RENDY RAMADHAN SYAHPUTRA

PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN ETANOL DARI UBI KAYU DENGAN KAPASITAS 90.000 kl/tahun TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia Oleh : RENDY RAMADHAN SYAHPUTRA 080405068 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

KATA PENGANTAR Syukur alhamdulillah penulis ucapkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan anugerah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Kapasitas 90.000 kl/tahun. Tugas Akhir ini dikerjakan sebagai syarat untuk kelulusan dalam sidang sarjana. 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, M.Sc sebagai Dosen Pembimbing I yang telah memberikan arahan 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 Dr. Ir. Irvan, MSi sebagai Ketua Departemen Teknik Kimia FT USU. 4. Ibu Ir. Renita Manurung, MT sebagai Koordinator Tugas Akhir Departemen Teknik Kimia FT USU. 5. Seluruh Dosen Pengajar Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan ilmu kepada penulis selama menjalani studi. 6. Para pegawai administrasi Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan bantuan kepada penulis selama mengenyam pendidikan di Deparetemen Teknik Kimia. 7. Dan yang paling istimewa Orang tua penulis yang tidak pernah lupa memberikan motivasi dan semangat kepada penulis. 8. Teman seperjuangan Edwin Fauzi sebagai partner penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. 9. Teman-teman angkatan 08 dan adik-adik junior angkatan 09 dan 10. 10. Seluruh Pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu namanya yang juga turut memberikan bantuan kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

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, April 2011 Penulis, Rendy Ramadhan Syahputra 080405068

INTISARI Pra rancangan pabrik pembuatan etanol ini dilatarbelakangi karena tersedianya bahan baku yang melimpah untuk memproduksi etanol dimana kebutuhan dalam negeri yang belum mencukupi. Etanol diperoleh melalui reaksi glukosa dengan saccharomyces cerevisiae di dalam fermentor pada kondisi anaerob dengan suhu 30 o C dengan penambahan nutrisi (NH 4 ) 2 SO 4 dan ph diatur menjadi 5 dengan penambahan H 2 SO 4. Pabrik pembuatan etanol ini direncanakan berproduksi dengan kapasitas 90.000 kl/tahun dengan masa kerja 330 hari dalam satu tahun. Lokasi pabrik direncanakan di kota Luwuk Sulawesi Tengah persisnya di dekat Sungai Lobu, dengan luas areal 7850 m 2. Tenaga kerja yang dibutuhkan 147 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang Direktur dengan struktur organisasi sistem garis. Hasil analisa ekonomi Pabrik Pembuatan Etanol ini adalah sebagai berikut: Modal Investasi : Rp 567.637.870.221,- Biaya Produksi : Rp 916.577.632.567,- Hasil Penjualan : Rp 1.064.999.992.320,- Laba Bersih : Rp 103.376.173.568,- Profit Margin : 13,87 % Break Even Point : 30,30 % Return on Investment : 18,21 % Return on Network : 30,35 % Pay Out Time : 5,4 tahun Internal Rate of Return : 21,88 % Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik Pembuatan Etanol dari Ubi Kayu ini layak untuk didirikan.

DAFTAR ISI Hal KATA PENGANTAR... i INTISARI... iii DAFTAR ISI... iv DAFTAR TABEL... vi DAFTAR GAMBAR... xiii BAB I PENDAHULUAN... I-1 1.1 Latar Belakang... I-1 1.2 Perumusan Masalah... I-2 1.3 Tujuan Pra Rancangan Pabrik... I-2 1.3 Maksud Pra Rancangan Pabrik... I-2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... II-1 2.1 Ubi Kayu... II-1 2.2 Etanol... II-3 2.3 Kegunaan Etanol... II-9 2.4 Deskripsi Proses... II-9 BAB III NERACA MASSA... III-1 BAB IV NERACA PANAS... IV-1 BAB V SPESIFIKASI PERALATAN... V-1 BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA... VI-1 6.1 Instrumentasi... VI-1 6.2 Ruangan Pengendali (Control Room)... VI-8 6.3 Keselamatan Kerja... VI-8 BAB VII UTILITAS... VII-1 7.1 Kebutuhan Air... VII-1 7.1.1 Screening... 7.1.2 Pengendapan... 7.1.3 Klarifikasi... 7.1.4 Filtrasi... 7.1.5 Demineralisasi...

