air

Gambar 1. Diagram Alir Proses Pembuatan Pektin Sebelum diekstraksi, kulit jeruk kering dipotong-potong dan di-leaching dengan air lunak pada suhu 55oC dengan waktu yang tidak terlalu lama (± 10 menit). Leaching bertujuan untuk menghilangkan gula, rasa pahit, dan komponen terlarut lainnya terutama partikel-partikel halus yang dapat membentuk padatan halus tersuspensi. Pada tahap pertama, kulit jeruk diekstraksi dengan pelarut H2SO4 pada suhu 90oC selama 1 jam dengan pH 1,3-1,4 dan perbandingan kulit jeruk terhadap air adalah 1:3. Ekstraksi dilakukan secara multitahap counter current. Ekstrak berupa larutan pektin didinginkan hingga suhu 45oC. Kemudian ekstrak ditambahkan karbon aktif untuk menghilangkan warna dan bau dan filter aid berupa tanah diatomae untuk mengikat partikel-partikel pengotor yang terdapat dalam ekstrak pektin. Kemudian campuran dimasukkan ke filter press I (A/B) untuk memisahkan ekstrak pektin dari karbon aktif dan tanah diatomae. Pada tahap kedua, filtrat dipekatkan melalui proses evaporasi pada temperatur 100oC. Uap yang dihasilkan dikondensasikan di contact condenser dan kondensatnya dialirkan ke cooling tower, sedangkan larutan pekat didinginkan dalam cooler tank sampai 50oC. Slurry dari cooler tank lalu dimasukkan ke tangki pengendapan selama 4 jam. Di dalam tangki ini, slurry diaduk secara perlahan–lahan supaya pengendapannya sempurna dan dapat memecahkan gumpalan-gumpalan. Untuk mengurangi jumlah etanol dan asam sulfat yang terbawa, slurry difiltrasi di filter press II (A/B). Pada tahap terakhir, cake yang tertahan di filter press II (A/B) dicuci dengan air dalam tangki pencuci (washer) untuk mengencerkan asam sulfat. Setelah itu, cake difiltrasi lagi di filter press III (A/B). Pektin yang telah difiltrasi, dikeringkan dengan tray drier pada suhu 80oC. Pengeringan dilakukan hingga kadar air dalam pektin hanya 10% sehingga pektin dapat disimpan dalam waktu lama. Dari tray drier, pektin dimasukkan ke dalam pin mill untuk digiling dan vibrating screen untuk diayak sehingga diperoleh ukuran pektin yang diinginkan (100 mesh). Pektin yang berukuran<100mesh dikembalikan lagi ke dalam pin mill. Pektin yang lolos dari ayakan 100 mesh ditampung di pan. Pektin yang berukuran 100 mesh langsung dibawa ke bagian pengemasan Sistem Utilitas Sistem utilitas merupakan sistem yang menyediakan bahan-bahan pendukung sehingga proses dapat berjalan dengan baik. Sistem utilitas yang ada dalam pabrik pembuatan pektin terdiri dari air sebanyak 50 m3/hari, listrik sebesar 82 KW, kukus sebanyak 106 kg/jam, bahan bakar sebesar 4 L/jam, dan udara tekan sebesar 36 m3/jam.

