Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Selulosa Asetat dari Kulit Buah Kakao Kapasitas 1.000 Ton/Tahun

(1)

PRA PERANCANGAN PABRIK

PEMBUATAN SELULOSA ASETAT DARI

KULIT BUAH KAKAO

DENGAN KAPASITAS 1.000 TON/TAHUN

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sidang Sarjana Teknik Kimia

Oleh :

110425002

NURHAYATI SURBAKTI

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA EKSTENSI

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

LEMBAR PENGESAHAN

PRA RANCANGAN

PABRIK PEMBUATAN SELULOSA ASETAT DARI KULIT

BUAH KAKAO DENGAN KAPASITAS 1.000 TON/TAHUN

Oleh :

NIM : 110425002

NURHAYATI SURBAKTI

Telah Diperiksa / Disetujui, Dosen Pembimbing

NIP.19720612 200012 1 001 Dr.Eng.Rondang Tambun, ST.MT

Dosen penguji I

NIP.19720612 200012 1 001 Dr.Eng.Rondang Tambun, ST.MT

Dosen penguji II

NIP. 19611225 1989031 003 Prof.Ir.Mhd Turmuzi, MS

Dosen penguji III

Dr.Ir.M.Yusuf Ritongga, MTNIP. 19620819 198903 1

002

Koordinator Tugas Akhir

NIP. 19730408 199802 2 002 Mhd. Hendra S. Ginting, ST. MT

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(3)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Selulosa Asetat dari Kulit Buah KakaoKapasitas 1.000 Ton/Tahun. Tugas Akhir ini dikerjakan sebagai syarat untuk kelulusan dalam sidang sarjana.

Selama mengerjakanTugas akhir ini penulis begitu banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Dr. Eng. Rondang Tambun, ST, MT sebagai Dosen Pembimbing penulis yang telah membimbing dan memberikan masukan selama menyelesaikan tugas akhir ini.

2. BapakDr. Eng. Irvan, MT selaku Ketua Departemen Teknik Kimia. 3. Ibu Dr. Ir. Fatimah, MT selaku sekretaris Departemen Teknik Kimia

4. Dan yang paling istimewa Orang tua penulis yaitu Ayahanda Abdul Hamid Surbakti (Alm) dan ibunda Emilia Ginting, yang tidak pernah lupa memberikan motivasi, semangat dan doa kepada penulis.

5. Dan juga untuk keluarga Christian Hadi Ginting dan adik – adik ku terkasih Sri Ulina Surbakti dan Khairul Abidin Surbakti yang selalu mendoakan dan memberikan semangat.

6. Seluruh Dosen Pengajar Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik,

Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan ilmu kepada penulis selama menjalani studi.

7. Pegawai-pegawai Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas

Sumatera Utara

8. Sahabat – sahabat ku yang paling istimewa Rina, desta, bang rei, kk gita, putri, tinun, ika kalian luar biasa

9. Teman-teman stambuk ekstensi stambuk 2011 dan 2012. Terimakasih buat

kebersamaan dan semangatnya teman-teman.

(4)

11. Pihak-pihak yang telah membantu dalam penulisan tugas akhir ini yang tidak dapat penulis sebutkan namanya satu persatu.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan dan ketidaksempurnaan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya membangun demi kesempurnaan tulisan ini.

Medan, 2014

Penulis,

(5)

INTISARI

Selulosa asetat merupakan bahan baku utama dalam pembuatan tekstil, filter, plastik dan lainnya yang dapat diproduksi dari serat yang mengandung selulosa dengan kadar tinggi. Proses utama yaitu ekstraksi dengan larutan NaOH, bleaching dengan larutan NaOCl, asetilasi pada suhu 700C dan hidrolisis pada suhu 1200C.

Pra rancangan pabrik selulosa asetat ini direncanakan berproduksi dengan kapasitas 1.000 ton/tahun dengan masa kerja 330 hari dalam satu tahun.

Lokasi pabrik direncanakan di daerah Kecamatan Air Batu, Kabupaten Asahan, Sumatera Utaradengan luas areal 20.605 m2.

Tenaga kerja yang dibutuhkan 145 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang Dewan Komisaris dengan struktur organisasi sistem garis.

Hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan selulosa asetat ini adalah sebagai berikut:

Total Modal Investasi : Rp 153.571.972.400,- Biaya Produksi : Rp 83.800.680.998,- Hasil Penjualan : Rp154,426,341,835.55,-.

Laba Bersih : Rp 49.273.272.773,-

Profit Margin : 45,51%

Break Even Point : 41,35 %

Return on Investment : 32,08 %

Pay Out Time : 3.12 tahun

Return on Network : 53,47 %

Internal Rate of Return : 30,40 %

(6)

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ...i

INTISARI ... iii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR TABEL ... x

DAFTAR GAMBAR ... xiv

BAB I PENDAHULUAN ... I-1 1.1 Latar Belakang ... I-1 1.2 Perumusan Masalah ... I-2 1.3 Tujuan Perancangan ... I-2

1. 4 Manfaat Perancangan ... I-3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... II-1 2.1 Kulit Buah Kakao ... II-1 2.2 Serat Alam ... II-2

2.3 Selulosa Asetat ... II-2 2.4 Kegunaan Selulosa Asetat ... II-3 2.5 Proses Pembuatan Selulosa Asetat ... II-4 2.6 Deskripsi Proses ... II-5 2.6.1 Proses Pembuatan Pulp dari Kulit Buah Kakao ... II-5 2.6.2 Proses Pengubahan Pulp Menjadi Selulosa Asetat dengan

Menggunakan Proses Asetilasi ... II-6

2.6.3 Proses Pemurnian Produk Selulosa Asetat dan Recovery Asam Asetat Sisa ……….II-7

(7)

c. Asam Sulfat ... II-11 2.7.3 Sifat Fisis dan kimia Produk ... II-11 a. Selulosa Asetat (produk utama) ... II-11

BAB III NERACA MASSA ...III-1 3.1 Neraca Massa Pada Tangki Ekstraksi (T-103) ...III-1 3.2 Neraca Massa Pada Rotary Washer I (RW-101)... III-2 3.3 Neraca Massa Pada Tangki Bleaching (T-104)………. III-2 3.4 Neraca Massa Pada Rotary Washer II (RW-102)...………….. III-2 3.5 Neraca Massa Pada Rotary Dryer I (RD-101) ...III-3 3.6 Neraca Massa Pada Tangki Aktivasi (T-205) ...III-3 3.7 Neraca Massa Pada Reaktor Asetilasi (R-201) ...III-3 3.8 Neraca Massa Pada Reaktor Hidrolisa (RH-202) ...III-4 3.9 Neraca Massa Pada Centrifuge (CF-201) ...III-4 3.10 Neraca Massa Pada Rotary Dryer II (RD-201) ...III-4

BAB IV NERACA PANAS ... IV-1 4.1 Neraca Panas pada Tangki Ekstraksi (T-103) ... IV-1 4.2 Neraca Panas pada Rotary Washer I (RW-101) ... IV-1

4.3 Neraca Panas pada Tangki Bleaching (T-104) ... IV-1 4.4 Neraca Panas pada Rotary Washer II (RW-102) ... IV-2 4.5 Neraca Panas pada Rotary Dryer I (RD-101) ... IV-2 4.6 Neraca Panas pada Tangki Aktivasi (T-205) ... IV-2 4.7 Neraca Panas pada Reaktor Asetilasi (R-201)... IV-2 4.8 Neraca Panas pada Reaktor Hidrolisa (R-202) ... IV-3 4.9 Neraca Panas pada Cooler (HE-201) ... IV-3 4.10 Neraca Panas pada Rotary Dryer II(RD-201) ... IV-3 4.11 Neraca Panas pada Blow Box (BB -101) ... IV-3

(8)

