Abstrak — Dalam  penelitian  ini  telah  dilakukan  perancangan pabrik  margarin  dari  kacang  tanah  dengan  proses  hidrogenasi berkapasitas  produk  sebesar  3.856  ton/tahun,  waktu  operasi  24 jam  dan  330  hari/tahun.  Tujuan  perancangan  pabrik  margarin ini  adalah  untuk  memenuhi  5%  dari  total  kebutuhan  margarin dalam negeri. Pabrik  margarin ini direncanakan akan didirikan di Kabupaten  Tuban, Jawa Timur. Alasan  pemilihan tempat ini adalah  karena  potensi  bahan  baku  yang  tersedia  mampu memenuhi  kebutuhan  ketersediaan  bahan  baku  kacang  tanah untuk  pabrik  margarin,  dekat  dengan  pasar,  dan  sarana- prasarana  yg  mendukung.  Pembuatan  margarin  dari  minyak kacang tanah ini dipilih proses hidrogenasi. Proses dalam pabrik ini terdiri dari 4 tahap utama yaitu tahap persiapan bahan baku, tahap pressing, pemurnian,  hidrogenasi,  dan  emulsifikasi. Sumber  dana  investasi  berasal  dari  modal  sendiri  sebesar  70% biaya investasi dan modal pinjaman sebesar 30% biaya investasi dengan  bunga  sebesar  10,25%  per  tahun.  Dari  analisis perhitungan ekonomi didapat hasil investasi Rp
139.24.579.000,00,  dengan  IRR  14,4  %,  POT  6  tahun  dan  BEP 62,05 %.
Kata Kunci — Hidrogenisasi, Kacang Tanah, Margarin, Pabrik.

## I. PENDAHULUAN
EMBANGUNAN  industri  ditujukan  untuk  memperkokoh struktur  ekonomi  nasional  dengan  keterkaitan  yang  kuat dan saling mendukung antar sektor,  meningkatkan daya tahan perekonomian  nasional,  memperluas  lapangan  kerja  dan kesempatan  usaha  sekaligus  mendorong  berkembangnya kegiatan  berbagai  sektor  pembangunan  nasional  lainnya. Kemajuan  industri  di  Indonesia  dewasa  ini  cukup  besar, terutama  dalam  bidang  pemanfaatan  hasil-hasil  pertanian, perkebunan, dan berbagai jenis hasil hutan.
Subsektor  industri  pangan  merupakan  salah  satu  subsektro yang pembangunannya berkembang dengan pesat saat ini. Hal ini terjadi karena kebutuhan akan barang-barang hasil industri pangan  terus  meningkat  sejalan  dengan  perkembangan pembangunan  itu  sendiri.  Salah  satu  jenis  produksi  industri yang  berkembang  pesat  dan  selalu  dibutuhkan  akibat permintaan dari masyarakat adalah industri margarin.
Margarin  merupakan  salah  satu  produk  emulsi  air  dalam minyak, yaitu fase air berada dalam fase minyak dengan raiso lemak  dan  air  sekitar  80%:  20%.  Margarin  umumnya  dibuat dari  minyak  nabati,  misalnya  minyak  kelapa,  minyak  kelapa sawit, minyak kedelai dan minya biji kapas. Ciri-ciri margarin yang paling menonjol adalah bersifat plastis, padat pada suhu ruang,  agak  keras  pada  suhu  rendah,  teksturnya  mudah dioleskan, serta segera dapat mencair di dalam mulut [1].
Dalam  bidang  pangan  penggunaan  margarin  telah  dikenal secara  luas  terutama baking dan cooking yang  bertujuan memperbaiki  tekstur  dan  menambah  cita  rasa  pangan Margarin  juga  sering  digunakan  untuk  keperluan  menumis atau menggoreng.
Tingginya  permintaan  pasar  akan  margarin  di  Indonesia ditunjukkan  dengan  kapasitas  produksi  margarin  nasional yang  cenderung  naik  dari  tahun  ke  tahun.  Pada  tahun  2014 produksi  margarin  Indonesia  mencapai  102.484,9  ton/tahun. Nilai  kapasitas  produksi  yang  tinggi  ini  belum  cukup memenuhi  kebutuhan  margarin  di  Indonesia  sehingga  perlu dipenuhi  dengan  melakukan  impor  sebesar  2.164,5  ton  dari berbagai negara pada tahun tersebut [2].
