PRARENCANA PABRIK PRARENCANA PABRIK BIOJET DARI LIMBAH PENYAMAKAN KULIT DENGAN PROSES DEKARBOKSILASI KATALITIK PADA TEKANAN TINGGI

Transkripsi

1 PRARENCANA PABRIK PRARENCANA PABRIK BIOJET DARI LIMBAH PENYAMAKAN KULIT DENGAN PROSES DEKARBOKSILASI KATALITIK PADA TEKANAN TINGGI Diajukan oleh: Reinard Dona Tiono NRP: Mario Arista Martin NRP: JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS KATOLIK WIDYA MANDALA SURABAYA 2014

2

3

4 LEMBAR PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa laporan prarencana pabrik ini benar-benar merupakan hasil karya saya sendiri dan bukan merupakan hasil karya orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya, kecuali dinyatakan dalam teks. Seandainya diketahui bahwa laporan prarencana pabrik ini ternyata merupakan hasil karya orang lain, maka saya sadar dan menerima konsekuensi bahwa laporan prarencana pabrik ini tidak dapat saya gunakan sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik. Surabaya, 21 Januari 2014 Mahasiswa yang bersangkutan, Reinard Dona Tiono

5 LEMBAR PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa laporan prarencana pabrik ini benar-benar merupakan hasil karya saya sendiri dan bukan merupakan hasil karya orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya, kecuali dinyatakan dalam teks. Seandainya diketahui bahwa laporan prarencana pabrik ini ternyata merupakan hasil karya orang lain, maka saya sadar dan menerima konsekuensi bahwa laporan prarencana pabrik ini tidak dapat saya gunakan sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik. Surabaya, 21 Januari 2014 Mahasiswa yang bersangkutan, Mario Arista Martin

6 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena telah melimpahkan rahmat karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Prarencana Pabrik Biojet dari Limbah Penyamakan Kulit dengan Proses Dekarboksilasi Katalitik Pada Tekanan Tinggi. Prarencana pabrik ini merupakan salah satu tugas yang harus diselesaikan guna memenuhi persyaratan yang harus ditempuh dalam kurikulum pendidikan tingkat Strata 1 (S-1) di Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya. Penulis menyadari bahwa dalam proses penyusunan laporan prarencana pabrik ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada: 1. Ir. Suryadi Ismadji, MT., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya dan selaku dosen pembimbing yang telah meluangkan waktu, tenaga, pikiran, dan perhatiannya dalam memberikan bimbingan sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan prarencana pabrik ini. 2. Aning Ayucitra, S.T.,M.Eng.Sc selaku Wakil Dekan Fakultas Teknik Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya dan selaku dosen pembimbing yang telah meluangkan waktu, tenaga, pikiran, dan perhatiannya dalam memberikan bimbingan sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan prarencana pabrik ini. 3. Orang tua, keluarga dan orang-orang terdekat yang tak henti-hentinya selalu mendukung dan memberi semangat dan doa. 4. Teman-teman mahasiswa Jurusan Teknik Kimia Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya, khususnya angkatan 2010.

7 5. Semua pihak baik secara langsung maupun tidak langsung turut memberikan dukungan dan bantuan selama penyusunan prarencana pabrik ini. Penyusun menyadari bahwa laporan ini masih memiliki kekurangan, sehingga penyusun menerima kritik dan saran yang bersifat membangun untuk perbaikan laporan ini. Akhirnya, penyusun berharap supaya laporan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang memerlukan. Surabaya, 21 Januari 2014 Penulis

