pruduksi fuel grade ethanol
Post on 18-Feb-2015
130 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
PRARANCANGAN PABRIK
FUEL GRADE ETHANOL DARI BATANG SORGUM
KAPASITAS : 50.000 TON / TAHUN
EXECUTIVE SUMMARY
OLEH :
HANDRIAN / 121070036
PRODI TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL ”VETERAN”
YOGYAKARTA
2012
PRARANCANGAN PABRIK
FUEL GRADE ETHANOL DARI BATANG SORGUM
KAPASITAS : 50.000 TON / TAHUN
EXECUTIVE SUMMARY
OLEH :
HANDRIAN / 121070036
PRODI TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL ”VETERAN”
YOGYAKARTA
2012
PRARANCANGAN PABRIK
FUEL GRADE ETHANOL DARI BATANG SORGUM
KAPASITAS : 50.000 TON / TAHUN
EXECUTIVE SUMMARY
OLEH :
HANDRIAN / 121070036
PRODI TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL ”VETERAN”
YOGYAKARTA
2012
Executive Summary
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
PRARANCANGAN PABRIK
FUEL GRADE ETHANOL DARI BATANG SORGUM
KAPASITAS : 50.000 TON / TAHUN
EXECUTIVE SUMMARY
Diajukan kepada
Prodi Teknik Kimia
Fakultas Teknologi Industri
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta
Guna melengkapi syarat-syarat untuk memperoleh gelar sarjana Teknik Kimia
OLEH :
HANDRIAN / 121070036
PRODI TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL ”VETERAN”
YOGYAKARTA
2012
Executive Summary
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
PRARANCANGAN PABRIK
FUEL GRADE ETHANOL DARI BATANG SORGUM
KAPASITAS : 50.000 TON / TAHUN
EXECUTIVE SUMMARY
OLEH :
HANDRIAN / 121070036
Yogyakarta, ........................................
Disetujui untuk
Prodi Teknik Kimia
Fakultas Teknologi Industri
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta
Pembimbing
Ir.Drs. Priyo Waspodo US.,MSc Siswanti.,ST. MT
NIP. 030134629 NIP. 196611071994032001
Executive Summary
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
PRARANCANGAN PABRIK
FUEL GRADE ETHANOL DARI BATANG SORGUM
KAPASITAS : 50.000 TON / TAHUN
EXECUTIVE SUMMARY
OLEH :
HANDRIAN / 121070036
Yogyakarta, ........................................
Disetujui untuk
Prodi Teknik Kimia
Fakultas Teknologi Industri
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta
Pembimbing
Ir.Drs. Priyo Waspodo US.,MSc Siswanti.,ST. MT
NIP. 030134629 NIP. 196611071994032001
Executive Summary
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
PRARANCANGAN PABRIK
FUEL GRADE ETHANOL DARI BATANG SORGUM
KAPASITAS : 50.000 TON / TAHUN
EXECUTIVE SUMMARY
OLEH :
HANDRIAN / 121070036
Yogyakarta, ........................................
Disetujui untuk
Prodi Teknik Kimia
Fakultas Teknologi Industri
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta
Pembimbing
Ir.Drs. Priyo Waspodo US.,MSc Siswanti.,ST. MT
NIP. 030134629 NIP. 196611071994032001
Executive Summary
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan YME atas segala karunia-Nya
sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “Prarancangan Pabrik
Fuel Grade Ethanol dari Batang Sorgum Kapasitas 50.000 ton/tahun”.
Penulisan skripsi ini bertujuan untuk memenuhi syarat memperoleh gelar
sarjana Teknik Kimia.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Priyo Waspodo Unggul Sanyoto selaku pembimbing skripsi.
2. Ibu Siswanti selaku pembimbing skripsi.
3. Kepada orang tua yang senantiasa mendukung secara moral maupun materiil.
4. Serta semua pihak yang tidak disebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena
itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk
menyempurnakan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua
pihak.
Yogyakarta, Maret 2012
Penulis
EXECUTIVE SUMMARY
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
DAFTAR ISIHALAMAN JUDUL ...................................................................................... iHALAMAN PENGAJUAN ........................................................................... iiHALAMAN PENGESAHAN ........................................................................ iiiPRAKATA ...................................................................................................... ivDAFTAR ISI................................................................................................... vDAFTAR TABEL .......................................................................................... viDAFTAR GAMBAR ...................................................................................... viiDAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. viiiINTISARI ....................................................................................................... ixBAB I. PENDAHULUANA. Latar Belakang ............................................................................................ 1B. Lokasi Pabrik............................................................................................... 2C. Tinjauan Pustaka ......................................................................................... 4BAB II. PROSES PRODUKSIA. Proses Persiapan Bahan Baku ..................................................................... 16B. Proses Pembuatan dan Pemurnian Hasil ..................................................... 17C. Diagram Alir................................................................................................ 21D. Tata Letak.................................................................................................... 23BAB III. UTILITASA. Penyediaan Air ............................................................................................ 26B. Uap Air (Steam)........................................................................................... 27C. Udara Tekan ................................................................................................ 27D. Freon-22 ...................................................................................................... 28E. Bahan Bakar ................................................................................................ 28F. Listrik .......................................................................................................... 28G. Diagram Alir................................................................................................ 29BAB IV. MANAJEMEN PERUSAHAANA. Manajemen Perusahaan ............................................................................... 30B. Organisasi .................................................................................................... 31BAB V. EVALUASI EKONOMIA. Modal Investasi (Capital Investment) ......................................................... 37B. Biaya Produksi (Manufacturing Cost) ........................................................ 39C. Pengeluaran Umum (General Expense) ...................................................... 40D. Penjualan dan Keuntungan (Sales and Profit) ............................................ 41E. Analisis Kelayakan...................................................................................... 43KESIMPULAN............................................................................................... 52DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 53LAMPIRAN.................................................................................................... 56
EXECUTIVE SUMMARY
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
DAFTAR TABELTabel 1.1. Harga bahan pada reaksi bahan bersukrosa dari BPS 2007 ................. 6Tabel 1.2. Harga bahan pada reaksi bahan berpati dari BPS 2007 ....................... 7Tabel 1.3. Harga bahan pada reaksi bahan berselulosa dari BPS 2007 ................ 9Tabel 1.4. Matriks proses fermentasi etanol ......................................................... 10Tabel 1.5. Komposisi nira sorgum ........................................................................ 11Tabel 3.1. Kebutuhan air ....................................................................................... 26Tabel 3.2. Kebutuhan air make-up ........................................................................ 27Tabel 3.3. Kebutuhan freon-22 ............................................................................. 28Tabel 3.4. Kebutuhan bahan bakar........................................................................ 28Tabel 4.1. Pembagian kerja karyawan shift .......................................................... 32Tabel 5.1. PPC....................................................................................................... 37Tabel 5.2. DPC...................................................................................................... 38Tabel 5.3. FCI ....................................................................................................... 38Tabel 5.4. WC ....................................................................................................... 38Tabel 5.5. DMC..................................................................................................... 39Tabel 5.6. IMC ...................................................................................................... 39Tabel 5.7. FMC ..................................................................................................... 40Tabel 5.8. MC ....................................................................................................... 40Tabel 5.9. GE ........................................................................................................ 40Tabel 5.10. Cash flow ........................................................................................... 48Tabel 5.11. FC....................................................................................................... 50Tabel 5.12. VC ...................................................................................................... 50Tabel 5.13. RC ...................................................................................................... 50
EXECUTIVE SUMMARY
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
DAFTAR GAMBARGambar 2.1. Diagram alir kualitatif ............................................................... 21Gambar 2.2. Diagram alir kuantitatif ............................................................. 22Gambar 2.3. Layout alat proses...................................................................... 23Gambar 2.4. Layout pabrik ............................................................................ 25Gambar 3.1. Diagram alir pengolahan air ...................................................... 29Gambar 4.1. Struktur organisasi perusahaan.................................................. 35Gambar 5.1. Grafik Cash flow ....................................................................... 49Gambar 5.2. Grafik BEP ................................................................................ 51
EXECUTIVE SUMMARY
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
DAFTAR LAMPIRANA. SPESIFIKASI ALAT PROSES .............................................................. 56B. SPESIFIKASI ALAT UTILITAS ............................................................ 59
EXECUTIVE SUMMARY
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
INTISARI
Fuel Grade Ethanol (FGE) merupakan etanol yang dapat digunakan sebagaibahan bakar, memiliki kadar 99,5% dengan kadar air maksimal 0,05%. Selaindapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar alternatif, FGE juga berfungsi sebagaipeningkat angka oktan gasoline (octane booster) dengan dicampurkan ke dalamgasoline. Dilihat dari bahan bakunya maka FGE ini termasuk renewable energy,sehingga prospek pengembangannya akan semakin diminati.
Pabrik FGE dirancang dengan kapasitas 50.000 ton/tahun. Berdasarkanaspek ketersediaan bahan baku lokasi pabrik didirikan di Demak, Jawa Tengahmenggunakan bahan baku berupa batang sorgum yang diperoleh dari petani dibeberapa kabupaten Jawa Tengah. Perusahaan akan didirikan dengan badanhukum Perseroan Terbatas (PT), dengan jumlah karyawan 430 orang. Pabrikberoperasi selama 330 hari dalam setahun, dengan proses produksi selama 24jam/hari.
Bahan baku berupa batang sorgum digiling untuk mengambil nira daribaggase, kemudian nira dilewatkan screener. Komposisi keluar screener terdiridari, sukrosa, glukosa, air, asam akonitat, pati dan kotoran. Untuk menghilangkanasam akonitat dan kotoran maka dilanjutkan proses defikasi-sulfitasi. Defikasiyaitu penambahan susu kapur untuk membentuk kalsium akonitat dan flok-flok.Flok-flok akan diendapkan dengan penambahan gas SO2 (sulfitasi) sehinggaterbentuk CaSO3 yang akan menjatuhi flok-flok dan mengendap secara gravity.Hasil dari proses diatas berupa larutan nira encer 14º brix yang kemudian akandipekatkan hingga 65º brix di Evaporator-01. Selanjutnya nira dan enziminvertase (katalis) diumpankan ke Reaktor-01. Di Reaktor-01 terjadi reaksihidrolisis, yaitu memecah sukrosa menjadi glukosa. Kemudian dari Reaktor-01langsung diumpankan ke Reaktor-02. Di Reaktor-02 terjadi reaksi fermentasi,yaitu mengubah glukosa menjadi etanol dengan bantuan enzim zymase sebagaikatalis. Dari Reaktor-02 etanol-air akan dipisahkan dari padatan menggunakanEvaporator-02. Hasil atas berupa uap campuran biner etanol-air. Campuran binerini akan dimurnikan bertahap sampai 99,5% menggunakan Menara Distilasi danMembran pervaporasi, lalu etanol 99,5% dialirkan menuju tangki penyimpanansebagai produk dan siap untuk didistribusikan. Untuk menunjang proses produksidan berjalannya operasi pabrik, dibutuhkan unit penunjang untuk penyediaan airsebanyak 48.608,03 l/jam, freon-22 27.121,50 kg/jam, bahan bakar boiler8.344,71 kg/jam, bahan bakar generator 231,54 kg/jam, udara tekan 39,6 m3/jam,steam 108.153,46 kg/jam dan kebutuhan listrik 2.140 kW.
