perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK ZAT WARNA ALAMI DARI BIJI KESUMBA (BIXA ORELLANA) DENGAN PROSES EKSTRAKSI CO 2 SUPERKRITIS KAPASITAS 100 TON/TAHUN Oleh : 1. Ester Dwi Agustina Santoso ( I 0510013 ) 2. Firna Niwang Jati ( I 0510015 ) JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2014
12
Embed
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS … file4. Seluruh dosen, laboran, dan administrasi Jurusan Teknik Kimia atas ilmu dan bantuannya selama ini. 5. ... 2.2.1 Dasar Ekstraksi
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
TUGAS AKHIR
PRARANCANGAN PABRIK ZAT WARNA ALAMI
DARI BIJI KESUMBA (BIXA ORELLANA)
DENGAN PROSES EKSTRAKSI CO2 SUPERKRITIS
KAPASITAS 100 TON/TAHUN
Oleh :
1. Ester Dwi Agustina Santoso ( I 0510013 )
2. Firna Niwang Jati ( I 0510015 )
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2014
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
i
TUGAS AKHIR
PRARANCANGAN PABRIK ZAT WARNA ALAMI
DARI BIJI KESUMBA (BIXA ORELLANA)
DENGAN PROSES EKSTRAKSI CO2 SUPERKRITIS
KAPASITAS 100 TON/TAHUN
Oleh :
1. Ester Dwi Agustina Santoso ( I 0510013 )
2. Firna Niwang Jati ( I 0510015 )
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2014
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ii
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
KATA PENGANTAR
Puji Syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa., karena rahmat dan ridho-Nya,
penulis akhirnya dapat menyelesaikan penyusunan laporan tugas akhir dengan
Pabrik Zat Warna Alami dari Biji Kesumba (Bixa Orellana)
dengan Proses Ekstraksi CO2 Superkritis Kapasitas
Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis memperoleh banyak bantuan
dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Dr. Sunu H Pranolo selaku Ketua Program Studi S1 Reguler Jurusan
Teknik Kimia FT UNS.
2. Ir. Paryanto, M.S. selaku Dosen Pembimbing I dan Endang Kwartiningsih,
S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing II atas bimbingan dan bantuannya
dalam penulisan tugas akhir.
3. Dr. Margono, S.T., M.T. selaku Pembimbing Akademik.
4. Seluruh dosen, laboran, dan administrasi Jurusan Teknik Kimia atas ilmu
dan bantuannya selama ini.
5. Kedua orang tua dan keluarga atas dukungan doa, materi dan
semangatnya.
6. Teman-teman mahasiswa Teknik Kimia FT UNS khususnya angkatan
2010.
Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari
sempurna. Oleh karena itu penulis membuka diri terhadap segala saran dan kritik
yang membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis
pada khususnya dan pembaca pada umumnya.
Surakarta, Juni 2014
Penulis
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iv
DAFTAR ISI
Halaman Judul .................................................................................................. i
Lembar Pengesahan ......................................................................................... ii
Kata Pengantar ................................................................................................. iii
Daftar Isi........................................................................................................... iv
Daftar Tabel ..................................................................................................... viii
Daftar Gambar .................................................................................................. x
Intisari .............................................................................................................. xi
BAB I PENDAHULUAN ......................................................................... 1
1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik .......................................... 1
Gambar 1.1 Impor Zat Warna Alami di Indonesia .................................... 3
Gambar 1.2 Lokasi Pabrik Zat Warna Alami ............................................. 8
Gambar 1.3 Skema Diagram Fase Superkritis ........................................... 10
Gambar 1.4 Skema Diagram Fase CO2 Superkritis ................................... 12
Gambar 1.5 Tumbuhan Kesumba .............................................................. 15
