PENELUSURAN MODEL RANCANGAN PERCOBAAN TERSARANG UNTUK MENETAPKAN EKSISTENSI DARI DUA SCREW PRESS YANG TERPASANG DI PT. PP. LONDON SUMATERA INDONESIA, TBK TURANGEI PALM OIL MILL TANJUNG LANGKAT T U G A S S A R J A N A Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat-Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik oleh HENGKI GINTING NIM. 070423004 D E P A R T E M E N T E K N I K I N D U S T R I F A K U L T A S T E K N I K UNIVERSITAS SUMATERA UTARA M E D A N 2011
ABSTRAK PT. PP. London Sumatera Indonesia, Tbk, Turangei Palm Oil Mill merupakan perusahaan yang bergerak dibidang pengolahan kelapa sawit menjadi crude palm oil (CPO) dan palm kernel (PK). Dalam proses pengolahan CPO, hubungan strailezer erat kaitannya dengan proses pengempaan, sementara proses pemipilan hanya berperan secara mekanikal yakni membantu proses pelepasan buah dari tandannya. Jumlah minyak yang dihasilkan dari stasiun pengempaan sangat ditentukan oleh besarnya tekanan yang diberikan pada screw press, dan juga jumlah air pengencer yang ditambahkan sebagai liquiditas sehingga minyak terlepas dari fibre, sementara upaya penekanan buah sawit secara maksimal dapat menyebabkan jumlah biji sawit yang pecah meningkat dan mesin dapat rusak, oleh karena itu dicari jumlah oil loses maksimal yang terdapat pada fibre dan broken nut (biji pecah). Upaya untuk menurunkan oil loss dan broken nut melalui perubahan kondisi operasi mesin screw press seperti menaikkan tekanan screw press di unit proses pengepresan justru berakibat pada meningkatnya broken nut. Dimana dari kedua screw pres dengan kecepatan screw 11 rpm dan 12 rpm yang dioprasikan di harapkan dapat ditentukan variabel yang berpengaruh dalam interaksinya, sehingga untuk peningkatan kinerja dari sistem operasi dapat disimpulkan metode yang terbaik yang dipergunakan dalam proses. Sejumlah eksperimentasi akan dirancang unntuk menemukan variabel yang paling signifikan dalam interaksinya, melalui model rancangan percobaan tersarang (nested) Dari analisis dan pembahasan yang telah dilakukan maka diperoleh bahwa screw press dengan kecepatan 12 rpm lebih baik dari kecepatan screw press 11 rpm, (RJK 0,47) dimana hasil terbaik yang diperoleh terjadi pada saat penambahan air pengencer 95% dengan tekanan 35 bar dengan kadar oil loses dan broken nut masing-masing 4,05% dan BKN 7,06% Kata Kunci: ANAVA, Nested Experimental Design
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa, yang telah memberikan rahmat dan karunia-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Sarjana ini. Tugas Sarjana merupakan salah satu syarat akademis yang harus dipenuhi untuk menyelesaikan studi di Departemen Teknik Industri, Fakultas Teknik,. Penulis melakukan penelitian di PT. PP.London Sumatera Indonesia, Tbk Turangei Palm Oil Mill Tanjung Langkat dengan judul penelitian Penelusuran Model Rancangan Percobaan Tersarang Untuk Menetapkan Eksistensi Dari Dua Screw Press Yang Terpasang Di. PT. PP. Lonsum Tanjung Langkat. Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penulisan laporan ini, karena pengetahuan dan pengalaman penulis yang masih terbatas. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk menyempurnakan laporan ini. Akhir kata, penulis mengharapkan agar laporan Tugas Sarjana ini dapat memberikan manfaat baik bagi kita semua. Medan, Desember 2011 Penulis Hengki Ginting
UCAPAN TERIMAKASIH Dalam penulisan Tugas Akhir ini penulis telah mendapatkan bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, baik berupa materil, spiritual, informasi maupun administrasi. Oleh karena itu sudah selayaknya penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Orang Tua penulis (Drs.K. Ginting dan D. Br. Barus) dan saudara penulis (Duwika Br. Ginting, AMKeb) yang telah mendukung penulis dalam doa, dana dan semangat. 2. Bapak Ir. Abadi Ginting, SS, M.SIE selaku Dosen Pembimbing atas waktu, bimbingan, pengarahan, dan masukan yang diberikan kepada penulis selama penyelesaian Tugas Sarjana ini. 3. Ibu Ir. Khawarita Siregar, MT dan Bapak Ir. Ukurta Tarigan, MT selaku Ketua dan Sekertaris Departemen Teknik Industri, yang telah memberi izin pelaksanaan Tugas Sarjana ini dan dukungan serta perhatian yang diberikan kepada penulis. 4. Ir. Rosnani Ginting, MT selaku Ketua Bidang Rekayasa Sistem Manufaktur dan koordinator Tugas Akhir atas waktu, bimbingan, pengarahan, dan masukan yang diberikan kepada penulis dalam penentuan judul Tugas Sarjana ini. 5. Bapak Ir. Mangara M Tambunan, MT selaku koordinator Tugas Akhir atas waktu, pengarahan dan masukan dalam penentuan bidang keilmuan dari usulan judul Tugas Sarjana.