Untuk mendirikan pabrik FGE diperlukan modal investasi sebesarUS$ 23.392.557 + Rp 397.752.234.927. dengan nilai bunga (DCF) sebesar18,10%, harga pokok Rp 5.049/liter dengan harga jual Rp 6.591/liter. Indikatorekonomi pabrik menunjukkan nilai ROI sebelum pajak sebesar 22,51% dan ROIsesudah pajak sebesar 15,76%. Nilai POT sebelum pajak adalah 3,43 tahun danPOT sesudah pajak adalah 4,46 tahun. BEP sebesar 40,51% kapasitas produksidan SDP sebesar 13,82% kapasitas produksi. Berdasarkan data indikasi ekonomitersebut, maka pabrik Fuel Grade Ethanol layak untuk dikaji lebih lanjut.
EXECUTIVE SUMMARY
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Kebutuhan bahan bakar di Indonesia dari tahun ke tahun mengalami
peningkatan baik kualitas maupun kuantitas. Namun cadangan bahan bakar fosil
yang ada saat ini semakin berkurang, hal ini menuntut akan adanya bahan bakar
alternatif yang terbarukan. Salah satu bahan bakar alternatif adalah bioetanol yang
dapat dihasilkan dari bahan yang mengandung gula, pati dan selulosa. Bioetanol
yang dihasilkan merupakan bahan yang dapat mensubstitusi kebutuhan bahan
bakar minyak. Bahan baku yang berpotensi dalam pembuatan bioetanol di
Indonesia ada berbagai macam, salah satunya adalah kandungan nira yang ada di
dalam batang sorgum.
Sorgum (Sorghum bicolor) merupakan family dari Poaceae, salah satu jenis
tanaman serelia yang mempunyai potensi besar untuk dikembangkan di Indonesia,
karena mempunyai daerah adaptasi yang luas. Biji sorgum termasuk komoditi
yang berpotensial untuk industri pangan dan pakan ternak. Sedangkan batang
sorgum belum dimanfaatkan secara optimal, umumnya hanya untuk pakan ternak
dan sisanya dibuang. Bahan baku yang kami pilih untuk pra rancangan pabrik
bioetanol secara khusus adalah batang sorgum, karena selain belum dimanfaatkan
secara optimal batang sorgum juga memiliki kandungan nira yang besar.
Bioetanol yang dimanfaatkan sebagai bahan bakar harus memenuhi standar,
antara lain memiliki kadar 99,5% dengan kadar air maksimal 0,05%, kadar
EXECUTIVE SUMMARY
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
denaturant 2-5% dan kandungan belerang (S) maksimal 50 mg/l serta bebas dari
endapan dan kotoran, bioetanol ini disebut Fuel Grade Ethanol (FGE). Selain
dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar alternatif FGE juga berfungsi sebagai
peningkat angka oktan (octane booster) dengan dicampurkan ke dalam gasoline.
Selain itu pendirian pabrik ini mempunyai dampak positif di segala bidang,
antara lain dibukanya lapangan kerja baru, mengurangi pengangguran di
Indonesia serta memenuhi kebutuhan pasar luar negeri yang diharapkan dapat
meningkatkan devisa negara.
B. Lokasi Pabrik
Pabrik Fuel Grade Ethanol (FGE) ini direncanakan akan dibangun di
Demak, Jawa Tengah dengan dasar pertimbangan :
1. Penyediaan bahan baku
Bahan baku Fuel Grade Ethanol (FGE) adalah batang sorgum manis
(Sorghum bicolor) yang dapat diperoleh dari perkebunan di wilayah Jawa
Tengah meliputi : Tegal, Kebumen, Kendal, Demak, Grobogan, Boyolali,
Sukoharjo dan Wonogiri. Dengan salah satu lahan terbesar terdapat di
Demak, sehingga pemilihan lokasi pabrik Fuel Grade Ethanol (FGE) dekat
dengan lokasi bahan baku.
EXECUTIVE SUMMARY
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
2. Sarana transportasi
Telah tersedia sarana jalan raya dan transportasi yang memadai
sehingga pengiriman barang keluar maupun ke dalam pabrik tidak
mengalami kesulitan.
3. Keberadaan air
Dengan adanya air yang diperoleh dari Kali Serang yang merupakan
sungai terbesar di Demak, dengan debit air berkisar antara 33,8 – 62,2 m3/s
menjadi dasar pemilihan lokasi untuk mendirikan pabrik, supaya
ketersediaan air untuk utilitas dapat terpenuhi secara maksimal.
4. Lingkungan
Hal-hal yang mendukung segala aktivitas produksi, seperti mengatasi
masalah limbah serta persepsi masyarakat yang baik terhadap pabrik.
5. Energi
Keberadaan pabrik yang terletak di kawasan industri dan perdagangan
menyebabkan kebutuhan energi untuk segala aktivitas pabrik, baik aktivitas
produksi maupun perkantoran dapat terpenuhi dengan baik.
6. Tenaga kerja
Kebijakan pemerintah daerah Demak, Jawa Tengah yang mendukung
perindustrian membuat daerah ini menjadi sasaran bagi masyarakat luas
sebagai tempat mencari pekerjaan. Di samping itu dengan adanya sarana
pendidikan formal di daerah ini, maka lulusannya dapat dimanfaatkan
EXECUTIVE SUMMARY
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
sebagai tenaga kerja ahli maupun terampil, sehingga tenaga kerja mudah
didapatkan.
C. Tinjauan Pustaka
1. Tinjauan Berbagai Proses
Pada prinsipnya etanol dapat diproduksi dari hidrasi etilen dan bahan-bahan
yang mengandung pati, gula dan biomassa (Faith, 1975). Namun karena terjadi
peningkatan harga minyak mentah dunia, maka produksi etanol dilakukan dari
bahan baku yang mengandung pati (ubi kayu, ubi jalar, jagung, biji sorghum dan
sagu), bahan yang mengandung gula (gula tebu, gula bit, molase, sari buah-
buahan dan batang sorgum), serta dari biomassa/selulosa (lignocellulosic
materials yaitu : kayu, kertas, dan kapas) melalui suatu proses fermentasi dan
distilasi (Moo-Young, 1985).
a. Reaksi bahan mengandung sukrosa
Pembuatan etanol berbahan baku sukrosa merupakan proses
fermentasi yang paling banyak dilakukan di Indonesia. Contoh bahan baku
yang mengandung sukrosa antara lain: tetes tebu, sari buah, gula tebu dan
gula dari batang sorgum. Untuk bahan baku yang mengandung sukrosa
(batang sorgum), proses dilakukan dari pengolahan awal bahan baku untuk
diambil niranya, pemurnian nira dari kotoran yang ada, pemekatan nira
bersih agar dapat disimpan lebih lama, hidrolisis sukrosa menjadi
monosakarida (glukosa dan fruktosa) dengan bantuan enzim Invertase
EXECUTIVE SUMMARY
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
kemudian fermentasi untuk diperoleh etanol dengan katalis enzim Zymase
(Jacobs, 1950). Pemurnian akhir seperti distilasi untuk diperoleh etanol
dengan kadar 95-96%, dan terakhir untuk mendapatkan produk FGE perlu
dilakukan pemisahan menggunakan membran.
Reaksi fermentasi bahan mengandung sukrosa :
Reaksi hidrolisis
Invertase
C12H22O11 + H2O 2C6H12O6
Sukrosa Monosakarida
(Ensymm, 2007)
Reaksi fermentasi
Zymase
2C6H12O6 4C2H5OH + 4CO2
Monosakarida Etanol
Pada reaksi hidrolisis direaksikan dalam reaktor kontinyu pada
temperatur 600C dengan katalis enzim Invertase, dengan tekanan 1 atm,
konversi 95% dan waktu tinggal 0,55 jam. Kemudian dilanjutkan reaksi
fermentasi dalam reaktor kontinyu pada temperatur 300C dengan katalis
enzim Zymase, dengan tekanan 1 atm, konversi 90% dan waktu tinggal
18,06 jam.
X = 90%
P = 1 atm
T = 30oC
X = 95%
P = 1 atm
T = 60oC
EXECUTIVE SUMMARY
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
Ekonomi potensial dari proses bahan bersukrosa terdapat pada table
1.1.berikut.
Tabel 1.1. Harga bahan pada reaksi bahan bersukrosa dari
Badan Pusat Stastistik Tahun 2007
Komponen BM (kg/kgmol) Harga (US$/kg)
C12H22O11 342 0.055
C2H5OH 46 0.788
CO2 44 0.614
Ekonomi potensial (EP) = harga produk – harga reaktan
EP = {(4 x 46 x 0.788)+(4 x 44 x 0.614)} – (342 x 0.055)
= 234.25 US$/kgmol
Harga Ekonomi Potensial dari reaksi bahan bersukrosa bernilai positif
(+), oleh karena itu layak untuk digunakan.
b. Reaksi Bahan Mengandung Pati
Pembuatan etanol berbahan baku pati harus melalui proses hidrolisis
dengan bantuan enzim terlebih dahulu untuk mengubah pati menjadi
glukosa, kemudian glukosa difermentasikan sehingga terbentuk etanol
(Stark, 1954). Reaksi dilakukan pada tempat yang berbeda untuk hidrolisis
di hydrolizer sedangkan fermentasi di fermentor. Contoh bahan yang
mengandung pati yaitu: kentang, ubi kayu, jagung, biji sorgum, dll.
Pati + H2O maltosa + H2O D-glukosida Etanol
enzime enzime enzime
EXECUTIVE SUMMARY
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
Reaksi pembentukan glukosa:
(C6H10O5)500 + H2O + EC 3.2.1.1 C12H21O11 + EC 3.2.1.1
Amylum α-Amylase Glukosa α-Amylase
(C6H10O5)500 + H2O + EC 3.2.1.3 C12H21O11 + EC 3.2.1.3
Amylum glucoamylase Glukosa glucoamylase
Reaksi hidrolisis dengan enzim alfa amylase (EC 3.2.1.1) pada suhu
90oC dan tekanan 1 atm selama 2 jam. Kemudian, dilanjutkan dengan proses
sakarifikasi dengan glucoamylase (EC 3.2.1.3) pada suhu 55oC dan tekanan
1 atm selama 2 jam. Pada reaksi hidrolisis air (H2O) dibuat berlebihan.
Reaksi selanjutnya adalah reaksi pembentukan alkohol yang dilakukan
pada keadaan anaerob, berlangsung selama 24 jam. Dengan reaksi sebagai
berikut.
C6H12O6 + EC 2.7.7.50 2C2H5OH + 2CO2 + EC 2.7.7.50
Glukosa Zymase X = 90% etanol Zymase
Ekonomi potensial dari proses bahan berpati terdapat pada tabel 1.2. berikut.