Konsumsi  margarin  rata-rata  per  kapita  oleh  penduduk Indonesia  cukup  tinggi  sehingga  hal  ini  akan  menambah peluang  akan  produksi  margarin. Pabrik  direncanakan beroperasi  pada  tahun  2020  untuk  memenuhi  5%  dari  total kebutuhan  margarin  dalam  negeri  sebesar  3.856  ton/tahun yang direncanakan beroperasi 24 jam dan 330 hari/tahun.
Selama  ini  bahan  baku  yang  sering  digunakan  dalam pembuatan  margarin  adalah  kelapa  sawit.  Penanaman  kelapa sawit sendiri sebenarnya tidak ramah lingkungan karena harus mengorbankan  lahan  hutan  alam  dan  lahan  gambut  demi perkebunan baru. Untuk menekan konsumsi kelapa sawit yaitu dengan  mengganti  bahan  baku  pembuatan  margarin  dengan kacang  tanah.  Pemilihan  bahan  baku  ini  didasarkan  atas pertimbangan  bahwa  minyak  kacang  tanah  memiliki kandungan lemak yang tinggi dan nilai gizi yang baik. Selain itu,  produktivitas  kacang  tanah  juga  semakin  tinggi  dan jumlahnya  sangat  banyak  di  Indonesia  dengan  produksi tahunan  tertinggi  di  Indonesia  adalah  dari  Provinsi  Jawa Timur, yaitu 193.703 ton/tahun. Kabupaten Tuban direncanakan  menjadi tempat pendirian pabrik karena potensi bahan  baku  yang  tersedia  mampu  memenuhi  kebutuhan ketersediaan  bahan  baku  kacang  tanah  untuk  pabrik  margarin (produksi kacang tanah 52.614 ton/tahun), dekat dengan pasar, dan sarana-prasarana yg mendukung [3].
Bentuk  badan  perusahaan  dalam  Pabrik  Margarin  dari Kacang  Tanah  ini  dipilih  Perseroan  Terbatas  (PT).  Bentuk organisasi  merupakan  organisasi sistem  garis dan staf dengan jumlah tenaga kerja yang dibutuhkan sebanyak 124 orang.
Secara garis besar tahapan proses pada pabrik  margarin ini terdiri  dari  dari  4  tahap  utama  yaitu  tahap pressing, pemurnian,  hidrogenasi,  dan  emulsifikasi.  Tahap pressing yaitu  proses  pengambilan  minyak  dari  biji  dilakukan  dengan tekanan  yang  sangat  tinggi  sehingga  minyak  yang  dihasilkan semaksimal mungkin.

## Pra Desain Pabrik Margarin dari Kacang Tanah dengan Proses Hidrogenasi Berkapasitas 3.856 Ton/Tahun
Lalitya Syifalia, Abdul Karim Amarullah, Setiyo Gunawan, dan Hakun Wirawasista Aparamarta Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : gunawan@chem-eng.its.ac.id
P

## II. URAIAN PROSES
Gambar 1. Process Flow Diagram Pabrik Margarin.
Tahap pressing yaitu  proses  pengambilan  minyak  dari  biji dilakukan dengan tekanan yang sangat tinggi sehingga minyak yang  dihasilkan  semaksimal  mungkin.  Pertama-tama  biji kacang  tanah  yang  ditempatkan  pada  gudang  penampungan dipindahkan  dengan belt  convenyor ke  dalam rotary  dryer untuk  dikeringkan. Belt  conveyor yang  digunakan  bertipe continuous  flow  conveyor . Rotary  dryer berfungsi  untuk mengurangi  kadar  air  dalam  kacang  tanah.  Kondisi  operasi pada operasi ini  menggunakan suhu 75°C dan tekanan 1 atm. Setelah  itu,  kacang  tanah  kemudian  diangkut  menggunakan bucket elevator dari rotary dryer ke dalam ball mill . Ball mill berfungsi  untuk  menghaluskan  (menyeragamkan)  ukuran partikel kacang tanah (ukuran sekitar 35 mesh). Kacang tanah yang  sudah  halus  kemudian  diangkut  menggunakan belt conveyor dari ball mill ke dalam screw expeller pressing pada suhu  35 o C  dan  1  atm.  Minyak  hasil  pengepresan  dialirkan dengan  menggunakan  pompa  dari screw  expeller  pressing ke dalam mixer I.  Sedangkan  bungkil  dari screw  expeller pressing ditempatkan ke dalam bak penampung bungkil.
