summary aga

EXECUTIVE SUMMARY

JUDUL

TUGAS

PERANCANGAN PABRIK BIODIESEL DARI BIJI JARAK

KAPASITAS PRODUKSI 350.000 Ton/Tahun

I. STRATEGI PERANCANGAN

Latar

Belakang

- Sebagai salah satu negara penghasil minyak bumi, saat ini

Indonesia masih mengimpor kebutuhan bahan baku minyak

mentah dari luar negeri.

- Saat ini jumlah pemakaian alat-alat dan kendaraan

bermesin diesel dari tahun ke tahun semakin meningkat.

Sejalan dengan peningkatan tersebut maka kebutuhan

bahan bakar mesin diesel yaitu solar juga mengalami

peningkatan.

- Biodiesel merupakan salah satu sumber energi alternatif

pengganti bahan bakar mesin diesel yang bersifat

renewable, biodegradeble serta mempunyai beberapa

keunggulan dari segi lingkungan apabila dibandingkan

dengan petroleum diesel.

Dasar

Penetapan

Kapasitas

Produksi

Faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan dalam menentukan

kapasitas rancangan pabrik Biodiesel dari biji jarak, yaitu :

a. Kebutuhan Biodiesel di Indonesia

Bila diinginkan pendirian pabrik biodiesel pada tahun

Perancangan Pabrik Biodiesel dari Biji Jarak

2015, maka diprediksikan kebutuhan biodiesel untuk

sektor transportasi pada tahun 2015 mencapai

1.782.000 kiloliter per tahun atau 1.603.800 ton per

tahun. Sedangkan untuk sektor industri pada tahun

2015 mencapai 2.080.000 kiloliter per tahun atau

1.872.000 ton per tahun. Jadi diprediksikan total

kebutuhan biodiesel di Indonesia pada tahun 2015

sebesar 3.475.800 ton per tahun

b. Ketersediaan bahan baku

Bahan baku yang digunakan untuk rancangan pabrik

biodiesel ini adalah minyak biji jarak (Jathropa

Curcas) dimana salah satu perkebunannya berada di

Propinsi Nusa Tenggara Timur dengan lahan yang

tersedia sebesar 1.250.492 Ha.

produksi biji jarak per tahun di NTT sebesar

5.001.968 ton per tahun dengan menghasilkan minyak

jarak sebesar 1.500.590 ton per tahun.

Dasar

Penetapan

Lokasi

Pabrik

1. Sumber bahan baku

Provinsi Nusa Tenggara Timur, Nusa Tenggara Barat,

Sulawesi, Papua merupakan daerah penghasil utama biji

jarak dari tanaman jarak sebagai bahan baku utama

pembuatan biodiesel. Selain itu masih banyak lahan

kosong di Propinsi Nusa Tenggara Timur yang akan


ditanami tanaman jarak

2. Pemasaran

Propinsi Nusa Tenggara Timur memiliki fasilitas

pelabuhan untuk memasarkan produk biodiesel ke

wilayah Indonesia bagian timur seperti Maluku dan

Papua, Wilayah Indonesia bagian tengah seperti

Sulawesi, Kalimantan, Bali dan sebagian Jawa.

3. Ketersediaan Air dan Listrik

Air dan listrik merupakan kebutuhan yang sangat penting

dalam industri. Daerah Nusa Tenggara Timur yang kering

menyebabkan kebutuhan air diperoleh dari air laut

maupun PDAM setempat sedangkan kebutuhan listrik

diperoleh dari PLN dan juga menggunakan generator

listrik.

4. Transportasi

Pengiriman bahan baku dan distribusi produk dilakukan

melalui jalur darat menggunakan kapal ferry untuk

pemasaran daerah NTB, Bali dan jalur laut untuk

pemasaran daerah Sulawei, Papua, Kalimantan dan Jawa.

Daerah di Provinsi Nusa Tenggara Timur memiliki

fasilitas transportasi darat dan laut yang baik dan mudah

dicapai sehingga proses transportasi dapat ditangani

dengan baik.


