PERANCANGAN PABRIK MINYAK KAYU PUTIH DENGAN KAPASITAS 7.200 TON DAUN KAYU PUTIH / TAHUN Design of Cajuput Oil Plant with Capacity 7.200 Ton Cajuput Leaves / years TUGAS AKHIR Oleh: NENDEN ROCHMAH NIM: 08414022 TRY AJENG KHOERUNNISA NIM: 08414027 POLBAN PROGRAM STUDI D-IV TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIH JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG JULI 2012
16
Embed
PERANCANGAN PABRIK MINYAK KAYU PUTIH …digilib.polban.ac.id/files/disk1/82/jbptppolban-gdl-nendenroch... · BAB IV NERACA MASSA DAN NERACA ENRGI ..... 41 . 4.1 Neraca Massa dan Energi
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 MINYAK KAYU PUTIH DENGAN KAPASITAS 7.200 TON
DAUN KAYU PUTIH / TAHUN
Design of Cajuput Oil Plant with Capacity 7.200 Ton Cajuput Leaves / years
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karena atas rahmat dan kehendak-Nya penulis dapat menyelesaikan rangkaian kegiatan Tugas Akhir ini sesuai dengan waktu yang telah ditentukan.
Adapun dalam penyusunan laporan tugas akhir ini penulis mendapatkan dukungan dari berbagai pihak baik secara langsung maupun tidak langsung. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih, kepada :
1. Ir. In Jumanda Kasdadi, M.T. selaku dosen pembimbing I Tugas Akhir;
2. Saripudin ST., M.T. selaku dosen pembimbing II Tugas akhir;
3. Ir. Ahmad Rifandi., M.T. selaku Koordinator Tugas akhir Program Studi
Teknik Kimia Produksi Bersih, Jurusan Teknik Kimia;
4. Ir. Ninik Lintang, M.Sc. selaku ketua Program Studi Teknik Kimia
Produksi Bersih;
5. Ir. Dwi Nirwantoro, M.T. selaku ketua Jurusan Teknik Kimia Politeknik
Negeri Bandung;
6. seluruh pihak yang telah membantu Penulis.
Pepatah mengatakan ”Tak Ada Gading yang Tak Retak”, olehkarena itu, penulis menyadari bahwa masih terdapat kekurangan dalam laporan tugas akhir ini. Maka dari itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari semua pihak demi tercapainya laporan tugas akhir yang lebih baik.
Akhir kata penulis berharap semoga laporan Tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca.
Bandung, Juli 2012
Penulis
iv
ABSTRAK
Perancangan pabrik minyak kayu putih ini menghasilkan produk Minyak Kayu Putih mutu utama dengan kapasitas produk 57.600 kg Minyak Kayu Putih/tahun. Minyak kayu putih termasuk salah satu jenis minyak atsiri khas Indonesia. Minyak ini diketahui memiliki banyak khasiat, baik untuk pengobatan luar maupun pengobatan dalam. Bahan baku yang digunakan adalah daun kayu putih (Melaleuca leucadendron Linn) berumur 9 bulan sebagai bahan baku pembuatan minyak kayu putih. Metode penyulingan yang digunakan dalam pabrik penyulingan minyak kayu putih ini adalah penyuling kukus (Distilasi Uap). Penyulingan dilakukan selama 3,5 j am dengan kapasitas 1250 kg daun kayu putih/TDU. Rendemen yang dihasilkan adalah 0,8%. Pabrik akan didirikan di Indramayu, Jawa Barat pada tahun 2013. Peralatan proses utama pabrik minyak kayu putih ini adalah Boiler, Tangki Distilasi Uap, Kondensor dan Separator jenis Florentin. Diameter dan tinggi tangki distilasi uap yang diperoleh adalah 1,9 m dan 2,9 m. Diameter dan tinggi separator adalah 0,53 m dan 0,9 m dengan tipe botol florentine. Kondensor yang digunakan adalah jenis shell and tube heat exchanger dengan dimensi, panjang tube 8 ft, diameter dalam (ID) 0,532 in, diameter luar (OD) 0,75 in dan diameter shell 12 in. Total investasi perancangan pabrik ini adalah Rp 20.434.551.377,03. Berdasarkan hasil perhitungan analisa kelayakan ekonomi diperoleh titik impas (BEP) 47,81%, IRR on equity 15,7%, ROI on equity 25,21%, IRR on investment 13,74%, ROI on investment 18,97%, dan payback period 7,9 tahun. Pada BEP 47,81% (BEP ≤ 50%) pabrik layak untuk didirikan. Pada ROI di atas maka resiko pengembalian modal investasi total dalam pendirian pabrik adalah rata-rata. Pada IRR tersebut nilainya lebih besar dari bunga riil yaitu 10% sehingga pabrik ini layak didirikan.
