PRARANCANGAN PABRIK MAGNESIUM SULFAT DARI MAGNESIUM KARBONAT DAN ASAM SULFAT Prarancangan Pabrik Magnesium Sulfat Dari Magnesium Karbonat Dan Asam Sulfat Kapasitas 40.000Ton/Tahun.

i

PRARANCANGAN PABRIK MAGNESIUM SULFAT

DARI MAGNESIUM KARBONAT DAN ASAM SULFAT

KAPASITAS 40.000 TON PER TAHUN

A. HALAMAN JUDUL

Oleh :

Sanjaya Putra Perdana

D500 120 049

Dosen Pembimbing :

Rois Fatoni, S.T., M.Sc.,Ph.D

Emi Erawati S.T., M.Eng

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

SURAKARTA

iv INTISARI

Pabrik magnesium sulfat sangat dibutuhkan di Indonesia karena semakin meningkatnya impor selama beberapa tahun terakhir. Magnesium sulfat digunakan dalam berbagai industri, antara lain industri tekstil, plastik, pupuk dan farmasi.

Reaksi magnesium karbonat dan asam sulfat terjadi pada fase padat-cair dalam reaktor CSTR pada suhu 82°C dan tekanan atmosferis bersifat eksotermis, irreversible dan isothermal. Kebutuhan bahan baku magnesium karbonat sebesar 1830,34kg/jam dan asam sulfat sebesar 2123,99kg/jam menghasilkan produk berupa MgSO47H2O dengan kadar 99,5% sebanyak 5050,51kg/jam atau

40.000ton/tahun. Kebutuhan air proses sebesar 21.594,62kg/jam dan penyediaan air di utilitas sebesar 12.754,04kg/jam, sedangkan untuk kebutuhan steam diproduksi dari boiler sebesar 475,83kg/jam. Pabrik ini membutuhkan listrik sebesar 129,50KW yang disediakan oleh PLN dan disediakan generator sebagai cadangan. Kebutuhan udara tekan sebesar 34,52m3/jam. Pabrik ini direncanakan berdiri di Gresik, Jawa Timur pada tahun 2020 dengan luas tanah 21.580m2 dengan jumlah karyawan sebanyak 190 orang.

Pabrik direncanakan beroperasi selama 330hari/tahun dengan modal Rp 355.544.651.898 dan $ 27.012.965,50. Dari analisa ekonomi diperoleh keuntungan sebelum pajak sebesar Rp 81.130.501.461 per tahun, setelah dipotong pajak maka keuntungannya mencapai Rp 60.847.876.096 per tahun. Percent Return On Investment (ROI) sebelum pajak sebesar 22,82 % dan setelah pajak sebesar 17,11 %. Pay Out Time (POT) sebelum pajak 3,05 tahun dan setelah pajak 3,69 tahun. Break Even Point (BEP) sebesar 56,12 % dan Shut Down Point (SDP) sebesar 27,27 %. Investment Rate of Return (IRR) terhitung sebesar 36,45%. Dari data analisis kelayakan di atas maka dapat disimpulkan bahwa pabrik ini menguntungkan dan layak untuk didirikan.

v MOTTO

“Dan barang siapa yang bertawakal kepada Allah niscaya Allah akan mencukupkan (keperluan)nya.”

(QS. Ath Tholaq: 3)

“Allah sangat membenci orang yang pintar masalah dunia, namun bodoh masalah akhirat.”

(HR Ibnu Hibban)

"Bila kamu tak tahan lelahnya belajar, maka kamu akan menanggung perihnya kebodohan"

vi

PERSEMBAHAN

Segala puji syukur selalu tercurah kepada-Mu Yaa Allah atas segala nikmat dan karunia-Mu penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

Tugas akhir ini saya persembahkan untuk:

1. Ibu,Bapak dan adik serta keluarga tercinta yang telah memberikan dukungan dan semangat sehingga saya bisa menyelesaikan tugas akhir ini.

2. Partner saya Siti Nur Amanah, terima kasih telah menjadi partner TPP ku. Terima kasih untuk kesabaran dan kerjasamanya untuk menyelesaikan tugas akhir ini.

viii DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PENGESAHAN ... ii

HALAMAN KEASLIAN SKRIPSI ... iii

INTISARI ... iv

MOTTO ... v

PERSEMBAHAN ... vi

KATA PENGANTAR ... vii

DAFTAR ISI ... viii

DAFTAR TABEL ... x

DAFTAR GAMBAR ... xii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik ... 1

