jurusan teknik kimia fakultas teknik universitas …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

Prarancangan Pabrik Sodium Bicarbonat dari Sodium Carbomat dan CO2 Kapasitas 100.000 ton/tahun

Jurusan Teknik Kimia UNS

1

TUGAS AKHIR

PRARANCANGAN PABRIK SODIUM BICARBONAT DARI

SODIUM CARBONAT DAN CO2

KAPASITAS 100.000 TON/TAHUN

Oleh:

Hari Asriyanto I1505011

JURUSAN TEKNIK KIMIAFAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARETSURAKARTA

2012


commit to user



2

KATA PENGANTAR

Segala puji hanya bagi Tuhan Yang Maha Esa, hanya karena rahmat dan

hidayah-Nya, penulis akhirnya dapat menyelesaikan penyusunan laporan tugas

akhir dengan judul “Prarancangan Pabrik Sodium Bicarbonat dari Sodium

Carbonat dan CO2 Kapasitas 100.000 ton / tahun”.

Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis memperoleh banyak bantuan

baik berupa dukungan moral maupun spiritual dari berbagai pihak. Oleh karena

itu penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Dr. Sunu H. Pranolo, selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia FT UNS.

2. Ir. Muljadi., M.Si dan Ir. Arif Jumari., M.Sc., selaku Dosen Pembimbing

atas bimbing dan bantuannya dalam penulisan tugas akhir.

3. Wusana Agung W, S.T., M.T dan Dr. Sunu H. Pranolo, selaku penguji.

4. Endang Kwartiningsih, S.T., M.T., selaku Pembimbing Akademis.

5. Segenap Civitas Akademika, atas segala bantuannya.

Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari

sempurna. Oleh karena itu penulis membuka diri terhadap segala saran dan kritik

yang membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis

dan pembaca sekalian.

Surakarta, Juli 2012

Penyusun


commit to user



3

DAFTAR ISI

Halaman Judul………………………………………………………………… i

Lembar Pengesahan…………………………………………………………… ii

Kata Pengantar………………………………………………………………… iii

Daftar Isi………………………………………………………………………. iv

Daftar Tabel…………………………………………………………………… ix

Daftar Gambar…………………………………………………………………. xi

Intisari…………………………………………………………………………. xii

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik………………………………. 1

1.2. Kapasitas Perancangan………………………………………… 2

1.3. Penentuan Lokasi Pabrik………………………………………. 4

1.3.1 Faktor Primer…………………………………………. 4

1.3.2 Faktor Sekunder……………………………………… 6

1.4. Tinjauan Pustaka………………………………………………. 9

1.4.1. Macam – macam Proses Pembuatan Sodium

Bicarbonat……………………………………………... 9

1.4.2 Kegunaan Produk…………………………………...... 11

1.4.3 Sifat – sifat Fisis dan Kimia………………………….. 11

1.4.3.1 Sifat-sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku…… 11

1.4.3.2 Sifat-sifat Fisis dan Kimia Bahan Pembantu 12

1.4.3.4 Sifat-sifat Fisis dan Kimia Produk………… 14


commit to user



4

1.4.4 Tinjauan Proses…………………………………….. 15

BAB II DISKRIPSI PROSES

2.1. Spesifikasi Bahan dan Produk…………………………………. 16

2.1.1. Spesifikasi Bahan Baku………………………………. 16

2.1.2. Spesifikasi Bahan Pembantu…………………………. 16

2.1.3. Spesifikasi Produk……………………………………. 17

2.2. Konsep Proses…………………………………………………. 17

2.2.1. Dasar Reaksi…………………………………………. 17

2.2.2. Mekanisme Reaksi…………………………………… 18

2.2.3. Kondisi Operasi………………………………………. 19

2.2.4. Tinjauan Termodinamika…………………………….. 19

2.2.5. Tinjuan Kinetika……………………………………… 21

2.3. Diagram Alir Proses dan Langkah Proses…............................... 22

2.3.1. Diagram Alir Kualitatif………....................................

22

2.3.2. Diagram Alir Kuantitatif............................................... 22

2.3.3. Diagram Alir Proses.......…………………………….. 22

2.3.4. Langkah Proses................…………………………… 26

2.3.4.1 Tahap Penyiapan Bahan Baku……............. 26

2.3.4.2. Tahap Reaksi.......................................…… 26

2.3.4.3. Tahap Pemurnian Produk....................…… 27

2.4. Neraca Massa Dan Panas........................................................... 28

2.4.1. Neraca Massa………................................................... 28


commit to user



5

2.4.2. Neraca Panas................................................................ 33

2.5 Lay Out Pabrik Dan Peralatan.................................................... 39

2.5.1. Lay Out Pabrik................................................................. 39

2.5.2. Lay Out Peralatan............................................................. 42

BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES

BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

4.1. Unit Pendukung Proses………………………………………... 62

4.1.1. Unit Pengadaan Air…………………………………... 63

4.1.1.1 Air Pendingin……………………………… 63

4.1.1.2 Air Umpan Boiler…………………………. 64

4.1.1.3 Air Konsumsi Umum dan Sanitasi………... 65

4.1.1.4 Pengolahan Air…………………………… 65

4.1.1.6 Kebutuhan Air……………………………. 68

4.1.2. Unit Pengadaan Steam……………………………….. 70

4.1.3. Unit Pengadaan Udara Tekan………………………… 70

4.1.4. Unit Pengadaan Listrik……………………………….. 71

4.1.5. Unit Pengadaan Bahan Bakar………………………… 75

4.1.6. Unit Pengolahan Limbah……………………………... 76

4.2. Laboratorium………………………………………………….. 77

4.2.1. Laboratorium Fisik……………………………………. 79

4.2.2. Laboratorium Analitik……………………………….. . 79

4.2.3. Laboratorium Penelitian danPengembangan………….. 79

4.2.4. Prosedur Analisa Bahan Baku…………………………. 80


commit to user



6

4.2.4.1 Densitas……………………………………. 80

4.2.5. Prosedur Analisa Produk………………………………. 80

4.2.5.1 Infra red Spectrofotometer........................... 80

4.2.6. Analisa Air…………………………………………….. 80

BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN

5.1. Bentuk Perusahaan…………………………………………….. 82

5.2. Struktur Organisasi…………………………………………..... 84

5.3. Tugas dan Wewenang…………………………………………. 86

5.3.1. Pemegang Saham……………………………………… 86

5.3.2. Dewan Komisaris……………………………………… 87

5.3.3. Dewan Direksi…………………………………………. 88

5.3.4. Staf Ahli……………………………………………….. 89

5.3.5. Kepala Bagian…………………………………………. 90

5.4. Pembagian Jam Kerja Karyawan……………………………… 98

5.4.1. Karyawan non shift / harian…………………………… 98

5.4.2. Karyawan Shift / Ploog………………………………... 98

5.5. Status Karyawan dan Sistem Upah……………………………. 101

5.6. Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan, dan Gaji………….. 101

5.6.1. Penggolongan Jabatan…………………………………. 101

5.6.2. Jumlah Karyawan dan Gaji……………………………. 102

5.7. Kesejahteraan Sosial Karyawan……………………………….. 104

5.8. Manajemen Perusahaan………………………………………... 106

5.8.1. Perencanaan Produksi…………………………………. 107


commit to user



7

5.8.2. Pengendalian Produksi………………………………… 108

BAB VI ANALISA EKONOMI

6.1. Penaksiran HargaPeralatan……………………………………. 110

6.2. Dasar Perhitungan……………………………………………... 112

6.3. Penentuan Total Capital Investment (TCI)…………………… 112

6.4. Hasil Perhitungan……………………………………………… 114

6.4.1. Fixed Capital Invesment(FCI)………………………… 114

6.4.2. Working Capital Investment (WCI)…………………… 115

6.4.3. Total Capital Investment (TCI)………………………... 115

6.4.4. Direct Manufacturing Cost (DMC)…………………… 115

6.4.5. Indirect Manufacturing Cost (IMC)…………………... 116

6.4.6. Fixed Manufacturing Cost (FMC)…………………….. 116

6.4.7. Total Manufacturing Cost (TMC)……………………... 116

6.4.8. General Expense (GE)………………………………… 117

6.4.9. Total Production Cost (TPC)………………………….. 117

6.4.10. Analisa Kelayakan…………………………………….. 117

Daftar Pustaka………………………………………………………………… xiv

Lampiran


commit to user



8

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Data Kapasitas Produksi Sodium Bicarbonat Dunia....................... 2

Tabel 1.2 Data Import Sodium Bicarbonat Di Indonesia................................ 3

Tabel 2.1 Neraca Massa di Mixer 1 (M-01).................................................... 28

Tabel 2.2 Neraca Massa di Reaktor (R)......................................................... 28

Tabel 2.3 Neraca Massa di Rotary Drum Vacuum Filter (RDVF)................. 29

Tabel 2.4 Neraca Massa di Rotary Dryer (RD-01).......................................... 29

Tabel 2.5 Neraca Massa di Cyclone (C01)..................................................... 30

Tabel 2.6 Neraca Massa di Bucket Elevator (BE-02).................................... 30

Tabel 2.7 Neraca Massa di Total........................................................... 31

Tabel 2.8 Neraca Panas di Mixer (M-01)........................................................ 33

Tabel 2.9 Neraca Panas di Exspansion Valve (Exp-01)................................. 33

Tabel 2.10 Neraca Panas di HE-01......................................................... 34

Tabel 2.11 Neraca Panas di Reaktor (R-01)............................................ 34

Tabel 2.12 Neraca Panas di Rotary Drum Vacuum Filter (RDVF)................. 35

Tabel 2.13 Neraca Panas di HE-02.................................................... 35

Tabel 2.14 Neraca Panas di Rotary Dryer (RD-01)........................................... 35

Tabel 2.15 Neraca Panas di Cyclone (C-01)............................................... 36

Tabel 2.16 Neraca Panas di Bucket Elevator (BE-02)...................................... 36

Tabel 2.17 Neraca Panas Total............................................................... 37

Tabel 4.1 Kebutuhan Air Pendingin dan Air Pemadam.................................. 68

Tabel 4.2 Kebutuhan Air untuk Steam............................................................ 69


commit to user



9

Tabel 4.3 Kebutuhan Air Konsumsi Umum danSanitasi................................ 69

Tabel 4.4 Kebutuhan listrik untuk keperluan proses danutilitas..................... 72

Tabel 4.5 Jumlah lumen berdasarkan luas bangunan...................................... 73

Tabel 4.6 Total KebutuhanListrik................................................................... 74

Tabel 5.1 Perincian Jumlah Karyawan Proses................................................. 91

Tabel 5.2 Perincian Jumlah Karyawan Utilitas............................................... 92

Tabel 5.3 Jadwal Pembagian Kelompok Shift................................................. 99

Tabel 5.4 Jumlah Karyawan Menurut Jabatan................................................ 102

Tabel 5.5 Perincian Golongan dan Gaji Karyawan......................................... 104

Tabel 6.1 Indeks Harga Alat............................................................................ 111

Tabel 6.2 Fixed Capital Invesment.................................................................. 114

Tabel 6.3 Working Capital Investment............................................................ 115

Tabel 6.4 Direct Manufacturing Cost.............................................................. 115

Tabel 6.5 Indirect Manufacturing Cost........................................................... 116

Tabel 6.6 Fixed Manufacturing Cost............................................................... 116

Tabel 6.7 General Expense.............................................................................. 117

Tabel 6.8 Analisa Kelayakan........................................................................... 117


commit to user



10

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Grafik Impor Sodium Bicarbonat di Indonesia…............... . 3 4

Gambar 1.2 Peta Kota Cilegon…………………………………………….. 8

Gambar 1.3 Peta Lahan Pendirian Sodium Bicarbonat…………………... 8

Gambar 2.1 Skema Mekanisme Reaksi.................................…………. 19

Gambar 2.2 Diagram Alir Kualitatif……………………………………... 23

Gambar 2.3 Diagram Alir Kuantitatif.................................................. 24

Gambar 2.4 Diagram Alir Proses………………………………………...... 25

Gambar 2.5 Diagram Arus Neraca Massa Pabrik Sodium Bicarbonat........ 32

Gambar 2.6 Diagram Arus Neraca Panas Pabrik Sodium Bicarbonat....... 38

Gambar 2.7 Tata LetakPabrik……………………………………………... 41

Gambar 2.8 Tata Letak Peralatan Proses…………………………………... 43

Gambar 4.1 Skema Pengolahan Air KTI………………………………… 68

Gambar 5.1 Struktur Organisasi Pabrik Sodium Bicarbonat...................... 87

Gambar 6.1 Chemical Engineering Cost Index……………………………. 111

Gambar 6.2 Grafik Analisa Kelayakan Pabrik…………………………….. 118


commit to user



11

INTISARI

Hari Asriyanto, 2012, Prarancangan Pabrik Sodium Bicarbonat dari Sodium Carbonat dan CO2 dengan Kapasitas 100.000 ton/tahun.

Sodium Bicarbonat merupakan bahan bahan kimia berbentuk serbuk putih danmempunyai peranan penting di berbagai industri khususnya industri makanan. Manfaat lain dari sodium bicarbonat digunakan dalam industri kosmetik, farmasi, produk pencuci, dan masih banyak manfaat lainnya. Untuk memenuhi kebutuhan di dalamnegeri, maka dirancang pabrik sodium bicarbonat dengan kapasitas 100.000 ton/tahun.Hal ini di dasarkan atas kebutuhan sodium bicarbonat yang terus meningkat setiap tahunnya. Kebutuhan bahan baku pabrik sodium bicarbonat pada kapasitas tersebut adalah sodium carbonate sebesar 63080,58 ton/tahun, H2O sebesar 15858,68 ton/tahun dan CO2 sebesar 30436,97 ton/tahun.

Pabrik ini direncanakan berdiri di kawasan industri Cilegon, Banten, pada tahun 2014. Pabrik dibangun di atas tanah dengan luas 10.000 m2. Pemilihan lokasi tersebut didasarkan pertimbangan penyediaan bahan baku, pemasaran, transportasi, tenaga kerja, dan ketersediaan sarana-sarana pendukung lain. Pabrik beroperasi selama 24 jam per hari, dan 330 hari per tahun dengan waktu shut down satu bulan.

Sodium bicarbonat dibuat dari sodium carbonat dan CO2 pada suhu 40ºC dan tekanan 3 atm dalam reaktor gelembung dengan kondisi isothermal non adiabatik. Bahan baku yang dibutuhkan adalah sodium carbonat 99,8 %. Bahan penunjang prosesnya antara lain CO2 100%, dan air sebagai pelarut. Konversi untuk reaksi ini 98% dengan yield 98%. Reaksi pembentukan sodium carbonat berlangsung secara eksotermis sehingga diperlukan pendingin. Tahap proses meliputi tahap penyiapan bahan baku, tahap reaksi pembentukan sodium bicarbonat, dan tahap pemurnian produk. Pemurnian produk dilakukan dengan proses filterisasi, dan pengeringan. Produk yang dihasilkan adalah sodium bicarbonat dengan kemurnian 99,9% dan impuritas berupa air.

Unit pendukung proses pabrik meliputi unit recovery, unit pengadaan air pendingin sebanyak 93.991,038 ton/jam, unit pengadaan air sebanyak 121.675,835 kg/jam, steam sebanyak 2.027,110 kg/jam, udara tekan sebanyak 100 m3/jam, tenaga listrik sebesar 228,2 kW, dan bahan bakar berupa batu bara sebanyak 204,682 kg/jam dan solar sebanyak 22,471 L/jam. Pabrik juga didukung laboratorium yang mengontrol mutu bahan baku, produk, air, serta pengolahan limbah.

Bentuk perusahaan yang dipilih adalah Perseroan Terbatas (PT), dengan struktur organisasi line and staff. Sistem kerja karyawan berdasarkan pembagian jam kerja yang terdiri dari karyawan shift dan non-shift. Jumlah kebutuhan tenaga kerja sebanyak 179orang.

Dari hasil analisis ekonomi diperoleh ROI (Return of Investment) sebelum dan sesudah pajak sebesar 41,42% dan 31,06%, POT (Pay Out Time) sebelum dan sesudah pajak selama 1,79 tahun dan 2,19 tahun, BEP (Break Even Point) 46,13%, dan SDP (Shut Down Point) 18,45%. Sedangkan DCF (Discounted Cash Flow) sebesar 30,18 %. Berdasarkan hasil evaluasi diatas, maka pabrik sodium bicarbonat dari sodium carbonatdan CO2 dengan kapasitas 100.000 ton/tahun dinilai layak didirikan karena memenuhi standar persyaratan pendirian suatu pabrik.


commit to user



12

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi disertai dengan kemajuan

sektor industri telah menuntut semua negara ke arah industrialisasi. Indonesia

sebagai negara berkembang banyak melakukan pembangunan di segala bidang.

Sampai saat ini pembangunan sektor industri mengalami peningkatan, salah

satunya adalah pembangunan sektor industri kimia. Namun ketergantungan impor

luar negeri masih lebih besar dibandingkan ekspornya. Indonesia masih banyak

mengimpor bahan baku atau produk industri kimia dari luar negeri. Sebagai

contoh, Sodium Bicarbonat yang menempati peranan penting dalam industri hulu

maupun hilir.

Ketergantungan impor telah menyebabkan devisa negara berkurang,

sehingga diperlukan suatu usaha penanggulangan. Salah satu upaya adalah

mendirikan pabrik untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. Dengan pendirian

pabrik diharapkan dapat membuka kesempatan untuk alih teknologi, membuka

lapangan kerja baru, menghemat devisa negara dan membuka peluang berdirinya

pabrik lain yang menggunakan produk dari pabrik tersebut.

Sodium Bicarbonat, juga dikenal sebagai Baking soda, adalah senyawa

kimia dengan rumus kimia NaHCO3. Sodium Bicarbonat merupakan bahan kimia

yang berbentuk serbuk putih yang banyak digunakan dalam industri makanan,


commit to user



13

farmasi, pemadam kebakaran dan bermacam-macam industri yang lain seperti

kosmetika, karet, plastik, produk pencuci maupun dalam proses texstil.

1.2 Kapasitas Perancangan

Dalam penentuan kapasitas perancangan pabrik Sodium Bicarbonat

diperlukan beberapa pertimbangan yaitu kebutuhan produk dan ketersediaan

bahan baku.

1.2.1 Kapasitas Pabrik Sodium Bicarbonat di Dunia

Untuk memproduksi Sodium Bicarbonat harus diperhitungkan juga

kapasitas produksi yang menguntungkan. Kapasitas produksi secara

komersial yang telah ada terlihat pada tabel berikut:

Tabel 1.1 Kapasitas Produksi Sodium Bicarbonat di Luar Negeri

No. Pabrik Negara Kapasitas (ton/tahun)

1 Solvay Chemical. Inc Amerika Serikat 125.000

2 Natural Soda Amerika Serikat 125.000

3 Penrice Soda Pruduct PT. Ltd Australia 500.000

4 Sinochen Nanjing Cina 200.000

5 Tianjin Soda Cina 50.000

1.2.2 Kebutuhan Sodium Bicarbonat di Indonesia

Berdasarkan data statistik, kebutuhan Sodium Bicarbonat di

Indonesia mengalami fluktuasi. Kebutuhan jumlah Sodium Bicarbonat

yang diimpor Indonesia dari luar negeri setiap tahun dari tahun 2004

sampai tahun 2009 dapat dilihat pada Tabel 1.2 dan pada Gambar 1.1


commit to user



14

Tabel 1.2 Data Impor Sodium Bicarbonat di Indonesia

Tahun Jumlah Sodium Bicarbonat (kg)

2004 45.016.004

2005 40.446.591

2006 49.347.356

2007 51.029.512

2008 59.499.189

2009 79.721.344

(Sumber : BPS, 2011)

Dari data di atas akan diperoleh grafik sebagai berikut :

Gambar 1.1 Grafik impor Sodium Bicarbonat di Indonesia

Bila dilakukan pendekatan regresi linier, akan diperoleh persamaan :

y = 7.000.000 x + 30.000.000

dengan : y = jumlah impor Sodium Bicarbonat (kg/tahun)

x = tahun ke

Jadi untuk tahun 2014 diperkirakan Indonesia membutuhkan

Sodium Bicarbonat ± sebesar 107.000.000 kg/tahun.


commit to user



15

1.2.3 Ketersedian Bahan Baku

Untuk menjamin kelangsungan pabrik Sodium Bicarbonat, maka

penyediaan bahan baku harus benar – benar dipikirkan. Bahan baku

pembuatan Sodium Bicarbonat yaitu Sodium Carbonat yang dapat

diperoleh dari PT. Sinochem Nanjing, Cina, yang mempunyai kapasitas

produksi 300.000 ton/tahun dengan harga U$. 0,15 /kg. Dalam proses ini

Sodium Carbonat yang dibutuhkan sekitar 63.207 ton/tahun. Sedangkan

sumber CO2 diperoleh dari Samator Gas, Cilegon, Banten, dengan harga

U$. 0,6 /kg. CO2 yang dibutuhkan dalam proses ini sekitar 31.436,972

ton/tahun.

Dengan data kapasitas tersebut di atas maka ditetapkan kapasitas

pabrik Sodium Bicarbonat sebesar 100.000 ton/tahun, dengan harapan :

1. Dapat memenuhi kebutuhan Sodium Bicarbonat dalam negeri.

2. Dapat merangsang berdirinya industri-industri lainnya yang

menggunakan Sodium Bicarbonat.

1.3 Pemilihan Lokasi Pabrik

Pemilihan lokasi pabrik sangat penting dalam menentukan kelangsungan

hidup suatu pabrik. Pada dasarnya ada 2 faktor yang menentukan dalam pemilihan

lokasi pabrik yaitu:


commit to user



16

1.3.1 Faktor Primer

a. Letak pabrik terhadap bahan baku

Sumber bahan baku merupakan faktor yang paling penting dalam

pemilihan lokasi pabrik terutama pada pabrik yang membutuhkan bahan baku

dalam jumlah besar. Hal ini dapat mengurangi biaya transportasi dan

penyimpanan sehingga perlu diperhatikan harga bahan baku, jarak dari

sumber bahan baku, biaya transportasi, ketersediaan bahan baku yang

berkesinambungan dan penyimpanannya. Apabila bahan baku didapatkan

dengan cara mengimpor maka yang harus diperhatikan adalah jarak pabrik ke

pelabuhan. Bahan baku CO2 diperoleh dari Samator Gas Indonesia yang

berlokasi di Cilegon, sedangkan Sodium Carbonat, didapatkan dengan cara

mengimpornya dari Cina. Kawasan industri Cilegon cukup dekat dengan

pelabuhan sehingga tidak memberatkan biaya operasional.

b. Pemasaran Produk

Dengan pesatnya pembangunan industri di tempat tersebut maka

pasar untuk penjualan produk cukup baik.

c. Sarana Transportasi

Sarana dan prasarana transportasi sangat diperlukan untuk proses

penyediaan bahan baku dan pemasaran produk. Kawasan Industri Cilegon

dekat dengan Pelabuhan Merak yang mempermudah pengiriman produk

maupun penerimaan bahan baku. Selain itu kawasan ini juga dekat dengan

sarana dan prasarana transportasi seperti bandara Soekarno-Hatta dan sarana


commit to user



17

pengangkutan dengan kereta api maupun jalan raya, sehingga memberi

kemudahan dalam operaisional adsministrasi dan pengelolaan manajemen.

d. Tersedianya utilitas (sumber air dan tenaga listrik)

Perlu diperhatikan sarana – sarana pendukung seperti tersedianya air,

listrik dan saran lainnya sehingga proses produksi dapat berjalan dengan baik.

