PRARANCANGAN PABRIK DICALCIUM PHOSPHATE DIHYDRATE DARI ASAM FOSFAT (H 3 PO 4 ) DAN KALSIUM HIDROKSIDA (Ca(OH) ) KAPASITAS 50.000 TON/TAHUN (PERANCANGAN REAKTOR (RE-201))

(1)

PRARANCANGAN PABRIKDICALCIUM PHOSPHATE DIHYDRATE DARI ASAM FOSFAT (H3PO4) DAN KALSIUM HIDROKSIDA (Ca(OH)2)

KAPASITAS 50.000 TON/TAHUN

O l e h Lisanti Emelda

Kebutuhan Indonesia terhadap Dicalcium Phosphate Dihydrate (CaHPO4.2H2O atau

DCPD) sebagai bahan campuran pakan ternak cukup tinggi. DCPD dibuat dari asam fosfat (H3PO4) dan kalsium hidroksida (Ca(OH)2). Indonesia memiliki banyak sumber daya alam, seperti

mineral fosfat dan kalsium. Mineral kalsium ini banyak terkandung di batu kapur. Indonesia memiliki batu kapur sekitar 53.745.686,43 ton sehingga kebutuhan bahan baku pabrik akan mudah terpenuhi.

Prarancangan pabrik DCPD dilakukan dengan skala besar yaitu dengan kapasitas 50.000 ton/tahun dengan bahan baku H3PO4 dan Ca(OH)2 berasal dari daerah Jawa Timur. Proses

produksi DCPD dilakukan pada temperatur 35 oC dan tekanan 1 atm. H3PO4yang digunakan

memiliki kemurnian 85 % dan Ca(OH)2memiliki kemurnian 96 %. Sebelum direaksikan, H3PO4

dan Ca(OH)2dilarutkan terlebih dahulu ke dalam air sampai masing-masing memiliki konsentrasi

larutan 2 M. Proses pembuatan DCPD dilakukan dengan cara mereaksikan larutan H3PO4 dan

larutan Ca(OH)2 untuk membentuk endapan DCPD. Setelah terbentuk endapan, maka endapan

dipisahkan dari larutan induknya. Karena ukuran partikel belum sesuai dengan ukuran standar untuk feed additivepada pakan ternak maka dilakukan proses agglomerasi di granulator dengan penambahan corn starch sebagai binder (perekat). Setelah itu padatan dipisahkan dari larutan induknya kemudian dikeringkan. Analisa kelayakan prarancangan pabrik DCPD sebagai berikut :

Fixed Capital Investment(FCI) = Rp 186.259.972.506,88 Working Capital Investment(WCI) = Rp 32.869.406.912,98 Total Capital Investment(TCI) = Rp 219.129.379.419,86 Break Even Point(BEP) = 66,91 %

Pay Out Time before Taxes(POT)b= 3,73 tahun

Pay Out Time after Taxes(POT)a= 4,26 tahun

Return on Investment before Taxes(ROI)b= 14,29 %

Return on Investment after Taxes(ROI)a= 11,43 %

Discounted Cash Flow(DCF) = 16,38 % Shut Down Point(SDP) = 44,22 %

(2)

A. Latar Belakang

Pada saat ini Indonesia sedang berada pada suatu tahap yang penting dalam era industrialisasi. Tahap yang sering disebut sebagai era tinggal landas, yaitu suatu keadaan dimana sektor industri mampu tumbuh dan berkembang dengan tersedianya berbagai modal utama yang dimiliki. Dalam melaksanakan tahap ini, pemerintah melakukan pengembangan di berbagai bidang industri. Salah satunya adalah dengan cara memenuhi kebutuhan bahan-bahan industri melalui pabrik-pabrik industri kimia.

Salah satu bahan kimia yang kebutuhannya belum terpenuhi dari dalam negeri adalah Dicalcium Phosphate Dihydrate (DCPD, CaHPO4.2H2O). Padahal DCPD

(3)

DCPD dapat dibuat dari beberapa sumber fosfat seperti asam fosfat (H3PO4) dan

beberapa sumber kalsium seperti kalsium hidroksida (Ca(OH)2). Berdasarkan data

Badan Pusat Statistik (BPS) tahun 2003, batu kapur di Indonesia mencapai 53.745.686,43 ton yang tersebar hampir di seluruh wilayah Indonesia sehingga ketersediaan sumber-sumber kalsium pun banyak. Potensi ini dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan nilai ekonomi sumber daya alam tersebut. Sehubungan dengan hal-hal tersebut, maka sangat tepat apabila di Indonesia didirikan pabrik DCPD dengan tujuan untuk memanfaatkan sumber daya alam yang ada dan memenuhi kekurangan akan kebutuhan DCPD dalam negeri.

B. Kegunaan Produk

Dicalcium Phosphate Dihydrate (DCPD) banyak digunakan sebagai bahan baku utama maupun bahan baku penunjang di berbagai industri diantaranya adalah sebagai berikut:

a. Industri pakan ternak sebagai pelengkap (feed supplement/feed aditive) pada pakan ternak dan unggas.

b. Industri pembuatan pasta gigi sebagaiabrasive agentpada pasta gigi. c. Industri farmasi sebagai zat aditif untuk menghasilkan tablet kalsium.

C. Analisis Pasar

1. Harga bahan baku dan produk

(4)

Tabel 1.1 Harga bahan baku yang digunakan dan produk Bahan Baku dan Produk Harga ($/ton)

CaHPO4.2H2O 850

Ca(OH)2 120

H3PO4 500

Sumber : www.alibaba.com. Tanggal 19 Oktober 2011.

2. Kebutuhan pasar dan daya saing produk

Kebutuhan dunia terhadap Dicalcium Phosphate Dihydrate (DCPD) terus meningkat dari tahun ke tahun seiring dengan perkembangan industri. Diperkirakan untuk tahun-tahun berikutnya kebutuhan industri di Indonesia akan DCPD juga terus meningkat. Oleh karena itu, produksi DCPD mempunyai nilai jual yang baik, baik di dalam maupun luar negeri. Perusahaan-perusahan besar di dunia penghasil DCPD adalah Anning Jin Di Chemical Co., Ltd. di Cina dan CH Phosphate Co. di United Kingdom.

D. Kapasitas Rancangan

Kapasitas rancangan pabrik Dicalcium Phosphate Dihydrate (DCPD) direncanakan dengan pertimbangan sebagai berikut :

1. Meningkatnya kebutuhan akan Dicalcium Phosphate Dihydrate (DCPD) bagi industri pakan ternak di Indonesia

(5)

Tabel 1.2 Jumlah imporDicalsium Phosphate Dihydrate(DCPD) di Indonesia Tahun Tahun ke Jumlah Impor (ton)

2001 1 11.757,203

Sumber: Data Badan Pusat Statistik Tahun 2011

Berdasarkan data pada Tabel 1.2 maka dapat dibuat regresi linier yang menyatakan hubungan antara tahun dengan jumlah impor DCPD.

Gambar 1.1 Jumlah impor DCPD di Indonesia setiap tahun Persamaan garis hasil regresi linier yang diperoleh adalah sebagai berikut:

y = 3195,5x+7794,1 ……..(1)

(6)

= 3195,5(16)+7794,1 = 58.922,1 ton/tahun

Di Indonesia DCPD digunakan sebagai pelengkap (feed supplement/feed aditive) pada pakan ternak dan unggas. Kebutuhan DCPD terus meningkat seiring dengan peningkatan produksi pakan ternak.

Tabel 1.3 Jumlah produksi pakan ternak di Indonesia Tahun Tahun ke Jumlah Produksi (ton)

2007 1 7.700.000

2008 2 8.200.000

2009 3 8.800.000

2010 4 9.700.000

Sumber: Indonesia Commercial Newslettler, Tahun 2009

Berdasarkan pada data Tabel 1.3 maka dapat dibuat regresi linier yang menyatakan hubungan antara tahun dengan jumlah produksi pakan ternak di Indonesia.

Gambar 1.2 Jumlah produksi pakan ternak di Indonesia setiap tahun Persamaan garis hasil regresi linier yang diperoleh adalah sebagai berikut:

y = 660000x+7.106 ..……(2)

Pada tahun 2016 saat pembuatan pabrik DCPD, diperkirakan jumlah produksi pakan ternak sebanyak (ton/tahun) = 660000x+7.106

(7)

= 660000(10)+7.106 = 13.600.000 ton/tahun

Kandungan DCPD sebagai premiks pada pakan ternak dan unggas sebanyak 0,6 % (www.thefreelibrary.com) sehingga jumlah DCPD yang dibutuhkan untuk memproduksi pakan ternak pada tahun 2016 = 13.600.000 x 0,6%

= 81.600 ton

Apabila kebutuhan DCPD hanya dipenuhi dengan cara mengimpor dari negara lain maka pada tahun 2016 terjadi kekurangan DCPD sebanyak:

= jumlah kebutuhan–jumlah impor ....(3)

= 81.600–58.922,1 = 22.677,9 ton

Untuk mencukupi kebutuhan DCPD di Indonesia dan mengurangi 50 % impor DCPD ke Indonesia maka kapasitas rancangan pabrik yang akan didirikan pada tahun 2016 sebesar 50.000 ton/tahun.