Selanjutnya pada tahap pemurnian, Minyak hasil pressing/ ekstraksi  ( crude  oil )  mengandung  triasilgliserol (TAG),  asam  lemak  bebas  ( free  fatty  acid atau  FFA),  dan senyawa lainnya. Agar bisa digunakan menjadi minyak goreng ( edible oil ) kadar FFA dalam minyak harus kurang dari 0,3%. Tahap  pemurnian  bertujuan  untuk  mengurangi  kadar  FFA
menjadi  kurang  dari  0,3%  dan  memurnikan  minyak.  Pada tahap  ini,  pemurnian  dilakukan  dengan  cara multistage batchwise  extraction yaitu  ekstraksi  menggunakan solvent polar  dan  non-polar,  untuk  memisahkan  senyawa  polar  dan non-polar yang terdapat dalam crude oil , sehingga didapatkan dua fraksi, polar dan non-polar. Senyawa yang termasuk non- polar  antara  lain  hidrokarbon  dan  TAG,  sedangkan  senyawa yang  termasuk  polar  antara  lin  diasilgliserol  (DAG), monoasilgliserol  (MAG),  FFA,  dan  senyawa  lainnya. Solvent yang  digunakan  dalam  tahap  ini  adalah  metanol  sebagai solvent polar  dan  petroleum  eter  sebagai solvent non-polar dengan perbandingan  minyak terhadap solvent adalah 1:5 dan perbandingan  antara  metanol  dan  petroleum  eter  adalah  1:3 [4].
Di  dalam mixer I,  minyak akan  dicampur  dengan solvent metanol  dan  petroleum  eter  dan  setelah  itu  diaduk  selama  15 menit  pada  suhu  dan  tekanan  ruangan.  Setelah  pengadukan selesai,  campuran  minyak  dengan solvent akan  dialirkan menuju decanter untuk pemisahan kedua fraksi. Senyawa non- polar  terdapat  pada  fraksi  bagian  atas  dan  senyawa  polar terdapat pada fraksi bagian bawah. Setelah pemisahan selesai, ekstrak yang berupa senyawa non-polar akan memasuki mixer II  dimana  fraksi  non-polar  (fraksi  petroleum  eter)  diekstrak kembali  menggunakan  metanol  pada  suhu  dan  tekanan ruangan.  Ekstraksi  dilakukan  dalam  3  tahap  (3 stages )  agar
diperoleh kadar TAG yang tinggi. Hasil dari ekstraksi 3 tahap kemudian  dilakukan  distilasi  untuk  masing-masing  fraksi (fraksi  polar  dan  non-polar)  untuk  mendapatkan refined peanut  oil dan  untuk  mendapatkan solvent untuk  di recycle. Dari  proses  permurnian  tersebut,  didapatkan  minyak  dengan kadar  TAG  sebesar  98,8%  dan  kadar  FFA  sebesar  0,35%. Minyak selanjutnya menuju proses deodorisasi yang bertujuan untuk  menghilangkan  bau  dan  rasa  yang  tidak  enak  pada minyak. Prinsip deodorisasi dilakukan dengan cara penyulingan  minyak  menggunakan  uap  panas  ( steam )  dalam tekanan  atmosfer  atau  tekanan  vakum  [5].  Operasi  dilakukan pada  keadaan  vakum  dengan  tujuan  untuk  menguapakan sebagian air yang terkandung dalam minyak, karena uap air ini akan  mendegradasi  trigliserida  menjadi  asam  lemak  bebas. Selain  itu  kondisi  vakum  juga  bertujuan  untuk  menurunkan titik  didih  dari  minyak  karena  minyak  dapat  rusak  pada  suhu tinggi [6]. Pada proses deodorisasi, minyak dari hasil distilasi dipompa  dengan  menggunakan  pompa  ke  tangki  deodorisasi. Proses  deodorisasi  terjadi  pada  suhu  tinggi  dan  pada  tekanan rendah.  Kondisi  operasi  pada  proses  ini  adalah  suhu  250 o C dan  tekanan  2  KPa  sambil  dialiri  steam  untuk  mengangkut senyawa  yang  dapat  menguap.  Sehingga  pada  suhu  tersebut fraksi bukan minyak telah teruapkan seperti air, zat penyebab bau, FFA, dan impurities yang lain karena pada umumnya zat- zat  tersebut  lebih volatile daripada  minyak.  Setelah  proses deodorisasi,  minyak  dialirkan  ke  dalam cooler untuk menurunkan suhu dari 250 o C menjadi 90 o C [5].
