RANCANGAN PABRIK KELAPA SAWIT

Oleh Arie Malangyudo & Antonius Krisdwiarto

PERENCANAAN

                                                                   

Secara teoritis, Tanaman kelapa sawit menghasilkan tandan yang mengandung minyak 35% dan inti sawit 7%. Tandan tersebut harus mendapat perlakuan fisika dan mekanis dalam pabrik sehingga diperoleh minyak dan inti. Pengembangan tanaman kelapa sawit selalu disertai dengan pembangunan pabrik, yang berbeda halnya dengan pengolahan hasil komoditi lainnya yang dapat dilakukan secara manual atau tradisional. Hal ini disebabkan minyak sawit mudah mengalami perubahan kimia dan fisika selama minyak dalam tandan dan pengolahan. Oleh sebab itu pembangunan kebun kelapa sawit tanpa disertai dengan pengembangan pabrik adalah usaha sia – sia.

Perencanaan pabrik kelapa sawit perlu mempertimbangkan beberapa factor antara lain ; Perhitungan Kapasitas Olah, Pemilihan Lokasi Pabrik, Rancang Bangun dan Organisasi Pabrik.

1.   KAPASITAS OLAH

Ukuran besarnya pabrik umumnya dinyatakan dengan kapasitas olah, yaitu kemampuan pabrik untuk mengolah bahan baku atau menghasilkan produk. Kapasitas olah dinyatakan dalam berat per satuan waktu atau volume per satuan waktu, dan untuk pabrik kelapa sawit ( PKS ) dinyatakan dengan ton TBS/jam. Faktor yang diperhatikan dalam pembangunan pabrik ialah :

1.1. Produksi Tandan Buah Segar

Produksi Tandan Buah Segar (TBS) dinyatakan dalam ton/ha, yang berarti jumlah produksi TBS dari areal selama satu tahun yang menjadi bahan baku PKS  .Produksi TBS tidak sama untuk setiap bulan atau setiap tahun. Variasi produksi menjadi pertimbangan dalam penetapan kapasitas olah pabrik.

Variasi panen setiap bulan berbeda – beda untuk setiap wilayah, hal ini karena dipengaruhi oleh iklim, perlakuan perawatan dan jenis tanaman ( Tabel 3.1 ).

Tabel 3.1. Variasi panen kelapa sawit

             Sum-    Riau    Jambi   Beng     Sum    Jawa   Lam-    Kali-       Sul-     Irian

              Ut                              kulu       Sel                pung    mantan    Sel       Jaya

            ( % )    ( % )    ( % )    ( % )    ( % )    ( % )    ( % )    ( % )    ( % )    ( % )

Januari                4,83     4,28     4,53     8,60      7,59      4,75     4,40      2,81      3,28      5,10

Februari              8,65     6,88     7,95   10,35       5,36      5,36     2,93     5,45       6,67      8,55

Maret                 7,12     8,37     5,36     8,05       5,26       6,05    3,53     4,76       6,63      7,58

April                   8,72     9,70   10,86   10,63       7,44       9,22     5,06    7,25     11,34       8,81

Mei                    7,91     8,04     8,85     9,75      12,05    10,59     8,06     6,43     11,64       9,21

Juni                    7,03     7,09     9,08   10,25        9,80    10,36   12,69    10,64     10,01      7,99

Juli                     8,65     9,97     9,96     9,92        8,17    11,60   12,96    13,23     10,82      8,37

Agustus              8,91     8,74     7,35    4,71         8,27      8,83  12,29     11,69       8,56     7,52

September          9,28   10,76     8,82    6,49         8,69      6,80   11,68       7,12       6,94     7,81

Oktober              8,48     9,27    8,97    6,77         9,26       9,10   10,64      7,06       6,19     7,53

November           8,48     8,72    8,06   7,50        10,21       8,46    8,19     10,68       6,63     7,96

Desember         11,88     8,13   10,14   6,91         7,88       8,92     7,48    15,04      11,23   12,14

          

1.2. Jam Operasi Pabrik

Pabrik kelapa sawit selalu diupayakan agar dapat beroperasi selama 20 jam per hari, akan tetapi jam olah pabrik selalu lebih singkat dari jam operasi, hal ini karena jam olah pabrik dinyatakan berdasarkan jam olah screw-press, yang dihitung sejak screw press bekerja hingga berhenti, sedangkan jam operasi dihitung sejak fire up Boiler hingga pabrik shut down. Disamping itu, karena sifatnya yang semi-continuous, dan apabila dalam proses pengolahan terjadi stagnasi pada satu alat atau instalasi tertentu, maka kejadian ini akan berakibat mengganggu pengoperasian alat di lini selanjutnya.

