PRA RANCANGAN PABRIK PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN GLISEROL DARI CRUDE PALM OIL (CPO) DAN AIR DENGAN KAPASITAS 60.000 TON/TAHUN TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia Oleh : AGUSTIN MAROJAHAN BUTAR-BUTAR 080405078 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan anugerah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Crude Palm Oil (CPO) dan Air Dengan Kapasitas 60.000 Ton/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. Bapak Dr. Ir. Mhd Yusuf Ritonga, MT sebagai Dosen Pembimbing I yang telah memberikan arahan selama menyelesaikan tugas akhir ini. 2. Ibu Dr. Maulida, ST. M.Sc sebagai Dosen Pembimbing II yang telah memberikan arahan selama menyelesaikan tugas akhir ini. 3. Bapak Dr. Eng. 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. Saudari Ita Sri Dearna Saragih, SE yang bersedia menjadi tempat keluh kesah penulis dan terima kasih untuk motivasi juga pertolongannya selama menyelesaikan tugas akhir ini. 9. Sahabat Penulis Halim Cahjadi, ST dan Seto Pramana, ST yang selalu ada pada saat penulis membutuhkan pertolongan selama menyelesaikan tugas akhir ini. 10. Teman seperjuangan Irma Ika Nova sebagai partner penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
3 11. Teman-teman Teknik Kimia D4 stambuk 2005, teman- teman Reguler 08 dan Adik-adik junior stambuk 09 dan 10. 12. 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, 13 September 2011 Penulis, Agustin Marojahan 080405078
INTISARI Gliserol diperoleh melalui reaksi antara Crude Palm Oil (CPO) dan Air di dalam reaktor kolom hidrolisa pada temperatur dan tekanan yang tinggi. Pabrik pembuatan gliserol ini direncanakan berproduksi dengan kapasitas 60.000 ton/tahun dengan masa kerja 330 hari dalam satu tahun. Lokasi pabrik direncanakan di daerah Kawasan Industri Medan daerah Belawan Kotamadya Medan, Sumatera Utara, dengan luas areal 9500 m 2. Tenaga kerja yang dibutuhkan 145 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang Direktur dengan struktur organisasi sistem garis dan staf. Hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan gliserol ini adalah sebagai berikut: Modal Investasi : Rp 980.707.228.231,- Biaya Produksi : Rp 1.477.494.315.031,- Hasil Penjualan : Rp 1.873.800.095.904,- Laba Bersih : Rp 276.026.976.378,- Profit Margin : 21,04 % Break Even Point : 22,05 % Return on Investment : 28,15 % Return on Network : 46,91 % Pay Out Time : 3,55 tahun Internal Rate of Return : 36,55 Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik Pembuatan Gliserol dari Crude Palm Oil (CPO) dan Air ini layak untuk didirikan.
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... i INTISARI... iii DAFTAR ISI... iv DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR TABEL... ix BAB I PENDAHULUAN... I-1 1.1 Latar Belakang... I-1 1.2 Perumusan masalah... I-4 1.3 Tujuan Perancangan Pabrik... I-4 1.4 Manfaat Pra Rancangan Pabrik... I-4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... II-1 2.1 Minyak dan Lemak... II-1 2.1.1 Pengertian Minyak dan Lemak... II-1 2.1.2 Sifat- sifat Minyak dan Lemak... II-2 2.2 Gliserol... II-7 2.2.1 Kegunaan Gliserol... II-8 2.3 Sifat-sifat Bahan Baku dan Produk... II-9 2.3.1 Minyak Sawit (CPO)... II-9 2.3.2 Air (H 2 O)... II-10 2.3.3 Gliserol... II-10 2.4 Deskripsi Proses... II-12 2.4.1 Persiapan Bahan Baku... II-12 2.4.2 Proses Fat Splitting Column... II-12 2.4.3 Pemurnian Gliserol... II-13 BAB III NERACA MASSA... III-1 3.1 Kolom Hidrolisa (R-201)... III-1 3.2 Flash Tank Asam Lemak (FT-201)... III-1 3.3 Flash Tank Gliserol (FT-202)... III-2 3.4 Skimmer (SK-201)... III-2 3.5 Evaporator I (E-301)... III-2
