Transcript
Page 1: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI SODIUM

CARBONATE DAN SULFUR DIOXIDE KAPASITAS 23.000 TON/TAHUN

(Skripsi)

Oleh

LAMANDO AQUAN RAJA

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2016

Page 2: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

i

ABSTRAK

PRARANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI SODIUM

CARBONATE DAN SULFUR DIOXIDE KAPASITAS 23.000 TON/TAHUN

(Perancangan Crystallizer (CR-301))

Oleh

LAMANDO AQUAN RAJA

Pabrik Sodium sulfite berbahan baku sodium carbonate dan sulfur dioxide,

direncanakan didirikan di Batanghari, Jambi. Pendiriaan pabrik berdasarkan atas

pertimbangan ketersediaan bahan baku, sarana transportasi yang memadai,

tenaga kerja yang mudah didapatkan dan kondisi lingkungan. Pabrik direncanakan

memproduksi Sodium sulfite sebanyak 23.000 ton/tahun, dengan waktu operasi

24 jam/hari, 330 hari/tahun.. Penyediaan kebutuhan utilitas pabrik terdiri dari unit

pengadaan air, pengadaan steam, pengadaan udara instrument dan oksigen,

pengadaan listrik, dan pengolahan limbah. Bentuk perusahaan adalah Perseroan

Terbatas (PT) menggunakan struktur organisasi line dan staff dengan jumlah

karyawan sebanyak 153 orang.

Dari analisis ekonomi diperoleh:

Fixed Capital Investment (FCI) = Rp. 182.100.223.654,-

Working Capital Investment (WCI) = Rp. 32.135.333.586,-

Total Capital Investment (TCI) = Rp. 214.235.557.240,-

Break Even Point (BEP) = 41,87%

Shut Down Point (SDP) = 20,57%

Pay Out Time before taxes Pay Out Time after taxes

Return on Investment before taxes

(POT)b

(POT)a

(ROI)b

= =

=

1,97 tahun 2,455 tahun

42,22%

Return on Investment after taxes (ROI)a = 33,77%

Discounted cash flow (DCF) = 34,54%

Mempertimbangkan paparan di atas, sudah selayaknya pendirian pabrik

S o d i u m s u l f i t e ini dikaji lebih lanjut, karena merupakan pabrik yang

menguntungkan dan mempunyai masa depan yang baik.

Page 3: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

ii

ABSTRACT

MANUFACTURING OF SODIUM SULFITE FROM SODIUM

CARBONATE AND SULFUR DIOXIDE CAPACITY 23.000 TONS/YEAR

(Design of Crystallizer (CR-301))

By

LAMANDO AQUAN RAJA

Sodium sulfite plant with raw materials, sodium carbonate and sulfur dioxide is

planned to be built in Batanghari, Jambi. Establishment of this plant is based on

some consideration due to the raw material resourcess, the transportation, the

labors availability and also the environmental condition.This plant is meant to

produce 23,000 tons/year with 330 working days in a year. The utility units

consist of water supply system, steam supply system, instrument air supply

system, power generation system, unit coal mill and waste treatment system.

The bussines entity form is Limited Liability Company (Ltd) using line and

staff organizational structure with 153 labors.

From the economic analysis, it is obtained that:

Fixed Capital Investment (FCI) = Rp. 182.100.223.654,-

Working Capital Investment (WCI) = Rp. 32.135.333.586,-

Total Capital Investment (TCI) = Rp. 214.235.557.240,-

Break Even Point (BEP) = 41,87%

Shut Down Point (SDP) = 20,57%

Pay Out Time before taxes Pay Out Time after taxes

Return on Investment before taxes

(POT)b

(POT)a

(ROI)b

= =

=

1,97 tahun 2,455 tahun

42,22%

Return on Investment after taxes (ROI)a = 33,77%

Discounted cash flow (DCF) = 34,54%

Considering the summary above, it is proper to study the establishment of Sodium sulfite plant further, because the plant is profitable and has good prospects.

Page 4: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

PRARANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI

SODIUM CARBONATE DAN SULFUR DIOXIDE KAPASITAS

23.000 TON/TAHUN

(Tugas Khusus Perancangan Crystallizer (CR- 301))

Oleh

LAMANDO AQUAN RAJA

(Skripsi)

Sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar

Sarjana Teknik

Pada

Jurusan Teknik Kimia

Fakultas Teknik Universitas Lampung

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2016

Page 5: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide
Page 6: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide
Page 7: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide
Page 8: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

vii

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Bandar Lampung, pada tanggal 9

Agustus 1993, sebagai putra pertama dari dua bersaudara, dari

pasangan Bapak Herliansyah, S.E. dan Ibu Aseptiana,S.Pd.

Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar Swasta Al-Azhar 1 tahun 2005,

Sekolah Menengah Pertama Negeri 19 Bandar Lampung pada tahun 2008, dan

Sekolah Menengah Atas Negeri 15 Bandar Lampung pada tahun 2011.

Pada tahun 2011, penulis terdaftar sebagai Mahasiswa Jurusan Teknik Kimia

Fakultas Teknik Universitas Lampung melalui Seleksi Penerimaan Mahasiswa

Undangan 2011.

Pada tahun 2014, penulis melakukan Kerja Praktek di P.T. Pupuk Sriwidjaya

Palembang, Sumatra Selatan dengan Tugas Khusus “Evaluasi Kinerja High

Temperature Shift Converter di unit Pusri IV”. Selain itu, penulis melakukan

penelitian dengan judul “Interkalasi Urea Ke Dalam Silika Hasil Pretreatment

Bagasse Bottom Ash (BBA) Sebagai Pupuk Pelepasan Lambat (Slow Release

Fertilizer)”.. Penulis juga pernah menjadi anggota Departemen Kaderisasi di

Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (2013).

Page 9: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

viii

MOTTO

USAHA ORANG TUA DIJADIKAN SEMANGAT DIRI

JANGANLAH takut untuk melangkah karena

jarak 1000 mil dimulai dengan langkah pertama

Before you give up think about why you held on for so long

Innamal a’maalu bin niyyat

(Sesungguhnya amal itu tergantung dengan niat )

Page 10: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

ix

SebuahKaryaKecilku.....

Dengansegenaphatikupersembahkantugasakhirinikepada :

Allah SWT,

Ataskehendak-Nya semuainiada

Atasrahmat-Nya semuainiakudapatkan

Ataskekuatan-Nya akubisabertahan.

Orang tuakusebagaitandabaktiku, terimakasihatassegalanya,

doa, kasihsayang, pengorbanan, dankeikhlasannya

Inihanyalahsetitikbalasan yang

tidakbisadibandingkandenganberjuta -

jutapengorbanandankasihsayang

yangtidakpernahberakhir.

Adik – adikkuatassegalasemangat, doadankasihsayang.

Guru – gurukusebagaitandahormatku,

terimakasihatasilmu yang telahdiberikan.

KepadaAlmamaterkutercinta,

Semogakelakbergunadikemudianhariku.

Page 11: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

x

SANWACANA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang Mahakuasa dan Maha

Penyayang, atas segala rahmat dan hidayah-Nya, sehingga tugas akhir ini dengan

judul “Prarancangan Pabrik Sodium Sulfite dari Sodium Carbonate dan Sulfur

Dioxide Kapasitas Dua Puluh Tiga Ribu Ton Per Tahun” dapat diselesaikan

dengan baik.

Tugas akhir ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu syarat guna

memperoleh derajat kesarjanaan (S-1) di Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik

Universitas Lampung.