2. Skala komersial

(8)

Tabel 1.4 Produsen DCPD di beberapa negara

No. Produsen Negara Kapasitas

(ton/tahun) 1. Anning Jin Di Chemical Co., Ltd. Cina 400.000 2. Synchem International Co., Ltd Cina 96.000 3.

4.

Weifang Hongyuan Imp. & Exp. Co., Ltd.

Beijing Huadong Simbo Co., Ltd.

Cina Cina

72.000 60.000

5. Yantai Kuiran Company Cina 50.000

6. Honghe Chemical Inc. Cina 25.000

7. CH Phosphate Co. United Kingdom 400.000

8. Sun Era International Co., Ltd. Taiwan 50.000

9. RK Phosphates Pvt. India 3.600

Sumber: www.alibaba.com. Tanggal 18 Oktober 2011.

Berdasarkan pada pertimbangan-pertimbangan di atas, maka dirancang pendirian pabrik DCPD pada tahun 2016 dengan kapasitas produksi 50.000 ton/tahun. Dengan kapasitas produksi tersebut diharapkan dapat mencukupi kebutuhan DCPD dalam negeri yang terus meningkat dan mengurangi ketergantungan impor DCPD dari negara-negara lain.

E. Lokasi Pabrik

(9)

Dihydrate (DCPD) dipilih di daerah Kawasan Industri Gresik Propinsi Jawa Timur dengan pertimbangan sebagai berikut:

1. Faktor Primer

Faktor ini langsung mempengaruhi tujuan utama dari pendirian pabrik. Tujuan utama meliputi produksi dan distribusi produk yang diatur menurut kualitas, waktu dan tempat yang dibutuhkan konsumen dengan tingkat harga yang wajar sedangkan pabrik masih mendapat keuntungan dalam jumlah yang cukup.

a. Penyediaan Bahan Baku

Beroperasinya suatu pabrik sangat tergantung pada ketersediaan bahan baku. Oleh karena itu, bahan baku sangat penting dalam pengoperasian pabrik. Pabrik DCPD menggunakan bahan baku asam fosfat (H3PO4) dan

kalsium hidroksida (Ca(OH)2). Kebutuhan H3PO4 diperoleh dari PT.

Petrokimia Gresik. Pada tahun 2014, PT. Petrokimia Gresik akan menambah kapasitas pabrik H3PO4 menjadi 400.000 ton per tahun yang

awalnya hanya 200.000 ton per tahun. Kebutuhan Ca(OH)2 diperoleh dari

CV. Yudhistira Malang yang memiliki kapasitas produksi 5.000 ton/hari.

(10)

b. Pasar Utama

Produk yang dihasilkan akan didistribusikan ke industri pakan ternak karena industri ini menggunakan DCPD sebagai feed supplement/feed additive pada pakan ternak. Di Indonesia terdapat banyak industri pakan ternak yang tersebar di Pulau Jawa, Sumatera dan Selawesi. Gresik berada di Propinsi Jawa Timur dimana 35 % industri pakan ternak terdapat di propinsi tersebut sehingga Gresik merupakan lokasi yang strategis untuk didirikan pabrik DCPD. Selain itu, di daerah Jawa Tengah, Jawa Barat, Jakarta, Banten serta beberapa daerah di Pulau Sumatera dan Sulawesi juga terdapat industri pakan ternak yang membutuhkan DCPD. Posisi daerah Gresik sangat memudahkan untuk menjangkau kota-kota besar di Pulau Jawa, Sumatera dan Sulawesi sehingga daerah pemasarannya sangat baik.

Tabel 1.5 Produsen pakan ternak terbesar di Indonesia

Produsen Lokasi

Charoen Popkhand Indonesia Tbk

Japfa Comfeed

Cheil Jedang Feed Indonesia Sierad Produce Tbk

Malindo Feedmill

Balaraja, Semarang, Mojokerto, Jakarta, Medan, Makassar, Krian, Lampung

Lampung, Cirebon, Sidoarjo, Tangerang

Serang, Jombang

Tangerang, Bogor, Sukabumi, Lampung, Sidoarjo

Banten

(11)

c. Fasilitas Transportasi

Transportasi sangat dibutuhkan sebagai penunjang utama untuk penyediaan bahan baku dan pemasaran produk. Fasilitas transportasi meliputi darat (jalan raya dan jalan tol), laut (terdapat pelabuhan Tanjung Perak) dan udara dapat memudahkan pemasaran produk ke daerah lain di Pulau Jawa, Sumatera dan Sulawesi. Dengan adanya jalur transportasi ini maka diharapkan hubungan antar daerah tidak mengalami hambatan. d. Tenaga Kerja

Tenaga kerja ahli (skilled labour) tidak mudah didapatkan di setiap daerah tapi biasanya banyak berada di daerah yang dekat dengan pusat-pusat pendidikan. Tenaga kerja merupakan hal yang cukup penting untuk menunjang kelancaran proses produksi. Pemerataan tenaga kerja serta pemberian ongkos atau gaji yang cukup disesuaikan dengan pendidikan dan keterampilan yang dimiliki.

e. Unit Pendukung (Utilitas)

(12)

diperoleh dari Pertamina dan untuk kebutuhan akan listrik akan dipenuhi sendiri oleh pabrik dengan menggunakan generator.

f. Iklim

Iklim yang terlalu panas akan mengakibatkan diperlukannya peralatan pendingin yang lebih banyak sedangkan iklim yang terlalu dingin atau lembab akan berakibat bertambahnya biaya konstruksi pabrik sebab diperlukan perlindungan khusus pada alat-alat proses. Di daerah Gresik merupakan daerah tropis sehingga memiliki iklim yang kering dengan curah hujan yang cukup tinggi sehingga Gresik sangat cocok untuk dijadikan lokasi pabrik DCPD. Gresik memiliki temperatur udara sekitar 20oC pada malam hari dan 35oC pada pagi hari.

g. Sarana komunikasi

Sarana komunikasi merupakan faktor penting yang menentukan kemajuan suatu industri. Gresik memiliki sarana komunikasi yang mudah didapatkan.

2. Faktor Sekunder a. Lahan

(13)

b. Kemungkinan perluasan pabrik

Gresik merupakan daerah dengan jumlah penduduk yang relatif banyak, tetapi sebagai kawasan industri perluasan pemukiman penduduk dibatasi agar upaya perluasan pabrik dapat berjalan dengan lancar. Peruntukan kawasan industri masih relatif luas ± 500 ha (Sumber: x.kemenperin.go.id/IND/Link/KIP.pdf. Tanggal: 15 Agustus 2012).

c. Kebijakan Pemerintah

(14)

A. Spesifikasi Bahan Baku

1. Asam fosfat

• Wujud : cair

• Kenampakan : tidak berwarna (colorless)

• Kemurnian : 85 % (15 % air)

• Rumus molekul : H3PO4

• Berat molekul : 98 gr/mol

• Titik didih : 158 °C pada 1 atm

• Densitas : 1,685 gr/cm3(85 %solution)

• Viskositas : 2,4-9,4 cP (85 %solution)

• Tekanan uap : 2,2 mmHg pada 20oC

• ∆Hof 298 : -1.288 kJ/mol

• ∆So298 : 158 J/mol.K

• Kelarutan dalam air : 5,48 gr/mL

2. Kalsium hidroksida

• Wujud : padat

(15)

• Kemurnian : 96 % (2 % MgO dan 2 % air)

• Rumus molekul : Ca(OH)2

• Berat molekul : 74,093 gr/mol

• Titik leleh : 580oC

• Densitas : 2,211 gr/cm3

• ∆Hof 298 : -987 kJ/mol

• ∆So298 : 83 J/mol.K

• Kelarutan dalam air : 3,876 gr/100 mL

• Kelarutan : Larut dengan gliserol, tidak larut dengan

alkohol

3. Air

• Wujud : cair

• Kenampakan : tidak berwarna

• Rumus molekul : H2O

• Berat molekul : 0,018 kg/mol

• Titik beku : 0oC

• Titik didih : 100oC

• Densitas : 1.000 kg/m3

• Temperatur kritis : 647,3 K

• Tekanan kritis : 218,4 atm

• Volume kritis : 0,056 m3/ mol

(16)

4. Cornstarch (binder)

• Wujud : padat

• Kenampakan : bubuk berwarna putih

• Berat molekul : 162 kg/kmol

• True density : 1.478 kg/m3

• Bulk density : 658 kg/m3

• Spesific heat capacity : 53,65679 kkal/kmol.K

B. Spesifikasi Produk

1. Dicalcium Phosphate Dihydrate(DCPD)

• Wujud : padat

• Kenampakan : bubuk berwarna putih

• Kemurnian : 83,22 % (2 % air)

• Rumus molekul : CaHPO4.H2O • Berat molekul : 172,09 kg/kmol

• True density : 1.150 kg/m3

• Bulk density : 950 kg/m3

• Spesific gravity : 2,31

• Titik lebur : 190oC (374oF)

(17)

• Kelarutan : Tidak larut dengan air dan alkohol, larut

(18)

Proses pembuatan Dicalcium Phosphate Dihydrate (DCPD) dipilih berdasarkan bahan baku yang akan digunakan karena proses yang akan berlangsung dan produk yang akan dihasilkan akan bergantung pada bahan baku yang akan digunakan.

