PERANCANGAN PABRIK KEJU DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 3 TON KEJU/ HARI Cheese Plant Design With Production Capacity 3 Ton of Cheese/ Day TUGAS AKHIR Oleh : Erickson Hamonangan. P NIM : 08414007 Johannes Martua. H NIM : 08414017 PROGRAM STUDI D-IV TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIH JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012
29
Embed
PERANCANGAN PABRIK KEJU DENGAN ... - …digilib.polban.ac.id/files/disk1/82/jbptppolban-gdl-ericksonha... · PERANCANGAN PABRIK KEJU ... dan bak sedimentasi. Pabrik di ... perancangan
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
PERANCANGAN PABRIK KEJU
DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 3 TON KEJU/ HARI
Cheese Plant Design With Production Capacity 3 Ton of Cheese/ Day
TUGAS AKHIR
Oleh :
Erickson Hamonangan. P NIM : 08414007
Johannes Martua. H NIM : 08414017
PROGRAM STUDI D-IV TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIH
JURUSAN TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2012
PERANCANGAN PABRIK KEJU
DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 3 TON KEJU/ HARI
Cheese Plant Design With Production Capacity 3 Ton of Cheese/ Day
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan program
Diploma IV Teknik Kimia Produksi Bersih Jurusan Teknik Kimia
Oleh :
Erickson Hamonangan. P NIM : 08414007
Johannes Martua. H NIM : 08414017
PROGRAM STUDI D-IV TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIH
JURUSAN TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2012
iii
ABSTRAK
Keju adalah suatu produk yang dihasilkan dengan memisahkan zat – zat padat dalam susu melalui proses pengentalan atau koagulasi. Tingkat permintaan keju di Indonesia dari tahun ke tahun semakin meningkat. Hal tersebut dapat dilihat dari tingginya nilai impor keju yaitu dari tahun 2002 sebesar 4.062 ton keju sampai tahun 2011 mencapai 11.800 ton keju. Tentunya, pendirian pabrik keju sangat realistis untuk dilaksanakan. Pabrik keju dengan bahan baku susu sapi ini akan didirikan di Desa Langensari Buka Nagara, Kecamatan Lembang, Kabupaten Bandung. Pabrik ini dirancang dengan kapasitas 3 ton keju/ hari dan beroperasi selama 350 hari dalam setahun. Adapun jenis keju yang akan dihasilkan dari pabrik keju ini adalah keju cheddar, mozzarella, dan cottage. Proses yang terlibat dalam produksi keju ini diantaranya : pasteurisasi ; pengasaman atau penambahan starter culture ; pengentalan menggunakan rennet ; pemotongan dadih, cooking, dan drainage ; persiapan sebelum pematangan ; serta pematangan. Peralatan proses yang dirancang dalam perancangan pabrik keju ini dibatasi pada tiga alat yaitu storage tank, cheese vat, dan bak sedimentasi. Pabrik di rancang dengan umur operasi selama 15 tahun dengan investasi awal yang dibutuhkan adalah sebesar Rp 72.106.839.057,41. Besarnya Internal Rate of Return dari pabrik ini adalah 18,26 % dengan nilai Return on Investment sebesar 24,74 %. Waktu yang diperlukan untuk mengembalikan modal yang diinvestasikan yang berasal dari keuntungan yang diperoleh adalah 5,2 tahun. Nilai Break Event Point yang diperoleh adalah 65,25 %. Berdasarkan evaluasi ekonomi yang telah dilakukan, pabrik keju ini layak untuk didirikan. Adapun saran yang kami ajukan sebagai tindak lanjut dari Tugas Akhir, adalah diperlukan perhitungan lebih lanjut neraca massa dan energi serta perancangan alat secara keseluruhan, tidak terfokus hanya pada alat storage tank, cheese vat, dan sedimentation basin. Selain itu, diperlukan juga perancangan detail secara keseluruhan pada unit pengolahan limbah whey.
