PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN KAPPA KARAGENAN DARI KAPPAPHYCUS ALVAREZII DENGAN PROSES MURNI DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 6 TON/JAM TUGAS AKHIR Ditujukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia Oleh : JHON PRATAMA TARIGAN NIM : 040405019 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010
PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN KAPPA KARAGENAN DARI Kappaphycus alvarezii DENGAN PROSES MURNI KAPASITAS PRODUKSI 6 TON/JAM TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia Oleh : JHON PRATAMA TARIGAN NIM : 040405019 Diketahui, Telah Diperiksa/Disetujui, Koordinator Tugas Akhir Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II (Dr.Eng. Ir. Irvan, Msi) (Dr.Halimatuddahliana ST,MSc (Farida Hanum ST,MT) NIP : 19680820199501100 NIP. 197304081998022002 NIP. 197806102002122003 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Kuasa, atas berkat dan rahmatnya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Pra- Rancangan Pabrik Pembuatan Kappa Karagenan dari Kappaphycus alvarezii Dengan Proses Murni Kapasitas Produksi 6 ton/jam. Tugas Akhir ini disusun untuk melengkapi tugas-tugas dan merupakan salah satu syarat untuk mengikuti ujian sarjana pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Selama mengerjakan Tugas akhir ini penulis begitu banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Ibu Dr. Halimatuddahliana ST, MSc sebagai Dosen Pembimbing I yang telah membimbing dan memberikan masukan selama menyelesaikan tugas akhir ini. 2. Ibu Farida Hanum, ST, MT sebagai Dosen Pembimbing II yang telah memberikan arahan selama menyelesaikan tugas akhir ini. 3. Bapak Ir. Renita Manurung selaku Ketua Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik USU. 4. Bapak Dr. Ir. Irvan, MSi sebagai Koordinator Tugas Akhir Departemen Teknik Kimia FT USU. 5. Bapak dan Ibu dosen serta pegawai Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik USU
6. Dan yang paling istimewa Orang tua penulis yaitu Ibunda Asmawati br Sembiring dan Ayahanda Persadan Tarigan yang tidak pernah lupa memberikan motivasi dan semangat kepada penulis 7. Dan yang paling penulis cintai yaitu istri penulis Fiona Dora Polmanova Malau, STP, S.Pd yang telah memberikan motivasi dan semangat juga materil 8. Abang dan adik-adik tercinta yang selalu mendoakan dan memberikan semangat. 9. Teman-teman stambuk 04 tanpa terkecuali. Thanks buat kebersamaan dan semangatnya. 10. Serta pihak-pihak yang telah ikut membantu penulis namun tidak tercantum namanya. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan dan ketidaksempurnaan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya membangun demi kesempurnaan pada penulisan berikutnya. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Medan, 24 September 2010 Penulis Jhon Pratama Tarigan
INTI SARI Kappa Karagenan merupakan senyawa kimia yang diperoleh dari rumput laut yang direaksikan dengan KOH pada temperatur 75 0 C dan tekanan 1 atm. Pabrik pembuatan kappa karagenan ini memiliki kapasitas produksi 6 ton/tahun dengan massa kerja 330 hari dalam setahun. Lokasi pabrik direncanakan di daerah Labuhan, Propinsi Sumatera Utara dengan luas areal 30.000 m 2. Tenaga kerja yang dibutuhkan 180 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang Direktur dengan struktur organisasi garis dan staff. Analisa ekonomi: Modal investasi : Rp 2.054.897.964.784,- Biaya produksi : Rp 2.789.644.674.175,- Hasil penjualan : Rp 4.417.800.280.833,- Laba bersih : Rp 1.128.329.335.414,- Profit margin : 26,85 % Break Even Point : 14,40 % Return on Investment : 54,91 % Pay out time : 1,82 tahun Return on Network : 91,52 % Internal rate of return : 66 % Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik Kappa Karagenan dari rumput laut Kappaphycus alvarezii layak untuk didirikan.
