TUGAS PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN BIOETANOL DARI JERAMI PADI DENGAN PROSES FERMENTASI DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 1000 TON/ TAHUN

Transkripsi

1 TUGAS PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN BIOETANOL DARI JERAMI PADI DENGAN PROSES FERMENTASI DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 1000 TON/ TAHUN TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia Oleh : BUYUNG LEBU DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

2

3 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas berkat dan rahmatnya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Bioetanol dari Jerami Padi dengan Kapasitas 1000 Ton /tahun. Tugas rancangan pabrik ini disusun untuk melengkapi tugas-tugas dan merupakan salah satu syarat untuk mengikuti ujian sarjana pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik,. Dalam menyelesaikan tugas rancangan pabrik ini penulis banyak menerima bantuan, bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak, oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, Msi, Ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik,. 2. Ibu Dr.Ir.Fatimah, MT, Sekretaris Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik,. 3. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, Koordinator Tugas Akhir, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik,. 4. Ibu Dr.Ir.Fatimah, MT, selaku dosen pembimbing I dalam penyususnan tugas rancangan pabrik ini. 5. Orang tua kami para penulis yang selalu mengasihi, memberi semangat dan menjadi sumber inspirasi bagi penulis. 6. Saudara-saudara penulis yang selalu memberi semangat kepada penulis. 7. Bapak dan Ibu dosen Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas ii Sumatera Utara yang telah mengajarkan banyak pengetahuan kepada penulis. 8. Pegawai-pegawai Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. i 9. Patner atas kerjasamanya dalam penulisan tugas rancangan pabrik ini. 10. Sahabat-sahabat terbaik di Teknik Kimia, stambuk 2007 atas kebersamaan selama ini. 11. Senior di Teknik Kimia atas pinjaman buku dan saran selama penulisan tugas rancangan pabrik ini.

4 12. Junior di Teknik Kimia yang selalu memberikan dukungan dalam penulisan tugas rancangan pabrik ini. 13. Pihak-pihak yang telah membantu dalam penulisan tugas rancangan pabrik ini yang tidak dapat penulis sebutkan namanya satu persatu. Penulis menyadari Tugas Rancangan Pabrik ini masih banyak kekurangan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik demi kesempurnaan Tugas Rancangan Pabrik ini dimasa yang akan datang. Semoga Tugas Rancangan Pabrik ini bermanfaat bagi semua pihak. Terima kasih. Medan, Maret 2013 Penulis,

5 INTISARI Pembuatan bioetanol dilakukan dengan proses hidrolisis, fermentasi dan dilanjutkan dengan destilasi serta pervaporasi. Pabrik bioetanol dari jerami padi ini direncanakan berproduksi dengan kapasitas 1000 Ton/tahun dan beroperasi selama 330 hari dalam setahun. Pabrik ini diharapkan dapat menghasilkan bioetanol yang mampu memenuhi 5% kebutuhan pasar nasional. Penggunaan jerami padi yang merupakan limbah sebagai bahan baku bioetanol akan meningkatkan nilai ekonomi dari jerami padi. Lokasi pabrik direncanakan adalah di kota Langkat, Sumatera Utara dengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar m 2. Tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik adalah sebanyak 150 orang. Bentuk badan usaha yang direncanakan adalah Perseoran Terbatas (PT) dan bentuk organisasinya adalah organisasi garis dan staff. Hasil analisa ekonomi Pabrik Pembuatan Bioetanol sebagai berikut: Modal Investasi Total : Rp ,- Biaya Produksi : Rp ,- Hasil Penjualan : Rp ,-. Laba Bersih : Rp ,- Profit Margin : 24,87% Break Even Point : 48,41% Return on Investment : 24,57% Pay Out Time : 4,0695 tahun Return on Network : 40,96% Internal Rate of Return : 43,05% Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa pabrik pembuatan bioetanol ini layak untuk didirikan.

6 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... i INTISARI... iii DAFTAR ISI... iv DAFTAR GAMBAR... vi DAFTAR TABEL... vii BAB I PENDAHULUAN... I Latar Belakang... I Perumusan Masalah... I Tujuan... I Manfaat Pra Rancangan Pabrik... I-4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... II Jerami Padi... II Pemanfaatan Jerami Padi... II Etanol... II Pembuatan Bioetanol... II Deskripsi Proses... II Persiapan bahan baku... II-8

7 BAB III BAB IV NERACA MASSA... III-1 NERACA PANAS... IV-1 BAB V SPESIFIKASI PERALATAN... V-1 BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA... VI Instrumentasi... VI Keselamatan Kerja... VI-10 BAB VII UTILITAS... VII Kebutuhan Uap (Steam)... VII Kebutuhan Air... VII Kebutuhan Bahan Kimia... VII Kebutuhan Listrik... VII Kebutuhan Bahan Bakar... VII Unit Pengolahan Limbah... VII Spesifikasi Peralatan Utilitas... VII-16 BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK... VIII Lokasi Pabrik... VIII Tata Letak Pabrik... VIII Perincian Luas Tanah... VIII-5