Berdasarkan pengalaman, jam operasi pabrik adalah sekitar 550-600 jam/bulan, yang biasanya akan dapat dicapai pada masa panen puncak ( kira – kira selama dua bulan ).

Berdasarkan jumlah produksi dan jam olah pabrik maka dapatlah ditetapkan kapasitas olah efektif.

                                         L x P

Kapasitas olah efektif =          J     x   V = ton TBS / Jam

                                         

                                    

L           : Luas areal ( ha )

P           : Produksi TBS ( ton / ha )

V           : Produksi tertinggi ( distribusi panen, % )

J           : Jam olah ( jam / bulan )

Contoh  :

Kapasitas olah efektif PKS yang akan dibangun harus mempertimbangkan jumlah maksimum pasokan bahan baku TBS yang berasal dari kebun. Apabila luas areal kebun adalah 5000 ha dan dengan produksi  TBS  ( Yield) sebesar 20 ton / ha/ tahun, dan standar jam olah pabrik yang direncanakan ialah 550 jam / bulan, dengan distribusi panen puncak (Peak Crop) 12,5 %

Maka perhitungan Kapasitas Olah Efektif Pabrik menjadi  :

                                             L x Y                            

Kapasitas olah efektif  =            SJ   x  PC

               

   = [5000 ha x  20 ton / ha]

               550 jam/bulan              x  12,5 %

        

  = 22,72 ton TBS / jam

L    = Luas Kebun (ha)

Y    = Yield ( ton/ha/tahun)

SJ   =  Standar Jam Olah ( jam/bulan)

PC  =  Peak Crop

Kapasitas olah efektif tersebut seharusnya dipenuhi dengan membangun PKS dengan kapasitas olah 22,72 ton TBS / Jam, akan tetapi sebuah Pabrik tentu akan memerlukan waktu untuk pemeliharaan mesin, alat dan bangunannya agar performancenya dapat terus baik untuk jangka waktu yang lama. Oleh sebab itu, perhitungan rencana Jam Operasi Pabrik kelapa sawit harus juga memperhitungkan waktu yang dibutuhkan untuk kegiatan pemeliharaan dan lain-lain secara lebih seksama.

Dengan demikian jam olah perlu di kalkulasi ulang untuk menetapkan Jam Operasi Pabrik dengan formula sebagai berikut :

                                   5000 ha x 20 ton / ha

20 ton TBS / Jam =                 JO                        x 12,5 % / bulan

                                                

            

Jam Operasi         =   624 jam

JO  = Jam Operasi 

     

Yang sering menjadi masalah dan berdasarkan kenyataan yang ada, ternyata kapasitas olah terpasang yang dibangun, jarang tercapai. Oleh sebab itu dalam perencanaan pembangunan Pabrik, perlu diperhitungkan bahwa kapasitas olah efektif hanya dihitung sebesar 85 % dari kapasitas terpasang, dengan rumus perencanaan PKS sebagai berikut :

Kapasitas olah terpasang = Kapasitas efektif x 100/85

     

Dengan demikian kapasitas olah pabrik yang akan dibangun disebut dengan kapasitas terpasang :

Kapasitas terpasang = 22,72 ton TBS / jam   x   100/85

                                

                                         L X P

Kapasitas terpasang =            SJ     x 100/85

                                           

                                  = 26,72 ton TBS / jam

Pada praktek, tidak pernah dijumpai kapasitas Pabrik 26,72 ton per jam , yang tersedia di pasar adalah kapasitas olah pabrik sebesar 20 ton per jam atau 30 ton per jam, hal ini merupakan sebuah upaya penyelarasan terhadap alat dan instalasi lainnya yang sudah tersedia secara Assy di pasar.