Kata kunci : Minyak Kayu Putih, Distilasi Steam
v
ABSTRACT
Cajuput oil Plant Design produce cajuput oil with capacity of 57.600 kg Cajuput Oil/years. Cajuput oil is essential oil originated from Indonesia which has so many uses, both for external and internal medicine. Raw material of this product is cajuput leaves (Melaleuca leucadendron Linn) with aged 9 month. Distillation method of this plant design is steam distillation. Distillation carried out for 3,5 hours with capacity of 1250 kg cajuput leaves/TDU. The yield of oil produce 0,8%. The plant will be established in Indramayu, west java in 2013. Main process equipment contained Boiler, Steam Distillation Tank, Condensor-subcooling, and Separator Florentine Type. In this plant design obtained tank still dimension with diameter of 1,9 m and length of 2,9 m . Diameter and length of separator unit is 0,53 m and 0,9 m . The type of separator is Florentine flask. Condenser that is used is shell and tube heat exchanger type with dimensions, tube long of 8 ft, inside diameter (ID) of 0.532 in, outer diameter (OD) of 0.75 in, and shell diameter of 12 in. Total capital investment of this plant design is Rp 20.434.551.377,03. Based on t he analysis of economic feasibility calculation obtained break even point (BEP) of 47,81%, IRR on equity of 15,7%, ROI on equity of 25,21%, IRR on investment of 13,74%, ROI on investment of 18,97%, and payback period of 7,9 years. On BEP of 47,81% (BEP ≤ 50%), plant is feasible to established. On ROI above, return on the investment capital risk is moderate. And on IRR above which is larger than real interest rate of 10% so plant is feasible to establish.
Keyword : Cajuput Oil, Steam Distillation
vi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................. ii KATA PENGANTAR .......................................................................................... iii ABSTRAK ............................................................................................................ iv ABSTRACT ............................................................................................................ v DAFTAR ISI ......................................................................................................... vi DAFTAR TABEL ................................................................................................ ix DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. x BAB I PENDAHULUAN .................................................................................. 1
1.1 Latar Belakang... ................................................................................... 1 1.2 Maksud dan Tujuan ............................................................................... 3 1.3 Ruang Lingkup.... .................................................................................. 3
BAB II DASAR PERANCANGAN ................................................................... 4 2.1 Kapasitas Produksi ................................................................................ 4 2.2 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ..................................................... 4 2.2.1 Bahan Baku ................................................................................ 4 2.2.2 Produk...... .................................................................................. 6 2.2.2.1 Komponen Penyusun Minyak Kayu Putih (MKP) ...... 6
2.2.2.2 Sifat Termodinamika MKP ......................................... 9 2.2.2.3 Mutu Minyak Kayu Putih ............................................ 9 2.3 Kegunaan Minyak Kayu Putih…… .................................................... 11 2.4 Lokasi Perancangan Pabrik ................................................................. 11 2.5 Filosofi Operasi... ................................................................................ 12 2.6 Dasar Perancangan Alat ...................................................................... 13 2.6.1 Tangki Distilasi Uap (TDU) ..................................................... 13 2.6.2 Kondensor ................................................................................. 13 2.6.2.1 Dasar Pemilihan Kondensor ....................................... 13 2.6.2.2 Dasar Perancangan Kondensor ................................... 14 2.6.3 Separator Jenis Florentine Flask ............................................... 25 2.6.4 Tangki Penampungan MKP ...................................................... 29 2.7 Gross Profit Margin (GPM) ................................................................ 29
BAB III TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................... 31 3.1 Proses Penyulingan ............................................................................. 31 3.2 Berbagai Metode Penyulingan Minyak Atsiri ..................................... 31 3.2.1 Penyulingan dengan Air ............................................................ 31 3.2.2 Penyulingan dengan Air dan Uap.............................................. 32 3.2.3 Penyulingan dengan Uap ........................................................... 33 3.3 Teori Dasar Distilasi ............................................................................ 34 3.4 Pabrik Minyak Kayu Putih (PMKP) Jatimunggul ............................... 37 3.4.1 Profil PMKP Jatimunggul ......................................................... 37 3.4.2 Proses Produksi Dan Pengolahan Minyak Kayu Putih Jatimunggul........ .... 38 3.4.2.1 Penanganan Bahan Baku di PMKP ........................... 38