8 DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN... ii LEMBAR PERNYATAAN... iv KATA PENGANTAR... vi DAFTAR ISI... viii INTISARI....xiii BAB I PENDAHULUAN... I-1 BAB II URAIAN DAN PEMILIHAN PROSES... II-1 BAB III NERACA MASSA... III-1 BAB IV NERACA PANAS... IV-1 BAB V SPESIFIKASI PERALATAN... V-1 BAB VI LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK... VI-1 VI.1. Lokasi... VI-1 VI.2. Tata Letak Pabrik... VI-4 BAB VII UTILITAS DAN PENGOLAHAN LIMBAH... VII-1 BAB VIII DESAIN LOGO DAN KEMASAN... VIII-1 VIII.1. Desain Produk... VIII-1 VIII.2. Spesifikasi Produk... VIII-1 VIII.2. Standarisasi Mutu... VIII-1 BAB IX STRATEGI PEMASARAN... IX-1 BAB X STRUKTUR ORGANISASI... X-1 BAB XI ANALISA EKONOMI... XI-1 XI.1. Penentuan Modal Total/Total Capital Invesment (TCI)... XI-1 XI.2. Penentuan Biaya Produksi Total/Total Production Cost (TPC)... XI-3 XI.3. Analisa Ekonomi dengan Metode Discounted Cash Flow... XI-3 XI.4. Perhitungan Rate of Return Investment (ROR)... XI-8 XI.5. Perhitungan Rate of Equity Investment (ROE)... XI-9 XI.6. Waktu Pengembalian Modal (POT)... XI-10 XI.7. Penentuan Titik Impas / Break Even Point (BEP)... XI-12 XI.8. Analisa Sensitivitas... XI-13 BAB XII DISKUSI DAN KESIMPULAN... XII-1 XII.1. Diskusi... XII-1 XII.2. Kesimpulan... XII-3 DAFTAR PUSTAKA... DP-1

9 DAFTAR GAMBAR Gambar I.1 Grafik Komoditi Kulit di Indonesia... I-2 Gambar I.2 Grafik penerbangan jarak yang ditempuh40 tahun di Dunia... I-7 Gambar II.1 Hidrolisa kimiawi dengan katalis asam... II-1 Gambar II.2 Mekasnisme hidrolisa dengan enzim lipase... II-3 Gambar II.3 Proses Tradisional Proses Rendering II-5 Gambar II.4 Alat untuk Proses Rendering... II-6 Gambar II.5 Mekanisme sintesis barton..ii-7 Gambar VI.1 Lokasi CV.Avtan Indonesia.VI-1 Gambar VI.2 Denah pabrik... VI-4 Gambar VI.5 Denah ruang proses.vi-9 Gambar VII-1. Trash Screen di sungai Cirarap..VII-2 Gambar VII-2. Figur aliran pompa dari bak primary water treatment.....vii-5 Gambar VII-3. Alat portable scale remover yang berisi resin kation/anion....vii-5 Gambar VIII.1 Drum Biojet. VIII-2 Gambar VIII.2 Logo Perusahaan. VIII-2 Gambar X. 1 Struktur Organisasi PT. CM-D X-10 Gambar XI. 1 Hubungan antara kapasitas produksi dan laba sesudah pajak XI-13

10 DAFTAR TABEL Tabel I.1 Properti Minyak Rendering Limbah Kulit Sapi I-1 Tabel I.2 Sifat sifat produk....i-5 Tabel I.3 Komposisi kimia bahan bakar jet I-6 Tabel I.4 Sifat Fisika dari Bahan Bakar jet I-6 Tabel I.5 Domestic Air Traffic Indonesia, I-8 Tabel VI.1. Dimensi dan Luasan Area Pabrik VI-1 Tabel VI.2. Keterangan Tata Letak Alat di Ruang Proses...VI-9 Tabel VII.1 Pembagian Kebutuhan Air VII-4 Tabel VIII. 1 Spesifikasi Barel....VIII-2 Tabel VII.2 Spesifikasi produk biojet.....viii-3 Tabel VIII. 1 Spesifikasi Barel....VIII-2 Tabel X. 1. Perincian Jumlah Karyawan.X-5 Tabel XI. 4 Rate of Return Investment (ROR) sebelum pajak XI-8 Tabel XI. 5 Rate of Return Investment (ROR) sesudah pajak XI-9 Tabel XI. 6 Rate of Equity Investment (ROE) sebelum pajak XI-10 Tabel XI. 7 Rate of Equity Investment (ROE) sesudah pajak XI-10 Tabel XI. 8 POT sebelum pajak XI-11 Tabel XI. 9 POT sesudah pajak XI-11 Tabel XI. 10. Penentuan BEP XI-12 Tabel XI. 11 Hubungan kenaikan persentase harga bahan baku terhadap BEP, ROR, ROE dan POT XI-13