8 BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN... IX Organisasi Perusahaan... IX Manajemen Perusahaan... IX Bentuk Hukum Badan Usaha... IX Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab... IX Sistem Kerja... IX Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan... IX Sistem Penggajian... IX Fasilitas Tenaga Kerja... IX-12 BAB X ANALISA EKONOMI... X Modal Investasi... X Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC)... X Total Penjualan (Total Sales)... X Bonus Perusahaan... X Perkiraan Rugi/Laba Usaha... X Analisa Aspek Ekonomi... X-5 BAB XI KESIMPULAN... XI-1 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

9 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 6.1 Diagram Blok Sistem Pengendalian Feedback... VI-4 Gambar 6.2 Sebuah Loop Pengendalian... VI-5 Gambar 6.3 Instrumentasi pada Alat... VI-9 Gambar 8.1 Tata Letak Pra Rancangan Pabrik Pembuatan BioetanolVIII-7 Gambar Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik Pembuatan Bioetanol... IX-13 Gambar LD.1... Sketsa Sebagian Bar Screen LD-2 Gambar LD.2... Grafik Entalpi dan Temperatur Cairan pada Water Cooling Tower (WCT)... LD-54 Gambar LD.3... Kurva Hy terhadap 1/(Hy* Hy) LD-55 Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage) dan Tangki Pelarutan... LE-5 Gambar LE.2 Harga Peralatan untuk Kolom Destilasi... LE-6 Gambar LE.3 Harga Tiap Tray dalam Kolom Destilasi... LE-7 Gambar LE.4... Grafik Break Even Point (BEP) LE-31

11 vi

12 DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Tabel 3.2 Tabel 3.3 Tabel 3.4 Tabel 3.5 Tabel 3.6 Tabel 3.7 Tabel 3.8 Tabel 3.9 Neraca Massa pada Unit Persiapan Bahan Baku... III-1 Neraca Massa pada Vibrating Screen (VS-104)... III-1 Neraca Massa pada Tangki Berpengaduk... III-1 Neraca Massa pada Reaktor Hidrolisa... III-2 Neraca Massa pada Filter Press I... III-4 Neraca Massa pada Menara Evaporator... III-5 Neraca Massa pada Mixer (M-230)... III-4 Neraca Massa pada Fermentor (R-270)... III-4 Neraca Massa pada Filter Press (FP-313)... III-5 Tabel 3.10 Neraca Massa pada Ultrafiltrasi (UF-310)... III-5 Tabel 3.11 Neraca Massa pada Kolom Destilasi (T-320)... III-5 Tabel 3.12 Neraca Massa pada Membran Pervaporasi (PV-340)... III-6 Tabel 4.1 Tabel 4.2 Tabel 4.3 Tabel 4.4 Tabel 4.5 Tabel 4.6 Neraca Panas Reaktor Berpengaduk (MT-118)... IV-1 Neraca Panas Reaktor Hidrolisis (R-211)... IV-1 Neraca Panas Cooler (E-212)... IV-2 Neraca Panas Mixer (M-219)... IV-2 Neraca Panas Fermentor (R-319)... IV-2 Neraca Panas Heater (E-411)... IV-3

13 Tabel 4.7 Tabel 4.8 Tabel 4.9 Tabel 6.1 Tabel 7.1 Tabel 7.2 Tabel 7.3 Tabel 7.4 Tabel 7.5 Tabel 8.1 Tabel 9.1 Tabel 9.2 Tabel 9.3 Neraca Panas Kondensor (E-415)... IV-3 Neraca Panas Reboiler (E-414)... IV-3 Neraca Panas Evaporator (FE-217)... IV-3 Daftar Penggunaan Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Bioetanol dari Jerami Padi... VI-9 Kebutuhan Steam Sebagai Media Pemanas... VII-1 Kebutuhan Air Pendingin pada Alat... VII-2 Kebutuhan Air Proses Pabrik Bioetanol... VII-4 Pemakaian Air Untuk Berbagai Kebutuhan... VII-4 Kualitas Air Sungai Blengking Kuala Madu... VII-5 Perincian Luas Areal Pabrik... VIII-5 Jadwal Kerja Karyawan Shift... IX-9 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya... IX-9 Perincian Gaji Karyawan... IX-11 Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan dan Sarana Lainnya... LE-1 Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift... LE-3 Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses... LE-8 Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan LimbahLE-10 Tabel LE-5 Biaya Sarana Transportasi... LE-13 Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai... LE-17

14 Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas... LE-18 Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja... LE-20 Tabel LE.9 Aturan depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No.17 Tahun LE-21 Tabel LE.10 Perhitungan Biaya Depresiasi sesuai UURI No.17 Tahun 2000 LE-22 Tabel LE.11 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) LE-3