Yield = 20%
P = 1 atm
T = 90oC
Yield = 75%
P = 1 atm
T = 55oC
EXECUTIVE SUMMARY
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
Tabel 1.2. Harga bahan pada reaksi bahan berpati dari
Badan Pusat Stastistik Tahun 2007
Komponen BM (kg/kgmol) Harga (US$/kg)
(C6H10O5)500 162 0.164
C2H5OH 46 0.788
CO2 44 0.614
Ekonomi Potensial (EP) = harga produk – harga reaktan
EP = {(2 x 46 x 0.788)+(2 x 44 x 0.614)} – (1x162 x 0.164)
= 99,96 US$/kgmol
Harga Ekonomi Potensial dari reaksi bahan bersukrosa bernilai positif
(+), oleh karena itu layak untuk digunakan.
c. Reaksi Bahan Mengandung Selulosa
Pembuatan etanol berbahan baku selulosa harus melalui proses
hidrolisis dengan bantuan enzim terlebih dahulu untuk mengubah selulosa
menjadi glukosa. Kemudian glukosa difermentasikan sehingga terbentuk
etanol. Reaksi dilakukan pada tempat yang berbeda untuk hidrolisis di
hydrolizer sedangkan fermentasi di fermentor. Contoh bahan yang
mengandung selulosa yaitu: jerami, batang dan dedaunan seperti, daun
jagung.
EXECUTIVE SUMMARY
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
Reaksi pembentukan etanol :
(C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6
Selulosa Selulase Glukosa
nC6H12O6 2nCH3CH2OH + 2nCO2
Glukosa Zymase Etanol
Reaksi hidrolisis dengan enzim selulase pada suhu 260oC dan tekanan
40 atm. Kemudian, dilanjutkan dengan proses fermentasi dengan zymase
(EC 2.7.7.50) pada tekanan 1atm, konversi 25-40%. Pada reaksi hidrolisis
air (H2O) dibuat berlebihan. Dengan total waktu tinggal 48 jam.
Ekonomi potensial dari proses bahan berselulosa terdapat pada tabel 1.3.
berikut.
Tabel 1.3. Harga bahan pada reaksi bahan berselulosa dari
Badan Pusat Stastistik Tahun 2007
Komponen BM (kg/kgmol) Harga (US$/kg)
(C6H10O5)n 162 0.055
C2H5OH 46 0.788
CO2 44 0.614
Ekonomi Potensial (EP) = harga produk – harga reaktan
EP = {(2 x 46 x 0.788)+(2 x 44 x 0.614)} – (1x162 x 0.055)
= 117.62 US$/kgmol
EXECUTIVE SUMMARY
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
Harga Ekonomi Potensial dari reaksi bahan bersukrosa bernilai positif
(+), oleh karena itu layak untuk digunakan.
2. Pemilihan Proses
Pemilihan proses pembuatan FGE didasarkan pada berbagai pertimbangan
pada tabel 1.4.
Tabel 1.4. Matriks Proses Fermentasi Etanol
Pertimbangan Reaksi bahanbersukrosa
Reaksi bahanberpati
Reaksi bahanberselulosa
Potensialekonomi
234.25 US$/kgmol
Bernilai positif
(****)
99.96 US$/kgmol
Bernilai positif
(***)
117.62 US$/kgmol
Bernilai negatif
(***)
Pengadaan danketersedianbahan baku
Batang sorgummerupakan tanaman
tidak musiman, bahanmelimpah
(***)
Tepung ubi kayukering bahan
melimpah dan tidaktanaman musiman
(***)
Jerami, batang dandedaunan seperti, daun
jagung
(****)
Kondisioperasi
Tekanan rendah
(***)
Tekanan rendah
(***)
Tekanan tinggi
(*)
Suhu dihidrolizer
60oC(***)
55oC
(***)
260oC
(*)
Waktu tinggal
(total)
18,61 jam
(***)
28 jam
(**)
48 jam
(*)
Jumlah 16 14 10
Keterangan: * = tidak menguntungkan
** = kurang menguntungkan
*** = menguntungkan
**** = sangat menguntungkan
EXECUTIVE SUMMARY
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
Dari data diatas dapat disimpulkan bahwa pembuatan FGE dengan bahan
baku sukrosa dari sorgum lebih menguntungkan daripada reaksi yang
menggunakan bahan baku pati, maka proses dengan bahan baku dari sorgum
dipilih untuk memproduksi FGE.
3. Spesifikasi Bahan
a. Batang sorgum manis
Batang sorgum manis (Sorghum bicolor) yang digunakan berdiameter
2 – 3 cm, memiliki kandungan nira cair sebanyak 70% dari berat
keseluruhan. Sehingga batang sorgum berpotensi sebagai bahan baku
pembuatan Fuel Grade Ethanol (FGE).
Tabel 1.5. Komposisi nira sorgum
Komposisi Nira sorgum manis
Brix (%) 12 – 19
Sukrosa (%) 9 – 17
Gula reduksi (%) 0,48 - 1.52
Amilum (ppm) 1,50 – 95
Abu (%) 0,40 – 0,70
Sumber : Direktorat Jendral Perkebunan (1996)
EXECUTIVE SUMMARY
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
b. Sukrosa
Rumus molekul : C12H22O11
Berat Molekul : 342,3 kg/kgmol
Titik leleh : 186oC
∆Hf pada 25oC : -531.100,48 kkal/kmol
∆G pada 25oC : -685.66 kJ/mol
Cp pada 60oC : 102,94 kkal/kgmoloC
Bentuk : white solid
Densitas : 1,587 g/cm3, solid
Struktur kristal : monoclinic
(Meade Chen, 1940)
c. Glukosa
Rumus molekul : C6H12O6
Berat Molekul : 180 kg/kgmol
∆Hf pada 25oC : -105,1 kkal/gmol
∆G pada 25oC : -910,4 kJ/gmol
Cp (kkal/kgmoloC) : (0,0246 + 0,00025T)dT
Densitas pada 25-100oC : 1,07 kg/L
(Meade Chen, 1940)
EXECUTIVE SUMMARY
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
d. Air
Rumus molekul : H2O
Berat Molekul : 18,015 kg/kgmol
Titik didih : 100 oC
Titik beku : 0 oC
Densitas fase cair (gr/ml) : 0,3471 x 0,274 , ,Viskositas fase cair (cp) : log10µ liq = -10,2158 + 1,7925x103/T +
1,77x10- 2T – 1,2631 x 10-5T2
Cp fase cair : (0,01800 – 9,5407x10-6T – 5,0393x10-8T2
+ 1,2768x10-3T3) dT (kkal/kgmoloK)
∆Hf(298K) : -68,3174 kkal/kgmol
(Perry,1950)
e. Enzim Invertase
Kode Enzim : EC 3.2.1.26
Fungsi : mengubah sukrosa menjadi glukosa
Kelarutan : larut dalam air dan alkohol
Berat molekul : 270.000 kg/kgmol
Suhu aktif, oC : 40-80
Densitas pada 35-100oC : 1.8 kg/L
(Alan Wiseman, 1975)
EXECUTIVE SUMMARY
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
f. Enzim Zymase
Kode Enzim : EC 2.7.7.50
Fungsi : mengubah glukosa menjadi etanol
Kelarutan : larut dalam air dan alkohol
Berat molekul : 33.800 kg/kgmol
Suhu aktif, oC : 30-50
Suhu optimum, oC : 30-35
Densitas pada 35-100oC : 1,08 kg/L
Logam yang bersifat toksik terhadap enzim : Hg, Ag, Cu, Au dan Pb.
(Nur Hidayat, 2006)
4. Spesifikasi produk
a. Fuel Grade Ethanol (FGE)
Rumus molekul : C2H5OH
Titik didih : 78,32 oC
Titik beku : -114,1 oC
Densitas cair, gr/ml :,, ( , ) ,
∆Hc pada 25oC : 328 kkal/kgmol
∆Hf pada 25oC : -66,36 kkal/kgmol
Cp cair : (59,342 – 3,6358 x 10-1T – 1,2164 x 10-3T2
+ 1,8030x10-6T3)dT kkal/kgmoloK
Berat molekul : 46,07 kg/kgmol
EXECUTIVE SUMMARY
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
Viskositas fase cair : 24,05 – 0,0832T cp
Kadar : 99,5%
(Considine, 1974)
b. Karbon dioksida (CO2)
Rumus molekul : CO2
Berat molekul : 44 kg/kgmol
Titik didih : -78,5 oC
Bentuk : gas tidak berwarna
Titik kritis : 31,1 oC
∆hf pada 25oC : -94,052 kkal/kgmol
Cp pada 35oC : 0,19 (kkal/kgmoloC)
Kelarutan : sukar larut dalam air
(Perry, 1950)
EXECUTIVE SUMMARY
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
BAB II
PROSES PRODUKSI
A. Proses Persiapan Bahan Baku
Batang sorgum manis (Sorghum bicolor) berdiameter 2 – 3 cm dibeli dari
produsen dan didistribusikan dari lorry ke mill tandem (MT-01) melalui belt
conveyor (CV). Penggiling yang dipakai dibuat 4 set mill tandem. 1 set mill
tandem terdiri dari 3 roll mill. Nira mentah yang diperoleh dari penggilingan 1 set
mill tandem mampu mencapai 75% dari nira yang terkandung dalam sorgum.
Tenaga yang dibutuhkan per mill adalah 50 hp/h dengan kecepatan 5 rpm.
Selanjutnya, nira mentah hasil penggilingan disaring menggunakan DSM Screen
(DS-01) yang bertujuan untuk membuang bahan kasar yang terdapat dalam nira
mentah, misalnya : serat sorgum, tanah dan lain - lain. Sebelum masuk defikator,
nira mentah dilewatkan melalui heater (HE-01).
Kemudian dilanjutkan proses defikasi nira mentah dengan kondisi masuk
defikator (DE-01) pada suhu 65oC dan tekanan 1 atm. Proses defikasi, yaitu
penambahan susu kapur (Ca(OH)2) pada suhu 65oC. Susu kapur ini akan bereaksi
dengan asam akonitat yang akan membentuk flok-flok menjadi kalsium akonitat,
flok ini masih sulit diendapkan sehingga akan disempurnakan di proses sulfitasi.
Hasil dari proses defikasi berupa raw sugar.
Kemudian dilanjutkan dengan proses sulfitasi dengan kondisi operasi pada
suhu 75oC, yang sebelumnya dilewatkan melalui heater (HE-02). Proses sulfitasi
merupakan penambahan gas SO2 sehingga akan terbentuk CaSO3 yang akan
EXECUTIVE SUMMARY
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
menjatuhi flok-flok yang terbentuk pada proses defikasi yaitu blotong termasuk
didalamnya seperti flok-flok kalsium akonitat, abu, dll. Di dalam sulfitator juga
terjadi proses pengeluaran gas SO2 sisa serta proses pengendapan dengan waktu
tinggal 30 menit untuk mengeluarkan blotong yang selanjutnya dikirim menuju ke
unit pengolahan limbah (UPL).
Hasil berupa nira encer dari sulfitator kemudian dipekatkan menggunakan
evaporator (EV-01) untuk menurunkan kandungan air pada nira encer. Larutan
nira encer yang mempunyai konsentrasi 13,5º brix diuapkan hingga menjadi
65º brix. Jenis evaporator yang digunakan adalah short-tube vertical evaporator.