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... i INTISARI... iii DAFTAR ISI... iv DAFTAR GAMBAR... ii DAFTAR DAFTAR TABEL... xii BAB I PENDAHULUAN... I-1 1.1 Latar Belakang... I-1 1.2 Perumusan Masalah... I-2 1.3 Tujuan Perencanaan... I-2 1.4 Manfaat... I-4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... II-1 2.1 Rumput Laut... II-1 2.2 Kandungan Rumput Laut... II-2 2.3 Karagenan... II-2 2.3.1 Jenis-Jenis Karagenan... II-3 2.3.2 Kegunaan Karagenan... II-4 2.4 Sifat-sifat bahan... II-5 2.4.1 Sifat-Sifat Bahan Baku... II-5 2.4.2 Sifat-Sifat Produk... II-6 2.5 Proses Pengolahan Kappa Karagenan... II-7 2.5.1 Proses Murni... II-7 2.5.2 Proses Semi Murni... II-7 2.6 Seleksi Proses... II-8 2.7 Deskripsi Proses... II-8 BAB III NERACA MASSA... III-1 BAB IV NERACA PANAS... IV-1
BAB V SPESIFIKASI PERALATAN... V-1 5.1 Gudang Penyimpanan Bahan Baku Rumput Laut (TT-101)... V-1 5.2 Knife Cutter (KC-101)... V-1 5.3 Tangki Pelarut (TP-101)... V-1 5.4 Tangki Penyimpanan KOH (TT-102)... V-2 5.5 Mixer (M-101)... V-3 5.6 Reaktor (R-101)... V-3 5.7 Filter Press (P-101)... V-4 5.8 Membran (MF-101)... V-5 5.9 Rotary Dryer (D-101)... V-5 5.10 Rotary Filter (P-201)... V-5 5.11 Precipitator (FG-201)... V-6 5.12 Membran (MF-201)... V-7 5.13 Rotary Dryer (D-201)... V-7 5.14 Tangki Penyimpanan Protein (TT-201)... V-7 5.15 Membran (MF-301)... V-8 5.16 Rotary Dryer (D-301)... V-8 5.17 Grinder (SR-301)... V-9 5.18 Tangki Penyimpanan Karagenan (TT-302)... V-9 5.18 Tangki Penyimpanan Larutan KOH (TT-104)... V-10 5.20 Gudang Penyimpan K 2 SO 4 (TT-103)... V-10 5.21 Pompa KOH (J-101)... V-11 5.22 Pompa Reaktor (J-102)... V-11 5.23 Pompa K 2 SO 4 (J-103)... V-11 5.24 Pompa Limbah (J-104)... V-11 5.25 Pompa Precipitator (J-105)... V-12 5.26 Pompa Recycle (J-106)... V-12 5.27 Pompa Protein (J-201)... V-12 5.28 Pompa Limbah 2 (J-202)... V-12 5.29 Pompa Karagenan (J-101)... V-13 5.30 Pompa Precipitator (J-204)... V-13 5.32 Screw Conveyor I (C-101)... V-13
5.33 Screw Conveyor 2 (C-102)... V-14 5.34 Screw Conveyor 3 (C-103)... V-14 5.35 Screw Conveyor 4 (C-104)... V-14 5.36 Screw Conveyor 5 (C-201)... V-15 5.37 Screw Conveyor 6 (C-202)... V-15 5.38 Screw Conveyor 7 (C-301)... V-15 5.39 Screw Conveyor8I (C-302)... V-16 5.40 Screw Conveyor 9 (C-303)... V-16 5.41 Bucket Elevator 1 (BE-101)... V-16 5.42 Bucket Elevator 2 (BE-102)... V-17 BAB VI INSTRUMENTASI PERALATAN... VI-1 6.1 Instrumentasi... VI-1 6.2 Keselamatan Kerja... VI-4 6.3 Keselamatan Kerja Pada Pabrik Pembuatan Kappa Karagenan.. VI-5 6.3.1 Pencegahan Terhadap Kebakaran dan Peledakan... VI-5 6.3.2 Peralatan Perlindungan Diri... VI-5 6.3.3 Keselamatan Kerja Terhadap Listrik... VI-6 6.3.4 Pencegahan Terhadap Gangguan Kesehatan... VI-6 6.3.2 Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis... VI-6 BAB VII UTILITAS... VII-1 7.1 Kebutuhan Uap (Steam)... VII-1 7.2 Kebutuhan Air... VII-2 7.2.1 Screening... VII-4 7.2.2 Klarifikasi... VII-4 7.2.3 Filtrasi... VII-5 7.2.4 Demineralisasi... VII-6 7.2.5 Deaerator... VII-10 7.3 Kebutuhan Bahan Kimia... VII-10 7.4 Kebutuhan Listrik... VII-10 7.5 Kebutuhan Bahan Bakar... VII-11