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG

C-6-2

Sistem Pengolahan Limbah Limbah yang dihasilkan dalam proses pembuatan pektin dari albedo kulit jeruk terdiri dari limbah cair dan limbah padat. Limbah cair yang dihasilkan terdiri dari limbah cair dari unit proses produksi yaitu campuran air, serat, pengotor, etanol, dan asam sulfat dan limbah cair dari unit utilitas yaitu air sisa back washing, regenerasi dan rinsing dari kolom penukar ion dan air limbah sanitasi. Pengolahan limbah ini dilakukan secara biologis dengan proses lumpur aktif dan menggunakan bakteri Bacillus sp dan Pseudomonas sp yang bersifat aerobik. Limbah padat yang dihasilkan adalah pengotor dan serat yang berasal dari penyaringan limbah cair dan cake dari filter press I. Cake yang dihasilkan merupakan campuran dari karbon aktif, tanah diatomae, dan pengotor. Limbah padat ini masih bersifat asam sehingga ditambahkan air kapur agar pHnya netral. Setelah itu, padatan tersebut dibuat menjadi landfill. Analisis Ekonomi dan Perkiraan Investasi Pabrik pembuatan pektin ini mempunyai kapasitas produksi 50 ton/tahun. Produk berupa pektin dijual dengan harga Rp 480.000,00 per kg. Jadi, total penjualan produk adalah Rp 24.000.000.000,00 per tahun. Biaya investasi total (Total Investment Cost) yang dibutuhkan adalah Rp 16.839.821.253,42 yang terdiri dari plant cost sebesar Rp 12.883.122.208,51, working capital sebesar Rp 1.932.468.331,28, dan interest during construction sebesar Rp 2.024.230.713,77. Biaya investasi total ini 60% diperoleh dari para investor, sedangkan sisanya diperoleh dari pinjaman bank dengan bunga pinjaman sebesar 14,5% per tahun. Asumsi-asumsi yang digunakan dalam analisis ekonomi rancangan pabrik pembuatan pektin ini yaitu nilai Equipment Cost Index pada tahun 2004 adalah 443,53, nilai tukar mata uang rupiah terhadap dolar Amerika Serikat yaitu 1 US$ = Rp 8500,00, terjadi inflasi sebesar 7% tiap tahun , besarnya pajak penjualan adalah 35%, dan nilai salvage value = 0. Pembangunan fisik pabrik akan dilaksanakan pada bulan Oktober tahun 2004 dengan masa konstruksi 2 tahun. Pabrik mulai beroperasi pada awal tahun 2006. Proses produksi berlangsung kontinu dengan jumlah hari kerja adalah 330 hari dalam setahun dan shut down diperkirakan selama 30 hari dalam setahun. Pabrik didepresiasikan selama 10 tahun dengan metode straight line. Internal rate of return merupakan tingkat suku bunga yang seharusnya diterima oleh investor bila menanam sejumlah modal di pabrik pektin ini. IRR pabrik ini adalah 23,43%, sedangkan suku bunga bank untuk simpanan adalah 6%. Hal ini menunjukkan bahwa investasi di pabrik pektin ini memberikan keuntungan yang lebih besar dibandingkan dengan menabung di bank. Dengan IRR yang jauh lebih besar dari bunga bank saat ini, diharapkan dapat menarik investor untuk menginvestasikan modal di pabrik ini. Return on Investment merupakan persentase investasi yang dapat kembali dari total investasi setiap tahunnya. Ini berarti ROI merupakan persentase laba bersih terhadap besarnya biaya investasi total. ROI ratarata pabrik ini adalah 25,46% artinya investasi yang ditanamkan dapat kembali sebesar 25,46% setiap tahunnya. Pay Back Period adalah jangka waktu (tahun) yang diperlukan untuk mengembalikan modal yang diinvestasikan pada saat pendirian pabrik. Berdasarkan simulasi perhitungan diperoleh pay back period 4,43 tahun. Artinya, total laba bersih yang didapat setelah beroperasi selama 4,43 tahun adalah sebesar Rp. 16.850.000.000,00 yaitu sebesar nilai total investasi awal. Makin pendek periode pengembalian makin rendah resiko kerugian. Dilihat dari periode pengembaliannya yang relatif singkat, maka proyek ini merupakan proyek yang sangat menarik. Break Event Point merupakan parameter yang menunjukkan kapasitas produksi minimum yang harus dijalankan supaya pabrik memperoleh keuntungan. Break Event Point pabrik pektin ini adalah 56,15 % dari total kapasitas produksi. Hal ini berarti jika terdapat gangguan pada operasi pabrik atau situasi pasar yang mengakibatkan kapasitas produksi turun, maka agar pabrik tidak mengalami kerugian, pabrik harus beroperasi minimal pada kapasitas 56,15 % dari total kapasitas produksi. BEP sebesar 56,15 % merupakan angka yang baik yang mengindikasikan bahwa pabrik cukup stabil terhadap perubahan ekonomi pasar. Net Present Value merupakan nilai sekarang suatu proyek. Pabrik pektin ini menghasilkan nilai NPV sebesar Rp 4.649.564.012,19 yang dihitung berdasarkan aliran kas bersih selama 10 tahun. Nilai NPV yang cukup besar menandakan bahwa di tahun kesepuluh (akhir umur pabrik), pabrik masih memiliki nilai. Nilai jual pabrik di akhir umur operasinya semakin menjanjikan bahwa pabrik tidak akan mengalami kerugian. Analisis sensitivitas dilakukan untuk menganalisa pengaruh perubahan indikator (bahan baku, produk, dan kapasitas produksi) terhadap parameter analisis profitabilitas (IRR, NPV, dan PBP). Pengaruh perubahan ke-3 indikator terhadap IRR dapat dilihat pada Gambar 2. Dari Gambar 2 dapat dilihat bahwa perubahan semua indikator mempengaruhi IRR. Dari ketiga indikator tersebut, perubahan harga bahan baku memiliki pengaruh yang paling kecil. Sedangkan harga jual produk dan kapasitas produksi memiliki pengaruh yang hampir sama.Namun, secara umum perubahan ketiga indikator tersebut hanya sedikit berpengaruh terhadap IRR.

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG

C-6-3

Kurva Sensitivitas IRR Terhadap Perubahan Harga Bahan Baku, Harga Produk, dan Kapasitas Produksi 30.00 25.00 IRR (%)

20.00

bahan baku

15.00

produk

10.00

kapasitas produksi

5.00 0.00 -6

-4

-2

0

2

4

6

Perubahan (%)

Gambar 2. Kurva Sensitivtas IRR Sedangkan pengaruh perubahan ke-3 indikator terhadap NPV dan PBP dapat dilihat pada Gambar 3 dan Gambar 4. Dari Gambar 3 dan Gambar 4 dapat dilihat bahwa sensitivitas NPV dan PBP memiliki kecenderungan yang sama. Indikator yang paling berpengaruh adalah perubahan harga produk dan kapasitas produksi. Dilihat dari kesensitivannya terhadap harga produk dan kapasitas produksi, maka untuk menjaga kestabilan pabrik, pabrik sebaiknya beroperasi pada kapasitas 100% yaitu sebesar 50 ton/tahun dengan harga jual produk Rp. 480.000/ kg pektin.

