TAHUN

PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN ETANOL DARI MOLASE DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 2550 TON/TAHUN

KARYA AKHIR

DISUSUN OLEH :

AULIA AKBAR HARAHAP NIM : 025201027

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2007

Universitas Sumatera Utara


KARYA AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Wisuda Sarjana Program Diploma IV (D-IV) Program Studi Teknologi Kimia Industri

Disusun Oleh : AULIA AKBAR HARAHAP NIM : 025201027

Diperiksa/Disetujui Oleh :

Dosen Pembimbing I

Dosen Pembimbing II

Dr.Eng.Ir.Irvan, MSi

Rondang Tambun, ST, MT

NIP 132.126.842

NIP 132.282.133

Koordinator Karya Akhir

Dr.Eng.Ir.Irvan, MSi NIP 132.126.842

TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2007



KARYA AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Wisuda Sarjana Program Diploma IV (D-IV) Program Studi Teknologi Kimia Industri

Disusun Oleh : AULIA AKBAR HARAHAP NIM : 025201027

Diperiksa/Disetujui Oleh :

Penguji I

Penguji II

Penguji III

Dr.Eng.Ir.Irvan, MSi

Ir.Netti Herlina, MT

M.Hendra S.Ginting, ST, MT

NIP 132.126.842

NIP 132.243.746

NIP 132.243.713

Koordinator Karya Akhir

Dr.Eng.Ir.Irvan, MSi NIP 132.126.842

TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2007


First off I’d Like to Thanks Allah SWT Who Gives Me the Opportunity to Finish This Masterpiece


I Would Like Presenting This Masterpiece to My Beloved Father Alm.H.Majo Ali Harahap Thanks for Loving Me, Supporting Me and Praying Me from Another World Side


Thanks to My Family, My Mom Hj.Sarinah Silalahi Who Loving, Supporting and Praying for Me to My Sister Faridah Hanum Harahap Who Has Been My Share Friend to All My Problem and My Brother Ali Raja Alam Harahap


Thanks to three Bitches (Novi, Riami, Winda) to Become My Girls Thanks to Fauzi BF (Black Fauzi) to Borrow Me Your Calculator Thanks to Dedi Kanibal, Baba Liong, Eka Badak and Diyan To Our Scorn (Caci Maki) Every Day Thanks to A2BM (Ami, Almina, Beatrix and Maya) to Help Me Studying Karo Language Thanks to Karakap (Elvi) to Buy Me A Bread Every Day Thanks to Maria and Pince Who Has Motivated Me to Get Scholar Thanks to Manda for Helping Me Practice My English Every Day Thanks to Ervan for Helping Me Practice My Arabic Every Day Thanks to Reza Kakek to Borrow Me Your Motor Cycle to Help Me Finish My Duty Thanks to Toing (Tolong Ingat) to Help Me Fresh My Brain Coz Your Jokes And Thanks to All My Friends Who Has Fill My Hall Days and Activities That I Cant Mention it One By One Hope We Always Together to Face The Future


KATA PENGANTAR Puji dan syukur kehadirat Allah SWT, karena atas Rahmat dan Hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan Karya Akhir ini dengan judul Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etanol dari Molase dengan Kapasitas Produksi 2550 Ton/Tahun. Tugas pra rancangan ini merupakan tugas akhir dalam menyelesaikan studi Program Diploma IV (D-IV) disiplin ilmu Teknik Kimia, Departemen Teknik Kimia, Universitas Sumatera Utara, Medan. Dalam penyusunan tugas pra rancangan pabrik ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan, dukungan dan fasilitas terutama dari orang tua tercinta Alm.H.Majo Ali Harahap dan Hj.Sarinah Silalahi dari abang dan kakak tercinta dan dari berbagai pihak. Untuk itu dengan segala kerendahan hati penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Ir.Indra Surya, MSc, selaku Ketua Departemen Program Studi Teknologi Kimia Industri, Universitas Sumatera Utara. 2. Bapak Dr.Ir.Irvan, MT, selaku koordinator Karya Akhir dan dosen pembimbing yang telah banyak memberi arahan dan bimbingan dalam penyusunan tugas pra rancangan ini. 3. Bapak Rondang Tambun, ST, MT, selaku koordinator program studi Diploma IV Teknologi Kimia Industri dan dosen co-pembimbing karya akhir yang telah banyak memberi arahan dan bimbingan dalam penyusunan tugas pra rancangan ini. 4. Seluruh staff pengajar dan pegawai pada program studi Teknologi Kimia Industri, Departemen Teknik Kimia, Universitas Sumatera Utara. 5. Rekan satu kelompok Beatrix N.Bangun dan Ami Lifda Sinulingga, terima kasih atas kerja sama dan dukungannya selama ini semoga semua kerja keras kita berguna. 6. Rekan-rekan seperjuangan satu angkatan stambuk 2002 di Teknologi Kimia Industri .


