UCAPAN TERIMAKASIH

Puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena atas limpahan rahmat dan karunia-Nya laporan tugas mata kuliah Perancangan Pabrik dengan judul “Pembuata Vanilin Sintetik dari Eugenol” dapat terselesaikan dengan baik. Adapun tujuan umum dari pembuatan tugas ini adalah untuk memenuhi tugas dari mata kuliah yang bersangkutan. Sedangkan tujuan khusus dari pembuatan tugas ini adalah untuk mengetahui langkah-langkah perancangan pabrik vanilin sintetik dari eugenol, baik dari segi bahan baku, teknologi proses, peralatan, dan detail biaya yang dibutuhkan. Termasuk di dalamnya menyusun analisis kelayakan ekonomi dari pabrik kami.

Pada kesempatan kali ini kami ingin mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah banyak membantu dalam penyelesaian tugas Perancangan Pabrik kami, diantaranya:

1. Prof. Djumali M. dan Dr. Erliza Noor selaku pembimbing utama dan dosen pengajar mata kuliah Perancangan Pabrik yang telah memberikan segala ilmu dan masukan dalam penyusunan tugas kami.

2. Dr. Dwi Setyaningsih selaku dosen nara sumber yang telah memberikan segala masukan dan saran.

3. Perpustakaan Departemen TIN dan Pusat Informasi Teknologi Pertanian, IPB yang telah menyediakan berbagai sumber pustaka sebagai acuan kami dalam mengerjakan tugas.

4. Kecanggihan teknologi internet yang membuat kami mengetahui hal-hal baru terkait tugas perancangan pabrik ini.

5. Seluruh teman-teman TIN 44 atas kebersamaan dan keceriaan dalam pengerjaan tugas perancangan pabrik ini.

6. Serta seluruh pihak lain yang tidak dapat disebut satu per satu atas segala bantuan dan dukungannya dalam pengerjaan tugas perancangan pabrik ini.

Kami menyadari betul atas segala kekurangan dalam pembuatan laporan tugas Perancangan Pabrik ini, sehingga kami membuka pintu saran dan kritik yang membangun agar dapat menyempurnakan laporan Perancangan Pabrik ini. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi banyak pihak.

Bogor, Januari 2011

Penulis

RINGKASAN

Ada tiga alternatif proses sumber bahan baku untuk pembuatan vanilin sintetik yaitu dari lignin, koniferin dan cengkeh. Proses dari lignin melalui tahapan isolasi lignin dari black liquor limbah industri pulp dan paper, kemudian dioksidasi, dan difiltrasi menggunakan membran, setelah itu dilakukan proses ion exchange yang menghasilkan vanilin kasar yang masih mengandung pereaksi dari sisa proses pembuatan pulp dan paper. Proses ini tidak dipilih karena lignin dari limbah industri pulp telah dibatasi oleh negara maju, menggunakan banyak sekali macam reagen beracun, sehingga separasi produk akhir menjadi sulit, dan menggunakan energi tinggi dan tekanan tinggi 10 bar yang berpotensi dapat mendekomposisi produk.

Alternatif sumber bahan baku yang ke dua adalah dari koniferin, yang tahapan prosesnya meliputi penyadapan getah tanaman, kemudian ekstraksi koniferin, dan dioksidasi dengan asam kromat menjadi glukovanilin, setelah itu diasamkan dan menghasilkan glukosa dan vanilin. Proses sintetis vanilin dari koniferin ini tidak dipilih karena keterbatasan dalam bahan baku dari tanaman yang memiliki koniferin, yang nantinya dapat berimbas pada tingginya harga produk dari vanilin sintetik. Alternatif ke tiga yaitu sintetis vanilin dari cengkeh, yang memiliki tiga alternatif bahan baku awal yaitu dari daun cengkeh, minyak cengkeh, atau eugenol. Bahan baku dari cengkeh untuk vanilin sintetik ini dipilih karena supplai bahan baku tersedia.

Alternatif pertama untuk bahan baku awal proses sintetis vanilin dari cengkeh yaitu daun cengkeh. Prosesnya melewati tahapan proses ekstraksi, isolasi, oksidasi, dan ekstraksi vanilin yang mengakibatkan biayanya paling tinggi jika dibandingkan dengan alternatif lain. Alternatif yang ke dua yaitu bahan baku awal dari minyak cengkeh yang tahapannya melewati proses isolasi, isomerisasi, oksidasi dan ekatraksi, yang biayanya masih tinggi. Alternatif yang ke tiga yaitu bahan baku awal dari eugenol yang tahapan prosesnya yaitu isomerisasi, oksidasi dan ekstraksi vanilin yang biayanya paling murah. Dengan demikian, bahan baku awal yang digunakan adalah eugenol, karena biayanya paling murah jika dibandingkan dari mengolah daun cengkeh atau minyak cengkeh menjadi vanilin.

Tahapan perancangan selanjutnya adalah penentuan bahan pereaksi dan sumber energi dari alternatif-alternatif yang ada yaitu alternatif katalis dan energi. Katalis dalam isomerisasi digunakan KOH, karena harganya lebih murah daripada katalis RhCl3.3(H2O). Adapun sumber energi yang dipilih adalah gelombang mikro, karena jika menggunakan steam akan membutuhkan waktu yang sangat lama ( dalam hitungan jam), sedangkan menggunakan microwave, prosesnya akan selesai dalam hitungan menit. Jadi pada tahapan isomerisasi digunakan katalis KOH, dan sumber energi untuk proses isomerisasi dan oksidasinya adalah dengan menggunakan microwave.

Secara umum tahapan proses sintetis bivanilin dari eugenol meliputi isomerisasi eugenol dan reaksi dengan kalium hidroksida menjadi K-isoeugenolat, kemudian dioksidasi dengan nitrobenzen yang terlarut dalam dimetil sulfo oksida menjadi K-vanilat, setelah itu, pengasaman dengan asam klorida mengsalikan vanilin dan garam

kalium klorida. Vanilin tersebut diekstraksi dengan dietil eter dan dimurnikan dengan teknik separasi destilasi, sehingga didapatkan vanilin murni yang rendemennya 7%.

Mesin utama yang digunakan untuk proses diatas adalah microwave untuk sumber energi dan destilator untuk separasi dalam proses pemurnian. Penentuan skala besar dari daya untuk alat tersebut digunakan teknik scale up dengan menggunakan perhitungan bilangan nirmatra. Setelah dilakukan perhitungan scale up pada alat microwave, didapatkan hasil bahwa dengan meningkatkan diameter microwave menjadi 2 kalinya maka kebutuhan daya akan meninkat menjadi 8 kali dari sebelumnya yaitu menjadi sebesar 6,4 kW.

Perancangan ini juga menganalisis aspek ekonomi dengan penghitungan proyeksi arus kas dan asumsi kapasitas produksi dalam satu tahun yaitu 12600 kg. Hasil analisis finansial didapatkan dari modal untuk investasi sebesar Rp. 50.921.633.648,00 dan biaya produksi total sebesar Rp. 50.551.306.324,00. Vanilin dijual dengan harga Rp. 4.700.000,00/kg sehingga penerimaan dalam waktu setahun sebesar Rp. 59.220.000,00 dan keuntungan kotor yang diperoleh Rp. 8.668.693.676,00/tahun.

Hasil analisis kelayakan ekonomi meliputi Gross B/C ratio 1,0168, Net B/C ratio 1,1275, NPV sebesar Rp. 6.492.256.280,12 dan pay back periode adalah selama 14,4 bulan (1 tahun 2,4 bulan). Dari semua kriteria kelayakan tersebut menunjukan bahwa secara finansial produksi vanilin sintetik dari eugenol cengkeh ini layak.

Dengan demikian perancangan pabrik untuk produksi vanilin sintetik dari eugenol dapat dilakukan, karena penilaian secara teknis dapat direalisasikan, dan secara finansial layak diterapkan. Kelayakan tersebut merupakan proyeksi yang dapat berubah jika harga baha baku atau harga produk berfluktuasi, sehingga direkomendasikan untuk terus melakukan inovasi proses untuk menekan biaya produksi dan tetap mengutamakan kualitas dari vanilin sintetik yang dihasilkan.

I. PENDAHULUAN

A. DESKRIPSI PRODUK YANG AKAN DIPRODUKSI, KEGUNAAN PRODUK, PROSPEK PERDAGANGAN DALAM NEGERI DAN INTERNASIONAL

Vanillin adalah senyawa glikosida yang diperoleh dari buah vanila (vanillin alami) atau dibuat secara sintetis dari sumber lainnya (vanillin sintetik) dan merupakan komponen aroma utama yaitu sebesar 85% dari total senyawa volatil. Selain itu, vanillin juga merupakan senyawa yang dapat diturunkan dari eugenol. Eugenol merupakan komponen utama yang terdapat pada minyak cengkeh. Secara komersial pun produk vanillin dibedakan menjadi dua jenis yaitu, vanillin alami dan vanillin sintetik.

Pada umumnya kegunaan dari vanillin sintetik dan vanillin alami tidak berbeda yaitu, berfungsi sebagai bahan serbaguna yang banyak digunakan sebagai flavor (82%) oleh industri makanan dan minuman (es krim, cokelat, gula-gula, permen, pudding, kue dan soft drink), produk farmasi (13%) dan produk wewangian (5%) (Tidco, 2005). Vanilin dapat dipakai sebagai bahan baku pembuatan obat, antara lain L-dopa yaitu suatu asam amino untuk pengobatan penyakit Parkinson, keracunan mangan dan distonia muskulari juga dipakai untuk sintesis trimethapriim, suatu chemoterapeutikum untuk penanggulangan infeksi saluran kencing dan saluran pernafasan (Sastrohamidjojo, 2002).