A. Jenis-Jenis Proses

Dicalcium Phosphate dikenal juga sebagai kalsium fosfat monohydrogen yaitu dibasa calsium pospat. Zat ini berwujud bubuk putih yang tidak berbau. Zat ini biasanya ditemukan dalam bentuk dihidrat dengan rumus kimia CaHPO4.2H2O. Proses pembuatanDicalcium Phosphate Dihydrate(DCPD) dapat

dilakukan dengan bahan baku yang berbeda-beda.

1. Pembuatan dicalcium phosphate dihydrate dari asam fosfat (H3PO4) dan kalsium hidroksida (Ca(OH)2) (Jurnal Research and Design Trans IChemE Part A, 2007)

Proses pembuatan DCPD dengan bahan dasar H3PO4 dan Ca(OH)2dilakukan

pada temperatur 35 oC. H3PO4yang digunakan memiliki kemurnian 85 % dan

Ca(OH)2 memiliki kemurnian 96 %. Larutan Ca(OH)2 yang sudah terbentuk

(19)

pembuatan DCPD dilakukan dengan cara mereaksikan larutan H3PO4 dan

larutan Ca(OH)2 untuk membentuk endapan DCPD (CaHPO4.2H2O). Setelah

terbentuk endapan, maka endapan dipisahkan dari larutan induknya. Karena ukuran partikel belum sesuai dengan ukuran standar untuk feed additivepada pakan ternak maka dilakukan proses agglomerator di Granulator dengan penambahan corn starch sebagai binder (perekat). Setelah itu padatan dipisahkan dari larutan induknya kemudian dikeringkan.

2. Pembuatan dicalcium phosphate dihydrate dari diammonium hidrogen fosfat ((NH4)2HPO4) dan kalsium klorida dihidrat (CaCl2.2H2O) (United States Patent No. 3,095,269)

Proses pembuatan DCPD dengan bahan dasar (NH4)2HPO4 dan CaCl2.2H2O

dilakukan pada temperatur 20-65 oC. Konsentrasi larutan (NH4)2HPO4 dan

CaCl2.2H2O yang digunakan antara 0,1 sampai 3 M. Proses pembuatan DCPD

dilakukan dengan cara menambahkan larutan (NH4)2HPO4 ke dalam larutan

CaCl2.2H2O untuk membentuk endapan DCPD (CaHPO4.2H2O). Setelah

(20)

3. Pembuatan dicalcium phosphate dihydrate dari potassium dihidrogen fosfat (KH2PO4) dan kalsium klorida dihidrat (CaCl2.2H2O) (Jurnal Philosophical Transactions of The Royal Society A, 2010)

Proses pembuatan DCPD dengan bahan dasar KH2PO4 dan CaCl2.2H2O

dilakukan pada temperature 37 oC. KH2PO4 yang digunakan memiliki

kemurnian 99,5 % dan CaCl2.2H2O memiliki kemurnian 99,9 %. Larutan yang

sudah terbentuk disaring terlebih dahulu untuk menghilangkan impurities yang tidak terlarut. Filter yang digunakan adalah Polytetrafluoroethyene (PTFE) dengan ukuran 0,2 µm. Konsentrasi larutan KH2PO4 dan CaCl2.2H2O yang

digunakan antara 0,1 M. Proses pembuatan DCPD dilakukan dengan cara menambahkan larutan KH2PO4 ke dalam larutan CaCl2.2H2O untuk

membentuk endapan DCPD (CaHPO4.2H2O). Setelah terbentuk endapan,

maka endapan dipisahkan dari larutan induknya kemudian dicuci dan dikeringkan.

B. Pemilihan Proses

Proses pembuatan Dicalcium Phosphate Dihydrate (DCPD) dipilih berdasarkan pertimbangan aspek termodinamika dan aspek ekonomi:

1. Aspek Termodinamika

(21)

Tabel 2.1 Nilai∆Gobahan baku dan produk

Sumber: Standart Thermodynamic Properties of Chemical Substances

a. Pembuatan dicalcium phosphate dihydrate dari asam fosfat (H3PO4) dan

kalsium hidroksida (Ca(OH)2)

Reaksi:

H3PO4(aq)+ Ca(OH)2(aq)→ CaHPO4.2H2O(s)↓

∆Goreaksi=∆Goproduk-∆Goreaktan

= [-2.154,75 kJ/mol]–[-1.123,6 kJ/mol + (-897,5 kJ/mol)] = [-2.154,75 kJ/mol]–[-1.123,6 kJ/mol - 897,5 kJ/mol] = [-2.154,75 kJ/mol]–[-2.021,1 kJ/mol]

= -2.154,75 kJ/mol + 2.021,1 kJ/mol = -133,65 kJ/mol

b. Pembuatan dicalcium phosphate dihydrate dari diammonium hidrogen fosfat ((NH4)2HPO4) dan kalsium klorida dihidrat (CaCl2.2H2O)

Reaksi:

(NH4)2HPO4(aq)+ CaCl2.2H2O(aq)→ CaHPO4.2H2O(s)↓ + 2HN4Cl(aq)

(22)

= [-2.154,75 kJ/mol + (2x(-202,9 kJ/mol))]–[-1.602,94 kJ/mol + (-748,8 kJ/mol)]

= [-2.154,75 kJ/mol + (-405,8 kJ/mol)] – [-1.602,94 kJ/mol –

748,8 kJ/mol]

= [-2.560,55 kJ/mol]–[-2.351,74 kJ/mol] = -2.560,55 kJ/mol + 2.351,74 kJ/mol = -208,81 kJ/mol

c. Pembuatan dicalcium phosphate dihydrate dari potassium dihidrogen fosfat (KH2PO4) dan kalsium klorida dihidrat (CaCl2.2H2O)

Reaksi:

KH2PO4(aq)+ CaCl2.2H2O(aq)→ CaHPO4.2H2O(s)↓ + KCl(aq)+ HCl(g)

∆Goreaksi=∆Goproduk-∆Goreaktan

= [-2.154,75 kJ/mol + (-408,5 kJ/mol) + (-95,3 kJ/mol)] –

[-1.415,9 kJ/mol + (-748,8 kJ/mol)]

= [-2.154,75 kJ/mol – 408,5 kJ/mol – 95,3 kJ/mol] – [-1.415,9 kJ/mol–748,8 kJ/mol]

= [-2.658,55 kJ/mol]–[-2.164,7 kJ/mol] = -2.658,55 kJ/mol + 2.164,7 kJ/mol = -493,85 kJ/mol

2. Aspek Ekonomi

(23)

Tabel 2.2 Harga Bahan Baku yang Dapat Digunakan dan Produk

Sumber: www.alibaba.com.Tanggal 19 Oktober 2011.

a. Pembuatan dicalcium phosphate dihydrate dari asam fosfat (H3PO4) dan

kalsium hidroksida (Ca(OH)2)

Reaksi:

H3PO4(aq)+ Ca(OH)2(aq)→ CaHPO4.2H2O(s)↓

Asumsi: Basis: 1 kg CaHPO4.2H2O = 0,00581 kmol (BM= 172,09) • H3PO4yang dibutuhkan untuk menghasilkan 1 kg CaHPO4.2H2O

= kmol CaHPO4.2H2O x BM H3PO4

= 0,00581 kmol x 98 kg/kmol = 0,569 kg

• Ca(OH)2 yang dibutuhkan untuk menghasilkan 1 kg CaHPO4.2H2O

= kmol CaHPO4.2H2O x BM Ca(OH)2

= 0,00581 kmol x 74,093 kg/kmol = 0,431 kg

Diketahui kapasitas produksi DCPD: 50.000.000 kg/tahun Maka :

• H3PO4 yang dibutuhkan per tahun

(24)

= 28.473.473 kg = 28.473,473 ton

• Ca(OH)2yang dibutuhkan per tahun

= x kgCaHPO H O

Biaya bahan baku per tahun sebesar:

= (28.473,473 x $ 500) + (21.527,398 x $ 120)

= $ 14.236.736,59 + $ 2.583.287,82

= $ 16.820.024,41

Biaya produksi per kgDicalcium Phosphate Dihydrate (DCPD):

= biaya bahan baku per tahun : kapasitas produksi per tahun

= $ 16.820.024,41 : 50.000.000

= $ 0,336 (asumsi $1 = Rp 9.617,00 )