 

2. LETAK DAN LOKASI PABRIK KELAPA SAWIT

Pertimbangan utama untuk menentukan lokasi pabrik adalah tersedianya sumber air yang cukup. Mengapa ? Sebab untuk mengolah 1 (satu) ton TBS per jam diperlukan sekitar 1,5 ton air per jam. Selain dari itu,  rencana lokasi pabrik bila memungkinkan adalah terletak dipusat areal kebun agar relatif berjarak sama dari setiap sudut kebun hingga relatif pabrik cepat dijangkau oleh pengangkut TBS. Namun, yang tidak kalah pentingnya adalah perlu dipertimbangkan juga ketersediaan lokasi pembuangan air limbah yang tidak berdekatan dengan pemukiman, dan terhindar dari gangguan alam seperti banjir dan longsor.

Pertimbangan Mendasar untuk menentukan Lokasi Pabrik  adalah :

1.   Tersedia Sumber Air dengan Debit minimum 20 liter/detik , Tidak Pernah Kering dan Tidak mengambil dari sumber air yang sama dengan masyarakat.

2.   Lokasi Pabrik terletak sekurang-kurangnya 3 Km dari wilayah pemukiman dan tidak terdapat kali/sungai kecil yang mengalir dari Pabrik ke Pemukiman.

3.   Akses jalan keluar-masuk dari kebun menuju Pabrik dan ke Pelabuhan tidak melalui jalan Desa.

4.   Kondisi Tanah, baik Struktur Tanah maupun Topographynya tidak menimbulkan bencana Tanah Longsor atau Banjir

5.   Jarak Lokasi Pabrik terjauh dari kawasan kebun sejauh-jauhnya masih dalam radius 10 Km, dengan pertimbangan agar biaya angkut TBS masih Reasonable. 

6.   Tidak terlalu jauh dari Jalan Raya atau Sungai Besar untuk Pengeluaran/Pengiriman hasil produksi CPO dan Kernel ke Pasar.

2.1 Sumber Air

Air merupakan bahan yang sangat penting dalam pengoperasian pabrik yaitu sebagai air umpan boiler untuk pembangkit tenaga dan untuk air pengolahan. Air tersebut masih mendapat perlakuan sesuai dengan tingkat mutu air sumber. Oleh sebab itu dalam perencanaannya perlu dipertimbangkan mutu air dan jaraknya dari lokasi pabrik.

2.2 Keadaan Tanah Lokasi

Lokasi pabrik dipilih pada tanah yang mempunyai sifat mekanik fisik tanah yang sesuai untuk tempat berdirinya pabrik. Biasanya dipilih tempat yang tinggi dengan tujuan agar terhindar dari banjir dan pengaturan drainase yang lebih mudah. Berbekatan dengan lokasi tersebut harus dimungkinkan pembangunan perumahan karyawan pabrik dan fasilitas lainnya.

2.3 Sumber Air

Pabrik kelapa sawit banyak menggunakan air pengolah dan air umpan boiler yaitu 1500 liter/ton TBS, yang berarti membutuhkan air 900 M³ / hari. Pabrik kelapa sawit dengan kapasitas olah 30 ton TBS / jam akan menghasilkan buangan air limbah sebanyak 360 – 400 M³ setiap harinya. Oleh sebab itu diperlukan sungai alam untuk Air Baku Boiler dan sekaligus tempat limpahan Air Limbah yang sudah mendapat perlakuan khusus di Kolam Limbah .

2.4 Aksesibilitas

Disamping pertimbangan Tersedianya Sumber Air yang cukup, letaknya yang sentral, Penanganan Limbah, dan kondisi Tanah, lokasi Pabrik juga perlu memperhitungkan kemudahan akses masuk dan keluar, terutama untuk kelancaran suplai bahan-bahan dan suku cadang serta untuk pengiriman hasil produk ke pasar dengan lancar agar tanki timbun tidak menjadi penuh. Akan menjadi masalah apabila lokasi pabrik yang dipilih sudah ditangah-tengah perkebunan, namun akses masuk keluarnya melalui pemukiman penduduk, atau harus membuat jembatan dengan bentangan yang panjang dan lain-lain. Oleh sebab itu dalam mempertimbangkan lokasi pabrik selalu dicari lokasi yang berpeluang lebih dekat dengan jalan raya atau dekat sungai besar untuk memudahkan angkutan hasil produksi ke pasar.

