LAPORAN TUGAS PRARANCANGAN PABRIK PRARANCANGAN PABRIK SIRUP GLUKOSA DARI TEPUNG TAPIOKA DAN AIR DENGAN PROSES HIDROLISIS ENZIM KAPASITAS 45.000 TON/TAHUN Oleh : Farikhah Zahrotus Syamsiyyah D 500 100 057 Dosen Pembimbing : M. Mujiburohman, Ph.D. Dr. Kusmiyati JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA SURAKARTA 2015
HALAMAN PENGESAHAN UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK KIMIA NAMA : Farikhah Zahrotus Syamsiyyah NIM : D 500 100 057 JUDUL TPP : Prarancangan Pabrik Sirup Glukosa dari Tepung Tapioka dan Air dengan Proses Hidrolisis Enzim Kapasitas 45.000 Ton/Tahun DOSEN PEMBIMBING : 1. M. Mujiburohman, Ph.D. 2. Dr. Kusmiyati Pembimbing I Menyetujui, Surakarta, April 2015 Pembimbing II M. Mujiburohman, Ph. D. NIK. 794 Mengetahui, Dr. Kusmiyati NIK. 683 Dekan Teknik Ketua Jurusan Teknik Kimia Ir. Sri Sunarjono, M.T., Ph.D. NIK. 682 Rois Fatoni, S.T., M.Sc., Ph.D. NIK.892
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK KIMIA PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR Saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama : Farikhah Zahrotus Syamsiyyah NIM : D 500 100 057 Program Studi : Teknik Kimia Judul Tugas Akhir : Prarancangan Pabrik Sirup Glukosa dari Tepung Tapioka dan Air dengan Hidrolisis Enzim Kapasitas 45.000 Ton/Tahun Menyatakan dengan sebenarnya bahwa hasil Tugas Akhir yang saya buat dan serahkan ini merupakan hasil karya saya sendiri, kecuali kutipan-kutipan dan ringkasan-ringkasan yang semuanya telah saya jelaskan sumbernya. Apabila Tugas Akhir ini merupakan jiplakan dan atau penelitian karya ilmiah lain, maka saya siap menerima sanksi baik secara akademis maupun hukum. Surakarta, 1 April 2015 Yang membuat pernyataan, Farikhah Zahrotus Syamsiyyah
INTISARI Sirup glukosa sejenis gula monosakarida digunakan dalam industri makanan dan farmasi. Pabrik sirup glukosa dari air dan tepung tapioka didirikan karena kebutuhan akan bahan tersebut semakin meningkat dari tahun ke tahun. Pabrik sirup glukosa ini dirancang untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri dan tidak menutup kemungkinan untuk diekspor. Pabrik sirup glukosa ini dirancang dengan kapasitas 45.000 ton per tahun yang beroperasi selama 330 hari per tahun. Proses pembuatan sirup glukosa ini menggunakan proses hidrolisis pati dengan perbandingan pati dan air = 1:3 Reaksi bersifat eksotermis dan dijalankan dalam reaktor RATB, fase padat-cair, irreversible serta kondisi operasi pada suhu 70 o C dan tekanan 1 atm. Pabrik sirup glukosa berkapasitas 45.000 ton/tahun ini membutuhkan bahan baku tepung tapioka sebanyak 5.681,8182 kg/jam, air sebanyak 17.045,4545 kg/jam, asam asetat sebanyak 0,1800 kg/jam dan enzim sebanyak 0,5000 kg/j. Utilitas pendukung proses meliputi penyediaan air sebesar 21.603,45 kg/jam yang diperoleh dari air sungai, penyediaan saturated steam sebesar 1.405,62 kg/jam, kebutuhan listrik diperoleh dari PLN dan generator set sebesar 802,312 kw. Pabrik ini direncanakan akan didirikan di kawasan industri kabupaten Lampung Tengah, provinsi Lampung dengan luas tanah 16.500 m 2 dan jumlah karyawan 118 orang. Dari analisis ekonomi, pabrik sirup glukosa ini membutuhkan modal tetap sebesar Rp 150.718.645.768 dan modal kerja sebesar Rp 58.248.123.071. Keuntungan sebelum pajak sebesar Rp 39.859.401.556/tahun. Keuntungan sesudah pajak sebesar Rp 29.894.551.167/tahun. Analisis kelayakan ini memberikan hasil bahwa Percent Return On Investment (ROI) sebelum pajak sebesar 26,45% dan setelah pajak sebesar 19,84%. Pay Out Time (POT) sebelum pajak sebesar 2,74 tahun sedangkan setelah pajak sebesar 3,35 tahun. Break Even Point (BEP) sebesar 44,21% dan Shut Down Point (SDP) sebesar 24,13% kapasitas. Discounted Cash Flow (DCF) sebesar 29,23%. Berdasarkan data kelayakan pabrik sirup glukosa dari air tepung tapioka menguntungkan dan layak untuk didirikan. iv
KATA PENGANTAR Bissmillahirrahmaanirrohim Assalamu alaikum Wr. Wb. Alhamdulillah, puji syukur ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan segala rahmat hidayah dan petunjuknya-nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan tugas akhir prarancangan pabrik kimia ini dengan baik. Tak lupa sholawat serta salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Nabi Besar Muhammad SAW, keluarga, sahabat dan seluruh pengikutnya. Tugas Prarancangan Pabrik Kimia merupakan tugas akhir yang harus diselesaikan oleh setiap mahasiswa Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta sebagai prasyarat untuk menyelesaikan jenjang studi sarjana. Dengan tugas ini diharapkan kemampuan penalaran dan penerapan teori-teori yang telah diperoleh selama kuliah dapat berkembang dan dapat dipahami dengan baik. Judul Tugas Akhir ini