Kawasan industri cilegon merupakan kawasan industri yang terencana

sehingga kebutuhan utilitas seperti tenaga listrik, air dan bahan bakar dapat

diatasi. Kebutuhan air dapat diperoleh dari PT.KTI yang memiliki kapasitas

57.024.000.000 m3/tahun (57.024 ton/tahun). (www.krakatautirta.co.id).

Sedangkan unit pengadaan listrik diambil dari PLN setempat dan generator

sebagai cadangan.

e. Tenaga Kerja

Tersedianya tenaga kerja yang terampil mutlak diperlukan untuk

menjalankan mesin – mesin produksi dan juga bagian pemasaran dan

administrasi. Tenaga kerja dapat direkrut dari daerah Jakarta, Jawa Barat,

Jawa Tengah dan sekitarnya.

1.3.2 Faktor Sekunder

a. Perluasan Area Pabrik

Cilegon memiliki kemungkinan untuk perluasan pabrik karena

mempunyai areal yang cukup luas. Hal ini perlu diperhatikan karena dengan

semakin meningkatnya permintaan produk, akan menuntut adanya perluasan

pabrik.


commit to user



18

b. Karakteristik Lokasi

Menyangkut iklim di daerah tersebut serta kondisi sosial dan sikap

masyarakatnya yang sangat mendukung bagi sebuah kawasan industri

terpadu. Maka dari itu Cilegon bisa digunakan sebagai lokasi pendirian

Pabrik Sodium Bicarbonat.

c. Kebijaksanaan Pemerintah

Sesuai dengan kebijaksanaan pengembangan industri, pemerintah

telah menetapkan daerah Cilegon sebagai kawasan industri yang terbuka

bagi investor asing. Pemerintah sebagai fasilitator telah memberikan

kemudahan-kemudahan dalam perizinan, pajak, dan lain-lain yang

menyangkut teknis pelaksanaan pendirian suatu pabrik.

d. Kemasyarakatan

Dengan masyarakat yang akomodatif terhadap perkembangan industri

dan tersedianya fasilitas umum untuk hidup bermasyarakat, maka lokasi di

Cilegon dirasa tepat untuk didirikan Pabrik Sodium Bicarbonat.


commit to user



19

Gambar 1.1 Peta Kota Cilegon

Gambar 1.2 Peta lahan pendirian pabrik Sodium Bicarbonat

Keterangan : Kawasan dalam lingkaran merah adalah lahan pendirian pabrik


commit to user



20

Dengan memperhatikan faktor-faktor tersebut di atas maka lokasi pabrik

akan didirikan di wilayah KIEC (Krakatau Industri Estate Cilegon) lokasi di

Cilegon, Banten dengan luas -/+ 2,5 Ha.

1.4 Tinjauan Pustaka

1.4.1 Macam-macam Proses

Dalam pembuatan Sodium Bicarbonat didasarkan beberapa proses

penting, antara lain

1.4.1.1 Proses Amonium-Soda

Proses Amonium-Soda sering juga disebut proses Solvey.

Merupakan salah satu metode dalam pembuatan industri alkali Sodium

Carbonat dan Sodium Bicarbonat. Dalam proses ini Sodium Carbonat

ataupun Sodium Bicarbonat akan dihasilkan dari mereaksikan amonia,

karbon dioksida dengan air. Proses Solvey merupakan proses yang

paling tua dan bahkan masih digunakan dalam pembuatan Sodium

Carbonat dan Sodium Bicarbonat. Dalam proses ini, air laut atau air

garam disemprotkan dari atas menara, sedangkan amonia dan karbon

dioksida dialirkan melalui bawah menara. Menara yang biasa dipake

adalah menara perforated plates dan rotaring blades. Selama reaksi

berlangsung, produk yang dihasilkan yaitu Sodium Bicarbonat akan

mengalir ke arah samping menara, rotaring scrubber atau blades

bergerak kearah samping menara dan membawanya dengan screw

conveyor.

Reaksinya :

NH3(g) + H2O + CO2(g) NH4HCO3(aq)

NaCl(aq) + NH4HCO3(aq) NaHCO3(s) + NH4Cl(aq)


commit to user



21

Dalam proses ini dihasilkan hasil samping berupa amonium chlorida.

Dan amonium chlorida ini dimurnikan dengan cara sublimasi. Sodium

Bicarbonat ini apabila diberi perlakuan pemanasan 2000C maka akan

terbentuk menjadi Sodium Carbonat, air, dan karbon dioksida.

2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O + CO2

(http://farisarizki.blogspot.com/2010/11)

1.4.1.2 Proses Sodium Bicarbonat Murni

Proses ini merupakan proses pembuatan Sodium Bicarbonat yang

terbuat dari larutan Sodium Carbonat jenuh yang direaksikan dengan

gas carbon dioksida secara berlawanan arah di dalam suatu reaktor

pada suhu 400C. Suspensi Sodium Bicarbonat yang terbentuk

kemudian akan dikeluarkan dari dasar menara. Disaring suatu filter

daun putar. Ampas saringan akan dikeringkan di rotary dryer. Sodium

Bicarbonat yang dibuat dengan cara ini mempunyai kemurnian 99,9%.

Reaksi :

Na2CO3(s) + H2O + CO2(g) 2 NaHCO3 (Shreve, hal 230,

1956)

Proses ini tidak menghasilkan hasil samping, dan hampir tidak ada

limbah yang dihasilkan. Sedangkan proses ini dikenal sebagai

teknologi ramah lingkungan.

Dengan membandingkan kedua proses pembuatan Sodium Bicarbonat

yang telah diuraikan diatas, maka dalam perancangan ini dipilih proses

Sodium Bicarbonat murni. Pemilihan ini didasarkan atas beberapa

kelebihan yang dimiliki proses ini dibandingkan dengan proses yang

lain yaitu :

1. Produk yang dihasilkan mempunyai konversi yang tinggi.

2. Tidak menghasilkan hasil samping dan sedikit menghasilkan

limbah.


commit to user



22

1.4.2. Kegunaan Produk

Sodium Bicarbonat atau baking soda sangat banyak dipakai dalam

industri makanan, pada pembuatan karet, dalam produk farmasi sebagai

anti asam dalam natrium api, untuk pengurasan asap cerobang dan

berbagai pemakaian kecil yang sangat beragam.

1.4.3. Sifat Fisis dan Kimia

1.4.3.1. Bahan Baku

1. Sodium Carbonat

Sifat Fisis (Kirk and othmer. 1979) :

Rumus Molekul : Na2CO3

Wujud : Serbuk

Berat Molekul : 106 g/gmol

Titik Didih (1 atm) : 851 º C

Kelarutan : 32,3 g/100g air pada 400C

Densitas : 2,533 g/cm3 pada 300C

Sifat Kimia (Perry. RH, 1999) :

Bereaksi dengan SiO2 menghasilkan Na2O

Na2CO3 + SiO2 Na2O + SiO2 + CO2

Bereaksi dengan Ca(OH)2 menghasilkan NaOH

Na2CO3 + Ca(OH)2 2 NaOH + CaCO3

Bereaksi dengan CaCl2 menjadi CaCO3

Na2CO3 + CaCl2 CaCO3 + 2 NaCl


commit to user



23

2. CO2

Sifat Fisis (www.wikipedia.com/2010) :

Rumus Kimia : CO2


Titik Lebur : -570C

Titik Didih : -780C

Kemurnian : 100%

Sifat Kimia (www.wikipedia.com/2010) :

Carbon Dioksida sangat stabil pada suhu biasa. Jika

dipanaskan sampai diatas 17000C reaksi berjalan ke kanan

(1,5% pada 22270C).

2 CO2 CO + O2

Carbon Dioksida dapat direduksi dengan H2.

CO2 + H2 CO + H2O

Carbon Dioksida dapat bereaksi dengan amonium membentuk

amonium carbonat.

CO2 + 2 NH3 NH2COONH4

1.4.3.2. Bahan Pembantu

3. Air

Sifat Fisis (Perry, RH, 2008) :

Rumus molekul : H2O

Berat molekul : 18 g/gmol

Titik didih (1 atm) : 100 °C

Titik lebur : 0 °C


commit to user



24

Tekanan kritis : 218 atm

Temperatur kritis : 374,2 °C

Panas difusi : 1,43 kkal/gmol

Panas penguapan : 9,71 kkal/gmol

Panas pembentukan : -68,31 kkal/gmol

Indeks bias : 1,333

Densitas : 0,9982 g/cm3

Viskositas (cp) : 0,6985

Sifat Kimia (Pudjaatmaka, 1984) :

Merupakan senyawa kovalen polar.

Merupakan elektrolit lemah dan mampu menghantarkan

listrik karena terionisasi.

H2O H+ + OH-

Bersifat netral.

Dapat menguraikan garam menjadi asam dan basa.

Pelarut yang baik.

Bereaksi dengan oksida logam membentuk hidroksida yang

bersifat basa dan apabila bereaksi dengan oksida non logam

membentuk asam.


commit to user



25

1.4.3.3. Produk

1. Sodium Bicarbonat

Sifat Fisis (www.wikipedia.com/2010) :

Rumus Molekul : NaHCO3

Berat Molekul : 84,007 g/gmol

Titik Lebur : 2700C

Densitas : 2,173 g/cm3 pada 300C

Kelarutan : 12,7 g/100 g air pada suhu 400C

Penampakkan : serbuk putih

Kemurnian : 99,9%

Sifat-sifat Kimia (www.wikipedia.com/2010) :

Bereaksi dengan asam akan menghasilkan Natrium dan Gas

NaHCO3 + H+ Na+ + H2O + CO2


commit to user



26

1.4.4. Tinjauan Proses Secara Umum

Menurut Sherve 1956, proses pembuatan Sodium Bicarbonat terbuat

dari larutan Sodium Carbonat jenuh yang direaksikan dengan gas Carbon

Dioksida secara berlawanan arah di dalam suatu reaktor gelembung pada suhu

400C dan tekanan 3 atm. Konversi yang dicapai dalam proses ini adalah 98%.

Reaksi yang terjadi :

Na2CO3(s) + H2O + CO2(g) NaHCO3(s)

Suspensi Sodium Bicarbonat yang terbentuk kemudian akan dikeluarkan dari

dasar menara, disaring di dalam suatu filter daun putar. Ampas saringan akan

akan dikeringkan di dalam rotary dryer. Sodium Bicarbonat yang dibuat

dengan cara ini mempunyai kemurnian 99,9%.


commit to user



27

BAB II

DESKRIPSI PROSES

2.1 Spesifikasi Bahan dan Produk

2.1.1. Spesifikasi Bahan Baku

1. Sodium Carbonat (Na2CO3)

Sumber : PT. Sinochem Nanjing

Fase : Serbuk (30 ºC, 1 atm)


Kemurnian : 99,8%

Impuritas (air) : 0,2%

2. CO2

Sumber : PT. Samator Gas

Fase : Gas (30 ºC, 1 atm)


Kemurnian : 100%

2.1.2. Spesifikasi Bahan Pembantu

1. Air (H2O)

Sumber : PT. KTI

Fase : Cair (30 ºC, 1 atm)


Spesific Gravity : 1

Titik Didih : 100 ºC

Titik Beku : 0 ºC


commit to user



28

2.1.3. Spesifikasi Produk

1. Sodium Bicarbonat (www.wikipedia.com/2010) :

Fase : Serbuk (30 ºC, 1 atm)

Warna : Putih

Berat Molekul : 84,01 g/gmol

Densitas : 2,173 g/cm3

Melting point : 270 ºC

Kemurnian : min 99,9 %

Impuritas : max 0,1 %

2.2. Konsep Proses

2.2.1 Dasar Reaksi

Reaksi pembuatan Sodium Bicarbonat yaitu reaksi antara larutan

Sodium Carbonat dengan Carbon Dioksida sehingga menghasilkan

Sodium Bicarbonat. Reaksi :

Na2CO3 + H2O + CO2 2NaHCO3 Sodium Carbonat Air Carbon Dioksida Sodium Bicarbonat

Reaksi yang terjadi adalah eksotermis dan merupakan reaksi

irreversible, dan dijalankan secara isotermis pada suhu 400C dan tekanan 3

atm.

2.2.2. Mekanisme Reaksi

Menurut Levenspiel, 1999, reaksi pembuatan Sodium Bicarbonat

merupakan reaksi heterogen pada fase gas–cair. Untuk mengetahui

mekanisme reaksi dalam reaksi fase gas-cair terlebih dahulu harus


commit to user



29

mengetahui faktor yang paling berpengaruh dalam proses yaitu: reaksi

kimia, transfer massa maupun keduanya.

Faktor yang paling berpengaruh dalam proses bisa diketahui

dengan menghitung nilai Hatta Number (MH).

Bila :

MH > 2 = reaksi kimia relatif sangat cepat dibandingkan

dengan transfer massa, sehingga transfer massa

yang paling berpengaruh.

0,02 < MH < 2 = transfer massa dan reaksi kimia sama – sama

berpengaruh.

MH < 0,02 = reaksi kimia relatif sangat lambat dibandingkan

transfer massa, sehingga reaksi kimia yang paling

berpengaruh.

Dalam perhitungan diperoleh MH sebesar 0,09411, sehingga dapat

dketahui bahwa transfer massa dan reaksi kimia sama-sama berpengaruh.

Jadi reaksi terjadi di antara film dan badan cairan.

Mekanisme reaksinya adalah sebagai berikut :

2AL

AB2H k

..CkM

filmmelewatidifusitransfer

filmdimaksimumkonversi M 2

H


commit to user



30

LiquidGas

PA

CB

CA

Gambar 2.1 Skema Mekanisme Reaksi

2.2.3. Kondisi Operasi

Menurut Shreve 1956, pembuatan Sodium Bicarbonat dari Sodium

Carbonat dan CO2 dilakukan dalam reaktor gelembung (bubble reactor)

pada suhu 40 °C dan pada tekanan 3 atm. Reaksi berlangsung secara

eksotermis, sehingga membutuhkan pendingin. Pembuatan Sodium

Bicarbonat ini memiliki konversi 98 % dan diperoleh kemurnian produk

sebesar 99,9%.

2.2.4. Tinjauan Termodinamika

Menurut Perry 1999, untuk menentukan sifat reaksi apakah

berjalan secara eksotermis atau endotermis, maka perlu pembuktian

dengan menggunakan panas reaksi (ΔH) pada reaksi 3 atm. Panas reaksi

(ΔH) dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan:

ΔH° = Σ ΔH°f produk - Σ ΔH°f reaktan

Persamaan reaksi :

Na2CO3 + H2O + CO2 2NaHCO3

Keterangan gambar :PA = tekanan larutan Na2CO3

CA = konsentrasi larutan Na2CO3

CB = konsentrasi CO2


commit to user



31

Data-data harga ΔH°f untuk masing-masing komponen pada 298°K

adalah:

ΔH°f Na2CO3 = -275.230 kcal/kmol

ΔH°f H2O = -57.796 kcal/kmol

ΔH°f CO2 = -94.052 kcal/kmol

ΔH°f NaHCO3 = -222.100 kcal/kmol

Jika ΔH = (-) maka reaksi bersifat eksotermis

Jika ΔH = (+) maka reaksi bersifat endotermis

ΔH° reaksi = Σ ΔH°f produk - Σ ΔH°f reaktan

= 2(-222.100 ) – ((-275.230)+(-57.796)+(94.052))

= -17.220 kcal/kmol

Menurut Yaws, 1999, dari harga ΔH sebesar -17.220 kcal/kmol dapat

disimpulkan bahwa reaksi ini adalah eksotermis. Untuk mengetahui reaksi

pembuatan Sodium Bicarbonat termasuk reaksi reversible atau

irreversible, maka harus dihitung harga tetapan kesetimbangan (K)

Diketahui data-data sebagai berikut :

ΔG°f Na2CO3 = -251.360 kcal/kmol

ΔG°f H2O = -54.635 kcal/kmol

ΔG°f CO2 = -94.260 kcal/kmol

ΔG°f NaHCO3 = -202.870 kcal/kmol


commit to user



32

Perubahan energi Gibbs reaksi dapat dihitung dengan persamaan :

ΔG°reaksi = Σ ΔG°f produk - Σ ΔG°f reaktan

=2 (-202.870) – ((-251.360)+(-54.635)+(-94.260))

= -22.949 kcal/kmol

ΔG°reaksi 1 = -RT ln K

298,15Kol.K1,987kca/m

kcal/kmol22.949-

RT-

ΔGKln

= 38,737

K = 6,66 x 1016

Untuk harga tetapan kesetimbangan pada T = 313,15 K

1

o

1 T

1

T

1

R-

ΔH

K

Kln

Kreaksi = 1,654 x 1016

Dari perhitungan diatas tampak bahwa harga K sangat besar, sehingga

reaksi yang terjadi merupakan reaksi irreversible.

2.2.5. Tinjauan Kinetika

Proses pembuatan Sodium Bicarbonat merupakan reaksi eksotermis.

Reaksi yang terjadi :

Reaksi


A + B C

Reaksi di atas merupakan reaksi tunggal :

Dapat dituliskan :

-rA = k x CA x CB


commit to user



33

Dari perhitungan yang terlampir diperoleh nilai k sebesar :

= 3,021 m3/kmol.menit

= 0,05035 m3/kmol.s

= 181,3 m3/kmol.jam

2.3. Diagram Alir Proses dan Langkah Proses

2.3.1. Diagram Alir Kualitatif

Diagram alir kualitatif dapat dilihat pada gambar 2.2

2.3.2. Diagram Alir Kuantitatif

Diagram alir kuantitatif dapat dilihat pada gambar 2.3

2.3.3. Diagram Alir Proses

Diagram alir proses dapat dilihat pada gambar 2.4


commit to user



34


commit to user



35


commit to user



36


commit to user



37

2.3.4. Langkah Proses

Secara garis besar, langkah proses pembuatan Sodium Bicarbonat

dapat dibagi menjadi 3 tahap utama :

1.Tahap penyiapan bahan baku

2.Tahap reaksi

3.Tahap pemurnian produk

2.3.4.1 Tahap Penyiapan Bahan Baku

Sodium Carbonat yang disimpan fase padat pada suhu 30°C dan

tekanan 1 atm diumpankan ke Mixer-01 dicampur dengan air dari Tangki-

01 pada suhu 30 °C di tambah arus recycle 7, diaduk hingga menjadi

larutan jenuh Na2CO3.

2.3.4.2 Tahap Reaksi Pembentukan Sodium Bicarbonat

Umpan reaktor dari Mixer-01 dipompakan ke dalam reaktor

menggunakan bantuan pompa (P-02). Gas CO2 diumpankan pada tekanan

3,42 atm dan suhu 40°C melalui bagian bawah reaktor, dimana gas CO2

sebelumnya dilewatkan ekspander (E-01) dan dipanaskan dengan heat

exchanger (HE-01). Didalam reaktor gelembung terjadi reaksi antara

larutan Na2CO3 dan gas CO2 membentuk NaHCO3. Reaksi berlangsung

secara eksotermis sehingga diperlukan pendingin agar suhu dalam reaktor

tetap pada 40°C. Pendingin reaktor menggunakan air yang masuk pada

suhu 30°C dan keluar pada suhu 35°C. Untuk menjaga tekanan didalam

reaktor tetap 3 atm, reaktor dilengkapi dengan exhaust valve yang akan

membuang gas CO2 sisa ke atmosfer. Produk yang diperoleh dari reaktor


commit to user



38

adalah Sodium Bicarbonat, produk samping berupa air, serta sisa reaktan

berupa Sodium Carbonat. Dimana hasil samping ini digunakan kembali

sebagai umpan Mixer-01 (recycle). Produk reaktor kemudian diumpankan

ke unit pemurnian.

2.3.4.3 Tahap Pemurnian Produk

Produk reaktor, diumpankan ke Rotary filter (RDVF-01) untuk

dipisahkan dari filtratnya, NaHCO3 yang terbawa filtrat ikut dimasukkan

ke mixer (M-01) dengan menggunakan pompa (P-03) sehingga tidak ada

yang terbuang. Cake yang terbentuk mengandung air dengan kadar 5%

berat cake. Cake keluar filter diangkut dengan menggunakan screw

conveyor (SC) kemudian dikeringkan di dalam Rotary dryer (RD-01)

dengan menggunakan udara panas pada suhu 1750C dan tekanan 1 atm.

Udara diperoleh dari lingkungan dengan blower (B-01) dan dipanaskan

dalam heat exchanger (HE-02) sampai suhu 1750C dan dialirkan ke Rotary

dryer (RD-01). Debu NaHCO3 yang terbawa keluar udara ditangkap

kembali dengan Cyclone (C-01) sekitar 90% berat dan bersama hasil

keluaran Rotary dryer (RD-01) diangkut dengan belt conveyor (BC-02)

dan Bucket elevator (BE-01) ke Silo produk (S-02) yang kemudian

langsung dikemas di unit pengemasan produk.