Penyusunan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan dan dukungan dari beberapa

pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Ir. Azhar, M.T.,selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Universitas Lampung.

2. Edwin Azwar, S.T.,M.TA., Ph.D., selaku dosen pembimbing I, yang telah

memberikan pengarahan, masukan, bimbingan, kritik dan saran selama

penyelesaian tugas akhir. Semoga ilmu bermanfaat yang diberikan dapat

berguna dikemudian hari.

3. Muhammad Hanif., S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing II, atas semua

ilmu, saran, masukan dan pengertiannya dalam penyelesaian tugas akhir.

Page 12: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

xi

4. Yuli Darni, S.T., M.T., dan Dr. Elida Purba, S.T.,M.Sc, selaku Dosen Penguji

yang telah memberikan saran dan kritik, juga selaku dosen atas semua ilmu

yang telah penulis dapatkan.

5. Lia Lismeri, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing Kerja praktek saya yang

telah memberikan saran dan kritik, juga selaku dosen atas semua ilmu yang

telah penulis dapatkan.

6. Dr. Lilis Hermida. S.T., M.Sc., selaku pembimbing Penelitian yang telah

memberikan saran dan kritik, juga selaku dosen atas semua ilmu yang telah

penulis dapatkan.

7. Seluruh Dosen Teknik Kimia Universitas Lampung, atas semua ilmu dan

bekal masa depan yang akan selalu bermanfaat.

8. Keluargaku tercinta, Ayah dan Ibu, atas pengorbanan, doa, cinta dan kasih

sayang yang selalu mengiringi disetiap langkahku dan Adikku (Kukuh

Fachrul Hakim) atas kasih sayang, doa, dukungan, kepercayaan, ketulusan,

bantuan dan semangat. Semoga Allah yang Mahakuasa dan Maha Penyayang

memberikan perlindungan dan Karunia-Nya.

9. Kajong (Yuhanis), Tamong (Drs.Annukman Sulaiman, M.Si.), Enggom

(Dr.Lilik Sabdaningtyas, M,Pd), Mamak, Ibung, Uwoh sekeluarga besar

terimakasih atas dukungan, kepercayaa dan semangat yang kalian berikan.

10. Sahabat-sahabatku terbaikku Fully Resha Rangganita (Partner Tugas Akhir),

Ajeng Ayu Puspasari dan Fitriani Wulandari (Partner Penelitian), Raynal

Rahman dan Ricky Fahlevi KS (Partner Kerja Praktik) atas motivasi, doa,

dan segala semangatnya. Terutama ketika awal – awal skripsi dan ketika saya

jenuh. Semoga kita menjadi orang sukses.

Page 13: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

xii

11. Teman Angkatan Ajeng Ayu Puspasari, Alief Nurtendron, Andy Fini Ardhian,

Archealin Anggraeni, Aryanto, Ayu Septriana, Baariklie Mubaarokah, Bima

Firmandana, Dai Bacthiar Purba, Destiara Khoirunnisa, Diah Rosalina, Dian

Anggitasari, Dicky Aditya R., Dini Dian Prajawati, Eriski Prawira, Eti

Purwaningsih, Fitria Yenda Elpita, Fitriani Wulandari, Fully Resha R. Koni

Prasetyo, M. Nurul Hidayat, Mega Pristiani, Megananda Eka Wahyu, Merry

Christine, Mitra Dimas Sanjaya, Muhammad Haikal Pasha, Muhammad Iqbal

Immaddudin, Nadya Mustika Insani, Nilam Sari Sitorus Pane, Nisa Meutia

Risthy, Nita Listiani, Pirda Hiline N., Poppy Meutia Zari, Raynal Rahman,

Rendri Ardinata, Ricky Fahlevi KS., Rina Septiana, Riska Aidila Fitriana,

Sherlyana, Siti Sumartini, Tika Novarani dan Yeni Ria Wulandari.

12. Sohib ane Bayu, Egi, Angga.

13. Adik tingkat, adik asuh 2012, 2013 waktu bermainnya. Cepat lulus ya adik –

adikku.

14. Teman-teman seperjuangan 2010 di Teknik Kimia, Aziz, Octe, Sika, Echa

teman – teman 2010, 2009, 2008 lainnya. dan adik-adik angkatan 2013-2016

yang tidak bisa disebutkan satu persatu. Terimakasih atas bantuannya selama

penulis menyelesaikan tugas akhir ini.

Semoga Allah membalas semua kebaikan mereka terhadap penulis dan semoga

skripsi ini berguna.

Bandar Lampung, Oktober 2016

Penulis,

Lamando Aquan Raja

Page 14: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

xiii

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK……………………………………………………………….. i

ABSTRACT……………………………………………………………… ii

COVER DALAM………………………………………………………… iii

HALAMAN PERSETUJUAN………………………………………...... iv

HALAMAN PENGESAHAN…………………………………………… v

PERNYATAAN………………………………………………………...... vi

RIWAYAT HIDUP………………………………………………………. vii

MOTTO………………………………………………………………...... viii

PERSEMBAHAN………………………………………………………... ix

SANWACANA…………………………………………………………... x

DAFTAR ISI…………………………………………………………….. xiii

DAFTAR TABEL……………………………………………………….. xvi

DAFTAR GAMBAR……………………………………………………. xix

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ........................................................................... 1

1.2 Kegunaan Produk ....................................................................... 2

1.3 Ketersediaan Bahan Baku .......................................................... 2

1.4 Analisis Pasar ............................................................................. 3

1.5 Kapasitas Produksi ..................................................................... 5

1.6 Lokasi Pabrik .............................................................................. 5

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Jenis-Jenis Proses ....................................................................... 8

2.2 Perbandingan Proses .................................................................. 16

2.3 Uraian Proses .............................................................................. 18

Page 15: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

xiv

III. SPESIFIKASI BAHAN BAKU DAN PRODUK

3.1 Bahan Baku .............................................................................. 20

3.2 Produk ...................................................................................... 22

IV. NERACA MASSA DAN ENERGI

4.1 Neraca Massa ........................................................................... 24

4.2 Neraca Energi............................................................................ 27

V. SPESIFIKASI PERALATAN PROSES

5.1 Peralatan Persiapan Bahan Baku ................................................ 31

5.2 Peralatan Pembentukan Produk .................................................. 42

5.3 Peralatan Pemurnian Produk ...................................................... 44

5.4 Peralatan Pengemasan Produk ................................................... 45

VI. UTILITAS DAN PENGOLAHAN LIMBAH

6.1 Unit Pendukung Proses .............................................................. 49

6.2 Unit Pengolahan Limbah ............................................................ 65

6.3 Laboratorium .............................................................................. 66

6.4 Instrumentasi dan Pengendalian Proses ..................................... 70

VII. TATA LETAK PABRIK

7.1 Lokasi Pabrik ............................................................................. 72

7.2 Tata Letak Pabrik ....................................................................... 74

7.3 Prakiraan Areal Lingkungan ...................................................... 76

VIII. SISTEM MANAJEMEN DAN OPERASI PERUSAHAAN

8.1 Project Master Schedule ............................................................ 79

8.2 Bentuk Perusahaan ..................................................................... 82

8.3 Struktur Organisasi Perusahaan ................................................. 84

8.4 Tugas dan Wewenang ................................................................. 89

8.5 Status Karyawan dan Sistem Penggajian ................................... 99

8.6 Pembagian Jam Kerja Karyawan ............................................... 100

8.7 Jumlah Tenaga Kerja .................................................................. 103

8.8 Kesejahteraan Karyawan ............................................................ 107

8.9 Manajemen Produksi .................................................................. 112

IX. INVESTASI DAN EVALUASI EKONOMI

9.1 Investasi ...................................................................................... 116

Page 16: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

xv

9.2 Evaluasi Ekonomi ...................................................................... 120

9.3 Angsuran Pinjaman ......................................................... 121

9.4 Discounted Cash Flow ............................................................... 122

9.5 Penentuan Tingkat Resiko Pabrik .............................................. 123

X. SIMPULAN DAN SARAN

10.1 Simpulan .................................................................................. 124

10.2 Saran ........................................................................................ 125

Page 17: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

xvi

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1.1 Harga Bahan Baku da Produk ......................................................... 3