5. Tenaga Kerja

Pendirian pabrik biodiesel di Propinsi Nusa Tenggara

Timur dapat membuka lapangan pekerjaan bagi

penduduk Nusa Tenggara Timur, Lokasi pabrik

berdekatan dengan pemukiman penduduk setempat

sehingga mempermudah perekrutan tenaga kerja. Selain

itu memungkinkan juga mendatangkan pekerja dari

daerah Sulawesi, NTB, Bali dan juga pulau Jawa yang

memimiliki penduduk yang padat.

6. Pembuangan Limbah

Propinsi Nusa Tenggara Timur memiliki wilayah laut

yang luas, memungkinkan limbah yang sudah diolah dan

lolos dari analisa mengenai dampak terhadap lingkungan

(Amdal) sehingga tidak membahayakan lingkungan dapat

dibuang ke laut.

Pemilihan

Proses

Seleksi proses pembuatan biodesel dari minyak jarak

berdasarkan kandungan bahan baku yang terdapat dalam

minyak. Kandungan terbesar dari minyak jarak (% berat)

adalah trigliserida yaitu 97,3%, sedangkan sisanya asam

lemak bebas dan gum, adanya sedikit kandungan asam

lemak bebas dan moisture dalam reaktan akan

menyebabkan terbentuknya sabun, menurunkan yield dan

mempersulit pemisahan biodiesel dan gliserol. Oleh


karena itu asam lemak bebas terlebih dahulu di konversi

menjadi biodiesel dengan proses esterifikasi kemudian

trigliserida di konversi menjadi biodiesel dengan proses

transesterifikasi.

Proses yang digunakan dalam pra rancangan pabrik

biodiesel ada dua yaitu : esterifikasi asam lemak bebas

dengan katalis asam kuat H2SO4 dan transesterifikasi

trigliserida dengan katalis basa kuat NaOH.

Konversi produk mencapai 98%

Bahan Baku

Jenis Minyak jarak

methanol

Spesifikas

i

Susu Segar

Wujud : cairan

Warna : putih kebiruan hingga kuning

keemasan

Bau : Spesifik

Titik Didih: 100,17oC

Densitas : 1,028 gr / ml

Air (H2O)

Wujud : Cair

BM : 18

Bau : Tidak berbau


Warna : Jernih

Titik Didih : 100oC (pada 1 atm)