2.4. Neraca Massa dan Neraca Panas

Produk : Sodium Bicarbonat 99,9% berat

Kapasitas perancangan : 100.000 ton/tahun

Waktu operasi selama 1 tahun : 330 hari


commit to user



39

2.4.1. Neraca Massa

a. Neraca Massa di Mixer 1 (M-01)

Tabel 2.1. Neraca Massa di Mixer 1 (M-01)

KomponenINPUT (kg/jam)

OUTPUT

(kg/jam)

Arus 1 Arus 2 Arus 7 Arus 3

Na2CO3 7.964,720 162,545 8.127,266

H2O 15,961 2.002,359 23.143,493 25.161,813

NaHCO3 127,538 127,538

CO2

Udara

Jumlah7.980,682 2.002,359 23.433,577 33.416,617

33.416,617 33.416,617

b. Neraca Massa di Reaktor (R)

Tabel 2.2. Neraca Massa di Reaktor (R)

KomponenINPUT (kg/jam) OUTPUT (kg/jam)


Na2CO3 8.127,266 162,545

H2O 25.161,813 23.808,033

NaHCO3 127,538 12.753,801

CO2 3.969,315 661,552

Udara 3,363

Jumlah33.416,617 3.969,315 661,552 36.724,379

37.385,932 37.385,932


commit to user



40

c. Neraca Massa di Rotary Filter (RDVF-01)

Tabel 2.3. Neraca Massa di Rotary Filter 1 (MD-01)

Komponen

INPUT

(kg/jam)OUTPUT (kg/jam)

Arus 6 Arus 7 Arus 8

Na2CO3 162,545 162,545

H2O 23.808,033 23.143,493 664,540

NaHCO3 12.753,801 127,538 12.626,263

CO2

Udara

Jumlah 36.724,37923.433,577 13.290,803

36.724,379

d. Neraca Massa Rotary Dryer (RD-01)

Tabel 2.4. Neraca Massa di Rotary Dryer (RD-01)


Arus 8 Arus 9 Arus 10 Arus 11Na2CO3

H2O 664,540 12,513 652,028NaHCO3 12.626,263 12.500,000 126,263CO2

Udara28.866,091 28.866,091

Jumlah13.290,803 28.866,091 12.512,513 29.644,381

42.156,894 42.156,894


commit to user



41

e. Neraca Massa Cyclone (C-01)

Tabel 2.5. Neraca Massa di Cyclone (C-01)

Komponen

INPUT



Na2CO3

H2O 652,028 651,914 0,114NaHCO3 126,263 12,626 113,636CO2

Udara28.866,091 28.866,091

Jumlah 29.644,38129.530,631 113,750

29.644,381

f. Neraca Massa Bucket Elevator (BE-01)

Tabel 2.6. Neraca Massa di Bucket Elevator (BE-01)

KomponenINPUT (kg/jam) OUTPUT

(kg/jam)Arus 10 Arus 13 Arus 14

Na2CO3

H2O 12,513 0,114 12,626NaHCO3 12.500,000 113,636 12.613,636CO2

Udara

Jumlah12.512,513 113,750

12.626,26312.626,263


commit to user



42

NERACA MASSA TOTAL

Tabel 2.7. Neraca Massa Total


Arus 1 Arus 2 Arus 4 Arus 9 Arus 5 Arus 12 Arus 14

Na2CO3 7.964,720

H2O15,961 2.002,359 651,914

12,626

NaHCO3 12,626 12.613,636

CO2 3.969,315 661,552

Udara 28.866,091 28.866,091

Jumlah7.980,682 2.002,359 3.969,315 28.866,091 661,552 29.530,631 12.626,263

42.818,446 42.818,446


commit to user



43

MIX

ER

1 a

tm4

0 C

RE

AK

TO

R

3 a

tm4

0 C

FIL

TE

R1

atm

40

C

CY

CLO

NE

1 a

tm40

C

DR

YE

R1

atm

70

C

H2O

um

pan

CO

2

Na

2CO

3

H2O

Gam

bar

2.5

Dia

gram

Aru

s N

era

ca M

assa

Pab

rik S

odiu

m B

icar

bona

t

Na

2CO

3

H2O

N

aHC

O3

Na2

CO

3

H2O

N

aHC

O3

Na2

CO

3

NaH

CO

3

H2O

NaH

CO

3

H2O

uda

ra Na

HC

O3

H2O

udar

a

NaH

CO

3

H2O

NaH

CO

3

H2O

uda

ra

1

2

3

5

4

6

7

8

9

11

10

12 13

BIN

P

RO

DU

K

NaH

CO

3

H2O

LO

OP

1L

OO

P 2

14

Na

HC

O3

H2O


commit to user



44

2.4.2. Neraca Panas

Basis perhitungan : 1 jam

a. Neraca Panas di Mixer 01 (M-01)

Tabel 2.8. Neraca Panas di Mixer 1 (M-01)

KomponenPanas Masuk

(kJ/Jam)

Panas Keluar

(kJ/Jam)

Arus 1 66.065,192

Arus 2 41.957,434

Arus 7 1.460.195,616

Arus 3 1.568.218,242

Jumlah 1.568.218,242 1.568.218,242

b. Neraca Panas di Exspansion Valve (Exp-01)

Tabel 2.9. Neraca Panas di Exspansion Valve (Exp-01)

KomponenPanas Masuk

(kJ/Jam)

Panas Keluar

(kJ/Jam)

Arus 4a 17.357,945

Arus 4b 4.434,950

Panas karena Ekspansi 12.922,995

Jumlah17.357,945 17.357,945


commit to user



45

c. Neraca Panas di HE 01

Tabel 2.10. Neraca Panas di HE-01

KomponenPanas Masuk

(kJ/Jam)

Panas Keluar

(kJ/Jam)

Arus 4b 4.434,950

Arus 12 6.083.549,148

Arus 4 45.917,504

Beban Arus 12 a 6.042.066,594

Jumlah 6.087.549,098 6.087.549,098

d. Neraca Panas di Reaktor (R-01)

Tabel 2.11. Neraca Panas di reaktor (R-01)

KomponenPanas Masuk

(kJ/Jam)

Panas Keluar

(kJ/Jam)

Umpan arus 3 1.568.218,242

Udara arus 4 45.917,504

Panas Reaksi 2.106.905,864

Arus 5 8.714,451

Arus 6 1.819.587,621

Panas yang diserap 1.892.739,538

Jumlah 3.721.041,610 3.721.041,610


commit to user



46

e. Neraca Panas di Rotary Filter-01

Tabel 2.12. Neraca Panas di Rotary Filter (RDVF-01)

KomponenPanas Masuk

(kJ/Jam)

Panas Keluar

(kJ/Jam)

Arus 6 1.819.587,621

Arus 7 1.460.195,616

Arus 8 359.392,006

Jumlah 1.819.587,621 1.819.587,621

f. Neraca Panas di HE- 02

Tabel 2.13. Neraca Panas di HE-02

KomponenPanas Masuk

(kJ/Jam)

Panas Keluar

(kJ/Jam)

Arus 9a 2.735.447,955

Arus 9 4.245.269,517

Panas yang ditambahkan 6.980.717,472

Jumlah 6.980.717,472 6.980.717,472

g. Neraca Panas di Rotary Dryer (RD-01)

Tabel 2.14. Neraca Panas di Rotary Dryer (RD-01)

KomponenPanas Masuk

(kJ/Jam)

Panas Keluar

(kJ/Jam)

Arus 8 359.392,006

Arus 9 6.980.717,472

Arus 10 1.108.484,581

Arus 11 6.093.611,581

Panas yang hilang 138.012,946


commit to user



47

Jumlah 7.340.109,478 7.340.109,478

h. Neraca Panas di Cyclone (C-01)

Tabel 2.15. Neraca Panas di Cyclone (C-01)

KomponenPanas Masuk

(kJ/Jam)

Panas Keluar

(kJ/Jam)

Arus 11 6.093.611,950

Arus 12 6.083.549,148

Arus 13 10.062,803

Jumlah 6.093.611,950 6.093.611,950

i.Neraca Panas di Bucket Elevator (BE-01)

Tabel 2.16. Neraca Panas di Bucket Elevator (BE-01)

KomponenPanas Masuk

(kJ/Jam)

Panas Keluar

(kJ/Jam)

Arus 10 1.108.484,581

Arus 13 10.062,803

Arus 14 1.118.547,384

Jumlah 1.118.547,384 1.118.547,384


commit to user



48

NERACA PANAS TOTAL

Tabel 2.17. Neraca Panas Total

Komponen

PANAS MASUK

(KJ/Jam)

PANAS KELUAR

(KJ/Jam)

Arus Arus

Sodium Carbonat 1 66.065,192

Air 2 41.957,434

Carbon Dioksida 4a 17.357,945

Udara 9a 2.735.447,955

HE-02 4.245.269,517

Panas Reaksi R-01 2.106.905,864

Carbon Dioksida 5 8.714,451

Sodium Bicarbonat 14 1.118.547,384

HE-01 12 6.042.066,594

Panas Exp-01 12.922,995

Panas hilang di RD-01 138.012,946

Panas di buang di R-01 1.892.739,538

TOTAL 9.213.003,908 9.213.003,908


commit to user



49

M-0

1

R-0

1R

DV

F-

01R

D-0

1

HE

-01

EV

-01

HE

-02

C-0

1

S-0

2

Na2

CO

3

H2O

CO

2

UD

AR

A

Gam

bar

2.6

Dia

gram

aru

s N

erac

a P

anas

Pab

rik

Sod

ium

Bic

arbo

nat

Co

nd

ensa

t

17

2

2

3

4

5

6

7

8 9

4

4b

4a

9

9a

11

10

12

13

14

P.

Rea

ksi

Pen

din

gin

1212a


commit to user



50

2.5. Lay Out Pabrik dan Peralatan

2.5.1. Lay Out Pabrik

Tata letak pabrik merupakan suatu pengaturan yang optimal dari

seperangkat fasilitas-fasilitas dalam pabrik. Tata letak yang tepat sangat

penting untuk mendapatkan efisiensi, keselamatan, dan kelancaran kerja

para pekerja serta keselamatan proses.

Untuk mencapai kondisi yang optimal, maka hal-hal yang harus

diperhatikan dalam menentukan tata letak pabrik adalah :

1. Pabrik Sodium Bicarbonat ini merupakan pabrik baru (bukan

pengembangan), sehingga penentuan lay out tidak dibatasi oleh

bangunan yang ada.

2. Kemungkinan perluasan pabrik sebagai pengembangan pabrik di masa

depan.

3. Faktor keamanan sangat diperlukan untuk bahaya kebakaran dan

ledakan, maka perencanaan lay out selalu diusahakan jauh dari sumber

api, bahan panas, dan dari bahan yang mudah meledak, juga jauh dari

asap atau gas beracun.

4. Sistem kontruksi yang direncanakan adalah out door untuk menekan

biaya bangunan dan gedung, dan juga karena iklim Indonesia

memungkinkan konstruksi secara out door.

5. Harga tanah amat tinggi sehingga diperlukan efisiensi dalam

pemakaian dan pengaturan ruangan / lahan.

Secara garis besar lay out dibagi menjadi beberapa bagian utama, yaitu :


commit to user



51

a. Daerah administrasi / perkantoran, laboratorium dan ruang kontrol

Merupakan pusat kegiatan administrasi pabrik yang mengatur

kelancaran operasi. Laboratorium dan ruang kontrol sebagai pusat

pengendalian proses, kualitas dan kuantitas bahan yang akan diproses

serta produk yang dijual

b. Daerah proses

Merupakan daerah dimana alat proses diletakkan dan proses

berlangsung.

c. Daerah penyimpanan bahan baku dan produk.

Merupakan daerah untuk tangki bahan baku dan produk.

d. Daerah gudang, bengkel dan garasi.

Merupakan daerah untuk menampung bahan-bahan yang diperlukan

oleh pabrik dan untuk keperluan perawatan peralatan proses.

e. Daerah utilitas

Merupakan daerah dimana kegiatan penyediaan bahan pendukung

proses berlangsung dipusatkan. (Vilbrant, 1959)


commit to user



52

N

S

EW

TRUK

TRUK


commit to user



53

2.5.2 Lay Out Peralatan

Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam menentukan lay out

peralatan proses pada pabrik Sodium Bicarbonat, antara lain :

1. Aliran bahan baku dan produk

Pengaliran bahan baku dan produk yang tepat akan memberikan

keuntungan ekonomi yang besar serta menunjang kelancaran dan

keamanan produksi.

2. Aliran udara

Aliran udara di dalam dan di sekitar area proses perlu diperhatikan

kelancarannya. Hal ini bertujuan untuk menghindari terjadinya

stagnasi udara pada suatu tempat sehingga mengakibatkan akumulasi

bahan kimia yang dapat mengancam keselamatan pekerja.

3. Cahaya

Penerangan seluruh pabrik harus memadai dan pada tempat-tempat

proses yang berbahaya atau beresiko tinggi perlu adanya penerangan

tambahan.

4. Lalu lintas manusia

Dalam perancangan lay out pabrik perlu diperhatikan agar pekerja

dapat mencapai seluruh alat proses dangan cepat dan mudah. Hal ini

bertujuan apabila terjadi gangguan pada alat proses dapat segera

diperbaiki. Keamanan pekerja selama menjalani tugasnya juga

diprioritaskan.


commit to user



54


commit to user



55

BAB III

SPESIFIKASI PERALATAN PROSES

3.1. Reaktor

Kode : R

Fungsi : Sebagai tempat berlangsungnya reaksi antara

reaktan utama Sodium Carbonat dengan CO2,

membentuk Sodium Bicarbonat sebagai produk

utama, dan air sebagai hasil samping.

Tipe : Bubble reactor (reaktor gelembung)

Jumlah : 1

Volume : 25,171 m3

Kondisi Operasi : T = 40 ºC

P = 3 atm

Waktu Tinggal : 1 jam

Material : Low-alloy steel SA-204 grade C

Diameter : 3,167 m

Tinggi : 2,848 m

Tebal shell : 0,75 in

Jenis head : elliptical dished head

Tebal head : 0,75 in

Tinggi head : 0,903 m

Tinggi Total : 5,080 m


commit to user



56

Luas lubang masuk (orifice)

Diameter : 0,003 m

Jumlah : 102.573,776 buah

Pendingin

Tipe : Coil

Bahan : Stainless stell 308

Susunan : Helix (single)

Tinggi Coil : 2,944 m

Volume Coil : 0,314 m3

Pipa pemasukan dan pengeluaran

Pipa pemasukan reaktan cair

IPS : 4 in

OD : 4,5 in

ID : 3,826 in

SN : 80

Pipa pemasukan reaktan gas

IPS : 8 in

OD : 8,625 in

ID : 7,625 in

SN : 80

Pipa pengeluaran produk cair

IPS : 6 in

OD : 6,625 in


commit to user



57

ID : 5,761 in

SN : 80

Pipa pengeluaran produk gas

IPS : 4 in

OD : 4,5 in

ID : 4,026 in

SN : 40

3.2. Mixer 01

Kode : M-01

Fungsi : Mencampur Sodium Carbonat dan Air

Tipe : Tangki berpengaduk, silinder tegak dengan

torispherical head

Jumlah : 1 buah

Kondisi operasi : T out = 38,18 oC

P = 1 atm

Material : SA-283 grade C

Volume : 8,8 m3

Diameter : 2,2283 m

Tinggi : 2,2283 m





commit to user



58

Tinggi total : 3,1185 m

Pengaduk

Jenis pengaduk : Flat Blade Turbine dengan baffle

Jumlah Pengaduk: 1 buah

Diameter : 0,7428 m

Kecepatan : 30 rpm

Daya : 0,05 Hp

Pipa pemasukan dan pengeluaran

Pipa pemasukan Sodium Carbonat fresh feed

IPS : 1,5 in

OD : 1,9 in

ID : 1,61 in

SN : 40

Pipa pemasukan Air fresh feed

IPS : 1,25 in

OD : 1,66 in

ID : 1,278 in

SN : 40

Pipa pemasukan Filtrat hasil hasil filter / recycle (Arus 7)

IPS : 4 in

OD : 4,5 in

ID : 3,826 in

SN : 80


commit to user



59

Pipa pengeluran produk mixer M-01

IPS : 12 in

OD : 12,75 in

ID : 12,09 in

SN : 80

3.3. Filter

Kode : RDVF 01

Fungsi : Memisahkan padatan produk keluaran reaktor dari

cairan

Tipe : Rotary Drum Vacum Filter

Jumlah : 1

Material : Stainless steel 283 grade C

P : 1 atm

Dimensi

Luas filter : 32,365 m2

Diameter Drum : 1,595 m

Lebar Drum : 2,393 m

Putaran filter : 0,637 rpm

Power motor : 35 hp


commit to user



60

3.4. Dryer

Kode : RD-01

Fungsi : Mengurangi kadar cairan (air) hingga didapatkan

NaHCO3 99,9%

Tipe : Direct contact counter current Rotary dryer

Jumlah : 1

Material : Carbon Steel SA-283 grade C

P : 1 atm

Dimensi

Diameter : 2,66 m

Panjang : 19,61 m

L/D : 7,3837

Kecepatan putar : 2,7410 rpm

Power motor : 20 hp

3.5. Cyclone 01

Kode : C-01

Fungsi : memisahkan produk NaHCO3 yang terbawa oleh

aliran gas keluar rotary dryer.

Tipe : Centrifugal cyclone

Dimensi

Diameter : 1,85 m


commit to user



61

Tinggi : 7,316 m

Diameter pengeluaran gas : 1,37 m

Diameter pengeluaran padatan : 0,685 m

3.6. Tangki Air (T-01)

Kode : T-01

Fungsi : Menyimpan Air selama 1 bulan

Tipe : Tangki silinder vertikal, flat bottomed dan atap

Torispherical

Jumlah : 1 buah

Kondisi operasi : T = 30 oC

P = 1 atm

Material : Carbon steel SA-283 grade C

Kapasitas : 1734,79m3

Diameter : 13,716 m

Tinggi : 12,802 m

Tebal shell : Course 1 = 1,125 in

Course 2 = 1 in

Course 3 =1 in

Course 4 = 0,875 in

Course 5 = 0,875 in

Course 6 = 0,75 in

Course 7 = 0,625 in


commit to user



62




3.7. Silo 01

Kode : S-01

Fungsi : Menyimpan bahan baku Na2CO3

Tipe : Silinder tegak dengan bagian bawah cone 600

Material : Carbon steel SA 283 grade C

Jumlah : 2

Kondisi operasi : T = 30 °C

P = 1 atm

Kapasitas : 1.361,796 m3

Diameter : 9,899 m

Tinggi : 14,848 m


Tebal cone : 0,5 in


3.8. Silo 02

Kode : S-02

Fungsi : Menyimpan produk NaHCO3


commit to user



63

Tipe : Silinder tegak dengan bagian bawah cone 600


Jumlah : 1


P = 1 atm

Kapasitas : 1.172,875 m3

Diameter : 9,418 m

Tinggi : 14,172 m


Tebal cone : 0,5 in


3.9. Exspander 01

Kode : EX-01

Fungsi : Menurunkan tekanan CO2 yang akan masuk ke

reaktor.

Jumlah : 1

3.10. Heat Exchanger 01

Kode : HE-01

Fungsi : Memanaskan CO2 masuk reaktor

Jenis : Double pipe heat exchanger

Beban panas : 45.349,299 Btu/jam


commit to user



64

Luas transfer panas : 41,76 ft2

Tube

Fluida : Fluida panas hasil keluaran cyclone

Kapasitas : 65.103,229 lb/jam


Suhu : T in = 84,80 oC

Tout = 77,82 oC

OD tube : 1,66 in

Delta P : 0,0000223 Psi

Anulus

Fluida : Fluida dingin CO2 umpan reaktor


Material : Carbon Steel SA 283 grade C

Suhu : T in = 26,28 oC

T out = 40 oC

ID Anulus : 2,067 in

Jumlah Hairpin : 4

Delta P : 0,0496 Psi

Panjang Anulus : 12 ft

Uc : 26,80388 Btu/j.F.ft2

Ud : 12,54585 Btu/j.F.ft2

Rd required : 0,002 j.F.ft2/Btu


commit to user



65

Rd : 0,00269 j.F.ft2/Btu

3.11. Heat Exchanger 02

Kode : HE-02

Fungsi : Memanaskan udara sebagai umpan rotary dryer

Tipe : Shell and tube heat exchanger

Beban panas : 4.023.723,311 Btu/jam

Luas transfer panas : 1576,19 ft2

Tube

Fluida : Udara



Suhu : T in = 30 oC

Tout = 175 oC

OD tube : 1 in

Susunan : Triangular pitch

BWG : 18

Pitch : 1,25 in

Panjang tube : 16 ft

Delta P : 0,008 Psi

Shell

Fluida : Fluida panas Steam


Material : Carbon Steel SA 283 grade C


commit to user



66

Suhu : T in = 185 oC

T out = 185 oC

ID shell : 29 in

Passes : 1

Delta P : 0,004 Psi

Uc : 28,042 Btu/j.F.ft2

Ud : 26,3 Btu/j.F.ft2

Rd required : 0,002 j.F.ft2/Btu

Rd : 0,00240 j.F.ft2/Btu

3.12. Belt Conveyor 01

Kode : BC-01

Fungsi : Mengangkut Na2CO3 dari silo untuk diumpankan

ke Mixer

Tipe : closed belt conveyor

Bahan : Kanvas

Kapaitas : 3,146 m3jam

Lebar belt : 14 in

Panjang belt : 16,487 m

Power motor : 0,25 Hp


commit to user



67


Kode : BC-02

Fungsi : Mengangkut NaHCO3 keluaran RD untuk di

umpankan ke silo


Bahan : Kanvas

Kapaitas : 5,761 m3jam

Lebar belt : 14 in




Kode : BC-03

Fungsi : Mengangkut NaHCO3 keluaran Cyclone untuk di

umpankan ke silo


Bahan : Kanvas

Kapaitas : 0,052 m3/jam

Lebar belt : 14 in




commit to user



68

3.15. Screw Conveyor 01

Kode : SC-01

Fungsi : Memindahkan hasil filter/cake menuju ke

Rotary dryer

Kapsitas : 13,112 m3/Jam

Panjang Screw Conveyor : 15 ft

Kecepatan putar : 45 rpm

Power motor : 1 Hp

3.16. Hopper 01

Kode : H-01

Fungsi : Tempat menampung Na2CO3 dari silo sebelum

diumpankan ke Mixer

Tipe : tangki silinder dengan conical bottom


Diameter : 1,639 m


3.17. Hopper 02

Kode : H-02

Fungsi : Tempat menampung NaHCO3 dari RD dan

Cyclone sebelum diumpankan ke Silo-02

Tipe : tangki silinder dengan conical bottom


commit to user



69


Diameter : 2,012 m


3.18. Bucket Elevator 01

Kode : BE-01

Fungsi : Memindahkan Na2CO3 ke Silo Bahan baku

Tipe : Continuous bucket elevator

Kapsitas : 1338,007 ton/Jam

Ukuran bucket : 11x18x11,75 in

Kecepatan bucket : 225 ft/menit

Power motor : 5 Hp

3.19. Bucket Elevator 02

Kode : BE-02

Fungsi : Memindahkan NaHCO3 dari Belt Conveyor ke

Hopper-02

Tipe : Continuous bucket elevator

Kapsitas : 12,63 ton/Jam

Ukuran bucket : 8x5,5x7,75 in

Kecepatan bucket : 150 ft/menit



commit to user



70

3.20. Pompa 1

Kode : P-01

Fungsi : Mengalirkan H2O fresh feed dari T-01 ke Mixer

Tipe : Sentrifugal

Jumlah : 1

Kapasitas (gpm) : 10,304

Tenaga pompa : 0,25 Hp

Tenaga motor : 0,5 Hp

NPSH required : 1,3474 ft

NPSH available : 35,3181 ft

Pipa

IPS : 11/4 in

OD : 1,66 in

ID : 1,278 in

SN : 80

3.21. Pompa 2

Kode : P-02

Fungsi : Mengalirkan output mixer-01 ke reaktor-01

Tipe : Sentrifugal

Jumlah : 1



commit to user



71

Tenaga pompa : 5 Hp

Tenaga motor : 5 Hp



Pipa

IPS : 4 in

OD : 4,5 in

ID : 3,826 in

SN : 80

3.22. Pompa 3

Kode : P-03

Fungsi : Mengalirkan hasil bawah RDVF-01 menuju ke

Mixer-01

Tipe : Sentrifugal

Jumlah : 1


Tenaga pompa : 1 Hp

Tenaga motor : 1 Hp



Pipa

IPS : 4 in


commit to user



72

OD : 4,5 in

ID : 3,826 in

SN : 80


commit to user



73

BAB IV

UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

4.1. Unit Pendukung Proses

Unit pendukung proses atau yang lebih dikenal dengan sebutan

utilitas merupakan bagian penting untuk penunjang proses produksi

dalam pabrik. Utilitas di pabrik Sodium Bicarbonat yang dirancang

antara lain :

1. Unit pengadaan air

Unit ini bertugas menyediakan dan mengolah air untuk memenuhi

kebutuhan air sebagai berikut:

a. Air pendingin dan air proses

b. Air umpan boiler

c. Air konsumsi umum dan sanitasi

d. Air pemadam kebakaran

2. Unit pengadaan steam

Unit ini bertugas untuk menyediakan kebutuhan steam sebagai media

pemanas pada ( HE-02)

3. Unit pengadaan udara tekan

Unit ini bertugas untuk menyediakan udara tekan untuk kebutuhan

instrumentasi pneumatic, untuk penyediaan udara tekan di bengkel,

dan untuk kebutuhan umum yang lain.

4. Unit pengadaan listrik


commit to user



74

Unit ini bertugas menyediakan listrik sebagai tenaga penggerak

untuk peralatan proses, keperluan pengolahan air, peralatan -

peralatan elektronik atau listrik AC, maupun untuk penerangan.

Listrik di-supplay dari PLN dan dari generator sebagai cadangan

bila listrik dari PLN mengalami gangguan.

5. Unit pengadaan bahan bakar

Unit ini bertugas menyediakan bahan bakar untuk boiler dan

generator cadangan.