Tahap  selanjutnya  adalah  tahap  hidrogenasi,  bertujuan untuk  menjenuhkan  ikatan  rangkap  dari  asam  lemak  pada minyak  atau  lemak.  Proses  hidrogenasi  dilakukan  dengan menggunakan  hidrogen  murni  dan  ditambahkan  serbuk  nikel sebagai katalisator. Mekanisme proses hidrogenasi :
Reaksi  pada  proses  hidrogenasi  terjadi  pada  permukaan katalis  yang  mengakibatkan  reaksi  antara  molekul-molekul minyak  dengan  gas  hydrogen.  Nikel  merupakan  katalis  pada umumnya  yang  digunakan  untuk  proses  hidrogenasi.  Nikel lebih  ekonomis  dan  efisien  dibanding  logam  lainnya.  Proses hidrogenasi  merubah  asam  linoleat  menjadi  asam  oleat  dan kemudian asam oleat diubah menjadi asam stearat [5].
Hidrogenasi  suatu  lemak  bersifat  selektif,  yaitu  lemak dengan  derajat  ketidakjenuhan  lebih  tinggi  akan  lebih  mudah terhidrogenasi. Misalnya hidrogenasi lemak yang mengandung linoleat,  konversi  linoleat  menjadi  oleat  atau  isomer – isomernya lebih banyak daripada konversi asam oleat menjadi asam  stearat.Pada  proses  hidrogenasi,  H 2 yang  digunakan dialirkan dari tangki penampung H 2 . Selain itu, pada proses ini juga digunakan katalis Ni yang yang ditempatkan pada packed reactor sebesar  0,02%  dari  berat  minyak.  Kemudian  minyak hasil  hidrogenasi  ditampung  dalam  tangki  penampung  hasil hidrogenasi.
Tangki  hidrogenasi  dilengkapi  dengan  pengaduk  untuk memudahkan  minyak  bercampur  dengan  katalis  Ni,  kondisi operasi  pada  tangki  hidrogenasi  adalah  pada  suhu  180 o C karena  reaksi  hidrogenasi  mencapai  kecepatan  maksimum pada  suhu  tersebut.  Selanjutnya  minyak  tersebut  ditampung dalam tangki hasil hidrogenasi. Kemudian minyak dialirkan ke
dalam cooler dengan menggunakan pompa untuk menurunkan suhu minyak menjadi 80°C.
Tahap terakhir yaitu emulsifikasi, tahap ini bertujuan untuk mengemulsi  minyak  dengan  cara  penambahan  emulsifier untuk pencampuran fase minyak. Terdapat 2 tahap pada proses emulsifikasi yaitu:
a. Proses pencampuran emulsifier fase minyak (EFM)
Emulsifier  fase  minyak  merupakan  bahan  tambahan yang  dapat  larut  dalam  minyak  yang  berguna  untuk menghindari  terpisahnya  air  dari  emulsi  air  minyak terutama dalam penyimpanan. Emulsifier ini mengandung  0,4%  lechitin,  0,3%  β -karoten,  0,05% vitamin A, dan 0,005% vitamin D.
b. Proses pencampuran emulsifier fase cair (EFC) Emulsifier  fase  cair  merupakan  bahan  tambahan  yang tidak  larut  dalam  minyak.  Bahan  tambahan  ini dicampurkan  dalam  air  yang  akan  dipakai  untuk membuat  emulsi  dengan  minyak.  Emulsifier  ini  terdiri dari  garam  (0,4%),  TBHQ  (0,02%),  dan  natrium benzoate (0,1%).
