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
TUGAS MATA KULIAH PERANCANGAN PABRIK
PERANCANGAN PENDIRIAN PABRIK KARET SIKLO
Disusun oleh:
Kelompok 8
1. Pralingga Saputra (F34070076)
2. Ika Kartika (F34070092)
3. Irfina Febianti (F34070097)
4. Triyoda Arrahman (F34070118)
5. Novina Eka S. (F34070122)
Pembimbing:
Dr. Ono Suparno, Ir. Muslich, MS dan Dr. Illah Saillah
DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2011
RINGKASAN
Karet siklo adalah turunan dari karet alam yang telah berubah menjadi resin atau bahan
termoplastik yang keras tetapi rapuh, dihasilkan dari pemanasan karet alam dengan adanya katalis
asam. Karet siklo dibuat melalui reaksi siklisasi. Ada beberapa alternatif proses siklisasi dalam
pembuatan karet siklo diantaranya dengan melalui proses siklisasi karet alam padat, siklisasi larutan
karet, dan siklisasi keadaan lateks.
Pendirian pabrik karet siklo membutuhkan analisis dan beberapa mekanisme perhitungan
yang ditujukan untuk mendapatkan analisis yang efektif, efisien, dan optimal dalam mendirikan pabrik
karet siklo, analisis dan perhitungan tersebut diantaranya adalah:
1. Analisis diagram alir proses yang bermanfaat untuk mengetahui seluruh alur proses yang akan
dilakukan dalam kegiatan pabrik
2. Analisis permintaan pasar terhadap karet siklo bermanfaat untuk menentukan besarnya
kapasitas produksi dari industri ini
3. Perhitungan neraca massa yang bermanfaat untuk mengetahui pengolahan jumlah massa yang
diolah, diproses dan dihasilkan dalam pembuatan karet siklo
4. Analisis deskripsi proses yang ditujukan untuk menjelaskan secara rinci diagram alir proses
yang meliputi fungsi peralatan dan proses
5. Perhitungan neraca energi dan kebutuhan utilitas yang bermanfaat untuk memperhitungkan
input, proses dan output jumlah energi yang diproses dalam setiap unit proses pembuatan karet
siklo. Dan setelah neraca energi dihitung, Neraca energi tersebut berfungsi untuk merancang
peralatan atau kebutuhan utilitas dari pendirian pabrik karet siklo
6. Analisis spesifikasi peralatan yang berfungsi untuk merinci spesifikasi dari peralatan-peralatan
yang akan digunakan di dalam pabrik. Analisis ini adalah proses lanjutan dari perhitungan
kebutuhan utilitas yang telah dilakukan pada tahap selanjutnya
7. Perhitungan prakiraan biaya peralatan yang bermanfaat untuk mengetahui jumlah biaya
peralatan yang akan dianggarkan untuk pendirian pabrik karet siklo.
8. Perhitungan investasi modal tetap, perhitungan ini adalah anlisis lanjutan dari perhitungan
prakiraan biaya peralatan yang kemudian diolah dengan metoda keuangan sehingga didapat
jumlah modal tetap yang dibutuhkan untuk pendirian pabrik karet siklo.
9. Perhitungan biaya produksi dan analisis ekonomi, kegiatan ini adalah kegiatan analisis dan
perhitungan tahap akhir yang ditujukan untuk menetapkan jumlah keseluruhan biaya produksi
per tahun dari analisis ekonomi yang dilakukan untuk pendirian pabrik karet siklo.
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kepada Allah SWT, karena dengan rahmat-Nya kami dapat
menyelesaikan laporan perancangan pabrik mata kuliah Perancangan Pabrik Departemen Teknologi
Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Laporan ini disusun
berdasarkan analisis dan mekanisme perhitungan yang dilakukan untuk pendirian pabrik karet siklo.
Laporan perancangan pabrik ini ditujukan untuk memenuhi tugas akhir dalam mata kuliah
perancangan pabrik.