6. Ibu Ir. Dini Wahyuni, MT selaku dosen wali penulis, yang telah memberikan arahan dan bimbingan selama penulis mengikuti perkuliahan. 7. Segenap staff pegawai Departemen Teknik Industri atas bantuan selama pengurusan kelengkapan administrasi dalam melaksanakan Tugas Sarjana ini. 8. Pak Andi, Bambang dan Rangkuti selaku mentor lapangan selama melakukan penelitian di PT. PP. London Sumatera Indonesia, Tanjung Langkat. 9. Teman-teman stambuk 2007 ekstensi, Jhon Siringo-ringo, Friski, Salman dan teman-teman stambuk 2009 ekstensi, yang senantiasa menemani, memberikan semangat, masukan selama penulisan laporan Tugas Sarjana ini. 10. Dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Demikian penulis sampaikan untuk memulai pembahasan Tugas Sarjana ini. Dalam hal ini penulis menyadari bahwa Tugas Sarjana yang disajikan masih banyak kekurangan. Oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun. Semoga Tugas Sarjana ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua. Medan, Desember 2011 Penulis Hengki Ginting
DAFTAR ISI BAB LEMBAR JUDUL... LEMBAR PENGESAHAN... KATA PENGANTAR... UCAPAN TERIMA KASIH... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... i ii iii iv vi xi xiii xv I PENDAHULUAN... I-1 1.1. Latar Belakang... I-1 1.2. Rumusan Permasalahan... I-3 1.3. Tujuan... I-3 1.3.1. Tujuan Umum... I-3 1.3.2. Tujuan Khusus... I-3 1.4. Manfaat Penelitian... I-4 1.5. Pembatasan Masalah... I-4 1.6. Asumsi yang Digunakan... I-5 1.7. Sistematika Penulisan Tugas Sarjana... I-5
DAFTAR ISI (Lanjutan) BAB II GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN... II-1 2.1. Sejarah Perusahaan... II-1 2.2. Ruang Lingkup Bidang Usaha... II-3 2.3. Lokasi Perusahaan... II-3 2.4. Organisasi dan Manajemen Perusahaan... II-4 2.4.1. Struktur Organisasi Perusahaan... II-4 2.4.2. Uraian Tugas dan Tanggung Jawab... II-5 2.4.3. Jumlah Tenaga Kerja dan Jam Kerja... II-5 2.4.3.1. Tenaga Kerja... II-5 2.4.3.2. Jam Kerja... II-6 2.4.4. Sistem Pengupahan dan Fasilitas Lainnya... II-7 2.4.4.1. Sistem Pengupahan... II-7 2.4.4.2. Pelatihan Karyawan dan Fasilitas Lainnya... II-8 2.5. Proses Produksi... II-10 2.5.1. Standard Mutu Bahan atau Produk... II-11 2.5.2. Bahan yang digunakan... II-13 2.5.2.1. Bahan Baku... II-13 2.5.2.2. Bahan Penolong... II-14 2.5.2.2. Bahan Tambahan... II-15 2.5.3. Uraian Proses... II-15