Density (30oC), gr/cc : 0,994

Enzim Laktase

Wujud : cair

pH optimum : 6

Suhu optimum : 37oC

Kebutuha

n

- Susu segar = 3.220,74 L/jam atau 3.294,82 kg/jam

- Air (H2O) = 1.027,17 kg/jam

- Enzim Laktase = 0,65 kg/jam

Asal - Susu segar dari KUD daerah sekitar

- Laktase dari produk Maxilact, Belanda

Produk

Jenis Susu Bubuk Diabetes

Spesifikas

i

Susu Bubuk Diabetes

Wujud : bubuk

Ukuran : 160 – 200 m

Warna : putih agak kekuningan

Bau : seperti susu

Rasa : kurang manis,hambar

Kandungan laktosa : 2,8 %

Kandungan lemak : 0,76 %

Kandungan protein : 37,8 %


Kandungan mineral : 4,54 %

Kandungan glukosa : 12,77 %

Kandungan galaktosa : 12,77 %

Kandungan vitamin : 26 %

Kandungan air : 2,2 %

Laju

Produksi252,53 kg/jam

Daerah

Pemasara

n

Untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri


2. DIAGRAM ALIR PROSES DAN PENERACAAN

2.1 Diagram Alir

Pera

ncan

gan

Pab

rik B

iod

iesel d

ari b

iji jara

k

Keterangan Arus

1 : Aliran dari tangki penyimpanan minyak jarak ke reaktor esterifikasi

2 : Aliran dari tangki penyimpan H2SO4 ke reaktor esterifikasi

3 : Aliran dari tangki akumulator methanol ke reactor esterifikasi

4 : Aliran dari reaktor esterifikasi ke tangki netralisasi

5 : Aliran dari hopper CaO ke tangki netralisasi

6 : Aliran dari tangki netralisasi ke Clarifier

7 : Aliran output CaSO4

8 : Aliran dari clarifier ke reaktor trans-esterifikasi

9 : Aliran dari tangki penyimpan NaOH ke reaktor trans-esterifikasi

10 : Aliran dari tangki akumulator methanol ke reactor trans-esterifikasi

11 : Aliran dari mixer 1 ke reaktor trans-esterifikasi

12 : Aliran dari reactor trans-esterifikasi ke dekanter

13 : Aliran dari decanter 1 ke kolom destilasi 1

14 : Aliran dari decanter 1 ke washing tank

15 : Aliran dari tangki penyimpan air ke washing tank

16 : Aliran dari tangki netralisasi ke dekanter 2

17 : Aliran dari dekanter 2 ke mixer 2

18 : Aliran dari kolom destilasi 1 ke mixer 2

19 : Aliran produk gliserol

20 : Aliran dari mixer 2 ke kolom destilasi 2

21 : Aliran dari kolom destilasi 2 ke tangki akumulator methanol

22 : Aliran waste water treatment

Perancangan Pabrik Susu Bubuk Diabetes xiv

23 : Aliran produk Biodiesel

2.2 Peneracaan

2.2.1 Neraca Massa

A. Unit Reaktor Esterifikasi

KomponenMasuk Keluar

1 2 3 4

Trigliserida 39636.41 - - 39636.41

FFA 4160.73 - - 83.21

Methanol - - 942.61 480.73

Asam Sulfat - 83.21 - 83.21

H2O - 1.7 19.24 280.74

Biodiesel - - - 4279.59

Sub Total 43797.14 84.91 961.8444843.90

Total 44843.90

B. Unit Tangki Netralisasi


4 5 6

Trigliserida 39636.41 - 39636.41

FFA 83.21 - 83.21

Methanol 480.73 - 480.73

Asam Sulfat 83.21 - -

H2O 280.74 - 296.03

Biodiesel 4279.59 - 4279.59

CaO - 48.23 -

CaSO4 - - 116.16

Perancangan Pabrik Susu Bubuk Diabetes xv

Sub Total 44843.90 48.2344892.13

Total 44892.13

C. Unit Clarifier


6 7 8

Trigliserida 39636.41 - 39636.41