Pada  proses  emulsifikasi,  minyak  dari cooler dengan  suhu operasi  80 o C  dialirkan  menuju  tangki  emulsifikasi  untuk dilakukan  penambahan  emulsi  fase  minyak  (EFM)  yang berasal  dari  tangki  penampung  emulsi  fase  minyak.  Emulsi fase cair dari tangki penampung emulsi fase cair agar didapat margarin  dengan  komposisi  yang  diinginkan.  Dari  tangki emulsifikasi  minyak  dialirkan  menuju  tangki  pendingin. Tangki  pendingin  digunakan  untuk  menurunkan  suhu margarin  dari  suhu  77 o C  sampai  suhu  30 o C  pada  tekanan  1 atm sehingga produk yang dihasilkan bersifat plastis dan lebih mudah  untuk  dikemas.  Kemudian  margarin  tersebut  dialirkan ke dalam tangki penampungan produk margarin.

## III. MATERIAL BALANCE
Berdasarkan hasil perhitungan material balance pada pabrik margarin  ini  dibutuhkan  bahan  baku  antara  lain  kacang  tanah sebanyak  6.192  ton/tahun,  127  ton/tahun  emulsifier,  dan  20 ton/tahun  gas  hidrogen  untuk  menghasilkan  produk  margarin sebanyak  3.856  ton/tahun  dan  produk  samping  bungkil sebanyak 149 kg/tahun.

## IV. ANALISIS EKONOMI
Dari  hasil  perhitungan  neraca  ekonomi,  didapatkan Total Capital  Investment/ modal  investasi untuk  pabrik  ini  sebesar
Rp
139.524.579.000,00, biaya produksi Rp 126.257.814.000,00/tahun,  dengan  hasil  jual  produk  Rp 158.096.597.000,00/tahun, Internal  Rate  of  Return sebesar 14,4 %, Break Event Point 62,05 %, dan waktu pengembalian modal  ( Pay  Out  Time )  selama  6  tahun.  Pabrik  beroperasi secara kontinyu selama 330 hari dan 24 jam.

## V. KESIMPULAN
Hasil analisis perhitungan pada pra desain pabrik margarin dari  kacang  tanag  dengan  proses  hidrogenasi  diperoleh beberapa kesimpulan antara lain:
- Dari segi teknis :
 Kapasitas  rancangan  pabrik  margarin  direncanakan 3.856 ton/tahun.
 Lokasi  pendirian  pabrik  adalah Kabupaten  Tuban, Jawa Timur.
 Bentuk hukum perusahaan yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas (PT).
 Bentuk organisasi yang direncanakan adalah organisasi sistem garis dan staf dengan jumlah tenaga kerja yang dibutuhkan sebanyak 124 orang.
- Dari segi ekonomis :
 Modal investasi           : Rp 139.524.579.000,00
 Biaya produksi per tahun    : Rp 126.257.814.000,00
 Hasil jual produk per tahun  : Rp 158.096.597.000,00
 Internal Rate of Return : 14,4%
 Pay Out Time : 6 tahun
 Break Even Point : 62,05%
Dari hasil analisis baik aspek teknis dan ekonomis dapat disimpulkan bahwa pabrik margarin ini layak untuk didirikan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Marliyati,  S.  Anna,  H.  Syarief,  D.  Muchtadi,  L.  K.  Darusman,  and Rimbawan, “ Suplementasi  Sterol  Lembaga  Gandum  (Triticum  sp.) Pada Margarin, ” J. Teknol. Ind. Pangan , vol. XXI, no. 1, pp. 73 – 79,
2919.
[2] Balai Pusat Statistika, “ Data Ekspor-Impor Kacang Tanah, ” 2016. [3] Badan  Pusat  Statistik, “ Data  Luas  Pertanian,  Prodiktivitas,  dan Produksi Kacang Tanah Seluruh Provinsi di Indonesia, ” 2016.
[4] Aparamarta,  W.  Hakun,  S.  Teguh,  C.  Anggita,  Y.-H.  Ju,  and  S. Gunawan, “ Separation  and  Purification  of  Triacylglycerols  from Nyamplung  (Calophyllum  inophyllum)  Oil  by  Batchwise  Solvent Extraction, ” Ind. Eng. Chem. Res , vol. 55, pp. 3113 – 3119, 2016.
[5]
S. Ketaren, Minyak dan Lemak Pangan . Jakarta: UI Press, 1986.
[6] D.  Anderson, Bailey ’ s  Industrial  Oil  And  Fat  Producs  Vol.5  6th Edition  -  Edible  Oil  and  Fat  Products:  Processing  Technologies . New Jersey: John Wiley & Sons Inc, 2005.