5.6 Pompa Produk Tangki Ekstraksi ... V-3

5.7 Rotary Washer1 ... V-3

5.8 Pompa Rotary Washer I ... V-4 5.9 Tangki Penyimpanan NaOCl ... V-4 5.10 Pompa Bahan NaOCl ... V-4 5.11 Tangki Bleaching ... V-4 5.12 Pompa Tangki Bleaching ... V-5 5.13 Rotary Washer II ... V-6 5.14 Pompa Rotary Washer II ... V-6 5.15 Rotary Dryer I ... V-6 5.16 Conveyor I ... V-7 5.17 Tangki Asam Asetat Glasial ………... V-7 5.18 Pompa Bahan Asam Asetat Glasial ... V-7 5.19 Tangki Aktivasi …...………... V-8 5.20 Pompa Produk Tangki Aktivasi ……... V-8 5.21 Tangki Penyimpanan Asam Sulfat ……... V-8 5.22 Pompa Bahan Asam Sulfat ………... V-9

(9)

5.35 BlowBox ………...V-14 5.36 Gudang Penyimpanan Selulosa Asetat………... V-15 5.37 Tangki Penampungan Asam Asetat Sisa... V-15

BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ... VI-1 6.1 Instrumentasi ... VI-1 6.2 Keselamatan Kerja Pada Pabrik Selulosa Asetat ... VI-4 6.2.1 Pencegahan Terhadap Kebakaran dan Peledakan ... VI-4 6.2.2 Peralatan Perlindungan Diri ... VI-5 6.2.3 Keselamatan Kerja Terhadap Listrik ... VI-6 6.2.4 Pencegahan Terhadap Gangguan Kesehatan ... VI-6 6.2.5 Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis ... VI-7

BAB VII UTILITAS... VII-1 7.1 KebutuhanSteam ... VII-1 7.2 Kebutuhan Air ... VII-2 7.2.1 Screening ... VII-7 7.2.3 Klarifikasi ... VII-7 7.2.3 Filtrasi... VII-8

7.2.4 Demineralisasi ... VII-9 7.2.5 Dearator ... VII-12 7.3 Kebutuhan Listrik ... VII-12 7.4 Kebutuhan Bahan Bakar ... VII-14 7.5 Unit Pengolahan Limbah ... VII-15 7.5.1 Bak Penampungan... VII-16 7.5.2 Bak Pengendap Awal ... VII-17 7.5.3 Bak Netralisasi ... VII-17 7.5.4Pengolahan Limbah ... VII-18 7.5.5Tangki Sedimentasi ... VII-20 7.6 Spesifikasi Peralatan Pengolahan Air ... VII-20

(10)

BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ... IX-1 9.1 Bentuk Hukum Badan Usaha ... IX-1 9.2 Manajemen Perusahaan ... IX-2 9.3 Organisasi Perusahaan ... IX-2 9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab ... IX-3 9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) ... IX-3 9.4.2 Dewan Komisaris ... IX-3 9.4.3 General Manager ... IX-4 9.4.4 Sekretaris ... IX-4 9.4.5 Manajer Produksi dan Produksi ... IX-4 9.4.6 Manajer Umum dan Keuangan ... IX-5 9.4.7Manajer Pembelian dan Pemasaran ... IX-5 9.5 Sistem Kerja ... IX-5 9.5.1 Karyawan non-shift ... IX-5 9.5.2 Karyawan Shift ... IX-6 9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan ... IX-6 9.7 Sistem Pengajian ... IX-8

9.8 Fasilitas Tenaga Kerja ... IX-9

(11)

10.6.4 Pay Out Time (POT) ... X-7 10.6.5 Return On Network (RON) ... X-7 10.6.6 Internal Rate of Return (IRR) ... X-8

BAB XI KESIMPULAN ... XI-1

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS

LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN

(12)

DAFTAR TABEL

Hal

Tabel 1.1 Jumlah produksi buah kakao Sumatera Utara ... I-2 Tabel 1.2 Jumlah Import Selulosa Asetat di Indonesia ... I-2 Tabel 3.1 Neraca Massa Pada Tangki Ekstraksi (T-103) ………..… III-1 Tabel 3.2 Neraca Panas pada Rotary Washer I (RW-101) ...III-2 Tabel 3.3 Neraca Massa Pada Tangki Bleaching (T-104)…... III-2 Tabel 3.4Neraca Massa Pada Rotary Washer II (RW-102)………...III-2 Tabel 3.5 Neraca Massa Pada Rotary Dryer (RD- 101) ... III-3 Tabel 3.6 Neraca Massa Pada Tangki Aktivasi (T-205) ...III-3 Tabel 3.7 Neraca Massa Pada Reaktor Asetilasi (R-201) ...III-3 Tabel 3.8 Neraca Massa Pada Reaktor Hidrolisa (R-202)... III-4