Gambar 1.6 Buah Kesumba ....................................................................... 16
Gambar 1.7 Biji Kesumba .......................................................................... 16
Gambar 1.8 Rumus Bangun Bixin ............................................................. 18
Gambar 2.1 Diagram Alir Kualitatif .......................................................... 23
Gambar 2.2 Diagram Alir Kuantitatif ........................................................ 24
Gambar 2.3 Lay Out Pabrik Zat Warna Alami........................................... 32
Gambar 2.4 Lay Out Peralatan Proses ........................................................ 34
Gambar 4.1 Skema Pengolahan Air Sungai ............................................... 50
Gambar 4.2 Diagram Siklus Rankine ......................................................... 58
Gambar 4.3 Diagram Siklus Refrigerasi .................................................... 59
Gambar 5.1 Struktur Organisasi Pabrik Zat Warna Alami ........................ 70
Gambar 6.1 Grafik Linierisasi Indeks Harga ............................................. 86
Gambar 6.2 Grafik Analisa Kelayakan ...................................................... 96
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xi
INTISARI
Ester Dwi Agustina Santoso, Firna Niwang Jati, 2014, Prarancangan Pabrik Zat Warna Alami dari Biji Kesumba (Bixa Orellana) dengan Proses Ekstraksi CO2 Superkritis Kapasitas 100 Ton/Tahun, Jurusan Teknik Kimia, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
Dewasa ini, kasus penyalahgunaan bahan pewarna sintetik sebagai pewarna makanan marak ditemukan di Indonesia. Padahal, Indonesia merupakan Negara yang kaya dengan komoditas hayati yang mengandung zat warna alami. Salah satu komoditas yang dapat dijadikan zat warna adalah biji kesumba (Bixa Orellana). Biji kesumba mengandung pigmen karetenoid dengan komposisi terbesarnya adalah bixin yang berwarna merah oranye. Pabrik zat warna alami dari biji kesumba akan didirikan di Gresik, Jawa Timur pada tahun 2018 dengan kebutuhan biji kesumba sebesar 4.545 ton/tahun akan dihasilkan kapasitas pabrik 100 ton/tahun.
Pembuatan zat warna alami ini melalui 3 tahap yaitu tahap persiapan bahan baku, ekstraksi, serta pemurnian produk. Pada tahap persiapan bahan baku, gas karbondioksida hasil recovery ampas dilewatkan pada lubang pengeluaran silo biji kesumba SI-01. Kemudian biji kesumba masuk bersama-sama recovery gas CO2 ke ekstraktor. Setelah itu, karbondioksida superkritis dimasukkan melaui lubang bagian bawah ekstraktor.Tahap ekstraksi dilakukan dalam ekstraktor menggunakan pelarut karbondioksida superkritis selama 60 menit dengan kondisi operasi suhu 600C dan tekanan 400 atm. Tahap pemurnian produk, larutan ekstrak diturunkan tekanannya sampai 40 atm sehingga karbondioksida berubah fase menjadi gas dan dapat dipisahkan dari zat warna alami dengan menggunakan siklon.
Unit pendukung proses meliputi unit pengadaan air (air pendingin, umpan boiler, konsumsi umum & sanitasi) yang bersumber dari Sungai Bengawan Solo dengan kebutuhan sebesar 44.966,60 kg/jam, unit pengadaan steam dengan kebutuhan umpan boiler 3.067,734 kg/jam, unit pengadaan listrik sebesar 1.400 kW dari power plant, unit pengadaan bahan bakar biomassa 3.428,14 kg/jam, unit pengadaan udara tekan sebesar 60 m3/jam dan unit refrigerasi. Limbah padat dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar boiler. Pabrik juga didukung dengan laboratorium yang berfungs untuk mengontrol kualitas bahan baku (oven), produk (oven) dan proses produksi (spektrofotometer).
Bentuk perusahaan yang dipilih adalah Perseroan Terbatas dengan struktur line and staff. Jumlah kebutuhan tenaga kerja sebanyak 178 orang.
Hasil analisis ekonomi didapatkan Rate of Return (ROI) sebesar 44,02% sebelum pajak dan 30,87% sesudah pajak. Pay Out Time (POT) didapatkan sebesar 1,85 tahun sebelum pajak dan 2,45 tahun sesudah pajak. Break Even Point (BEP) sebesar 44,24%, Shut Down Point (SDP) sebesar 27,77%, dan Discounted Cash Flow (DCF) sebesar 28,42%. Dari hasil analisa ekonomi dapat disimpulkan pabrik zat warna alami layak didirikan.