FFA 83.21 - 83.21

Methanol 480.73 - 480.73

H2O 296.03 - 296.03

Biodiesel 4279.59 - 4279.59

CaSO4 116.16 116.16 -

Sub Total44892.13

116.16 44775.97

Total 44892.13


9 10 11

H2O 8.26 165.56 173.82

NaOH 198.18 - 198.18

Methanol - 8112.53 8112.53

Sub Total 206.44 8278.098484.53

Total 8484.53

D. Neraca Massa di Mixer 1

E. Unit Reaktor TransesterifikasiKomponen Masuk Keluar

Perancangan Pabrik Susu Bubuk Diabetes xvi

8 11 12

Trigliserida 39636.41 - 792.73

FFA 83.21 - 83.21

Methanol 480.73 8112.53 4382.56

NaOH - 198.18 198.18

H2O 296.03 173.82 469.85

Biodiesel 4279.59 - 43294.33

Gliserol - - 4039.64

Sub Total 44775.97 8484.5353260.50

Total 53260.50

F. Unit Decanter 1


12 13 14


FFA 83.21 - 83.21

Methanol 4382.56 2650.79 1731.77

NaOH 198.18 198.18 -

H2O 469.85 448.20 21.65

Biodiesel 43294.33 - 43294.33

Gliserol 4039.64 4004.14 35.5

Sub Total53260.50

7301.31 45959.19

Total 53260.50


14 15 16

Perancangan Pabrik Susu Bubuk Diabetes xvii


FFA 83.21 - 83.21

Methanol 1731.77 - 1731.77

Gliserol 35.5 - 35.5

H2O 21.65 10823.58 10845.23

Biodiesel 43294.33 - 43294.33

Sub Total 45959.19 10823.5856782.77

Total 56782.77

G. Unit Washing Tank


16 17 23


FFA 83.21 - 83.21

Methanol 1731.77 1731.77 -

Gliserol 35.5 35.5 -

H2O 10845.23 10823.58 21.65

Biodiesel 43294.33 - 43294.33

Sub Total56782.77

12590.86 44191.92

Total 56782.77

H. Neraca Massa di Decanter 2


13 18 19

Gliserol 4004.14 4 4000.13

Perancangan Pabrik Susu Bubuk Diabetes xviii

H2O 448.20 112.05 336.15

Methanol 2650.79 2624.28 26.51

NaOH 198.18 - 198.18

Sub Total7301.31

2740.34 4560.97

Total 7301.31

I. Neraca Massa di Kolom distilasi 1

J. Neraca Massa di Mixer 2


17 18 20

H2O 10823.58 112.05 10935.05

Gliserol 35.50 4 39.51

Methanol 1731.77 2624.28 4356.05

Sub Total 12590.86 2740.3415331.19

Total 15331.19

K. Neraca Massa di Kolom distilasi 2


20 21 22

Gliserol 39.51 - 39.51

H2O 10933.6925 109.36 10826.28

Methanol 4356.05 4312.49 43.56

Sub Total15331.19

4421.85 10909.34

Total 15331.19

Komponen Masuk Keluar

Perancangan Pabrik Susu Bubuk Diabetes xix

21 24 3 10

H2O 109.36 83.70 19.24 173.82

Methanol 4312.49 4742.64 942.61 8112.53

Sub Total 4421.85 4826.34 961.84 8286.35

Total 9248.19 9248.19

L. Tangki Akumulator Methanol

I.L.2. Neraca Panas

A. Unit Heater I (HE–01).

KomponenInput Output

Q1 Q2

FFA 11421.20 79948.39

Trigliserida 104798.67 733590.71

Sub Total 116219.87 813539.10

Steam 697319.23 -

Total 813539.10 813539.10

B. Unit Heater II (HE-02)


Q3 Q4

Metanol 2922.08 20454.58

H2O 96.18 673.29

Sub Total 3018.27 21127.87

Steam 18109.61 -

Total 21127.87 21127.87

Perancangan Pabrik Susu Bubuk Diabetes xx

C. Unit Reaktor Esterifikasi (R-01)


Q2 Q4 Q5 Q6

FFA 79948.39 - - 1598.97

Trigliserida 733590.71 - - 733590.71

Biodiesel - - - 89721.50

H2SO4 - - 141.46 990.25

Metanol - 20454.58 - 10431.84