11 INTISARI Limbah penyamakan kulit yang semakin hari semakin meningkat akibat peningkatan volume produksi kulit di Indonesia, memiliki potensi untuk dijadikan bahan baku biojet karena kaya akan lemak. Lemak yang terkandung dalam limbah padat penyamakan memiliki komposisi 80% massa dan panjang rantai karbon C14 sampai C20. Selama ini, jetfuel diproduksi dengan menggunakan petroleum hasil pengkilangan minyak bumi, dimana penggunaan petroleum akan mengakibatkan habisnya sumber daya alam tak terbarukan. Eksplorasi petroleum terus menerus menyebabkan kelangkaan sekaligus naiknya harga jetfuel di pasaran. Untuk mengimbangi kebutuhan jetfuel, penggunaan bahan bakar terbarukan sangat diperlukan. CV. Avtan Indonesia menyediakan bahan bakar pesawat alternatif dari limbah biomassa penyamakan kulit. Proses produksi diawali dengan rendering limbah padat penyamakan kulit yang diperoleh dari pabrik kulit di Tangerang. Kemudian minyak hasil rendering dihidrolisis dengan tekanan tinggi 70 bar dan suhu 300 o C selama 5 jam, guna memutuskan ikatan gliserida dari asam lemak rantai panjang pada molekul trigliserida. Setelah itu, asam lemak rantai panjang dipisahkan dan dikonversi menjadi hidrokarbon rantai lurus dengan katalis palladium. Selanjutnya, proses isomerisasi olefin dengan bantuan katalis molybdenum oksida didapuk sebagai proses finalisasi pembuatan biojet dari biomassa lemak hewani. Pabrik biojet menghasilkan gliserin non-food grade dengan kemurnian 99,8% sebagai produk samping proses hidrolisis, dan tiga jenis limbah yaitu gas pembakaran, limbah padat, dan limbah cair. Limbah cair meliputi air proses hidrolisis. Limbah cair yang mengandung organik biomassa dibuang ke situ penampungan CV.Avtan Indonesia untuk dilakukan proses penguraian senyawa organik oleh habitat alam situ penampungan. Limbah padat pabrik biojet terdiri dari limbah biomassa sisa rendering (seperti darah kering, daging, rambut kulit) dijadikan bahan bakar alternatif yang ikut terbakar bersama batubara, sedangkan limbah abu pembakaran ditimbun di lahan TPA yang terletak di belakang pabrik. Ringkasan eksekutif dari Prarencana Pabrik Biojet dari Limbah Penyamakan Kulit dengan Proses Dekarboksilasi Katalitik pada Tekanan Tinggi adalah sebagai berikut: Bentuk Perusahaan : Persekutuan Komanditer (CV) Produksi : Biojet Status Perusahaan : Swasta Kapasitas produksi Biojet : ton/tahun Kapasitas produksi Gliserin : ton/tahun Hari Kerja Efektif : 300 hari/tahun Sistem Operasi : Batch Bahan baku Limbah Padat Penyamakan Kulit : ,87 Kg/ tahun Air Demineralisasi : Kg/tahun Katalis Hydrotalcite MG67 : ,13 Kg/tahun Katalis Palladium : 8.881,92 Kg/tahun Katalis MoO3 : 8.881,92 Kg/tahun

12 Toluena : ,59 Kg/tahun Produk Biojet : kg per tahun Harga Jual : Rp ,00 /liter Gliserin : kg per tahun Harga Jual : Rp ,00 /liter Utilitas Air Proses : liter/minggu Air Sanitasi : liter/minggu Air Minum : 938 liter/minggu Air Pendingin : liter/minggu Batubara : 402 kg/hari Solar : 130 liter/tahun Listrik terpasang : 401,23 kw Listrik terpasang : 6.067,4669 kw Jumlah tenaga kerja : 67 orang Lokasi pabrik : Desa Cirarab Kawasan Industri Tangeran Banten Luas pabrik : 2148 m2 Dari hasil analisa ekonomi yang telah dilakukan didapatkan : Fixed Capital Investment (FCI) : Rp. 58,650,724, Working Capital Investment (WCI) : Rp 69,000,851,984 Total Production Cost (TPC) : Rp 15,469,397,395 Penjualan per tahun : Rp ,00 Rate of Equity sebelum pajak : 13.48% Rate of Equity sesudah pajak : 7,75% Rate of Return sebelum pajak : 12,48% Rate of Return sesudah pajak : 7,73% Pay Out Time sebelum pajak : 6 tahun 9 bulan Pay Out Time sesudah pajak : 7 tahun 10 bulan Break Even Point (BEP) : 45,13%