vii
3.4.2.2 Pengisian Daun ........................................................... 39 3.4.2.3 Penyulingan Daun ...................................................... 39 3.4.2.4 Pemisahan Minyak dan Air ........................................ 39 3.4.2.5 Penghentian Penyulingan ........................................... 39
BAB IV NERACA MASSA DAN NERACA ENRGI ...................................... 41 4.1 Neraca Massa dan Energi Tangki Distilasi Uap .................................. 41 4.2 Neraca Massa dan Energi Boiler ......................................................... 42 4.3 Neraca Massa dan Energi Kondensor................. ................................ 43 4.4 Neraca Massa dan Energi Separator................ .................................... 44 4.5 Neraca Massa dan Energi Pengeringan ............................................... 45
6.1.4 Pertukaran Ion ........................................................................... 70 6.2 Kebutuhan Air..... ................................................................................ 71 6.3 Kebutuhan Uap (steam)................. ...................................................... 71 6.4 Kebutuhan Tenaga Listrik................ ................................................... 71 6.5 Kebutuhan Bahan Bakar ...................................................................... 73 6.6 Unit Pengolahan Limbah................. .................................................... 73 6.6.1 Limbah Padat............................................................................. 73 6.6.2 Limbah Cair............................................................................... 74 6.6.3 Limbah Gas ............................................................................... 74
BAB VII TATA LETAK PABRIK .................................................................... 76 7.1 Layout Pabrik Minyak Kayu Putih ...................................................... 76 7.2 Layout Peralatan Proses ...................................................................... 78
BAB VIII STRUKTUR ORGANISASI DAN TATA KERJA ........................ 81 8.1 Struktur Organisasi .............................................................................. 81 8.2 Jadwal Kerja........ ................................................................................ 85 8.3 Fasilitas Karyawan................. ............................................................. 85 8.4 Keselamatan dan Kesehatan Kerja................ ...................................... 85
BAB IX ANALISA EKONOMI ......................................................................... 87 9.1 Biaya Investasi Total.. ......................................................................... 88 9.1.1 Modal Investasi Tetap / Fixed Capital Investment (FCI) .......... 88 9.1.2 Modal Kerja / Working Capital................. ................................ 89 9.2 Biaya Produksi Total (BPT) / Total Cost (TC)... ................................ 89 9.3 Total Penjualan.. .................................................................................. 90 9.4 Analisa Apek Ekonomi ....................................................................... 90
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... xii LAMPIRAN
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Komponen Penyusun Daun Kayu Putih (Daun Meulaleuca Leucadendra) ..... 5
Tabel 2.2 Komposisi Penyusun Minyak Kayu Putih .............................................. 6
Tabel 2.3 Rasionalisasi Komposisi Penyusun Minyak Kayu Putih ....................... 7
Tabel 2.4 Sifat Termodinamika MKP .................................................................... 9
Tabel 2.5 Rekomendasi Dimensi untuk Separator Minyak Eucalyptus ................ 26
Tabel 3.1 Data Tekanan Uap Aniline dan Air ....................................................... 36
Tabel 4.1 Neraca Massa dan Neraca Energi Tangki Distilasi Uap ...................... 42
Tabel 4.2 Neraca Massa dan Neraca Energi Boiler ............................................. 43
Tabel 4.3 Neraca Massa dan Neraca Energi Kondensor ...................................... 44
Tabel 4.4 Neraca Massa Separator ....................................................................... 45
Tabel 4.5 Neraca Massa Pengeringan .................................................................. 45
Tabel 6.1 Karakteristik Kualitas Air Sungai ........................................................ 68
Tabel 6.2 Persyaratan Air Umpan Boiler ............................................................. 69
Tabel 6.3 Data Kebutuhan Air ................................................................................ 71
Tabel 6.4 Data Kebutuhan Daya Pabrik Jatimunggul 4 ....................................... 73