Mahalnya biaya produksi dan harga produk vanilin alami menyebabkan industri-industri pengguna vanilin (makanan dan minuman, farmasi dan parfum) di Indonesia lebih memilih menggunakan vanilin sintetik yang diimpor dari Negara lain. Produksi vanillin sintetik dunia diperkirakan sebesar 3000 ton per tahun, sedangkan total permintaan pasar global vanillin sintetik mencapi 3500 ton.

Seiring dengan berkembangnya industri makanan, minuman dan farmasi diperkirakan kebutuhan vanillin sintetik dunia akan terus meningkat dengan laju 8-9% per tahun dengan pangsa pasar USA 27%, Eropa 45%, Asia 21%, dan lainnya 7%. Untuk menghemat devisa dan mengurangi ketergantungan terhadap impor vanilin, maka diperlukan usaha produksi vanilin di dalam negeri dengan teknologi proses yang efisien dan kualitas produk yang tinggi.

B. BAHAN BAKU YANG DIPILIH, PROSES YANG TERLIBAT, HASIL SAMPING, BAHAN TAMBAHAN DAN ATAU BAHAN PENOLONG

Vanillin sintetik dapat dihasilkan dari beberapa cara atau metode yaitu, sintetis vanillin dari lignin, sintetis vanillin dari coniferin, dan sintetis vanillin dari eugenol yang berasal dari minyak cengkeh. Metode yang dipilih untuk menghasilkan produk vanillin

sintetik adalah sintetis vanillin dari eugenol. Hal ini dikarenakan, proses produksinya menggunakan bahan dasar eugenol yang didapatkan dari minyak cengkeh dan ketersediaannya melimpah di Indonesia.

Eugenol sebenarnya terdapat pada beberapa jenis tanaman tetapi yang menghasilkan rendemen paling besar adalah tanaman cengkeh. Menurut Sastrohamidjojo (2002), minyak cengkeh mengandung eugenol sebanyak 70-90%. Dalam tanaman cengkeh sendiri, Ketaren (1985) menyebutkan bahwa kandungan eugenol paling banyak terdapat pada bagian tangkai bunga, yaitu sebesar 90-95%. Sementara kandungan eugenol pada daun cengkeh sebesar 79-90% dan pada kuncup bunga 85-95%.

Namun demikian, terdapat beberapa alternatif jenis bahan baku dan proses yang terlibat dalam memproduksi vanillin sintetik, untuk rinciannya dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Tabel 1. Alternatif bahan baku dan proses yang terlibat

Berdasarkan uraian proses produksi yang dijelaskan pada tabel di atas, bahan baku yang dipilih untuk pembuatan vanillin sintetik adalah eugenol karena proses yang terlibat relatif lebih sedikit dibandingkan dengan yang lain. Dengan asumsi bahwa semakin sedikit proses yang terlibat maka biaya produksi yang dibutuhkan dan limbah yang dihasilkan akan semakin kecil dan sebaliknya. Berdasarkan tabel di atas dapat diketahui proses-proses yang terlibat pada pembuatan vanillin sintetik dari eugenol yaitu, proses isomerisasi, proses oksidasi dan proses ekstraksi.

Adapun alternatif lain yang dapat dijadikan sebagai dasar pemilihan bahan baku pembuatan produk vanilin sintetik yaitu dapat disajikan pada tabel di bawah ini.

Tabel 2. Mekanisme pemilihan alternatif proses

Pilihan Bahan Baku

Proses Produk AkhirEkstraksi Isolasi Isomerisasi Oksidasi Ekstraksi

Daun Cengkeh

Minyak Cengkeh

Vanilin Sintetik

Eugenol

Bahan Baku

Proses yang terlibat

Rendemen (%)

Estimasi total biaya

(Rp)

Nilai tambah

(Rp)

Produk

Daun cengkeh

Penyulingan, isolasi,

isomerisasi, oksidasi, ekstraksi.

0.05 825,907,311 1,595,000 Vanilin sintetik

Minyak cengkeh

Isolasi, isomerisasi,

oksidasi, ekstraksi.

2.59 730,907,311 6,173,000

Eugenol Isomerisasi, oksidasi, ekstraksi

7 431,619,811 25,400,000

Glukosa dan Asam

ferulat

Fermentasi 0.045 - - Bio vanillin

Dari tabel diketahui bahwa rendemen paling tinggi dihasilkan dari bahan baku eugenol. Kemudian, bahan baku yang memiliki estimasi total biaya paling rendah adalah eugenol. Lalu, bahan baku yang memiliki nilai tambah paling besar dimiliki oleh bahan baku eugenol. Berdasarkan hal-hal tersebut, bahan baku yang paling cocok digunakan untuk pembuatan vanilin sintetik adalah eugenol.

Adapun bahan tambahan yang digunakan pada proses produksi vanilin sintetik, yaitu pada proses isomerisasi dibutuhkan KOH dan pada proses oksidasi dibutuhkan oksidator nitrobenzene, pelarut dimetil sulfoksida (DMSO), dan HCl serta pada proses ekstraksi dibutuhkan pelarut dietil eter.

Masing-masing proses akan menghasilkan hasil samping yaitu, pada proses isomerisasi akan menghasilkan air dan sisa eugenol yang tidak bereaksi. Lalu, pada proses oksidasi akan menghasilkan hasil samping antara lain, asetaldehid, azobenzene, nitrobenzene, DMSO dan K-isoeugenolat yang tidak bereaksi, garam, dan air. Kemudian, hasil samping yang dihasilkan dari proses ekstraksi adalah residu (nitrobenzene, DMSO, garam, asam vanilat) dan dietil eter. Di bawah ini adalah tabel rincian dari hasil samping setiap proses produksi.

Tabel 3. Hasil samping dari setiap proses produksi

Proses produksi Hasil sampingIsomerisasi air dan sisa eugenol yang tidak bereaksi

Oksidasi asetaldehid, azobenzene, nitrobenzene, DMSO dan K-isoeugenolat yang tidak bereaksi, garam, dan air

Ekstraksi residu (nitrobenzene, DMSO, garam, asam vanilat)

C. PROSES PRODUKSI DENGAN PEMANASAN GELOMBANG MIKRO

Proses yang dipilih untuk pembuatan produk vanilin sintetik dengan bahan baku eugenol ini terdiri atas tiga tahapan proses, yaitu proses isomerisasi, proses oksidasi dan proses ekstraksi. Pembuatan vanilin sintetik ini menggunakan pemanasan gelombang mikro, yaitu pada proses isomerisasi dan proses oksidasi.

Pemakaian gelombang mikro untuk aktivasi reaksi telah diketahui dapat mempercepat laju reaksi dalam waktu yang lebih singkat dibandingkan dengan menggunakan pemanasan konvensional. Sehingga efisiensi yang didapatkan dengan pemakaian gelombang mikro untuk proses pemanasan akan diperoleh lebih tinggi.

D. PENENTUAN KAPASITAS PRODUKSI

Kapasitas produksi vanilin sintetik ditentukan berdasarkan perhitungan di bawah ini:Permintaan terhadap vanilin sintetik = 3500 ton/tahunPermintaan vanilin untuk farmasi = 13% x 3500 ton = 455 ton/tahun

Market share = 2,77%= 2,77% x 455 ton/tahun= 12,6 ton/tahun= 1,05 ton/bulan= 1050 kg/bulan

Dalam 1 bulan total produksi sebanyak = 15 batch Sehingga, produk yang dihasilkan = 1050 kg/ 15 batch = 70 kg/ batch

Untuk menghasilkan produk sebanyak 70 kg produk digunakan bahan baku (eugenol) sebanyak 1020 kg. Rincian perhitungan dapat dilihat pada tabel di bawah ini:

Tabel 4. Derajat konversi pada setiap tahapan proses produksi

Tahap proses Tahapan konversi

Derajat konversi atau rendemen

Jumlah yang dihasilkan untuk

satu batchProses ke 3 (Ekstraksi)

vanilin kasar menjadi

vanilin murni

12,4 % 70 kg vanilin murni dari 562.5 kg vanilin kasar

Proses ke 2 (Oksidasi)

k-isoeugenolat

menjadi vanilin kasar

56.25% 562.5 kg vanilin kasar dari 1000 kg

k-isoeugenolat

Proses ke 1 (Isomerisasi)

eugenol menjadi k-

isoeugenolat

98.04% 1000 kg k-isoeugenolat dari 1020 kg euegnol

Sehingga untuk mendapatkan 70 kg produk vanilin, dibutuhkan 1020 kg eugenol sebagai bahan baku. Dengan kata lain rendemen vanilin murni yaitu :

Basis 70 kg vanilin sintetik : vanilin sintetik = 12,4 % dari vanilin kasar

70 kg = 562.5 kg vanilin kasar 12,4%

562.5 kg = 1000 kg k-isoeugenolat 56,25 %

1000 kg = 1020 kg eugenol yang dibutuhkan 98.04% Jadi rendemen vanilin sintetik dari eugenol sebesar : 70 kg x 100 % = 7 %1020 kg

E. TOKSISITAS BAHAN KIMIA YANG DIGUNAKALN DAN KEAMANAN

Banyak pelarut dan pereaksi yang digunakan dalam pembuatan vanilin sintetik ini, antara lain KOH, nitrobenzene, DMSO, dan HCl. Pereaksi dan pelarut ini mudah menguap, oleh karena itu, mereka dengan sengaja dilepaskan ke atmosfer setelah penggunaan. Di bawah ini adalah rincian mengenai toksisitas dari masing-masing pelarut yang digunakan pada pembuatan vanilin sintetik.

a. KOHBeberapa senyawa alkohol juga memiliki sifat-sifat toksik, salah satunya adalah