Selanjutnya nira diumpankan ke dalam reaktor (R-01), dengan terlebih dulu
melewati cooler (CL-01).
Enzim Invertase (EC 3.2.1.26) dan enzim Zymase (EC 2.7.7.50) dalam fase
padat disiapkan dalam hopper dengan waktu tinggal selama 5 hari sebelum
diumpankan kedalam reaktor enzim terlebih dahulu dilarutkan pada mixer enzim.
Enzim yang belum digunakan disimpan di gudang enzim untuk menghindari
kerusakan pada enzim.
B. Proses Pembuatan dan Pemurnian Hasil
Proses reaksi terjadi dalam reaktor alir tangki yang beroperasi secara
kontinyu. Reaksi terjadi dalam 2 tahap yaitu, tahap hidrolisis dan fermentasi
etanol. Pada ke dua tahap reaksi bersifat eksotermis atau mengeluarkan panas
sehingga digunakan pendingin berupa air yang dilewatkan dalam jaket untuk
EXECUTIVE SUMMARY
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
mengambil panas reaksi pada reaksi hidrolisis dan pendingin berupa Freon-22
pada reaksi fermentasi.
Bahan baku berupa nira yang mengandung sukrosa, gula reduksi dan air
diumpankan ke dalam reaktor (R-01). Bersamaan dengan itu enzim Invertase
(EC 3.2.1.26) sebagai katalisator yang sudah terlarut di Mixer Enzim-01 (M-01)
dimasukkan ke dalam reaktor (R-01). Kondisi masuk reaktor pada suhu 60oC dan
tekanan 1 atm, dimana kondisi tersebut telah sesuai dengan kondisi operasi pada
reaktor. Reaksi di reaktor (R-01) merupakan reaksi hidrolisis untuk memecah
sukrosa menjadi gula reduksi dengan waktu tinggal di dalam reaktor selama 0,55
jam.
Reaksi hidrolisis yang terjadi di dalam reaktor (R-01) adalah sebagai
berikut.
Invertase
C12H22O11 + H2O 2C6H12O6
Sukrosa Monosakarida
Komponen keluar reaktor (R-01) pada suhu 60oC dan tekanan 1 atm.
Kemudian dari reaktor (R-01) produk diumpankan ke reaktor (R-02) dengan
melewati cooler (CL-02) sehingga kondisi masuk reaktor (R-02) adalah 30oC dan
tekanan 1 atm, dimana kondisi tersebut telah sesuai dengan kondisi operasi pada
reaktor.
X = 95%
P = 1 atm
T = 60oC
EXECUTIVE SUMMARY
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
Reaksi di reaktor (R-02) merupakan reaksi fermentasi untuk mengubah gula
reduksi menjadi etanol dengan bantuan enzim Zymase (EC 2.7.7.50) yang sudah
terlarut di Mixer Enzim-02 (M-02) dimasukkan ke dalam reaktor (R-02) secara
bersamaan. Waktu tinggal di reaktor (R-02) selama 18,06 jam.
Reaksi fermentasi yang terjadi di dalam reaktor (R-02) adalah sebagai
berikut.
Zymase
2C6H12O6 4C2H5OH + 4CO2
Monosakarida Etanol
Komponen yang keluar dari reaktor (R-02) pada suhu 30oC dan tekanan 1
atm kemudian dikirim ke proses pemisahan dan pemurnian hasil.
Pemisahan dan pemurnian hasil dimulai dari evaporator kemudian menara
distilasi untuk dimurnikan lebih lanjut. Fase cair dari reaktor (R-02) dipompa
melewati heater (HE-02) selanjutnya umpan masuk evaporator (EV-02) untuk
menguapkan air dan seluruh etanol, sehingga diperoleh kadar etanol 57,4%. Air
dan etanol pada kondisi uap jenuh masuk di.menara distilasi (MD-01) pada suhu
104oC dan tekanan 1,4 atm. Hasil atas menara distilasi (MD-01) berupa uap etanol
dan air pada suhu 89oC dan tekanan 1,3 atm diembunkan dalam Condensor Total
(CD). Hasil embunan yang ditampung dalam accumulator sebagian di-refluk ke
MD dengan bantuan pompa dan sisanya dialirkan ke membran (MB-01). Hasil
bawah menara distilasi (MD-01) yang berupa H2O dan C2H5OH dengan suhu
X = 90%
P = 1 atm
T = 30oC
EXECUTIVE SUMMARY
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
103oC dan tekanan 1,5 atm diuapkan sebagian dalam reboiler (RB-01) dimana
uap yang terbentuk dikembalikan ke MD. Hasil bawah yang tidak teruapkan
dikirim menuju UPL.
Produk fase cair dari hasil atas menara distilasi (MD-01) mempunyai suhu
89oC dan tekanan 1,3 atm dipompa ke accumulator selanjutnya dialirkan ke
membran (MB-01) dengan melewati cooler (CL-03) terlebih dahulu. Sehingga
suhu masuk ke membran (MB-01) dengan kondisi operasi suhu 35oC dan 4 atm.
Pemurnian hasil di membran (MB-01) berdasarkan diameter molekul. Retentate
berupa etanol 99,5% (fuel grade ethanol) dari membran (MB-01) kemudian
dialirkan menuju tangki penyimpanan sebagai produk. Permeate yang berupa air
pada suhu 35oC dan tekanan 0,9 atm dipompa menuju UPL.
Produk yaitu Fuel Grade Ethanol yang merupakan hasil retentate
membrane (MB) dengan kemurnian 99,5% disimpan di tangki penyimpan (T)
jenis silinder vertical dengan tutup berbentuk elips. Penyimpanan pada suhu 35oC
dan tekanan 1 atm. Selanjutnya siap untuk didistribusikan.
EXECUTIVE SUMMARY
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
C. Diagram Alir
Gambar 2.1. Diagram alir kualiatif
MT + DSMScreen
Batang Sorgum = 100%
C12H22O11 = 12,2%C6H12O6 = 1,042%(C6H10O5)n = 0,098%C₆H6O₆ = 0,56%Abu = 1,43%H₂O = 84,67%
Jumlah = 100%
Baggase = 100%
DEC12H22O11 = 12,19%C6H12O6 = 1,05%(C6H10O5)n = 0,098%Abu = 1,42%H₂O = 84,62%Ca(OH)2 = 0,00008%Ca(C₆H₅O₆)₂ = 0,62%Jumlah =100%
Ca(OH)2 = 100%
SU
C12H22O11 = 2,505%C6H12O6 = 0,22%(C6H10O5)n = 3,65%Abu = 53,16%H₂O = 17,3%CaSO3 = 0,005%Ca(C₆H₅O₆)₂ = 23,16%Jumlah = 100%
SO2 = 100%
SO2 = 100%
EV-01
CO2 = 100%
C12H22O11 = 12,45%C6H12O6 = 1,07%H₂O = 86,48%Jumlah = 100%
C12H22O11 = 60%C6H12O6 = 5,16%H₂O = 34,84%Jumlah = 100%
R-02 R-01
EV-02 MD MB
C12H22O11 = 2,99%C6H12O6 = 65,12%H₂O = 31,82%EC 3.2.1.26 = 0,07%Jumlah = 100%
EC 3.2.1.26 = 100%EC 2.7.7.50 = 100%
H2O = 100%
C12H22O11 = 4,2%C6H12O6 = 9,13%C2H5OH = 41,98%H₂O = 44,6%EC 3.2.1.26 = 0,08%EC 2.7.7.50 = 0,01%Jumlah = 100%
C12H22O11 = 15,68%C6H12O6 = 34,06%H₂O = 49,91%EC 3.2.1.26 = 0,31%EC 2.7.7.50 = 0,04%Jumlah = 100%
C2H5OH = 0,14%H₂O = 99,86%Jumlah = 100%
C2H5OH = 57,36%H₂O = 42,64%Jumlah = 100%
C2H5OH = 95%H₂O = 5%Jumlah = 100%
C2H5OH = 99,5%H₂O = 0,5%Jumlah = 100% = 6.390,28 kg/jam
H2O = 100%
EXECUTIVE SUMMARY
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
Gambar 2.2. Diagram alir kuantitatif
MT + DSMScreen
Batang Sorgum = 200.000 kg/jam
C12H22O11 = 12.810,00 kg/jamC6H12O6 = 1.102,50 kg/jam(C6H10O5)n = 102,90 kg/jamC₆H6O₆ = 588,00 kg/jamAbu = 1.496,25 kg/jamH₂O = 88.900,35 kg/jam
Jumlah = 105.000,00 kg/jam
Baggase = 95.000 kg/jam
DEC12H22O11 = 12.810,0 kg/jamC6H12O6 = 1.102,5 kg/jam(C6H10O5)n = 102,9 kg/jamAbu = 1.496,25 kg/jamH₂O = 88.961,18 kg/jamCa(OH)2 = 0,08 kg/jamCa(C₆H₅O₆)₂ = 652,21 kg/jamJumlah =105.125,11 kg/jam
Ca(OH)2 = 125,14 kg/jam
SU
C12H22O11 = 70,09 kg/jamC6H12O6 = 6,03 kg/jam(C6H10O5)n = 102,90 kg/jamAbu = 1.496,25 kg/jamH₂O = 486,75 kg/jamCaSO3 = 0,13 kg/jamCa(C₆H₅O₆)₂ = 652,21 kg/jamJumlah = 2.814,36 kg/jam
SO2 = 0,09 kg/jam
SO2 = 0,02 kg/jam
EV-01
CO2 = 6.088,01 kg/jam
C12H22O11 = 12.739,91 kg/jamC6H12O6 = 1.096,47 kg/jamH₂O = 88.474,45 kg/jamJumlah = 102.310,83 kg/jam
C12H22O11 = 12.739,91 kg/jamC6H12O6 = 1.096,47 kg/jamH₂O = 7.396,80 kg/jamJumlah = 21.233,18 kg/jam
R-02 R-01
EV-02 MD MB
C12H22O11 = 637,00 kg/jamC6H12O6 = 13.836,38 kg/jamH₂O = 6.759,81 kg/jamEC 3.2.1.26 = 12,74 kg/jamJumlah = 21.245,92 kg/jam
EC 3.2.1.26 = 12,74 kg/jamEC 2.7.7.50 = 1,56 kg/jam
H2O = 81.077,65 kg/jam
C12H22O11 = 637,00 kg/jamC6H12O6 = 1.383,64 kg/jamC2H5OH = 6.364,73 kg/jamH₂O = 6.759,81 kg/jamEC 3.2.1.26 = 12,74 kg/jamEC 2.7.7.50 = 1,56 kg/jamJumlah = 15.159,47 kg/jam
C12H22O11 = 637,00 kg/jamC6H12O6 = 1.383,64 kg/jamH₂O = 2.027,94 kg/jamEC 3.2.1.26 = 12,74 kg/jamEC 2.7.7.50 = 1,56 kg/jamJumlah = 4.062,88 kg/jam
C2H5OH = 6,36 kg/jamH₂O = 4.397,21 kg/jamJumlah = 4.403,57 kg/jam
C2H5OH = 6.364,73 kg/jamH₂O = 4.731,86 kg/jamJumlah = 11.096,59 kg/jam
C2H5OH = 6.358,37 kg/jamH₂O = 334,65 kg/jamJumlah = 6.693,02 kg/jam
C2H5OH = 6.358,37 kg/jamH₂O = 31,91kg/jamJumlah = 6.390,28 kg/jam
H2O = 302,74 kg/jam
EXECUTIVE SUMMARY
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
D. Tata Letak
Gambar 2.3. Layout alat proses
Skala 1 : 100
EXECUTIVE SUMMARY
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
Keterangan :
1. Mill Tandem (MT)
2. DSM Screen (DSM)
3. Defikator (DE)
4. Sulfitator (SU)
5. Evaporator-01 (EV-01)
6. Mixer Enzim-01 (M-01)
7. Reaktor-01 (R-01)
8. Mixer Enzim-02 (M-02)
9. Reaktor-02 (R-02)
10. Evaporator-02 (EV-02)
11. Menara Distilasi (MD)
12. Membran (MB)
13. Tangki Penyimpan FGE (T)
Executive summary
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL KAPASITAS 50.000 ton/tahun25
Gambar 2.4. Layout Pabrik
Skala 1 : 200
Executive summary
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL KAPASITAS 50.000 ton/tahun
BAB III
UTILITAS
Unit utilitas untuk pabrik Fuel Grade Ethanol kapasitas 50.000 ton/tahun
merupakan unit pendukung untuk penyediaan air, Freon-22, bahan bakar, udara
tekan, pembuatan steam dan pengadaan listrik.