= Rp. 3.235,16

Keuntungan yang diperoleh setiap 1 kg (DCPD): = harga jual produk–biaya bahan baku per kg produk = $ 0,850 - $ 0,336

(25)

b. Pembuatan dicalcium phosphate dihydrate dari diammonium hidrogen

= 0,00581 kmol x 132,07 kg/kmol = 0,767 kg

• CaCl2.2H2O yang dibutuhkan untuk menghasilkan 1 kg

CaHPO4.2H2O

= kmol CaHPO4.2H2O x BM CaCl2.2H2O

= 0,00581 kmol x 147,01 kg/kmol = 0,749 kg

• CaCl2.2H2O yang dibutuhkan per tahun

(26)

= 37.479.225 kg = 37.479,225 ton

= (38.372,363 x $ 1.030) + (37.479,225 x $ 350)

= $ 39.523.534,200 + $ 13.117.729,100

= $ 52.641.263,300

Biaya produksi per kgDicalcium Phosphate Dihydrate(DCPD):

= $ 52.641.263,300 : 50.000.000

= $ 1,053 (asumsi $1 = Rp 9.617,00 )

= Rp. 10.125,02

Keuntungan yang diperoleh setiap 1 kg (DCPD): = harga jual produk–biaya bahan baku per kg produk = $ 0,850 - $ 1,053

= - $ 0,203

c. Pembuatan dicalcium phosphate dihydrate dari potassium dihidrogen fosfat (KH2PO4) dan kalsium klorida dihidrat (CaCl2.2H2O)

Reaksi:

(27)

Asumsi: Basis: 1 kg CaHPO4.2H2O = 0,00581 kmol (BM= 172,09) • KH2PO4yang dibutuhkan untuk menghasilkan 1 kg CaHPO4.2H2O

= kmol CaHPO4.2H2O x BM KH2PO4

= 0,00581 kmol x 136,09 kg/kmol = 0,791 kg

• CaCl2.2H2O yang dibutuhkan untuk menghasilkan 1 kg

CaHPO4.2H2O

= kmol CaHPO4.2H2O x BM CaCl2.2H2O

= 0,00581 kmol x 147,01 kg/kmol = 0,749 kg

• KH2PO4 yang dibutuhkan per tahun

O

• CaCl2.2H2O yang dibutuhkan per tahun

(28)

= (39.539,194 x $ 1.300) + (37.479,225 x $ 350)

= $ 51.400.952,990 + $ 13.117.729,100

= $ 64.518.683,090

Biaya produksi per kgDicalcium Phosphate Dihydrate(DCPD):

= $ 64.518.683,090 : 50.000.000

= $ 1,290 (asumsi $1 = Rp 9.617,00 )

= Rp. 12.409,52

Keuntungan yang diperoleh setiap 1 kg dicalsium pospat dihidrat (DCPD): = harga jual produk–biaya bahan baku per kg produk

= $ 0,850 - $ 1,290 = - $ 0,440

Tabel 2.3 Hasil perhitungan aspek termodinamika dan aspek ekonomi

Bahan Baku _∆

GoReaksi

(kJ/mol)

Harga Bahan Baku ($/kg produk)

Keuntungan ($/kg produk) Sumber Kalsium Sumber Fosfat

Ca(OH)2 H3PO4 -133,65 0,336 0,514

CaCl2.2H2O (NH4)2HPO4 -208,81 1,053 -0,203

(29)

Berdasarkan pertimbangan-pertimbangan dari Tabel 2.3 maka dipilih proses pembuatan Dicalcium Phosphate Dihydrate (DCPD) dari asam fosfat (H3PO4)

dan kalsium hidroksida (Ca(OH)2).

C. Uraian Proses

Proses pembuatan Dicalcium Phosphate Dihydrate (DCPD) dibagi menjadi 4 tahap yaitu sebagai berikut:

1. Tahap penyiapan bahan baku

Tahap penyiapan bahan baku ini bertujuan untuk membuat Ca(OH)2 solution

dan mengencerkan H3PO4 solution. Pembuatan Ca(OH)2 solution dan H3PO4

solution dilakukan pada Mixing Tank yang berbeda. Partikel Ca(OH)2 yang

akan dibuat menjadi solution memiliki ukuran sebesar 5 µm dengan kemurnian 96 %. Ca(OH)2 solution sedangkan H3PO4yang digunakan adalah

H3PO4 85 %. Ca(OH)2 solution dari Mixing Tank dialirkan ke DSM Screen

untuk dihilangkan impuritisnya sebelum direaksikan di Reaktor. Kedua solution ini akan dibuat dengan konsentrasi yang sama yaitu 2 M. Pelarut yang digunakan adalah air.

2. Tahap reaksi di dalam Reaktor

Tujuan dari tahap reaksi di dalam reaktor adalah sebagai berikut:

a. Mereaksikan H3PO4 solution dan Ca(OH)2 solution sehingga akan

terbentuk endapan Dicalcium Phosphate Dihydrate (CaHPO4.2H2O atau

(30)

temperatur 35 oC dan tekanan 1 atm dengan konversi Ca(OH)2 sebesar 95

%.

b. Mempertahankan kondisi operasi reaktor.

Reaksi yang berlangsung di dalamReactoradalah sebagai berikut:

H3PO4(aq)+ Ca(OH)2(aq)→ CaHPO4.2H2O(s)↓ ∆H = -146,682 kJ/mol

H3PO4solution dan Ca(OH)2 solution dialirkan menuju Reaktor. Mol H3PO4

dan Ca(OH)2 yang akan direaksikan sama. Di dalam Reaktor akan terbentuk

endapan CaHPO4.2H2O. Reaksi pembentukan CaHPO4.2H2O merupakan

reaksi yang berlangsung secara eksotermis sehingga reaksi akan menghasilkan panas dan meningkatkan temparatur Reaktor. Untuk mempertahankan kondisi operasi maka ditambahkan pendingin berupa coil dengan ammonia sebagai media pendinginnya. Hasil dari Reaktor adalah endapanDicalcium Phosphate Dihydrate (CaHPO4.2H2O) dari campuran H3PO4, Ca(OH)2 dan air. Produk

(31)

3. Tahapagglomerationdi dalam Granulator (pembesaran ukuran partikel) Tujuan dari tahap ini adalah untuk membesarkan ukuran partikel CaHPO4.2H2O (DCPD) sampai mencapai ukuran yang diinginkan karena

partikel yang terbentuk di Reaktor masih memiliki ukuran yang halus (rata-rata 35 µm). Ukuran DCPD yang digunakan oleh pabrik pakan ternak memiliki ukuran 425 µm (U.S. Patent No. 4,265,867). Proses pembesaran ukuran ini dilakukan di granulator tipe High Shear Mixer. Pada proses pembesaran ini digunakan binder atau perekat berupa corn starch. Perbandingan antara DCPD dengancorn starct yang diguanakan adalah 85/15 wt/wt % (Perry’s 7thEd, 1999, Hal: 20-74).

4. Tahap pemurnian

Tujuan dari tahap pemurnian ini adalah untuk memisahkan endapan CaHPO4.2H2O dari campuran H3PO4, Ca(OH)2 dan air. Endapan

CaHPO4.2H2O dari campuran H3PO4, Ca(OH)2 dan air yang dihasilkan dari

Reaktor akan dipisahkan menggunakanRotary Drum Vacuum Filter (RDVF). Filtrat yang dihasilkan dari RDVF akan di-recycle ke Reaktor. Sebelum di-recycle, filtrat dipekatkan terlebih dahulu di Evaporator bersama dengan filtrat dari Centrifuge. Sedangkan padatan CaHPO4.2H2O yang dihasilkan akan

(32)

BLOK DIAGRAM PROSES PEMBUATAN

DICALCIUM PHOSPHATE DIHYDRATE

DARI H

3

PO

4

DAN Ca(OH)

2

(33)

A. Peralatan Proses

Peralatan proses pabrik Dicalcium Phosphate Dihydrate (CaHPO4.2H2O)

dengan kapasitas 50.000 ton/tahun terdiri dari: 1. SpesifikasiStorage Tank(ST-101)

Tabel 5.1 SpesifikasiStorage Tank(ST-101)

Alat Tangki Penyimpanan Asam Fosfat

Kode ST-101

Fungsi Menyimpan Asam Fosfat dengan kapasitas 254.263,49 kg

Bentuk

Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar(flat bottom) dan atap(head)berbentuk

torispherical.