KOH. Gugus alkohol menyebabkan senyawa ini bersifat iritasi yang lebih besar dan narkose atau sebagai pembius, tetapi sifat-sifat ini tidak terdapat pada alkohol dengan molekul lebih besar. Disisi lain, alkohol dengan molekul besar larut dalam lemak. Sebagai akibatnya, mereka tinggal lebih lama di dalam tubuh, dan merusak organ-organ

bagian dalam (to damage internal organs). Karena derajat penguapannya relatif rendah, maka masalah serius terhadap inhalasi uap KOH tidak umum terjadi.

b. DMSODimetilsulfoksida adalah suatu solven yang juga sering digunakan. Ia bersifat polar,

oleh karena itu ditemukan dalam penggunaan yang khusus. DMSO masuk ke kulit (penetrasi) secara efektif, tetapi memiliki sifat toksik yang rendah. Namun, ia membawa bahan-bahan kimia yang bercampur dengannya melewati kulit dan dapat menyebabkan konsekuensi yang serius bila ia bercampur dengan suatu toksikan yang kuat. DMSO dapat terinhalasi atau diabsorbsi melalui kulit sehingga merusak lever. Karbon disulfida sangat mudah menguap, dan memiliki uap bersifat berbahaya. Lebih signifikan lagi, ia menyebabkan kerusakan yang serius terhadap otak dan susunan syaraf perifer (peripheral nervous system). Ia juga berkontribusi terhadap penyakit jantung koroner (coronary heart disease).

c. NitrobenzeneNitrobenzene adalah senyawa yang mudah menguap dan terpapar secara luas dalam

bentuk uap. Paparan nitrobenzene ke dalam tubuh menyebabkan kerusakan susunan syaraf pusat, saluran pencemaan, dan sumsum tulang yang membentuk sel-sel darah merah. Para pekerja yang terpapar secara berlebihan (overexposed workers) menderita anemia dan menurunnya jumlah sel darah putih. Kontak dalam waktu yang lama dengan kulit menyebabkan kerusakan kulit mirip luka bakar, dan beberapa pekerja menjadi lebih sensitif. Studi epidemiologi terhadap para pekerja yang terpapar benzene dalam periode waktu yang lama menunjukkan bertambahnya pekerja yang menderita kanker, terutama kanker darah (leukimia).

d. HClAsam klorida adalah asam kuat yang paling tidak berbahaya untuk ditangani

dibandingkan dengan asam kuat lainnya. Walaupun asam, ia mengandung ion klorida yang tidak reaktif dan tidak beracun. Asam klorida dalam konsentrasi menengah cukup stabil untuk disimpan dan terus mempertahankan konsentrasinya. Oleh karena alasan inilah, asam klorida merupakan reagen pengasam yang sangat baik.

Dalam lingkungan industri, pencegahan merupakan tindakan yang lebih baik daripada membiarkan terjadi keracunan. Antisipasi dan tindakan keamanan harus merupakan upaya pertama. Prinsip kerja secara aman adalah penting, tetapi sering dianggap berlebihan karena mengeluarkan biaya lebih banyak dan tidak menghasilkan nilai tambah yang nyata pada produk.

Pencegahan terjadinya keracunan dalam proses produksi di industri ini dapat dilakukan dengan mengurangi bahaya dan resiko yang mungkin dapat ditimbulkan pada pekerja dan lingkungan. Selain itu juga diusahakan upaya pengamanan seperti menyediakan tempat penyimpanan yang aman, tersedianya sarana air pembilas di tempat-tempat strategis, menyediakan dokter perusahaan, melengkapi pekerja dengan masker dan sarung tangan, dan sebagainya.

II. DIAGRAM ALIR PROSES DAN NERACA MASSA

A. DIAGRAM ALIR PROSES

Pembuatan produk vanillin sintetik menggunakan bahan baku eugenol yang berasal dari minyak cengkeh. Proses produksi vanillin sintetik terbagi menjadi 3 macam proses, yaitu proses isomerisasi, proses oksidasi dan proses ekstraksi. Di bawah ini adalah gambar diagram alir proses produksi vanillin sintetik.

Gelombang mikro

KOH = 6500 kg

Eugenol = 1020 kg

Isomerisasi dan pemanasan sambil pengadukan (600rpm)

H20 = 6500 kg, Eugenol

= 20 kg

Nitrobenzene = 1000 kg, DMSO = 2000 kg

asetaldehid 1000 kg, azobenzen 500 kg,

campuran dari nitrobenzene, DMSO,

dan K-isoeugenolat yang tidak bereaksi 1800 kg.

Gelombang mikro

K-Isoeugenolat = 1000 kg

Oksidasi dan pemanasan

K-Vanilat = 700 kg

HCl = 5000 kg

garam (KCl) 3887,5 kg, H2O 1250 kg Netralisasi/ pelepasan K

Dietil eter = 7142 kg

Residu (nitrobenzene, DMSO, garam, asam

vanilat) = 63,4 kg

Dietil eter = 7070 kg

Vanilin sintetik = 70 kg

Vanilin kasar = 562,5 kg

Ekstraksi

Campuran vanillin dan dietel eter = 7641 kg

Distilasi/ penguapan pelarut

Gambar 1. Diagram blok proses produksi vanillin sintetik

B. MEKANISME PERHITUNGAN KONVERSI BAHAN DARI SKALA LAB KE SKALA INDUSTRI

Data-data skala lab yang digunakan berasal dari penelitian Cisadae, Rosi ( 2006).1. Proses isomerisasi

Perbandingan antara massa bahan eugenol (proses isomerisasi) dengan massa maksimum alat, yaitu:

= 23,6 ml : 23000 ml= 1: 974,58= 1,03 x 10-3 x 100%= 0,103 %

Perhitungan untuk mendapatkan daya optimum yang digunakan.Diketahui: Kapasitas maksimum daya pada alat = 800 wattKarena massa yang digunakan hanya sebesar 0,10%, maka daya yang digunakan secara optimal adalah sebesar800 watt x 0,103% = 82,4 watt = 82 watt

Sehingga dapat disimpulkan,Untuk massa sebanyak 23,6 ml digunakan daya sebanyak 82 watt.

Dapat dibuat persamaan seperti di bawah ini:82 watt 23,6 ml 15 menit

800 watt 230,24 ml 15 menit

Perhitungan untuk mendapatkan 230,24 ml, sebagai berikut:(800 watt : 82 watt) x 23,6 ml = 230,24 ml.

Berdasarkan hasil scale up alat microwave rotary diketahui bahwa alat tsb membutuhkan daya sebesar 6000 watt. Dimana 6000 watt adalah 7,5 kali-nya daya sebelumnya (800 watt). Dan massa bahan yang dapat diproses adalah sebanyak

Maka,6000 watt 1726,8 ml 15 menit.

Perhitungan untuk mendapatkan 1726,8 ml, sebagai berikut:(6000 watt : 800 watt) x 230,24 ml = 1726,8 ml.

Kemudian,Massa total eugenol adalah 1020 kg = 962.500 ml.

Maka,962.500 ml : 1726,8 ml = 557 kaliAlat yang dimiliki sebanyak 5 alat.Maka masing-masing alat akan dikenai proses sebanyak= 557 kali : 5 alat= 107 kali.

1 kali proses menghabiskan waktu 15 menit, maka untuk 1 alat akan membutuhkan waktu,= 107 kali x 15 menit = 1665 menit= 27,75 jam

Namun, karena alat tidak bisa mengkonversi bahan sebanyak 100 %, maka diasumsikan bahwa total proses oksidasi selama 29,5 jam.Sehingga,= 29,5 jam = 1770 menit1 kali proses membutuhkan waktu 15 menit, maka dalam 1770 menit terjadi proses sebanyak= 1770 menit : 15 menit = 118 kali

Karena ada 5 alat yang digunakan maka totalnya adalah= 118 kali x 5 alat = 590 kali.

Kemudian,Total massa yang digunakan adalah 962.500 ml, maka setiap satu kali proses, massa bahan yang dimasukkan sebesar,= 962.500 ml : 590 kali = 1631,356 ml.Sehingga dapat diketahui besarnya konversi alat, yaitu= 1631,356 ml : 1726,8 ml= 0,9447 x 100%= 94,47 %= 95%.

Sehingga dapat disimpulkan bahwa:Proses isomerisasi, sekali proses menghabiskan waktu 15 menit.Total alat yang digunakan sebanyak 5 alat.Masing-masing alat melakukan proses produksi (isomerisasi) sebanyak 118 kali.Sehingga untuk 5 alat, proses produksi (isomerisasi) yang dilakukan sebanyak = 118 kali x 5 alat = 590 kali.

2. Proses oksidasi

Perbandingan antara massa bahan isoeugenol (proses oksidasi) dengan massa

maksimum alat, yaitu:

= 2,83 ml : 23000 ml

= 1: 8127

= 1,23 x 10-4 x 100%

= 0,012 %

Perhitungan untuk mendapatkan daya optimum yang digunakan.

Diketahui:

Kapasitas maksimum daya pada ala t= 800 watt

Karena massa yang digunakan hanya sebesar 0,012%, maka

daya yang digunakan secara optimal adalah sebesar

800 watt x 0,012% = 9,6 watt

Sehingga dapat disimpulkan,

Untuk massa sebanyak 2,83 ml digunakan daya sebanyak 9,6 watt.

Dapat dibuat persamaan seperti di bawah ini:

9,6 watt 2,83 ml 4 menit

800 watt 236 ml 4 menit

Perhitungan untuk mendapatkan 236 ml, sebagai berikut:

(800 watt : 9,6 watt) x 2,83 ml = 235,83 ml = 236 ml.