1.2 Data Impor Sodium Sulfite ............................................................... 4

2.1 Harga Bahan Baku dan Produk Proses I ......................................... 9

2.2 Harga Bahan Baku dan Produk Proses II ........................................ 12

2.3 Perbandingan Jenis-Jenis Proses ..................................................... 16

4.1 Neraca Massa Melter (MT-101) ..................................................... 25

4.2 Neraca Massa Burner (BR-101) ...................................................... 25

4.3 Neraca Massa Dissolving Tank (DT-101) ....................................... 25

4.4 Neraca Massa Reaktor (RE-201) ..................................................... 26

4.5 Neraca Massa Dekanter (DE-301) .................................................. 26

4.6 Neraca Massa Kristalizer (CR-301) ................................................. 27

4.7 Neraca Massa Centrifuge (CF-301) ................................................ 27

4.8 Neraca Energi Melter (MT-101) ..................................................... 28

4.9 Neraca Energi Oxygen Preheater (OPH-101) ................................ 28

4.10 Neraca Energi Burner (BR-101) ...................................................... 28

4.11 Neraca Energi Waste Heat Boiler (WHB-101) ............................... 29

4.12 Neraca Energi Dissolving Tank (DT-101) ...................................... 29

4.13 Neraca Energi Reaktor (RE-201) ..................................................... 29

4.14 Neraca Energi Dekanter (DE-301) .................................................. 30

4.15 Neraca Energi Kristalizer (CR-301) ................................................ 30

4.16 Neraca Energi Centrifuge (CF-301) ................................................ 30

5.1 Spesifikasi Solid Storage (SS-101) .................................................. 31

5.2 Spesifikasi Screw Conveyor (SC-101) ............................................. 32

5.3 Spesifikasi Bucket Elevator (BE-101) ............................................ 32

5.4 Spesifikasi Hopper (HO-101) ......................................................... 33

Page 18: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

xvii

5.5 Spesifikasi Melter (MT-101) .......................................................... 33

5.6 Spesifikasi Pompa Proses (PP-101) ................................................ 34

5.7 Spesifikasi Oxygen Preheater (OPH-101) ....................................... 34

5.8 Spesifikasi Blower (BL-101) .......................................................... 35

5.9 Spesifikasi Burner (BR-101) .......................................................... 35

5.10 Spesifikasi Expander Valve (EV-101) ............................................ 36

5.11 Spesifikasi Blower (BL-102) .......................................................... 36

5.12 Spesifikasi Waste Heat Boiler (WHB-101) ..................................... 36

5.13 Spesifikasi Blower (BL-103) .......................................................... 37

5.14 Spesifikasi Gudang Bahan Baku (GB-101) .................................... 37

5.15 Spesifikasi Screw Conveyor (SC-102) ............................................. 37

5.16 Spesifikasi Bucket Elevator (BE-102) ............................................ 38

5.17 Spesifikasi Solid Storage (SS-102) ................................................ 38

5.18 Spesifikasi Screw Conveyor (SC-103) ............................................ 39

5.19 Spesifikasi Bucket Elevator (BC-103) ............................................ 39

5.20 Spesifikasi Hopper (HP-102) .......................................................... 40

5.21 Spesifikasi Dissolving Tank (DT-101) ............................................ 40

5.22 Spesifikasi Pompa Proses (PP-102) ................................................ 41

5.23 Spesifikasi Reaktor (RE-201) ......................................................... 42

5.24 Spesifikasi Pompa Proses (PP-103) ................................................ 42

5.25 Spesifikasi Dekanter (DE-301) ....................................................... 43

5.26 Spesifikasi Pompa Proses (PP-104) ................................................ 43

5.27 Spesifikasi Crystallizer (CR-301) ................................................... 44

5.28 Spesifikasi Pompa Proses (PP-105) ................................................ 45

5.29 Spesifikasi Centrifuge (CF-301) ..................................................... 45

5.30 Spesifikasi Screw Conveyor (SC-401) ............................................ 45

5.31 Spesifikasi Bucket Elevator (BE-401) ............................................. 46

5.32 Spesifikasi Solid Storage (SS-401) .................................................. 46

5.33 Spesifikasi Bucket Conveyor (BC-401) .......................................... 47

5.34 Spesifikasi Pompa Proses (PP-106) ................................................ 47

5.35 Spesifikasi Gudang Produk (GD-401) ............................................ 48

6.1 Kebutuhan Air Umum ..................................................................... 50

Page 19: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

xviii

6.2 Kebutuhan Air Untuk Pembangkit Steam ....................................... 51

6.3 Kebutuhan Air Pendingin ............................................................... 53

6.4 Kebutuhan Air Proses ..................................................................... 56

6.5 Kebutuhan Air Umpan Waste Heat Boiler ..................................... 56

6.6 Kebutuhan Air Total ....................................................................... 57

6.7 Tingkat Kebutuhan Informasi dan Sistem Pengendalian ................ 70

7.1 Perincian Luas Area Pabrik Sodium Sulfite i ................................... 76

8.1 Project Master Schedule of Bioplastic Starch Acetate Plant ......... 81

8.2 Jadwal Kerja Regu Shift .................................................................. 102

8.3 Jumlah Operator Berdasarkan Jenis Alat ........................................ 103

8.4 Penggolongan Tenaga Kerja ........................................................... 105

9.1 Fixed Capital Investment ................................................................ 117

9.2 Manufacturing Cost ........................................................................ 118

9.3 General Expanse .............................................................................. 118

9.4 Hasil Uji Kelayakan Ekonomi ........................................................ 122

Page 20: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

xix

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1.3 Grafik Kebutuhan Natrium Sulfit .................................................... 4

2.1 Diagram Alir Proses ........................................................................ 17

6.1 Diagram Cooling Water System ...................................................... 56

7.1 Peta Kabupaten Tanjung Jabung Timur .......................................... 77

7.2 Lokasi Pabrik .................................................................................. 77

7.3 Tata Letak Pabrik dan Fasilitas Pendukung .................................... 78

7.4 Tata Letak Alat Proses .................................................................... 78

8.1 Struktur Organisasi Perusahaan ...................................................... 87

9.1 Kurva Break Even Point dan Shut Down Point .............................. 121

9.2 Kurva Commulative Cash Flow Metode DCF ................................ 122

Page 21: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

1

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sebagai negara berkembang Indonesia banyak melakukan pembangunan disegala

bidang, salah satunya adalah pembangunan industri. Menurut Kementrian

Perindustrian Republik Indonesia, pertumbuhan pembangunan industri kimia di

Indonesia pada triwulan I 2015 mengalami peningkatan sebesar 9,05%, namun

menurut Direktur Eksekutif Federasi Industri Kimia Indonesia (FIKI) saat ini

sebagian industri kimia tersebut masih mengalami ketergantungan bahan baku

impor (naik 2,3% dari 2011) akibat tidak adanya atau kurangnya ketersediaan di

dalam negeri (Harian Ekonomi Neraca, 2015). Salah satu contoh industri kimia

tersebut adalah industri pembuatan Sodium Sufite.