6. Unit pengolahan limbah

4.1.1. Unit Pengadaan Air

Air umpan boiler, air proses, air pendingin, air pemadam

kebakaran, air konsumsi umum dan sanitasi yang digunakan adalah air

yang diperoleh dari PT. Krakatau Tirta Industri (PT. KTI) yang tidak

jauh dari lokasi pabrik.

4.1.1.1. Air pendingin dan Air pemadam kebakaran

Air pendingin yang digunakan adalah air yang diperoleh dari

PT. KTI yang tidak jauh dari lokasi pabrik.


commit to user



75

4.1.1.2. Air Umpan Boiler

Untuk kebutuhan umpan boiler, sumber air yang digunakan

adalah air dari PT. KTI. Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam

penanganan air umpan boiler adalah sebagai berikut:

a. Kandungan yang dapat menyebabkan korosi

Korosi yang terjadi di dalam boiler disebabkan karena air

mengandung larutan-larutan asam dan garam-garam terlarut

b. Kandungan yang dapat menyebabkan kerak (scale reforming)

Pembentukan kerak disebsbkan karena kesadahan dan suhu yang

tinggi, yang biasanya berupa garam-garam silikat dan karbonat

c. Kandungan yang dapat menyebabkan pembusaan (foaming)

Air yang biasanya diambil dari proses pemanasan bisa

menyebabkan foaming pada boiler, karena adanya zat-zat organik,

anorganik, dan zat-zat tidak larut dalam jumlah yang besar. Efek

pembusaan terjadi pada alkalinitas tinggi.

Pengolahan Air Umpan Boiler

Air yang berasal dari PT. KTI belum memenuhi persyaratan

untuk digunakan sebagai air umpan boiler, sehingga harus menjalani

proses pengolahan terlebih dahulu. Air umpan boiler harus memenuhi

persyaratan tertentu agar tidak menimbulkan masalah-masalah, seperti:

Pembentukan kerak pada boiler

Terjadinya korosi pada boiler

Pembentukan busa di atas perrmukaan dalam drum boiler


commit to user



76

Tahapan pengolahan air agar dapat digunakan sebagai air umpan boiler

meliputi:

a. Filtrasi

b. Demineralisasi

c. Deaerasi

4.1.1.3. Air Konsumsi Umum dan Sanitasi

Air ini digunakan untuk memenuhi kebutuhan air minum,

laboratorium, kantor, perumahan, dan pertamanan. Air konsumsi dan

sanitasi harus memenuhi beberapa syarat yang meliputi syarat fisik,

syarat kimia, dan syarat bakteriologis.

Syarat fisik :

Suhu air sama dengan suhu lingkungan

Warna jernih

Tidak mempunyai rasa dan tidak berbau

Syarat kimia:

Tidak mengandung zat organik maupun zat anorganik

Tidak beracun

Syarat bakteriologis:

Tidak mengandung bakteri-bakteri, terutama bakteri yang patogen

4.1.1.4. Pengolahan Air

Pengolahan air untuk kebutuhan pabrik meliputi pengolahan

secara fisik dan kimia, penambahan desinfektan maupun penggunaan ion

exchanger. Pengolahan air melalui beberapa tahapan:


commit to user



77

a. Unit demineralisasi

Unit ini berfungsi untuk menghilangkan mineral-mineral yang

terkandung dalam air seperti Ca2+, Mg 2+, K+, Fe2+, Al3+, HCO3-,

SO42-, Cl- dan lain-lain dengan bantuan resin. Air yang diperoleh

adalah air bebas mineral yang sebagian akan diproses lebih lanjut

menjadi air umpan boiler dan lainnya sebagai air proses.

Demineralisasi diperlukan karena air umpan ketel dan air proses

membutuhkan syarat-syarat sebagai berikut:

Tidak menimbulkan kerak pada boiler maupun pada tube alat

Penukar panas jika steam digunakan sebagai pemanas. Kerak

akan mengakibatkan turunnya efisiensi operasi.

Babas dari semua gas-gas yang mengakibatkan terjadinya

korosi, terutama gas O2 dan gas CO2

Air diumpankan ke cation exchanger yang berfungsi untuk menukar

ion-ion positif/kation (Ca2+, Mg 2+, K+, Fe2+, Al3+) yang ada di air

umpan. Alat ini sering disebut softener yang mengandung resin jenis

hydrogen-zeolite dimana kation-kation dalam umpan akan ditukar

dengan ion H+ yang ada pada resin.

Akibat tertukarnya ion H+ dari kation-kation yang ada dalam air

umpan, maka air keluaran cation exchanger mempunyai pH rendah

(3,7) dan Free Acid Material (FMA) yaitu CaCO3 sekitar 12 ppm.

FMA merupakan salah satu parameter untuk mengukur tingkat

kejenuhan resin. Pada operasi normal FMA stabil sekitar 12 ppm,


commit to user



78

apabila FMA turun berarti resin telah jenuh sehingga perlu

diregenerasi dengan H2SO4 dengan konsentrasi 4 %.

Air kemudian diumpankan ke anion exchanger. Anion exchanger

berfungsi sebagai alat penukar anion-anion (HCO3-, SO4

2-, Cl-,

NO3+, dan CO3

-) yang terdapat di dalam air umpan. Di dalam anion

exchanger mengandung resin jenis Weakly Basic Anion Exchanger

(WBAE) dimana anion-anion dalam air umpan ditukar dengan ion

OH- dari asam-asam yang terkandung di dalam umpan.

Batasan yang diijinkan pH (8,8-9,1), kandungan Na+ = 0,08-2,5

ppm. Kandungan silica pada air keluaran anion exchanger

merupakan titik tolak bahwa resin telah jenuh (12 ppm). Resin

digenerasi menggunakan larutan NaOH 4%. Air keluaran cation dan

anion exchanger ditampung dalam tangki air demineralisasi sebagai

penyimpan sementara sebelum dipakai sebagai air proses dan

sebelum diproses lebih lanjut di unit deaerator

b. Unit deaerator

Air yang sudah diolah di unit demineralisasi masih mengandung

sedikit gas-gas terlarut terutama O2. Gas-tersebut dihilangkan dari

unit deaerator karean menyebabkan korosi. Pada deaerator kadarnya

diturunkan sampai kurang dari 5 ppm.

Proses pengurangan gas-gas dalam unit deaerator dilakukan secara

mekanis dan kimiawi. Proses mekanis dilakukan dengan cara

mengontakkan air umpan boiler dengan uap tekanan rendah,


commit to user



79

mengakibatkan sebagian besar gas terlarut dalam air umpan terlepas

dan dikeluarkan ke atmosfer. Selanjutnya dilakukan proses kimiawi

dengan penambahan bahan kimia hidrazin (N2H4). Adapun reaksi

yang terjadi adalah:

N2H4 (aq) + O2 N2 + 2 H2O

Gambar 4.1 Skema Pengolahan Air KTI

4.1.1.5. Kebutuhan air

a. Kebutuhan Air Pendingin dan Air pemadam kebakaran

Kebutuhan Air Pendingin dan Air pemadam kebakaran dapat dilihat

pada tabel berikut :

Tabel 4.1 Kebutuhan Air Pendingin dan Air pemadam Nama Alat lb/jam kg/jam

Air proses 4.004,718 2.002,359

R-01 220.151,598 110.075,799

Pemadam 44.030,32 22.015,160

Total 260.090,858 118.008,556


commit to user



80

Jumlah air yang dibutuhkan sebagai air proses, media pendingin untuk

coil pendingin, maupun air pemadam kebakaran adalah sebesar

= 118.008,556 kg/jam

b. Kebutuhan Air untuk Steam

Kebutuhan Air untuk steam dapat dilihat pada table berikut:

Tabel 4.2 Kebutuhan Air untuk SteamAlat Kebutuhan (kg/jam)HE-02 1.842,827

Jumlah air 1.842,827

Kebutuhan air untuk steam = 1.842,827 kg/jam

Diperkirakan air yang hilang sebesar 20% sehingga kebutuhan make

up air untuk steam = 442,278 kg/jam

c. Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi

Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi dapat dilihat pada

tabel berikut:

Tabel 4.3 Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan SanitasiKebutuhan (m3/jam)

Perkantoran 0,5

Laboratorium 0,1042

Hidran/Taman 0,4167

Perumahan 1.6667

Jumlah air 2,688

Kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi = 2,688 m3/jam

= 2.687,500 Kg/jam

Total air yang disuplay dari PT. KTI = make up air umpan boiler + air

konsumsi = 121.760,596 Kg/jam


commit to user



81

4.1.2. Unit Pengadaan Steam

Steam yang diproduksi pada pabrik Sodium Bicarbonat ini

digunakan sebagai pemanas HE. Steam yang dihasilkan dari boiler ini

merupakan saturated steam dengan suhu 185 °C dan tekanan 11,224 atm.

Untuk menjaga kemungkinan kebocoran steam pada saat

distribusi, jumlah steam dilebihkan sebanyak 10%. Jadi jumlah steam yang

dibutuhkan adalah 2.027,110 Kg/jam.

Spesifikasi boiler:

Kode : BO-01

Jenis : Boiler pipa api

Jumlah : 1 buah

Heating surface : 1.173,9664 ft2

Rate of steam : 4.469,007 lb/jam

Tekanan steam : 11,224 atm

Suhu steam : 185 °C

Efisiensi : 80%

Bahan bakar : Batubara

Kebutuhan bahan bakar : 204,682 kg/jam

4.1.3. Unit Pengadaan Udara Tekan

Kebutuhan udara tekan untuk perancangan pabrik Sodium

Bicarbonat ini diperkirakan sebesar 100 m3/jam, tekanan 6,8 atm dan suhu


commit to user



82

30 °C. Alat untuk menyediakan udara tekan berupa kompresor yang

dilengkapi dengan dryer yang berisi silika untuk menyerap air

Spesifikasi kompressor yang dibutuhkan:

Kode : KU-01

Fungsi : Memenuhi kebutuhan udara tekan

Jenis : Single Stage Reciprocating Compressor

Jumlah : 1 buah

Kapasitas : 100 m3/jam

Tekanan suction : 1 atm

Tekanan discharge : 6,8 atm

Efisiensi : 80%

Daya kompressor : 15 Hp

4.1.4. Unit Pengadaan Listrik

Kebutuhan tenaga listrik di pabrik Sodium Bicarbonat ini dipenuhi

oleh PLN dan generator pabrik. Hal ini bertujuan agar pasokan tenaga

listrik dapat berlangsung secara kontinyu, meskipun ada gangguan

pasokan dari PLN.

Generator yang digunakan adalah generator bolak-balik karena

tenaga listrik yang dihasilkan cukup besar dan tegangannya dapat dinaikan

atau diturunkan sesuai kebutuhan.

Kebutuhan listrik di pabrik ini antara lain terdiri dari :

1. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas

2. Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi


commit to user



83

3. Listrik untuk penerangan

4. Listrik untuk AC

Besarnya kebutuhan listrik masing-masing keperluan di atas dapat

diperkirakan sebagai berikut:

1. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas

Kebutuhan listrik untuk keperluan proses and keperluan pengolahan air

diperkirakan sebagai berikut:

Tabel 4.4 Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan utilitasNama Alat Jumlah HP Total HPPP-01 2 0,5 0,5PP-02 2 5 5PP-03 2 1 1PU-01 2 10,00 10,00PU-02 2 2,50 2,50PU-03 2 1,00 1,00PU-04 2 1,25 1,25PU-05 2 0,75 0,75PU-06 2 1,00 1,00PU-07 2 0,50 0,50PS-01 1 97,83 97,83RD-01 1 18,0 18Jumlah 16 139,33

Jadi jumlah listrik yang dikonsumsi untuk keperluan proses dan

utilitas sebesar 139,33 Hp = 114,29 kW


commit to user

Prarancangan Pabrik Sodium Bicarbonatdari Sodium Carbonat dan CO2 Kapasitas 100.000 ton/tahun

PENDAHULUAN

84

84I

2. Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi

Diperlukan menggunakan tenaga listrik sebesar 10 kW

3. Listrik untuk penerangan

Untuk menentukan besarnya tenaga listrik digunakan persamaan;

Dengan: L : Lumen per outlet

a : Luas area, ft2

F : Foot candle yang diperlukan (tabel 13 Perry 3th ed)

U : Koefisien utilitas (tabel 16 Perry 3th ed)

D : Efisiensi lampu (tabel 16 Perry 3th ed)

Perhitungan jumlah lumen dapat dilihat pada tabel 4.6

Tabel 4.5 Jumlah lumen berdasarkan luas bangunan :

Bangunan Luas, m2 Luas, ft2 F U D F/U.D LumenPos keamanan 26 279,85 20 0,42 0,75 63,49 17768,56Parkir 640 6888,74 10 0,49 0,75 27,21 187448,57Musholla 64 688,87 20 0,55 0,75 48,48 33399,93Kantin 80 861,09 20 0,51 0,75 52,29 45024,41Kantor 800 8610,92 35 0,6 0,75 77,78 669738,14Ruang kontrol 200 2152,73 40 0,56 0,75 95,24 205021,88Laboratorium 200 2152,73 40 0,56 0,75 95,24 205021,88Proses 1500 16145,47 30 0,59 0,75 67,80 1094608,34Utilitas 1000 10763,65 10 0,59 0,75 22,60 243246,30Ruang generator 192 2066,62 10 0,51 0,75 26,14 54029,30Bengkel 144 1549,97 40 0,51 0,75 104,58 162087,89Garasi 220 2368,00 10 0,51 0,75 26,14 61908,57Gudang 100 1076,36 5 0,51 0,75 13,07 14070,13Pemadam 144 1549,97 20 0,51 0,75 52,29 81043,94Tangki bahan baku 500 5381,82 10 0,51 0,75 26,14 140701,29Tangki produk 500 5381,82 10 0,51 0,75 26,14 140701,29Jalan dan taman 2544 27382,72 5 0,55 0,75 12,12 331911,78Area perluasan 1000 10763,65 5 0,57 0,75 11,70 125890,63Jumlah 9854 106064,99 3813622,82

DU.

F.aL


commit to user


PENDAHULUAN

85

85I

Untuk penerangan luar ruangan = 457.802,4 lumen

Untuk penerangan dalam bangunan = 3.335.820,4 lumen

Untuk semua area luar bangunan direncanakan menggunakan lampu

merkuri 100 Watt, dimana lumen output tiap lampunya 3000

lumen/buah.

Jadi jumlah lampu luar ruangan = 457.802,4/3000 = 153 buah

Untuk semua area dalam bangunan direncanakan menggunakan lampu

flourescent 40 Watt, dimana satu lampu instant Starting Daylight 40

W mempunyai lumen output = 1920 lumen/buah

Jadi jumlah lampu dalam ruangan = 3.335.820,4/1920

= 1748 buah

Total daya penerangan adalah = (40 W x 1748 + 100 W x 153)

= 85,17 kW

Tabel 4.6 Total Kebutuhan ListrikNo Kebutuhan Listrik Tenaga Listrik, kW1. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas 114,29

2. Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi 10

3. Listrik untuk penerangan 85,17

Total 224,46

Generator yang digunakan sebagai cadangan sumber listrik mempunyai

efisiensi 80%, sehingga generator yang disiapakan harus mempunyai

output sebesar 180 kW

Dipilih menggunakan generator dengan daya 190 kW


commit to user


PENDAHULUAN

86

86I

Spesifikasi generator yang diperlukan:

Kode : GU-01

Fungsi : Memenuhi kebutuhan listrik

Jenis : AC Generator

Jumlah : 1 buah

Kapasitas : 190 kW

Tegangan : 220/360 V

Efisiensi : 80%

Bahan bakar : Solar

Kebutuhan bakan bakar : 22,471 L/Jam

4.1.5. Unit Pengadaan Bahan Bakar

Unit pengadaan bahan bakar mempunyai tugas untuk memenuhi

kebutuhan bahan bakar boiler dan generator. Jenis bahan bakar yang

digunakan adalah batubara untuk boiler dan solar untuk generator.

Pemilihan Batubara sebagai bahan bakar didasarkan pada alasan:

1. Mudah didapat

2. Lebih ekonomis

3. Mudah dalam penyimpanan

Bahan bakar yang digunakan mempunyai spesifikasi sebagai

berikut:

Batubara

Heating Value : 25000 Btu/kg

Efisiensi bahan bakar : 80 %


commit to user


PENDAHULUAN

87

87I

Efisiensi boiler : 80%

Solar

Heating Value : 18800 Btu/lb

Efisiensi : 80%

Sp. Gravity : 0,6891

Densitas : 54,319 lb/ft3

Kebutuhan bahan bakar dapat diperkirakan sebagai berikut:

a. Kebutuhan bahan bakar untuk boiler

Kapasitas boiler = 3.274.911,338 Btu/jam

Bahan bakar =

Kebutuhan bahan bakar = 204,682 kg/jam

b. Kebtuhan bahan bakar untuk generator

Kapasitas generator = 190 kW

Bahan bakar =

Kebutuhan bahan bakar = 22,471 L/jam

4.1.6. Unit Pengolahan Limbah

Limbah yang dihasilkan dari pabrik Sodium Bicarbonat ini adalah

limbah hasil pembakaran batubara. Limbah yang dihasilkan dari

Kapasitas alat

Eff. .h

Kapasitas alat

Eff. ρ.h


commit to user


PENDAHULUAN

88

88I

pembakaran ini adalah gas buang pembakaran dan abu terbang (fly ash).

Limbah ini perlu penangan khusus agar tidak mencemari lingkungan.

Maka dilakukan penangan sebagai berikut :

Abu terbang (fly ash)

Untuk meningkatkan nilai ekonomisnya serta mengurangi dampak

lingkungan. Saat ini abu terbang umumnya abu terbang digunakan dalam

pabrik semen sebagai salah satu campuran pembuat beton, selain itu abu

terbang memiliki berbagai kegunaan yang amat beragam :

o Penyususn beton untuk jalan dan bangunan

o Penimbun bekas lahan pertambangan

o Aditif dalam pengolahan limbah (waste stabilization)

o Konversi menjadi zeolit dan absorben

Gas buang

Untuk mengurangi kandunga NOx yang terlepas ke udara, dengan

mengunakan teknologi baru. Teknologi ini bekerja seperti “scrubber” yang

membersihkan NOx dari flue gas (asap) dari boiler batubara. Alat ini

menggunakan bahan kimia khusus yang disebut katalis untuk mengurangi

bagian NOx menjadi gas tidak terpolusi.

4.2. Laboratorium

Laboratorium memiliki peranan sangat besar di dalam suatu pabrik

untuk memperoleh data – data yang diperlukan. Data – data tersebut

digunakan untuk evaluasi unit-unit yang ada, menentukan tingkat efisiensi,

dan untuk pengendalian mutu.


commit to user


PENDAHULUAN

89

89I

Pengendalian mutu atau pengawasan mutu di dalam suatu pabrik

pada hakekatnya dilakukan dengan tujuan mengendalikan mutu produk

yang dihasilkan agar sesuai dengan standar yang ditentukan. Pengendalian

mutu dilakukan mulai bahan baku, saat proses berlangsung, dan juga pada

hasil atau produk.

Pengendalian rutin dilakukan untuk menjaga agar kualitas dari

bahan baku dan produk yang dihasilkan sesuai dengan spesifikasi yang

diinginkan. Dengan pemeriksaan secara rutin juga dapat diketahui apakah

proses berjalan normal atau menyimpang. Jika diketahui analisa produk

tidak sesuai dengan yang diharapkan maka dengan mudah dapat diketahui

atau diatasi.

Laboratorium berada di bawah bidang teknik dan perekayasaan

yang mempunyai tugas pokok antara lain :

a. Sebagai pengontrol kualitas bahan baku dan pengontrol kualitas

produk

b. Sebagai pengontrol terhadap proses produksi

c. Sebagai pengontrol terhadap mutu air pendingin, air umpan boiler, dan

lain-lain yang berkaitan langsung dengan proses produksi

Laboratorium melaksanakan kerja 24 jam sehari dalam kelompok

kerja shift dan nonshift.

1. Kelompok shift

Kelompok ini melaksanakan tugas pemantauan dan analisa –

analisa rutin terhadap proses produksi. Dalam melaksanakan tugasnya,


commit to user


PENDAHULUAN

90

90I

kelompok ini menggunakan sistem bergilir, yaitu sistem kerja shift

selama 24 jam dengan dibagi menjadi 3 shift dalam 4 regu kerja.

Masing – masing shift bekerja selama 8 jam.

2. Kelompok nonshift

Kelompok ini mempunyai tugas melakukan analisa khusus

yaitu analisa yang sifatnya tidak rutin dan menyediakan reagen kimia

yang diperlukan di laboratorium. Dalam rangka membantu kelancaran

pekerjaan kelompok shift, kelompok ini melaksanakan tugasnya di

laboratorium utama dengan tugas antara lain :

a. Menyediakan reagen kimia untuk analisa laboratorium

b. Melakukan penelitian atau percobaan untuk membantu kelancaran

produksi

Dalam menjalankan tugasnya, bagian laboratorium dibagi menjadi :

1. Laboratorium fisik

2. Laboratorium analitik

3. Laboratorium penelitian dan pengembangan

4.2.1. Laboratorium Fisik

Bagian ini bertugas mengadakan pemeriksaan atau pengamatan

terhadap sifat – sifat bahan baku, produk, dan air. Pengamatan yang

dilakukan yaitu antara lain :

specific gravity

kandungan air

4.2.2. Laboratorium Analitik


commit to user


PENDAHULUAN

91

91I

Bagian ini mengadakan pemeriksaan terhadap bahan baku dan

produk mengenai sifat – sifat kimianya.

Analisa yang dilakukan antara lain :

kadar kandungan kimiawi dalam produk

kandungan logam

4.2.3. Laboratorium Penelitian dan Pengembangan

Bagian ini bertujuan untuk mengadakan penelitian, misalnya :

diversifikasi produk

perlindungan terhadap lingkungan

4.2.4. Prosedur Analisa Bahan Baku

4.2.4.1.Densitas

Alat : Piknometer

Cara pengujian :

Menimbang piknometer kosong

Menuang sampel ke dalam piknometer, selanjutnya ditutup

(usahakan tidak terbentuk gelembung).

Menimbang piknometer yang berisi sampel

4.2.5. Prosedur Analisa Produk

4.2.5.1.Infra red Spectrofotometer (IRS).

Mengambil sampel Sodium Bicarbonat secukupnaya kemudian dianalisa

langsung menggunakan Infra red Spectrofotometer (IRS). Dengan alat ini


commit to user


PENDAHULUAN

92

92I

dapat ditentukan kandungan gugus organik yang tersusun, apakah sudah

memenuhi kriteria sebagai produk atau belum.

4.2.6. Analisa Air

Air yang dianalisis antara lain:

1. Air baku

2. Air proses

3. Air demineralisasi

4. Air umpan boiler

5. Air limbah

Parameter yang diuji antara lain warna, pH, kandungan klorin,

tingkat kekeruhan, total kesadahan, jumlah padatan, total alkalinitas,

sulfat, silika, dan konduktivitas air.

Alat-alat yang digunakan dalam laboratorium analisa air ini antara

lain:

1. pH meter, digunakan untuk mengetahui tingkat keasaman/kebasaan air

2. Spektrofotometer, digunakan untuk mengetahui konsentrasi suatu

senyawa teralrut dalam air

3. Spectroscopy, digunakan untuk mengetahui kadar silika, sulfat,

hidrazin, turbiditas, kadar fosfat, dan kadar sulfat

4. Peralatan titrasi, untuk mengetaui jumlah kandungan klorida,

kesadahan dan alkalinitas.