Penulis menyadari bahwa Karya Akhir ini masih jauh dari sempurna, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun untuk kesempurnaan Karya Akhir ini dan kemajuan ilmu pengetahuan. Akhir kata penulis berharap agar Karya Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan Mahasiswa Teknologi Kimia Industri khususnya dan seluruh pembaca pada umumnya.

Medan, Juli 2007 Penulis


INTISARI Pabrik pembuatan etanol dari molase ini direncanakan berkapasitas produksi sebesar 2550 ton/tahun. Bahan baku yang digunakan untuk proses produksi per harinya adalah sebesar 32040 kg/hari. Lokasi pabrik direncanakan di daerah Marelan Kodya Medan Belawan Sumatera Utara yang berada dekat dengan pelabuhan Belawan, dengan luas areal pabrik 3876 m2. Tenaga kerja yang dibutuhkan dalam pengoperasian pabrik ini berjumlah 105 orang karyawan dengan bentuk badan usaha adalah Perseroan Terbatas (PT) dan struktur organisasi adalah sistem garis. Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik ini adalah sebagai berikut : a. Total modal investasi

: Rp 44.729.554.160,-

b. Biaya Produksi (per tahun)

: Rp 159.792.033.598,-

c. Hasil penjualan (per tahun)

: Rp 320.400.000.000,-

d. Laba bersih

: Rp 112.443.076.600,-

e. Profit Margin (PM)

: 50,13 %

f. Break Even Point (BEP)

: 19,72 %

g. Return on Investment (ROI)

: 46,8 %

h. Pay Out Time (POT)

: 2,137 tahun

i. Return on Network (RON)

: 78,06 %

j. Internal Rate of Return (IRR)

: 56,06 %

Berdasarkan data-data di atas maka dapat disimpulkan bahwa perancangan pabrik Etanol dari molase ini layak untuk didirikan.


DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR .................................................................................... i INTISARI......................................................................................................... iii DAFTAR ISI .................................................................................................... iv DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... vii DAFTAR TABEL ............................................................................................ viii BAB I

PENDAHULUAN ...................................................................... I-1 1.1. Latar Belakang ..................................................................... I-1 1.2. Perumusan Masalah ............................................................. I-2 1.3. Tujuan Perancangan Pabrik.................................................. I-2 1.4. Manfaat Rancangan .............................................................. I-3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA ............................................................. II-1 2.1. Molase .................................................................................. II-1 2.2. Etanol ................................................................................... II-2 2.3. Pembuatan Etanol................................................................. II-3 2.4. Deskripsi Proses Pembuatan Etanol dari Fermentasi Molase II-5

BAB III

NERACA MASSA ..................................................................... III-1 3.1. Neraca Massa Filter Press I .................................................. III-1 3.2. Neraca Massa Reaktor.......................................................... III-1 3.3. Neraca Massa Fermentor...................................................... III-2 3.4. Neraca Massa Tangki Penampungan ................................... III-2 3.5. Neraca Massa Filter Press II ................................................ III-2 3.6. Neraca Massa Menara Destilasi ........................................... III-3

BAB IV

NERACA PANAS ...................................................................... IV-1 4.1. Tangki Pencampuran............................................................ IV-1 4.2. Fermentor ............................................................................. IV-1 4.3. Heater ................................................................................... IV-2 4.4. Kondensor ............................................................................ IV-2 4.5. Reboiler ................................................................................ IV-2

BAB V

SPESIFIKASI ALAT .................................................................. V-1


BAB VI

INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA .............. VI-1 6.1. Instrumentasi ........................................................................ VI-1 6.2. Keselamatan Kerja ............................................................... VI-8