Tabel 3.9 Neraca Massa Pada Centrifuge (CF - 201)... III-4 Tabel 3.10 Neraca Massa Pada Rotary Dryer II( RD-201)………... III-4 Tabel 4.1 Neraca Panas pada Tangki Ekstraksi (T – 103) ... IV-1 Tabel 4.2 Neraca Panas pada Rotary Washer (RW – 101) ... IV-1

Tabel 4.3 Neraca Panas pada Tangki Bleacing (TB – 104) ... IV-1 Tabel 4.4 Neraca Panas Pada Rotary Washer II (RW-102) ... IV-2 Tabel 4.5 Neraca Panas pada Rotary Dryer (RD - 101) ... IV-2 Tabel 4.6 Neraca Panas pada Tangki Aktivasi ( T - 205) ... IV-2 Tabel 4.7 Neraca Panas pada Reaktor Asetilasi (R-201) ... IV-2 Tabel 4.8 Neraca Panas pada Reaktor Hidrolisis (R - 202) ... IV-3 Tabel 4.9 Neraca Panas pada Cooler (CF - 201) ... IV-3 Tabel 4.10 Neraca Panas pada Rotary Dryer (RD - 102) ... IV-3 Tabel 4.11 Neraca Panas pada Blow Box (BB - 101) ... IV-3 Tabel 6.1 Alat Instrumentasi pada Pabrik PembuatanSelulosa Asetat dari Kulit

(13)

Tabel 7.6 Perincian Kebutuhan Listrik untuk Utilitas ... VII-12

Tabel 7.7 Perhitungan Pompa Utilitas ………VII-21

Tabel 7.8 Perhitungan Tangki Pelarutan ………...…………..……. VII-23 Tabel 7.9 Perhitungan tangki Utilitas ... VII-24 Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah ... VIII-6 Tabel 9.1 Jadwal Kerja Karyawan Shift… ... IX-6 Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya ... IX-7 Tabel 9.3 Perincian Gaji Karyawan ... IX-8 Tabel LA.1 Kandungan Kimia Dalam Kulit Buah Kakao……….. LA-1 Tabel LA.2 Rumus Molekul dan Berat Molekul Komponen ... LA-1 Tabel LA.3 Neraca Massa pada Tangki Ekstraksi (kg/jam)……….… LA-4 Tabel LA.4 Neraca Massa pada Rotary Washer I (kg/jam)………LA-6 Tabel LA.5 Neraca Massa pada Tangki Bleaching (kg/jam)………. LA-7 Tabel LA.6 Neraca Massa pada Rotary Washer II (kg/jam) …….…..……… LA-9 Tabel LA.7 Neraca Massa pada Rotary Dryer I (kg/jam) ……… LA-10 Tabel LA.8 Neraca Massa pada Reaktor Aktivasi (kg/jam)………. LA-12 Tabel LA.9 Neraca Massa pada Reaktor Asetilasi (kg/jam ……… LA-14

Tabel LA.10 Neraca Massa pada Reaktor Hidrolisasi (kg/jam)………….….. LA-16 Tabel LA.11 Neraca Massa pada Centrifuge (kg/jam) ……….……. LA-18 Tabel LA.12 Neraca Massa pada Rotary DryerII (kg/jam) ………... LA-19 T a b e l L B . 1N i l a i K a p a s i t a s P a n a s L i q u i d ( Cp l) M e t o d e C h u c h d a n

S w a n s o n… … … L B - 1 Tabel LB.2 Kontribusi Unsur Atom dengan Metode Hurst dan Harrison …...LB-2 Tabel LB.3Kontribusi Gugus Nilai Panas Pembentukan (∆�_��)………. LB-3 Tabel LB.4 Data Cp Beberapa Senyawa(J/mol.K)………...………LB-4

