ABSTRACT
DESIGN OF STEARIC ACID PLANT FROM STEARINE AND WATER CAPACITY 20,000 TONS / YEAR
(Design Crystallizer (CR-301))
By
Rahayu Octaviana
Stearic acid is a chemical intermediate can be used as a raw material surfactants, methyl ester, soap and detergent, emulsifier, stabilizer as an ingredient in various types of food products and medicines, as a wetting agent in textiles, plasticizer in packaging industry and as an ingredient used in the rubber vulcanization process in the polymer industry, through a saponification reaction. This product is produced from the hydrolysis reaction oils or fats with water.
Needs of stearic acid increased from year to year indicated by the increasing imports of Indonesia to stearic acid. So Stearic acid plant is needed to support the development of domestic industries.
Stearic acid produced by react stearine and water in a stirred flow reactor (CSTR) at a temperature of 260 oC and pressure of 47.6 atm. The output of the reactor in the form of stearic acid, oleic acid, glycerol, water and unreacted stearine separated again by decantation process. Mixed stearic acid, oleic acid and unreacted stearine again purified in distillation column, and then performed the separation of stearic acid with oleic acid by solvent process cryatallization. Glycerol and water as a result of side reactions was purified again until 67 % purity.
Factory production capacity is planned 20,000 tons / year with 330 working days within 1 year. The location of the plant planned to be located in the area of Jambi is located in the Teluk Sialang District, Jambi. Labor needed as many as 189 people with a form of business entity Limited Liability Company (PT) led by a Director who is assisted by the Director of Production and Financial Director with line and staff organizational structure.
Provision of utility plant needs a treatment system and water supply, steam supply systems, instrument air supply systems, and power generation systems. From the economic analysis is obtained:
Fixed Capital Investment (FCI) = Rp 158,366,303,295 Working Capital Investments (WCI) = Rp 27,946,994,699 Total Capital Investment (TCI) = Rp 186,313,297,994
Shut Down Point (SDP) = 19.8833 % Pay Out Time Before Taxes (POT), b = 1.8083 year Pay Out Time After Taxes (POT), a = 2.1626 year Return on Investment Before Taxes (ROI), b = 38.5058 % After taxes Return on Investment (ROI), a = 30.8046 % Discounted Cash Flow (DCF) = 32.8574 %
ABSTRAK
PRARANCANGAN PABRIK ASAM STEARAT DARI STEARINE DAN AIR
KAPASITAS 20.000 TON/TAHUN (Perancangan Crystallizer (CR-301))
Oleh Rahayu Octaviana
Asam stearat merupakan bahan kimia antara yang dapat digunakan sebagai bahan baku surfaktan, metil ester, sabun dan deterjen, emulsifier, stabilizer sebagai campuran dalam berbagai jenis produk makanan dan obat-obatan, sebagai wetting agent dalam industri tekstil, plasticizer dalam industri kemasan dan sebagai bahan yang digunakan dalam proses vulkanisasi karet dalam industri polimer, melalui reaksi saponifikasi. Produk ini dihasilkan dari reaksi hidrolisis minyak atau lemak dengan air.
Kebutuhan asam stearat yang meningkat dari tahun ke tahun ditunjukkan dengan meningkatnya impor Indonesia terhadap asam stearat. Sehingga pembangunan pabrik asam stearat sangat diperlukan untuk mendukung perkembangan industri di dalam negeri.
Asam stearat diproduksi dengan cara mareaksikan stearine dan air di dalam reaktor alir berpengaduk (CSTR) pada suhu 260 oC dan tekanan 47,6 atm. Hasil keluaran reaktor berupa cairan asam stearat, asam oleat, gliserol, air dan unreacted stearine dipisahkan lagi dengan proses dekantasi. Campuran asam stearat, asam oleat dan unreacted stearine dimurnikan lagi dalam kolom distilasi, lalu kemudian dilakukan pemisahan antara asam stearat dengan asam oleat dengan proses solvent crystallization. Gliserol dan air sebagai hasil reaksi samping dimurnikan lagi sampai kemurnian 67 %.