Laporan perancangan pabrik yang berjudul Perancangan Pendirian Pabrik Karet Siklo ini
berisi tentang aspek-aspek analisis dan perhitungan dalam mendirikan pabrik karet siklo sehingga
didapatkan analisis dan perhitungan yang efektif, efisien dan optimal. Laporan ini diharapkan dapat
memberikan informasi berguna bagi mahasiswa Departemen Teknologi Industri Pertanian, Institut
Pertanian Bogor dan pembaca lainnya.
Keberhasilan atas pembuatan laporan perancangan pabrik ini tidak lepas dari bantuan orang-
orang di sekeliling kami, maka dari itu kami mengucapkan terima kasih kepada:
1. Orang tua dan keluarga penyusun
2. Bapak Prof. Dr. Ir. Djumali Mangunwidjaja, DEA dan Ibu Dr. Ir. Erliza Noor
3. Bapak Dr. Ir. Ono Suparno, Ibu Dr. Illah Sailah, Bapak Ir. Muslich, MS.
4. Bapak Ary Achyar dan Saudari Caecillia Bingar atas bimbingan dan penyediaan pustaka dalam
melakukan perhitungan dan analisis pada laporan perancangan pabrik ini.
5. Teman-teman mahasiswa Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi
Pertanian, Institut Pertanian Bogor yang telah mendukung penyusun selama ini dan membantu
penyusun selama menimba ilmu di Departemen Teknologi Industri Pertanian.
6. Dan pihak-pihak yang tidak dapat disebutkan secara satu per satu yang ikut membantu dalam
pembuatan laporan perancangan pabrik ini
Bogor, 20 Januari 2011
Penyusun
I. PENDAHULUAN
1.1 Karet SikloKaret siklo merupakan turunan dari karet alam yang telah berubah menjadi resin atau
bahan termoplastik yang keras tetapi rapuh, yang dihasilkan dari pemanasan karet lam dengan
adanya katalis asam (Goonetilleke et al., 1993). Dalam hal ini, karet siklo adalah hasil modifikasi
secara kimia yang digolongkan ke dalam modifikasi tipe I karena struktur molekuknya
mengalami perubahan dari keadaan rantai lurus menjadi rantai siklis tanpa masuknya senyawa
baru (Alfa, 2000).
Karet siklo yang dihasilkan dapat berupa material keras yang rapuh seperti gutta perca,
balata keras, atau berupa serbuk amorpus berwarna keputihan. Bentuk yang terakhir ini
merupakan bentuk final reaksi sempurna dari karet siklo. Variasi sifat produk karet siklo
disebabkan oleh derajat siklisasi produk dan bukan karena pilihan metodenya, walaupun reaksi
samping seperti oksidasi atau pengikatan silang dapat mempengaruhi sifat dari karet siklo yang
dihasilkan (Alfa, 2000). Karet siklo dibuat melalui reaksi siklisasi. Siklisasi dapat didefinisikan
sebagai perubahan bentuk struktur rantai molekul dari keadaan rantai lurus menjadi rantai berupa
cincin. Siklisasi yang ideal akan menghasilkan struktur cincin karet siklo yang tidak lagi memiliki
ikatan rangkap dalam struktur molekulnya karena adanya pemanasan dan penambahan katalis
asam.
Alfa (2002) menjelaskan bahwa proses siklisasi lateks karet alam brlangsung sebagai
akibat dari pemanasan campuran lateks pekat yang telah distabilkan oleh surfaktan dengan katalis
asam sulfat teknis, sehingga struktur molekul karet alam yang seluma lurus berubah menjadi
struktur siklis. Pemanasan dilakukan dengan cara memanaskan reactor pada bejana air mendidih
atau bersuhu 100oC. Berlangsungnya reaksi siklisasi ditandai dengan berubahnya warna lateks
dari semula putih menjadi ungu.
Sifat produk dari karet siklo sangat tergantung kepada teknologi siklisasi dan katalis
asam yang digunakan. Karet siklo yang baik adalah mudah larut dalam pelarut karet. Selain itu,
karet siklo memiliki beberapa sifat diantaranya ringan, kaku, tahan terdapat gaya gesek,
mempunyai daya rekat yang baik terhadap logam, kayu, karet, kulit dan tekstil, mempunyai sifat
adhesi yang baik, bersifat non polar dan merupakan polimer non kristalin yang rantai-rantai
molekulnya telah dikeraskan oleh formasi cincin (Goonetilleke et al., 1993).