H2O - 673.29 8.49 9825.95

Sub Total 813539.10 21127.87 149.96 846159.22

H R -12827.01 -

Cooling W 24169.29 -

Total 846159.22 846159.22

D. Unit Tangki netralisasi


Q6 Q7 Q8

FFA 1598.97 - 1598.97

Trigliserida 733590.71 - 733590.71

Biodiesel 89721.50 - 89721.50

H2SO4 990.25 - -

Metanol 10431.84 - 10431.84

H2O 9825.95 - 10360.90

CaO - 52.33 -

CaSO4 - - 1053.00

Sub Total 846159.22 52.33 846756.91

Perancangan Pabrik Susu Bubuk Diabetes xxi

H R 41396.58 -

Cooling Water -40851.22 -

Total 846756.91 846756.91

E. Unit Heater 3


Q9 Q10

Metanol 25148.84 176041.90

NaOH 761.02 5327.13

H2O 869.10 6083.68

Sub Total 26778.96 187452.72

Steam 160673.76 -

Total 187452.72 187452.72

F. Unit Reaktor Transesterifikasi


Q8 Q10 Q11

FFA 1598.97 - 1598.97

Trigliserida 733590.71 - 14671.81

Biodiesel 89721.50 - 907665.59

Metanol 10431.84 176041.90 95101.61

H2O 10360.90 6083.68 16444.58

NaOH - 5327.13 5327.13

Gliserol - - 81439.10

Sub Total 845703.91 187452.72 1122248.79

H R -468740.48 -

Perancangan Pabrik Susu Bubuk Diabetes xxii

Steam 88534.49 -

Total 1122248.79 1122248.79

G. Unit tangki pencuci biodiesel


Q12 Q13 Q14

FFA 1598.97 - 1211.88

Trigliserida 14671.81 - 11119.98

Biodiesel 907665.59 - 687932.72

Metanol 37579.48 - 28482.02

H2O 757.65 54117.91 287691.40

Gliserol 715.71 - 542.44

Sub Total 962989.21 54117.91 1016980.44

Total 1017107.12 1016980.44

H. Unit Heater IV


Q15 Q16

Gliserol 80723.39 124544.66

Metanol 57522.13 88748.43

H2O 15686.93 8219.01

NaOH 5327.13 24202.69

Sub Total 159259.58 245714.78

Steam 86455.20 -

Total 245714.78 245714.78

Perancangan Pabrik Susu Bubuk Diabetes xxiii

I. Unit Kolom distilasi I


Q16 Q17 Q18

Metanol 124544.66 143180.80 1819.67

NaOH 8219.01 - 16852.01

H2O 24202.69 9860.35 37218.35

Gliserol 124544.66 202.96 255107.32

Sub Total 245714.78 153244.12 310997.35

Qc - 6930981.44

Steam 7149508.13 -

Total 7395222.91 7395222.91

J. Unit Heater V


Q19 Q20

Metanol 796.43 1,228.78

Gliserol 94,526.39 145,840.71

H2O 382,747.10 590,524.10

Sub Total 478,069.92 737,593.59

Steam 259,523.67 -

Total 737,593.59 737,593.59

K. Unit Kolom distilasi II


Q20 Q21 Q22

Metanol 172,848 113,233 2,012

Gliserol 1,456 - 1,695

Perancangan Pabrik Susu Bubuk Diabetes xxiv

H2O 699,880 4,631 806,503

Sub Total 874185.00 117,864 810,210

Qc - 4901181.54

Steam 4955071.38 -

Total 5829256.38 5829256.38

L. Unit Cooler I


Q23 Q24

H2O 574 216

FFA 1,212 457

Trigliserida 11119.98 4191.95

Biodiesel 687932.72 259333.03

Sub Total 700838.81 264198.29


Total 264198.29 264198.29

M. Unit Cooler II


Q25 Q26

Methanol 113,233 13,369

H2O 4631.24 546.78

Sub Total 117864.40 13915.51


Total 13915.51 13915.51

Perancangan Pabrik Susu Bubuk Diabetes xxv

3.1. PERALATAN PROSES DAN UTILITAS

3.1 Peralatan Proses

A. Tanki Susu Segar

Kode : T – 01

Fungsi : Menyimpan bahan baku susu dalam fase

cair selama 2 hari.