Kapasitas produksi pabrik direncanakan 20.000 ton/tahun dengan 330 hari kerja dalam 1 tahun. Lokasi pabrik direncanakan didirikan di daerah Jambi yang terletak di Kecamatan Teluk Sialang, Jambi. Tenaga kerja yang dibutuhkan sebanyak 189 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang Direktur Utama yang dibantu oleh Direktur Produksi dan Direktur Keuangan dengan struktur organisasi line and staff.
Dari analisis ekonomi diperoleh :
Fixed Capital Investment (FCI) = Rp 158,366,303,295 Working Capital Investment (WCI) = Rp 27,946,994,699 Total Capital Investment (TCI) = Rp 186,313,297,994 Break Even Point (BEP) = 35,6150 %
Shut Down Point (SDP) = 19,8833 % Pay Out Time Before Taxes (POT)b = 1,8083 tahun Pay Out Time After Taxes (POT)a = 2,1626 tahun Return on Investment Before Taxes (ROI)b = 38,5058 % Return on Investment After Taxes (ROI)a = 30,8046 % Discounted Cash Flow (DCF) = 32,8574 %
X. SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan
Berdasarkan hasil analisis ekonomi yang telah dilakukan terhadap pabrik asam stearat dengan kapasitas 20.000 ton per tahun dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Percent Return on Investment (ROI) sesudah pajak sebesar 30,8046 %. 2. Pay Out Time (POT) sesudah pajak 2,1626 tahun.
3. Break Even Point (BEP) sebesar 35,6150 % dan Shut Down Point (SDP) sebesar 19,8833 %, yakni batasan kapasitas produksi sehingga pabrik harus berhenti berproduksi karena merugi.
4. Discounted Cash Flow Rate of Return (DCF) sebesar 32,8574 %, lebih besar dari suku bunga bank saat ini, sehingga investor akan lebih memilih untuk menanamkan modalnya ke pabrik ini daripada ke bank.
B. Saran
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Pendirian Pabrik
Perkembangan industri kimia di Indonesia, khususnya agro industri mengalami peningkatan. Hal ini disebabkan antara lain karena tingkat kebutuhan akan produk yang tinggi, serta ketersediaan bahan baku yang cukup banyak dihasilkan oleh alam Indonesia.
Industri penghasil oleokimia termasuk industri kimia agro (agrobased chemical industry), yaitu industri yang mengolah bahan baku yang dapat diperbaharui (renewable), merupakan industri yang bersifat resources based industry dan mempunyai peranan penting dalam upaya pemenuhan kebutuhan pokok masyarakat luas (basic needs).
Asam stearat merupakan bahan kimia antara yang dapat digunakan sebagai bahan baku surfaktan, metil ester, maupun sabun dan deterjen melalui reaksi saponifikasi. Produk ini dihasilkan dari reaksi hidrolisis minyak atau lemak dengan air.
2
produk-produk tersebut memiliki prospek yang baik. Hal ini didukung oleh potensi pasar dalam negeri yang cukup besar seperti industri kosmetika yang berjumlah sekitar 600 perusahaan besar dan kecil, serta industri farmasi. (APOLIN, 2008).
Kebutuhan asam stearat yang meningkat dari tahun ke tahun juga ditunjukkan dengan meningkatnya impor Indonesia terhadap asam stearat. Berikut ini merupakan data impor asam stearat di Indonesia dari tahun 1999-2006 :
Tabel 1.1. Data Impor Asam Stearat Indonesia.
Tahun Impor
(kg)
1999 5
2000 13.029
2001 267.286 2002 3.529.646 2003 5.024.656 2004 1.070.170 2005 5.423.249 2006 6.759.231
Sumber : BPS, 2007
B. Kegunaan Produk
Produk utama yang dihasilkan ialah asam stearat. Produk ini dihasilkan dari reaksi hidrolisis lemak dengan air. Dalam bidang industri pangan, asam stearat banyak digunakan sebagai emulsifier, stabilizer dan sebagai campuran dalam berbagai jenis produk makanan dan obat-obatan. (The Soap and Detergent Association, 1965).