Berdasarkan hasil scale up alat microwave rotary diketahui bahwa alat tsb

membutuhkan daya sebesar 6000 watt. Dimana 6000 watt adalah 7,5 kali-nya

daya sebelumnya (800 watt). Dan massa bahan yang dapat diproses adalah

sebanyak

6000 watt 1770 ml 4 menit

Perhitungan untuk mendapatkan 1770 ml, sebagai berikut:

(6000 watt : 800 watt) x 236 ml = 1770 ml.

Kemudian,

Massa total isoeugenol adalah 1000 kg = 947.000 ml.

Maka,

947.000 ml : 1770 ml = 535 kali

Alat yang dimiliki sebanyak 5 alat.

Maka masing-masing alat akan dikenai proses sebanyak

= 535 kali : 5 alat

= 107 kali.

1 kali proses menghabiskan waktu 4 menit, maka untuk 1 alat akan

membutuhkan waktu,

= 107 kali x 4 menit

= 428 menit

= 7,1 jam

Namun, karena alat tidak bisa mengkonversi bahan sebanyak 100 %, maka

diasumsikan bahwa total proses oksidasi selama 7,5 jam.

Sehingga,

= 7,5 jam

= 450 menit

1 kali proses membutuhkan waktu 4 menit, maka dalam 450 menit terjadi

proses sebanyak

= 450 menit : 4 menit

= 112,5 kali

= 113 kali

Karena ada 5 alat yang digunakan maka totalnya adalah

= 113 kali x 5 alat

= 565 kali.

Kemudian,

Total massa yang digunakan adalah 947.000 ml, maka setiap satu kali proses,

massa bahan yang dimasukkan sebesar,

= 947.000 ml : 565 kali = 1676 ml.

Sehingga dapat diketahui besarnya konversi alat, yaitu

= 1676 ml : 1770 ml

= 0,947 x 100%

= 94,7 %

= 95%.

Sehingga dapat disimpulkan bahwa:

Proses oksidasi, sekali proses menghabiskan waktu 4 menit.

Total alat yang digunakan sebanyak 5 alat.

Masing-masing alat melakukan proses produksi (oksidasi) sebanyak 113 kali.

Sehingga untuk 5 alat, proses produksi (oksidasi) yang dilakukan ada

sebanyak = 113 kali x 5 alat = 565 kali.

C. NERACA MASSA

Masing-masing dari proses produksi Di bawah ini adalah neraca massa dari masing-masing tahapan proses produksi:

1. Proses IsomerisasiPada proses isomerisasi dilakukan konversi dari eugenol

menjadi K-Isoeugenolat. Input awal eugenol adalah 1020 kg dengan penambahan KOH sebagai alkali kuat sebanyak 6500 kg pada saat pengadukan (suhu 120oC). Reaksi isomerisasi ini dipercepat dengan ditambahkannya proses pemanasan dengan gelombang mikro. Output dari reaksi ini adalah K-Isoeugenolat sebanyak 1000 kg. Reaksi kimia dari proses isomerisasi yaitu, seperti di bawah ini

Eugenol + KOH = K-isoeugenolat + H2O

Di bawah ini adalah gambar neraca massa dari proses isomerisasi.

Gambar 2. Neraca massa proses isomerisasi

Keterangan gambar:

K-Isoeugenolat yang dihasilkan sebesar 1000 kg yaitu 98% dari massa eugenol. Di bawah ini adalah tabel neraca massa pada proses isomerisasi.

Tabel 5. Neraca massa proses isomerisasiInput Output Limbah

Eugenol = 1020 kg

K-Isoeugenolat = 1000 kg

H20 = 6500 kg, eugenol = 20 kg

KOH = 6500 kg

2. Proses oksidasiPada proses oksidasi, input yang digunakan adalah K-

Isoeugenolat sebanyak 1000 kg yang merupakan output dari proses isomerisasi. Kemudian, proses oksidasi dengan penambahan nitrobenzene dan pelarut DMSO. Penggunaan nitrobenzene sebanyak 1000 kg dan DMSO sebanyak 2000 kg. Perbandingan antara penggunaan nitrobenzene dengan DMSO adalah 1:2. Nitrobenzene sebagai oksidator yang baik untuk reaksi oksidasi K-Isoeugenolat menjadi vanillin.

Proses selanjutnya adalah pemanasan yang dilakukan dengan gelombang mikro. Pada proses ini dihasilkan limbah yang terdiri atas asetaldehid 1000 kg, azobenzen 500 kg, dan campuran dari nitrobenzene, DMSO, dan K-isoeugenolat yang tidak bereaksi 1800 kg.

Gelombang mikro

KOH = 6500 kg

Eugenol = 1020 kg

Isomerisasi dan pemanasan sambil pengadukan (600rpm)

K-Isoeugenolat = 1000 kg

H20 = 6500 kg,

Eugenol = 20 kg

: Limbah yang dihasilkan namun belum dikeluarkan

Setelah pemanasan selesai, maka didapatkan K-Vanilat sebanyak 700 kg. Kemudian, dilanjutkan proses netralisasi dengan penambahan HCl sebanyak 5000 kg. Pada proses netralisasi atau pelepasan K ini dihasilkan limbah yang terdiri atas garam (KCl) 3887,5 kg dan H2O 1250 kg hingga akhirnya didapatkan output berupa vanillin kasar sebesar 562,5 kg. Di bawah ini adalah gambar neraca massa dari proses oksidasi.

Gambar 3. Neraca massa proses oksidasi

Keterangan gambar:

Nitrobenzene = 1000 kg, DMSO = 2000 kg

asetaldehid 1000 kg, azobenzen 500 kg,

campuran dari nitrobenzene, DMSO, dan K-isoeugenolat yang tidak bereaksi

1800 kg.

Gelombang mikro

K-Isoeugenolat = 1000 kg

Oksidasi dan pemanasan

K-Vanilat = 700 kg

HCl = 5000 kg garam (KCl)

3887,5 kg, H2O 1250 kg

Netralisasi/ pelepasan K

Vanilin kasar = 562,5 kg

: Limbah yang dihasilkan namun belum dikeluarkan.

Di bawah ini adalah tabel neraca massa dari proses oksidasi.

Tabel 6. Neraca massa dari proses oksidasiInput Output Limbah

K-Isoeugenolat = 1000 kg

K-Vanilat = 700 kg asetaldehid 1000 kg, azobenzen 500 kg, campuran dari nitrobenzene, DMSO, dan K-isoeugenolat yang tidak bereaksi 1800 kg.

Oksidator Nitrobenzene = 1000 kg

Vanilin kasar = 562,5 kg garam (KCl) 3887,5 kg, H2O 1250 kg

Pelarut DMSO = 2000 kgK-Vanilat = 700 kgHCl 25% = 5000 kg

Perhitungan neraca massa dari proses oksidasi dengan menggunakan literatur dari penelitian Rosi (2007) adalah sebagai berikut, Penentuan massa di atas berdasarkan reaksi kimia oksidasi k-isoeugenolat menjadi k-vanilat yaitu dengan perbandingan massa bahan baku dan produk reaksi yang dihasilkan.Reaksi kimia ideal:2 DMSO + 2 Nitrobenzene + 2 K-isoeugenolat 2 k-vanilat +

1 azobenzene+ 2 asetaldehid.Namun faktanya hasil percobaan hanya menghasilkan 70,12% sehingga hasil proses oksidasinya adalah sebgai berikut:2 DMSO + 2 Nitrobenzene + 2 K-isoeugenolat 2 k-vanilat (70,12 %

dari k-isoeugenolat) + 1 azobenzene + 2 asetaldehid + sisa rektan yang tidak bereaksi

Sehingga, 2000kg DMSO+ 1000kg Nitrobenzene+ 1000kg K-isoeugenolat 700kg k-vanilat (70,12 % dari k-isoeugenolat)+ 500kg azobenzene + 1000kg asetaldehid + 1800 (DMSO, Nitrobenzene, K-isoeugenolat).

Perbandingan isoeugenol dan HCl = 2,8 ml isoeugenol : 14 ml HCl = 0,0028 kg isoeugenol : 0,014 kg HCl. Maka, HCl yang dibutuhkan = 0,014 kg HCl /0,0028 kg isoeugenol x 1000 kg isoeugenol = 5000 kg HCl.

Rendemen K-Vanilat = 70,12% = 70/100 x 1000 K-Isoeugenolat = 700 kg.

Rendemen vanillin kasar = 56,25% = 56,25/100 x 1000 K-Isoeugenolat = 562,5 kg.

Limbah dari proses netralisasi yaitu:Air dari larutan HCL 25% yaitu 25%x5000 =1250kgGaram KCL = (k-vanilat 700kg+HCL 5000kg)- air 1250kg – vanillin 562,5 k g=3887,5 kg

3. Proses ekstraksiPada proses ekstraksi vanillin kasar, input vanillin kasar yang

didapat dari hasil proses oksidasi adalah sebesar 562,5 kg. Vanilin kasar ini, diekstraksi dengan menggunakan pelarut dietil eter sebanyak 7142 kg dan didapatkan output sebesar 7641 kg dan residu sebanyak 63,4 kg. Kemudian, didistilasi untuk menguapkan pelarut dan pelarut yang diuapkan sebanyak 7070 kg hingga akhirnya didapatkan output vanillin sintetik sebanyak 70 kg. Di bawah ini adalah gambar neraca massa dari proses ekstraksi.

Gambar 4. Neraca massa proses ekstraksi

Dietil eter = 7142 kg

Residu (nitrobenzene, DMSO, garam, asam

vanilat) = 63,4 kg

Dietil eter = 7070 kg

Vanilin sintetik = 70 kg

Vanilin kasar = 562,5 kg

Ekstraksi

Campuran vanillin dan dietel eter = 7641 kg

Distilasi/ penguapan pelarut

Di bawah ini adalah tabel neraca massa dari proses ekstraksi.