Kata kunci : Keju, cheddar, mozzarella, cottage, starter culture
iv
ABSTRACT
Cheese is a food product that is resulted from cow milk by separating solid compounts through thickening process or coagulation. The level of demand for cheese in Indonesia is increasing from year to year. This can be seen from the high value of imports of the cheese is from the year 2002 amounted to 4.062 tonnes of cheese until the year 2011 reached 11.800 tons of cheese. Therefore the establishment of cheese factories is realistic to be implemented. Cheese factory with raw cow's milk will be constructed in the village of Langensari Buka Nagara, Lembang, Bandung regency. The factory is designed with a capacity of 3 tons of cheese/ day and operated for 350 days a year. The types of cheese resulted from the cheese plant are cheddar cheese, mozzarella, and cottages. Processes involved in the production of this cheese are : pasteurization ; acidification or the addition of starter culture ; coagulation using rennet ; cutting the curd, cooking, and drainage ; preparation prior to maturation ; and maturation. Process equipment that is designed in this cheese plant design are limited to three devices, there are : storage tank, cheese vat, and sedimentation basin. The plant was designed with operating life of 15 years with the initial investment required is Rp 72.106.839.057,41. Internal Rate of Return of this plant is 18,26 % value of Return on Investment of 24,74 %. The time required to return the invested capital derived from profits obtained 5,2 years. The Break Event Point value was 65,25 %. Based on the economic evaluation, this cheese factory is feasible to be built. The suggestion that we submitted as a follow – up of the final project, it is necessary further calculations of mass and energy balance as well as the overall design of the devices, not focused only on storage tank, cheese vat, and the sedimentation basin. In addition, it is necessary also detail the overall design of the waste whey treatment unit.
Key words : Cheese, cheddar, mozzarella, cottage, starter culture
i
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penyusun panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa
yang senantiasa memberikan rahmat dan karunia – Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan Tugas Akhir beserta laporannya yang berjudul “Perancangan
Pabrik Keju Dengan Kapasitas Produksi 3 Ton Keju/ Hari.”
Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan
Pendidikan Diploma IV Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Bandung.
Pada kesempatan ini penyusun ingin menyampaikan rasa terima kasih
yang sebesar – besarnya atas segala bantuan, dukungan, kerja sama, dan saran
yang telah diberikan antara lain kepada :
1. Ir. Dwi Nirwantoro, M.T selaku ketua Jurusan Teknik Kimia Politeknik
Negeri Bandung.
2. Dr. Ir. Bintang Iwhan Moehady, M.Sc selaku Dosen Pembimbing I Tugas
Akhir yang telah berjasa atas terselesaikannya laporan ini dan selalu bersedia
meluangkan waktu, perhatian, kesabaran, dan bimbingannya.
3. Ir. Yunus Tonapa Sarungu, M.T selaku Dosen Pembimbing II Tugas Akhir
yang telah berjasa atas terselesaikannya laporan ini dan selalu bersedia
meluangkan waktu, perhatian, kesabaran, dan bimbingannya.
4. Dr. Ir. Ahmad Rifandi, M.Sc selaku Koordinator Tugas Akhir Jurusan Teknik
Kimia Prodi Teknik Kimia Produksi Bersih.
5. Semua pihak yang telah banyak membantu namun tidak dapat disebutkan satu
persatu.
ii
Penyusun menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih sangat jauh
dari sempurna. Oleh karena itu, penyusun menerima dengan tangan terbuka segala
saran dan kritik yang membangun dari semua pihak demi perbaikan ke depannya.
Akhir kata, penyusun berharap semoga laporan Tugas Akhir ini dapat
memberikan manfaat kepada setiap pembaca.