3
sebagai bahan yang digunakan dalam proses vulkanisasi karet dalam industri polimer.
Produk lainnya yang dihasilkan yaitu asam oleat yang digunakan sebagai campuran beberapa jenis obat karena warnanya yang putih dan sifatnya yang stabil, serta gliserol yang digunakan dalam pembuatan epychlorhidryne (untuk modifikasi pati).
C. Ketersediaan Bahan Baku
Bahan baku pembuatan asam stearat ialah tristearin yang merupakan produk samping dari produksi CPO yang berasal dari kelapa sawit. Berikut ini beberapa pabrik di Indonesia yang memproduksi CPO dan tristearin antara lain :
Tabel 1.2. Produsen CPO di Indonesia
No. Nama Pabrik
1. PTPN I 2. PTPN II 3. PTPN II 4. PTPN III 5. PTPN IV 6. PTPN V 7. PTPN VI 8. PTPN VII 9. PTPN XIII 10. PTPN XIV
11. PT. Rajawali Nusindo
Sumber : http://www.ptpn13.com/index.php
4
Berikut ini adalah data ekspor tristearin Indonesia dari tahun 2001-2006 : Tabel 1.3. Data Ekspor Tristearin di Indonesia
Tahun Ekspor
Dari data yang diperoleh tersebut dapat diketahui bahwa Indonesia mengalami excess produksi tristearin namun pemanfaatannya di dalam negeri belum optimal.
Berdasarkan perhitungan stoikiometri reaksi hidrólisis stearin menjadi asam lemak, untuk memproduksi 20.000 ton asam stearat diperlukan stearin sebesar :
5
D. Analisis Pasar
Pengembangan produk turunan minyak sawit penting untuk dilakukan mengingat peningkatan nilai tambah yang dapat diperoleh. Produk hilir sawit lanjutan yang dapat dihasilkan melalui penerapan proses lanjutan terhadap produk-produk oleokimia yang telah berkembang di Indonesia akan memberikan tambahan nilai tambah yang cukup besar.
Analisis pasar asam stearat menggunakan data impor dalam negeri pada tahun 1999 sampai dengan tahun 2006 pada Tabel 1.1. Dari data tersebut terlihat bahwa impor asam stearat dari tahun ke tahun semakin meningkat sehingga diperkirakan permintaan pasar terhadap asam stearat juga akan semakin meningkat pada tahun-tahun mendatang. Berdasarkan perhitungan, diperkirakan kebutuhan asam stearat pada tahun 2014 yaitu 39.304 ton/tahun. Kapasitas pabrik yang akan dibangun ini direncanakan sebesar 20.000 ton/tahun, yang akan memenuhi 50 % kebutuhan asam stearat di Indonesia.
Pabrik dengan kapasitas diatas 50 ton/hari dioperasikan secara continue (Lurgi, 2007). Dari pernyataan Lurgi, maka dapat diketahui apakah pabrik asam stearat ini beroperasi kontinyu atau tidak. Perhitungan perbandingan kapasitas antara pernyataan Lurgi dengan pabrik asam stearat yang akan didirikan untuk menentukan jenis operasi pabrik dapat dilihat sebagai berikut :
Waktu operasi kerja = 330 hari
Kapasitas produksi = 50 ton per hari
= 50 hari
ton x
tahun hari
1 330
6
Karena kapasitas produksi asam stearat lebih besar (20.000 ton/tahun) dari kapasitas pernyataan Lurgi (16.500 ton/tahun), maka pabrik asam stearat beroperasi secara kontinyu.
Gambar 1.1. Kurva Liniearisasi Impor Asam Stearat
Berdasarkan data impor asam stearat pada Tabel 1.1 di atas, perhitungan kapasitas untuk pendirian pabrik asam stearat adalah sebagai berikut :
y = 25652,18x3– 154069964x2 + 308454672488,89x – 205846942439578 y = 25652,18(20143) – 154069964(20142) + 308454672488,89(2014) –
205846942439578 y = 39.304.000 kg y = 39.304 ton