Tabel 7. Neraca massa dari proses ekstraksiInput Output Limbah

Vanilin kasar = 562,5 kg

Vanilin kasar = 562,5 kg Residu (nitrobenzene, DMSO, garam, asam vanilat) = 63,4 kg

Pelarut Dietil eter = 7142 kg

Campuran vanillin dan dietil eter = 7641 kg

Dietil eter = 7070 kg

Vanilin sintetik = 70 kg

Perhitungan neraca massa dari proses ekstraksi dengan menggunakan literatur dari penelitian Rosi (2007) adalah sebagai berikut,1. Perbandingan isougenol dengan larutan dietil eter

= 2,8 ml isoeugenol : 20 ml dietil eter = 0,0028 kg : 0,020 kg.Maka, dietel eter yang dibutuhkan adalah 0,020 kg dietil eter / 0,0028 kg isoeugenol x 1000 kg isoeugenol = 7142 kg dietil eter.

2. Output dari proses ekstraksi adalah campuran vanillin dan dietil eter = 562,5 kg vanillin kasar + 7142 kg dietil eter – 63,4 kg residu= 7641 kg.

3. Dietil eter yang diuapkan sebanyak 99% = 99/100 x 7142 kg dietil eter = 7070 kg.

4. Rendemen vanillin sintetik 7% = 7/100 x 1000 kg isoeugenol = 70 kg.

III. DESKRIPSI PROSES

Tahap pertama pembuatan vanilin sintetik adalah proses isomerisasi yaitu, mengubah eugenol menjadi K-isoeugenolat dalam suasana basa. Proses isomerisasi eugenol menjadi isoeugenol dilakukan dengan menggunakan panas dari gelombang mikro yang didapatkan pada alat microwave. Proses ini menggunakan katalis basa kuat kalium hidroksida (KOH) yang proses konversi atau reaksi isomerisasinya terjadi pada sekitar suhu 120oC. Di bawah ini adalah gambar dari reaksi yang terjadi.

Gambar 5. Reaksi perubahan eugenol menjadi isoeugenol dengan KOH

Setelah itu, tahap kedua adalah proses oksidasi. Reaksi oksidasi k-isoeugenolat

menjadi vanilin menggunakan oksidator nitrobenzene. Nitrobenzene tersebut digunakan

untuk mengubah K-isoeugenolat menjadi K-vanilat dan menghasilkan hasil samping

berupa azobenzene dan asetaldehid.

Sastrohamidjojo (2002) mengatakan reaksi oksidasi isoeugenol dapat dilakukan

dengan menggunakan oksidator nitrobenzene. Reaksi oksidasi ini berlangsung dalam

fase organik, sehingga untuk membawa oksidator nitrobenzene ke dalam fase organik

dibutuhkan pelarut Dimetil sulfoksida (DMSO). Agar reaksi berjalan sempurna, jumlah

oksidator dan pelarut yang digunakan harus melebihi jumlah bahan yang akan

direaksikan.

Berdasarkan literatur di atas maka pada tahap oksidasi ini ditambahkan pula

DMSO dan dipanaskan dalam oven gelombang mikro. Di dalam oven gelombang mikro

terjadi radiasi gelombang mikro yang diserap oleh bahan dan mengubah energi radiasi

menjadi energi panas yang akan memanaskan larutan sampel secara langsung sehingga

akan menaikkan suhu larutan dan terjadi reaksi oksidasi. Reaksi oksidasi isoeugenol

dengan oksidator nitrobenzene dalam suasana basa menghasilkan kalium vanilat seperti

yang terlihat pada gambar di bawah ini.

+ H2O

K-isogeunolat

Gambar 6. Reaksi oksidasi menggunakan nitrobenzene

Untuk merubah kalium vanilat menjadi vanilin maka dilakukan tahapan hidrolisis

menggunakan asam. Pada tahapan ini ion K+ pada senyawa vanilat digantikan oleh ion

OH- dan garam KCl hasil reaksi terendapkan sehingga dapat dipisahkan dari komponen

vanilin. Reaksi hidrolisis vanilin dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar 7. Reaksi pengasaman kalium vanilin dengan HCl

Hasil akhir dari tahapan hidrolisis adalah terbentuknya dua lapisan yaitu lapisan

atas (air) yang mengandung vanilin dan lapisan bawah yang mengandung azobenzene,

asetaldehid, DMSO dan reaksi hasil samping lainnya.

Vanilin yang terdapat pada lapisan atas hasil reaksi oksidasi dan hidrolisis

selanjutnya diekstraksi menggunakan dietil eter. Menurut Carey (2003), dietil eter

mempunyai tingkat volatil tinggi dan titik didih yang rendah (350C) sehingga mudah

digunakan pada saat proses penguapan. Dietil eter digunakan untuk memisahkan

komponen vanilin dari air dan campuran lain hasil oksidasi yang ikut tercampur seperti

nitrobenzene, dimetil sulfoksida, azobenzene dan asetaldehid, sehingga vanilin terikat

dengan pelarutnya (dietil eter). Kemudian dilakukan destilasi atau penguapan pelarut

untuk memisahkan campuran vanillin dan pelarut dietil eter, sehingga pada akhirnya

akan didapatkan produk vanillin sintetik. Di bawah ini adalah gambar dari diagram alir

proses produksi vanilin sintetik.

Gambar 8. Diagram alir untuk proses pembuatan vanilin sintetik

Keterangan:

: Proses isomerisasi

: Proses oksidasi

: Proses ekstraksi

IV. KEBUTUHAN ENERGI PERALATAN UTAMA PRODUKSI

Pembuatan produk vanilin sintetik didukung dengan adanya penggunaan peralatan produksi dengan kapasitas yang sesuai. Masing-masing peralatan tersebut memiliki kebutuhan energi yang berbeda-beda. Kebutuhan dari masing-masing peralatan produksi disajikan pada tabel di bawah ini.

Tabel 8 Kebutuhan Peralatan Proses Produksi

Alat ProsesJumlah (unit)

Kapasitas (L)

Daya (Watt)

Waktu setiap proses (menit)

Banyaknya

proses

Total Waktu

Produksi (jam)

Konversi (%)

Rotary Microwave

Isomerisasi5 Max 90 6000

15 590 kali 29,5 95Oksidasi 4 565 kali 7,5 95

Destilator Ekstraksi 2 1500 26000 210 3 kali 5,5 95

Di bawah ini adalah penjelasan dari perhitungan masing-masing proses.1. Proses isomerisasi, sekali proses menghabiskan waktu 15 menit.

Total alat yang digunakan sebanyak 5 alat.Masing-masing alat melakukan proses produksi (isomerisasi) sebanyak 122 kali.Sehingga untuk 5 alat, proses produksi (isomerisasi) yang dilakukan sebanyak = 122 kali x 5 alat = 610 kali.

2. Proses oksidasi, sekali proses menghabiskan waktu 4 menit. Total alat yang digunakan sebanyak 5 alat.Masing-masing alat melakukan proses produksi (oksidasi) sebanyak 113 kali.Sehingga untuk 5 alat, proses produksi (oksidasi) yang dilakukan ada sebanyak = 113 kali x 5 alat = 565 kali.

3. Proses ekstraksi, sekali proses menghabiskan waktu 210 menit (3.5 jam).Karena dilakukan 3 kali proses maka total waktu proses produksi = 3 kali x 210 menit = 630 menit = 10,5 jam = 11 jam (dibulatkan).Alat yang dimiliki ada sebanyak 2 alat, sehingga proses produksi (destilasi) selesai dalam waktu = 11 jam : 2 alat = 5,5 jam.

Berdasarkan data pada tabel diatas dapat dilakukan perhitungan kebutuhan energi untuk setiap proses produksi, yaitu:

1. Proses isomerisasi dengan Rotary MicrowaveP = 6000 W = 6 kW E = P x t x n

= 6 kW x 29,5 jam x 5= 885 kWh x 3.6 x 106 J/kWh= 3186 x 106 J

2. Proses oksidasi dengan Rotary MicrowaveP = 6000 W = 6 kW E = P x t x n

= 6 kW x 7,5 jam x 5= 225 kWh x 3.6 x 106 J/kWh= 810 x 106 J

3. Proses ekstraksi dengan destilatorP = 26000 = 26 kW E = P x t x n

= 26 kW x 5,5 x 2= 286 kWh x 3.6 x 106 J/kWh= 1030 x 106 J

Sehingga didapatkan hasil bahwa pada proses isomerisasi dengan menggunakan alat Rotary Microwave sebanyak 5 alat membutuhkan energi total sebesar 3186 x 106 J dan pada proses oksidasi dengan menggunakan alat Rotary Microwave sebanyak 5 alat mebutuhkan energi total sebesar 810 x 106 J serta pada proses ekstraksi dengan menggunakan destilator sebanyak 2 alat membutuhkan energi total sebesar 1030 x 106 J.

Setelah diketahui kebutuhan energy dari masing-masing proses, selanjutnya neraca energi dapat diketahui seperti yang disajikan pada tabel di bawah ini.

Tabel 9. Neraca Energi Proses Produksi

AlatProses Energi (Joule) Ouput

(Joule)Input LossRotary Microwave

Isomerisasi 3186 x 106 159,3 x 106 3026,7 x 106

Oksidasi 810 x 106 40,5 x 106 769,5 x 106

Destilator Ekstraksi 289,8 x 106 14,49 x 106 275,31 x 106

Input energi merupakan kebutuhan energy dari masing-masing proses. Kemudian loss adalah hasil kali dari nilai konversi dengan kebutuhan energi dari masing-masing proses. Sehingga didapatkan nilai ouput yang merupakan selisih dari nilai input dan loss.