5. Conductivity meter, untuk mengetahui konduktivitas suatu zat yang

terlarut dalam air


commit to user


PENDAHULUAN

93

93I

Air demineralisasi yang dihasilkan unit demineralisasi juga diuji oleh

laboratorium ini. Parameter yang diuji antara lain pH, konduktivitas dan

kandungan silikat (SiO2), kandungan Mg2+, Ca2+


commit to user


PENDAHULUAN

94

94I

BAB V

MANAJEMEN PERUSAHAAN

5.1. Bentuk Perusahaan

Bentuk perusahaan yang direncanakan pada prarancangan pabrik

Sodium Bicarbonat ini adalah Perseroan Terbatas (PT). Perseroan Terbatas

merupakan bentuk perusahaan yang mendapatkan modalnya dari penjualan

saham, dimana tiap sekutu turut mengambil bagian sebanyak satu saham atau

lebih. Saham adalah surat berharga yang dikeluarkan dari perusahaan atau

perseroan terbatas tersebut dan orang yang memiliki saham berarti telah

menyetorkan modal ke perusahaan, yang berarti pula ikut memiliki

perusahaan. Dalam perseroan terbatas, pemegang saham hanya bertanggung

jawab menyetor penuh jumlah yang disebutkan dalam tiap saham.

Pabrik Sodium Bicarbonat yang akan didirikan mempunyai :

Bentuk perusahaan : Perseroan Terbatas (PT)

Lapangan Usaha : Industri Sodium Bicarbonat

Lokasi Perusahaan : Cilegon, Banten, Jawa Barat

Alasan dipilihnya bentuk perusahaan ini didasarkan atas beberapa faktor,

antara lain (Widjaja, 2003) :

1. Mudah mendapatkan modal dengan cara menjual saham di pasar

modal atau perjanjian tertutup dan meminta pinjaman dari pihak

yang berkepentingan seperti badan usaha atau perseorangan.


commit to user


PENDAHULUAN

95

95I

2. Tanggung jawab pemegang saham bersifat terbatas, artinya

kelancaran produksi hanya akan ditangani oleh direksi beserta

karyawan sehingga gangguan dari luar dapat dibatasi.

3. Kelangsungan hidup perusahaan lebih terjamin karena tidak

terpengaruh dengan berhentinya pemegang saham, direksi berserta

stafnya, dan karyawan perusahaan.

4. Mudah mendapat kredit bank dengan jaminan perusahaan yang sudah

ada.

5. Pemilik dan pengurus perusahaan terpisah satu sama lain, pemilik

perusahaan adalah para pemegang saham dan pengurus perusahaan

adalah direksi beserta stafnya yang diawasi oleh dewan komisaris.

6. Efisiensi dari manajemen

Para pemegang saham dapat memilih orang yang ahli sebagai dewan

komisaris dan direktur utama yang cukup cakap dan berpengalaman.

7. Lapangan usaha lebih luas

Suatu Perseroan Terbatas dapat menarik modal yang sangat besar dari

masyarakat, sehingga dengan modal ini PT dapat memperluas

usahanya.

8. Merupakan bidang usaha yang memiliki kekayaan tersendiri yang

terpisah dari kekayaan pribadi

9. Mudah bergerak di pasar modal


commit to user


PENDAHULUAN

96

96I

5.2. Struktur Organisasi

Struktur organisasi merupakan salah satu faktor penting yang dapat

menunjang kelangsungan dan kemajuan perusahaan, karena berhubungan

dengan komunikasi yang terjadi dalam perusahaan demi tercapainya

kerjasama yang baik antar karyawan. Untuk mendapatkan sistem organisasi

yang baik maka perlu diperhatikan beberapa azas yang dapat dijadikan

pedoman, antara lain (Widjaja, 2003) :

Pendelegasian wewenang

Perumusan tujuan perusahaan dengan jelas

Pembagian tugas kerja yang jelas

Kesatuan perintah dan tanggung jawab

Sistem kontrol atas kerja yang telah dilaksanakan

Organisasi perusahaan yang fleksibel

Dengan berpedoman terhadap asas - asas tersebut, maka dipilih organisasi

kerja berdasarkan Sistem Line and Staff. Pada sistem ini, garis wewenang

lebih sederhana, praktis dan tegas. Demikian pula dalam pembagian tugas

kerja seperti yang terdapat dalam sistem organisasi fungsional, sehingga

seorang karyawan hanya akan bertanggung jawab pada seorang atasan saja.

Untuk kelancaran produksi, perlu dibentuk staf ahli yang terdiri dari orang-

orang yang ahli di bidangnya. Bantuan pikiran dan nasehat akan diberikan

oleh staf ahli kepada tingkat pengawas demi tercapainya tujuan perusahaan.

Menurut Djoko (2003), ada 2 kelompok orang yang berpengaruh dalam

menjalankan organisasi kerja berdasarkan sistem garis dan staff ini, yaitu :


commit to user


PENDAHULUAN

97

97I

1. Sebagai garis atau lini, yaitu orang-orang yang melaksanakan tugas

pokok organisasi dalam rangka mencapai tujuan.

2. Sebagai staff, yaitu orang - orang yang melakukan tugas sesuai

dengan keahliannya, dalam hal ini berfungsi untuk memberi saran -

saran kepada unit operasional.

Dewan Komisaris mewakili para pemegang saham (pemilik perusahaan)

dalam pelaksanaan tugas sehari-harinya. Tugas untuk menjalankan

perusahaan dilaksanakan oleh seorang Direktur Utama yang dibantu oleh

Direktur Produksi dan Direktur Keuangan-Umum. Direktur Produksi

membawahi bidang produksi dan teknik, sedangkan direktur keuangan dan

umum membawahi bidang pemasaran, keuangan, dan bagian umum. Kedua

direktur ini membawahi beberapa kepala bagian yang akan bertanggung

jawab atas bagian dalam perusahaan, sebagai bagian dari pendelegasian

wewenang dan tanggung jawab. Masing-masing kepala bagian akan

membawahi beberapa seksi dan masing-masing seksi akan membawahi dan

mengawasi para karyawan perusahaan pada masing-masing bidangnya.

Karyawan perusahaan akan dibagi dalam beberapa kelompok regu yang

dipimpin oleh seorang kepala regu dimana setiap kepala regu akan

bertanggung jawab kepada pengawas masing - masing seksi (Widjaja,

2003).

Manfaat adanya struktur organisasi adalah sebagai berikut :

a. Menjelaskan, membagi, dan membatasi pelaksanaan tugas dan

tanggung jawab setiap orang yang terlibat di dalamnya


commit to user


PENDAHULUAN

98

98I

b. Penempatan tenaga kerja yang tepat

c. Pengawasan, evaluasi dan pengembangan perusahaan serta

manajemen perusahaan yang lebih efisien.

d. Penyusunan program pengembangan manajemen

e. Menentukan pelatihan yang diperlukan untuk pejabat yang sudah ada

f. Mengatur kembali langkah kerja dan prosedur kerja yang berlaku bila

tebukti kurang lancar.

Struktur organisasi pabrik Sodium Bicarbonat dapat dilihat pada gambar 5.1

5.3. Tugas dan Wewenang

5.3.1. Pemegang Saham

Pemegang saham adalah beberapa orang yang mengumpulkan modal

untuk kepentingan pendirian dan berjalannya operasi perusahaan tersebut.

Para pemilik saham adalah pemilik perusahaan. Kekuasaan tertinggi pada

perusahaan yang mempunyai bentuk perseroan terbatas adalah Rapat Umum

Pemegang Saham (RUPS).

Pada RUPS tersebut para pemegang saham berwenang (Widjaja, 2003) :

1. Mengangkat dan memberhentikan Dewan Komisaris

2. Mengangkat dan memberhentikan Direksi

3. Mengesahkan hasil-hasil usaha serta laba rugi tahunan perusahaan


commit to user


PENDAHULUAN

99

99I

Gambar 5.1 Struktur organisasi pabrik Sodium Bicarbonat

5.3.2. Dewan Komisaris

Dewan komisaris merupakan pelaksana tugas sehari-hari dari pemilik

saham sehingga dewan komisaris akan bertanggung jawab kepada pemilik

saham.


commit to user


PENDAHULUAN

100

100I

Tugas-tugas Dewan Komisaris meliputi (Widjaja, 2003) :

1. Menilai dan menyetujui rencana direksi tentang kebijakan umum,

target perusahaan, alokasi sumber - sumber dana dan pengarahan

pemasaran

2. Mengawasi tugas - tugas direksi

3. Membantu direksi dalam tugas - tugas penting

5.3.3. Dewan Direksi

Direksi Utama merupakan pimpinan tertinggi dalam perusahaan dan

bertanggung jawab sepenuhnya terhadap maju mundurnya perusahaan.

Direktur utama bertanggung jawab kepada dewan komisaris atas segala

tindakan dan kebijakan yang telah diambil sebagai pimpinan perusahaan.

Direktur utama membawahi Direktur Teknik dan Produksi, serta Direktur

Keuangan dan Administrasi.

Tugas-tugas Direktur Utama meliputi :

1. Melaksanakan kebijakan perusahaan dan mempertanggung jawabkan

pekerjaannya secara berkala atau pada masa akhir pekerjaannya pada

pemegang saham.

2. Menjaga kestabilan organisasi perusahaan dan membuat

kelangsungan hubungan yang baik antara pemilik saham, pimpinan,

karyawan, dan konsumen.

3. Mengangkat dan memberhentikan kepala bagian dengan persetujuan

rapat pemegang saham.


commit to user


PENDAHULUAN

101

101I

4. Mengkoordinir kerja sama dengan Direktur Teknik dan Produksi, dan

Direktur Keuangan dan Administrasi.

Tugas-tugas Direktur Teknik dan Produksi meliputi :

1. Bertanggung jawab kepada direktur utama dalam bidang produksi,

teknik, dan rekayasa produksi.

2. Mengkoordinir, mengatur, serta mengawasi pelaksanaan pekerjaan

kepala- kepala bagian yang menjadi bawahannya.

3. Memimpin pelaksanaan kegiatan pabrik yang berhubungan dengan

bidang teknik, produksi pengembangan, pemeliharaan peralatan dan

laboratorium.

Tugas-tugas Direktur Keuangan dan Administrasi meliputi :

1. Bertanggung jawab kepada direktur utama dalam bidang pemasaran,

keuangan, administrasi, dan pelayanan umum.

2. Mengkoordinir, mengatur, dan mengawasi pelaksanaan pekerjaan

kepala- kepala bagian yang menjadi bawahannya.

5.3.4. Staf Ahli

Staf ahli terdiri dari tenaga - tenaga ahli yang bertugas membantu

direktur dalam menjalankan tugasnya, baik yang berhubungan dengan

teknik maupun administrasi. Staf ahli bertanggung jawab kepada direktur

utama sesuai dengan bidang keahlian masing - masing.

Tugas dan wewenang staf ahli meliputi :

1. Mengadakan evaluasi bidang teknik dan ekonomi perusahaan.


commit to user


PENDAHULUAN

102

102I

2. Memberi masukan - masukan dalam perencanaan dan pengembangan

perusahaan.

3. Memberi saran - saran dalam bidang hukum.

5.3.5. Kepala Bagian

Secara umum tugas kepala bagian adalah mengkoordinir, mengatur,

dan mengawasi pelaksanaan pekerjaan dalam lingkungan bagiannya sesuai

dengan garis wewenang yang diberikan oleh pimpinan perusahaan. Kepala

bagian dapat juga bertindak sebagai staf direktur. Kepala bagian

bertanggung jawab kepada direktur Utama. Kepala Bagian membawahi

Kepala Seksi. Kepala Seksi merupakan pelaksana pekerjaan dalam

lingkungan bagiannya sesuai dengan rencana yang telah diatur oleh kepala

bagian masing-masing, agar diperoleh hasil yang maksimum dan efektif

selama berlangsungnya proses produksi. Setiap kepala seksi bertanggung

jawab terhadap kepala bagian masing-masing sesuai dengan seksinya.

Kepala bagian terdiri dari:

1. Kepala Bagian Produksi dan Utilitas

Bertanggung jawab kepada Direktur Teknik dan Produksi dalam

bidang mutu, jalannya operasi pabrik sehari-hari, dan menjaga

kelancaran proses produksi serta mengkoordinir kepala-kepala seksi

yang menjadi bawahannya.


commit to user


PENDAHULUAN

103

103I

Kepala Bagian produksi membawahi dua Kepala Seksi :

a) Kepala Seksi Proses Produksi

Tugas : Mengawasi jalannya proses produksi, menjalankan

tindakan seperlunya terhadap kejadian-kejadian

yang tidak diharapkan sebelum diambil oleh seksi

yang berwenang.

Pendidikan : Sarjana Teknik Kimia / Teknik Mesin

Jumlah : 1 orang

Bawahan : 3 orang kepala shift (S-1 / D3 Teknik Kimia)

30 orang operator (STM / SLTA)

Tabel 5.1. Perincian Jumlah Karyawan Proses

Nama AlatJumlah orang

tiap kelompok

Jumlah orang

x 4 kelompok

Unit persiapan bahan

(tangki, kompresor,

pompa, heat exhanger )

Unit Reaksi

(mixer, reaktor, Rotary

dryer)

TOTAL

3

8

11

12

32

44


commit to user


PENDAHULUAN

104

104I

b) Kepala Seksi Utilitas

Tugas : Melaksanakan dan mengatur sarana utilitas untuk

memenuhi kebutuhan proses, kebutuhan uap, dan

air.

Pendidikan : Sarjana Teknik Kimia / Teknik Mesin

Jumlah : 1 orang

Bawahan : 3 orang kepala shift (S-1 / D3 Teknik Kimia)

20 orang operator (STM / SLTA)

Tabel 5.2. Perincian Jumlah Karyawan Utilitas

Nama Alat Jumlah orang

tiap kelompok

Jumlah orang

x 4 kelompok

Unit Recovery

Unit pengolahan air dan

penyediaan steam

TOTAL

4

4

8

16

16

32

2. Kepala Bagian Teknik

Tugas kepala bagian teknik, antara lain:

a. Mengkoordinir kepala - kepala seksi yang menjadi bawahannya

b. Bertanggung jawab kepada direktur produksi dalam bidang

peralatan dan utilitas

Kepala Bagian teknik membawahi dua Kepala Seksi :


commit to user


PENDAHULUAN

105

105I

a) Kepala Seksi Listrik dan Instrumentasi

Tugas : Bertanggung jawab terhadap penyediaan listrik serta

alat-alat instrumentasi.

Pendidikan: Sarjana Teknik Elektro

Jumlah : 1 orang

Bawahan : 3 orang kepala shift (S-1 / D3 Teknik Elektro)

8 orang operator (STM Listrik)

b) Kepala Seksi Peralatan dan Bengkel

Tugas : Bertanggung jawab terhadap kegiatan perawatan dan

penggantian alat-alat serta fasilitas pendukungnya,

dan melaksanakan pemeliharaan fasilitas gedung dan

peralatan pabrik.

Pendidikan : Sarjana Teknik Mesin

Jumlah : 1 orang

Bawahan : 3 orang kepala shift (S-1 / D3 Teknik Mesin)

8 orang operator (STM Mesin)

3. Kepala Bagian Pengembangan dan Penelitian (Litbang)

Bertanggung jawab kepada Direktur Teknik dan Produksi dan

bertanggung jawab memimpin aktivitas laboratorium, pengendalian

mutu, penelitian dan pengembangan.


commit to user


PENDAHULUAN

106

106I

Kepala Bagian Litbang membawahi dua Kepala Seksi :

a) Kepala Seksi Laboratorium dan Pengendalian Mutu

Tugas : Menyelenggarakan pemantauan hasil (mutu) dan

pengolahan limbah.

Pendidikan: Sarjana Teknik Kimia

Jumlah : 1 orang

Bawahan : 3 orang kepala shift (S-1 T. Kimia / MIPA Kimia)

8 orang operator (D3 MIPA / Analitik)

b) Kepala Seksi Penelitian dan Pengembangan

Tugas : Mengkoordinir kegiatan yang berhubungan dengan

peningkatan produksi dan efisiensi proses secara

keseluruhan.

Pendidikan : Sarjana Teknik Kimia

Jumlah : 1 orang

Bawahan : 8 orang (S-1 Teknik Kimia / Mesin / Elektro)

4. Kepala Bagian Keuangan dan Pemasaran

Bertanggung jawab kepada Direktur Keuangan dan

Administrasi dalam bidang administrasi, keuangan, dan pemasaran

termasuk pembelian bahan baku, bahan pembantu, dan penjualan

produk.


commit to user


PENDAHULUAN

107

107I

Kepala Bagian Keuangan membawahi tiga Kepala Seksi :

a) Kepala Seksi Keuangan

Tugas : Bertanggung jawab terhadap pembukuan serta hal-

hal yang berkaitan dengan keuangan perusahaan.

Pendidikan: Sarjana Ekonomi / Akuntansi

Jumlah : 1 orang

Bawahan : 2 orang staff I (S-1 / D3 Ekonomi / Akuntansi)

4 orang staff II (SMEA)

b) Kepala Seksi Pemasaran

Tugas : Mengkoordinir kegiatan pemasaran produk dan

mengatur distribusi barang dari gudang.

Pendidikan : Sarjana Ekonomi / Teknik Industri

Jumlah : 1 orang



c) Kepala Seksi Pembelian

Tugas : Mengatur dan mengumpulkan semua informasi

mengenai bahan baku dan bahan lain yang

dibutuhkan perusahaan dan mengadakan tender

pembelian.

Pendidikan : Sarjana Ekonomi / Teknik Industri

Jumlah : 1 orang




commit to user


PENDAHULUAN

108

108I

5. Kepala Bagian Administrasi


Administrasi dalam bidang administrasi pabrik, personalia, dan tata

usaha.

Kepala Bagian Administrasi membawahi dua Kepala Seksi :

a) Kepala Seksi Personalia

Tugas : Mengkoordinasi kegiatan yang berhubungan

dengan kepegawaian.

Pendidikan : Sarjana Hukum / Psikologi

Jumlah : 1 orang

Bawahan : 2 orang staff I (S-1 / D3 Komunikasi / Psikologi)

2 orang staff II (SLTA)

b) Kepala Seksi Tata Usaha

Tugas : Bertanggung jawab terhadap kegiatan yang

berhubungan dengan rumah tangga perusahaan

serta tata usaha kantor.

Pendidikan : Sarjana Ekonomi / Hukum

Jumlah : 1 orang

Bawahan : 2 orang staff I (S-1 / D3 Manajemen Perusahaan)

2 orang staff II (SLTA)


commit to user


PENDAHULUAN

109

109I

6. Kepala Bagian Umum


Administrasi dalam mengelola bidang hubungan masyarakat,

keamanan dan kesejahteraan karyawan.

Kepala Bagian Umum membawahi dua Kepala Seksi :

a) Kepala Seksi Hubungan Masyarakat

Tugas : Menyelenggarakan kegiatan yang berkaitan dengan

relasi perusahaan, pemerintah dan masyarakat serta

mengawasi langsung masalah keamanan

perusahaan.

Pendidikan: Sarjana Hukum / Psikologi / Komunikasi

Jumlah : 1 orang

Bawahan : 2 orang staff I (S-1 / D3 Komunikasi)

4 orang kepala shift

20 orang satpam

b) Kepala Seksi Kesehatan dan Keselamatan Kerja (K3)

Tugas : Bertanggung jawab terhadap masalah kesehatan

karyawan dan keluarga serta menangani masalah

keselamatan kerja dalam perusahaan.

Pendidikan: Sarjana Kedokteran Umum

Jumlah : 1 orang

Bawahan : 2 orang staff I (S-1 / D4 Hiperkes)

4 orang staff II (D3 Hiperkes / Akper)


commit to user


PENDAHULUAN

110

110I

5.4. Pembagian Jam Kerja Karyawan

Pabrik Sodium Bicarbonat ini direncanakan beroperasi selama 330

hari dalam satu tahun dan proses produksi berlangsung 24 jam per hari. Sisa

hari yang bukan hari libur digunakan untuk perawatan, perbaikan, dan

shutdown pabrik. Sedangkan pembagian jam kerja karyawan digolongkan

dalam dua golongan yaitu karyawan shift dan non shift

5.4.1. Karyawan non shift / harian

Karyawan non shift adalah karyawan yang tidak menangani proses

produksi secara langsung. Yang termasuk karyawan harian adalah direktur,

staf ahli, kepala bagian, kepala seksi serta karyawan yang berada di kantor.

Karyawan harian akan bekerja selama 5 hari dalam seminggu dan

libur pada hari Sabtu, Minggu dan hari besar,dengan pembagian kerja

sebagai berikut :

Jam kerja :

Hari Senin – Kamis : Jam 08.00 – 17.00

Hari Jum’at : Jam 08.00 – 17.00

Jam Istirahat :

Hari Senin – Kamis : Jam 12.00 – 13.00

Hari Jum’at : Jam 11.00 – 13.00

5.4.2. Karyawan Shift / Ploog

Karyawan shift adalah karyawan yang secara langsung menangani

proses produksi atau mengatur bagian - bagian tertentu dari pabrik yang


commit to user


PENDAHULUAN

111

111I

mempunyai hubungan dengan masalah keamanan dan kelancaran produksi.

Yang termasuk karyawan shift ini adalah operator produksi, sebagian dari

bagian teknik, bagian gudang dan bagian utilitas, pengendalian,

laboratorium, dan bagian - bagian yang harus selalu siaga untuk menjaga

keselamatan serta keamanan pabrik.

Para karyawan shift akan bekerja secara bergantian selama 24 jam, dengan

pengaturan sebagai berikut :

o Shift Pagi : Jam 07.00 – 15.00

o Shift Sore : Jam 15.00 – 23.00

o Shift Malam : Jam 23.00 – 07.00

Untuk karyawan shift ini dibagi menjadi 3 kelompok (A / B / C / D)

dimana dalam satu hari kerja, hanya tiga kelompok masuk, sehingga ada

satu kelompok yang libur. Untuk hari libur atau hari besar yang ditetapkan

pemerintah, kelompok yang bertugas tetap harus masuk. Jadwal pembagian

kerja masing-masing kelompok ditampilkan dalam bentuk tabel sebagai

berikut :

Tabel 5.3. Jadwal pembagian kelompok shift

Tgl 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Pagi A A D D C C B B A A

Sore B B A A D D C C B B

Malam C C B B A A D D C C

Off D D C C B B A A D D


commit to user


PENDAHULUAN

112

112I

Tgl 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Pagi D D C C B B A A D D

Sore A A D D C C B B A A

Malam B B A A D D C C B B

Off C C B B A A D D C C

Tgl 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Pagi C C B B A A D D C C

Sore D D C C B B A A D D

Malam A A D D C C B B A A

Off B B A A D D C C B B

Jadwal untuk tanggal selanjutnya berulang ke susunan awal.

Kelancaran produksi dari suatu pabrik sangat dipengaruhi oleh faktor

kedisiplinan para karyawannya dan akan secara langsung mempengaruhi

kelangsungan dan kemajuan perusahaan. Untuk itu kepada seluruh karyawan

perusahaan dikenakan absensi. Disamping itu masalah absensi digunakan

oleh pimpinan perusahaan sebagai salah satu dasar dalam mengembangkan

karier para karyawan di dalam perusahaan (Djoko, 2003).


commit to user


PENDAHULUAN

113

113I

5.5. Status Karyawan dan Sistem Upah

Pada pabrik Sodium Bicarbonat ini sistem upah karyawan berbeda -

beda tergantung pada status karyawan, kedudukan, tanggung jawab, dan

keahlian. Menurut status karyawan dapat dibagi menjadi tiga golongan

sebagai berikut:

5.5.1 Karyawan Tetap

Yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan dengan surat

keputusan (SK) direksi dan mendapat gaji bulanan sesuai dengan

kedudukan, keahlian, dan masa kerjanya.