Berdasarkan data yang diperoleh dari Badan Pusat Statistik saat ini kebutuhan

Sodium Sufite dalam negeri dipenuhi dengan mengimpor dari negara-negara

seperti China, Thailand, Jerman, dll. Ketergantungan terhadap impor akan

menyebabkan penurunan devisa negara, oleh sebab itu diperlukan suatu upaya

penanggulangannya, langkah kongkrit yang dapat dilakukan adalah dengan

mendirikan pabrik Sodium Sufite di Indonesia guna memenuhi kebutuhan dalam

negeri dan dapat membuka lapangan pekerjaan baru.

Page 22: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

2

Sodium Sufite adalah senyawa garam anorganik dengan rumus kimia Na2SO3 yang

berbetuk kristal berwarna putih kecoklatan. Kristal Sodium Sufite ini stabil dalam

kondisi tekanan dan suhu normal (keadaan kamar), sedangkan pada suhu lebih

dari 500oC akan terdekomposisi menjadi sodium oksida dan sulfur dioksida.

1.2 Kegunaan Produk

Sodium Sufite (Na2SO3) adalah senyawa berbentuk padatan kristalin yang

berwarna putih kecoklatan, tidak berbau atau berbau sulfur yang banyak

digunakan pada berbagai industri. Kegunaan Sodium Sufite antara lain :

1. Pada industri fotografi digunakan untuk melindungi larutan pengembang dari

oksidasi.

2. Pada industri tekstil digunakan sebagai pemutih (bleaching) dan deklorinasi.

3. Pada industri karet/lateks digunakan sebagai agen anti koagulan.

4. Sodium Sufite juga digunakan pada manufaktur kimia sebagai agen sulfonasi

dan untuk memproduksi natrium tiosulfat.

5. Penggunaan lainnya yaitu dalam flotasi bijih, pemulihan minyak, pengawet

makanan, pembuatan pewarna, dan detergen.

6. Dalam industri pengolahan air digunakan sebagai agen pereduksi klorin dan

oksigen (Nostrand, 2005).

1.3 Ketersediaan Bahan Baku

Ada 2 jenis bahan baku yang digunakan dalam proses untuk memproduksi Sodium

Sufite, yaitu sodium carbonate (Na2CO3) dan gas SO2 atau sodium hydroxide

(NaOH) dan sulfur. Sulfur dapat diperoleh dari perusahaan terbesar yang

mengelolah tambang-tambang sulfur di Indonesia yaitu PT Yoshiutama Trading

Page 23: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

3

(Kemayoran, Jakarta) dengan kapasitas 15.000 ton/tahun (Alibaba.com) dan juga

dapat diperoleh dari PT Indosulfur Mitra Kimia (Jawa Barat) dengan kapasitas

produksi sebesar 2400 ton/tahun (indosulfur.indonetwork.co.id). Selain itu sulfur

juga bisa didapatkan dari PT Lautan Luas Tbk (Jakarta), dan PT Damar Murni

Indah (Tanggerang). Sodium carbonate diimpor dari Dalian Chem. Ind. Corp.

Liaoning, China dengan kapasitas 14.210.000 ton/tahun (Ketta, 1978), PT Aneka

Kimia Raya (Surabaya) dan PT Nusa Indah Megah (Surabaya). Sedangkan

sodium hydroxide (Kaustik Soda) diperoleh dari PT Asahimas Subentra Chemical

(Serang, Banten) dengan kapasitas produksi 500.000 ton/tahun atau dapat juga

diperoleh dari PT Sulfindo Adi Usaha (Banten) dengan kapasitas produksi

215.000 ton/tahun (Kemenperin.go.id).

1.4 Analisis Pasar

Berdasarkan data Badan Pusat Statistik, Indonesia masih melakukan impor dalam

jumlah besar untuk memenuhi kebutuhan Sodium Sufite dalam negeri. Harga

Sodium Sufite yang cukup mahal akan sangat menguntungkan industri yang

menggunakan apabila dapat diperoleh dari dalam negeri. Harga bahan baku dan

produk dapat dilihat pada tabel 1.1.

Tabel 1.1 Harga Bahan Baku dan Produk

Bahan Satuan Harga ($, US)

Sodium hydroxide Ton 345

Sodium carbonate Ton 300

Sulfur (S) Ton 150

Sodium Sufite Ton 800

Sodium sulfide Ton 450

Gas CO2 Ton 400

(www.alibaba.com)

Page 24: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

4

Besarnya kapasitas pabrik ditentukan berdasarkan data impor untuk memenuhi

kebutuhan dalam negeri. Data impor Sodium Sufite dapat dilihat pada tabel 1.2.

Tabel 1.2 Data Impor Sodium Sufite

Tahun Tahun Ke- Jumlah Impor (Kg)

2010 1 12.251.449

2011 2 16.350.753

2012 3 23.015.912

2013 4 28.080.700

2014 5 24.070.008

(Olahan Data Badan Pusat Statistik, 2015)

Dari grafik 1.1 terlihat jika data impor diproyeksikan ke dalam grafik maka akan

terjadi peningkatan setiap tahunnnya. Sehingga untuk memenuhi kebutuhan dalam

negeri tersebut perlu didirikan industri ini.

Gambar 1.1 Grafik Kebutuhan Sodium Sufite

Dengan menggunakan regresi linier diperoleh persamaan y = 4.106x + 6.106

dimana x adalah tahun yang dihitung.

Page 25: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

5

1.5 Kapasitas Produksi

Untuk menentukan kapasitas produksi perlu memperhatikan kebutuhan Sodium

Sufite ini beberapa tahun ke depan. Berdasarkan persamaan yang diperoleh dari

grafik 1.1 didapat bahwa kebutuhan pada tahun 2019 adalah sebesar 46.0000 ton.

Melihat kebutuhan impor pada 2019 tersebut, maka direncanakan pendirian pabrik

Sodium Sufite ini akan berkapasitas 23.000 ton per tahun atau 50% dari kebutuhan

impor yang dibutuhkan.

Dengan kapasitas produksi ini diharapkan dapat memenuhi kebutuhan Sodium

Sufite dalam negeri, bila memungkinkan untuk di ekspor akan menambah devisa

negara, dan membuka lapangan pekerjaan baru sehingga mengurangi jumlah

pengangguran.

1.6 Lokasi Pabrik

Pemilihan lokasi pabrik didasarkan pada beberapa pertimbangan baik ditinjau

dari segi teknis maupun ekonomis. Berdasarkan beberapa faktor, pabrik

Sodium Sufite ini direncanakan akan didirikan di daerah kawasan industri

Tanjung Jabung Timur, Jambi.

Adapun faktor utama yang dipertimbangkan untuk memilih Kabupaten

Tanjung Jabung Timur, Jambi sebagai lokasi pabrik adalah sebagai berikut :

1. Ketersediaan Bahan Baku

Untuk menghemat biaya transportasi, sebaikknya lokasi pabrik didirikan

tidak jauh dari penyedia atau sumber bahan baku. Dalam hal ini bahan baku

yang berupa sulfur diperoleh dari Jawa Barat dan Sodium carbonate diimpor

dari China.

Page 26: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

6

2. Daerah Pemasaran

Sodium Sufite adalah produk yang biasa digunakan sebagai zat pemutih

(bleaching) pada industri tekstil, zat anti koagulan pada industri karet, dan

lain-lain. Industri karet banyak terdapat di Pulau Sumatera dan Kalimantan,

sedangkan Industri tekstil banyak terdapat di Pulau Jawa. Dilihat dari daerah

pemasarannya tersebut, maka lokasi yang dipilih adalah Tanjung Jabung

Timur, Jambi.