Kegunaan dari karet siklo yaitu sebagai resin penguat untuk karet dan sebagai binder
pada industri cat. Karet siklo juga dapat digunakan sebagai pengisi sekaligus penguat pada barang
jadi karet seperti dalam pembuatan sol sepatu dengan tingkat kekerasan tertentu.
1.2 Pemilihan Teknologi Proses Pembuatan Karet SikloKaret alam merupakan suatu senyawa hidrokarbon dan merupakan polimer alam yang
telah dikenal lebih dari seratus tahun. Karet alam merupakan hasil penggumpalan dari getah
karet atau lateks kebun, yaitu cairan seperti susu hasil sadapan dari pohon karet (Hevea
brasiliensis). Teknologi siklisasi atau pembuatan karet siklo dari karet alam sudah lama dikenal.
Bentuk karet alam yang digunakan sebagai bahan baku pada proses pembuatan karet siklo
adalah karet padat atau lateks pekat.
Metode siklisasi karet alam yang pertama kali ditemukan adalah siklisasi pada karet
alam padat, diikuti siklisasi pada larutan karet dan terakhir siklisasi pada lateks pekat.
Penampakan dan sifat karet siklo dari karet alam tidak tergantung pada metode siklisasi dan
jenis katalis asamnya, melainkan kepada derajat siklisasi yang dicapai. Metode siklisasi yang
dapat dipilih sebagai alternatif proses pembuatan karet siklo adalah sebagai berikut:
1. Siklisasi Karet Alam Padat
Siklisai karet alam padat dilakukan dengan cara mencampur karet alam padat
dengan 10 bagian asam pada gilingan rol ganda atau pada mesin pencampur banbury, lalu
lembaran karet yang diperoleh dipanaskan pada suhu 125oC – 145oC selama 1 – 4 jam. Jika
asam yang digunakan berbentuk cair, maka sebelum ditambahkan pada karet terlebih dahulu
dicampur dengan bahan inert.
Karet siklo yang dihasilkan berdasarkan metode ini umumnya sukar larut dalam
pelarut karet, atau sedikit larut dengan viskositas larutan yang relatif tinggi (Coomarasamy et
al, 1981). Karet siklo tersebut biasanya digunakan sebagai bahan pengisi barang jadi karet,
dengan tujuan meningkatkan ketahanan kikis barang jadinya. Selain itu, karet siklo yang
diperoleh dari siklisasi karet alam dalam keadaan padat juga dapat digunakan sebagai bahan
baku bahan perekat, penempel karet pada logam atau pada permukaan halus lainnya.
2. Siklisasi Larutan Karet
Karet siklo yang diperoleh dengan metode ini, biasanya berupa bubuk putih hingga
kuning kemerahan, mempunyai viskositas larutan yang relatif rendah dan sangat memuaskan
jika dipakai sebagai bahan baku perekat, tinta cetak, cat tahan bahan kimia dan pelapis tahan
air. Katalis yang banyak digunakan pada metode ini adalah asam trikloroasetat, asam
anhidrida, asam flouroborat, boron triklorida, senyawa flourin dari boron atau fosforus dan
senyawa halide dari logam-logam amfoter. Pabrik karet siklo local yang terdapat di Sumatera
Utara telah menerapkan metode siklisasi karet alam pada keadaan larutan seperti ini.
Pelarut yang biasa digunakan untuk melarutkan karet yang akan disiklisasi adalah
fenol, yang mengandung sejumlah kecil katalis asam. Setelah siklisasi sempurna, akan
diperoleh karet siklo yang mempunyai berat molekul rendah, sehingga mudah larut dalam
berbagai pelarut karet menghasilkan larutan dengan viskositas rendah dan kandungan resin
yang tinggi. Oleh karena itu, karet siklo yang diperoleh dengan cara siklisasi larutan karet
alam sangat baik untuk digunakan sebagai bahan baku tinta cetak dan pelapis atau cat yang
tahan terhadap panas dan bahan kimia.