Klasifikasi Kriteria Untuk Pembangunan Pabrik Kelapa Sawit

3. RANCANG BANGUN  INSTALASI PABRIK KELAPA SAWIT

3.1 Keseimbangan Kapasitas Antar Alat dan Mesin

Telah diutarakan diatas bahwa kapasitas olah berdasarkan atas kemampuan screw press, sedangkan kapasitas olah alat lainnya dianggap bukan faktor pembatas. Walaupun demikian kapasitas setiap unit alat harus setara dan seimbang dengan kapasitas alat yang berada diawal proses atau di akhir proses. Faktor keseimbangan ini perlu diperhatikan karena erat hubungannya dengan kapasitas pemakaian tenaga ( kebutuhan listrik ) dan investasi. Hal ini sering terlihat pada pabrik yang berkapasitas 20 ton ditemukan alat yang berkapasitas 30 ton sehingga terjadi pemborosan energi.

Alat dan instrumen yang digunakan di pabrik hendaknya dipasang berdasarkan rekomendasi pada design pabrik tanpa modifikasi, walaupun dalam buku pedoman dicantumkan alternatif, karena alternatif tersebut merupakan prioritas ke dua.

3.2 Keseimbangan Sumber Tenaga dan Kebutuhan Pabrik

Sumber tenaga dalam pabrik kelapa sawit digerakkan oleh Uap yang berasal dari Boiler yang bahan bakar utamanya menggunakan serat dan cangkang yang merupakan limbah padat Kelapa Sawit. Kebutuhan uap untuk processing tergantung dari mutu TBS dan sistem pengolahannya.

Kemampuan boiler menghasilkan uap tergantung pada :

a.      Jenis Boiler yang dipasang

b.      Jumlah dan mutu bahan baku

c.      Kualitas air umpan Boiler

Ketiga faktor diatas harus dipertimbangkan dalam merencanakan pabrik, agar dalam pengoperasian pabrik kelak, sumber tenaga listrik yang berasal dari turbin uap dapat beroperasi dengan effektif tanpa perlu di bantu oleh generator listrik yang menggunakan bahan bakar diesel.

Kebutuhan uap untuk pengolahan paling banyak dipakai pada proses sterilisasi ( perebusan ), yakni 350 kg uap /ton TBS ( tekanan  2,8 – 3 kg / cm² ) Sedangkan pada stasiun lainnya seperti stasiun ekstraksi, klarifikasi, fat pit, tanki timbun dan pengolahan inti hanya 250 kg uap/ton TBS. Uap yang dipakai ini berasal dari buangan turbin uap, oleh sebab itu stabilitas pengoperasian turbin dan boiler sangat diharapkan agar pengolahan berhasil dengan baik. Agar sumber uap yang masuk ke sterilizer lebih stabil maka perlu dibangun “steam accumulator” sebagai pengganti “Back Pressure Vessel” yang berbeda untuk pabrik kapasitas 30 ton TBS / jam dengan 60 ton TBS / jam

JENIS BOILER & SPESIFIKASINYA

VICKERS HOSKINS BOILER

·         Manufacture - Vickers Hoskins

·    Authorised working pressure - 150 psi

·    Heating surface - 300 m2

·    Capacity - 15,000 pph

·    Tube - 3" OD , 150 pcs

FRASER BOILER

·       Manufacture - IBAE

·       Authorised working pressure - 270 psi

·       Heating surface - 616 m2

·       Capacity - 33,000 pph

·       Chimney height - 110 ft

·       Final temperature - 230C

·       Superheater - Convection 22C superheated

FRASER BOILER

·       Manufacture - IBAE

·       Authorised working pressure - 310 psi (2138 kpa)

·       Heating surface - 580 m2 (6451 ft2)

·       Capacity - 25,000 pph

·       Tubes - 1 1/2" OD, 603 pcs ; 2" OD, 215 pcs

·       Chimney height - 60 ft

·       Final temperature - 230C (422F)

VICKERS BABCOCK BOILER

·       Manufacture - Vickers Hoskins

·       Authorised working pressure - 280 psi (2400 kpa)

·       Heating surface - 740 m2 (8222 ft2)

·       Capacity - 50,000 pph

·       Tubes - 2" OD, 704 pcs ; 3" OD, 122 pcs

·       Superheater - 1 1/2" OD, 16 pcs

YOSHIMINIE BOILER

·       Manufacture - Asia Industrial Corporation

·       Authorised working pressure - 313 psi (2158 kpa)