3. Transportasi

Transportasi dapat melalui jalur darat dan laut karena Tanjung Jabung

Timur, Jambi berada di dekat jalur lintas timur Sumatera dan merupakan

kawasan industri. Selain itu dekat dengan pelabuhan Muara Sabak sebagai

pelabuhan transportasi produk dan bahan baku dari luar pulau atau luar

negeri.

4. Tenaga Kerja

Karena merupakan wilayah kawasan industri, kebutuhan tenaga kerja dapat

dipenuhi dari wilayah dekat pabrik dan sekitarnya dengan upah minimum

yang cukup murah yaitu Rp 1.900.000 (BKPM, Indonesia Investment

Coordinating Board) dan tenaga ahli dapat diperoleh dari dalam atau luar

provinsi disesuaikan dengan kebutuhan pabrik.

5. Penyediaan Utilitas

Penyedian utilitas seperti air dan listrik diperlukan untuk menunjang proses

produksi. Pasokan air dapat diperoleh dari Sungai Batanghari, sedangkan

kebutuhan listrik dapat berasal dari PLN yang memperoleh sumber listrik

Page 27: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

7

dari PLBG dengan kapasitas 60 MW dan PLTMG dengan kapasitas 232

MW (ESDM.go.id)

6. Letak Geografis

Kabupaten Tanjung Jabung Timur, Jambi terletak antara 0o53’ sampai 1o41’

Lintang Selatan dan 103o23’ sampai 104o30’ Bujur Timur. Memiliki luas

wilayah sebesar 5.445 km2 dan menurut data BPS, Jambi pada tahun 2014

jumlah penduduk 212.084 Jiwa dengan pembagian 108.876 laki-laki dan

103.208 perempuan. Kabupaten Batanghari, Jambi merupakan daerah

dataran sedang (1-5 mdpl) dengan karakteristik curah hujan sedang dan

lembab sehingga termasuk daerah beriklim tropis. Rata-rata curah hujan

mencapai 2.000 – 3.000 mm/tahun, sedangkan jumlah penyinaran matahari

4,2 jam perhari dengan kelembaban udara rata-rata sebesar 78-81%. Suhu

udara rata-rata mencapai 25,9oC - 27oC (Jambi.bpk.go.id)

7. Biaya Tanah dan Kemungkinan Ekspansi

Tanah yang tersedia untuk lokasi pabrik masih luas sehingga untuk

melakukan perluasan pabrik masih memungkinkan dan dengan harga tanah

yang relatif terjangkau yaitu Rp 30.000.000 – Rp 60.000.000 per hektar

(olx.co.id).

8. Faktor Sosial

Kabupaten Tanjung Jabung Timur, Jambi merupakan daerah industri karet

yang sudah lama berdiri. Oleh sebab itu diperkirakan masyarakat akan

menerima baik rencana pendirian pabrik karena akan membuka lapangan

pekerjaan baru bagi masyarakat.

Page 28: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

8

II. PEMILIHAN DAN URAIAN PROSES 2.1 Jenis-Jenis Proses

Untuk menentukan proses paling menguntungkan, maka perlu melakukan terlebih

dahulu tinjauan proses yang ada dalam pembuatan Sodium Sufite (Na2SO3).

Sodium Sufite dapat dibuat dari dua macam proses dengan bahan baku yang

berbeda, yaitu :

1. Proses pembuatan dengan menggunakan bahan baku sodium carbonate dan gas

sulfur dioksida. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

Na2CO3(aq) + SO2(g) → Na2SO3(aq) + CO2(g)

Proses ini terjadi dalam reaktor bubble pada suhu 60oC dan tekanan 1 atm dan

proses pengkristalan Sodium Sulfite terjadi pada suhu 35oC untuk

menghasilkan kristal. Besarnya konversi reaksi secara keseluruhan sebesar 98

% terhadap Sodium Carbonate (Na2CO3) dengan rasio mol bahan baku yaitu

Sodium Carbonate (Na2CO3) dan Sulphur Dioxide (SO2) sebesar 1 : 1,005.

Tinjauan Ekonomi Potensial

Perhitungan ekonomi kasar ini, didasarkan pada kebutuhan bahan baku. Harga

bahan baku dan penjualan bahan baku dapat dilihat pada tabel 2.1.

Page 29: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

9

Tabel 2.1 Harga bahan baku dan produk proses I

No. Bahan Kimia Per kg (US $) Per kg (Rp)

1. Na2CO3 0,3 4.071,00

2. S 0,15 2.035,50

3. Na2SO3 0,8 11.911,99

4. CO2 0,4 5.612,24

Kurs 1 US $ 4 Agustus 2016 adalah Rp. 13.260,00.

Sumber: Alibaba,2015.

Waktu operasi adalah 24 jam dan 330 hari dalam 1 tahun. Perbanding rasio mol

awal antara sodium carbonate (Na2CO3) dan sulfide dioxide (SO2) adalah 1:1.

Kapasitas Produksi sodium sulfite (Na2SO3) = 23.000 ton/tahun

= 2904,04 kg/jam

Mol sodium sulfite (Na2SO3) = 23,511 kmol/jam (X)

Reaksi yang terjadi untuk memproduksi sodium sulfite (Na2SO3) adalah:

Na2CO3 + SO2 → Na2SO3 + CO2

M X 1.005

1X - -

R X × 98% (1.005

1X ) × 98%

1

1(X × 98%)

1

1(X × 98%)

S X-(X × 98%) (1.005

1X) -

(1.005

1X ) × 98%

1

1(X × 98%)

1

1(X × 98%)

Page 30: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

10

Maka,

Na2CO3 + SO2 → Na2SO3 + CO2

M 23,511 23, 628 - -

R 23,041 23,041 23,041 23,041

S 0,470 0, 588 23,041 23,041

*satuan: kmol/jam

Sodium Carbonate (Na2CO3)

Massa Molar Na2CO3 = 105,988 kg/kmol

Mol Na2CO3 awal = 23,511 kmol/jam

Massa Na2CO3 = mol Na2CO3 × BM Na2CO3

= 23,511 kmol/jam × 105,988 kg/kmol

= 2.491,867 kg/jam (19.735.587,67 kg/tahun)

Harga Na2CO3/tahun = Massa Na2CO3 × Harga Na2CO3/kg

= 25.723.696,80 kg/tahun × 0,3 $/kg

= 5.920.676,30 $/tahun

Sulfur Dioxide (SO2)

Massa Molar = 64,066 kg/kmol

Mol Sulfur awal = 23,628 kmol/jam

Massa Sulfur = mol SO2 × BM SO2

= 23, 628 kmol × 64,066 kg/kmol

= 1.506,22 kg/jam ( 11.929.465,22 kg/tahun)

Harga sulfur/tahun = Massa sulfur × Harga sulfur/kg

Page 31: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

11

= 11.929.465,22 kg/tahun × 0,15 $/kg

= 1.798.419,78 $/tahun

Sodium Sulfite (Na2SO3)

Massa Molar Na2SO3 = 126,04 kg/kmol

Mol Na2SO3 terbentuk = 23,041 kmol/jam

Massa Na2SO3 = mol Na2SO3 × BM Na2SO3

= 23,041 kmol/jam × 126,04 kg/kmol

= 2.904,04 kg/jam (23.000.000 kg/tahun)