A. Penyediaan Air
Air diperoleh dari air Kali Serang yang merupakan sungai terbesar di Demak,
dengan debit air berkisar antara 33,8 – 62,2 m3/s yang terlebih dahulu diolah
sehingga memenuhi persyaratan yang dibutuhkan.
Tabel 3.1. Kebutuhan air
No. Kebutuhan AirLaju Alir
(liter/jam)
1 Air proses 81,19
2 Air pendingin 343.047,30
3 Kebutuhan Steam 108.153,46
4 Air perumahan dan sanitasi 10.675,00
5 Air hydrant dan service 759,17
Total 462.716,12
Executive summary
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL KAPASITAS 50.000 ton/tahun
Setelah proses kontinyu unit utilitas menyediakan air make up sebanyak 48.608,03
liter/jam, dengan rincian sebagai berikut.
Tabel 3.2. Air Make Up
No Air Make Up PerhitunganLaju Alir
(liter/jam)
6 Air make up cooling tower 5% x No 2 17.152,37
7 Air make up ion exchanger 5% x No ( 1 + 3 ) 5.413,25
8 Air make up boiler 10% x No 3 10.815,35
9 Air make up sand filter 2,5% x No (4 + 5 + 6 + 7 + 8 ) 1.120,37
10Air make up blow down clarifier
2,5% x No (4 + 5 + 6 + 7 + 8 +
9 ) 1.148,39
11Air make up blow down bak pengendap
3% x No (4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9
+ 10 ) 1.412,52
12 Air hilang karena digunakan No (1 + 4 + 5 ) 11.545,79
JUMLAHNo ( 6+7 + 8 + 9 + 10 + 11 +
12 ) 48.608,03
Executive summary
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL KAPASITAS 50.000 ton/tahun
B. Uap Air (Steam)
Steam yang digunakan pada kondisi uap jenuh, suhu 150oC dan tekanan 4,76
atm. Steam yang dibutuhkan oleh pabrik Fuel Grade Ethanol (FGE) ini sebanyak
108.153,46 kg/jam.
C. Udara Tekan
Kebutuhan udara tekan yang digunakan untuk instrumentasi dan
kebutuhan lainya sebanyak 39,6 m3/jam, dengan tekanan sebesar 5 atm.
Kebutuhan setiap alat kontrol diperkirakan sebesar 1,5 m3/jam. Udara
didistribusikan dalam keadaan bersih dan kering. Untuk menaikkan tekanan
udara digunakan kompresor.
D. Freon-22
Freon-22 yang digunakan oleh pabrik Fuel Grade Ethanol ini mengambil
panas pada kondisi suhu 0oC dan tekanan 4,91 atm, dengan kebutuhan sebagai
berikut :
Tabel 3.3. Kebutuhan Freon-22
No. Kebutuhan Freon-22 Laju Alir (lb/jam)
1 CL-02 9.652,65
2 R-02 50.140,12
Total 59.792,77
Executive summary
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL KAPASITAS 50.000 ton/tahun
E. Bahan Bakar
Jumlah bahan bakar yang diperlukan oleh pabrik Fuel Grade Ethanol (FGE)
adalah sebagai berikut :
Tabel 3.4. Kebutuhan bahan bakar
No. Kebutuhan Bahan Bakar Jenis Bahan Bakar Laju Alir (kg/jam)
1 B-01 Fuel Oil 12,6° API 8.344,71
2 Generator listrik Solar 231,54
F. Listrik
Listrik digunakan untuk menggerakkan motor penggerak alat-alat proses
misalnya pompa, mixer dan alat-alat lainnya, selain itu listrik digunakan juga untuk
penerangan. Total kebutuhan listrik total pabrik Fuel Grade Ethanol (FGE) adalah
sebesar 2.140 kW yang dipenuhi dengan menggunakan 3 buah generator, dengan
kapasitas 750 kW/unit.
EXECUTIVE SUMMARY
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun29
G. Diagram Alir
Gambar 3.1. Diagram alir pengolahan air
Executive Summary
PraRancangan Pabrik fuel grade ethanol Kapasitas 50.000 ton/tahun30
BAB IV
MANAJEMEN PERUSAHAAN
A. Manajemen Perusahaan
a. Umum
Bentuk perusahaan : Perseroan Terbatas (PT)
Lapangan usaha : Industri kimia
Lokasi : Demak, Jawa Tengah
Kapasitas : 50.000 ton/tahun
b. Bentuk perusahaan
Bentuk perusahaan yang dipilih adalah Perseroan Terbatas (PT) yang
berbentuk badan hukum. Badan hukum ini berbentuk perseroan sebab
modal badan hukum terdiri dari saham-saham.
Perseroan terbatas harus didirikan memakai akta autentik. Bentuk
perusahaan ini dipimpin oleh direksi yang terdiri dari seorang direktur
utama dan dibantu oleh direktur-direktur.
Direktur utama dipilih oleh rapat umum pemilik saham, yang dipilih
menjadi direktur tidak selalu orang yang memiliki saham, dapat juga orang
lain. Pekerjaan direksi sehari-hari diawasi oleh rapat umum para pemilik
saham. Dewan komisaris berhak mengadakan pemeriksaan sendiri atau
dibantu akuntan pabrik apabila perusahaan tidak berjalan sebagaimana
mestinya. Direksi dan komisaris dipilih kembali oleh rapat umum pemilik
saham setelah masa jabatan habis. Kekuasaan tertinggi dalam perseroan
31
Executive Summary
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
terbatas adalah rapat umum para pemilik saham yang biasanya dilakukan
satu tahun sekali.
Modal perusahaan diperoleh dari penjualan saham-saham dan apabila
perusahaan rugi maka pemilik saham hanya akan kehilangan modalnya saja
dan tidak menyinggung harta kekayaan pribadi untuk melunasi hutang-
hutangnya.
B. Organisasi
Sistem organisasi perusahaan yang dipilih yaitu sistem organisasi
fungsional. Pada sistem ini, garis kekuasaan lebih sederhana dan praktis pada
pembagian tugas kerja, dimana seorang karyawan hanya bertanggung jawab pada
seorang atasan saja. Kekuasaan mengalir secara langsung dari direksi kemudian
ke manajer diteruskan ke karyawan-karyawan dibawahnya.
a. Klasifikasi pegawai
Klasifikasi kepegawaian terutama berdasarkan latar belakang pendidikan
formal. Beberapa jabatan penting masih ditambah dengan persyaratan lain
diantaranya adalah pengalaman kerja, kepribadian, pendidikan khusus serta
beberapa persyaratan lainya.
b. Sistem penggajian karyawan
Sistem gaji pada karyawan dilaksanakan pada setiap awal bulan dan
besarnya gaji disesuaikan dengan jabatan, tingkat pendidikan dan pengalaman
kerja atau keahlian yang dimiliki.
c. Rencana kerja
32
Executive Summary
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
Dalam kegiatan operasi, pabrik beroperasi selama 24 jam secara kontinyu
setiap hari selama 330 hari dalam satu tahun. Karyawan dibagi menjadi dua
kelompok yaitu karyawan shift dan karyawan non shift.
i. Karyawan shift
Karyawan shift merupakan tenaga yang secara langsung menangani
produksi. Kelompok kerja shift ini dibagi menjadi 3 shift sehari, masing-
masing bekerja selama 8 jam, sehingga harus dibentuk 4 kelompok dimana
setiap hari 3 kelompok bertugas dan 1 kelompok istirahat, dengan pola dari
hari ke-1 hingga seterusnya dan berulang seperti tertera pada tabel berikut
ini :
Tabel 4.1. Pembagian kerja karyawan shift
ReguHari ke-
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
A I I I * II II II * III III III *
B * II II II * III III III * I I I
C II * III III III * I I I * II II
D III III * I I I * II II II * III
Keterangan :
A,B,C,D : kelompok kerja shift
1,2,3,... : hari ke-
33
Executive Summary
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
* : libur
I : pkl. 07.00 – 15.00
II : pkl. 15.00 – 23.00
III : pkl. 23.00 – 07.00
ii. Karyawan non shift
Karyawan non shift merupakan karyawan yang tidak langsung
menangani proses produksi, yang termasuk kelompok ini adalah kepala
seksi ke atas dan semua karyawan bagian umum. Karyawan non shift
bekerja selama 5 hari kerja dalam satu minggu dan libur pada hari sabtu dan
minggu serta hari-hari besar agama ataupun hari nasional. Sehingga total
kerjanya 40 jam dalam satu minggu. Dengan pengaturan sebagai berikut :
Senin – Kamis : Pkl. 08.00 – 17.00
Pkl. 12.00 – 13.00 (istirahat)
Jumat : Pkl. 08.00 – 17.00
Pkl. 11.30 – 13.00 (istirahat)
34
Executive Summary
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
d. Jaminan sosial
Sebagai sarana kesejahteraan, seluruh karyawan pabrik selain menerima
gaji setiap bulan, juga diberikan jaminan sosial berupa fasilitas-fasilitas dan
tunjangan yang dapat memberikan kesejahteraan kepada karyawan. Tunjangan
tersebut berupa :
i. Tunjangan hari raya keagamaan
ii. Tunjangan jabatan
iii. Tunjangan istri dan anak
iv. Tunjangan rumah sakit dan kematian
v. Jamsostek
vi. Uang makan
Executive Summary
PraRancangan Pabrik fuel grade ethanol Kapasitas 50.000 ton/tahun35
Kabag. Teknik
Kasi. Proses
Kasi. Utilitas
Kasi. Lab &UPL
Kasi. Litbang
Kasi. Inst. & Listrik
Kasi. PPA
Kasi. Audit
Kasi. Akuntansi
Kasi. Penjualan
Kasi. Distribusi
Kasi. Kepegawaian
Kabag. Administrasi Kabag. Umum Kabag. K 3Kabag. PemasaranKabag. Keuangan
Kasi. Tata Usaha
Kasi. Humas
Kasi. Transportasi
Kasi. Keamanan
Kasi. Logistik & Pengadaan
Kasi. K 3
Kasi. Pemd. Kebakaran
Direktur Produksi dan Teknik Direktur Keuangan Direktur Administrasi dan Umum
Kabag. Produksi
Dewan Komisaris/ Pemegang Saham
Direktur Utama
e. Struktur organisasi perusahaan
Gambar 4.1. Struktur organsasi perusahaan
Executive summary
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun36
BAB V
EVALUASI EKONOMI
Dalam perencanaan pendirian suatu pabrik, perlu dilakukan analisa terhadap
ekonomi dan pembiayaannya, disamping analisa dan perhitungan secara teknis.