Tabel LB.5 Nilai Kapasitas Panas Masing-Masing Komponen ………...LB-6

Tabel LB.6 Nilai Panas Pembentukan Dan Panas Penguapan ... LB-7

Tabel LB.7 Menyajikan data dan hasil panas masuk pada Tangki Ekstraksi dengan menggunakan persamaan (1) ... LB-9 Tabel LB.8 Panas Keluar Tiap Komponen dan Total pada Tangki Ekstraksi …LB-9 Tabel LB.9 Neraca Energi Tangki Ekstraksi ...LB-10

(14)

Tabel LB.11 Panas Keluar Tiap Komponen dan Total Diffuser WasherI …... LB-11 Tabel LB.12 Neraca Energi Diffuser Waher I………...………... LB-12 Tabel LB.13 Panas Masuk Tiap Komponen dan Total Tangki Bleaching……. LB-12 Tabel LB.14 Panas Keluar Tiap Komponen dan Total Tangki Bleaching ...LB-13 Tabel LB.15 Neraca Energi Tangki Bleaching……… LB-14 Tabel LB.16 Panas Masuk Tiap Komponen dan Total Diffuser Washer II… LB-14 Tabel LB.17 Panas Keluar Tiap Komponen dan Total Diffuser Washer II ….. LB-15 Tabel LB.18 Neraca Energi Diffuser Washer II ………. LB-15 Tabel LB.19 Panas Masuk Tiap Komponen dan Total pada Rotary Dryer I…….. LB-16 Tabel LB.20 Panas Keluar Tiap Komponen dan Total pada Rotary Dryer I…... LB-17

Tabel LB.21 Neraca Energi Rotary Dryer I ……….………LB-17

Tabel LB.22 Perhitungan Panas Masuk Pada Tangki Aktivasi ……… LB-18 Tabel LB.23 Perhitungan Panas Keluar Pada Tangki Aktivasi ………. LB-19

Tabel LB.24 Neraca Energi Tangki Aktivasi………. LB-19

Tabel LB.25 Panas Masuk Tiap Komponen dan Total pada Reaktor Asetilasi. LB-20 Tabel LB.26 Panas Keluar Tiap Komponen dan Total Reaktor Asetilasi …. LB-21 Tabel LB.27 Neraca Energi Reaktor Asetilasi ………... LB-22

Tabel LB.28 Panas Masuk Tiap Komponen dan Total Reaktor Hidrolisis …. .. LB-22 Tabel LB.29 Panas Keluar Tiap Komponen dan Total Reaktor Hidrolisis …….. LB-23 Tabel LB.30 Neraca Energi Reaktor Hidrolisa……….…….… LB-24 Tabel LB.31 Panas Masuk Tiap Komponen dan Total Pada Cooler I ……... LB-25 Tabel LB.32 Panas Masuk Tiap Komponen dan Total Pada Cooler I ……...… LB-26

Tabel LB.33 Neraca Energi Cooler I ……….………....……… LB-26

Tabel LB.34 Panas Masuk Tiap Komponen dan Total Pada Rotary Dryer …………LB-27

Tabel LB.35 Panas Keluar Tiap Komponen dan Total Pada Rotary Dryer II …LB-28

Tabel LB.36 Neraca Energi Rotary Dryer II ……….. LB-28

Tabel LB. 37 Panas masuk Tiap Komponen dan Total pada Blow box ……… LB-29 Tabel LB. 38 Panas keluar Tiap Komponen dan Total pada Blow box ……… LB-29 Tabel LB.39 Neraca Energi Blow Box ………... LB-30 Tabel LC.1 Komposisi Bahan Masuk ke Gudang Penyimpanan Kulit Buah

(15)

Tabel LC.3 Komposisi Bahan Masuk ke Tangki Bleaching ……… LC-21 Tabel LC.4 Komposisi Bahan Masuk ke Tangki Aktifasi ……… LC-38 Tabel LC.5 Komposisi Bahan Masuk ke Tangki Pencampur ...LC-52 Tabel LC.6 Komposisi Bahan Masuk ke Reaktor Asetilasi ...LC-57 Tabel LC.7 Komposisi Bahan Masuk ke Reaktor Hidrolisa ...LC-64