V. SCALE UP

Hubungan antara peningkatan diameter (D) terhadap tenaga (P), P1 = 800 w, D1 = 8 cm, dan D2 = 2D1 (ini terkait dengan kapasitas produksi per satu kali operasi yaitu 1,74 liter dan membutuhkan diameter wadah 16 cm). Berdasarkan eksperimen, P berbanding lurus dengan N2 .

Perhitungan scale up:

P = k Da Nb c µd

Dimensi untuk tiap variabel:P = ML2T-3

D = L = ML-3

µ = ML-1T-1

M : 1 = c+dL : 2 = a-3c-dT : -3 = -b-dSehingga,a = 5-2db = 3-dc = 1-d

P berbanding lurus dengan N2

P=N2 ~ N2=N 3-d

2=3-dd=1

Untuk cairan yang sama , µ adalah konstan.

P2/D25N1

3

P1/D15N2

3

==

k D12N1/µ

D22N2/µ

Atau

Jika D2=2D1

Maka,

Jadi, dengan meningkatkan D2 = 2D1 maka kebutuhan P2 akan meningkat menjadi 8 kali dari P1 yaitu menjadi 6,4 kw.

P2

P1

D15N1

3

D25 N2

3

=D1

2N1

D22N2

P2

P1

=N2

2D23

N12D1

3

P2

P1

=D2

3

D13

P2 = 8P1

(2D1)3

D13

P2

P1

=

8P2

P1

=

P2 = 8 x 800 w = 6400w = 6,4 kw

VI. SPESIFIKASI PERALATAN

Ada beberapa peralatan utama yang digunakan untuk proses produksi vanilin sintentik. Pada proses isomerisasi dan oksidasi digunakan alat microwave untuk proses pemanasan. Di bawah ini adalah gambar dari microwave yang digunakan.

Gambar 8. Mesin rotary microwave

Spesifikasi dari alat di atas disajikan pada tabel di bawah ini.

Tabel 10. Spesifikasi alat rotary microwaveMicrowave generator power, controlled, watts 6000Operating frequency, MHz 2450 ± 50Starting humidity, % ≤ 50Final humidity, % ≥ 0.01Drying temperature 100 - 1000 °Cpressure in drying chamber, mm Hg 50 – 7603 phase, 380 volt, 50 Hz:average, kW ~ 2.5maximum, kW ≤ 3.7Drying chamber volume, dm3 Max 150 Working volume, dm3 Max 90Footprint, mm 1680×1050×1750Dryer weight, kg ~ 220Sumber: http://microwavetech/pharmamicro.php

Pada proses ekstraksi digunakan alat untuk ekstraksi yaitu destilator. Di bawah ini adalah gambar dari alat destilator yang digunakan.

Gambar 9. Alat destilator

Di bawah ini adalah spesifikasi dari mesin destilator.1. Multi Column2. Feed Water Aprox 1500L3. Cooling Water Aprox SOL and 80L4. Steam Consumption I 5 Kg & 26 Kg/hr5. Electric Consumption 2 Kw for Pump6. Electrically operated Built in Boiler 24 Kw for BoilerSumber: http://www.situsmesin.com/

Peralatan lain yang tidak kalah pentingnya dalam pada proses produksi vanillin sintetik adalah tangki. Tangki ini digunakan untuk mewadahi bahan yang sedang menunggu waktu untuk diproduksi dan juga berfungsi sebagai tempat penyimpanan bahan baku sementara. Kapasitas produksi tangki yang dibutuhkan ada beberapa macam yaitu, 100 L, 8000 L, dan 16000 L. Di bawah ini adalah gambar dari tangki yang digunakan.

Gambar 10. Alat tangki

Spesifikasi dari gambar tangki di atas disajikan pada tabel di bawah ini:

Tabel 11. Spesifikasi tangki

Spesifikasi Keterangan

Kapasitas alat tangki 100 L, 9000 L, dan 18000 L

Kaki Penopang Stainless

Steel

Dudukan tangki berbahan Stainless, mencegah korosi

Bahan material Stainless steel grade SS304, tahan korosi, tahan segala

cuaca, higienis

Triple Four Bone Dirancang dengan konsep triple bone yg diposisikan di

empat posisi vital tangki guna memperkuat dinding dan

mencegah tangki pecah

PVC & Stainless Steel

Fitting

Dilengkapi dengan PVC (inlet) dan Stainless Steel

(outlet) bulkhead fitting sebagai aksesoris standard yang

kuat, ringan, tidak korosif dan berfungsi untuk

mencegah terjadinya penyebaran karat di area saluran

minyak masuk dan keluar

Large Manhole Terisedia lubang tutup yang cukup besar untuk

mempermudah proses inspeksi, pemeliharaan dan

perawatan

Kunci Pengait Tutup dapat dikunci sebagai pengamanan untuk

mencegah masuknya objek yang tidak diinginkan.

Sumber: http://sap88.indonetwork.co.id/2044927/penguin-stainless-steel-water-tank-

tangki-stainless-penguin.htm

Selain itu, dibutuhkan juga alat timbangan untuk proses pengukuran berat bahan

baku yang akan digunakan pada proses produksi vanilin sintetik. Alat timbangan ini,

pada umumnya digunakan di setiap proses produksi. Keunggulan dari timbangan ini

adalah dapat dengan mudah dibawa-bawa atau dengan kata lain timbangan yang

mendatangi bahan yang akan ditimbang. Gambar alat timbangan tersebut dapat dilihat

pada gambar di bawah ini.

Gambar 11. Alat timbangan

Spesifikasi dari alat timbangan di atas, antara lain:Kapasitas alat: 150 kgMerek HanherBerat 18 kgSumber: www.kaskus.us/showthread.php?t=2362649&page=5

VII. PRAKIRAAN BIAYA PERALATAN

Proses produksi vanilin sintetik dibutuhkan berbagai macam peralatan. Adapun prakiraan biaya dari masing-masing peralatan yang dibutuhkan yaitu disajikan pada tabel di bawah ini.

Tabel 12. Daftar prakiraan biaya peralatan produksi vanilin sintetikPeralatan produksi Unit Kapasitas

alatHarga per unit Harga peralatan

produksiSumber

Microwave rotary 5 90 L Rp 80.000.000 Rp 400.000.000 http://microwavetech/pharmamicro.phpTangki 8000 L 2 9000 L Rp 11.400.000 Rp 22.800.000 http://sap88.indonetwork.co.id/

2044927/penguin-stainless-steel-water-

tank-tangki-stainless-penguin.htm

Tangki 16000 L 1 18000 L Rp 45.600.000 Rp 45.600.000Tangki 100 L 1 100 L Rp 2.850.000 Rp 2.850.000

Timbangan 1 150 kg Rp 1.850.000 Rp 1.850.000 www.kaskus.us/showthread.php?t=2362649&page=5

Destilator 2 1500 L Rp 75.000.000 Rp 150.000.000 http://www.situsmesin.com/Pipa IPAL 1 Rp 1.000.000 Rp 1.000.000 www.pipaku.comPeralatan pendukung lain Rp 1.000.000 Rp 1.000.000

Total biaya peralatan produksi Rp 1.150.185.000

Berdasarkan tabel di atas, diketahui bahwa total prakiraan biaya peralatan produksi adalah sebesar Rp 1.150.885.000.

VIII. PRAKIRAAN BIAYA INVESTASI DAN BIAYA POKOK

Dalam melakukan perancangan sebuah pabrik diperlukan adanya perhitungan

mengenai prakiraan biaya investasi dan biaya produksi dari pembuatan vanilin sintetik.

Prakiraan yang dipakai dikembangkan oleh Peters dan Timmerhaus (1981). Rincian dari

prakiraan biaya investasi dan biaya produksi tersebut adalah sebagai berikut:

A. BIAYA INVESTASI

I BIAYA LANGSUNG

Microwave rotary 5 400.000.000 Tangki 8000 L (kapasitas 9000 L) 2 22.800.000 Tangki 16000 L (kapasitas 18000 L) 1 45.600.000 Tangki 100 L 1 2.850.000 Timbangan (kapasitas 150 kg) 1 1.850.000 Destilator (kapasitas 1500 L) 2 75.000.000 Dietil eter (kg) 7.000 700.000.000 Pipa IPAL 1 1.000.000 Peralatan pendukung lain 1.000.000 Total biaya alat 1.250.100.000

Biaya sewa bangunan 12 10.000.000 Biaya pemeliharaan mesin 12 200.000 2.400.000 Listrik (kWh) 12 2.788 1.008 2.810.304 33.723.648 Air 12 200.000 2.400.000 Biaya peralatan pendukung lain 500.000 Total biaya bangunan dan fasilitas lain 49.023.648

TOTAL BIAYA LANGSUNG 1.299.123.648

II BIAYA TAK LANGSUNGJasa pemasangan alat 150.000

III MODAL INVESTASI TETAP (Biaya langsung + Biaya tak langsung) 1.299.273.648

IV MODAL KERJA 49.622.360.000

V MODAL INVESTASI TOTAL 50.921.633.648

80.000.000

Periode (bulan) Jml T.K.