5.5.2 Karyawan Harian

Yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan direksi tanpa SK

direksi dan mendapat upah harian yang dibayar tiap akhir pekan.

5.5.3 Karyawan Borongan

Yaitu karyawan yang digunakan oleh pabrik bila diperlukan saja.

Karyawan ini menerima upah borongan untuk suatu pekerjaan.

5.6. Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan, dan Gaji

5.6.1. Penggolongan Jabatan

1. Direktur Utama : Sarjana Ekonomi / Teknik /

Hukum

2. Direktur Teknik dan Produksi : Sarjana Teknik Kimia

3. Direktur Keuangan Dan Administrasi : Sarjana Ekonomi/Akuntansi

4. Kepala Bagian Produksi dan Utilitas : Sarjana Teknik Kimia


commit to user


PENDAHULUAN

114

114I

5. Kepala Bagian Teknik : Sarjana Teknik Kimia /

Mesin / Elektro

6. Kepala Bagian Litbang : Sarjana Teknik Kimia/

Mesin / Elektro

7. Kepala Bagian Keuangan dan Pemasaran : Sarjana Ekonomi

8. Kepala Bagian Administrasi : Sarjana Ekonomi/Hukum

9. Kepala Seksi : Sarjana

10. Kepala Shift : Sarjana atau D3

11. Pegawai Staff 1 : Sarjana atau D3

12. Pegawai Staff 2 : Sarjana atau D3

13. Operator : D3 atau STM

14. Sopir, Keamanan, Pesuruh : SLTA / Sederajat

5.6.2. Jumlah Karyawan dan Gaji

Jumlah Karyawan harus ditentukan dengan tepat, sehingga semua

pekerjaan dapat diselenggarakan dengan baik dan efektif.

Tabel 5.4. Jumlah Karyawan Menurut Jabatan

No Jabatan Jumlah

1 Direktur Utama 1

2 Direktur produksi dan teknik 1

3 Direktur keuangan dan umum 1

4 Staff ahli 2

5 Litbang 1

6 Sekretaris 2

7 Kepala Bag.Produksi 1


commit to user


PENDAHULUAN

115

115I

8 Kepala Bag.Litbang 1

9 Kepala Bag.Teknik 1

10 Kepala Bag.Umum 1

11 Kepala Bag.Keuangan 1

12 Kepala Bag.Pemasaran 1

13 Kepala Seksi Proses 1

14 Kepala Seksi Pengendalian 1

15 Kepala Seksi Safety dan Lingkungan 1

16 Kepala Seksi Pemeliharaan 1

17 Kepala Seksi Utilitas 1

18 Kepala Seksi Administrasi 1

19 Kepala Seksi Keuangan 1

20 Kepala Seksi Pembelian 1

21 Kepala Seksi Personalia 1

22 Kepala Seksi Humas 1

23 Kepala Seksi Keamanan 1

24 Kepala Seksi Penjualan 1

25 Kepala Seksi Pemasaran 1

26 Karyawan Proses 44

27 Karyawan Pengendalian 18

28 Karyawan Laboratorium 18

29 Karyawan Penjualan 4

30 Karyawan Pembelian 4

31 Karyawan Pemeliharaan 4

32 Karyawan Utilitas 32

33 Karyawan Administrasi 2

34 Karyawan Kas 2

35 Karyawan Personalia 2

36 Karyawan Humas 2


commit to user


PENDAHULUAN

116

116I

37 Karyawan Keamanan 20

38 Karyawan Pemasaran 2

39 Sopir 5

40 Pesuruh 10

Jumlah 179

Tabel 5.5. Perincian golongan dan gaji karyawan

Gol. Jabatan Gaji/bulan (Rp.) Kualifikasi

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Direktur Utama

Direktur

Kepala Bagian

Staff Ahli

Kepala Seksi

Kepala Shift

Pegawai Staff 1

Pegawai Staff 2

Operator

Security

Sopir

Cleaning Service

50.000.000,00

30.000.000,00

10.000.000,00

10.000.000,00

7.500.000,00

4.000.000,00

2.500.000,00

1.500.000,00

3.000.000,00

1.000.000,00

1.000.000,00

1.000.000,00

S-1/S-2/S-3

S-1/S-2

S-1

S-1/S-2

S-1

S-1/D-3

S-1/D-3

SLTA

D-3

SLTA

SLTA

SLTA

5.7. Kesejahteraan Sosial Karyawan

Kesejahteraan sosial yang diberikan oleh perusahaan pada para karyawan,

antara lain (Masud, 1989) :

1. Tunjangan


commit to user


PENDAHULUAN

117

117I

o Tunjangan yang berupa gaji pokok yang diberikan berdasarkan

golongan karyawan yang bersangkutan.

o Tunjangan jabatan yang diberikan berdasarkan jabatan yang

dipegang karyawan.

o Tunjangan lembur yang diberikan kepada karyawan yang bekerja

diluar jam kerja berdasarkan jumlah jam kerja.

2. Pakaian Kerja

Diberikan kepada setiap karyawan setiap tahun sejumlah empat pasang.

3. Cuti

o Cuti tahunan diberikan kepada setiap karyawan selama 12 hari

kerja dalam satu tahun.

o Cuti sakit diberikan kepada karyawan yang menderita sakit

berdasarkan keterangan dokter.

o Cuti hamil diberikan kepada karyawati yang hendak melahirkan,

masa cuti berlaku selama 2 bulan sebelum melahirkan sampai 1

bulan sesudah melahirkan.

4. Pengobatan

o Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit yang

diakibatkan oleh kecelakaan kerja, ditanggung oleh perusahaan

sesuai dengan undang-undang.

o Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit tidak

disebabkan oleh kecelakaan kerja, diatur berdasarkan

kebijaksanaan perusahaan.


commit to user


PENDAHULUAN

118

118I

5. Asuransi Tenaga Kerja

Asuransi tenaga kerja diberikan oleh perusahaan bila jumlah karyawan

lebih dari 10 orang atau dengan gaji karyawan lebih besar dari Rp.

1.000.000,00 per bulan.

5.8. Manajemen Perusahaan

Manajemen produksi merupakan salah satu bagian dari manajemen

perusahaan yang fungsi utamanya adalah menyelenggarakan semua kegiatan

untuk memproses bahan baku menjadi produk dengan mengatur penggunaan

faktor - faktor produksi sedemikian rupa sehingga proses produksi berjalan

sesuai dengan yang direncanakan.

Manajemen produksi meliputi manajemen perancangan dan

pengendalian produksi. Tujuan perencanaan dan pengendalian produksi

mengusahakan perolehan kualitas produk sesuai target dalam jangka waktu

tertentu. Dengan meningkatnya kegiatan produksi maka selayaknya diikuti

dengan kegiatan perencanaan dan pengendalian agar penyimpangan

produksi dapat dihindari.

Perencanaan sangat erat kaitannya dengan pengendalian dimana

perencanaan merupakan tolak ukur bagi kegiatan operasional sehingga

penyimpangan yang terjadi dapat diketahui dan selanjutnya dikembalikan

pada arah yang sesuai.


commit to user


PENDAHULUAN

119

119I

5.8.1. Perencanaan Produksi

Dalam menyusun rencana produksi secara garis besar ada direktur

keuangan dan umum. Hal yang perlu dipertimbangkan yaitu faktor internal

dan faktor eksternal. Faktor internal adalah kemampuan pabrik sedangkan

faktor eksternal adalah faktor yang menyangkut kemampuan pasar terhadap

jumlah produk yang dihasilkan.

Dipengaruhi oleh keandalan dan kemampuan mesin yaitu jam kerja efektif

dan beban yang diterima.

1. Kemampuan Pasar

Dapat dibagi menjadi 2 kemungkinan, yaitu :

Kemampuan pasar lebih besar dibandingkan kemampuan pabrik,

maka rencana produksi disusun secara maksimal.

Kemampuan pasar lebih kecil dari kemampuan pabrik.

Ada tiga alternatif yang dapat diambil :

Rencana prduksi sesuai kemampuan pasar atau produksi diturunkan

sesuai dengan kemampuan pasar, dengan mempertimbangkan untung

dan rugi.

Rencana produksi tetap dengan mempertimbangkan bahwa kelebihan

produksi disimpan dan dipasarkan tahun berikutnya.

Mencari daerah pemasaran baru.

2. Kemampuan Pabrik

Pada umumnya kemampuan pabrik ditentukan oleh beberapa faktor,

antara lain


commit to user


PENDAHULUAN

120

120I

Bahan Baku

Dengan pemakaian yang memenuhi kualitas dan kuantitas, maka

akan mencapai jumlah produk yang diinginkan.

Tenaga kerja

Kurang terampilnya tenaga kerja akan menimbulkan kerugian,

sehingga diperlukan pelatihan agar kemampuan kerja

keterampilannya meningkat dan sesuai dengan yang diinginkan.

Peralatan (Mesin)

Ada dua hal yang mempengaruhi kehandalan dan kemampuan

mesin, yaitu jam kerja mesin efektif dan kemampuan mesin. Jam

kerja mesin efektif adalah kemampuan suatu alat untuk beroperasi

pada kapasitas yang diinginkan pada periode tertentu. Kemampuan

mesin adalah kemampuan mesin dalam memproduksi.

5.8.2. Pengendalian Produksi

Setelah perencanaan produksi disusun dan proses produksi dijalankan,

perlu adanya pengawasan dan pengendalian produksi agar proses berjalan

baik. Kegiatan proses produksi diharapkan menghasilkan produk dengan

mutu sesuai dengan standard dan jumlah produk sesuai dengan rencana

dalam jangka waktu sesuai jadwal.

a. Pengendalian Kualitas

Penyimpangan kualitas terjadi karena mutu bahan baku tidak baik,

kerusakan alat, dan penyimpangan operasi. Hal - hal tersebut dapat

diketahui dari monitor atau hasil analisis laboratorium.


commit to user


PENDAHULUAN

121

121I

b. Pengendalian Kuantitas

Penyimpangan kuantitas terjadi karena kesalahan operator, kerusakan

mesin, keterlambatan bahan baku serta perbaikan alat yang terlalu lama.

Penyimpangan perlu diketahui penyebabnya, baru dilakukan evaluasi.

Kemudian dari evaluasi tersebut diambil tindakan seperlunya dan

diadakan perencanaan kembali dengan keadaan yang ada.

c. Pengendalian Waktu

Untuk mencapai kuantitas tertentu perlu adanya waktu tertentu pula.

d. Pengendalian Bahan Proses

Bila ingin dicapai kapasitas produksi yang diinginkan maka bahan

proses harus mencukupi sehingga diperlukan pengendalian bahan

proses agar tidak terjadi kekurangan.


commit to user


PENDAHULUAN

122

122I

BAB VI

ANALISA EKONOMI

Pada perancangan pabrik sodium bicarbonat ini dilakukan evaluasi atau

penilaian investasi dengan maksud untuk mengetahui apakah pabrik yang

dirancang menguntungkan atau tidak. Komponen terpenting dari perancangan ini

adalah estimasi harga alat - alat, karena harga ini dipakai sebagai dasar untuk

estimasi analisa ekonomi. Analisa ekonomi dipakai untuk mendapatkan

perkiraan/estimasi tentang kelayakan investasi modal dalam suatu kegiatan

produksi suatu pabrik dengan meninjau kebutuhan modal investasi,besarnya laba

yang diperoleh,lamanya modal investasi dapat dikembalikan, dan terjadinya titik

impas. Selain itu analisa ekonomi dimaksudkan untuk mengetahui apakah pabrik

yang dirancang dapat menguntungkan atau tidak jika didirikan.

6.1. Penaksiran Harga Peralatan

Harga peralatan proses tiap alat tergantung pada kondisi ekonomi

yang sedang terjadi. Untuk mengetahui harga peralatan yang pasti setiap

tahun sangat sulit sehingga diperlukan suatu metoda atau cara untuk

memperkirakan harga suatu alat dari data peralatan serupa tahun-tahun

sebelumnya. Penentuan harga peralatan dilakukan dengan menggunakan

data indeks harga.


commit to user


PENDAHULUAN

123

123I

Tabel 6.1 Indeks Harga Alat

Cost Indeks tahun Chemical Engineering Plant Index

1991 361,3

1992 358,2

1993 359,2

1994 368,1

1995 381,1

1996 381,7

1997 386,5

1998 389,5

1999 390,6

2000 394,1

2001 394,3

2002 390,4

Sumber : Tabel 6-2 Peters & Timmerhaus, ed.5, 2003

Gambar 6.1 Chemical Engineering Cost Index

Dengan asumsi kenaikan indeks linear, maka dapat diturunkan persamaan

least square sehingga didapatkan persamaan berikut:


commit to user


PENDAHULUAN

124

124I

Y = 3,6077 X - 6823,1744

Tahun 2014 adalah tahun ke 24, sehingga indeks tahun 2014 adalah

446,34. Harga alat dan yang lainnya diperkirakan pada tahun evaluasi

(2014) dan dilihat dari grafik pada referensi. Untuk mengestimasi harga

alat tersebut pada masa sekarang digunakan persamaan (Peters &

Timmerhaus, 2003) :

Ex = Ey . Ny

Nx

Ex = Harga pembelian pada tahun 2014

Ey = Harga pembelian pada tahun 2002

Nx = Indeks harga pada tahun 2014

Ny = Indeks harga pada tahun 2002

6.2. Dasar Perhitungan

Kapasitas produksi : 100.000 ton/tahun

Satu tahun operasi : 330 hari

Pabrik didirikan : 2014

Harga bahan baku Sodium Carbonat : US $ 0,15 / kg

Harga bahan pembantu

CO2 : US $ 0,6 / kg

Air : Rp. 3000 / m3

6.3. Penentuan Total Capital Investment (TCI)

Asumsi dan ketentuan yang digunakan dalam analisa ekonomi :


commit to user


PENDAHULUAN

125

125I

1. Pembangunan fisik pabrik akan dilaksanakan pada tahun 2014 dan

pabrik dapat beroperasi secara komersial pada awal tahun 2015.

2. Proses yang dijalankan adalah proses kontinyu.

3. Kapasitas produksi adalah 100.000 ton/tahun.

4. Jumlah hari kerja adalah 330 hari per tahun.

5. Shut down pabrik dilaksanakan selama 30 hari dalam satu tahun untuk

perbaikan alat-alat pabrik.

6. Modal kerja yang diperhitungkan selama 1 bulan.

7. Umur alat-alat pabrik diperkirakan 10 tahun (kecuali alat-alat tertentu

(umur pompa dan tangki adalah 5 tahun).

8. Nilai rongsokan (Salvage Value) adalah nol.

9. Situasi pasar, biaya dan lain-lain diperkirakan stabil selama pabrik

beroperasi.

10. Upah buruh asing U$ 8,5 per man hour.

11. Upah buruh local Rp.10.000,00 per man hour.

12. Satu man hour asing sama dengan dua man hour Indonesia.

13. Kurs rupiah yang dipakai Rp.8.500,00.

14. Semua produk Sodium Bicarbonat habis terjual.

15. Harga jual Sodium Bicarbonat U$ 0,8 /kg.


commit to user


PENDAHULUAN

126

126I

6.4. Hasil Perhitungan

6.4.1 Fixed Capital Invesment (FCI)

Tabel 6.2 Fixed Capital Invesment

No Jenis US $ Rp. Total Rp.

1 Purchase equipment cost 5.381.307 0 45.741.107.220

2 Instalasi 347.715 1.973.957.462 4.929.536.698

3 Pemipaan 1.352.226 2.402.514.016 13.896.433.226

4 Instrumentasi 670.594 370.117.024 6.070.162.693

5 Isolasi 82.789 324.664.050 1.028.373.398

6 Listrik 275.964 324.664.056 2.670.361.862

7 Bangunan 827.893 7.036.093.418

8 Tanah dan perbaikan 275.964 10.000.000.000 12.345.697.806

9 Utilitas 10.433.478 88.648.560.313

Physical plant cost 19.647.931 15.395.916.614 182.403.326.674

10. Engineering & construction 3.929.586 3.679.183.323 36.480.665.335

Direct plant cost 23.577.517 18.475.099.937 218.883.992.009

11. Contractor’s fee 1.178.876 923.754.997 10.944.199.600

12. Contingency 2.829.302 2.217.01.929 26.266.079.041

Fixed capital invesment (fci) 27.585.695 21.615.866.926 256.094.270.650


commit to user


PENDAHULUAN

127

127I

6.4.2 Working Capital Investment (WCI)

Tabel 6.3 Working Capital InvestmentNo. Jenis US $ Rp. Total Rp.

1. Raw material inventory 2.609.939 0 22.184.484.678

2. Inprocess inventory 20.623 8.156.364 183.452.279

3. Product inventory 4.537.071 1.794.400.014 40.359.501.345

4. Extended Credit 6.666.667 0 56.666.666.667

5. Available Cash 4.537.071 1.794.400.014 40.359.501.345

Working Capital Investment

(WCI)18.371.371 3.596.956.391 159.753.606.313

6.4.3 Total Capital Investment (TCI)

TCI = FCI + WCI= Rp 422.243.866.247

6.4.4 Direct Manufacturing Cost (DMC)

Tabel 6.4 Direct Manufacturing Cost

No. Jenis US $ Rp. Total Rp.

1. Harga Bahan Baku 32.736.434 0 278.259.690.174

2. Gaji Pegawai 0 3.671.000.000 3.671.000.000

3. Supervisi 0 2.970.000.000 2.970.000.000

4. Maintenance 1.981.993 1.418.275.625 18.265.220.070

5. Plant Supplies 297.299 212.741.344 2.739.783.011

6. Royalty & Patent 1.200.000 0 10.200.000.000

7. Utilitas 0 7.488.463.821 7.488.463.821


commit to user


PENDAHULUAN

128

128I

Direct Manufacturing Cost 36.215.727 15.760.480.789 323.594.157.076

6.4.5 Indirect Manufacturing Cost (IMC)

Tabel 6.5 Indirect Manufacturing Cost


1. Payroll Overhead 0 550.650.000 550.650.000

2. Laboratory 0 440.520.000 440.520.000

3. Plant Overhead 0 1.835.500.000 1.835.500.000

4. Packaging & Shipping 12.000.000 0 102.000.000.000

Indirect Manufacturing Cost 12.000.000 2.826.670.000 104.826.670.000

6.4.6 Fixed Manufacturing Cost (FMC)

Tabel 6.6 Fixed Manufacturing Cost


1. Depresiasi 4.247.129 2.181.962.500 38.282.557.7402. Property Tax 566.284 327.294.375 5.140.707.0743. Asuransi 1.415.710 436.392.500 12.469.924.247Fixed Manufacturing Cost 6.229.122 2.945.649.374 55.893.189.061

6.4.7 Total Manufacturing Cost (TMC)

TMC = DMC + IMC + FMC TMC = DMC + IMC + FMC

= Rp 484.314.016.137

6.4.8 General Expense (GE)


commit to user


PENDAHULUAN

129

129I

Tabel 6.7 General Expense

No. Jenis US $ Rp Total Rp

1. Administrasi 0 4.780.000.000 4.780.000.000

2. Sales 4.000.000 0 34.000.000.000

3. Research 4.000.000 0 34.000.000.000

4. Finance 2.085.708 815.262.354 18.534.776.972

General Expense (GE) 10.085.708 5.595.263.354 91.323.776.972

6.4.9 Total Production Cost (TPC)

TPC = TMC + GE = Rp. 575.637.793.108

6.4.10 Analisa Kelayakan

Tabel 6.8 Analisa Kelayakan

No. Keterangan Perhitungan Batasan

1.

Percent Return On Investment (% ROI)

ROI sebelum pajak 39,76 % min.11 %

ROI setelah pajak 29,82 %

2.

Pay Out Time (POT), tahun

POT sebelum pajak 1,84 tahun max 5 tahun

POT setelah pajak 2,25 tahun

3. Break Even Point (BEP) 46,97 % 40 - 60 %

4. Shut Down Point (SDP) 18,57 %

5. Discounted Cash Flow (DCF) 30,62 %

Grafik analisa kelayakan dapat dilihat pada Gambar 6.2 :


commit to user


PENDAHULUAN

130

130I

Gambar 6.2 Grafik analisa kelayakan pabrik


commit to user


PENDAHULUAN

131

131I

DAFTAR PUSTAKA

Aries, R.S., Newton, R.D., 1955, Chemical Engineering Cost Estimation,

McGraw-Hill Book Company, New York

Badger, W.L., and Banchero, J.T., 1950, Introduction to Chemical Engineering,

Mc-Graw Hill, New York

Branan, C.R., 1994, Rules of Thumb for Chemical Engineers, Gulf Publishing

Company, Houston

Brown, G.G., 1950, Unit Operation, John Wiley & Sons Inc., New York

Brownell, L.E., Young, E.H., 1959, Process Equipment Design Vessel Design,

Michigan

Coulson, J.M., and Richardson, J.F., 1989, An Introduction to Chemical

Engineering, Allyn and Bacon Inc., Massachusets

Donald, E.G., 1989, Chemical Engineering Economics, Van Nostrond, New York

Froment, G.F., and Bischoff, K.B., 1990, Chemical Reactor Analysis and Design,

John Wiley & Sons Inc., New York

Geankoplis, C.J., 2003, Transport Processes and Unit Operations, 4nd ed.,

Prentice-Hall International, Tokyo

Kern, D.Q., 1950, Process Heat Transfer, McGraw Hill International Book

Company, Singapura

Kirk, R.E., and Othmer, V.R., 1998, Encyclopedia of Chemical Technology, 4th

ed, John Wiley & Sons Inc., New York

Ludwig, E.E., 1965, Applied Process Design for Chemical and Petrochemical

Plants, volume 3, Gulf Publishing Company, Houston

McCabe, W.L., Smith, J.C., and Harriot, P., 1985, Unit Operation of Chemical

Engineering, McGraw Hill International Book Company, Singapura

McKetta, J.J., 1977, Encyclopedia of Chemical Processing and Design, volume 2,

Marcel Dekker, Inc., New York

Perry, R.H., and Green, D., 2008, Perry’s Chemical Engineers’ Handbook, 8th ed.,

McGraw Hill Companies Inc., USA


commit to user


PENDAHULUAN

132

132I

Peters, M.S., Timmerhaus, K.D., West, R.E., 2003, Plant Design and Economics

for Chemical Engineers, 5th ed., Mc-Graw Hill, New York.