Harga Na2SO3/tahun = Massa Na2SO3 × Harga Na2SO3/kg

= 23.000.000 kg/tahun × 0,8 $/kg

= 18.400.000 $/tahun

Carbon Dioxide (CO2)

Massa Molar CO2 = 44,01 kg/kmol

Mol CO2 terbentuk = 23,041 kmol/jam

Massa CO2 = mol CO2 × BM CO2

= 23,041 kmol/jam × 44,01 kg/kmol

= 1.014,018 kg/jam (8.031.021.898 kg/tahun)

Harga CO2/tahun = Massa CO2 × Harga CO2/kg

= 8.031.021.898 kg/tahun × 0,395 $/kg

= 3.172.253,65 $/tahun

PROFIT

Ekonomi Potenisal = Harga Produk – Biaya Bahan Baku

= (Harga Na2SO3/tahun + Harga CO2) – (Harga

Na2CO3/tahun + Harga Sulfur/tahun)

Page 32: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

12

= (18.400.000 + 3.172.253,65) $/tahun – (5.920.676,30

+1.798.419,78) $/tahun

EP/Profit = 13.853.157,57 $/tahun

Jadi profit pada proses I dari perhitungan ekonomi potensial secara kasar ini

sebesar 13.853.157,57 $/tahun

2. Proses pembuatan dengan bahan baku larutan sodium hydroxide dan sulfur

padat. Reaksi sebagai berikut:

6NaOH(aq) + 3S(s) → 2Na2S(s) + Na2SO3(s) + 3H2O(l)

Terjadi pada temperature 135oC dan tekanan 1 atm pada reaktor digestor

dengan waktu reaksi selama 90 menit. Konversi yang dihasilkan sebesar 90%

dengan basis Sulfur.

Tinjauan Ekonomi Potensial

Perhitungan ekonomi kasar ini, didasarkan pada kebutuhan bahan baku. Harga

bahan baku dan penjualan bahan baku dapat dilihat pada tabel 2.2.

Tabel 2.2 Harga bahan baku dan produk proses II

No. Bahan Kimia Per kg (US $) Per kg (Rp)

1. S 0,15 2.035,5

2. NaOH 0,345 4.681,65

3. Na2SO3 0,8 11.911,99

4 Na2S 0,45 5.967,00

Kurs 1 US $ 4 Agustus 2016 adalah Rp. 13.260,00.

Sumber: Alibaba,2015.

Page 33: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

13

Konversi reaksi pembentukan Sodium Sulfite (Na2SO3) dan Sodium Sulfide (Na2S)

dari Proses Aqueouse yang direaksikan dengan larutan Sodium Hydroxide (NaOH)

dan larutan Sulfur adalah sebesar 90 % terhadap Sulfur (S). Waktu operasi adalah

24 jam dan 330 hari dalam 1 tahun. Perbanding rasio mol antara Sodium

Hydroxide (NaOH) dan Sulfur (S) adalah 2:1.

Kapasitas Produksi sodium sulfite (Na2SO3) = 23.000 ton/tahun

= 2.904,04 kg/jam

Mol sodium sulfite (Na2SO3) = 23,041 kmol/jam (X)

Reaksi yang terjadi untuk memproduksi sodium sulfite (Na2SO3) adalah:

6NaOH + 3S → 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O

M 6 X 3

6 X - - -

R 6 X × 90% (3

6 X) × 90%

(2

6 X)

× 90%

(1

6 X)

× 90%

(3

6 X)

× 90%

S 6X - (6 X × 90%)

(

3

6 X) -

(3

6 X) ×90%

(

2

6 X)

× 90%

(

1

6 X)

× 90%

(2

6 X)

× 90%

Maka,

6NaOH + 3S → 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O

M 138,246 69,123 - - -

R 124,421 62,21 46,08 23,041 69,122

S 13,825 6,913 46,08 23.041 69,122

*satuan: kmol/jam

Sodium Hyroxide (NaOH)

Page 34: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

14

Massa Molar NaOH = 39,997 kg/kmol

Mol NaOH awal = 138,246 kmol/jam

Massa NaOH = mol NaOH × BM NaOH

= 138,246 kmol/jam × 39,997 kg/kmol

= 5.529,425 kg/jam (48.437.765,3 kg/tahun)

Harga NaOH/tahun = Massa NaOH × Harga NaOH/kg

= 48.437.765,3 kg/tahun × 0,345 $/kg

= 16.711.029,03 $/tahun

Sulfur (S)

Massa Molar = 32,06 kg/kmol

Mol Sulfur awal = 69,123 kmol/jam

Massa Sulfur = mol Sulfur × BM Sulfur

= 69,123 kmol × 32,06 kg/kmol

= 2.216,083 kg/jam ( 19.412.890,041 kg/tahun)

Harga sulfur/tahun = Massa sulfur × Harga sulfur/kg

= 19.412.890,041 kg/tahun × 0,15 $/kg

= 2,911.933,561 $/tahun

Sodium Sulfide (Na2S)

Massa Molar Na2S = 78,0445 kg/kmol

Mol Na2S terbentuk = 46,081 kmol/jam

Massa Na2S = mol Na2S × BM Na2S

= 46,081 kmol/jam × 78,0445 kg/kmol

= 3.596,388 kg/jam (28.483.394,16 kg/tahun)

Page 35: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

15

Harga Na2S/tahun = Massa Na2S × Harga Na2S/kg

= 28.483.394,16 kg/tahun × 0,45 $/kg

= 12.817.527,37 $/tahun

Sodium Sulfite (Na2SO3)

Massa Molar Na2SO3 = 126,04 kg/kmol

Mol Na2SO3 = 23,041 kmol/jam

Massa Na2SO3 = mol Na2SO3 × BM Na2SO3

= 23,041 kmol/jam × 125,96 kg/kmol

= 2.904,04 kg/jam (23.000.000 kg/tahun)

Harga Na2SO3/tahun = Massa Na2SO3 × Harga Na2SO3/kg

= 23.000.000 kg/tahun × 0,8 $/kg

= 18.400.000 $/tahun

PROFIT

Ekonomi Potensial = Harga Produk – Biaya Bahan Baku

= (Harga Na2S/tahun + Harga Na2SO3/tahun) – (Harga

NaOH/tahun + Harga Sulfur/tahun)

= (12.817.527,37 + 18.400.000) $/tahun – (16.711.029,03+

2,911.933,561) $/tahun

EP/Profit = 11.594.564,8 $/tahun

Jadi profit pada proses II dari perhitungan ekonomi potensial secara kasar ini

sebesar 11.594.564,8 $/tahun

Page 36: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

16

2.2 Perbandingan Proses

Adapun perbandingan proses dapat dilihat pada tabel 2.3.

Tabel 2.3 Perbandingan Jenis-Jenis Proses

Proses Proses I (Hoffman et al) Proses II (G.N. Terziev)

Produk Utama Sodium Sulfite Anhydrous

(Na2SO3) Sodium Sulfite (Na2SO3)

Produk Samping Carbon Dioxide (CO2) Sodium Sulfide

Hexahydrate (Na2S.6H2O)

Proses

Sulfur padat diubah menjadi

Sulfur dioxide (SO2)

kemudian direaksikan dengan

Sodium Carbonate (Na2CO3)

Sodium Hydroxide

(NaOH) diencerkan

dengan air(H2O) kemudian

direaksikan dengan Sulfur

padat

Fasa Cair dan Gas Padat dan Cair

Reaktor Reaktor Bubble Reaktor Digestor

Kondisi Operasi

T = 60o C

P = 1atm

T = 135o C

P = 1 atm

Konversi 98% 90%

Keuntungan 13.853.157,57 $/tahun 11.594.564,8 $/tahun

Page 37: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

17

Dari tabel 2.3. dapat dilihat bahwa proses pembuatan Sodium Sulfite (Na2SO3)

dengan proses 1 yaitu dengan menggunakan sodium carbonate dan gas sulfur

dioksida sebagai bahan baku adalah proses yang lebih baik untuk dipilih.