Biaya per bulan

Unit Harga Peralatan Produksi

Biaya per tahun

Harga per unit

1.850.000 2.850.000

45.600.000 11.400.000

Total

Bangunan dan Fasilitas lain

Alat

1.000.000 1.000.000

100.000 75.000.000

B. BIAYA PRODUKSII BIAYA PRODUKSI A BIAYA PRODUKSI LANGSUNG

a. Biaya Bahan Mentah*Jumlah batch dalam 1 bulan = 15 *Jumlah bulan dalam 1 tahun = 12 Eugenol 1.020 kg 70.000 71.400.000 1.071.000.000 12.852.000.000 HCl 5.000 kg 1.788 8.940.000 134.100.000 1.609.200.000 Dietil eter 500 kg 100.000 277.778 4.166.667 50.000.000 KOH 6.500 kg 30.000 195.000.000 2.925.000.000 35.100.000.000 Nitrobenzene 1.000 kg 6.864 42.000 630.000 7.560.000 DMSO (dimetil sulfoksida) 2.000 kg 25.000 20.000 300.000 3.600.000 Total biaya bahan mentah per batch 275.679.778 Total biaya bahan mentah per bulan 4.135.196.667 Total biaya bahan mentah per tahun 49.622.360.000 b. Biaya Pekerja

Bulan Biaya per orang Total12 1.000.000 120.000.000

TOTAL BIAYA PRODUKSI LANGSUNG 49.742.360.000

B PENGELUARAN TETAP1 Biaya Penyusutan

*(harga awal - harga akhir) / umur ekonomis*asumsi harga akhir = 10% harga awal*asumsi umur ekonomis = 20 tahun

Biaya penyusutan microwave rotary 20 400.000.000 0,10 40.000.000 18.000.000 Biaya penyusutan tangki 8000 L 20 22.800.000 0,10 2.280.000 1.026.000 Biaya penyusutan tangki 16000 L 20 45.600.000 0,10 4.560.000 2.052.000 Biaya penyusutan tangki 100 L 20 2.850.000 0,10 285.000 128.250 Biaya penyusutan timbangan 20 1.850.000 0,10 185.000 83.250 Biaya penyusutan destilator 20 75.000.000 0,10 7.500.000 3.375.000 Biaya penyusutan pipa IPAL 20 1.000.000 0,10 100.000 45.000 Total biaya penyusutan 24.709.500

2 Bunga Modal (10% dari biaya investasi) 129.927.365 3 Pajak (4% dari modal investasi tetap) 519.709.459

TOTAL PENGELUARAN TETAP 674.346.324

C BIAYA OVERHEAD PABRIK 5.000.000 TOTAL BIAYA PRODUKSI 50.421.706.324

Biaya per tahun

10 Jumlah Pekerja

Tenaga kerja (T.K.)

Jumlah Unit Harga per

kg Biaya per batch Biaya per bulan

Biaya penyusutan TotalUraian Umur ekonomis Harga awal Faktor pengali

Harga akhir

II PENGELUARAN UMUM

Tenaga kerja (T.K.) 12 10 1.000.000 10.000.000 120.000.000 Pemasaran 12 500.000 6.000.000 Transportasi 12 300.000 3.600.000

Total 129.600.000

III BIAYA PRODUKSI TOTAL (biaya produksi + pengeluaran umum) 50.551.306.324

IV KEUNTUNGAN KOTORPendapatan total 59.220.000.000 Biaya produksi 50.551.306.324

Keuntungan kotor 8.668.693.676

Periode (bulan) Jenis Jml T.K.

Biaya per bulan Biaya per tahun

C. ANALISIS KELAYAKAN EKONOMI

Perancangan pabrik ini juga diperlukan suatu analisis kelayakan ekonomi agar

dapat diketahui layak atau tidaknya pembangunan pabrik jika dilihat dari aspek

ekonomi. Rincian dari perhitungan analisis kelayakan ekonomi adalah sebagai berikut:

Asumsi :

a. Sumber Cost :

- Cost pada periode ke-0 didapatkan dari harga investasi total.

- Untuk periode ke-1 hingga periode ke-20, cost adalah biaya produksi total.

b. Sumber Penerimaan :Penerimaan dari hasil penjualanHarga jual (Rp/kg) 4.700.000 Jumlah penjualan per tahun (kg) 12.600 Penerimaan dari hasil penjualan (Rp) 59.220.000.000

Berikut adalah aliran kasnya :

i (%) = 0,14 /tahun

Periode Biaya (C) Penerimaan (B) B-C DF PV (B-C) Akumulasi PV PV (C) PB (B)

0 50.921.633.648 -Rp (50.921.633.648,00)Rp 1,0000 (50.921.633.648,00)Rp -Rp 50.921.633.648,00Rp -Rp

1 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,8772 7.604.117.259,65Rp (43.317.516.388,35)Rp 44.343.251.161,40Rp 51.947.368.421,05Rp

2 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,7695 6.670.278.297,94Rp (36.647.238.090,41)Rp 38.897.588.738,07Rp 45.567.867.036,01Rp

3 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,6750 5.851.121.313,98Rp (30.796.116.776,43)Rp 34.120.691.875,50Rp 39.971.813.189,48Rp

4 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,5921 5.132.562.556,12Rp (25.663.554.220,31)Rp 29.930.431.469,74Rp 35.062.994.025,86Rp

5 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,5194 4.502.247.856,25Rp (21.161.306.364,06)Rp 26.254.764.447,14Rp 30.757.012.303,39Rp

6 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,4556 3.949.340.224,78Rp (17.211.966.139,28)Rp 23.030.495.129,07Rp 26.979.835.353,85Rp

7 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,3996 3.464.333.530,51Rp (13.747.632.608,77)Rp 20.202.188.709,71Rp 23.666.522.240,22Rp

8 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,3506 3.038.889.061,85Rp (10.708.743.546,92)Rp 17.721.218.166,41Rp 20.760.107.228,26Rp

9 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,3075 2.665.692.159,52Rp (8.043.051.387,41)Rp 15.544.928.216,15Rp 18.210.620.375,67Rp

10 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,2697 2.338.326.455,72Rp (5.704.724.931,69)Rp 13.635.901.943,99Rp 15.974.228.399,71Rp

11 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,2366 2.051.163.557,65Rp (3.653.561.374,04)Rp 11.961.317.494,73Rp 14.012.481.052,38Rp

12 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,2076 1.799.266.278,64Rp (1.854.295.095,41)Rp 10.492.383.767,31Rp 12.291.650.045,94Rp

13 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,1821 1.578.303.753,19Rp (275.991.342,22)Rp 9.203.845.409,92Rp 10.782.149.163,11Rp

14 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,1597 1.384.476.976,48Rp 1.108.485.634,27Rp 8.073.548.605,19Rp 9.458.025.581,67Rp

15 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,1401 1.214.453.488,14Rp 2.322.939.122,41Rp 7.082.060.179,99Rp 8.296.513.668,14Rp

16 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,1229 1.065.310.077,32Rp 3.388.249.199,73Rp 6.212.333.491,22Rp 7.277.643.568,54Rp

17 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,1078 934.482.523,96Rp 4.322.731.723,69Rp 5.449.415.343,18Rp 6.383.897.867,14Rp

18 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,0946 819.721.512,25Rp 5.142.453.235,94Rp 4.780.188.897,52Rp 5.599.910.409,77Rp

19 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,0829 719.053.958,11Rp 5.861.507.194,05Rp 4.193.148.155,72Rp 4.912.202.113,84Rp

20 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,0728 630.749.086,06Rp 6.492.256.280,12Rp 3.678.200.136,60Rp 4.308.949.222,66Rp

NPV 6.492.256.280,12Rp 385.729.534.986,58Rp 392.221.791.266,70Rp

i (%) = 0,161747798 /tahun

Periode Biaya (C) Penerimaan (B) B-C DF PV (B-C)

0 50.921.633.648 -Rp (50.921.633.648,00)Rp 1,0000 (50.921.633.648,00)Rp

1 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,8608 7.461.768.978,00Rp

2 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,7409 6.422.881.966,09Rp

3 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,6378 5.528.637.092,88Rp

4 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,5490 4.758.896.125,78Rp

5 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,4725 4.096.324.637,61Rp

6 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,4068 3.526.001.638,44Rp

7 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,3501 3.035.083.557,63Rp

8 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,3014 2.612.515.008,88Rp

9 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,2594 2.248.779.825,02Rp

10 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,2233 1.935.686.755,56Rp

11 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,1922 1.666.185.001,30Rp

12 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,1654 1.434.205.431,52Rp

13 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,1424 1.234.523.908,33Rp

14 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,1226 1.062.643.639,98Rp

15 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,1055 914.693.913,97Rp

16 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,0908 787.342.929,25Rp

17 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,0782 677.722.764,71Rp

18 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,0673 583.364.794,10Rp

19 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,0579 502.144.093,00Rp

20 50.551.306.324,00Rp 59.220.000.000,00Rp 8.668.693.676,00Rp 0,0499 432.231.585,95Rp

NPV (0,00)Rp

PV (B) 392.221.791.266,70Rp

PV (C) 385.729.534.986,58Rp

Gross B/C ratio 1,0168

NPV B-C positif 57.413.889.928,12Rp

NPV B-C negatif (50.921.633.648,00)Rp

NET B/C Ratio 1,1275

Payback Periode 1,20

Perhitungan Pay Back Period (PBP)Pay back period dicari dengan menggunakan interpolasi, yaitu pada saat terjadi perubahan dari akumulasi PV negatif ke akumulasi PV positif:

Perhitungan Pay Back Period (PBP):

akumulasi PV positif = 1108485634,27

akumulasi PV negatif = -275991342,22

periode PV positif = 14,00

periode PV negatif = 13,00

akumulasi PV positif - akumulasi PV negatif (a) = 1384476976,48

(a) / akumulasi PV negatif (b) = 5,016378287

1/(b) = x - 1 = 0,199347008

x = 1,199347008

PBP = 1,20 tahun

0,20 tahun = 2,4 bulan

maka PBP = 1 tahun 2,4 bulanx = PBP = 1,19 = 1,2 tahun1,2 tahun x 12 bulan/tahun = 14,4 bulanMaka pay back periode adalah selama 14,4 bulan (1 tahun 2,4 bulan).