3. Siklisasi Keadaan Lateks
Metode siklisasi ini pertama kali dikembangkan pada tahun 1947 oleh Rubber
Stichting Belanda dan Dunlop Rubber Co. pada saat bersamaan tanpa adanya kerjasama
(Janssen, 1956). Pada metode siklisasi ini asam sulfat pekat atau asam sulfonat ditambahkan
pada lateks alam yang sebelumnya telah dipekatkan dan telah dibubuhi bahan penstabil
(stabilizer). Bahan penstabil dari golongan kationik atau non ionik ditambahkan pada lateks
pekat, agar lateks tidak menggumpal ketika kontak dengan asam. Bahan penstabil yang
disarankan adalah penstabil kationik lunak yang dibuat dengan cara kondensasi etilen oksida
pada alkil amin rantai panjang, atau penstabil non ionik yang diperoleh dengan cara
mengkondensasi etilen oksida pada alcohol rantai panjang. Sifat dan mutu karet siklo yang
dihasilkan tergantung pada konsentrasi katalis asam dan lamanya pemanasan.
Asam sulfat merupakan katalis asam yang paling efektif digunakan pada metode
siklisasi pada lateks. Pada 100oC siklisasi lateks pekat dengan minimal 70% (w/w) asam
sulfat pekat akan sempurna telah berlangsung selama 2 jam. Setelah siklisasi selesai lateks
dituangkan ke dalam alcohol berair atau yang lebih ekonomis, dituangkan ke dalam air
mendidih hingga terbentuk flokulat yang halus. Setelah disaring, dicuci, dan dikeringkan
akan diperoleh karet siklo berupa serbuk yang sangat halus, yang akan melunak pada 130oC
dan dapat dicetak kempa pada suhu 140oC. Karet siklo ini mudah didispersikan dalam air
sehingga dapat digunakan untuk memperkeras bahan jadi celup atau busa dari lateks pekat.
Salah satu produk yang spesifik dari siklisasi lateks pekat ini adalah master batch
karet siklo, yaitu campuran karet siklo dan karet alam dengan perbandingan 50/50 (w/w).
Produk ini dihasilkan dengan cara menambahkan lateks alam yang sudah distabilkan dengan
bahan penstabil, pada lateks pekat yang sudah disiklisasi, lalu dituangkan pada air mendidih
untuk memisahkan hasilnya. Master batch karet siklo ini biasanya digunakan dalam industri
sol sepatu, industri rol karet, industri cetakan barang jadi karet yang tahan benturan.
Berdasarkan metode siklisasi yang telah dijelaskan di atas maka pemilihan teknologi
proses karet siklo harus disesuaikan dengan potensi yang dimiliki. Teknologi proses karet
siklo dengan bahan baku lateks dapat dikembangkan di Indonesia, mengingat Indonesia
sebagai produsen karet alam kedua (setelah Thailand) dan sebagian besar merupakan karet
alam yang dihasilkan dari perkebunan rakyat. Maka dipilih teknologi pengolahan karet siklo
dari lateks pekat.
Pengolahan pada keadaan lateks juga terbagi ke dalam beberapa bagian yaitu:
a) Lateks pekat
Lateks pekat dibuat dengan cara memekatkan lateks kebun dengan alat sentrifugasi.
Lateks kebun yang dipekatkan adalah lateks kebun yang telah dilakukan penambahan
surfaktan emulgen sebanyak 2 bsk (bobot per seratus karet). Lateks hasil sentrifugasi diuji
kadar karet kering (KKK). Diagram alir pembuatan lateks pekat dapat dilihat dibawah ini:
Gambar 1. Diagram Alir Pembuatan Lateks Pekat
b) Lateks deproteinasi (DPNR)
Sebelum pembuatan lateks pekat DPNR, lateks kebun diuji kadar karet kering
(KKK) kemudian ditambahkan surfaktan sebanyak 2 bsk ke dalam lateks untuk mencegah
Lateks Kebun
Pengenceran
Lateks Kebun Bersih
Pemekatan
Lateks Pekat
Kotoran
Serum
Emulgen 30 %2 bsk
Uji KKK
penggumpalan. Lateks kemudian diencerkan sampai mencapai KKK 10% lalu ditambahkan
enzim papain sebanyak 0.6 bsk, penambahan enzim digunakan untuk hidrolisa protein dalam
lateks. Kemudian lateks diperam selama 24 jam dalam kondisi suhu ruang agar enzim papain
dapat bekerja maksimal untuk menghidrolisa protein pada lateks.