7.1.6 Deaerator... 7.2 Kebutuhan Listrik... VII-2 7.3 Kebutuhan Bahan Bakar... VII-9 7.4 Spesifikasi Peralatan Utilitas...VII-10 7.5 Unit Pengolahan Limbah... VII-10 BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK... VIII-1 8.1 Lokasi Pabrik... VIII-1 8.2 Lay Out Pabrik... VIII-2 BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN... IX-1 9.1 Organisasi Perusahaan... IX-1 9.1.1 Bentuk Organisasi Garis... 9.1.2 Bentuk Organisasi Fungsional... 9.1.3 Bentuk Organisasi Garis dan Staf... 9.1.4 Bentuk Organisasi Fungsional dan Staf... 9.2 Manajemen Perusahaan... IX-1 9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha... IX-2 9.4 Uraian Tugas, Wewenang, dan Tanggung Jawab... IX-3 9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS)... 9.4.2 Direktur... 9.4.3 Sekretaris... 9.4.4 Manajer Pemasaran... 9.4.5 Manajer Keuangan... 9.4.6 Manajer Personalia... 9.4.7 Manajer Produksi... 9.4.8 Kepala Bagian Pembelian dan Penjualan... 9.4.9 Kepala Bagian Pembukuan dan perpajakan... 9.4.10 Kepala Bagian Kepegawaian dan Humas... 9.4.11 Kepala Bagian Mesin dan Listrik... 9.4.12 Kepala Bagian Proses... 9.5 Sistem Kerja... IX-8 9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan... IX-10

9.7 Sistem Penggajian... 9.8 Kesejahteraan Karyawan... BAB X ANALISA EKONOMI... X-1 10.1 Modal Investasi... X-1 10.1.1 Modal Investasi Tetap / Fixed Capital Investment (FCI) 10.1.2 Modal Kerja / Working Capital (WC)... 10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC)... X-4 10.2.1 Biaya Tetap / Fixed Cost (FC)... 10.2.2 Biaya Variabel (BV) / Variable Cost (VC)... 10.3 Total Penjualan (Total Sales)... X-5 10.4 Bonus Perusahaan... X-5 10.5 Perkiraan Rugi/Laba Perusahaan... X-5 10.6 Analisa Aspek Ekonomi... X-5 10.6.1 Profit Margin (PM)... 10.6.2 Break Even Point (BEP)... 10.6.3 Return on Investment (ROI)... 10.6.4 Pay Out Time (POT)... 10.6.5 Return on Network (RON)... 10.6.6 Internal Rate of Return (IRR)... BAB XI KESIMPULAN... XI-1 DAFTAR PUSTAKA... xiv 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 Hal Tabel 1.1 Data produksi ubi kayu di Sulawesi - Tengah... II-2 Tabel 2.1 Komposisi unsur nutrisi ubi kayu (per 100 gram)... III-1 Tabel 3.1 Neraca Massa Bak Pencuci (BP-01)... III-1 Tabel 3.2 Neraca Massa Tangki Pemasak (TP-01)... III-2 Tabel 3.3 Neraca Massa Fermentor (TF-01)... III-2 Tabel 3.4 Neraca Massa Rotary Drum Vacum Filter (RDVF-01)... III-3 Tabel 3.5 Neraca Menara Destilasi (MD-01)... III-3 Tabel 4.1 Neraca Panas Pada Tangki Pemasak (TP-01)... IV-1 Tabel 4.2 Neraca Panas Pada Cooler (CO-01)... IV-1 Tabel 4.3 Neraca Panas Pada Fermentor (TF-01)... IV-2 Tabel 4.4 Neraca Panas Pada Kondensor (CD-01)... IV-2 Tabel 4.5 Neraca Panas Pada Reboiler (RB-01)... IV-2 Tabel 6.1 Daftar penggunaan instrumentasi pada pra rancangan pabrik pembuatan etanol... VI-2 Tabel 7.1 Kebutuhan air pendingin pada berbagai alat... VII-1 Tabel 7.2 Kebutuhan Uap sebagai media pemanas pada berbagai alat... VII- 2 Tabel.7.3 Sifat fisika Air Sungai Lobu... VII- 3 Tabel.7.4 Kandungan bahan kimia dalam Air Sungai Lobu... VII- 3 Tabel 7.5 Perincian Kebutuhan Listrik... VII- 4 Tabel 7.6 Kelebihan dan keterbatasan pengolahan air limbah dengan kolam stabilisasi Tabel 8.1 Perincian Luas Lokasi Pabrik... IX-8 Tabel 9.1 Jadwal Kerja Karyawan Shift... LA-3 Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya... LA-4 Tabel 9.3 Gaji Karyawan... LA-6 Tabel LA.1 Neraca Massa Bak Pencuci (BP-01)... LA-7 Tabel LA.2 Neraca Massa Tangki Pemasak (TP-01)... LA-10 Tabel LA.3 Neraca Massa Fermentor (TF-01)... LA-12 Tabel LA.4 Neraca Massa Rotary Drum Vacum Filter (RDVF-01)... LA-13