1.2 Kapasitas Pabrik... 1

1.3 Lokasi Pabrik ... 3

1.4 Tinjauan Pustaka ... 5

BAB II DISKRIPSI PROSES ... 10

2.1 Spesifikasi Bahan ... 10

2.2 Spesifikasi Produk ... 11

2.3 Konsep Proses ... 11

2.4 Diagram Alir Proses ... 14

2.5 Neraca Massa dan Neraca Energi ... 20

2.6 Lay Out Pabrik dan Peralatan ... 27

BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES ... 33

3.1 Tangki ... 33

3.2 Silo ... 34

3.3 Mixer ... 35

3.4 Reaktor ... 36

3.5 Filter ... 37

3.6 Netralizer... 38

3.7 Evaporator ... 39

3.8 Crystalizer ... 40

ix

3.10 Heat Exchanger ... 41

3.11 Cooler ... 43

3.12 Belt Conveyor ... 44

3.13 Bucket Elevator ... 45

3.14 Hopper... 49

3.15 Pompa ... 52

BAB IV UNIT UTILITAS DAN LABORATORIUM ... 58

4.1 Unit Pendukung Proses (Utilitas)... 58

4.2 Spesifikasi Alat Utilitas ... 68

4.3 Spesifikasi Pompa Pengadaan Air ... 72

4.4 Laboratorium... 74

4.5 Keselamatan dan Kesehatan Kerja ... 77

BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN ... 79

5.1 Bentuk Perusahaan ... 79

5.2 Struktur Organisasi ... 79

5.3 Sistem Kepegawaian dan Sistem Gaji ... 84

5.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan ... 84

5.5 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji ... 85

5.6 Kesejahteraan Sosial Karyawan ... 88

5.7 Manajemen Produksi ... 88

BAB VI ANALISIS EKONOMI ... 93

6.1 Dasar Perhitungan ... 93

6.2 Perhitungan Biaya ... 97

6.3 Analisis Kelayakan ... 100

KESIMPULAN... 103

DAFTAR PUSTAKA ... 104

x

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Kebutuhan magnesium sulfat di Indonesia ... 2

Tabel 1.2 Pabrik magnesium sulfat yang sudah ada ... 2

Tabel 2.1 Data ∆H298 dan ∆G298 ... 13

Tabel 2.2 Daftar komponen pada masing-masing arus ... 18

Tabel 2.3 Neraca massa mixer ... 20

Tabel 2.4 Neraca massa reaktor ... 20

Tabel 2.5 Neraca massa filter 01 ... 21

Tabel 2.6 Neraca massa netralizer ... 21

Tabel 2.7 Neraca massa evaporator ... 22

Tabel 2.8 Neraca massa crystalizer ... 22

Tabel 2.9 Neraca massa filter 02 ... 22

Tabel 2.10 Neraca massa rotary dryer ... 23

Tabel 2.11 Neraca panas mixer ... 23

Tabel 2.12 Neraca panas HE 01 ... 24

Tabel 2.13 Neraca panas reaktor ... 24

Tabel 2.14 Neraca panas filter 01 ... 25

Tabel 2.15 Neraca panas netralizer ... 25

Tabel 2.16 Neraca panas HE 02 ... 26

Tabel 2.17 Neraca panas evaporator ... 26

Tabel 2.18 Neraca panas HE 03 ... 27

Tabel 2.19 Neraca panas crystallizer ... 27

Tabel 2.20 Neraca panas filter 02 ... 27

Tabel 2.21 Neraca panas rotary dryer ... 28

Tabel 2.22 Perincian luas tanah bangunan pabrik ... 30

Tabel 4.1 Kebutuhan air steam ... 65

Tabel 4.2 Kebutuhan air domestik ... 65

Tabel 4.3 Kebutuhan listrik untuk keperluan proses ... 67

Tabel 4.4 Kebutuhan listrik untuk keperluan utilitas ... 67

Tabel 5.1 Penggolongan jabatan dalam suatu perusahaan ... 86

Tabel 5.2 Jumlah karyawan dan gaji ... 87

Tabel 5.3 Pembagian karyawan proses tiap shift ... 88

xi

Tabel 6.2 Total fixed capital investment ... 97

Tabel 6.3 Working capital investment ... 98

Tabel 6.4 Manufacturing cost ... 99

Tabel 6.5 General expenses ... 100

Tabel 6.6 BEP dan SDP ... 102

Tabel 7.1 Optimasi Reaktor ... 108

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram alir kualitatif pabrik magnesium sulfat ... 16

Gambar 2.2 Diagram alir kuantitatif pabrik magnesium sulfat ... 17

Gambar 2.3 Diagram alir proses ... 19

Gambar 2.3 Tata letak pabrik ... 30

Gambar 5.1 Struktur organisasi perusahaan ... 92

Gambar 6.1 Index PEC ... 96

Gambar 6.2 BEP dan SDP ... 102