7.6 Spesifikasi Peralatan Utilitas... VII-12 7.6.1 Screening (SC)... VII-12 7.6.2 Bak Sedimentasi (BS)... VII-12 7.6.3 Tangki Pelarutan Alum [Al 2 (SO 4 ) 3 ] (TP-01)... VII-13 7.6.4 Tangki Pelarutan Soda Abu (Na 2 CO 3 )(TP-02)... VII-13 7.6.5 Clarifier (CL)... VII-14 7.6.6 Tangki Filtrasi (TF)... VII-14 7.6.7 Menara Air/Tangki Utilitas -01 (TU-01)... VII-15 7.6.8 Tangki Pelarutan Asam Sulfat ( H 2 SO 4 ) (TP-03)... VII-15 7.6.9 Penukar Kation /Cation Exchanger (CE)... VII-15 7.6.10 Tangki Pelarutan (NaOH) (TP-04)... VII-16 7.6.11 Tangki Penukar Anion (Anion Exchanger) (AE)... VII-16 7.6.12 Dearator (DE)... VII-17 7.6.13 Ketel Uap (KU)... VII-17 7.6.14 Tangki Pelarutan Kaporit [Ca(ClO) 2 ] (TP-05)... VII-17 7.6.15 Tangki Utilitas 02 (TU-02)... VII-18 7.6.16 Tangki Bahan Bakar (TB-01)... VII-18 7.6.17 Pompa Screening (PU-01)... VII-19 7.6.18 Pompa Sedimentasi (PU-02)... VII-19 7.6.19 Pompa Alum (PU-03)... VII-19 7.6.20 Pompa Soda Abu (PU-04)... VII-19 7.6.21 Pompa Clarifier (PU-05)... VII-20 7.6.22 Pompa Alum (PU-03)... VII-20 7.6.23 Pompa Cation Exchanger (PU-07)... VII-20 7.6.24 Pompa H 2 SO 4 (PU-10)... VII-20 7.6.25 Pompa Cation Exchanger 02 (PU-11)... VII-21 7.6.26 Pompa NaOH (PU-12)... VII-21 7.6.27 Pompa Anion Exchanger (PU-13)... VII-21 7.6.28 Pompa Deaerator (PU-08)... VII-21 7.6.29 Pompa Utilitas (PU-09)... VII-22 7.6.30 Pompa Kaporit (PU-14)... VII-22 7.6.31 Pompa Domestik (PU-15)... VII-22
7.6.30 Pompa Air Proses (PU-16)... VII-22 7.6.31 Pompa Bahan Bakar (PU-220)... VII-23 7.7 Unit Pengolahan Limbah... VII-24 7.7.1 Bak Penampungan... VII-24 7.7.2 Bak Pengedapan Awal... VII-24 7.7.3 Bak Netralisasi... VII-25 7.7.4 Pengolahan Limbah dengan System Activated Sludge (Lumpur Aktif)... VII-25 7.7.5 Tangki Sedimentasi... VII-26 7.7.6 Pompa Bak Penampungan (PL-01)... VII-26 7.7.7 Pompa Pengendapan Awal (PL-02)... VII-26 7.7.8 Pompa Bak Netralisasi (PL-03)... VII-27 7.7.9 Pompa Tangki Aerasi (PL-04)... VII-27 7.7.10 Pompa Tangki Sedimentasi (PL-05)... VII-27 BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK... VIII-1 8.1 Lokasi Pabrik... VIII-1 8.2 Perincian Luas Tanah... VIII-3 BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN... IX-1 9.1 Organisasi Perusahaan... IX-1 9.1.1 Bentuk Organisasi Garis... IX-2 9.1.2 Bentuk Organisasi Fungsional... IX-2 9.1.3 Bentuk Organisasi Garis dan Staf... IX-3 9.1.4 Bentuk Organisasi Fungsional Dan Staf... IX-3 9.2 Manajemen Perusahaan... IX-3 9.3 Bentuk Hukum dan Badan Usaha... IX-4 9.4 Uraian Tugas, Wewenang Dan Tanggung Jawab... IX-5 9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS)... IX-5 9.4.2 Dewan Komisaris... IX-5 9.4.3 Direktur... IX-5 9.4.4 Manajer Produksi... IX-6
9.4.5 Manajer Teknik... IX-6 9.4.6 Manajer Personalia dan Umum... IX-6 9.4.7 Manajer Administrasi dan Keuangan... IX-6 9.4.8 Manajer Pemasaran... IX-6 9.4.9 Manajer Riset dan Perkembangan... IX-6 9.4.10 Kepala Produksi... IX-7 9.4.11 Kepala Teknik... IX-7 9.4.12 Kepala Personalia... IX-7 9.4.13 Kepala Umum... IX-7 9.4.14 Kepala Administrasi... IX-8 9.4.15 Kepala Keuangan... IX-8 9.4.16 Kepala Pemasaran... IX-8 9.4.17 Kepala Riset... IX-8 9.4.18 Kepala Pengembang Perusahaan... IX-9 9.4.19 Sekretaris... IX-9 9.5 Sistem Kerja... IX-9 9.6 Jumlah Karyawan Dan Tingkat Pendidikan... IX-11 9.7 Kesejahteraan Karyawan... IX-12 BAB X ANALISA EKONOMI... X-1 10.1 Modal Investasi... X-1 10.1.1 Modal Investasi Tetap/ Fixed Capital Investmen (FCI).. X-1 10.1.2 Modal Kerja/ Working Capital (WC)... X-3 10.2 Biaya Produksi Total... X-4 10.2.1 Biaya Tetap (BT) / Fixed Cost (FC)... X-4 10.2.2 Biaya Variabel (BV))/ Variabel Cost (VC)... X-4 10.3 Total Penjualan (Total Sales)... X-5 10.4 Bonus Perusahaan... X-5 10.5 Perkiraan Rugi/ Laba Usaha... X-5 10.6 Analisa Aspek Ekonomi... X-5 10.6.1 Profit Margin (PM)... X-5 10.6.2 Break Evan Point (BEP)... X-6
10.6.3 Return On Investmen (ROI)... X-6 10.6.4 Pay Out Time (POT)... X-7 10.6.5 Return On Network (RON)... X-7 10.4.6 Internal Rate Of Return (IRR)... X-7 BAB XI KESIMPULAN... XI-1 DAFTAR PUSTAKA... DP-1