Bahan konstruksi : stainless steel type 316

Jumlah : 2 buah

Tekanan desain : 1 atm

Kapasitas reaktor : 5.396,2 ft3

ID : 19,01 ft

Tinggi reaktor : 22,82 ft

Tebal silinder : 3/16 in

Tebal head : 3/16 in

Pengaduk

Kecepatan putar : 37,66 rpm

Power pengaduk : 13 Hp

Diameter impeler : 6,34 ft

Lebar baffle : 0,634 ft

B. Reaktor

Kode : R

Perancangan Pabrik Susu Bubuk Diabetes xxvi

Fungsi : tempat terjadinya reaksi hidrolisa antara

laktosa dengan air

Bahan konstruksi : stainless steel type 316

Jumlah : 7 buah

Tekanan desain : 17,34 psi

Kapasitas reaktor : 83,34 ft3

ID : 5,42 ft

Tinggi reaktor : 3,61 ft

Tebal silinder : 1/4 in

Tebal bottom : 3/16 in

Pengaduk

Kecepatan putar : 228,24 rpm

Power pengaduk : 4 Hp

Diameter impeler : 1,81 ft

Lebar baffle : 0,542 ft

C. Evaporator

Kode : EV

Fungsi : memekatkan susu dari 12% TS menjadi

50,3 % TS pada kondisi tekanan vakum

0,07 atm dan suhu 40oC

Tipe : Long-tube vertical

Bahan konstruksi : Low alloy steel SA-204 grade C

Tekanan : 0,07 atm

Perancangan Pabrik Susu Bubuk Diabetes xxvii

Fluida pemanas : Steam,

Suhu masuk : 130 0C dan suhu keluar : 90 0C

Tekanan : 270,13 Kpa = 2,7 atm

Pengontrol tekanan : Blower

Jumlah tube : 188

Luas penampang : 46.93 ft2

Diameter : 7.73 ft

Tinggi shell : 15 ft

Tebal shell : 3/16 in

Tebal head : 1/4 in

Tinggi head : 1.48 ft

Tinggi total : 17.96 ft

Perancangan Pabrik Susu Bubuk Diabetes xxviii

D. Spray Dyer

Kode : SP

Fungsi : Untuk mengubah susu keluaran evaporator

menjadi susu bubuk dengan mengurangi kadar airnya sehingga

konsentrasi padatan meningkat dari 50,3% TS menjadi 94% TS.

Fluida pemanas : udara kering

suhu masuk : 365 oC

suhu keluar : 81 oC

Fluida dingin : Susu

Suhu masuk : 70 oC

Suhu keluar : 80,7 oC

Waktu pengeringan : 27.25 detik

Diamter droplet : 278 m

Diameter produk : 160 – 200 m

Diameter kolom : 1,5 m

Tinggi kolom : 7,5 m

E. Pompa Bahan Baku Susu

Kode : P – 02

Fungsi : Memompa susu dari tanki penyimpanan

menuju clarifier (S-01)

Tipe : Pompa Sentrifugal

Bahan : Carbon Steel SA-285 Grade C

Kapasitas : 0,00088 m3/s

Perancangan Pabrik Susu Bubuk Diabetes xxix

Dimensi Pipa

Diameter : 1,5 in

Diameter dalam : 1,61 in

Diameter Luar : 1,9 in

Schedule number : 40

Tenaga

Pompa : 0,3 HP

Motor : 0,3 HP

F. Tanki Air

Kode : T-08

Fungsi : menyimpan air untuk kebutuhan selama 1 hari

Tipe : Flat Bottom Cylindrical Vessel Conical Roof

Bahan : Carbon Steel SA-283 grade C

Jumlah : 1 buah

Kapasitas : 60,05 m3

Tinggi Tanki : 3,66 m

Diameter Tanki : 4,57 m

Tinggi head : 0,43 m

Tebal head : 0,4 in

Tebal shell : 3/16 in

Suhu : 30oC

Tekanan : 1 atm

Perancangan Pabrik Susu Bubuk Diabetes xxx

3.1 Utilitas

Air

Air untuk pendingin 19.340,8 m3/hari

Air untuk sanitasi 22,74 m3/hari

Air umpan ketel (boiler feed water) 164,245 m3/hari

Total kebutuhan air 462,98 m3/hari

Didapat dari sumber air laut dan artesis

Steam

Kebutuhan steam 910,81

Jenis boiler Water tube

Refrigerant

Jenis Refrigerant HCFC 123

Kebutuhan Refrigerant 351,64 kg/jam

Listrik

Kebutuhan listrik 88,57 kW

Dipenuhi dari PLN

Bahan Bakar

Jenis Generator : solar

Kebutuhan Generator :138,41 lb/jam

Sumber dari Pertamina

Perancangan Pabrik Susu Bubuk Diabetes xxxi

C. PERHITUNGAN EKONOMI

Physical Plant Cost $ 39.297.206,47

Fixed Capital $ 62.246.775,06

Working Capital $ 25.133.362,80

Total Capital Investment $ 92.982.347,61

Analisis Kelayakan

Return on Investment (ROI)- Sebelum pajak : 40,55, %

- Setelah pajak : 28,39 %

Pay Out Time (POT)- Sebelum pajak : 1,98 tahun

- Setelah pajak : 2,6 tahun

Break Even Point (BEP) 41,10 %

Shut Down Point (SDP) 23,67 %

Perancangan Pabrik Susu Bubuk Diabetes xxxii

summary aga

Documents