Kapasitas 119,86 m3

Dimensi

Diametershell(D) = 20 ft Tinggishell(Hs) = 14 ft Tebalshell(ts) = 0,4375 in

Tinggi atap = 3,69 ft Tebalhead = 0,625 in Tinggi total = 17,69 ft Tekanan Desain 29,81 psi

(34)

2. Spesifikasi Pompa I (PO-101)

Tabel 5.2 Spesifikasi Pompa I (PO-101)

Alat Pompa

Fungsi Mengalirkan asam fosfat dari Storage Tank (ST-101) menuju ke Mixing Tank I (MT-101)

Jenis Centrifugal pump, single suction, single stage

Kapasitas 9,634 gpm

Efisiensi Pompa 40 %

Dimensi NPS = 0,75 in

Sch = 40 in

Beda ketinggian = 3,5 m

Power motor 10 hp

NPSH 0,122 m

3. SpesifikasiMixing Tank I(MT-101)

Tabel 5.3 SpesifikasiMixing Tank I(MT-101)

Alat Mixing Tank

Kode MT-101

Fungsi Tempat mencampurkan H3PO485 % dan H2O

sehingga diperoleh konsentrasi larutan H3PO4

keluaran MT-101 2 M

Jenis Vessel vertikal dengan pengaduk Bahan Konstruksi SA-167 Grade 11 Type 316

Kapasitas 18,12 m3

(35)

Impeller

Jumlah

= Disc six flat-blade open turbine = 1 buahimpeller

Power 2,59 hp

Jumlah 1 buah

4. Spesifikasi Pompa II (PO-102)

Tabel 5.4 Spesifikasi Pompa II (PO-102)

Alat Pompa

Fungsi Mengalirkan asam fosfat dari Mixing Tank I (MT-102) menuju ke Reaktor

Bahan Konstruksi Stainless Steel (austenitic)AISI tipe 316

Kapasitas 87,75 gpm

Dimensi NPS = 2 in

Sch = 40 in

Power motor 25 hp

NPSH 0,531 m

5. SpesifikasiSolid Storage I(SS-101)

Tabel 5.5 SpesifikasiSolid Storage I(SS-101) Alat Solid Storage(BIN)

Kode Alat SS-101

Fungsi Tempat menyimpan Ca(OH)2solid selama 7 hari

Tipe Storage Bin

Kapasitas 240.140,535 kg

(36)

Diameter konis bawah (d) Tekanan Desain 42,66 psi

Bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade C

Jumlah 2 buah

6. SpesifikasiScrew Conveyor I(SC-101)

Tabel 5.6 SpesifikasiScrew Conveyor I(SC-101)

Alat Screw Conveyor

Kode SC-101

Fungsi Untuk membawa padatan Ca(OH)2menuju ke

Bucket Elevator I

Tipe Helicoid Screw Conveyor Kondisi Temperatur : 35 °C

Tekanan : 1 atm Kapasitas 200 ft3/jam Diameterflights 9 in

Diameter pipa 2,5 in Diametershafts 2 in Kecepatanscrew 40 rpm

Power 0,382 Hp

7. SpesifikasiBucket Elevator I(BE-101)

Tabel 5.7 SpesifikasiBucket Elevator I(BE-101)

Alat Bucket Elevator

Kode BE-101

Fungsi Untuk membawa padatan Ca(OH)2menuju ke

(37)

Tipe Continous Bucket Elevator

Power 4 hp

DimensiBucket Ukuranbucket: 8 x 5,5 x 7,75 in (203 x 140 x 197 mm)

Jarak antarbucket: 8 in (203 mm) Tinggi elevator : 25 ft (7,620 m) Kapasitas : 35 ton/jam

Jumlah 1 buah

8. SpesifikasiFeederI

Tabel 5.8 SpesifikasiFeederI

Alat Feeder

Fungsi Tempat menampung sementara dan mengumpankan Ca(OH)2menuju MT-101

Kapasitas 714,704 kg

Dimensi Diametershell(D)

Diameter konis bawah (d) Tebalshell(ts) Tekanan Desain 19,08 psi

(38)

9. SpesifikasiMixing Tank II(MT-102)

Tabel 5.9 SpesifikasiMixing Tank II(MT-102)

Alat Mixing Tank-02

Kode MT-102

Fungsi Tempat mencampurkan Ca(OH)296 % dan

H2O sehingga diperoleh konsentrasi larutan

Ca(OH)2keluaran MT-102 2 M

Jenis Vessel vertikal dengan pengaduk Bahan Konstruksi SA-167 Grade 11 Type 316

Kapasitas 20,32 m3

Dimensi OD = Disc six flat -blade

open turbine = 1 buahimpeller

Power 2,40 hp

Jumlah 1 Buah

10. Spesifikasi Pompa III (PO-103)

Tabel 5.10 Spesifikasi Pompa III (PO-103)

Alat Pompa

Fungsi Mengalirkan Ca(OH)2 dari Mixing Tank II

(MT-102) menuju keDSM Screen

Kapasitas 88,020 gpm

(39)

Sch = 40 in

Power motor 25 hp

NPSH 0,533 m

11. SpesifikasiDSM Screen

Tabel 5.11 SpesifikasiDSM-Screen(SF-101)

Alat DSM-Screen

Fungsi Memisahkan MgO dari Ca(OH)2

solution

Ukuranmesh 325mesh

Diameter partikel 0,1 > Dp > 30 µm

Diameterscreen 1,5 m = 5 ft

Panjangscreen 3 m = 10 ft

Beratscreen 3.600 lb

Luas permukaanscreen 50 ft2

12. Spesifikasi Pompa IV (PO-104)

Tabel 5.12 Spesifikasi Pompa IV (PO-104)

Alat Pompa

Fungsi Mengalirkan Ca(OH)2 dari DSM Screen

menuju ke Reaktor

Dimensi NPS = 2 in

Sch = 40 in

(40)

Power motor 25 hp

NPSH 0,529 m

13. Spesifikasi Reaktor (RE-201) Tabel 5.13 Spesifikasi RE–201

Fungsi Tempat mereaksikan H3PO4 (aq)dan Ca(OH)2 (aq)

Kode Alat RE-201

Tipe Alat Reaktor Tangki Berpengaduk Kondisi Operasi Temperatur = 35oC

Tekanan desain = 21,25 psi = 1,45 atm Pendingin =Ammonia

Dimensi Tinggi reaktor = 4,46 m

IDshell = 9,5 ft = 2,90 m

Tebalshell = 3/8 in Tebalhead = 3/8 in

Tipe Pengaduk :six flat blades turbin Putaran pengaduk : 1,4 rps

Daya pengaduk : 23,80 hp Koil pendingin :

Diameter spiral = 6,65 ft = 2,02 m Panjang koil = 21,77 m

Putaran koil = 4 putaran Tinggi koil = 1,19 m

(41)

14. Spesifikasi Pompa V (PO-202)

Tabel 5.14 Spesifikasi Pompa V (PO-202)

Alat Pompa

Fungsi Mengalirkan produk dari Reaktor menuju Centrifuge

Dimensi NPS = 3 in

Sch = 40 in

Beda ketinggian = 4 m

Power motor 45 hp

NPSH 0,899 m

15. SpesifikasiCentrifuge(SE-301)

Tabel 5.15 SpesifikasiCentrifuge(SE-301)

Alat Centrifuge

Fungsi Tempat untuk memisahkan

CaHPO4.2H2O dari air danimpurities

lainnya

Jenis Disk bowl centrifuge

Bahan Konstruksi Stainless Steel (austenitic)AISI tipe 316 Bowl Diameter 13 in

Speed 7.500 rpm

Max centrifugal force 10.400

Throughput 5-50 gpm

Power 6 hp

(42)

16. Spesifikasi Pompa VI (PO-301)

Tabel 5.16 Spesifikasi Pompa VI (PO-301)

Alat Pompa

Fungsi Mengalirkan produk padatan dari

Centrifuge menuju ke Granulator

Sch = 40 in

Power motor 30 hp

NPSH 0,348 m

17. SpesifikasiSolid Storage II(SS-301)

Tabel 5.17 SpesifikasiSolid Storage II(SS-301) Alat Solid Storage(BIN)

Kode Alat SS-301

Fungsi Tempat menyimpan binder (corn starch) selama 7 hari

Tipe Storage Bin

Kapasitas 93.582,888 kg Dimensi Diametershell(D)

Diameter konis bawah (d) Tebalshell(ts)

Tebal konis (tc)

Tinggi storage (Ht)

= Tekanan Desain 30,96 psi

(43)

Jumlah 2 buah

18. SpesifikasiScrew Conveyor II(SC-301)

Tabel 5.18 SpesifikasiScrew Conveyor II(SC-301)

Kode SC-301

Fungsi Untuk membawabinder (corn starch)menuju ke Bucket Elevator II

Tipe Helicoid Screw Conveyor Kondisi Temperatur : 35 °C

Tekanan : 1 atm Kapasitas 200 ft3/jam Diameterflights 9 in

Diameter pipa 2,5 in Diametershafts 2 in Kecepatanscrew 40 rpm

Power 0,167 Hp

19. SpesifikasiBucket Elevator II(BE-301)

Tabel 5.19 SpesifikasiBucket Elevator II(BE-301)

Kode BE-301

Fungsi Untuk membawabinder (corn starch)menuju ke Granulator

Power 4 hp

(44)

Tinggi elevator : 25 ft (7,620 m) Kapasitas : 35 ton/jam

Jumlah 1 buah

20. SpesifikasiFeederII

Tabel 5.20 SpesifikasiFeederII

Alat Feeder

Fungsi Tempat penyimpanan sementara dan pengumpan binder (cornstarch)menuju Granulator

Tipe Storage Bin

Tebal konis (tc)

Tinggi storage (Ht)

Jumlah 1 buah

21. Spesifikasi Granulator (GT-301)

Tabel 5.21 Spesifikasi Granulator (GT-301)

Alat Granulator

Kode MT-301

Fungsi Membesarkan ukuran partikel CaHPO4.2H2O

dari 35 µm menjadi 425 µm

Jenis High Shear Mixer

Bahan Konstruksi Stainless Steel SA 167 Grade 11 type 316dan dilapisiglass

(45)

Dimensi OD

= 1 buahimpeller

= 1,65 menit (Perry’s, Fig.