Bandung, Juli 2012
Penyusun
v
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL
LEMBAR PENGESAHAN
KATA PENGANTAR ............................................................................................ i
ABSTRAK ............................................................................................................ iii
ABSTRACT .......................................................................................................... iv
DAFTAR ISI .......................................................................................................... v
DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiv
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xvii
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xix
BAB I PENDAHULUAN .................................................................................. 1
1.1 Latar Belakang ................................................................................ 1
1.2 Tujuan Perancangan Pabrik ............................................................ 4
1.3 Ruang Lingkup Perancangan Pabrik ............................................... 4
1.4 Pemilihan Lokasi Pabrik ................................................................. 5
1.5 Metode Perancangan ....................................................................... 7
1.5.1 Tahap Pendahuluan .............................................................. 7
1.5.2 Tahap Dasar Perancangan .................................................... 7
1.5.3 Tahap Tinjauan Pustaka ....................................................... 7
1.5.4 Tahap Perhitungan Neraca Massa dan Energi ..................... 8
1.5.5 Tahap Perancangan Peralatan dan Spesifikasi Peralatan ..... 8
vi
1.5.6 Tahap Penetapan Sistem Utilitas ......................................... 8
1.5.7 Tahap Pertimbangan Keselamatan dan Lingkungan ............ 9
1.5.8 Tahap Pengolahan Limbah ................................................. 9
1.5.9 Tahap Perancangan Tata Letak Pabrik ................................ 9
1.5.10 Tahap Pembuatan Sistem Manajemen dan Operasi .......... 10
1.5.11 Tahap Analisis Kelayakan Ekonomi ................................. 10
1.5.12 Tahap Kesimpulan dan Saran ........................................... 11
BAB II DASAR PERANCANGAN ................................................................ 12
2.1 Spesifikasi Bahan Baku ............................................................... 12
Tabel 11.11 General Expenses ........................................................................... 144
Tabel 11.12 Total Production Cost .................................................................... 145
Tabel 11.13 Perhitungan Bunga dan Pengembalian Pokok Pinjaman ............... 146
Tabel 11.14 Biaya Produksi Dari Tahun Ke – 1 Sampai Tahun Ke – 15 .......... 149
Tabel 11.15 Perhitungan Break Even Point ....................................................... 151
Tabel 11.16 Perhitungan IRR dan ROI .............................................................. 154
Tabel 11.17 Perhitungan Pay Back Periode ...................................................... 158
xvii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Peta Lokasi Pabrik Keju .................................................................. 6
Gambar 3.1 Diagram Blok Proses Produksi Keju ............................................. 35
Gambar 3.2 Direct Expansion Cooling Unit ..................................................... 45
Gambar 3.3 Ice Bank Cooling Unit ................................................................... 46
Gambar 3.4 Tangki Vat ..................................................................................... 47
Gambar 3.5 Tetra Tabel OST ............................................................................ 48
Gambar 3.6 Tetra Damrow Double O – Vat ..................................................... 49
Gambar 3.7 Tetra Scherping Horizontal Cheese Vat........................................ 50
Gambar 3.8 Tetra Scherping Yield Master Vat ................................................. 51
Gambar 3.9 Bak Pengendapan Jenis Segi Empat.............................................. 52