BAB VII

UTILITAS ................................................................................... VII-1 7.1. Kebutuhan Uap (Steam) ....................................................... VII-1 7.2. Kebutuhan Air ...................................................................... VII-1 7.3. Kebutuhan Bahan Kimia ...................................................... VII-8 7.4. Kebutuhan Listrik................................................................. VII-8 7.5. Kebutuhan Bahan Bakar ...................................................... VII-9 7.6. Unit Pengolahan Limbah...................................................... VII-10 7.7. Spesifikasi Peralatan Utilitas................................................ VII-18

BAB VIII

LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ................................... VIII-1 8.1. Lokasi Pabrik ....................................................................... VIII-1 8.2. Tata Letak Pabrik ................................................................. VIII-2 8.3. Perincian Luas Tanah ........................................................... VIII-4

BAB IX

ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ............. IX-1 9.1. Organisasi Perusahaan ......................................................... IX-1 9.2. Manajemen Perusahaan ........................................................ IX-3 9.3. Bentuk Hukum Badan Usaha ............................................... IX-4 9.4. Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab ................. IX-5 9.5. Tenaga Kerja dan Jam Kerja ............................................... IX-9 9.6. Kesejahtraan Tenaga Kerja .................................................. IX-12

BAB X

ANALISA EKONOMI ............................................................... X-1 10.1. Modal Investasi .................................................................. X-1 10.2. Biaya Produksi Total .......................................................... X-4 10.3. Total Penjualan................................................................... X-5 10.4. Perkiraan Rugi/Laba Perusahaan ....................................... X-5 10.5. Analisa Asek Ekonomi....................................................... X-5

BAB XI

KESIMPULAN ........................................................................... XI-1

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A. PERHITUNGAN NERACA MASSA .................................. LA-1 LAMPIRAN B. PERHITUNGAN NERACA PANAS ................................... LB-1


LAMPIRAN C. PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN.................. LC-1 LAMPIRAN D. PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS .............................................................................. LD-1 LAMPIRAN E. PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI ................................. LE-1


DAFTAR TABEL

Tabel 1.1. Produksi Molase Secara Nasional ................................................... I-1 Tabel 1.2. Produksi Etanol dari Molase Secara Nasional ................................ I-2 Tabel 2.1. Produksi Molase Secara Nasional ................................................... II-1 Tabel 2.2. Sifat-sifat Fisika Etanol................................................................... II-2 Tabel 2.3. Sifat-sifat Bahan Baku .................................................................... II-3 Tabel 3.1. Neraca Massa pada Filter Press I .................................................... III-1 Tabel 3.2. Neraca Massa pada Reaktor ............................................................ III-1 Tabel 3.3. Neraca Massa pada Fermentor ........................................................ III-2 Tabel 3.4. Neraca Massa pada Tangki Penampungan...................................... III-2 Tabel 3.5. Neraca Massa pada Filter Press II ................................................... III-2 Tabel 3.6. Neraca Massa pada Menara Destilasi ............................................. III-3 Tabel 4.1. Neraca Panas pada Reaktor ............................................................. IV-1 Tabel 4.2. Neraca Panas pada Fermentor ......................................................... IV-1 Tabel 4.3. Neraca Panas pada Heater ............................................................... IV-2 Tabel 4.4. Neraca Panas pada Kondensor ........................................................ IV-2 Tabel 4.5. Neraca Panas pada Reboiler ............................................................ IV-2 Tabel 6.1. Daftar Penggunaan Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etanol dari Molase........................................................ VI-8 Tabel 7.1. Kualitas Air Tanah Marelan ............................................................ VII-2 Tabel 7.2. Kebutuhan Air Proses ..................................................................... VII-2 Tabel 7.3. Kebutuhan Air Pendingin................................................................ VII-3 Tabel 8.1. Perincian Luas Tanah Pabrik Pembuatan Etanol ............................ VIII-4 Tabel 9.1. Jumlah Tenaga Kerja Beserta Tingkat Pendidikannya ................... IX-10 Tabel 9.2. Jadwal Kerja Karyawan Shift .......................................................... IX-11 Tabel LA.1 Data tekanan uap (Pa) ................................................................... LA-8 Tabel LA.2 Neraca massa molar pada menara destilasi .................................. LA-8 Tabel LA.3 Neraca Komponen Alur Ld .......................................................... LA-11 Tabel LB.1 Kapasitas Panas Gas............................................................................ LB-1 Tabel LB.2 Kapasitas Panas Gas ..................................................................... LB-2