Kurva Sensitivitas NPV Terhadap Perubahan Harga Bahan Baku, Harga Produk, dan Kapasitas Produksi bahan baku produk

9000000000.00

Kapasitas Produksi

8000000000.00

NPV (rupiah)

7000000000.00 6000000000.00 5000000000.00 4000000000.00 3000000000.00 2000000000.00 1000000000.00 -10 -9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

0.00 -2 -1 0

1

2

3

4

5

6

Perubahan (%)

Gambar 3. Kurva Sensitivitas NPV

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG

C-6-4

Kurva Sensitivitas PBP Terhadap Perubahan Harga Bahan Baku, Harga Produk, dan Kapasitas Produksi 5 4.5 4 3.5 tahun

3

Produk

2.5

Bahan baku

2

Kapasitas produksi

1.5 1 0.5 0 -6

-4

-2

0 Perubahan (%)

2

4

6

Gambar 4. Kurva Sensitivitas PBP Kesimpulan Beberapa alasan pendirian pabrik pektin di Indonesia yaitu : 1. Pembuatan pektin di Indonesia belum cukup dikenal, padahal kebutuhan pektin terus meningkat. 2. Bahan baku yang dibutuhkan harganya sangat murah. 3. Pabrik ini mengolah limbah menjadi bahan yang berdaya guna tinggi. 4. Limbah yang dihasilkan pabrik pektin tidak berbahaya bahkan dapat dijual. Berdasarkan analisis ekonomi diperoleh nilai parameter-parameter profitabilitas pabrik pektin yaitu IRR sebesar 23,44%, ROI sebesar 25,46%, BEP sebesar 46,75%, PBP 4 tahun 6 bulan, dan NPV Rp 4.649.564.012,19. Berdasarkan parameter profitabilitas tersebut pabrik pektin akan memberikan keuntungan Dengan keadaan ekonomi Indonesia yang telah stabil, maka pabrik pektin merupakan suatu proyek baru yang sangat menarik dengan masa depan yang menjanjikan. Pabrik pektin merupakan peluang yang sangat baik untuk investasi. Daftar Pustaka Baasel, W.D.,(1978), ” Preliminary Chemical Engineering Plant Design”, Elsevier, New York. Braverman, J.B.S., (1949) “Citrus Product : Chemical Composition and Chemical Technology”, Intersciene Publisher Inc., New York. Caballero Benjamin, Luiz C. Trugo, dan Paul M Finglas, “Encyclopedia of Food Sciences and Nutrition”, Edisi 2, vol 7. Coulson, J.M, J.F.Richardson, dan R.K. Sinnot, (1989), “Chemical Engineering : An Introduction to Chemical Engineering Design”, vol 6, Pergamon Press Ltd, Oxford. Daubert, T.E. dan R.P. Dannert, “Data Compilation Tables of Properties of Pure Compounds”, Dept. of Chemical Engineering The Pennsylvania State University. Desiani F., Wijayanti I., dan Widyadhana A., (2004), “Perancangan Pabrik Pektin dari Albedo Kulit Jeruk”, Jurusan Teknik Kimia, Universitas Katolik Parahyangan, Bandung, Indonesia. Garret, D.E., (1989), “Chemical Engineering Economics”, Van Nostrand Reinhold, New York. Geankoplis, Christi J,(1993), “Transport Process and Unit Operations”,Edisi 3, Prentice Hall Inc., New Jersey. Jacobs, Morris B.,” The Chemistry and Technology of Food Products”,Edisi 2, vol 2, Intersciene Publishers Inc., New York. Kertesz, Z. I.,(1951), “The Pectic Substances”, Interscience Publisher Inc., New York. Ludwig, Ernest E., (1974), “Applied Project Engineering and Management”, Edisi 2, Gulf Publishing Company, Houston, hal 157 McCabe,Warren L., Julian C.Smith, dan Peter Harriott, (1993), “Unit Operations of Chemical Engineering”, Edisi 5, McGraw-Hill, Inc., New York. Othmer, Kirk, (1967), “Encyclopedia of Chemical Technolog”y,Edisi 2, vol 14, John Wiley and Sons, Inc. Perry, Robert H. dan Don W. Green, (1997), “Perry’s Chemical Engineers’ Handbook”, Edisi 7, McGrawHill,Inc., New York. JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG

C-6-5

Ridwan, S. Sundjaja, dan Inge Barlian, (2002), “Manajemen Keuangan Dua”, Edisi 3, PT. Prenhallindo, Jakarta. Stephanopoulus, George, (1984), “Chemical Process Control”, Prentice Hall Int’l, Inc., Singapore. Treybal, Robert E., (1981), “Mass Transfer Operations”, Edisi 3., Mc-Graw Hill Book Co., Inc., Singapore. Walas, Stanley M., (1988), “Chemical Process Equipment : Selection and Design”, Butterworth Publishers, Boston.

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG

C-6-6