Gambar 3.10 Bak Pengendapan Jenis Lingkaran ................................................ 52
Gambar 8.1 Diagram Alir Pengolahan Limbah Whey .................................... 110
Gambar 8.2 Bak Penampung Whey ................................................................. 111
Gambar 8.3 Bak Ekualisasi ............................................................................. 111
Gambar 8.4 Sistem Lumpur Aktif ................................................................... 114
Gambar 8.5 Bak Sedimentasi .......................................................................... 115
Gambar 8.6 Bak Filtrasi .................................................................................. 117
Gambar 9.1 Lay Out Pabrik Keju .................................................................... 125
Gambar 10.1 Struktur Organisasi di Pabrik Keju ............................................. 129
xviii
Gambar 11.1 Plant Cost Index .......................................................................... 136
Gambar 11.2 Kurva Pay Back Period ............................................................... 158
xix
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA DAN ENERGI
A.1 Perhitungan Neraca Massa
A.2 Perhitungan Neraca Energi
LAMPIRAN B SPESIFIKASI PERALATAN
B.1 Storage Tank
B.2 Cheese Vat
B.3 Bak Sedimentasi
B.4 Plate Heat Exchanger – 101
B.5 Plate Heat Exchanger – 102
B.6 Plate Heat Exchanger – 103
B.7 Intermediate Storage Tank
B.8 Unit Filter
B.9 Holding Tank
B.10 Starter, CaCl2, dan Rennet Tank
B.11 Peralatan Keju Cheddar
B.12 Peralatan Keju Mozzarella
B.13 Peralatan Keju Cottage
LAMPIRAN C PERHITUNGAN UTILITAS
C.1 Perhitungan Kebutuhan Air Pemanas Pada PHE – 101
C.2 Perhitungan Boiler
C.3 Perhitungan Kebutuhan Air Pendingin Pada PHE – 102
C.4 Perhitungan kebutuhan air pendingin pada PHE – 103
xx
LAMPIRAN D PFD DAN P&ID
LAMPIRAN E FORM BIMBINGAN
LAMPIRAN F FORM PERBAIKAN SIDANG TUGAS AKHIR
DAFTAR PUSTAKA
Anonim1. (2008). Air dan Fungsinya Sebagai Umpan Boiler dan Cooling Tower.(Online). Tersedia : smk3ae.wordpress.com (diunduh 8 Juni 2012).
Anonim1. (2010). Proses Pembuatan Keju Mozzarella. (Online). Tersedia : mozzarellamalang.blogspot.com (diunduh 17 Maret 2012).
Anonim2. (2010). Peran Bakteri Dalam Pembuatan Keju. Tersedia : id.shvoong.com › Sains › Rekayasa Biologis & Bioteknologi. (diunduh 7 Maret 2012).
Anonim. (2011). Tanpa Judul. (Online). Tersedia : repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/17233/Chapter%2011.pdf (diunduh 7 Maret 2012).
Anonim1. (2012). Tanpa Judul. (Online). Tersedia : repository.upi.edu/operator/upload/s_pmb_0601983_chapter1.pdf (diunduh 7 Maret 2012).
Anonim2. (2012). Pabrik Susu Bubuk Dari Susu Domba Dengan Proses Spray Drying. (Online). Tersedia : digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-10560-Chapter1.pdf (diunduh 7 Maret 2012).
Brownell, L.E and Young, E.H. (1959). Process Equipment Design. New York : John Wiley and Sons INC.
Bylund, G. (1995). Dairy Processing Handbook Chapter 14. Swedia : Tetra Pak Processing Systems ABS-221 86 Lund.
Coulson and Richardson’s. (1999). Chemical Engineering Fluid Flow, Heat
Transfer, and Mass Transfer. Volume 1, Sixth Edition. London : Butterworth – Heinemann A division of Reed Educational and Professional Publishing Ltd.
Coulson and Richardson’s. (1999). Chemical Engineering Design. Volume 6,
Fourth Edition. London : Butterworth – Heinemann A division of Reed Educational and Professional Publishing Ltd.
Couper, J.R et all. (2005). Chemical Process Equipment. Second Edition. New York : Gulf Professional Publishing is an imprint of Elsevier INC.
Dardanella, D. (2007). Pengaruh Jenis Kemasan dan Kondisi Penyimpanan Terhadap Mutu Produk Keju Cheddar Selama Penyimpanan. (Online). Tersedia : repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/F07dda.pdf (diunduh 17 Maret 2012).
Departemen Perindustrian. (2009). Roadmap Industri Susu. (Online). Tersedia : agro.kemenperin.go.id/uploads/pdf/ROADMAP_SUSU_rev_ok.pdf (diunduh 7 Maret 2012).
Ebrahimi, A et all. (2010). Biological Treatment Of Whey In An UASFF Bioreactor Following. (Online). Tersedia : www.doiserbia.nb.rs/ft.aspx.1451-9372100 (diunduh 1 Mei 2012).