Selanjutnya lateks tersebut di sentrifugasi untuk memekatkan lateks DPNR sampai
KKK_nya mencapai 60%. Lateks DPNR hasil sentrifusgasi ditentukan karakteristiknya dengan
pengujian KKK. Diagram alir pembuatan dapat dilihat di bawah ini (Gambar 2):
Gambar 2. Diagram Alir Pembuatan Lateks DPNR
c) Lateks Depolimerisasi
Lateks Kebun
Penyaringan
Lateks Kebun Bersih
Pengenceran hingga KKK
10%
Pemeraman 24 jam
(suhu ruang)
Pemekatan
Lateks Pekat DPNR
Kotoran
Air
Serum
Uji KKK
Emulgen 30% 2 bsk
Enzim Papain 0.06 bsk Uji KKK
Setelah didapatkan lateks pekat maka selanjutnya dilakukan penambahan emulgen 1
bsk dan toluen sebanyak 10% sambil diaduk selama 15 menit pada suhu ruang. Kemudian
Ditambah dengan H2O2 sebanyak 2 bsk dan NAOCl sebanyak 1 bsk sambil diaduk hingga
homogeny, lateks tersebut diperam dalamoven dengan suhu 70oC selama 16 jam. Lateks hasil
pemanasan inilah yang disebut sebagai lateks depolimerisasi. Diagram alir pembuatan lateks
depolimerisasi adalah sebagai berikut (Gambar 3):
Gambar 3. Diagram Alir Pembuatan Lateks Depolimerisasi
1.3 Proses Pengolahan Karet Siklo dari Lateks Deproteinisasi (DPNR)Jika dilihat dari nilai tambah setiap proses diatas (Lateks Pekat, Lateks DPNR dan
Lateks Depolimerisasi) nilai tambah terbesar diperoleh pada pembuatan karet siklo dari lateks
DPNR. Berikut penjabaran data nilai tambah masing-masing proses (Tabel 1):
Tabel 1. Perbandingan Nilai Tambah Jenis Proses Siklo
Asam Formiat liter/hari 9.84 45,000.00 106,272,000.00
5 Bahan operasional Drum buah/hari 3500 15,000.00 12,600,000,000.00
Listrik kWh/hari 10779.91 1,330.00 3,440,947,272.00
Air m3/hari 614.21 2,500.00 368,526,000.00
Solar liter/hari 487.49 6,800.00 795,583,680.00
6 Administrasi dan Telkom ATK Paket/bulan 1 500,000.00 120,000,000.00
Telepon Paket/bulan 1 1,000,000.00 240,000,000.00 7 Biaya Penyusutan Alat Paket/tahun 5,490,342,500.00
TOTAL BIAYA OPERASIONAL 135,033,244,172.00
Lampiran 4. Perhitungan Biaya Penyusutan
No. KomponenSatuan
Vol Harga Total BiayaUmur
EkonomisPersentase Penyusutan
Nilai Sisa Penyusutan/tahun
1Tanah dan Bangunan Tanah m2 500
100,000.00
50,000,000.00 - - - -
Bangunan kantor m2 50 750,000.00
37,500,000.00 20 50%
18,750,000.00
937,500.00
Ruang pencampuran dan pemanasan m2 10
550,000.00
5,500,000.00 20 50%
2,750,000.00
137,500.00
Ruang pemisahan dan pencucian m2 20
550,000.00
11,000,000.00 20 50%
5,500,000.00
275,000.00
Ruang pengeringan m2 40 550,000.00
22,000,000.00 20 50%
11,000,000.00
550,000.00
Ruang pengemasan m2 20 550,000.00
11,000,000.00 20 50%
5,500,000.00
275,000.00
Gudang bahan baku dan produk m2 80
450,000.00