Kelebihan dari proses ini adalah sebagai berikut:

1. Konversi yang lebih tinggi

2. Suhu operasi dalam reaktor lebih rendah

3. Pengunaan bahan baku yang lebih sedikit

4. Keuntungan dari proses I lebih besar dari pada proses II

Adapun diagram alir proses pembentukan Sodium Sufite dapat dilihat pada

gambar 2.1.

Sulfur (s)

Melter

Burner

Reactor BubbleSO2(g)

Air Na2CO3(s)

Dissolving Tank

Decanter

Slurry

Crystallizer

Centrifuge

Mother Liquor + Crystal

CO2

Recycle

Na2SO3

Gambar 2.1 Diagram Alir Proses

Page 38: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

18

2.3 Uraian Proses.

Proses pembuatan Sodium Sulfite (Na2SO3) dapat dibagi menjadi beberapa tahap

yaitu sebagai berikut:

1. Tahap Penyimpanan dan Persiapan Bahan Baku

2. Tahap Pembentukan Produk.

3. Tahap Pemurnian Produk.

4. Tahap Pengemasan Produk

Adapun uraian dari tahap-tahap tersebut ialah sebagai berikut:

1. Tahap Penyimpanan dan Persiapan Bahan Baku.

Bahan baku untuk pembuatan Sodium Sulfite (Na2SO3) adalah Sodium

Carbonate (Na2CO3) dan Sulfur (S) disimpan dalam fasa padat. Dalam

persiapan bahan baku Sodium Carbonate (Na2CO3) diumpankan ke tangki

berpengaduk untuk dilarutkan menggunakan air sedangkan Sulfur (S) padat

diumpankan ke dalam Melter kemudian ke dalam Burner untuk diubah menjadi

gas Sulfur Dioxide (SO2).

2. Tahap Pembentukan Produk.

Dalam tahap pembentukan produk reaktor yang digunakan adalah Reactor

Bubble dengan reaksi sebagai berikut:

Na2CO3(aq) + SO2(g) → Na2SO3(aq) + CO2(g)

Larutan Sodium Carbonate (Na2CO3) direaksikan dengan gas Sulfur Dioxide

(SO2) sehingga menghasilkan Sodium Bisulfit, selanjutnya Sodium Bisulfit

Page 39: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

19

dinetralisasi oleh Sodium Carbonat untuk menghasilkan larutan Sodium Sulfite.

Reaksi berlangsung pada suhu 60oC tekanan 1 atm dan lamanya waktu reaksi

di dalam reaktor selama 45 menit. Konversi sebesar 98% terhadap Sodium

Carbonate (Na2CO3). Keluaran dari reaktor berupa aquos solution dan gas

karbondioksida, aquos solution akan diproses ke proses selanjutnya dan gas

karbondioksida akan dijual. Keluaran reaktor selanjutnya dialirkan ke dalam

kristallizer pada suhu 35oC.

3. Tahap Pemurnian Produk.

Pada tahapan pemurnian produk keluaran kristalizer berupa slurry yang

mengandung padatan dialirkan ke Centrifuge untuk dipisahkan antara padatan

berupa sodium sulfite dan filtrat berupa mother liquor. Filtrat yang merupakan

mother liquor dikembalikan ke Dissolving tank dan sodium sulfite akan

dilanjutkan ke proses pengemasan produk.

4. Tahap Pengemasan Produk

Produk hasil tahap pemurnian kemudian dikirim ke dalam wharehouse dan

dikemas dengan menggunakan kemasan 25 kg/pack.

Page 40: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

20

III. SPESIFIKASI BAHAN BAKU DAN PRODUK

4.1 Bahan Baku

Bahan baku yang digunakan adalah sebagai berikut :

1. Sulfur

Rumus Kimia : S

Kemurnian : 99,90%

Fase : Padat

Massa Molar : 32,0624 g/mol

Kenampakan : Bubuk berwarna kuning dan berbau

Densitas : 32 g/ml

Titik Lebur : 120 oC

Titik Didih : 444,6 oC

Heat of Fusion : 38,35 kJ/kg

2. Air

Rumus Kimia : H2O

Fase : Cair

Massa Molar : 18,015 kg/kgmol

Densitas : 1000 kg/m3

Page 41: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

21

Kenampakan : Cairan tak berwarna

Titik didih normal : 100oC

Titik beku normal : 0oC

Temperatur kritis normal : 374,13oC

Tekanan kritis normal : 220,55 bar

Densitas pada 25oC : 999,97 kg/m3

Panas Pembentukan (ΔHfo) : -285,850 kJ/kgmol

ΔGfo : -237,140 kJ/mol

3. Sodium carbonate

Rumus Kimia : Na2CO3

Kemurnian : 99,4%

Fase : Padat

Massa Molar : 105,99 g/mol

Kenampakan : Bubuk berwarna putih

Densitas : 2533 Kg/m3

Titik Lebur : 851oC

Titik Didih : 1600oC

Panas Pelarutan : 5,57 kkal/mol

4. Sulfur Dioksida

Rumus Kimia : SO2

Fase : Gas pada suhu kamar (20-25oC)

Massa Molar : 64,063 g/mol

Kenampakan : Gas tidak berwarna, berbau, dan beracun.

Densitas : 1,39 g/cm3

Page 42: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

22

Titik Lebur : -75,5oC

Titil Didih : -10oC

Panas Peleburan (∆H) : 1.769 Kal/mol

Panas Pembentukan (∆Hf) : -70,94 Kkal/mol pada 25oC

4.2 Produk

Produk utama yang dihasilkan adalah sebagai berikut :

1. Sodium Sufite

Rumus Kimia : Na2SO3

Fase : Padat

Kemurnian : 98%

Massa Molar : 126,04 g/mol

Kenampakan : Padatan serbuk kristalin berwarna putih

kecoklatan

Densitas : 2,63 g/cm3

Titik Lebur : 252oC

Titil Didih : 101oC

Panas Pembentukan (∆Hf) : -261,2 Kkal/mol pada 25oC

Sedangkan produk samping yang dihasilkan adalah :

1. Karbon Dioksida

Rumus Kimia : CO2

Fase : Gas pada suhu kamar (20-25oC)

Massa Molar : 44,01 g/mol

Kenampakan : Gas tak berwarna

Page 43: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

23

Densitas : 1.842 kg/m3

Titik Lebur : -78,5 oC

Titil Didih : -78,5 oC

Panas Pembentukan (∆Hf) : -394 kj/mol pada 25oC

2. Asam Sulfat

Rumus Kimia : H2SO4

Fase : Cair

Massa Molar : 98,075 g/mol

Kenampakan : Cairan Bening

Densitas : 1,84 g/cm3

Titik Didih : 270oC

Titik Leleh : -35oC

Page 44: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

124

X. SIMPULAN DAN SARAN

10.1. Simpulan

Berdasarkan hasil analisis ekonomi yang telah dilakukan terhadap

Prarancangan Pabrik Sodium sulfite dengan kapasitas 23.000 ton/tahun dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Percent Return on Investment (ROI) sebelum pajak 42,22% dan sesudah

pajak sebesar 33,77%.