Geankoplis, C.J. (2003). Transport Processes And Separation Process Principles.
Fourth Edition. New Jersey : Pearson Education International, Inc. Hui, Y.H. (2007). Handbook of Food Product Manufacturing. (Online). New
Jersey : John Wiley & Sons INC, Publication. Tersedia : books.google.co.id/books?isbn=0470049642 (diunduh 6 Juli 2012).
Jana, A.H and Mandal, P.K. (2011). Manufacturing and Quality of Mozzarella
Cheese. (Online). Tersedia : scialert.net/fulltext/?doi=ijds.2011.199.226 (diunduh 21 Maret 2012).
Kawamura, S. (2000). Integrated Design And Operation Of Water Treatment Facilities, Second Edition. Canada : John Wiley and Sons, Inc.
Lasroha, I. (2008). Pengujian Level Enzim Rennet, Suhu, dan Lama Penyimpanan Terhadap Kualitas Kimia Keju Dari Susu Kerbau. (Online). Tersedia : repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/7627/1/09E01315.pdf (diunduh 21 Maret 2012).
Menteri Negara Lingkungan Hidup. (1995). Kep – 51/ MENLH/ 10/ 1995 Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kegiatan Industri. (Online). Tersedia : blh-pemkomedan.info/.../fdownload.php.33_11-12-01-2-40-27_1 (diunduh 1 Mei 2012).
Montgomery, J.M. (2004). Water Treatment Principles And Design. Consulting Engineers INC.
Pratiwi, P, dkk. (2008). Nata De Whey Sebagai Sumber Protein Bernilai Ekonomis Tinggi. (Online). Tersedia : repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/nata/de/whey.pdf (diunduh 7 Maret 2012).
Rase. (1977). Chemical Reactor Design for Process Plant, Vol. 1st, Principles and Techniques. New York : John Wiley and Sons.
Saleh, E. (2004). Dasar Pengolahan Susu dan Hasil Ikutan Ternak. (Online). Tersedia : library.usu.ac.id/download/fp/ternak-eniza2.pdf (diunduh 7 Maret 2012).
Sani, E.Y. (2006). Pengolahan Air Limbah Tahu Menggunakan Reaktor Anaerob Bersekat dan Aerob. (Online). Tersedia : http://eprints.undip.ac.id/17365/1/Elly_Yuniarti_Sani.pdf (diunduh 2 Mei 2012).
Setiadi, T. (2007). Pengolahan dan Penyediaan Air. (Online). Tersedia : www.scribd.com › Research › Literature (diunduh 22 Maret 2012).
Slyke. L.L.V. (1952). A Treatise on the Manufacture of American Cheddar Cheese and Some Other Varieties. New York : Orange Judd Publishing Company, INC.
Mubarok, S. (2007). Alat Pelindung Diri. (Online). Tersedia : http://www.scribd.com/doc/23928718/ALAT-PELINDUNG-DIRI (diunduh 11 Juni 2012).
Peters, Max, S et all. (1981). Plant Design and Economic For Chemical Engineer. Singapore : McGraw – Hill Book Co.
The Food Processing Center. (2002). Nebraska Specialty Cheese Plant. (Online). Tersedia : agmarketing.extension.psu.edu/SpcltyChse (diunduh 22 Juni 2012).
Towler, G et all. (2008). Chemical Engineering Design. New York : Butterworth
– Heinemann Elsevier INC. Walas, S.M. (1990). Chemical Process Equipment Selection And Design.
Washington : Butterworth – Heinemann Elsevier INC. Zhao, M. (2003). The Design of HACCP Plan For A Small – Scale Cheese Plant.
(Online). Tersedia : www.uwstout.edu/content/2003zhaom.pdf (diunduh 23 Maret 2012).
CURRICULUM VITAE
Tempat Tanggal Lahir : Jakarta, 6 Oktober 1990
SD Lulus Tahun : 2002 di SD Strada Bhakti Wiyata II