adalah Prarancangan Pabrik Sirup Glukosa dari Tepung Tapioka dan Air dengan Proses Hidrolisis Enzim Kapasitas 45.000 Ton/Tahun. Adanya prarancangan pabrik ini diharapkan dapat memperkaya alternatif industri masa depan bagi Indonesia. Penyelesaian penyusunan laporan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan dan bimbingan serta dorongan dari berbagai pihak. Melalui laporan ini penyusun ingin mengucapkan terima kasih yang tiada terhingga, terutama kepada : 1. Bapak Rois Fatoni, S.T., MSc., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Surakarta 2. M. Mujiburohman, Ph.D.. selaku Dosen Pembimbing I 3. Dr. Kusmiyati selaku Dosen Pembimbing II 4. Bapak dan Ibu Dosen Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Surakarta atas segala bimbingan dan arahannya 5. Bapak, Ibu dan adikku yang selalu mendoakan dan memberi semangat serta dukungannya v
6. Teman-teman Teknik Kimia UMS angkatan 2010. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan tugas akhir ini masih banyak terdapat kekurangan dan kesalahan, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik membangun demi kesempurnaan laporan ini. Dan semoga laporan ini bermanfaat bagi semua pihak. Akhir kata penulis mohon maaf apabila ada salah kata, dan terima kasih. Wassalamu alaikum Wr. Wb. Surakarta, April 2015 Penyusun vi
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... ii HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN... iii INTISARI... v KATA PENGANTAR... iv DAFTAR ISI... vii DAFTAR TABEL... ierror! Bookmark not DAFTAR GAMBAR... Error! Bookmark not BAB I PENDAHULUAN... Error! Bookmark not 1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik. Error! Bookmark not 1.2. Kapasitas Perancangan Pabrik... Error! Bookmark not 1.3. Lokasi Pabrik... Error! Bookmark not 1.4. Tinjauan Pustaka... Error! Bookmark not 1.4.1 Macam-macam Proses Pembuatan Sirup Glukosa (Glucose syrup)... Error! Bookmark not 1.4.2 Kegunaan Produk... Error! Bookmark not 1.4.3 Sifat Bahan Baku dan Produk... Error! Bookmark not 1.4.4 Tinjauan Proses Secara Umum... Error! Bookmark not BAB II DESKRIPSI PROSES... Error! Bookmark not 2.1. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk... Error! Bookmark not 2.2. Konsep Proses... Error! Bookmark not 2.3. Diagram Alir proses... Error! Bookmark not 2.4. Neraca Massa dan Panas... Error! Bookmark not 2.5. Tata Letak Peralatan... Error! Bookmark not BAB III SPESIFIKASI ALAT... Error! Bookmark not BAB IV UTILITAS... Error! Bookmark not 4.1. Unit Pendukung Proses... Error! Bookmark not 4.1.1. Unit pengadaan dan pengolahan air... Error! Bookmark not 4.1.2. Unit pengadaan listrik... Error! Bookmark not
4.1.3. Unit Pngolahan Limbah Cair... Error! Bookmark not 4.2. Laboratorium... Error! Bookmark not BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN... Error! Bookmark not 5.1. Bentuk Perusahaan... Error! Bookmark not 5.2. Struktur Organisasi... Error! Bookmark not 5.3. Sistem Kepegawaian dan Gaji Error! Bookmark not 5.4. Pembagian Jam Kerja... vii Error! Bookmark not 5.5. Kesejahteraan Sosial Karyawan... Error! Bookmark not 5.6. Manajemen Produksi... Error! Bookmark not BAB VI ANALISIS EKONOMI... Error! Bookmark not 6.1. Perhitungan Biaya... Error! Bookmark not 6.2. Analisis Kelayakan... Error! Bookmark not 6.3. Perhitungan Analisa Ekonomi... Error! Bookmark not 6.4. Penentuan Total Capital Investment (TCI)... Error! Bookmark not 6.5. Biaya Produksi Total (Total Production Cost)... Error! Bookmark not 6.6. Analisis Kelayakan Ekonomi... Error! Bookmark not KESIMPULAN... Error! Bookmark not DAFTAR PUSTAKA... Error! Bookmark not
DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Perkembangan impor sirup glukosa di Indonesia.... 2 Tabel 1.2 Nama-nama pabrik sirup glukosa... 2 Tabel 2.3 Neraca massa total... 16 Tabel 2.4 Neraca massa mixer-01... 16 Tabel 2.5 Neraca massa reaktor-01... 17 Tabel 2.6 Neraca massa rotary drum vacuum filter-01... 17 Tabel 2.7 Neraca massa evaporator-01... 17 Tabel 2.8 Neraca panas mixer-01... 18 Tabel 2.9 Neraca panas reaktor-01... 18 Tabel 2.10 Neraca panas RDVF-01... 18 Tabel 2.11 Neraca panas evaporator-01... 19 Tabel 2.12 Perincian luas tanah sebagai bangunan pabrik... 23 Tabel 4.1 Kebutuhan air total... 41 Tabel 5.1 Perincian Tingkat Pendidikan... 50 Tabel 5.2 Perincian Jumlah Karyawan... 51 Tabel 6.1 Fixed Capital Investment... 65 ix
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Diagram alir kualitatif... 14 Gambar 2.3 Diagram alir neraca massa... 15 Gambar 2.4 Tata letak pabrik sirup glukosa... 24 Gambar 2.5 Tata letak alat proses... 26 Gambar 4.1. Proses pengolahan air...... 41 Gambar 5.1. Struktur organisasi perusahaan...... 59 Gambar 6.1 Grafik BEP dan SDP... 69 x