36,000,000.00 20 50%
18,000,000.00
900,000.00
Laboratorium m2 10 450,000.00
4,500,000.00 20 50%
2,250,000.00
112,500.00
Pos keamanan m2 6 450,000.00
2,700,000.00 20 50%
1,350,000.00
67,500.00
Musholla dan kantin m2 20 550,000.00
11,000,000.00 20 50%
5,500,000.00
275,000.00
Unit pengolahan limbah m2 30 450,000.00
13,500,000.00 20 50%
6,750,000.00
337,500.00
Emplasemen m2 70 200,000.00
14,000,000.00 20 50%
7,000,000.00
350,000.00
Bangunan instalasi air m2 10 300,000.00
3,000,000.00 20 50%
1,500,000.00
75,000.00
TOTAL TANAH & BANGUNAN
221,700,000.00
4,292,500.00
2Mesin dan Peralatan
Tanki penerimaan dan penyaringan buah 1
1,867,000,000.00
1,867,000,000.00 10 10%
186,700,000.00
168,030,000.00
Reaktor pencampuran dan siklisasi buah 1
23,500,000,000.00
23,500,000,000.00 10 10%
2,350,000,000.00
2,115,000,000.00
Tangki pemisah dan pencucian buah 1
1,967,000,000.00
1,967,000,000.00 10 10%
196,700,000.00
177,030,000.00
Oven pengeringan Lateks DPNR buah 1
1,236,000,000.00
1,236,000,000.00 10 10%
123,600,000.00
111,240,000.00
Oven pengeringan Karet Siklo buah 1
1,080,000,000.00
1,080,000,000.00 10 10%
108,000,000.00
97,200,000.00
No. KomponenSatuan
Vol Harga Total BiayaUmur
EkonomisPersentase Penyusutan
Nilai Sisa Penyusutan/tahun
Boiler (QM 9004) buah 1 12,500,000,
000.00 12,500,000,000.00 10 10% 1,250,000,000.00
1,125,000,000.00
Reaktor pencampuran lateks DPNR buah 1
18,670,000,000.00
18,670,000,000.00 10 10%
1,867,000,000.00
1,680,300,000.00
TOTAL MESIN & PERALATAN
60,820,000,000.00
5,473,800,000.00
3Instalasi Penunjang Pengolahan limbah unit 1
20,000,000.00
20,000,000.00 10 50%
10,000,000.00
1,000,000.00
Telepon unit 1 5,000,000.00
5,000,000.00 10 50%
2,500,000.00
250,000.00
Generator set unit 1 50,000,000.00
50,000,000.00 10 50%
25,000,000.00
2,500,000.00
Instalasi air unit 1 25,000,000.00
25,000,000.00 10 50%
12,500,000.00
1,250,000.00
Peralatan laboratorium paket 1 50,000,000.00
50,000,000.00 10 50%
25,000,000.00
2,500,000.00
TOTAL INSTALASI PENUNJANG
150,000,000.00
7,500,000.00
4ATK dan Transportasi Alat kantor paket 1
15,000,000.00
15,000,000.00 10 50%
7,500,000.00
750,000.00
Mobil operasional buah 1 60,000,000.00
60,000,000.00 10 50%
30,000,000.00
3,000,000.00
Sepeda motor buah 2 10,000,000.00
20,000,000.00 10 50%
10,000,000.00
1,000,000.00
TOTAL ATK & TRANSPORTASI
95,000,000.00
4,750,000.00
TOTAL BIAYA PENYUSUTAN/TAHUN
5,490,342,500.00
Lampiran 5. Harga dan Prakiraan Penerimaan
Produksi/hari (kg) 9500.04Produksi/tahun (kg) 2280009.6Harga Pokok Produksi (kg) 56,534.72 Biaya Operasional 2,690.14 Total biaya produksi 59,224.86 Harga Jual Karet Siklo (kg) 70,000.00