DAFTAR ISI (Lanjutan) BAB 2.5.3.1. Stasiun Penerimaan Buah (Reception Station)... II-15 2.5.3.2. Stasiun Rebusan (Sterilizer Station)... II-18 2.5.3.3. Stasiun Pembantingan (Thressing)... II-21 2.5.3.4. Stasiun Pengepresan (Press Station)... II-24 2.5.3.5. Stasiun Klarifikasi (Clarification Station)... II-28 2.5.3.6. Oil Prosessing... II-33 2.5.3.7. Sludge Prosessing... II-37 2.5.3.8. Kernel Recovery Station... II-42 2.6. Mesin dan Peralatan... II-49 2.7. Utilitas... II-49 2.8. Sistem Pembangkit Tenaga Listrik... II-52 2.9. Work Shop (Bengkel)... II-55 2.10. Laboratorium... II-56 2.11. Safety and Fire Protection... II-58 2.12. Waste Treatment... II-60 III KERANGKA TEORITIS DAN KERANGKA KONSEPTUAL... III-1 3.1. Teori Mengenai Desain Eksperimen... III-1 3.1.1. Defenisi Desain Eksperimen... III-1
DAFTAR ISI (Lanjutan) BAB 3.1.2. Langkah-langkah Desain Eksperimen... III-2 3.1.3. Tujuan Desain Eksperimen... III-3 3.1.4. Prinsip Dasar Desain Eksperimen... III-4 3.1.4.1. Replikasi... III-6 3.1.4.2. Pengacakan... III-6 3.2. Kontrol Lokal... III-8 3.3. Eksperimen Faktorial... III-10 3.3.1. Model Tetap Desain Eksperimen Faktorial a x bc... III-10 3.3.2. Model Acak Desain Eksperimen Faktorial a x bc... III-12 3.3.3. Model Campuran Desain Eksperimen Faktorial a x b c... III-13 3.4. Eksperimen Faktorial Tersarang... III-17 3.4.1. Eksperimen Tersarang... III-17 3.4.2. Ekperimen Faktorial Tersarang... III-18 3.5. Rancangan Acak Lengkap (Fully Randomized Design, Completely Randomized Design)... VI-2 IV METODOLOGI PENELITIAN... IV-1 4.1. Lokasi Penelitian... IV-1 4.2. Jenis Penelitian... IV-1
DAFTAR ISI (Lanjutan) BAB 4.3. Variabel Penelitian... IV-1 4.4. Defenisi Operasional dan Teknik Pengukuran... IV-2 4.5. Desain Penelitian... IV-4 4.5.1. Disain Percobaan... IV-4 4.5.2. Metode Pengumpulan Data... IV-5 4.5.3. Metode Aalisa Data... IV-8 V PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA... V-1 5.1. Pengumpulan Data Kondisi Awal... V-1 5.2. Pengolahan Data... V-3 5.3. Perhitungan oil loses di Screw Press dengan Kecepatan 11 Rpm V-4 5.4. Perhitungan oil loses di Screw Press dengan Kecepatan 12 Rpm. V-8 VI ANALISA PEMECAHAN MASALAH... VI-1 6.1. Analisa Screw Press pada Kecepatan 11 rpm... VI-1 6.2. Analisa Screw Press pada Kecepatan 12 rpm... VI-1 6.3. Perbandingan antara Screw Press dengan Kecepatan 11 rpm dan 12 rpm... VI-2
DAFTAR ISI (Lanjutan) BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN... VII-1 7.1. Kesimpulan... VII-1 7.2. Saran... VII-2
DAFTAR TABEL TABEL 2.1. Pembagian Jabatan dan Jumlah Tenaga Kerja... II-5 2.2. Jam Kerja Karyawan di Turangei Palm Oil Mill... II-6 2.3. Spesifikasi Fraksi FFB Untuk Kematangan TBS... II-11 2.4. Recomandation Value Of Oil Analysis... II-12 2.5. Recomandation Value Of Clarification Station Analysis... II-12 2.6. Recomandation Value Of Pressing Station Analysis... II-12 2.7. Recomandation Value Of Kernel Station Analysis... II-13 2.8. Sumber Perkebunan TBS TPOM... II-14 2.9. Karakteristik Raw POME... II-61 2.10. Parameter