Tabel LA.5 Neraca Menara Destilasi (MD-01)... LA-14 Tabel LB.1 Neraca Panas Tangki Pemasak (TP-01)... LB-3 Tabel LB.2 Neraca Panas Cooler (CO-01)... LB- 4 Tabel LB.3 Neraca Panas Fermentor (TF-01)... LB-4 Tabel LB.4.3 Neraca Energi Pada Kondensor (CD-01)...... LB-5 Tabel LB.4.4 Neraca Energi Pada Reboiler (RB-01)... LB-6 Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan dan Sarana Lainnya... LE-1 Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift... LE-3 Tabel LE.3 Daftar Harga Peralatan Proses... LE-6 Tabel LE.4 Daftar Harga Alat Utilitas... LE-7 Tabel LE.5 Daftar Harga Peralatan yang Dibuat Di tempat... LE-10 Tabel LE.6 Biaya Sarana Transportasi... LE-13 Tabel LE.7 Perincian Gaji Pegawai... LE-15 Tabel LE.8 Perincian Biaya Kas... LE-17 Tabel LE.9 Perincian Modal Kerja... LE-18 Tabel LE.10 Aturan depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No. 17 Tahun 2000... LE-19 Tabel LE.11 Perhitungan Biaya Depresiasi sesuai UU RI No. 17 Tahun 2000. LE-27 Tabel L.E 12 Data Perhitungan Internal Rate Of Return (IRR)...

DAFTAR GAMBAR Hal Gambar 2.2 Flowsheet Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etanol... II-12 Gambar 7.1 Proses pengolahan limbah... VII-31 Gambar 7.2 Gambar 7.2 Bermacam konfigurasi kolam stabilisasi... Gambar 7.3 Diagram Alir Proses Pengolahan Air Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etanol... Gambar 8.1 Tata letak Pra-rancangan Pabrik Pembuatan Etanol... VIII-5 Gambar 9.1 Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik Pembuatan Etanol... IX-11 Gambar LD.1 Sketsa sebagian bar screen, satuan mm (dilihat dari atas)...... LD-1 Gambar LD.2 Sketsa perancangan pengaduk... LD-15 Gambar LD.3 Sketsa perancangan sand filter... LD-31 Gambar LD.4 Siklus unit pendinginan... Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Sebuah Tangki...LE-5 Gambar LE.2 Skema Break Even Point Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Kapasitas 90.000 kl/tahun....le-28