2. Pay Out Time (POT) sesudah pajak 2,455 tahun.

3. Break Even Point (BEP) sebesar 41,87% dan Shut Down Point (SDP)

sebesar 20,57 %, yakni batasan kapasitas produksi sehingga pabrik harus

berhenti berproduksi karena merugi.

4. Interest Rate of Return (IRR) sebesar 34,54%, lebih besar dari suku

bunga bank saat ini, sehingga investor akan lebih memilih untuk

menanamkan modalnya ke pabrik ini daripada ke bank.

Page 45: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

125

10.2. Saran

Berdasarkan pertimbangan hasil analisis ekonomi di atas, maka dapat

diambil kesimpulan bahwa Prarancangan Pabrik Sodium sulfite dengan

kapasitas 23.000 ton/tahun sebaiknya dikaji lebih lanjut dari segi proses

maupun ekonominya.

Page 46: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

DAFTAR PUSTAKA

Anonimous. 2015. Dipetik Januari 2015, dari www.alibaba.com.

Anonimous. 2015. Dipetik 2015, dari bps.go.id.

Anonimous. 2016,. Dipetik Agustus Selasa, 2016, dari www.bi.go.id.

Anonimous. 2016. Dipetik September 2016, dari Google Maps.

Anonimous.2015.

http://regionalinvestment.bkpm.go.id/newsipid/ekonomiumrd.php?ia=15&is

=45. Dipetik Februari Selasa, 2015, dari

http://regionalinvestment.bkpm.go.id

Anonimous. 2015. http://www.esdm.go.id/berita/39-listrik/5040-plbg-talang-

duku-dan-pltmg-sei-gelam-beroperasi-listrik-di-sumbagsel-kian-

tangguh.html. Dipetik Februari Selasa, 2016, dari www.esdm.go.id

Anonimous. 2015. http://www.jambi.bpk.go.id/?page_id=733. Dipetik Februari

Selasa, 2016, dari www.jambi.bpk.go.id

Anonimous. 2015. http://www.neraca.co.id/article/50125/fiki-targetkan-

pertumbuhan-industri-kimia-64-sepanjang-2015. Dipetik Februari Selasa,

2016, dari www.neraca.co.id

Bachus, L., & A, C. 2003. Know and Understand Centrifugal Pumps. Oxford :

UK: Bachus Company, Inc.

Banchero, J. T., & Walter, L. B. 1955. Introduction to Chemical Engineering.

New York: McGraw-Hill.

Page 47: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

Brown, G. G. 1950. Unit Operation 6th Edition. New Jersey: Willey & Sons, Inc.

Publisher.

Brownell, L. E., & Young, E. H. 1969. Process Equipment Design 1st Edition.

New York: John Willey & Sons, Inc.

Cabe, M. 1985. Unit Operation of Chemical Engineering 4th Edition Vol. 2. New

York: McGraw-Hill.

Corporation, M. 2014. Sparging/Gas Liquid Contacting : Design Guide & Part

Selection. Farmington.

Fogler, H. S. 1999. Element of Chemical Reaction Engineering 4th Edition. New

Jersey: Prentice Hall Professional Technical Reference.

Geankoplis, C. J. 1993. Transport Processes and Unit Operations 3rd Edition.

New Jersey: Prentice-Hall, Inc.

H, J. J., & Netzer, D. 1993. Paten No. 3,907,979. United States.

Hartono. 2013, September Jumat. http://www.kemenperin.go.id/artikel/7321/PT-

Asahimas-Chemical-Berinvestasi-untuk-Tingkatkan-Kapasitas-Produksi.

Dipetik Februari Selasa, 2016, dari www.kemenperin.go.id.

Himmelblau, D. M., & Riggs, J. B. 1996. Basic Principle and Calculation in

Chemical Engineering. Ney Jersey: Prentice Hall International Series.

Hoffman, R. J., Bean, S. L., Seeling, P., & Swaine, J. W. 1977. Paten No.

4,003,985. United States.

Holman, J. P. 2002. Heat Transfer 9th Edition. New York: McGraw-Hill.

Hougen, O. A. 1960. Chemical Process Principles. New York: Jhon Wiley &

Sons, Inc.

Page 48: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

Jones, A. 2002. Crystallization Process System 1st Edition. Butterworth-

Heinemann.

Joshi, M. V., & Mahajani, V. V. 2000. Process Equipment Design 3rd Editon.

Macmillan India Limited.

Keener, T. C., & Khang, S. J. 1993. Kinetics of Sodium Bicarbonate-Sulfur

Dioxide Reaction. Chemicals Engineering Science , 0009-2509.

Kern, D. Q. 1965. Process Heat Transfer. Tokyo: McGraw-Hill International

Book Company.

Kestin, J. K., & Correia, R. J. 1981. Tables of Dynamic and Kinematic Viscosity

of Aqueous. Brown University: RI : 02912.

King, M. J., Davenport, W. G., & Moats, M. S. 2013. Sulfuric Acid Manufacture

Analysis, Control, and Optimization. San Diego: Elsevier.

Levenspiel, O. 1999. Chemical Reaction Engineering 3rd Edition. New York:

Jhon Wiley & Sons.

McKetta, J. J., & A, C. W. 1978. Encyclopedia of Chemical Processing and

Design Vol. 1. New York: Marcel Decker Inc.

Mullin, J. W. 2001. Crystallization 4th Edition. London: Reed Educational and

Professional Publishing Ltd.

Nostrand, V. 2005. Van Nostrand's Encyclopedia of Chemistry 5th Edition. New

Jersey: A. Jhon Willey & Sons, Inc., Publication.

Perry, R. H. 1997. Perry's Chemical Engineering' Handbook 7th. New York:

McGraw-Hill.

Peters, M. S., & Timmerhaus, K. D. 1991. Plant Design and Economics For

Chemical Engineers 4th Edition. Colorado: McGraw-Hill.

Page 49: PRA-RANCANGAN PABRIK SODIUM SULFITE DARI …digilib.unila.ac.id/24427/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · pra-rancangan pabrik sodium sulfite dari sodium carbonate dan sulfur dioxide

Petrashko, C. 2012. http://periodic-table-of-elements.org/SOLUBILITY. Dipetik

June Monday, 2016, dari http://periodic-table-of-elements.org.

Rase, H. F., & R., H. J. 1977. Chemical Reactor Design for Process Plant, Vol. 1

: Principles and Techniques. New York: Jhon Wiley & Sons, Inc.

Rousseau, R. W. 1987. Handbook of Separation Process Technology. New York:

Jhon Wiley & Sons, Inc.

Sinnott, R. K. 2005. Chemical Engineering Design 4th Edition Volume 6.

Swensea: Elsevier Butterworth-Heinemenn.

Smith, J. M., Van Ness, H. C., & Abbott, M. M. 2001. Chemical Engineering

Thermodynamics 6th Edition. New York: McGraw-Hill Companies, Inc.

Terzlev, G. N., & Syracuse, N. Y. 1953. Paten No. 2,705,187. New York.

Treybal, R. E. 1980. Mass-Transfer Operations. New York: McGraw-Hill Book

Company.

Ulrich, G. D. 1984. A Guide To Chemical Engineering Process Design and

Economics. New York: Jhon Willey & Sons, Inc.

Walas, S. M. 1990. Chemical Process Equipment Selection and Design. Kansas:

Buterworth-Heinemann.

Yaws, C. Y. 1996. Handbook of Thermodynamic Diagrams Vol. 4. Houston,

Texas: Guf Publishing Company.


Top Related