Dalam hal ini, untuk mendirikan pabrik Fuel Grade Ethanol diperlukan modal
investasi sebesar US$ 23.392.557 + Rp 397.752.234.927. Nilai bunga yang
diberikan yaitu sebesar 18,10%, sedangkan bunga bank saat ini berkisar 6% per
tahun, sehingga interest pabrik lebih besar daripada bunga bank. Dari biaya
produksi total (Manufacturing Cost + General Expense), dapat ditentukan harga
pokok Fuel Grade Ethanol dengan kapasitas produksi 50.000ton/tahun, yaitu
Rp 5.049/liter dengan harga jual Rp 6.591/liter. Harga beli PT. Pertamina saat ini
berkisar antara Rp. 6.000 sampai 7.000/liter.
Dalam Road Map Energi Mix Indonesia bioetanol telah dicanangkan untuk
menggantikan 10% dan 20% pemakaian gasolin pada akhir tahun 2010 dan 2025.
Produksi bioetanol hingga tahun 2009 baru mencapai 5% dari nilai yang
dicanangkan oleh Road Map Energi, atau hanya 70 ribu ton dari 1,48 juta
ton.(Farizal PhD, 2010)
Pabrik Fuel Grade Ethanol ini memproduksi 50.000 ton bioetanol, yang
artinya dapat memenuhi 3,5% dari sisa kebutuhan bioetanol yang dicanangkan
sehingga memiliki kemungkinan untuk terjual habis.
Asumsi-asumsi yang dipakai dalam perhitungan evaluasi ekonomi, yaitu :
Harga Indeks tahun 2007 = 525,4
Harga Indeks tahun 2012 = 560,4
37
Executive summary
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
Kurs Dollar 9100 berdasarkan Bank Indonesia , 27 Februari 2012
Hasil dari evaluasi ekonomi adalah sebagai berikut :
A. Modal Investasi (Capital Investment)
Modal investasi adalah modal yang diperlukan untuk membangun
fasilitas produksi dan menjalankannya, terdiri dari modal tetap dan modal
kerja. Dalam hal ini, untuk mendirikan pabrik Fuel Grade Ethanol diperlukan
modal investasi sebesar US$ 22.859.556 + Rp 388.354.351.728.
1. Modal Tetap (Fixed Capital Investment)
Modal tetap adalah pengeluaran untuk mendirikan fasilitas produksi.
Pabrik Fuel Grade Ethanol ini memerlukan modal tetap, yaitu terdiri dari :
a. Physical Plant Cost (PPC)
Tabel 5.1. PPC
No. Komponen Biaya
1 Alat Proses Rp 32.670.616.803 $ 9.323.494
2 Bangunan Rp 33.450.000.000 -
3 Tanah Rp 87.500.000.000 -
4 Utilitas Rp 20.563.185.072 $ 5.828.703
Total Rp 174.183.801.875 $ 15.152.198
38
Executive summary
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
b. Direct Plant Cost (DPC)
Tabel 5.2. DPC
No. Komponen Biaya
1 PPC Rp 174.183.801.875 $ 15.152.198
2Engineering and
Construction (20% PPC)Rp 34.836.760.375 $ 3.030.440
Total Rp 209.020.562.249 $ 18.182.637
Tabel 5.3. FCI
No. Komponen Biaya
1 DPC Rp 209.020.562.249 $ 18.182.637
2 Contractor Fee (4% DPC) Rp 8.360.822.490 $ 727.305
3 Contingency (25% DPC) Rp 31.353.084.337 $ 2.727.396
TotalRp 248.734.469.077 $ 21.637.338
2. Modal Kerja (Working Capital)
39
Executive summary
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
Modal kerja adalah uang yang harus tersedia untuk menjalankan fasilitas
produksi. Fuel Grade Ethanol ini memerlukan modal kerja, yaitu :
Tabel 5.4. WC
No. Komponen Biaya
1
Raw Material Inventory
(100% MC / bln)
Rp 22.925.810.131 $ 270.034
2
In Process Inventory
(150% MC / bln)
Rp 34.388.715.196 $ 405.051
3 Product Inventory (100% MC / bln) Rp 22.925.810.131 $ 270.034
4 Extended Credit (200% MC / bln) Rp 45.851.620.262 $ 540.068
5 Available Cash (100% MC / bln) Rp 22.925.810.131 $ 270.034
Total Rp 149.017.765.850 $ 1.755.219
40
Executive summary
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
B. Biaya Produksi (Manufacturing Cost)
Biaya produksi adalah jumlah seluruh biaya yang berhubungan langsung
dengan pembuatan produk, terdiri dari :
1. Biaya Produksi Langsung (Direct Manufacturing Cost)
Tabel 5.5. DMC
No. Komponen Biaya
1 Kebutuhan Bahan Baku Rp 87.120.000.000 $ 651.137
2 Kebutuhan Bahan Utilitas Rp 113.622.061.800 -
3Gaji Karyawan dan
Operating LaborRp 21.792.000.000 -
4
Supervisi
(10% Gaji Karyawan)
Rp 2.179.200.000 -
5 Maintenance (2% FCI) Rp 4.974.689.382 $ 432.747
6
Plant Supplies
(15% Maintenance)
Rp 746.203.407 $ 64.912
Total Rp 230.434.154.589 $ 1.148.796
2. Biaya Produksi Tidak Langsung (Indirect Manufacturing Cost)
41
Executive summary
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
Tabel 5.6. IMC
No. Komponen Biaya
1
Payroll Overhead
(15% Gaji Karyawan)
Rp 3.268.800.000 -
2
Laboratorium
(10% Gaji Karyawan)
Rp 2.179.200.000 -
3
Packaging and Shipping
(1% Sales)
Rp 4.287.234.970 -
4
Plant Overhead
(50% Gaji Karyawan)
Rp10.896.000.000 -
Total Rp20.631.234.970 -
3. Biaya Produksi Tetap (Fixed Manufacturing Cost)
Tabel 5.7. FMC
No. Komponen Biaya
1 Depresiasi (6,67% FCI) Rp 16.582.297.938 $ 1.442.489
2 Property taxes (2% FCI) Rp 4.974.689.382 $ 432.747
3 Asuransi (1% FCI) Rp 2.487.344.691 $ 216.373
Total Rp 24.044.332.011 $ 2.091.609
42
Executive summary
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
Tabel 5.8. MC
No. Komponen Biaya
1 DMC Rp 230.434.154.589 $ 1.148.796
2 IMC Rp 20.631.234.970 -
3 FMC Rp 24.044.332.011 $ 2.091.609
Total Rp 275.109.721.570 $ 3.240.405
C. Pengeluaran Umum (General Expense)
Pengeluaran umum adalah pengeluaran yang tidak berhubungan langsung
dengan produksi. Pabrik Fuel Grade Ethanol ini memerlukan biaya umum,
yaitu :
Tabel 5.9. GE
No. Komponen Biaya
1 Administrasi (3% MC) Rp 8.253.291.647 $ 97.212
2 Sales Expense (5% MC) Rp 5.502.194.431 $ 64.808
3 Research (2% Sa) Rp 8.574.469.940 -
4 Finance (2% MC) Rp 5.502.194.431 $ 64.808
Total Rp 22.329.956.019 $ 162.020
43
Executive summary
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
Dari biaya produksi total (Manufacturing Cost + General Expense),
dapat ditentukan harga pokok Fuel Grade Ethanol dengan kapasitas produksi
50.000ton/tahun.
Harga pokok = Production Cost/kapasitas
= (Manufacturing Cost + General Expense)/kapasitas
= (US$ 3.402.425 + Rp 297.439.677.588)/50.000 ton
= Rp 328.401.747.406/50.000 ton
= Rp 328.401.747.406/65.048.113 liter
= Rp 5.049/liter
D. Penjualan dan Keuntungan (Sales and Profit)
1. Penjualan (Sales)
Penentuan harga jual
Annual Sales Income = Annual Expenses to Produce and Market Product +
Annual Cash Income (Federal Income Tax + Net Profit After Tax)
Keterangan :
Annual Sales Income = pemasukan yang diharapkan dari penjualan tahunan
Annual Expenses to Produce and Market Product = total biaya produksi tahunan
Annual Cash Income = keuntungan bersih tahunan sebelum pajak
Federal Income Tax = 30% dari keuntungan
Net Profit After Tax = diinginkan 11,5% dari total modal investasi
44
Executive summary
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
Net Profit After Tax = 11,5% x TCI
= 11,5% x (US$ 23.392.557 + Rp 397.752.234.927)
= Rp 70.221.818.404
Federal Income Tax =%%x Net Profit After Tax
=%%x Rp 59.637.630.859
= Rp 30.095.065.030
Annual Expenses to Produce and Market Product
= MC + GE
= Rp 328.401.747.406
Annual Sales Income
= Rp 328.401.747.406 + (Rp 30.095.065.030 + Rp 70.221.818.404)
= Rp 428.723.497.011
Harga Jual = ( )=
. . .. . /= Rp 6.591 /liter
45
Executive summary
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
2. Total Cost (Manufacturing Cost & General Expense)
= Rp 328.401.747.406
3. Profit Before Tax (Sales – Total Cost)
= Rp 100.316.883.434
4. Profit After Tax pajak 30% (Profit Before Tax – Income Tax)
= Rp 70.221.818.404
E. Analisa Kelayakan
Analisa kelayakan ini digunakan sebagai indikator apakah pabrik yang
didirikan layak atau tidak. Batasan-batasan yang dipakai didasarkan pada
tingkat resiko pabrik secara teknis dan menarik secara ekonomis.
1. Analisa Teknik
Pabrik Fuel Grade Ethanol termasuk pabrik yang beresiko rendah dilihat
dari tekanan dan suhu proses rendah serta sifat bahan yang tidak mudah
terbakar.