20-86b, Hal: 20-78)

Power 124 hp

Jumlah 1 Buah

22. Spesifikasi Pompa VII (PO-302)

Tabel 5.22 Spesifikasi Pompa VII (PO-302)

Alat Pompa

Fungsi Mengalirkan produk liquid dari Centrifuge menuju ke Evaporator

Sch = 40 in

Power motor 50 hp

(46)

23. Spesifikasi Evaporator (EV-301 dan EV-302) Tabel 5.23a Spesifikasi Evaporator 1 (EV-301)

Fungsi Menguapkan sebagian air yang terkandung pada aliran keluaranCentrifugedan RDVF

Kode Alat EV-301

Tipe Alat Long tube evaporator Kondisi Operasi Temperatur = 111,71oC

Tekanan = 1,57 atm Dimensi Shell and Tube:

ODshell = 38 in = 0,96 m

IDshell = 37 in = 0,94 m

Pitch = 0,9375 in = 0,024 m Jumlahbaffle = 9 buah

Tebalshell = 0,476 in Tebalbottom = 0,476 in ODtube = ¾ in 16 BWG

Panjangtube = 8 m Jumlahtube = 1.240tube Deflektor:

IDdeflektor = 40,021 in = 101,61 cm

ODdeflektor = 42 in = 106,68 cm

Tebalshell = 0,476 in Tebalhead = 0,476 in Tinggi total = 12,85 m Bahan Kontruksi SA-167 Grade 11 Type 316

Tabel 5.23b Spesifikasi Evaporator 2 (EV–302)

Fungsi Menguapkan sebagian air yang terkandung pada aliran keluaran Evaporator 1

Kode Alat EV-302

(47)

Kondisi Operasi Temperatur = 100oC Tekanan = 1 atm Dimensi Shell and Tube:

ODshell = 32 in = 0,81 m

IDshell = 31 in = 0,79 m

Pitch = 1 in = 0,025 m Jumlahbaffle = 8 buah

Tebalshell = 0,476 in Tebalbottom = 0,476 in ODtube = ¾ in 16 BWG

Panjangtube = 8 m Jumlahtube = 1.240tube Deflektor:

IDdeflektor = 48 in = 121,92 cm

ODdeflektor = 54 in = 137,16 cm

Tebalshell = 0,476 in Tebalhead = 0,476 in Tinggi total = 10,56 m Bahan Kontruksi SA-167 Grade 11 Type 316

24. Spesifikasi Pompa VIII (PO-304)

Tabel 5.24 Spesifikasi Pompa VIII (PO-304)

Alat Pompa

Fungsi Mengalirkan produk liquiddari Evaporator menuju keCooler

Kapasitas 4,304 gpm

(48)

Sch = 40 in

Power motor 5 hp

NPSH 0,071 m

25. SpesifikasiCooler(CO-301)

Tabel 5.25 SpesifikasiCooler(CO-301)

Alat Cooler

Kode CO–301

Fungsi Menurunkan temperatur keluaran Evaporator dari 100oC menjadi 35,19oC untuk di-recycleke Reaktor

Bentuk Double Pipe Heat Exchanger Dimensi pipa Annulus:

IPS = 2 in

Sch. No. 40

OD = 2,38 in

ID = 2,067 in

Inner pipe:

IPS = 1,25 in

Sch. No. 40

OD = 1,66 in

ID = 1,38 in

(49)

26. Spesifikasi Pompa IX (PO-303)

Tabel 5.26 Spesifikasi Pompa IX (PO-303)

Alat Pompa

Fungsi Mengalirkan produk dari Granulator

menuju ke Rotary Drum Vacuum Filter (RDVF)

Sch = 40 in

Power motor 30 hp

NPSH 0,421 m

27. SpesifikasiRotary Drum Vacuum Filter(RDVF-301)

Tabel 5.27 SpesifikasiRotary Drum Vaccum Filter(RDVF-301)

Fungsi Memisahkan impurities-impurities pada padatan keluaran Granulator

Jenis filter Rotary Drum Vacuum Filter

(50)

Jumlah 1 buah

28. SpesifikasiScrew Conveyor IV(SC-303)

Tabel 5.28 SpesifikasiScrew Conveyor IV(SC-303)

Alat Screw Conveyor IV

Kode SC-303

Fungsi Untuk membawa padatan dari Rotary Drum Vacuum Filter menuju keBucket Elevator IV Tipe Helicoid Screw Conveyor

Kondisi Temperatur : 49,23 °C Tekanan : 1 atm Kapasitas 800 ft3/jam Diameterflights 12 in Diameter pipa 2,5 in Diametershafts 2 in Kecepatanscrew 60 rpm

Power 1,68 hp

29. SpesifikasiBucket Elevator IV(BE-303)

Tabel 5.29 SpesifikasiBucket Elevator IV(BE-303)

Kode BE-303

Fungsi Untuk membawa padatan dari Screw Conveyor IVmenuju keRotary Dryer

Power 4 hp

(51)

Kapasitas : 35 ton/jam

Jumlah 1 buah

30. SpesifikasiRotary Dryer(RD-301)

Tabel 5.30 SpesifikasiRotary Dryer(RD-301)

Fungsi Menguapkan air yang ada didalam padatan CaHPO4.2H2O hingga mencapai kadar air

yang diinginkan

Kode Alat RD-301

Tipe Alat Rotary Dryer

Bahan kontruksi Carbon SteelSA-283 Grade C Dimensi Diameter = 3,49 ft

Panjang = 21,11 ft Putaran = 7,15 rpm Waktu tinggal = 0,0775 jam Kemiringan = 0,06 m/m Jumlahradial flight= 9 buah Tinggiflight = 0,437 ft Daya Rotary = 9 hp

31. SpesifikasiScrew Conveyor III(SC-302)

Tabel 5.31 SpesifikasiScrew Conveyor III(SC-302)

Kode SC-302

(52)

Bucket Elevator III Tipe Helicoid Screw Conveyor Kondisi Temperatur : 64,94 °C

Tekanan : 1 atm Kapasitas 600 ft3/jam Diameterflights 12 in Diameter pipa 2,5 in Diametershafts 2 in Kecepatanscrew 60 rpm

Power 1,351 Hp

32. SpesifikasiBucket Elevator III(BE-401)

Tabel 5.32 SpesifikasiBucket Elevator III(BE-401)

Kode BE-401

Fungsi Untuk membawa produk CaHPO4.2H2O menuju

keSolid Storage III

Power 4 hp

Jarak antarbucket: 8 in (203 mm) Tinggi elevator : 25 ft (7,620 m) Kapasitas : 35 ton/jam

Jumlah 1 buah

33. SpesifikasiSolid Storage III(SS-401)

Tabel 5.33 SpesifikasiSolid Storage III(SS-401) Alat Solid Storage(BIN)

(53)

Fungsi Tempat menyimpan produk CaHPO4.2H2O selama 3

hari

Tipe Storage Bin

Tebal konis (tc)

Tinggi storage (Ht)

Jumlah 4 buah

34. SpesifikasiBelt Conveyor(BC-401)

Tabel 5.34 SpesifikasiBelt Conveyor(BC-301)

Alat Belt Conveyor

Kode BC-301

Fungsi Untuk membawa produk CaHPO4.2H2O yang

sudah di-packingmenuju ke gudang Tipe Troughed Belt on20oIdlers

Power 2 hp

Luas permukaanbelt 0,11 ft2(0,010 m2)

Lebarbelt 35 cm

Kecepatanbelt 200 ft/min (61 m/min)

Jumlah 1 buah

35. Spesifikasi Gudang (W-401)

Tabel 5.35 Spesifikasi Gudang Produk (W–401 )

(54)

Kode Alat W-401

Tipe Alat Bangunan

Dimensi P = 49,79 m

L = 24,89 m Kondisi Operasi P = 1 atm

T = 35oC

36. SpesifikasiAir Heater(AH-301)

Tabel 5.36 SpesifikasiAir Heater(AH-301)

Alat Air Heater

Kode AH–301

Fungsi Menaikan temperatur udara dari 35oC menjadi 65,62oC sebagai udara pengering diRotary dryer Bentuk Double Pipe Heat Exchanger

Dimensi pipa Annulus:

IPS = 4 in

Sch. No. 40

OD = 4,5 in

ID = 4,026 in

Inner pipe:

IPS = 3 in

Sch. No. 40

OD = 3,5 in

ID = 3,068 in

(55)

37. SpesifikasiFan I(F-301)

Tabel 5.37 SpesifikasiFan I(F-301)

Alat Fan

Kode F-301

Fungsi Untuk mengalirkan udara menujuHeaterUdara (AH-301) Tipe Centrifugal Multiblade Forward Curved Fan

Power 2 hp Jumlah 1 buah

38. SpesifikasiFan II(F-302)

Tabel 5.38 SpesifikasiFan II(F-302)

Alat Fan

Kode F-302

Fungsi Untuk mengalirkan udara menujuRotary Dryer(RD-301) Tipe Centrifugal Multiblade Forward Curved Fan

Power 2 hp Jumlah 1 buah

39. SpesifikasiFan III(F-303)

Tabel 5.39 SpesifikasiFan III(F-303)

Alat Fan

Kode F-303

Fungsi Untuk mengalirkan udara dan uap air dariRotary Dryer (RD-301)

Tipe Centrifugal Multiblade Forward Curved Fan Power 3 hp

(56)

B. Peralatan Utilitas

Peralatan proses pabrik Dicalcium Phosphate Dihydrate (CaHPO4.2H2O)

dengan kapasitas 50.000 ton/tahun terdiri dari: 1. Bak Sedimentasi (BS-101)

Tabel 5.40 Spesifikasi Bak Sedimentasi (BS–101) Alat Bak Sedimentasi

Kode BS-101

Fungsi Mengendapkan lumpur dan kotoran air sungai sebanyak 73,76 m3/jam dengan waktu

tinggal 1,5 jam. Bentuk Bak rectangular Dimensi Panjang 7,76 m

Lebar 1,94 m

Kedalaman 4,88 m Jumlah 1 buah

2. Bak Penggumpal (BP-101)

Tabel 5.41 Spesifikasi Bak Penggumpal (BP–101) Alat Bak Penggumpal

Kode BP-101

Fungsi Menggumpalkan kotoran yang tidak mengendap di bak penampung awal dengan menambahkan alum Al2(SO4)3dan soda abu Na2CO3

Bentuk Silinder vertical

Dimensi Diameter 4,68 m

Tinggi 4,68 m

Pengaduk Diameter pengaduk 1,56 m

Power 6 hp

(57)

3. Clarifier(CL-101)

Tabel 5.42 SpesifikasiClarifier(CL–101) Alat Clarifier

Kode CL-101

Fungsi Mengendapkan gumpalan-gumpalan kotoran dari bak penggumpal.

Bentuk Bak berbentuk kerucut terpancung Kapasitas 80,708 m3

Dimensi Tinggi 3,05 m

Diameter Atas 7,93 m Diameter Bawah 4,83 m Jumlah 1 buah

4. Sand Filter(SF-101)

Tabel 5.43 SpesifikasiSand Filter(SF-101)

Alat Sand Filter

Kode SF-101

Fungsi Menyaring kotoran-kotoran yang terbawa air Bentuk Silinder tegak (vertikal) denganhead

berbentuktorispericalden media penyaring pasir dan kerikil.

Kapasitas 24,456 m3/jam

Dimensi Diameter 5,49 m

Tinggi 4,88 m

Tebal shell (ts) 0,4375 in

Tebal head (th) 0,50 in

Tekanan Desain 23,951 psi Waktu Backwash 0,695 menit

(58)

5. Hot Basin(HB-101)

Tabel 5.44 SpesifikasiHot Basin(HB–101) Alat Hot Basin

Kode HB-101

Fungsi Manampung air yang akan didinginkan diCooling Tower

Bentuk Bak rectangular

Dimensi Panjang 11,81 m

Lebar 2,95 m

Kedalaman 4,88 m

Jumlah 1 buah

6. Cold Basin(CB-101)

Tabel 5.45 SpesifikasiCold Basin(CB–101) Alat Cold Basin

Kode CB-101

Fungsi Menampung air keluaran dariCooling Towerdan make up waterdarifiltered water tank

Bentuk Bak rectangular

Lebar 2,95 m

Kedalaman 4,88 m Jumlah 1 buah

7. Cooling Tower(CT-101)

Tabel 5.46 SpesifikasiCooling Tower(CT-101)

Alat Cooling Tower

Kode CT-101

(59)

mengolah dari temperatur 45oC menjadi 30oC

Tipe Inducted Draft Cooling Tower Kapasitas 168.913,438 m3/jam

Lebar 3,73 m

Tinggi 4,60 m Tenaga motor Daya fan 15 hp Bahan Konstruksi Beton

Jumlah 1 buah

8. Cation Exchanger(CE-101)

Tabel 5.47 SpesifikasiCation Exchanger(CE-101)

Alat Cation Exchanger

Kode CE-101

Fungsi Menghilangkan ion-ion positif yang terlarut dan menghilangkan kesadahan air

Bentuk Silinder tegak (vertikal) denganhead berbentuktorisperical

Dimensi Diametershell(D) 1,960 m Tinggishell(Hs) 0,914 m

Tebalshell(ts) 0,250 in

Tebalhead(th) 0,250 in

Tinggi atap 0,387 m

Tekanan Desain 17,56 psi

(60)

9. Anion Exchanger(AE-101)

Tabel 5.48 SpesifikasiAnion Exchanger(AE–101)

Alat Anion Exchanger

Kode AE-101

Fungsi Menghilangkan ion-ion negatif yang terlarut dan menghilangkan kesadahan air

Bentuk Silinder tegak (vertikal) denganhead berbentuktorisperical

Dimensi Diametershell(D) 2,08 m

Tinggishell(Hs) 0,57 m

Tinggi atap 0,37 m

Bahan Konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade CAISI tipe 316 Jumlah 2 buah (1 cadangan)

10. Deaerator (DA-401)

Tabel 5.49 Spesifikasi Deaerator (DA-401)

Alat Deaerator

Kode DA-401

Fungsi Menghilangkan gas-gas terlarut dalam air, seperti: O2dan CO2, agar korosif dan kerak

tidak terjadi, diinjeksikanhydrazine(O2

scavanger) sertasenyawaan fosfat.

Bentuk Tangki horizontal denganheadberbentuk ellips dilengkapisparger.

Bahan Isian Rasching ring metal

Diameter packing 1,00 in

Tinggi bed 0,44 m

(61)

Tebalhead(th) 0, 25 in

Bahan Konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade C

Jumlah 1 buah

11. Boiler

Tabel 5.50 Spesifikasi Boiler

Alat Boiler

Fungsi Menghasilkanlow pressure steamuntuk keperluan proses

Tipe Water tube boiler

Jenis Steam Low pressure satureted steam Heating surface 1,232 m2

Kapasitas 323.469,625 kJ/jam Bahan Bakar Solar

Kebutuhan BBM 0,244 m3/jam

Power 2 hp

Jumlah 1 buah

12.Filtered Water Tank(TP-104)

Tabel 5.51 SpesifikasiFiltered Water Tank(TP-104) Alat Filtered Water Tank

Kode TP-104

Fungsi Menampung air keluaransand filtersebanyak 300,607 m3/jam

(62)

Kapasitas 400,328 m3

Tinggi atap 0,625 m

Tebal lantai 0,9175 in

Jumlah courses 2 buah

Tutup atas Bentuk conical Tekanan desain 19,67 psi Tebal head 0,625 in

Jumlah 1 buah

13. Tangki Air Domestik

Tabel 5.52 Spesifikasi Tangki Air Domestik

Alat Tangki Air Domestik

Fungsi Tempat penyimpanan bahan baku air untuk keperluan umum dan sanitasi

Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar(flat bottom) dan atap(head)berbentukconical Kapasitas 20,184 m3

Tinggi atap 0,8425 m

Jumlah courses 2 Buah

(63)

Jumlah 1 buah

14. Tangki AirHydrant

Tabel 5.53 Spesifikasi Tangki AirHydrant

Alat Tangki AirHydrant

Fungsi

Tempat penyimpanan air untuk keperluan pemadam

kebakaran pada suhu 30oC dan pada tekanan atmosferik selama 7 hari

Tinggi atap 0,091 m

Tebal lantai 0,1875 in Jumlah courses 1 buah Tutup atas Bentuk conical

Tekanan desain 16,24 psi Tebal head 0,25 in

Jumlah 1 buah

15. Tangki Air Kondensat (TP-301)

Tabel 5.54 Spesifikasi Tangki Air Kondensat (TP-301)

Alat Tangki Air Kondensat

Kode TP-310

Fungsi Tempat penyimpanan air kondensat Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar

(64)

berbentukconical

Kapasitas 4.270,07 m3

Tinggi atap 2,31 m

Tutup atas Bentuk conical Tekanan desain 25,68 psi

Tebal head 1,00 in

Jumlah 1 buah

16. Tangki Air Boiler (TP-402)

Tabel 5.55 Spesifikasi Tangki Air Boiler (TP-402)