Powell, S.T., 1954, Water Conditioning for Industry, 1st ed., McGraw-Hill Book

Company, Inc., New York

Pudjaatmaka, A.H., Setiono, L., 1984, Buku Teks AnalisisAnorganik Makro dan

Semimikro, PT Kalman Media Pustaka, Jakarta

Raymond, D.L., 1999, Water Quality and Treatment, 5th ed., Mc Graw Hill, USA

Rase, H.F., and Barrow, M.H., 1957, Project Engineering of Process Plant, , John

Wiley & Sons Inc., New York

Rase, H.F., and Holmes, J.R., 1977, Chemical Reactor Design for Process Plant,

vol 2 : Principles and Techniques, John Wiley & Sons Inc., Kanada

Smith, J.M., Van Ness, H.C., Abbott, M.M., 2001, Introduction to Chemical

Engineering Thermodynamics, 6th ed, McGraw-Hill Book Company,

Inc., New York

Treybal, R.E., 1981, Mass Transfer Operation, 3rd ed, McGraw-Hill Book

Company, Inc., Japan

Ulmann’s, 1999, Encyclopedia of Industrial Chemistry, VCH Verlagsgesellschaft,

Weinheim

Ullrich, G.D., 1984, A Guide to Chemical Engineering Process Design and

Economics, John Wiley & Sons, New York

Vilbrandt, F.C., Dryden, C.E., 1959, Chemical Engineering Plant Design, 4th ed.,

McGraw-Hill Book Company, Japan

Walas, S.M., 1988, Chemical Process Equipment, 3rd ed., Butterworths series in

chemical engineering, USA

Yaws, C.L., 1999, Chemical Properties Handbook, McGraw Hill Companies Inc.,

USA

US Patent 20090291038, Januari, 2011, Process For The Joint Production of

Sodium Carbonate and Sodium Bicarbonate

www.bappeda-cilegon.go.id

www.bi.co.id


commit to user


PENDAHULUAN

133

133I

www.bps.com

www.chemicalland21.com

www.chemNet.com

www.estates.com

www.fiber-indonesia.com

www.hansatc.com

www.icischemicalbusiness.com

www.jhjl.com

www.kti.ac.id

www.lycatalist.com

www.parchem.com

www.sciencelab.com

www.the-innoation-group.com

www.wikipedia.com


commit to user


PENDAHULUAN

134

134I

LAMPIRAN


commit to user


PENDAHULUAN

135

135I

LAMPIRAN A

DATA-DATA SIFAT FISIS

Data-data untuk menghitung sifat-sifat fisis gas dan cairan diperoleh dari

“Chemical Properties Handbook”, Carl L., Yaws, 1999

1. Data Fisis

Dengan : BM =Berat molekul, Kg/Kgmol

Tb = Titik didih, K

Tc = Suhu kritis, K

Pc = Tekanan kritis, bar

Komponen BM Tb Tc Pc

Na2CO3 106

CO2 44 194,700 304,190 73,820

Air 18 373,150 647,130 220,550

NaHCO3 84,1


commit to user


PENDAHULUAN

136

136I

2. Kapasitas Panas Gas

Cp = A + B.T + C.T2 + D.T3 + E.T4

Dengan : Cp = Kapasitas panas gas, J/mol.K

T = Suhu, K

A, B, C, D, E = Konstanta

Komponen A B C D E

Na2CO3

CO2 27,437 4,231E-02 -1,9555E-05 3,9968E-09 -2,9827E-13

Air33,933 -8,4186E-03 2,9900E-05 -1,7825E-08 3,6934E-12

NaHCO3

3. Kapasitas Panas Cair

Cp = A + B.T + C.T2 + D.T3

Dengan : Cp = Kapasitas panas cair, J/mol.K

T = Suhu, K

A, B, C, D = Konstanta

Komponen A B C D

Na2CO3

CO2 -3981,02 5,2511E+01 -2,2708E-01 3,2866E-04

Air92,053 -3,995E-02 -2,1103E-04 5,3469E-07

NaHCO3


commit to user


PENDAHULUAN

137

137I

4. Kapasitas Panas Padatan

Cp = A + B.T + C.T2 + D.T3 +E/T2

Dengan : Cp = Kapasitas panas cair, J/mol.K

T = Suhu, K


Komponen A B C D E

Na2CO3 175,201 -3,4806E-04 7,4327E-06 -3,0555E-08 1,6342E-09

CO2

Air

NaHCO3 166,5342 -5,2459E-03 1,4575E-06 -8,4574E-07 -2,5544E-09

5. Vapor Pressure

Log Po = 2..log. TETDTCT

BA

Dengan : P = Tekanan uap murni, mmHg

T = Suhu, oK


Komponen A B C D E

Na2CO3

CO2 35,0187 -1,5119E+03 -1,1335E+01 9,3383E-03 7,7626E-10

Air29,8605 -3,1522E+03 -7,3037E+00 2,4247E-09 1,8090E-06

NaHCO3


commit to user


PENDAHULUAN

138

138I

6. Viskositas gas

Log μ = A + B.T + C.T2

Dengan : μ = Viskositas gas, cP

T = Suhu, K

A, B, C = Konstanta

Komponen A B C

Na2CO3

CO2 11,336 4,9918E-01 -1,0876E-04

Air-36,826 4,2900E-01 -1,6200E-05

NaHCO3

7. Viskositas cairan

Log μ = A + B/T + C.T + D.T2

Dengan : μ = Viskositas cairan, cP

T = Suhu, K

A, B, C = Konstanta

komponen A B C D

Na2CO3

CO2 -17,9151 1,4605E+03 7,3127E-02 -1,1230E-04

Air-10,2158 1,7925E+03 1,7730E-02 -1,2631E-05

NaHCO3


commit to user


PENDAHULUAN

139

139I

8. Enthalpi Penguapan

ΔHvap =

n

cT

TA

1

Dengan : ΔHvap = Enthalpi penguapan, kJ/mol

Tc = Suhu kritis, K

T = Suhu, K

A, n = Konstanta

Komponen A Tc n

Na2CO3

CO2 18,26 304,19 0,24

Air52,053 647,13 0,5321

NaHCO3

9. Densitas Cairan

ρ = A.B-

n

cT

T

1

Dengan : ρ = Densitas cairan, grm/ml

T = Suhu, K

Tc = Suhu kritis, K

A, B, n = Konstanta

Komponen A B n Tc

Na2CO3

CO2 0,46382 0,2616 0,2903 304,19

Air0,3471 0,274 0,28571 647,13

NaHCO3


commit to user


PENDAHULUAN

140

140I

10. Konduktivitas Panas Gas

k = A + BT + CT2

Dengan : k = Konduktivitas panas gas, W.m/K

T = Suhu, K

A, B, C = Konstanta

komponen A B C

Na2CO3

CO2 -0,01183 1,0174E-04 2,2242E-08

Air0,00053 4,7093E-05 4,9551E-08

NaHCO3

11. Konduktivitas Panas Cairan

Log k = A + B (1- T/C )2/7

Dengan : k = Konduktivitas panas cairan, W.m/K

T = Suhu, K

A, B, C = Konstanta

komponen A B C

Na2CO3

CO2 0,4320 -1,19E-03 -6,5352E-17

Air-0,2758 4,6120E-03 -5,5319E-06

NaHCO3


commit to user


PENDAHULUAN

141

141I

12. Surface Tension

σ = A (1- ( T/Tc ))n

Dengan : σ = Surface tension, dyne/cm

T = Suhu, K

Tc = Suhu kritis, K

A, n = Konstanta

komponen A Tc n

Na2CO3

CO2 79,970 304,190 1,2617

Air132,674 647,130 0,955

NaHCO3


commit to user


PENDAHULUAN

142

142I

LAMPIRAN B

NERACA MASSA

Data-data yang diketahui :

Kapasitas produksi = 100.000 ton/tahun

1 tahun produksi = 330 hari

Basis = 1 jam operasi

Jadi,kapasitas produksi per jam = jam/hari24hari/tahun330

kg/ton1.000 ton/tahun100.000

= 12.626,263 kg/jam

Data Bahan Baku, Katalis dan Produk :

Komponen % berat BM (kg/kmol)

Sodium Carbonat Na2CO399,8 106

Carbon Dioksida CO2100 44

Air H2O 100 18

Sodium Bicarbonat NaHCO3 99,9 84,1


commit to user


PENDAHULUAN

143

143I

1. Neraca Massa di sekitar Reaktor (R-01)

Tujuan : Mereaksikan larutan Na2CO3 dengan CO2, membentuk NaHCO3

Input : Arus 3 dan Arus 4

Output : Arus 5 dan Arus 6

Kondisi Operasi : P = 3,42 atm

T = 40 oC

Basis perhitungan masuk reaktor

Mol Na2CO3 = 76,672 kmol/jam

Mol Air = 1397,877 kmol/jam

Mol CO2 = 90,21 kmol/jam

Konversi = 98 % Na2CO3


Mula : 76,672 1397,877 90,21 -

Reaksi : 75,138 75,138 75,138 150,276

Sisa : 1,534 1322,739 15,072 150,276


commit to user


PENDAHULUAN

144

144I

Neraca Massa di sekitar Reaktor (R-01)



Na2CO3 8.127,266 162,545

H2O 25.161,813 23.808,033

NaHCO3 127,538

CO2 3.969,315 661,552

Udara

Jumlah33.416,617 3.969,315 661,552 36.724,379

37.385,932 37.385,932

2. Neraca Massa Sekitar Filter (RDVF-01)

Tujuan : Menyaring hasil bawah keluaran reaktor

Input : Arus 6


Kondisi Operasi : P = 1 atm

T = 40 oC


commit to user


PENDAHULUAN

145

145I

Neraca Massa di sekitar Filter (RDVF-01)

Komponen

INPUT



Na2CO3 162,545 162,545

H2O 23.808,033 23.143,493 664,540

NaHCO3 12.753,801 127,538 12.626,263

CO2

Udara

Jumlah 36.724,37923.433,577 13.290,803

36.724,379

3. Neraca Massa Sekitar Rotary Dryer (RD-01)

8 DRYER

9

11

Tujuan : Mengurangi kadar cairan (air) hingga didapatkan NaHCO3 99,9%

Input : Arus 8 dan Arus 9



T = 175 oC


commit to user


PENDAHULUAN

146

146I

Neraca Massa Sekitar Rotary Dryer (RD-01)


Arus 8 Arus 9 Arus 10 Arus 11Na2CO3

H2O 664,540 12,513 652,028NaHCO3 12.626,263 12.500,000 126,263CO2

Udara 28.866,09128.866,091

Jumlah13.290,803 28.866,091 12.512,513 29.644,381

42.156,894 42.156,894

4. Neraca Massa sekitar Cyclone (C-01)

11 CYCLONE

13

12

Tujuan : Memisahkan produk NaHCO3 yang terbawa oleh aliran gas

keluaran Rotary dryer

Input : Arus 11



T = 84,80 oC


commit to user


PENDAHULUAN

147

147I

Neraca Massa sekitar Cyclone (C-01)

Komponen

INPUT



Na2CO3

H2O 652,028 651,914 0,114NaHCO3 126,263 12,626 113,636CO2

Udara28.866,091 28.866,091 113,750

Jumlah 29.644,38129.530,631 113,750

29.644,381

5. Neraca Massa sekitar Bucket elevator (BE-01)

10 BE-01

14

13

Tujuan : Menyimpan produk NaHCO3

Input : Arus 10, Arus 13

Output : Arus 14


T = 30 oC


commit to user


PENDAHULUAN

148

148I

Neraca Massa sekitar Becket Elevator (BE-01)


OUTPUT

(kg/jam)


Na2CO3

H2O 12,513 0,114 8,401

NaHCO3 12.500,000 113,636 12.613,636

CO2

Udara

Jumlah12.512,513 113,750

12.626,26312.626,263

6. Neraca Massa sekitar Mixer (M-01)

1 MIXER

7

2

3

Tujuan : Mencampur Na2CO3 dan air

Input : Arus 1, Arus 2, Arus 7

Output : Arus 3


T = 30 oC


commit to user


PENDAHULUAN

149

149I

Neraca Massa sekitar Mixer (M-01)


OUTPUT

(kg/jam)


Na2CO3 7.964,720 162,545 8.127,266

H2O 15,961 2.002,359 23.143,493 25.161,813

NaHCO3 127,538 127,538

CO2

Udara

Jumlah7.980,682 2.002,359 23.433,577

33.416,61733.416,617


commit to user


PENDAHULUAN

150

150I

LAMPIRAN C

NERACA PANAS

Dalam Penyusunan neraca panas prarancangan pabrik Sodium Bicarbonat

dengan kapasitas 100.000 ton/tahun ini, ada beberapa hal yang menjadi dasar

perhitungan, yaitu :

1. Basis perhitungan adalah 1 jam operasi.

2. Suhu referensi adalah 298,15 K.

3. Satuan kapasitas panas yang digunakan adalah kJ/kmol dan satuan

perubahan entalpi adalah kJ.

1. Neraca Panas Mixer (M-01)

Panas masuk

Umpan Na2CO3 fresh feed dari tangki S-01

T masuk = 30 °C

Komponen Kmol/jam∫ Cp dT

(kj/kmol)Q (kj/jam)

Na2CO3 75,147 874,691 65.730,738

H2O 0,886 377,486 334,454

Jumlah 66.065,192


commit to user


PENDAHULUAN

151

151I

Umpan H2O fresh feed dari tangki T-01

T masuk = 30 °C

Komponen kmol/jam∫Cp dT,

kj/kmolQ , kj/jam

H2O 111,150 377,486 41.957,434

Jumlah 41.957,434

Recycle dari RDVF-01 (Arus 7)

T masuk = 40 °C


kj/kmolQ , kj/jam

Na2CO3 1,534 2.623,748 4.023,833

H2O 1284,679 1.130,993 1.452.962,977

NaHCO3 1,518 2.113,658 3.208,806

Jumlah 1.460.195,616

Panas keluar

T keluar = 38,18 °C


kj/kmolQ , kj/jam

Na2CO3 76,672 2.305,896 176.818,424

H2O 1.396,715 994,173 1.388.575,363

NaHCO3 1,518 1.860,484 2.824,455

Jumlah 1.568.218,242

Total Panas Keluar = 1.568.218,242 kJ/jam


commit to user


PENDAHULUAN

152

152I

2. Neraca Panas Expansion Valve (EV-01)

Kondisi operasi :

T1 = 300C

T2 = 26,280C

Panas Masuk

Umpan CO2 fresh feed


kj/kmolQ , kj/jam

CO2 90,21 192,488 17.357,945

Total 17.357,945

Panas Keluar


kj/kmolQ , kj/jam

CO2 90,21 49,181 4.434,950

Total 4.434,950

Panas karena proses ekspansi = Hout - Hin

= 12.922,995 kJ/jam


commit to user


PENDAHULUAN

153

153I

3. Neraca Panas Heat Exchanger (HE-01)

Kondisi operasi :

Tin = 26,280 C

Tout = 400 C

Panas masuk


kj/kmolQ , kj/jam

CO2 90,21 49,181 4.434,950

Udara 995,382 6.043,333 6.015.425,840

Total 6.087.549,148

Panas keluar


kj/kmolQ , kj/jam

CO2 90,21 509,006 45.917,504

Udara 995,382 6.070,098 6,042.066,594

Total 6.087.549,148

Total panas keluar = 6. 087.549,148 KJ/jam


commit to user


PENDAHULUAN

154

154I

4. Neraca Panas Reaktor (R-01)

R-01

5

6

4

3

P. Reaksi

Pendingin

Panas masuk

Arus 3 (larutan Na2CO3)

T masuk = 38,18 °C

Komponen kmol/jam∫ cp.dT

(KJ/Kmol)Q (KJ/jam)

Na2CO3 76,672 2.305,896 176.818,424

H2O 1.396,715 994,173 1.388.575,363

NaHCO3 1,518 1.860,484 2.824,455

Total 1.568.218,242

Arus 4 (gas CO2)

T masuk = 40 °C

Komponen kmol/J∫ cp.dT

(KJ/Kmol)Q (KJ/jam)

CO2 90,21 509,006 45.917,504

Total 45.917,504

Panas Reaktan = 1.614.135,746 KJ/jam


commit to user


PENDAHULUAN

155

155I

Panas reaksi

KomponenHf 298.15 K

(KJ/mol)

Hf 298.15 K

(KJ/kmol)

Na2CO3 -1.151,143920 -1.151.143,920

H2O -285,838328 -285.838,328

NaHCO3 -929,266400 -929.266,400

CO2 -393,513568 -393.513,568

Total -2.106.905,864

Panas reaksi = 2.106.905,864 KJ/jam

Panas keluar

Produk cairan

T keluar = 40 oC

Komponen kmol/j∫ cp.dT

(KJ/Kmol)Q (KJ/jam)

Na2CO3 1,534 2.623,748 4.023,833

H2O 1.321,567 1.130,993 1.494.683,223

NaHCO3 151,813 2.113,658 320.880,566

Total 1.819.587,621

Panas keluar produk cairan = 1.819.587,621 KJ/jam

Produk gas

T keluar = 40oC

komponen kmol/j∫ cp.dT

(KJ/Kmol)Q (KJ/jam)

CO2 15,029 579,824 8.714,451

Total 8.714,451

Panas keluar produk gas = 8.714,451 KJ/jam

Total panas produk = 1.828.302,072 KJ/jam

Panas yang diserap pendingin = 1.892.739,538 KJ/jam


commit to user


PENDAHULUAN

156

156I

5. Neraca Panas Filter (RDVF-01)

Panas Masuk

Arus 6 (slurry hasil keluaran reaktor)

P = 1 atm

T = 400C


(KJ/Kmol)Q (KJ/jam)

Na2CO3 1,534 2.623,748 4.023,833

H2O 1.321,567 1.130,993 1.494.683,223

NaHCO2 151,813 2.113,658 320.880,566

Total 1.819.587,621

Panas Keluar

Arus 7 (filtrat hasil RDVF-01)

P = 1 atm

T = 400C


(KJ/Kmol)Q (KJ/jam)

Na2CO3 1,534 2.623,748 4.023,833

H2O 1.284,679 1.130,993 1.452.962,977

NaHCO3 1,518 2.113,658 3.208,806

Total 1.460.195,616


commit to user


PENDAHULUAN

157

157I

Arus 8 (cake hasil RDVF-01)

P = 1 atm

T = 381,569 K (Tdew)


(KJ/Kmol)Q (KJ/jam)

H2O 36,88 1.130,993 41.720,245

NaHCO3 150,295 2.113,658 317.671,760

Total 359.392,006

Total panas keluar = 1.819.587,621 KJ/jam

6. Neraca Panas Rotary Dryer (RD-01)

Panas Masuk

Arus 8 (Cake hasil keluaran RDVF-01)

P = 1 atm

T = 400C


(KJ/Kmol)Q (KJ/jam)

H2O 36,888 1.130,993 41.720,245

NaHCO3 150,295 2.113,658 317.671,760

Total 359.302,006


commit to user


PENDAHULUAN

158

158I

Arus 9 (udara panas masuk)

P = 1 atm

T = 1750C


(KJ/Kmol)Q (KJ/jam)

Udara 995,382 7.013,103 6.980.717,472

Total 6.980.717,472

Panas keluar

Arus 10 (Produk NaHCO3 keluar rotary dryer)

P = 1 atm

T = 79,80 0C


(KJ/Kmol)Q (KJ/jam)

H2O 0,695 4.121,095 2.862,351

NaHCO3 148,792 7.430,666 1.105.622,230

Total 1.108.484,581

Arus 11 (panas produk terbawa aliran gas)

P = 1 atm

T = 79,800C


(KJ/Kmol)Q (KJ/jam)

H2O 36,194 1.851,659 67.018,209

NaHCO3 1,503 7.430,660 11.167,901

Total 78.186,111


commit to user


PENDAHULUAN

159

159I

Arus 11 (panas yang dibawa gas keluar RD-01)

P = 1 atm

T = 84,800C


(KJ/Kmol)Q (KJ/jam)

Udara 995,382 6.043,333 6.015.425,840

Total 6.015.425,840


Panas yang hilang = 138.012,946 KJ/jam

7. Neraca Panas Cyclone (C-01)

C-0111

12

13

Panas Masuk

Arus 11 (aliran gas masuk cyclone)

P = 1 atm

T = 84.800C


(KJ/Kmol)Q , kj/jam

H2O 36,194 1.851,659 67.018.209

NaHCO3 1,503 7.430,660 11.167,901

Udara 995,382 6.043,333 6.015.425,840

Total 6.093.611,950


commit to user


PENDAHULUAN

160

160I

Panas Keluar

Arus 12 (aliran gas keluar cyclone)

P = 1 atm

T = 84,800 C


(KJ/Kmol)Q , kj/jam

H2O 36,187 1851,659 67.005,518

NaHCO3 0,150 7.430,666 1.116,790

Udara 995,382 6.043,333 6.015.425,840

Total 6.083.549,148

Arus 13 (produk NaHCO3)

P = 1 atm

T = 79,800C


(KJ/Kmol)Q , kj/jam

H2O 0,006 1.851,659 67.005,518

NaHCO3 1,353 7.430,666 1.116,790

Total 10.062,803



commit to user


PENDAHULUAN

161

161I

8. Neraca Panas Heat Exchanger (HE-02)

Panas Masuk

Arus 9

P = 1 atm

T = 400C


(KJ/Kmol)Q (KJ/jam)

Udara 995,382 2.748,138 2.735.447,955

Total 2.735.447,955

Panas Masuk (panas yang ditambahkan) = 4.245.269,517

Panas Keluar

Udara

P = 1 atm

T = 1850C


(KJ/Kmol)Q (KJ/jam)

Udara 995,382 7.013,103 6.980.717,472

Total 6.980.717,472

Total panas keluar = 6.980.717,472


commit to user


PENDAHULUAN

162

162I

9. Neraca Panas Bucket Elevator (BE-01)

Panas Masuk

Arus 10

P = 1 atm

T = 30oC


(KJ/Kmol)Q , kj/jam

H2O 0,694 76.928,829 1.108,581

NaHCO3 148,791 7.442,493 1.107.376

Total 1.108.484,581

Arus 13

P = 1 atm

T = 300C


(KJ/Kmol)Q , kj/jam

H2O 0,0063 1.596,825 10,06

NaHCO3 1,325 7.594,568 10.052,74

Total 10.062,803

Total panas masuk = 1.118.547,384 kj/jam


commit to user


PENDAHULUAN

163

163I

Arus 14

P = 1 atm

T = 300C


(KJ/Kmol)Q , kj/jam

H2O 0,7008 1.596,1 1.118,547

NaHCO3 150,1445 7.442,356 1.117.428,836

Total 1.118.547,384

Total panas keluar = 1.118.547,384 kj/jam


commit to user


PENDAHULUAN

164

164I

LAMPIRAN D

PERANCANGAN REAKTOR

Tugas : Mereaksikan larutan Sodium carbonat dengan Carbon Dioksida.

Tipe : Reaktor gelembung silinder tegak dengan pendingin coil.


P = 3 atm

Reaksi yang terjadi adalah :

*) Reaksi utama :

Na2CO3 (s) + H2O (l) + CO2 (g) 2NaHCO3 (s)

Sodium carbonat Air Carbon dioksida Sodium Bicarbonat

Untuk menentukan persamaan – persamaan yang digunakan untuk menghitung

ukuran reaktor harus diketahui faktor yang paling berpengaruh dalam proses.

Faktor tersebut adalah :

1. reaksi kimia

2. perpindahan massa gas ke dalam cairan

Kriteria yang dipakai dalam menentukan faktor yang berpengaruh adalah kriteria

parameter konversi M :

dengan : M = Parameter konversi film

kr = Konstanta kecepatan reaksi

2BL

BLAr2H k

..CkM

filmmelewatidifusitransfer

filmdimaksimumkonversi M 2

H


commit to user


PENDAHULUAN

165

165I

CA = Konsentrasi reaktan (ethylbenzene) dalam fase cair, kmol/m3

DBL = Difusivitas gas ke dalam cairan, m2/s

kBL = Koefisien transfer massa antara fase gas dan cairan, m/s

Bila : MH > 2 : reaksi kimia relatif sangat cepat dibandingkan dengan

transfer massa, sehingga transfer massa yang paling

berpengaruh.

0,02<MH<2 : transfer massa dan reaksi kimia sama – sama berpengaruh.

MH < 0,02 : reaksi kimia relatif sangat lambat dibandingkan transfer

massa, sehingga reaksi kimia yang paling berpengaruh.