2. Analisa Ekonomi
a. Permintaan Pasar
Sampai saat ini lebih dari 95% produksi bioetanol, masih menggunakan
bahan baku molase dan sebagian kecil menggunakan bahan baku cassava
(ubi kayu). Bila hal ini dipertahankan akan sulit untuk mencapai target
energi yang diinginkan untuk bioetanol, dalam Road Map Energi Mix
Indonesia bioetanol telah dicanangkan untuk menggantikan 10% dan
46
Executive summary
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
20% pemakaian gasolin pada akhir tahun 2010 dan 2025. Produksi
bioetanol hingga tahun 2009 baru mencapai 5% dari nilai yang
dicanangkan oleh Road Map Energi, atau hanya 70 ribu ton dari 1,48 juta
ton. Pabrik Fuel Grade Ethanol ini memproduksi 50.000 ton bioetanol,
yang artinya dapat memenuhi 3,5% dari sisa kebutuhan bioetanol yang
dicanangkan sehingga memiliki kemungkinan untuk terjual habis.
b. Return On Investment (ROI)
Adalah kemampuan untuk mengembalikan modal atau perbandingan
keuntungan tahunan terhadap modal tetap.
FCI = Rp 445.634.245.676
Laba sebelum pajak = Rp 100.316.883.434
= × 100%= 22,51%
Laba sesudah pajak = Rp 70.221.818.404
= ℎ × 100%= 15,76%Berdasarkan Aries-Newton hal. 193, pabrik ini tergolong low risk
karena RoI sebelum pajaknya > 11%.
c. Pay Out Time (POT)
47
Executive summary
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
Adalah waktu yang dinyatakan dalam tahun dimana uang yang ditanam
harus sudah kembali atau masa tahun pengembalian modal investasi dari
laba yang dihitung sebelum dikurangi penyusutan.
FCI = Rp 445.634.245.676
Depresiasi = Rp 29.708.949.712
Laba sebelum pajak = Rp 100.316.883.434
= += 3,43 ℎLaba sesudah pajak = Rp 70.221.818.404
= ℎ += 4,46 ℎBerdasarkan Aries-Newton hal. 196, pabrik ini tergolong low risk
karena POT sebelum pajaknya < 5 tahun.
d. Discounted Cash Flow (DCF)
Adalah besarnya aliran dana keuntungan yang dihitung berdasarkan nilai
sekarang, merupakan kemampuan untuk membayar bunga pinjaman per
tahun selama umur pabrik.
S = (FC + WC) (1 + i)(n) – (SV + WC) ................................................... (1)
R = CF [(1 + i)(n-1) + (1 + i)(n-2) + ..... + (1 + i) + 1] ................................ (2)
Dimana :
48
Executive summary
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
R : cash flow berdasarkan pendapatan akhir tahun
S : nilai modal yang akan datang setelah dikoreksi dengan
salvage value dan working capital
CF : cash flow setelah pajak
n : umur ekonomi
FC : fixed capital
WC : working capital
SV : salvage value (10% FCI)
i : interest / discounted cash flow
Diketahui data sebagai berikut :
SV = 10% × FCI
= Rp 44.563.424.568
CF = annual profit after taxes + depresiasi + finance
= Rp 106.990.262.185
WC = Rp 164.990.262.185
FC = FCI
= Rp 445.634.245.676
Umur ekonomi pabrik = 15 thn
49
Executive summary
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 50.000 ton/tahun
Jika persamaan (1) = persamaan (2), maka dengan trial and error
diperoleh interest (i) = 18,10%. Nilai bunga bank saat ini berkisar 6% per
tahun, sehingga interest pabrik lebih besar daripada bunga bank.
Konstruksi = 3 thn
Investasi thn ke 1 dan 2 = Rp 148.000.000.000
Investasi thn ke 3 = Rp 149.634.245.676
Kapasitas saat start up = 70%
Sales = Rp 428.723.497.011
Depresiasi = Rp 29.708.949.712
Manufacturing Cost = Rp 304.597.407.111
General expenses = Rp 23.804.340.296
Skripsi
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 70.000 ton/tahun48
Tabel 5.10. Cash flow
Tahun
ke
KapasitasHarga Dalam Milyar Rupiah
Annual
Investment
Sales
Income
Depresiasi MC GE Profit Taxes Net Profit After Taxes Cash Flow Cumulative Cash Flow
-2 148 -148 -148-1 148 -148 -296
0 150 -150 -446
1 70% 300 30 213 17 70 21 49 79 -367
2 100% 429 30 305 24 100 30 70 100 -267
3 100% 429 30 305 24 100 30 70 100 -167
4 100% 429 30 305 24 100 30 70 100 -67
5 100% 429 30 305 24 100 30 70 100 33
6 100% 429 30 305 24 100 30 70 100 133
7 100% 429 30 305 24 100 30 70 100 233
8 100% 429 30 305 24 100 30 70 100 333
9 100% 429 30 305 24 100 30 70 100 433
10 100% 429 30 305 24 100 30 70 100 533
11 100% 429 30 305 24 100 30 70 100 633
12 100% 429 30 305 24 100 30 70 100 733
13 100% 429 30 305 24 100 30 70 100 833
14 100% 429 30 305 24 100 30 70 100 933
15 100% 429 30 305 24 100 30 70 100 1.032
Skripsi
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 70.000 ton/tahun49
Gambar 5.1. Grafik Cash flow
Proyek pendirian pabrik dimulai dengan konstruksi selama 3 tahun
kemudian direncanakan umur ekonomi pabrik 15 tahun. Setelah melewati umur
ekonomi, maka perencanaan proyek telah berakhir. Di asumsi nilai pabrik setelah
berakhirnya proyek yaitu sebesar 60% dari nilai modal investasi awal. Nilai
pabrik setelah proyek berakhir yaitu US$ 16.374.790 + Rp
238.651.340.956
e. Break Even Point (BEP) dan Shut Down Point (SDP)
BEP adalah suatu titik yang menyatakan pada volume produksi tertentu
pabrik tidak untung dan tidak rugi (titik impas).
SDP adalah suatu titik yang menyatakan bahwa pada volume produksi
tertentu pabrik harus berhenti beroperasi karena mengalami kerugian.
Sales (Sa) = Rp 428.723.497.011
-1,000
-500
0
500
1,000
1,500
2,000
-2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16Cash
Flo
w D
alam
Mily
ar R
upia
h
Tahun Ke-
Skripsi
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 70.000 ton/tahun
Fixed Cost (FC)
Tabel 5.11. FC
No. Komponen Biaya
1 Depresiasi Rp 16.582.297.938. $ 1.442.489
2 Property taxes Rp 4.974.689.382 $ 432.747
3 Asuransi Rp 2.487.344.691 $ 216.373
TotalRp 24.044.332.011 $ 2.091.609
Rp 43.077.977.082
Variable Cost (VC)
Tabel 5.12. VC
No. Komponen Biaya
1 Biaya Bahan Baku Rp 93.045.345.608
2 Pack & Ship (1% Sa) Rp 4.287.234.970
3 Utilitas Rp 113.622.061.800
4 Royalty & Patent (1% Sa) Rp 4.287.234.970
Total Rp 215.241.877.348
Skripsi
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 70.000 ton/tahun
Regulated Cost (RC)
Tabel 5.13. RC
No. Komponen Biaya
1 Labor Payment Rp 21.792.000.000
2 Payroll Overhead (15% Gaji Karyawan) Rp 3.268.800.000
3 Plant Overhead (50% Gaji Karyawan) Rp 10.896.000.000
4 Supervisi (10% Gaji Karyawan) Rp 2.179.200.000
5 Laboratorium Rp 2.179.200.000
6 GE Rp 23.804.340.296
7 Maintenance (2% FCI) Rp 8.912.684.914
8 Plant Supplies (15% Maintenance) Rp 1.336.902.737
Total Rp 74.369.127.946
BEP
Kondisi dimana jika pabrik berhasil menjual produk sebagian dari kapasitas
produksinya, maka pabrik tidak mendapat untung tetapi juga tidak rugi.
= + 0,3( )− − 0,7( ) × 100%= 40,51%
Skripsi
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 70.000 ton/tahun
SDP
Kondisi dimana jika pabrik berhasil menjual produk sebagian dari kapasitas
produksinya, maka pabrik baik berproduksi maupun tidak hanya mampu
mengembalikan fixed capital saja.
= 0,3( )− − 0,7( ) × 100%= 13,82%Berdasarkan data indikasi ekonomi tersebut, maka pabrik Fuel Grade
Ethanol layak untuk dikaji lebih lanjut.
Gambar 5.2. Grafik Break Even Point
Sa
FC
FC + VC + RC
BEP
SDP
050100150200250300350400450500
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
Nom
inal
Dal
am M
ilyar
Rup
iah
Kapasitas
Skripsi
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 70.000 ton/tahun
KESIMPULAN
1. Berdasarkan proses produksi (teknis), pabrik Fuel Grade Ethanol merupakan
pabrik beresiko rendah karena :
a. Tekanan operasi atmosferis dan suhu rendah
b. Bahan tidak mudah terbakar dan tidak berbahaya
2. Ditinjau dari segi ekonomi, pembuatan Fuel Grade Ethanol dengan kapasitas
50.000 ton/tahun ini layak dipertimbangkan lebih lanjut untuk didirikan menjadi
suatu pabrik. Hal ini berdasarkan pertimbangan sebagai berikut :
a. Harga pokok : Rp. 5.049/liter
b. Harga jual : Rp. 6.591/liter
c. Break Even Point (BEP) : 40,51%
d. Shut Down Point (SDP) : 13,82%
e. Discounted Cash Flow (DCF) : 18,10%
f. Pay Out Time (POT)
POT sebelum pajak : 3,43 tahun
POT sesudah pajak : 4,46 tahun
g. Return On Investment (ROI)
ROI sebelum pajak : 22,51%
ROI sesudah pajak : 15,76%
Skripsi
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 70.000 ton/tahun
DAFTAR PUSTAKA
Altinok, Haydar dkk., 2007, “Covalent Immobilization of Invertase on Chemically
Activated Poly (Styrene-2-Hydroxyethyl Methacrylate) Microbeads”, Kirikkale
University, Turkey
Anonim, 2007.,”Enzymatic Production of Invert Sugar” ensymm company, Dusseldorft,
Germany.
Anonim., 2010, “Statistik Perdagangan Dalam Negeri 2010”, Biro Pusat Statistik.,
Yogyakarta
Aries, R. S., and Newton, R. D., 1955, “Chemical Engineering Cost Estimation”,
McGRAW-HILL, New York.
Brown, G. G., 1978, “Unit Operation”, Modern Asia Edition, Charles E Tuttle Co., Tokyo.
Brownell, L. E., and Young, E. H., 1979, “Process Equipment Design”, Wiley Eastern
Limited, New Delhi.
Carl. L. Yaws, 1980, ”Chemical Properties”, McGRAW-HILL, USA.
Chen, Meade., 1940, “Cane Sugar Hanbook”, 11th ed. Jhon Wiley & Sons, New York.
Considine, D.M., 1974, “Chemical and Process Technology Encyclopedia”, McGraw-Hill
Book Company, New York.
Coulson, J. M., and Richardson, J. F., 1983, “Chemical Equipment Design”, John Wiley &
Sons, New York.
Evans Jr., F. L., 1985, “Equipment Design Handbook for Refineries and Chemical Plants”,
Book Division Gulf Publishing, Houston, Texas.