Limbah Cair yang Diizinkan... II-64 3.1. EKT Untuk Eksperimen Faktorial a x b (n Observasi Tiap Sel) Model Tetap... III-11 3.2. EKT Untuk Eksperimen Faktorial a x b (n Observasi Tiap Sel) Model Acak... III-13 3.3. EKT Untuk Eksperimen Faktorial a x b (n Observasi Tiap Sel) Model III (A tetap, B acak)... III-14 3.4. EKT Untuk Eksperimen Jfaktorial a x b (n Observasi Tiap Sel) Model III (A acak, B tetap)... III-16 4.1. Pengumpulan Data Kondisi Awal... IV-5 5.1. Parameter Produksi PKS PT. TPOM... V-2 5.2. Data Operasional dan Oil Losses Periode Januari-Februari 2011... V-3
DAFTAR TABEL (Lanjutan) TABEL 5.3. Data Oil Loses Akibat Perbedaan Taraf Faktor... V-3 5.4. Jumlah Kehilangan Minyak dan Broken Nut... V-4 5.4. Daftar Analisa Varians... V-7 5.5. Jumlah Oil Losses dan Broken Nut... V-9 5.6. Daftar Analisa Varians... V-12 5.7. Perbandingan RJK Antara Kecepata Screw Press 11 rpm dan Screw Press 12 rpm... V-13
DAFTAR GAMBAR GAMBAR 2.1. Weighting Bridge... II-16 2.2. Loading Ramp... II-17 2.3. Lorry (Fruit Cage)... II-18 2.4. Hubungan antara Tekanan Steam dengan Steaming Time pada Proses Perebusan... II-19 2.5. Sterilizer... II-21 2.6. Tippler... II-22 2.7. Threser... II-23 2.8. Empty Bunch Hopper... II-24 2.9. Digester... II-26 2.10. Screw Press... II-28 2.11. Sand Trap Tank... II-30 2.12. Vibrating Screen... II-31 2.13. Dilution Crude Oil Tank... II-32 2.14. Clarifier Tank... II-33 2.15. Clean oil Tank... II-34 2.16. Vakum Dryer... II-36 2.17. Oil Storage Tank... II-37 2.18. Sludge Tank... II-38
DAFTAR GAMBAR (Lanjutan) GAMBAR 2.19. Sand Cyclone... II-39 2.20. Brush Strainer... II-40 2.21. Balance Tank... II-40 2.22. Sludge Centrifuge... II-42 2.23. CBC (Check Breaker Conveyor)... II-43 2.24. Fibre Cyclone... II-44 2.25. Depericarper... II-45 2.26. Ripple Mill... II-46 2.27. Winnowing System... II-47 2.28. Kernel Dryer... II-48 2.29. Bulking Silo... II-48 2.30. Sediment Pond (Pond S)... II-62 2.31. Acidification Pond (Pond A)... II-62 2.32. Anaerobic Pond (Pond C)... II-63 2.33. Facultative Pond (Pond D)... II-63 3.1. Kerangka Konseptual Penelitian... III-22 4.1. Hubungan Antar Variabel... IV-2 4.2. Block Diagram Metodologi Penelitian... IV-10 4.3. Bagan Alir Analisa Data Percobaan... IV-11
DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN 1. Struktur Organisasi PT. PP. London Sumatera Indonesia, Tbk Turangei Palm Oil Mill... L-1 2. Uraian Tugas dan Tanggung Jawab... L-2 3. Mesin dan Peralatan Produksi... L-5 4. Daftar Tabel F... L-30 5. Berita Acara Bimbingan Tugas Akhir... L-32 6. Surat Permohonan Tugas Sarjana... L-34 7. Surat Penjajakan... L-36 8. Surat Balasan dari Perusahaan... L-37 9. Surat Keputusan Tugas Sarjana... L-38