1. Feed Cairan

Komposisi cairan masuk reaktor :

T = 400 C

P = 3 atm

komponen kg wi kmol xi

Na2CO3 8.127,266 0,243 76,681 0,052

H2O 25.161,813 0,753 1.396,715 0,947

NaHCO3 127,538 0,004 1,518 0,001

Total 33.416,617 1,000 1.474,914 1.000


commit to user


PENDAHULUAN

166

166I

Densitas cairan :

ρ =

n

Tc

T1

B.A

komponen wi A B Tc(K) n ρ(kg/m3) ρc=wi.ñi

Na2CO3 0,243 2.540,00 617,754

H2O 0,753 0,347 1 0,274 647,13 0,28571 1.013,63 763,242

NaHCO3 0,004 2.173,00 8,293

Total 1 5.726,63 1.389,29

ρc = 1.389,29 kg/m3 = 86,7303 lb/ft3

Berat molekul cairan :

komponen BM xi BMc=BMi.xi

Na2CO3 106 0,052 5,51

H2O 18 0,947 17,06

NaHCO3 84,010 0,001 0,09

Total 1,000 22,66

BMc = 22,66 kg/kmol

Kecepatan volumetris cairan :

Fc =

= 24,,05 m3/jam

ρc

cairanMassa


commit to user


PENDAHULUAN

167

167I

Viskositas :

log 2cair DTCT

T

BAμ

komponen wi A B C D ìi cair ìci=wi/ ìi

Na2CO3 0,243

H2O 0,753 -10,216 1.792,5 0,018 0,000 0,663 1,135

NaHCO3 0,004

Total 1,000 1,135

ìc = ic

1

= 0,88111cp

= 8,811E-04 kg/m.s

Surface Tension (óc)

óc = An

Tc

T

1

komponen wi A Tc n Ói óc

Na2CO3 0,243

H2O 0,753 132,674 647,130 0,955 70,541 53,116

NaHCO3 0,004

Total 1 53,116

óc = 53,116dyne/cm

= 0,531 N/m

= 0,00541 kg/m


commit to user


PENDAHULUAN

168

168I

2

1

BL3

1

BL μc

ρc.

ρc

μc.g42.0k

2. Penentuan Parameter Konversi (M)

a. Diffusivitas carbon dioksida terlarut ke dalam cairan

Dengan :

BL = Difusivitas CO2 dalam pelarut, m2/s

Ö = Faktor disosiasi pelarut (air),Ö = 2,26

BM = Berat molekul campuran cairan, kg/kmol

T = Suhu reaktor, K

ìL = Viskositas cairan, kg/m.s

vB = Volume molal CO2 pada titik didihnya, m3/kmol

= 0,034 m3/kmol

BL = 1,46.10-9 m2/s = 5,26.10-6 m2/jam

b. Koefisien transfer massa CO2 di fase cair

Untuk rancangan perforated plate

Dengan :

KBL = Koefisien transfer massa CO2 pada fase cair, m/s

g = Percepatan gravitasi, m/s2

0,6

B

2/118

BLv.

T.BM.φ.117,3.10

L

0,6

B

2/118

BLv.

T.BM.φ.117,3.10

L


commit to user


PENDAHULUAN

169

169I

ìc = Viskositas cairan, kg/m.s

ñc = Densitas cairan, kg/m3

BL = Difusivitas oksigen ke dalam cairan pada fase cair, m2/s

kBL = 2,924.10-4 m/s

= 1,053 m/jam

c. Menghitung konstanta kecepatan reaksi

Reaksi 1

Na2CO3 (s) + H2O (L) + CO2 2NaHCO3

A + B C

dapat dituliskan :

Untuk persamaan 1 :

Karena CO 2 konstan, maka :

CB0=CB

BAA CCkr

t.C

)98,01ln(k

t.C

)X1ln(k

t.k.C)X1ln(

dtCk)x-(1

dx

C). x-1(C.kdt

dXC

C). x-1(C.kdt

dC

C). x-1(C.kr

C.Ck.r

B0

B0

A

B0A

B0

t

0

X

0 A

A

B0AA0A

A0

B0AA0A

B0AA0A

BAA


commit to user


PENDAHULUAN

170

170I

dimana :

XA = konversi sodium carbonat

Diketahui konversi = 98 % (US.Patent; 725,584,1)

CB0 = 2,158E-8 kmol/cm3

t = 60 menit

k = 3,021E+00 m3/kmol.menit

= 5,035E-02 m3/kmol.s

= 1,813E+02 m3/kmol.jam

d. Menghitung parameter konversi (MH)

MH2

2BL

BLAr

k

.C.k

MH = 0,09411

Nilai 0,02<Mh<2 sehingga transfer massa dan reaksi kimia sama – sam

berpengaruh..

3. Penentuan Kecepatan Reaksi

k = 1,813E+02 m3/kmol.jam

CAO = 3,1880 kmol/m3

CBO = 2,1583E-02 kmol/m3

xA = 0,98

(-rA) = 2,4943E-01 kmol/m3.jam


commit to user


PENDAHULUAN

171

171I

4. Perancangan Perforated Plate

Digunakan perforated plate dengan susunan triangular pitch dengan

pertimbangan :

Jumlah lubang tiap satuan lebih besar daripada susunan square pitch

Ukuran reaktor menjadi lebih kecil dan turbulensi lebih terjamin

Susunan orifice :


commit to user


PENDAHULUAN

172

172I

Mencari laju alir gas masuk reaktor / Qg

Qg = 0,159 m3/s

= 159084,152 cm3/s

Mencari dbo

Dengan, do = 0,12 cm (perry 5ed, : 0,024-0,95 cm)

= 0,0012 m

dbo = 0,0014 m

0,1423 cm

Mencari laju alir tiap orifice

Qgo = 0,1068 cm3/s

Mencari luas tiap orifice

Lo = 0,01130 cm2

Mencari jumlah orifice

No = 1.489.496


commit to user


PENDAHULUAN

173

173I

Mencari nilai pitch

k = > 1, diambil = 3,5

c = 0,498 cm

Mencari jumlah luas orifice

Lto = 16.873,260 cm2

Mencari luas perforated plate

Mencari presentase luas total orifice terhadap perforated plate

Dpc = 0,241

diplotkan pada grafik, diperoleh nilai a


commit to user


PENDAHULUAN

174

174I

a = 0,055

Lp = 306.131,991 cm2

5. Menentukan Diameter dan Tinggi Cairan

Menentukan diameter reaktor

DR = 624,481 cm

= 6,245 m

Trial tinggi reaktor

LRO = Hcair + Hgas + Hcoil

= 10 m

Tekanan gas rata-rata dalam reaktor

Pgr = 3,007 atm

Diameter gelembung gas rata-rata dalam reaktor

DBr = 0,00143 m


commit to user


PENDAHULUAN

175

175I

Kecepatan terminal gelembung

Vt = 0,112 m/s

Waktu tinggal gelembung dalam reaktor

Dengan asumsi kecepatan naik gelembung di dalam reaktor konstan pada

kecepatan terminalnya.

�g = 89,572 s

Volume tiap gelembung

Vgo = 1,543E-09 m3

= 0,00154 cm3

Jumlah gelembung tiap orifice per satuan waktu

Ngo = 69 buah/s

Jumlah gelembung total dalam reaktor

Ngt = 9.235.306.028 buah


commit to user


PENDAHULUAN

176

176I

Volume gas gelembung total di dalam reaktor

Vgt = 14.249.525 cm3

= 14,250 m3

Menentukan volume cairan

Dari neraca massa sodium carbonat di cairan dalam reaktor, di dapat :

Fc (CAin – CAout) = (-rA)*Vgc*(I-έ)

k = 181,2584 m3/kmol.j

CAO = 3,1888 kmol/m3

CBO = 2,1583E-02 kmol/m3

Xa = 0,98

(-rA) = 2,4943E-01 kmol/m3j

Vcair = 301,2758 m3

Jadi :

Vgas+cair = 315,5254 m3

Menentukan tinggi cairan

D = 6,245 m

V = 0,25*�*D2*H

H = 10,307 m

B0AA0A

BAA

C). x-1(C.kr

C.Ck.r


commit to user


PENDAHULUAN

177

177I

Menentukan hold up gas

εg = 0,045

Luas permukaan interface

Ag = 188,970 m2/m3

6. Penurunan Tekanan (Pressure Drop)

1. Dry Pressure Drop

Dry pressue drop merupakan pressure drop aliran gas akibat friksi di

dalam hole (orifice). Dimana hole dianggap sebagai tabung pendek dengan

tebal plate sama dengan tinggi tabung. (Treybal, 1981, hal 171)

dimana :

hD = dry pressure drop

Vo = kecepatan linier gas lewat hole, m/s

= 0,094 m/s

do = diameter hole

= 0,0012 m

L = tebal plate

Tebal plate dari Treybal, tabel 6,2, hal 169: Untuk bahan Stainless Steel

dan

do = 1,2 mm, maka L/do = 0,65

2

n

o

on

o

L

go

A

A1

d

..4

A

A25.14.0

2.g

V fLCh oD


commit to user


PENDAHULUAN

178

178I

L = 0,00078m = 0,78 mm

Co = koefisien orifice = 1,09*(do/L)^0,25

= 1,2139426

Ao = luas orifice, m2

= 1,13. 10-6 m2

An = luas perforate plate, m2

= 3,06. 101 m2

ρL =densitas cairan

= 1389,2899 kg/m3

Qgo = 1,068 . 10-7 m3/s

Reh = Bilangan Reynold gas lewat hole

Vo = 0,094 m/s

ρg = 6,9308 kg/m3

μg = 1,970. 102 μpoise = 1,970. 10-4 cp = 1,970.10-7 kg/m.s

Reh = 3990

f = Faktor friksi Fanning

= 0,079/(Re^0,25), untuk aliran turbulen 2000<Re<100.000

f = 0,009940083

hD = 4,45. 10-5 m

2. Hydraulic Head

Pressure drop akibat gaya hidrostatis cairan dalam reaktor. (Treybal, 1981,

hal 172)

g

ogeh μ

.dVo. ρR


commit to user


PENDAHULUAN

179

179I

hL = tinggi cairan = 10,3068 m

3. Residual Gas Pressure Drop

Pressure drop akibat pembentukan gelembung gas. (Treybal, 1981, hal

172)

σL = 0,53 N/m

g = 9,8 m/s

hR = 0,195 m

*) Total Pressure Drop (Pt)

ht = hD + hL + hR = 10,502 m

Pt = ht * L * g

= 1,4484 atm

7. Dimensi Reaktor

a. Tipe

Jenis reaktor = Tangki tertutup, silinder tegak

Alasan pemilihan = Process vessel, menjaga tekanan (P>1 atm) dan

suhu tetap

Head = Flanged & dished head (torisperical)

Alasan pemilihan = Cocok untuk tekanan antara 15 - 200 Psig

b. Kondisi operasi

T operasi = 40 0C = 313,15 K

P operasi = 3 atm = 44,09 psia

.g.dρ

6. σh

oL

LR


commit to user


PENDAHULUAN

180

180I

ΔP total = 1,4484 atm = 21,29 psia

Over desain = 10 %

P perancangan = 4,893 atm = 71,91 psia

c. Pemilihan material konstruksi

Material = low-alloy stell SA-204 Grade C

Alasan pemilihan = 1. Tahan korosi, tahan panas dan tahan asam

2. Tekanan operasi moderat

3. Suhu operasi < 900 F

4. Untuk dinding reaktor yang tebal

(Hal. 253 Brownell, 1959)

Spesifikasi = Tensile strength = 75000 Psi

Allowable stress (f) = 18750 Psi

Corrosion allowance = 0,125

(Tabel 13.1 Brownell, 1959)

d. Tebal shell

dengan ts = Tebal shell, in

Pd = Tekanan desain, psia

ri = Jari-jari dalam reaktor, in

f = Allowable stress, psi

c = Corrosion allowance, in

E = 85 % (single welded butt joint)

(Brownell, 1959)

c0.6Pf.E

.riPts

d

d


commit to user


PENDAHULUAN

181

181I

Sehingga 50,1271,91) x (0,60.85) x (18750

122,929 x 37,98ts

= 0,681 in

dipakai tebal shell standar = 0,750 in = 0,019 m

e. Tinggi shell

Tinggi reaktor = 10,307 m = 405,059 in

Diameter reaktor = 6,245 m = 245,858 in

Volume reaktor = 315,525 m3 = 11.142,612 ft3

Over desain = 10 %

Volume perancangan = (1+0,1) 315,525 m3 = 347,078 m3

= 12.256,873ft3 = 2.183,054 bbl

Volume reaktor (Vt) = Volume shell + 2*Volume Head

Vt = 1/4.Л.Di2.H + 2.0,000076.Di3

= 11,336 m = 446,311 in

f. Dimensi head

OD shell = ID shell + 2*ts

= 245,858 + (2. 0,681)

= 247,358 in

= 6,283 m

= 6282,914 mm

Rumus tebal head untuk Flanged & dished head :

Di^2*3.14*0.25

Vh*2-Vt H

c0.2P2.f.E

.v.rPth

d

cd


commit to user


PENDAHULUAN

182

182I

dengan,

th = tebal head (in)

Pd =Tekanan desain (Psia) = 71,912 Psia

Di =Inside diameter of reactor (in)= 245,858 in

f = Allowable stress ( Psi) = 18750 Psi

E = welded joint efficiency = 0,850 (single welded butt joint)

c = corrosion allowance (in) = 0,125 in

V = 1/6(2+k2)

k = a/b

a = jari - jari dalam = Di/2

b = kedalaman dish

Dipilih a = 2b, sehingga k = a/b = 2

V = 1/6(2+k2) = 1

th = 0,680 in

dipakai tebal standar = 0,750 in = 0,019 m = 19,050 mm

OD head = ID + 2.th

= 247,358 in

= 6,283 m

= 6282,914 mm

e. Tinggi reaktor

Dari tabel 5-11 Brownell untuk ts = 0,750 in

diperoleh sf = 2,438 - 4,5 in


commit to user


PENDAHULUAN

183

183I

dipilih sf = 4 in

OD = 247,358 in = 6,283 m

ID = 245,858 in = 6,245 m

a = ID/2 = 122,929 in = 3,122 m

b =ID/4 = 61,465 in = 1,561 m

tinggi head = OA = Th + Sf + b =( 0,750 + 4 + 61,465 ) in

tinggi head = 66,215 in = 1,682 m

Tinggi reaktor = Tinggi silinder + 2* tinggi head

= 11,336 m + ( 1,682 ) m

= 14,7 m

= 578,740 in

= 48,228 ft

8. Perancangan Coil Pendingin

a. Kebutuhan air pendingin

Kondisi operasi isotermal

Jumlah panas yang diserap berdasarkan perhitungan Neraca Panas

Q = 1.892.739,538 kJoule/jam

T operasi = 40 oC = 313,15 oK = 104 oF

b

s f

at

ID

O D

O A


commit to user


PENDAHULUAN

184

184I

Pendingin = air

Suhu masuk t1 = 30 oC = 303,15 oK = 86 oF

Suhu keluar t2 = 35 oC = 308,15 oK = 95 oF

Sifat fisis air pada suhu rata-rata (42,5 oC)

Cp air = 75,337 Btu/lbm.F = 4,181 kJ/kg. K

Jumlah air yang dibutuhkan

M air = 12 tt.Cp

Q

= K15,30115,318.KkJ/kmol.4,181

/jamkJ 5381.892.739,

= 110.075,799 kg/jam

= 30,557 kg/s

Volume pendingin yang diperlukan

= 107,857 m3/jam

= 0,030 m3/s

b. Δt Log Mean Temperature Difference (LMTD)

= 12,984 F

c. Pipa koil pendingin

Ukuran pipa koil : 1,5 – 2,5 in (Perry, 1999 , hal 11.20)

Dipilih IPS = 2,5 in

Spesifikasi pipa koil : (Kern, 1983, hal 844)

Diameter pipa luar (OD) = 2,88 in = 0,073 m = 0,24 ft

2

1

21 )()(

tT

tTLn

tTtTTLMTD


commit to user


PENDAHULUAN

185

185I

Schedule Number (SN) = 40

Diameter dalam (ID) = 2,469 in = 0,063 m = 0,2058 ft

Flow area per pipe (ao) = 4,79 in2 = 0,003 m2

Surface area per linier ft (Ao) = 0,753 ft2/ft = 0,230 m2/m

Susunan koil : helix

Diameter helix (Dh) = 0,7 – 0,8 IDReaktor (Rase, 1977, hal 361)

Dipilih Dh = 0,75 IDr

IDr = 6,245 m

Dh = 4,684 m = 15,366 ft

Jarak antar lilitan (l) = 1 – 1,5 OD (Perry, 1999)

Dipilih l,5 = 1,5 x OD

1,5 = 0,110 m

d. Koefisien transfer panas dalam koil

Digunakan data air pendingin

Dh

ID

k

IDhi5,31.Pr.Re.027,0

. 3

18,0

(Kern, 1983, hal 103)

Dengan : hi = koefisien transfer panas konveksi dalam koil, Btu/jam.ft2.F

ID = diameter dalam koil, ft

k = konduktifitas panas air, Btu/jam,ft.F

Dh = diameter helix, ft

Re = bilangan Reynold

Pr = bilangan Prandtl

Re = airμ

ID.Gt


commit to user


PENDAHULUAN

186

186I

Gt = 2

air

m030,0

kg/799,075.110

ao

m s = 9.894,291 kg/m2.s

Re = s.kg/m.109

m30,06.skg/m291,894.94

2

= 721.125,177

Pr = airk

μ.Cp

=

F.ft.Btu/jam655,0

jam.lbm/ft082,2.F.Btu/lbm003,1

= 3,188

hi =

DH

ID

ID

k5,31.Pr.Re..027,0 3

18,0

= 6.434,284 Btu/jam.ft2.oF

= 8,732 kKal/s.m2.oC

e. Koefisien transfer panas dalam koil dilihat dari luar

hio = OD

IDhi

= ft400,2

ft010,2284,434.6

= 5.380,208 Btu/jam.ft2.oF


f. Koefisien konveksi di luar koil

Digunakan data fluida di dalam reaktor

ho =

0,40,870,28

kc

μc.Cpc.

μc

Gg.OD.

ρg

ρc.

OD

kc0,06.

(Rase, 1977, hal 664)

Dengan : ho = koefisien konveksi di luar koil, kKal/m2.s.oC

kc = konduktifitas panas cairan, kKal/m.s.oC

OD = diameter luar pipa koil, m

ρc = densitas cairan, kg/m3


commit to user


PENDAHULUAN

187

187I

ρg = densitas gas, kg/m3

Gg = superficial mass velocity of gas, kg/m2.s

μc = viskositas cairan, kg/m.s

Cpc = panas spesifik cairan, kKal/kg.oC

Gg = 2IDr.π.4

1cairanM

= 22)m.6,245(0,25.3,14

kg/jam33.416,617

= 1.091,575 kg/m2.jam = 0,303 kg/m2.s

ho = 2,225 kKal/m2.s.oC

= 1.583,945 Btu/jam.ft2.oF

g. Koefisien transfer panas keseluruhan (Uc)

Uc = hohio

ho.hio

= F.ft.Btu/jam1.583,945)(5.380,208

F.ft.Btu/jam1.583,945.F.ft.Btu/jam5.380,2082

22

= 1.223,688 Btu/jam.ft2.oF


h. Koefisien transfer panas keseluruhan saat kotor (Ud)

Ud = hdUc

hd.Uc

(Kern, 1950, pers6.10)

hd = 1/Rd

Rd = dirt factor/ fouling factor

Rd = 0,005 (Kern, 1950, tabel 12)

hd = 200 Btu/jam.ft2.oF

Ud = F.ft.Btu/jam0021.223,688

F.ft.Btu/jam002xF.ft.Btu/jam688,223.12

22

= 171,904 Btu/jam.ft2.oF

Ud air – zat organik adalah 100-200 Btu/jam.ft2.oF, sehingga Ud memenuhi.

i. Luas kontak perpindahan panas


commit to user


PENDAHULUAN

188

188I

At = LMTDΔT.Ud

Q

= F769,64xF.ft.Btu/jam904,171

Btu/jam021,997.300.22

= 133,279 ft2

= 90,778 m2

j. Panjang koil

Lc = a"

At =

/mm230,0

m90,7782

2

= 395,516 m

b = 0,500 AD (diameter helix = Idh)

x = AB jarak antara lilitan = l

a = 0,500 BD

BD2 =AD2 + AB2

a = (b2 + x2/4 )1/2

keliling coil (Klc) = 2Л.((a2 +b2)/2)1/2

= 2Л((b2 + x2/4 + b2)/2)1/2

= 2Л(b2 + x2/8)1/2

b = 2,342 m

a = 0,055 m

(b2 + x2/8)1/2 = 2,342

x =l= 0,110 m

Keliling koil (Klc) = 14,709 m

Jumlah koil (Nt)


commit to user


PENDAHULUAN

189

189I

Nt = koilKell

Lc =

m 14,709

m 395,516

= 26,89

Untuk perancangan dipilih jumlah koil (Nt) = 27 lilitan

Koreksi

Lckoreksi = kell koil . Nt

= 14,709 m x 27 = 397,131 m

Atkoreksi = Lc . a”

= 318,752 m x 0,230 m2/m = 91,148 m2

Udkoreksi = LMTDΔT.At

Q

= F769,46xft089,981

Btu/j78,939.483.12

= 23,353Btu/jam.ft2.oF

k. Tinggi koil (Hc) dan Volume koil (Vc)

Hc = (Nt-1) x jarak lilitan + (Nt + OD koil)

= (27-1) x 0,11 m + (27 + 0,073 m)

= 4,828 m

Vc = ¼.π.(Odkoil)2 x Lc

= ¼.π.(0,07315m)2 x 397,131 m

= 1,668 m3

9. Perancangan Pipa

Di, opt = 3,9 . Q0,43 . ρ0,13 (Wallas, 1988, pers. 6.32)

Dengan Di = diameter pipa optimum, in

Q = debit, ft3/s

ρ = densitas, lbm/ft3


commit to user


PENDAHULUAN

190

190I

a. Ukuran pipa pemasukan umpan dari Tangki Pencampur

Debit cairan = 24,053 m3/jam = 0,236 ft3/s

ρcairan = 1,389 gr/ml = 86,730 lbm/ft3

Di, opt = 3,637 in

Dari tabel 11 Kern, 1950 dipilih pipa dengan spesifikasi :

ID = 3,826 in

OD = 4,5 in

IPS = 4 in

ao = 11,5 in2

SN = 80b. Ukuran pipa pemasukan umpan gas (CO2)

Debit gas = 572,703 m3/jam = 5,618 ft3/s

ρgas = 6,931 kg/m3 = 0,433 lbm/ft3

Di, opt = 7,605 in


ID = 7,625 in

OD = 8,625 in

IPS = 8 in

ao = 45,7 in2

SN = 80

c. Ukuran pipa pengeluaran produk cair

Debit cairan = 36.724,379 m3/jam = 0,427 ft3/s

ρcairan = 842,945 kg/m3 = 52,623 lbm/ft3

Di, opt = 4,453 in


ID = 5,761 in

OD = 6,625 in

IPS = 6 in

ao = 26,1 in2

SN = 80


commit to user


PENDAHULUAN

191

191I

d. Ukuran pipa pengeluaran produk gas (CO2)

Debit gas = 95,450 m3/jam = 0,936 ft3/s

ρgas = 6,931 kg/m3 = 0,433 lbm/ft3

Di, opt = 3,396 in


ID = 4,026 in

OD = 4,5 in

IPS = 4 in

ao = 12,7 in2

SN = 40


commit to user


PENDAHULUAN

192

192I


commit to user


PENDAHULUAN

193

193I

:


commit to user


PENDAHULUAN

194

194I

jurusan teknik kimia fakultas teknik universitas …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id...

Documents