Skripsi
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 70.000 ton/tahun
Faith, Keyes and Clark’s, 1975, “Introduction to Chemical Process Industries”, 4th ed.,
John Wiley & Sons, New Jersey.
Glasstone, Samuel dkk., 1941, “The Theory of Rate Process”, 1st ed, 1941, McGRAW-
HILL, London.
Hidayat, Nur, dkk., 2006, “Mikrobiologi Industri”, Andi, Yogyakarta.
Holman, JP., 1997, “Perpindahan Kalor”, edisi 6, Erlangga, Jakarta.
Juan P.G. Villaluenga and Yoram Cohen, 2004, “Numerical Model of Non-Isothermal
Pervaporation in a Rectangular Channel”, Journal of Membrane Science.
Kern, D. Q., 1950, “Process Heat Transfer”, International Student Edition, McGRAW-
HILL Kogusha Ltd., Tokyo.
Lee, James.M., 1992, “ Biochemical Engineering”; Prentice Hall, Englewood Cliffs, New
Jersey 07632
Ludwig, L. E., 1964, “Applied Design for Chemical and Petrochemical Plants” vol. 1, 2
and 3, Gulf Publishing Co., New York.
Maheldaswara, Daru., 2003, “Budidaya Rumput Hermada”, kanisius., Yogyakarta.
Moo-Young, Murray., 1985, “Comprehensive Biotechnology: The Principles, Application
and Regulations of Biotechnology in Industry, Agriculture and Medicine, The
Practice of Biotechnology, Current Commodity Products”; Volume 3. 1st ed,
Pergamon Press, Oxford
McCabe, W. L., Smith, J. C., and Harriott, P., 1950, “Unit Operations of Chemical
Engineering”, Seventh Edition, McGRAW-HILL, New York.
Skripsi
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 70.000 ton/tahun
Norman, NL dkk., 2008,”Anvanced Membrane Technology and Applications”, John Wiley
& Sons. Inc, Ontario.
Page, J. S., 1984, “Estimator’s Equipment Installation Man-Hour Manual”, 2th ed.,Gulf
Publishing Company, Houston.
Pawignya, Harsa, dkk., 2010, “Timjauan Kinetika Pembuatan Rose Wine”, UPN “Veteran”
Yogyakarta.
Perry, R. H., and Chilton, C. H., 1994, “Chemical Engineer Hand Book”, 6th edition,
McGRAW-HILL, Tokyo.
Peter, M. S., and Timmerhaus, K. D., “Plant Design and Economics for Chemical
Engineering”, 5th ed., McGRAW-HILL, Singapore.
Powell, P. T., 1954, “Water Conditioning for Industry”, McGRAW-HILL, New York.
Rase, F. H., 1977, “Chemical Reactor Design for Process Plant”, vol. I and II, John Wiley
& Sons, New York.
Roques, Henry., 1950, “Chemical Water Treatment Principle and Practice”., VCH
Publiser, New York.
Singgih, Sumarny dkk., 1998, “Keberadaan Plasma Nutfah Sorgum dan Pemanfaatannya
dikawasan Lahan Kering Pulau Lombok”, Balai Pengkajian Teknologi Pertanian,
NTB.
Sitompul, Tunggul., 1993, “Alat Penukar Kalor”, edisi 1, Raja Grafindo Persada, Jakarta.
Smith, J. M., and Van Ness, H. C., 1975, “Introduction to Chemical Engineering
Thermodynamic”, 3rd ed., McGRAW-HILL, Tokyo.
Skripsi
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 70.000 ton/tahun
Sudarmi, Sri., 1993, “Proses Pervaporasi Campuran Etanol-Air dengan Membran
Polyvynil Alcohol”, Laporan Penenlitian Fakultas Teknik Kimia, UPN “Veteran”,
Yogyakarta.
Treyball, R. E., “Mass Transfer Operation”, 2nd ed., McGRAW-HILL, Tokyo.
Ulrich, Gael., 1976., “A Guide to Chemical Engineering Process Design and Economics”,
University of Hampsire, Canada.
Vilbrandt, F. C., and Dreyden, C. E., 1959, “Chemical Engineering Plant Design”, 4th ed.,
McGRAW-HILL, Tokyo.
Wenten, I Gede., 2004, “Pengembangan Teknologi Membran Pervaporasi untuk Produksi
Etanol Absolut”, ITB, Bandung
Wiseman, Alan., 1975,”Topics Enzyme and Fermentation Biotechnology”, Vol 3. John
Wiley & Sons, New York.
Yamsidi, dkk., 2000, “Industri Kimia Sekolah Menengah Teknologi Industri”, Yogyakarta.
www.bps.go.id
www.megazyme.com
www.matche.com
www.sugartech.co.za
www.wikipedia.com
Skripsi
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 70.000 ton/tahun
LAMPIRAN A
SPESIFIKASI ALAT PROSES
A. Tangki
Tabel A.1. Tangki
Nama Alat D (ft) T (ft) Kapasitas (barrel) Harga ($)
R-01 6,5 12,5 74 17386
R-02 20 40 2.240 98269
DE 7,15 7,15 50,82 182391
M-01 3 5 2 40531
M-02 3 6 3 49704
T 90 42 48.340 474324
AC-01 15 24 755 193057
AC-02 15 24 755 56581
AC-03 40 40 8.950 200524
AC-04 40 40 8.950 200524
AC-05 20 37 275
Skripsi
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 70.000 ton/tahun
B. Heat Exchanger
Tabel A.2. Heat exchanger
Nama
AlatJenis
D Shell
(in)
L
(ft)
Luas
Transfer (ft2)
Harga
($)
EV-01Short-tube
vertical144 19 2.663 593538
EV-02Short-tube
vertical48 19 256 353377
HE-01Shell & tube
1-2P19,25 8 157,87 15786
HE-02Double pipe
2 hairpin4 20 73,36 1600
HE-03Double pipe
1 hairpin4 20 36,68 1387
CL-01Double pipe
3 hairpin3 20 74,64 1600
CL-02Double pipe
1 hairpin4 20 36,68 1387
CL-03Double pipe
5 hairpin4 20 183,4 1920
CDShell and Tube
1-2P33 16 2.429,81 77330
RBShell and Tube
1-2P27 16 759,50 38292
Skripsi
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 70.000 ton/tahun
C. Hopper
Tabel A.3. Hopper
Nama Alat D (m) T (m) Kapasitas (m3) Harga ($)
H-01 1,27 2.55 3,22 12159
H-02 0,87 1,75 1,02 11733
H-03 0,50 1,00 0,20 11519
D. Pompa
Tabel A.4. Pompa
Nama Alat Jumlah Kapasitas (gallon/mnt) Daya (HP) Harga ($)
P-01 2 438,46 1,5 7466
P-02 2 448,61 3 7466
P-03 2 71,81 0,5 4053
P-04 2 12,34 0,5 1493
P-05 2 67,32 3 3413
P-06 2 1,66 0,5 427
P-07 2 189,81 5 5120
P-08 2 94,93 5 4053
Skripsi
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 70.000 ton/tahun
P-09 2 37,25 1 2133
P-10 2 21,59 0,5 1920
P-11 2 37,97 0,5 2133
P-12 2 1,35 1 3413
P-13 2 36,04 0,5 2133
E. Alat Proses Lain
Tabel A.5. Alat proses lain
Nama Alat Kapasitas (kg/jam) Harga ($)
SU 105.125,20 223776
MD 11.096,60 400512
MT 200.000,00 312412
MB 6.358,37 561202
CV-01 200.000,00 405314
CV-02 95.000,00 980756
Skripsi
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 70.000 ton/tahun
LAMPIRAN B
SPESIFIKASI ALAT UTILITAS
A. Pompa, Kompresor dan Blower Utilitas
Tabel B.1. Spesifikasi pompa, kompresor dan blower utilitas
Nama Alat Jumlah Kapasitas (m3/jam) Daya (HP) Harga ($)
PU-01 2 44,92 15 5.120
PU-02 2 44,27 10 5.120
PU-03 2 43,70 10 5.120
PU-04 2 43,70 10 5.120
PU-05 2 42,64 10 5.120
PU-06 2 41,60 10 5.120
PU-07 2 17,15 5 5.120
PU-08 2 124,38 3 5.120
PU-09 2 6,70 1,5 5.120
PU-10 2 343,05 50 13.866
PU-11 2 343,05 50 13.866
PU-12 2 363,71 1 2.133
PU-13 2 180,57 1 2.133
Skripsi
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 70.000 ton/tahun
PU-14 2 121,68 3 3.413
PU-15 2 118,97 3 3.413
PU-16 2 118,97 3 3.413
PU-17 2 0,65 1 2.304
PU-18 2 0,65 1 2.304
PU-19 2 1,06 1 2.304
PU-20 2 17,15 1 2.304
PU-21 2 6,70 1,5 5.120
KF 2 27,12 250 311.239
KU 2 39,60 3 103.675
Blower Boiler 2 145,20 250 202.047
B. Bak Utilitas
Tabel B.2. Spesifikasi bak utilitas
Nama
AlatP (m) L (m) t (m)
Luas
(m2)
Kapasitas
(m3)
Harga
(Rp)
BU-01 17,76 8,88 8,88 157,71 1.399,91 75.000.000
BU-02 10,48 5,24 5,24 54,92 287,41 26.000.000
BU-03 3,30 1,65 1,65 5,45 9,00 3.000.000
Skripsi
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 70.000 ton/tahun
BU-04 5,06 2,53 2,53 12,80 32,44 6.500.000
BU-05 0,373 0,186 0,186 0,07 0,013 100.000
BU-06 0,71 0,36 0,36 0,26 0,09 125.000
BU-07 12,00 6,00 6,00 72,00 12,22 3.500.000
Basin 7,0 7,0 1,4 49 68,61 24.500.000
C. Tangki
Tabel B.3. Spesifikasi tangki utilitas
Nama AlatDiameter
(m)
Tinggi
(m)
Kapasitas
(m3)
Harga
($)
FL-01 2,03 3,04 9,85 27.732
CL-01 8,74 5,46 283,69 90.662
CE-01 0,58 0,58 0,16 4.293
KE-01 3,6 7,45 75,76 179.697
AE-01 3,56 7,45 74,12 175.787
Tangki H2SO4 7,74 7,74 363,71 100.049
Tangki NaOH 6,13 6,13 180,57 70.077
Tangki N2H2 0,48 0,48 0,09 19.306
Tangki Silica 0,48 0,95 0,17 9.326
Skripsi
PraRancangan Pabrik FUEL GRADE ETHANOL Kapasitas 70.000 ton/tahun
Tangki Udara Tekan 1,71 5,14 11,88 17.633
Tangki Bahan Bakar
Generator5,37 10,75 243,62 289.053
Tangki Bahan Bakar
B-0117,78 35,55 8.823,31 331.291
D. Alat Utilitas Lain
Tabel B.4. Spesifikasi alat utilitas lain
Nama Alat Kapasitas Harga ($)
D-01 142,76 m3 108.901
B-01 118.968,81 kg/jam 117.809
CT-01 343,05 m3/jam 508.669
top related