Dengan demikian perancangan pabrik untuk produksi vanilin sintetik dari eugenol dapat dilakukan, karena penilaian secara teknis dapat direalisasikan, dan secara finansial layak diterapkan. Hal ini ditunjukan oleh kriteria kelayakan yaitu net present value lebih dari nol, net B/C dan gross B/C lebih dari satu, yang menunjukan bahwa produksi vanilin sintetik dari eugenol cengkeh ini layak.

D. PENUTUP

A. KESIMPULAN

Vanilin (4-hidroksi-3-metoksi benzaldehida) merupakan padatan kristal berwarna putih atau sedikit berwarna kuning, biasanya berbentuk jarum dan mempunyai bau (aroma) yang khas. Vanilin memiliki berbagai manfaat, sehingga permintaanya di dunia terus meningkat hingga 15 persen tiap tahunnya. Namun permintaan tersebut tidak semua terpenuhi. Untuk menghemat devisa dan mengurangi ketergantungan terhadap impor vanilin, maka diperlukan usaha produksi vanilin di dalam negeri dengan teknologi proses yang efisien dan kualitas produk yang tinggi.

Vanilin merupakan glikosida yang diperoleh dari Vanilla atau dibuat secara sintetik dari sumber lainnya. Secara komersial terdapat produk vanilin alami, semi sintetik dan sintetik. Terdapat tiga alternatif bahan baku vanilin semi sintetis, yaitu: vanilin dari lignin, vanilin dari coniferin, dan vanilin dari eugenol yang berasal dari minyak cengkeh. Dari pertimbangan ketersediaan bahan baku, kualitas vanilin yang dihasilkan, dan efisiensi proses, maka dipilih alternatif proses sintesis vanilin dari eugenol menggunakan teknologi gelombang mikro.

Secara garis besar, proses sintesis vanilin dari eugenol meliputi isomerisasi, oksidasi, dan ekstraksi. Proses isomerisasi mengubah eugenol menjadi K-isoeugenolat dalam suasana basa. Proses isomerisasi eugenol menjadi isoeugenol dilakukan dengan menggunakan panas dari gelombang mikro Proses ini menggunakan katalis basa kuat kalium hidroksida (KOH) yang proses konversi atau reaksi isomerisasinya terjadi pada suhu 120oC.

Reaksi oksidasi k-isoeugenolat menjadi vanilin menggunakan DMSO dan oksidator nitrobenzene. Nitrobenzene tersebut digunakan untuk mengubah K-isoeugenolat menjadi K-vanilat dan menghasilkan hasil samping berupa azobenzene dan asetaldehid.

Di dalam oven gelombang mikro terjadi radiasi gelombang mikro yang diserap oleh bahan dan mengubah energi radiasi menjadi energi panas yang akan memanaskan larutan sampel secara langsung sehingga akan menaikkan suhu bahan dan terjadi reaksi oksidasi.

Untuk merubah kalium vanilat menjadi vanilin dilakukan tahapan hidrolisis menggunakan asam yaitu HCl sehingga garam KCl hasil reaksi terendapkan dan dapat dipisahkan dari komponen vanilin. Hasil akhir dari tahapan hidrolisis adalah terbentuknya dua lapisan yaitu lapisan atas (air) yang mengandung vanilin dan lapisan bawah yang mengandung azobenzene, asetaldehid, DMSO dan reaksi hasil samping lainnya.

Vanilin yang terdapat pada lapisan atas hasil reaksi oksidasi dan hidrolisis selanjutnya diekstraksi menggunakan dietil eter. Dietil eter digunakan untuk memisahkan komponen vanilin dari air dan campuran lain hasil oksidasi yang ikut tercampur, sehingga vanilin terikat dengan dietil eter. Kemudian dilakukan destilasi atau penguapan pelarut untuk memisahkan campuran vanillin dan pelarut dietil eter, sehingga pada akhirnya akan didapatkan produk vanillin sintetik.

Ada beberapa peralatan utama yang digunakan untuk proses produksi vanilin sintentik. Pada proses isomerisasi dan oksidasi digunakan alat rotary microwave untuk proses pemanasan. Mengacu pada hasil perhitungan scale up yaitu kebutuhan daya microwave sebesar 6,4 kW, Rotary Microwave yang dipilih menggunakan daya 6 kW. Pada proses ekstraksi digunakan destilator.

Kebutuhan energi rotary microwave pada proses isomerisasi sebesar 3186 x 106 joule, sedangkan pada proses oksidasi membutuhkan energi sebesar 810 x 106 joule. Destilator membutuhkan energi lebih kecil, yaitu sebesar 1030 x 106 joule.

Pembuatan vanilin sintetik dengan proses tersebut membutuhkan modal untuk investasi sebesar Rp. 50.921.633.648,00 dan biaya produksi total sebesar Rp. 50.551.306.324,00. Vanilin dijual dengan harga Rp. 4.700.000,00/kg sehingga penerimaan dalam waktu setahun sebesar Rp. 59.220.000,00 dan keuntungan kotor yang diperoleh Rp. 8.668.693.676,00/tahun.

Hasil analisis kelayakan ekonomi meliputi Gross B/C ratio 1,0168, Net B/C ratio 1,1275, NPV sebesar Rp. 6.492.256.280,12 dan pay back periode adalah selama 14,4 bulan (1 tahun 2,4 bulan). Dari hasil tersebut dapat disimpulkan industri ini layak untuk didirikan.

B. REKOMENDASI

Seperti industri lain, industri vanilin sintetik memerlukan manajemen yang baik untuk dapat mempertahankan eksistensi di dunia industri. Manajemen sumber daya manusia, manajemen pemasaran, manajemen keuangan, manajemen produksi dan operasi, manajemen mutu, serta manajemen strategik harus dipelajari, dikembangkan dan diaplikasikan.

Managemen SDM mengatur segala hal yang berhubungan dengan SDM mulai dari perekrutan, pelatihan, pengembangan karir, dan lain-lain. Manajemen pemasaran mengatur strategi dalam memasarkan produk, manajemen keuangan mengatur keuangan meliputi arus kas, laba rugi, penentuan harga produk, dan lain-lain. Sedangkan manajemen produksi dan operasi mengatur penjadwalan pemesanan bahan baku, produksi, dan jumlah bahan baku yang dipasok maupun produk yang harus dihasilkan.

Koordinasi antara seluruh bagian tersebut dalam perusahaan akan memperkuat eksistensi. Selain itu, masalah lingkungan juga perlu diperhatikan untuk menciptakan sustainable development. Produksi bersih dan pengendalian limbah sangat baik untuk diterapkan sebagai langkah menjaga lingkungan hidup.

Kemudian dalam praktiknya nanti, diharapakan dapat dilakukan manajemen dengan baik. Manajemen yang dimaksud misalnya dalam bidang produksi. untuk mendapatkan hasil produksi yang maksimal hendaknya dalam pelaksanaannya nanti dibuat semacam Standard Operating Procedure (SOP) agar didapat keteraturan dan keseragaman pelaksanaan proses produksi. Mengingat biaya investasi yang dibutuhkan cukup besar, sehingga penggunaannya harus benar-benar efisien.

Selain itu, dalam bidang manajemen sumber daya manusia pun perlu dilakukan pengaturan dengan baik. Seperti diketahui bahwa man (manusia) merupakan salah satu sumber daya dalam pelaksanaan suatu proyek selain money, material, management, dan machine. Sumber daya manusia yang digunakan hendaknya yang benar-benar kompeten di bidang industri kami, yaitu sintesis vanilin dari eugenol, supaya produk yang dihasilkan memenuhi spesifikasi yang yang sudah ditetapkan oleh bagian quality control dan memenuhi keinginan konsumen.

Diharapkan dengan manajemen yang baik, maka akan tercipta kegiatan industri yang baik pula. Sehingga pada akhirnya akan mendatangkan profit yang optimal bagi perusahaan.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2010. http://www.situsmesin.com/Anonim. 2010. http://microwavetech/pharmamicro.phpAnonim. 2010. http://sap88.indonetwork.co.id/2044927/penguin-stainless-steel-water-

tank-tangki-stainless-penguin.htmAnonim. 2010. www.pipaku.comAnonim. 2010. www.kaskus.us/showthread.php?t=2362649&page=5Carey, F.A. 2003. Organic Chemestry. Fifth Edition. McGraw-Hill. New York.Cisadesi, Rosi. 2007. Pembuatan Vanilin Semi Sintetik dari Isoeugenol Minyak

Cengkeh dengan Pemanasan Gelombang Mikro. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian Bogor. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Parry. E. J. 1922. The Chemestry of Essential Oils and Artificial Perfumes Vol. II. Fourth Edition. Scott, Greenwood and Son. London

Sastrohamidjojo, H. 1981. A Study of Some Indonesian Essential Oils. Disertasi. Universitas Gajah Mada. Yogyakarta.

Tidco. 2005. Vanilin. http://www.tidco.com/tidcodocs/tn/Opportunities/vanilin. Ketaren, S. 1985. Pengantar Teknologi Minyak Atsiri. PN Balai Pustaka. JakartaSoemadhiharga et al., 1973. Sintesa Vanilin Dari Eugenol Minyak Daun Cengkeh. Balai

Penelitian Kimia. Bogor

TUGAS AKHIR MATA KULIAH PERANCANGAN PABRIK

PERANCANGAN PENDIRIAN PABRIK

VANILIN SINTETIK DARI EUGENOL

Oleh:

Andini Widya Astuti F34070010

Eny Rohmayani F34070022

Nunung Nuriyah F34070014

Alisia Rahmaisni F34070034

Ratih Purnamasari F34070061

Laras Sukmawati F34070094

2011

DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR