PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN LEMAK COKELAT MENTAH DARI BIJI COKELAT KERING HASIL FERMENTASI DENGAN KAPASITAS PRODUKSI TON/TAHUN

Transkripsi

1 PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN LEMAK COKELAT MENTAH DARI BIJI COKELAT KERING HASIL FERMENTASI DENGAN KAPASITAS PRODUKSI TON/TAHUN KARYA AKHIR DISUSUN OLEH: EKA SAPUTRA NIM : TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008

2 KATA PENGANTAR Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas Rahmat dan Hiadayah-Nya penulis dapat menyelesaikan Karya Akhir ini dengan judul Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Lemak Cokelat Mentah dari Biji Cokelat Kering Hasil Fermentasi dengan kapasitas produksi 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 dari berbagai pihak. Untuk itu dengan segala kerendahan hati penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Orang tua tercinta yang telah memberikan dorongan baik moral maupun spiritual. 2. Ibu Ir.Renita Manurung, MT, selaku Ketua Departemen Teknik Kimia, Universitas Sumatera Utara. 3. Bapak Dr. Ir. Fahmi, MEng selaku dosen pembimbing karya akhir yang telah banyak memberi arahan dan bimbingan dalam penyusunan karya akhir ini.. 4. Bapak Dr. Ir. Mhd Turmuzi, Ms, selaku co-pembimbing karya akhir yang telah banyak memberi arahan dan bimbingan dalam penyusunan karya akhir ini. 5. Seluruh staff pengajar dan pegawai pada program studi Teknologi Kimia Industri, Departemen Teknik Kimia, Universitas Sumatera Utara. 6. Rekan satu kelompok Dyan Andhostora dan Fauziah Hanim, terima kasih atas kerja sama dan dukungannya selama ini semoga semua kerja keras kita berguna. 7. Rekan-rekan satu angkatan stambuk 2002 & 2003 di Teknologi Kimia Industri. i

3 Penulis menyadari bahwa Karya Akhir ini masih jauh dari sempurna, untuk itu penulis menerima 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, April 2008 Penulis Eka Saputra ii

4 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... i INTISARI... iii DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR... vi DAFTAR TABEL... viii BAB I PENDAHULUAN... I Latar belakang... I Tujuan perancangan pabrik... I Batasan masalah... I-3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... II Pendahuluan... II Biji cokelat... II Sifat sifat lemak cokelat... II Pelarut leaching... II Proses pembuatan lemak cokelat mentah... II Deskripsi pembuatan lemak cokelat... II Penentuan kapasitas... II-10 BAB III NERACA MASSA & ENERGI... III-1 BAB IV SPESIFIKASI ALAT... IV-1 BAB V INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA... V Instrumentasi... V Keselamatan Kerja... V-7 BAB VI UTILITAS... VI Kebutuhan Uap (Steam)... VI Kebutuhan Air... VI Kebutuhan udara panas... VI Unit pengolahan air... VI Kebutuhan Bahan Kimia... VI Kebutuhan Listrik... VI-9 v

5 6.7. Kebutuhan Bahan Bakar... VI Unit Pengolahan Limbah... VI Spesifikasi Peralatan Utilitas... VI-13 BAB VII ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN... VII Pengertian Organisasi dan Manajemen... VII Bentuk Badan Usaha... VII Struktur Organisasi... VII Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab... VII Sistem Kerja dan Jam Kerja... VII Sistem Upah... VII Kesejahteraan Karyawan... VII Analisa Jabatan... VII Jumlah Dan Tingkat Pendidikan Tenaga Kerja... VII-7 BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK... VIII Lokasi Pabrik... VIII Tata Letak Pabrik... VIII Perincian Luas Tanah... VIII-4 BAB IX ANALISA EKONOMI... X Modal Investasi... IX Biaya Produksi Total... IX Total Penjualan... IX Perkiraan Rugi/Laba Perusahaan... IX Analisa Asek Ekonomi... IX-5 BAB X KESIMPULAN... X-1 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A. PERHITUNGAN NERACA MASSA & ENERGI... LA-1 LAMPIRAN B. PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN PROSES... LB-1 LAMPIRAN C. PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS... LC-1 LAMPIRAN D. PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI... LD-1 vi

6 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Komposisi Keping Biji Cokelat Kering Hasil Fermentasi... II-3 Tabel 2.2. Karakteristik lemak cokelat... II-6 Tabel 2.3. Sifat sifat n-pentana... II-7 Tabel 2.4. Konsumsi cokelat olahan dunia... III-10 Tabel 2.5. Produksi perkebunan cokelat di Sumut & NAD... III-10 Tabel 3.1. Neraca Massa pada Hammer mill III-1 Tabel 3.2. Neraca Massa pada Mixing tank III-2 Tabel 3.3. Neraca Massa pada Mixing tank III-2 Tabel 3.4. Neraca Massa pada Filter press III-2 Tabel 3.5. Neraca Massa pada Separator III-3 Tabel 3.6. Neraca Massa pada Heat exchanger III-3 Tabel 3.7. Neraca Massa pada Evaporator III-3 Tabel 3.8. Neraca Massa pada Spray dryer & Cyclon III-3 Tabel 3.9. Neraca Energi pada Hammer mill III-4 Tabel Neraca Energi pada Mixing tank III-4 Tabel Neraca Energi pada Mixing tank III-4 Tabel Neraca Energi pada Filter press III-5 Tabel Neraca Energi pada Separator III-5 Tabel Neraca Energi pada Heat exchanger III-5 Tabel Neraca Energi pada Evaporator III-6 Tabel Neraca Energi pada Spray dryer & Cyclon III-6 Tabel 6.1. Mata air sumur bor Asahan... VI-4 Tabel 7.1. Jadwal kerja karyawan/shift... VII-4 Tabel 7.2. Jumlah tenaga kerja beserta tingkat pendidikan... VII-6 Tabel 8.1. Perincian luas tanah... VIII-4 Tabel LA-1. Neraca Massa pada Hammer mill LA-2 Tabel LA-2. Neraca Massa pada Mixing tank LA -3 Tabel LA-3. Neraca Massa pada Mixing tank LA -5 Tabel LA-4. Neraca Massa pada Filter press LA -6 Tabel LA-5. Neraca Massa pada Separator LA -7 viii

7 Tabel LA-6. Neraca Massa pada Evaporator Tabel LA-7. Neraca Massa pada Spray dryer & Cyclon Tabel LA-9. Harga Cp setiap gugus... Tabel LA-10. Neraca Energi masuk pada Mixing tank Tabel LA-11. Neraca Energi keluar pada Mixing tank Tabel LA-12. Neraca Energi masuk pada Mixing tank Tabel LA-13. Neraca Energi keluar pada Mixing tank Tabel LA-14. Neraca Energi masuk pada Evaporator Tabel LA-15. Neraca Energi keluar pada Evaporator Tabel LA-16. Neraca Energi masuk pada Heat exchanger Tabel LA-17. Neraca Energi keluar pada Heat exchanger Tabel LA-18. Neraca Energi masuk pada Kondensor Tabel LA-19. Neraca Energi keluar pada Kondensor Tabel LA-20. Neraca Energi masuk pada Spray dryer & Cyclon Tabel LA-21. Neraca Energi keluar pada Spray dryer & Cyclon Tabel LA-22. Neraca Energi masuk pada Kondensor Tabel LA-23. Neraca Energi keluar pada Kondensor Tabel LB-1 Komposisin-pentana dalam produk lemak cokelat & tepung cokelat... Tabel LB-2 Komposisi cokelat pasta dalam tangki penampung Tabel LB-3 Komposisi campuran dalam tangki pencampur Tabel LB-4 Komposisi filtrat dalam separator Tabel LB-5 Data temperatur pada Heat exchanger Tabel LB-6 Data temperatur pada Kondensor Tabel LC-1 Perhitungan entalpi dalam penentuan tinggi menara pendingin... Tabel LD-1 Perincian harga bangunan... Tabel LD-2 Data Indeks Harga Chemical Engeneering (CE)... Tabel LD-3 Perkiraan Harga Peralatan Proses... Tabel LD-4 Perkiraan Harga Peralatan Utilitas... Tabel LD-5 Biaya Sarana Transportasi... Tabel LD-6 Perincian Gaji Pegawai... Tabel LD-7 Perincian Biaya Kas... LA-9 LA-10 LA-11 LA-14 LA-14 LA-15 LA-16 LA-17 LA-17 LA-18 LA-18 LA-19 LA-19 LA-22 LA-22 LA-23 LA-23 LB-2 LB-6 LB-10 LB-15 LB-18 LB-25 LC-18 LD-2 LD-3 LD-6 LD-7 LD-9 LD-12 LD-13 ix