Tabel LB.3 Kapasitas Panas Liquid ................................................................. LB-2 Tabel LB.4 Kapasitas Panas Liquid ................................................................. LB-2 Tabel LB.5 Panas Laten ................................................................................... LB-2 Tabel LB.6 Panas Reaksi Pembentukan ( ΔH f o ) ............................................. LB-2 Tabel LB.7 Neraca panas masuk ke reaktor..................................................... LB-4 Tabel LB.8 Neraca panas keluar reaktor .......................................................... LB-4 Tabel LB.9 Neraca panas masuk reaktor fermentor......................................... LB-6 Tabel LB.10 Neraca panas keluaran reaktor fermentor ................................... LB-6 Tabel LB.11 Panas Bahan Masuk Heater ............................................................. LB-7 Tabel LB.12 Panas Bahan keluar Heater .............................................................. LB-8 Tabel LB.13 Panas bahan masuk kondensor ................................................... LB-8 Tabel LB.14 Panas bahan keluar (alur Ld) kondensor..................................... LB-9 Tabel LB.15 Panas bahan keluar (alur D) kondensor ...................................... LB-9 Tabel LB.16 Panas bahan masuk reboiler ........................................................ LB-10 Tabel LB.17 Panas bahan keluar (alur Vb) reboiler ........................................ LB-10 Tabel LB.18 Panas bahan keluar (alur B) reboiler........................................... LB-10 Tabel LC.1 Densitas bahan dalam tangki molase ............................................ LC-1 Tabel LC.2 Densitas bahan dalam reactor ....................................................... LC-3 Tabel LC.3 Densitas bahan dalam tangki penampung fermentasi ................... LC-12 Tabel LC.4 Densitas filtrat pada filter press I .................................................. LC-16 Tabel LC.5 Densitas cake pada filter press I.................................................... LC-17 Tabel LC.6 Densitas filtrat pada filter press II................................................. LC-18 Tabel LC.7 Densitas cake pada filter press II .................................................. LC-18 Tabel LC.8 Komposisi bahan pada alur Vd ..................................................... LC-29 Tabel LC.9 Komposisi bahan pada alur Lb ..................................................... LC-29 Tabel LC.10 Deskripsi Kondensor................................................................... LC-34 Tabel LC.11 Komposisi Distilat ...................................................................... LC-39 Tabel LC.12 Deskripsi Reboiler ...................................................................... LC-47 Tabel LC.13 Deskripsi Heater.......................................................................... LC-55 Tabel LD.1 Perhitungan Entalpi dalam Penentuan Tinggi Menara Pendingin LD-17 Tabel LE.1 Perincian harga bangunan ............................................................. LE-2 Tabel LE.2 Data Indeks Harga Chemical Engeneering (CE) .......................... LE-3


Tabel LE.3 Perkiraan Harga Peralatan Proses ................................................ LE-6 Tabel LE.4 Perkiraan Harga Peralatan Utilitas ................................................ LE-7 Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi............................................................ LE-9 Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai ................................................................ LE-13 Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas ..................................................................... LE-14 Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja ................................................................. LE-15 Tabel LE.9 Perkiraan Biaya Depresiasi .......................................................... LE-17 Tabel LE.10 Nilai Perhitungan IRR ................................................................. LE-23


DAFTAR GAMBAR Gambar 6.1. Kontrol pada Reaktor .................................................................. VI-4 Gambar 6.2. Kontrol pada Filter Press ............................................................. VI-4 Gambar 6.3. Heater beserta Instrumennya ....................................................... VI-5 Gambar 6.4. Kolom Destilasi beserta Instrumennya ....................................... VI-6 Gambar 6.5. Kondensor beserta Instrumennya ................................................ VI-6 Gambar 6.6. Reboiler beserta Instrumennya .................................................... VI-7 Gambar 6.7. Pompa beserta Instrumennya ...................................................... VI-7 Gambar 8.1. Tata Letak Pabrik Pembuatan Etanol dari Molase ...................... VIII-5 Gambar 9.1. Struktur Organisasi Pabrik Pembuatan Etanol ............................ IX-13 Gambar LD.1 Grafik Entalpi dan Temperatur Cairan pada Cooling Tower (CT) .................................................................. LD-16 Gambar LD.2 Kurva Hy terhadap 1/(Hy*-Hy) ................................................ LD-17 Gambar LE.1.Grafik Break Event Point .......................................................... LE-24


TAHUN

Recommend Documents