3.6 Evaporator II (E-302)... III-3 BAB IV NERACA ENERGI... IV-1 4.1 Heater Air (HE-101)... IV-1 4.2 Heater CPO (HE-102)... IV-1 4.3 Kolom Hidrolisa (R-201)... IV-2 4.4 Flash Tank Asam Lemak (FT-201)... IV-2 4.5 Flash Tank Gliserol (FT-202)... IV-3 4.6 Skimmer (SK-201)... IV-3 4.7 Evaporator I (E-301)... IV-4 4.8 Evaporator II (E-302)... IV-4 4.9 Coller (CL-201)... IV-4 BAB V SPESIFIKASI PERALATAN... V-1 5.1 Tangki Bahan Baku Air (TK-101)... V-1 5.2 Tangki Bahan Baku CPO (TK-102)... V-1 5.3 Tangki Produk Asam Lemak (TK-301)... V-2 5.4 Tangki Penampungan CPO (TK-302)... V-3 5.5 Tangki Penampungan Gliserol (TK-303)... V-3 5.6 Heater Air (HE-101)... V-4 5.7 Heater CPO (HE-102)... V-4 5.8 Cooler (CL-201)... V-5 5.9 Kolom Hidrolisa (R-201)... V-5 5.10 Flash Tank Asam Lemak (FT-201)... V-6 5.11 Flash Tank Gliserol (FT-202)... V-6 5.12 Skimmer (SK-201)... V-7 5.13 Tangki Evaporator I (E-301)... V-7 5.14 Tangki Evaporator II (E-302)... V-8 5.15 Pompa Tangki Air (P-101)... V-9 5.16 Pompa Tangki CPO (P-102)... V-9 5.17 Pompa Heater Air (P-201)... V-9 5.18 Pompa Heater CPO (P-202)... V-10 5.19 Pompa Flash Tank Asam Lemak (P-203)... V-10 5.20 Pompa Flash Tank Gliserol (P-204)... V-10
5.21 Pompa Evaporator I (P-301)... V-10 5.21 Pompa Evaporator II (P-302)... V-11 BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA... VI-1 6.1 Instrumentasi... VI-1 6.2 Keselamatan Kerja... VI-8 BAB VII UTILITAS... VII-1 7.1 Kebutuhan Uap (Steam)... VII-1 7.2 Kebutuhan Air... VII-2 7.2.1 Screening... VII-6 7.2.2 Sedimentasi... VII-6 7.2.3 Koagulasi dan Flokulasi... VII-7 7.2.4 Filtrasi... VII-8 7.2.5 Demineralisasi... VII-9 7.2.6 Deaerator... VII-12 7.3 Kebutuhan Listrik... VII-13 7.4 Kebutuhan Bahan Bakar... VII-13 7.5 Unit Pengolahan Limbah... VII-15 7.5.1 Bak Penampungan (BP)... VII-16 7.5.2 Bak Sedimentasi (BS)... VII-16 7.5.3 Bak Netralisasi (BN)... VII-17 7.5.4 Pengolahan Limbah dengan Sistem Activated Sludge ( Lumpur Aktif)... VII-18 7.5.5 Tangki Sedimentasi... VII-21 7.6 Spesifikasi Peralatan Utilitas... VII-21 7.7 Spesifikasi Peralatan Pengolahan Limbah... VII-32 BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK... VIII-1 8.1 Lokasi Pabrik... VIII-1 8.2 Tata Letak Pabrik... VIII-6 8.3 Perincian Luas Tanah... VIII-7 BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN... IX-1 9.1 Organisasi Perusahaan... IX-1 9.2 Manajemen Perusahaan... IX-3
9.3 Bentuk Hukum dan Badan Usaha... IX-4 9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab... IX-6 9.5 Sistem Kerja... IX-8 9.6 Jumlah Karyawan dan tingkat Pendidikan... IX-9 9.7 Sistem Penggajian... IX-11 9.8 Fasilitas Tenaga Kerja... IX-12 BAB X ANALISA EKONOMI... X-1 10.1 Modal Investasi... X-1 10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/ Total Cost (TC)... 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 BAB XI KESIMPULAN... XI-1 DAFTAR PUSTAKA... xi LAMPIRAN A... LA-1 LAMPIRAN B... LB-1 LAMPIRAN C... LC-1 LAMPIRAN D... LD-1 LAMPIRAN E... LE-1
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Gambar 1.1 Rumus molekul gliserol I-1 Gambar 2.1 Struktur Trigliserida... II-1 Gambar 6.1 Instrumentasi Tangki Cairan... VI-6 Gambar 6.2 Instrumentasi Kolom Hidrolisa... VI-6 Gambar 6.3 Instrumentasi Flash Tank... VI-7 Gambar 6.4 Instrumentasi Heater dan Cooler... VI-7 Gambar 6.5 Instrumentasi Pompa... VI-8 Gambar.8.1 Tata Letak Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Gliserol... VIII-8 Gambar 9.1 Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik Pembuatan GliserolIX-13 Gambar LD.1 Sketsa Sebagian Bar Screen... LD-1 Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk tangki penyimpanan (Storage) dan tangki Pelarutan... LE-5 Gambar LE.2 Grafik BEP... LE-27
DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Kebutuhan gliserol... I-2 Tabel 1.2 Data Produksi dan Ekspor Minyak Kelapa Sawit... I-3 Tabel 2.1 Titik didih dan Titik cair asam-asam lemak jenuh dari minyak... II-3 Tabel 3.1 Neraca Massa Kolom Hidrolisa (R-201)... III-1 Tabel 3.2 Neraca Massa Flash Tank pada Asam Lemak (FT-201)... III-1 Tabel 3.3 Neraca Massa Flash Tank pada Gliserol (FT-202)... III-2 Tabel 3.4 Neraca Massa Skimmer (SK-201)... III-2 Tabel 3.5 Neraca Massa Evaporator I (E-301)... III-2 Tabel 3.6 Neraca Massa Evaporator II (E-302)... III-3 Tabel 4.1 Neraca Panas pada Heater Air (HE-101)... IV-1 Tabel 4.2 Neraca Panas pada Heater CPO (HE-202)... IV-1 Tabel 4.3 Neraca Panas pada Kolom Hidrolisa (R-201)... IV-2 Tabel 4.4 Neraca Panas pada Flash Tank Asam Lemak (FT-201)... IV-2 Tabel 4.5 Neraca Panas pada Flash Tank Gliserol (FT-202)... IV-3 Tabel 4.6 Neraca Panas pada Skimmer (SK-201)... IV-3 Tabel 4.7 Neraca Panas pada Evaporator I (E-301)... IV-4 Tabel 4.8 Neraca Panas pada Evaporator II (E-302)... IV-4 Tabel 4.9 Neraca Panas Cooler (CL-201)... IV-4 Tabel 6.1 Daftar Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Gliserol... VI-5 Tabel 7.1 Kebutuhan Uap Pabrik Pembuatan Gliserol... VII-1 Tabel 7.2 Kebutuhan Air Pendingin pada Alat... VII-2 Tabel 7.3 Kebutuhan Air Proses pada Alat... VII-3 Tabel 7.4 Pemakaian air untuk berbagai kebutuhan... VII-4 Tabel 7.5 Kualitas Air Sungai Deli Labuan, Medan... VII-5 Table 7.6 Perincian Kebutuhan Listrik... VII-13 Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah... VIII-7 Tabel 9.1 Jadwal Kerja Karyawan Shift... IX-9 Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya... IX-10 Tabel 9.3 Perincian Gaji Karyawan... IX-11 Tabel LA.1 Neraca Massa Kolom Hidrolisa (R-201)... LA-4
Tabel LA.2 Neraca massa pada Flash Tank Asam Lemak (FT-201)... LA-5 Tabel LA.3 Neraca Massa pada Flash Tank Gliserol (FT-202)... LA-6 Tabel LA.4 Neraca massa pada Skimmer (SK-201)... LA-7 Tabel LA.5 Neraca Massa Evaporator I (E-301)... LA-8 Tabel LA.6 Neraca Massa Evaporator II (E-302)... LA-9 Tabel LB.1 Neraca Energi pada Heater Air (HE-101)... LB-3 Tabel LB.2 Neraca Energi pada Heater CPO (HE-102)... LB-4 Tabel LB.3 Neraca Energi pada Kolom Hidrolisa (R-201)... LB-8 Tabel LB.4 Neraca Energi Flash Tank Asam Lemak (FT-201)... LB-10 Tabel LB.5 Neraca Energi Flash Tank Gliserol (FT-202)... LB-11 Tabel LB.6 Neraca Energi pada Skimmer (SK-201)... LB-13 Tabel LB.7 Neraca Energi Evaporator I (E-301)... LB-15 Tabel LB.8 Neraca Energi Evaporator II (E-302)... LB-17 Tabel LB.9 Neraca Energi Cooler (CL-201)... LB-18 Tabel LC.1 Komponen Bahan yang Terdapat Pada Evaporator I... LC-62 Tabel LC.2 Komponen Bahan yang Terdapat Pada Evaporator II... LC-66 Tabel LC.3 Komposisi Umpan Masuk Skimmer... LC-70 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-6 Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah... LE-7 Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi... LE-10 Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai... LE-13 Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas... LE-14 Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja... LE-16 Tabel LE.9 Aturan Depresiasi Sesuai UU Republik Indonesia No.17 Tahun 2000... LE-17 Tabel LE.10 Perhitungan Biaya Depresiasi Sesuai UU RI No. 17 Tahun 2000... LE-18 Tabel LE.11 Data Perhitungan BEP... LE-26 Tabel LE.12 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR)...LE-28