Alat Tangki Air Boiler

Kode TP-402

Fungsi Tempat penyimpanan air untuk keperluan umpan boiler pada suhu 30oC dan pada tekanan atmosferik selama 1 hari

Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar(flat bottom) dan atap(head)berbentukconical Kapasitas 4.270,079 m3

Tinggi atap 1,52 m

(65)

Jumlah 1 buah

17. Tangki Asam Sulfat (TP-302)

Tabel 5.56 Spesifikasi Tangki Asam Sulfat (TP-302)

Alat Tangki Asam Sulfat

Kode TP-302

Fungsi Menyiapkan dan menyimpan larutan asam sulfat konsentrasi 98 % selama 30 hari sebagai

regeneran resin penukar kation dan injeksi ke cooling tower

Tinggi atap 0,21 m

Jumlah courses 1 buah Tutup atas Bentuk conical

(66)

18. Tangki Air Demin (TP-303)

Tabel 5.57 Spesifikasi Tangki Air Demin (TP-303)

Alat Tangki Air Demin

Kode TP-303

Fungsi Menampung air demin keluarananion

exchangerpada suhu 30oC dan pada tekanan atmosferik selama 1 hari

Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar(flat bottom) dan atap(head)berbentukconical Kapasitas 1.650,333 m3

Tinggi atap 1,288 m

Jumlah 1 buah

19. Tangki Air Proses

Tabel 5.58 Spesifikasi Tangki Air Proses

Alat Tangki Air Proses

Fungsi Menampung air proses keluaran dari tangki air demin pada suhu 30oC dan pada tekanan atmosferik selama 1shift(8 jam)

Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar (flat bottom) dan atap(head)berbentuk conical

(67)

Tinggi atap 0,918 m

Jumlah 1 buah

20. Tangki Alum (TP-101)

Tabel 5.59 Spesifikasi Tangki Alum (TP-101)

Alat Tangki Alum

Kode TP-101

Fungsi Menyiapkan dan menyimpan larutan alum konsentrasi 55 % volum selama 7 hari untuk diinjeksikan ke dalam bak penggumpal.

Tinggi atap 5,80 in

Jumlah courses 2 buah Tutup atas Bentuk conical

(68)

21. Tangki Kaporit (TP-102)

Tabel 5.60 Spesifikasi Tangki Kaporit (TP-102)

Alat Tangki Kaporit

Kode TP-102

Fungsi Menyiapkan dan menyimpan larutan Kaporit konsentrasi 30 % volume selama 3 hari untuk diinjeksikan ke dalam bak penggumpal.

Tinggi atap 1,444 m

Tebal Head 0,375 in

Jumlah courses 2 uah Tutup atas Bentuk conical

Tekanan desain 18,66 psi Power motor 1 hp

Jumlah 1 buah

22. Tangki Dispersant (TP-202)

Tabel 5.61 Spesifikasi Tangki Dispersant (TP-202) Alat Tangki Dispersant

Kode TP-202

Fungsi Tempat penyimpanan dispersant untuk diinjeksikan keCooling Tower

(69)

Tinggishell(Hs) 144 in Tebalshell(ts) 0,1875 in

Tinggihead 14,88 in

Tipehead Torrispherical Dished Head Tebalhead 0,50 in

Tipe pengaduk Six Blade Flat Turbine Jumlah pengaduk 1 buah

Power Motor 25 hp

23. Tangki Inhibitor (TP-201)

Tabel 5.62 Spesifikasi Tangki Inhibitor (TP-201) Alat Tangki Inhibitor

Kode TP-201

Fungsi Tempat penyimpanan inhibitor untuk diinjeksikan keCooling Tower

Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar(flat bottom) dan atap(head)berbentuktorrispherical Dimensi Diametershell(D) 240 in

Tinggishell(Hs) 240 in

Tinggihead 21,710 in

Tipehead Torrispherical Dished Head

Tebalhead 2,000 in

Tipe pengaduk Six Blade Flat Turbine Power Motor 53 hp

24. Tangki NaOH (TP-103)

Tabel 5.63 Spesifikasi Tangki Soda Kaustik (TP-103) Alat Tangki soda kaustik

Kode TP-103

(70)

diinjeksikan ke bak penggumpal dan Anion Exchanger

Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar(flat bottom) dan atap(head)berbentuktorrispherical Dimensi Diametershell(D) 1,99 m

Power motor 1 hp

Jumlah 1 buah

25. Tangki Hidrazin (TP-401)

Tabel 5.64 Spesifikasi Tangki Hidrazin (TP-401)

Alat Tangki Hidrazin

Kode TH-401

Fungsi Menyiapkan dan menyimpan hidrazin selama 7 hari untuk diinjeksikan ke deaerator

Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar (flat bottom) danheadberbentuktorrispherical Kapasitas 46,609 m3/jam

Tinggihead 11,706 in Tekanan Desain 22,59 psi

Bahan Konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade CAISI tipe 316

(71)

26. Pompa Utilitas

a. Pompa Utilitas 1 (PU-01)

Tabel 5.65 Spesifikasi Pompa Utilitas 1 (PU–01)

Alat Pompa

Kode PU–01

Fungsi Memompa air sungai ke Bak Sedimentasi (BS–01)

Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage

Bahan Konstruksi Carbon steelSA 283 Kapasitas

Panjang pipa lurus (L): 500 m Jumlahglobe valve : 1 unit Standarelbow90o : 3 unit Jumlahgate valve : 2 unit Beda ketinggian : 5 m Power motor 30 hp

NPSH 5,165 m

Jumlah 2 buah (1 cadangan)

b. Pompa Utilitas 2 (PU-02)

Alat Pompa Utilitas

Kode PU-02

Fungsi Memompa air keluaran dari bak sedimentasi menuju ke bak penggumpal (BP-01)

(72)

single stage

Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC Kapasitas Jumlahglobe valve : 1 unit Standarelbow90o : 3 unit Jumlahgate valve : 2 unit Beda ketinggian : 4 m

Power 5 hp

NPSH 5,165 m

c. Pompa Utilitas 3 (PU-03)

Alat Pompa Utilitas

Kode PU-03

Fungsi Memompa air keluaran bak penggumpal menuju keClarifier(CL-01)

Jenis Centrifugal pump, single-suction, single stage

(73)

Beda ketinggian : 2 m

Power 5 hp

NPSH 5,165 m

d. Pompa Utilitas 4 (PU-04)

Alat Pompa Utilitas

Kode PU-04

Fungsi Memompa air keluaran clarifier ke sand filter(SF-01)

Jenis Centrifugal pump, single-suction, single stage

Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC Kapasitas 355,328 gal/ jam

Efisiensi Jumlahglobe valve : 1 unit Standarelbow90o : 6 unit Jumlahgate valve : 1 unit Beda ketinggian : 2 m

Power 3 hp

NPSH 5,165 m

e. Pompa Utilitas 5 (PU-05)

Alat Pompa Utilitas

(74)

Fungsi Memompa air keluaransand filterke tangki air filter (TP-04)

Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC

Kapasitas 118,425 gal/min Jumlahglobe valve : 1 unit Standarelbow90o : 3 unit Jumlahgate valve : 1 unit Beda ketinggian : 2 m

Power 1 hp

NPSH 2,483 m

f. Pompa Utilitas 6 (PU-06)

Alat Pompa Utilitas

Kode PU-06

Fungsi Memompa air dari tangki airfilterke Cold Basin(CB-01) danDomestic Water and Hydrant

(75)

Panjang pipa lurus (L): 100 m Jumlahglobe valve : 1 unit Standarelbow90o : 6 unit Jumlahgate valve : 1 unit Beda ketinggian : 2 m

Power 5 hp

NPSH 3,161 m

g. Pompa Utilitas 7 (PU-07)

Alat Pompa Utilitas

Kode PU-07

Fungsi Memompa air dari tangki airfilterke cation exchanger

Kapasitas 63,034 gal/min

Power 2 hp

NPSH 1,631 m

(76)

h. Pompa Utilitas 8 (PU-08)

Alat Pompa Utilitas

Kode PU-08

Fungsi Memompa air darihot basinmenuju cooling tower

Jenis Centrifugal pump, double-suction, single stage

Kapasitas 187,142 gal/min Jumlahglobe valve : 1 unit Standarelbow90o : 2 unit Jumlahgate valve : 2 unit Beda ketinggian : 4 m

Power 7,5 hp

NPSH 3,368 m

i. Pompa Utilitas 9 (PU-09)

Alat Pompa Utilitas

Kode PU-09

Fungsi Memompa air daricooling tower menujucold basin

Jenis Centrifugal pump, double-suction, single stage

(77)

Efisiensi 83 %

Dimensi NPS = 6 in

Sch = 40 in

Power 5 hp

NPSH 3,368 m

j. Pompa Utilitas 10 (PU-10)

Alat Pompa Utilitas

Kode PU-10

Fungsi Memompa air daricold basinmenuju peralatan yang membutuhkancooling water