8 Tabel LD-8 Perincian Modal Kerja... Tabel LD-9 Perkiraan Biaya Depresiasi... Tabel LD-10 Nilai Perhitungan IRR... LD-15 LD-16 LD-22 x

9 DAFTAR GAMBAR Gambar 5.1. Instrumen pada Tangki penyimpan... V-4 Gambar 5.2. Instrumentasi pada Tangki berpengaduk... V-4 Gambar 5.3. Instrumentasi pada Tangki berpengaduk & koil... V-5 Gambar 5.4. Instrumentasi pada Evaporator... V-5 Gambar 5.5. Instrumen pada Pompa... V-5 Gambar 5.6. Instrumentasi pada Kondensor... V-6 Gambar 5.7. Instrumentasi pada Heat exchanger... V-6 Gambar 5.8. Instrumentasi pada Spray drayer... V-7 Gambar 6.1. Proses Pengolahan limbah... VI-12 Gambar 7.1. Struktur Organisasi... VII-9 Gambar 8.1. Tata Letak Pabrik... VIII-5 Gambar LB.1 Ukuran Tangki... LB-3 Gambar LB.2 Ukuran Tutup Tangki... LB-5 Gambar LC.1 Grafik Entalpi dan Temperatur Cairan pada Cooling Tower (CT)... LC- 17 Gambar LC.2 Kurva Hy terhadap 1/(Hy*-Hy)... LC- 18 Gambar LD.1.Grafik Break Event Point... LD-23 vii

10 INTISARI Pabrik pembuatan Lemak Cokelat dari Biji Cokelat Kering Hasil Fermentasi ini direncanakan berkapasitas produksi Lemak Cokelat ton/tahun. Biji cokelat kering hasil fermentasi yang digunakan untuk proses produksi per jamnya adalah sebesar 3865,49 kg. Lokasi pabrik direncanakan di Sei Alim Asah Kabupaten Asahan Sumatera Utara yang dekat dengan bahan baku yaitu Perkebunan Kakao dan dekat dengan pasar yaitu pelabuhan laut Kuala Tanjung, dengan luas areal pabrik 9300 m 2. Pabrik ini direncanakan mengunakan metode leaching. Biji cokelat dipisahkan antara kulit dan keping biji, keping biji dihaluskan dan dipanaskan kemudian dilarutkan dalam n-pentana, dengan penekanan dipisahkan filtrat dan cake, memisahkan air dari filtrat, lalu di uapkan untuk memisahkan lemak dengan n-pentana, dan cake keringkan untuk memisahkan n-pentana dengan tepung cokelat. Tenaga kerja yang dibutuhkan dalam pengoperasian pabrik ini berjumlah 124 orang karyawan dengan bentuk badan usaha adalah Perseroan Terbatas (PT) dan struktur organisasi berbentuk sistem garis. Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik ini adalah sebagai berikut: a. Total modal investasi : Rp ,- b. Biaya Produksi (per tahun) : Rp ,- c. Hasil penjualan (per tahun) : Rp ,- d. Laba bersih : Rp ,- e. Profit Margin (PM) : 28,41 % f. Break Even Point (BEP) : 16,36 % g. Return on Investment (ROI) : 39,4 % h. Pay Out Time (POT) : 2,5 tahun i. Return on Network (RON) : 65,58 % j. Internal Rate of Return (IRR) : 48,12 % iii

11 Berdasarkan data-data di atas maka dapat disimpulkan bahwa perancangan pabrik pembuatan Lemak Cokelat dari Biji Cokelat Kering Hasil Fermentasi ini layak untuk didirikan. iv