·       Heating surface - 384 m2

·       Capacity - 30,000 pph (13 ton/hr)

TOWLER BOILER

·       Manufacture - Mechmar

·       Authorised working pressure - 328 psi (2260 kpa)

·       Heating surface - 647 m2

·       Capacity - 40,000 pph (17 ton/hr)

VICKERS BOILER

·       Manufacture - Vickers Hoskins

·       Authorised working pressure - 2.4 N/mm2

·       Heating surface - 642 m2

·       Capacity - 50,000 pph (22.7 ton/hr)

3.3 Diagram Alir Proses

 Urutan – urutan pengolahan pada awal pembangunan pabrik perlu ditetapkan sehingga mempermudah penempatan alat dan penilikan jenis alat. Urutan yang umum dibuat untuk dasar pembangunan pabrik adalah gambar berikut dibawah ini. Urutan ini dapat dimodifikasi sesuai  dengan jenis alat yang digunakan.

3.4 Bengkel Kerja Teknik

Pabrik kelapa sawit di Indonesia pada umumnya berada jauh dari kota besar, seringkali pengembangan perkebunan kelapa sawit bahkan merupakan perintis pembangunan wilayah, oleh sebab itu setiap pabrik yang berlokasi ditempat seperti ini harus  mempersiapkan bengkel yang mampu melakukan reparasi dan perbaikan. Bengkel kerja tersebut dilengkapi dengan peralatan, mesin – mesin dan alat kalibrasi sedemikian rupa agar kerusakan – kerusakan pada pabrik dapat diatasi secara mandiri sehingga stagnasi dapat ditekan sesingkat mungkin.

Kebersihan dan kemampuan bengkel melaksanakan tugas perawatan pabrik dipengaruhi oleh kompetensi sumber daya manusia yang diberi tanggung jawab untuk itu, oleh sebab itu hendaknya orang – orang dipilih adalah orang yang memang memiliki keahlian teknik.

4. ORGANISASI PABRIK

Misi pabrik kelapa sawit adalah  :

a.      Menekan sekecil mungkin Losses Minyak dan Kernel dalam proses

b.      Memaksimalkan Kapasitas olah efektif minimal 85 % dari kapasitas olah terpasang

c.      Biaya olah rendah

d.      Mutu produk yang sesuai dengan standar

e.      Ketenangan kerja di PKS

f.       Umur teknik alat dan instalasi lebih panjang dari yang ditetapkan sebelumnya

Penyusunan organisasi pabrik yang dibentuk harus diselaraskan untuk mampu mengemban misi yang telah diuraikan di atas. Struktur organisasi pabrik pada umumnya dapat dilihat pada gambar berikut

4.1 Struktur Organisasi PKS

a.   Organisasi PKS harus merupakan sebuah team manajemen produksi yang solid, efektif dan efisien . Kepala pabrik adalah pimpinan manajemen dipabrik, yang dibantu oleh beberapa asisten. Kepala pabrik bertanggung jawab kepada Plantation Manager dan  Kepala Pabrik perlu mendapat wewenang penuh secara teknis untuk mencapai misi pabrik tersebut diatas. Kepala Pabrik juga bertanggung jawab untuk selalu melakukan koordinasi dengan para pimpinan kebun dalam rangka pencapaian mutu produk yang setinggi-tingginya.

4.2 Sumber Daya Manusia

Pabrik memerlukan sumberdaya manusia yang lebih terampil secara teknis hampir di semua lini bila dibandingkan kebun, oleh karenanya, seorang Kepala Pabrik atau Manajer PKS sebaiknya berlatar pendidikan sarjana Chemical Engineering atau  sarjana Mechanical Engineering agar problem teknik dan pengolahan dapat dipecahkan dan memiliki kemampuan untuk memberikan pengarahan kepada bawahannya. Demikian pula halnya dengan kepala pengolahan dan kepala bengkel, pada umumnya akan lebih mampu bila memiliki latar belakang yang sama dengan Kepala Pabrik, dengan grade minimal D3. Sedangkan Kepala Tata Usaha pabrik hendaknya orang yang berpengalaman di bidang administrasi produksi dan administrasi gudang.