Tabel LC.8 Komposisi Bahan Masuk ke Centrifuge ……….. LC-76

Tabel LC.9 Komposisi Bahan Masuk ke Rotary Dryer II ……… LC-77

Tabel LC.10 Komposisi Bahan Masuk ke Gudang Penyimpanan

Selulosa Asetat……….. LC-82 Tabel LD.1 Spesifikasi Pompa Utilitas ... LD-4 Tabel LD.2 Spesifikasi Tangki Pelarutan... LD-10 Tabel LD.3 Perhitungan Tangki Utilitas ... LD-15 Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya ... LE-1 Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift ... LE-3 Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses ... LE-5 Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah ... LE-6 Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi ... LE-10

(16)

DAFTAR GAMBAR

Hal

Gambar2.1 Kulit Buah Kakao... I-1 Gambar 7.1 Peta Lokasi Pabrik Selulosa dari Kulit Buah Kakao ……… VII-5 Gambar 8.1 Tata Letak Pabrik Selusa dari Kulit Buah Kakao ……… VIII-4 Gambar 9.1 Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik Selulosa dari Kulit

(17)

INTISARI

Selulosa asetat merupakan bahan baku utama dalam pembuatan tekstil, filter, plastik dan lainnya yang dapat diproduksi dari serat yang mengandung selulosa dengan kadar tinggi. Proses utama yaitu ekstraksi dengan larutan NaOH, bleaching dengan larutan NaOCl, asetilasi pada suhu 700C dan hidrolisis pada suhu 1200C.

Pra rancangan pabrik selulosa asetat ini direncanakan berproduksi dengan kapasitas 1.000 ton/tahun dengan masa kerja 330 hari dalam satu tahun.

Lokasi pabrik direncanakan di daerah Kecamatan Air Batu, Kabupaten Asahan, Sumatera Utaradengan luas areal 20.605 m2.

Tenaga kerja yang dibutuhkan 145 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang Dewan Komisaris dengan struktur organisasi sistem garis.

Hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan selulosa asetat ini adalah sebagai berikut:

Total Modal Investasi : Rp 153.571.972.400,- Biaya Produksi : Rp 83.800.680.998,- Hasil Penjualan : Rp154,426,341,835.55,-.

Laba Bersih : Rp 49.273.272.773,-

Profit Margin : 45,51%

Break Even Point : 41,35 %

Return on Investment : 32,08 %

Pay Out Time : 3.12 tahun

Return on Network : 53,47 %

Internal Rate of Return : 30,40 %

(18)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Selulosa asetat merupakan salah satu jenis polimer yang banyak digunakan dalam berbagai industri terutama industri serat dan plastik. Selulosa asetat banyak digunakan untuk berbagai macam hal, seperti bahan untuk pembuatan benang tenunan dalam industri tekstil, sebagai filter pada rokok, bahan untuk

lembaran-lembaran plastik, film, cat dan juga bahan isian membran filtrasi. Oleh karena itu selulosa asetat merupakan bahan industri yang cukup penting peranannya.

Di Indonesia, selulosa asetat masih harus diimport dari luar negeri sehingga memerlukan biaya yang mahal. Untuk itu perlu dilakukan upaya mendapatkan

sumber alternatif bahan dasar selulosa asetat dengan memanfaatkan bahan dasar yang tersedia di Indonesia.

Berdasarkan data dari Biro Pusat Statistik tahun 2013, diperoleh data bahwa tingginya kebutuhan selulosa asetat di Indonesia masih dipenuhi dengan mengimpor dari luar negeri. Indonesia merupakan salah satu penghasil tekstil terbesar di dunia, kebutuhan akan selulosa asetat menjadikan APBN Indonesia untuk impor bahan baku ini cukup tinggi, sehingga membebani ongkos produksi produk yang membutuhkan selulosa asetat dalam negeri. Selain itu juga, ketergantungan ini sangatlah tidak menguntungkan, karena jika timbul gejolak harga di negara lain maka harga produk-produk yang menggunakan selulosa asetat sebagai bahan baku akan ikut terpengaruh. Hal ini perlu ditanggulangi dengan pendirian pabrik selulosa asetat di Indonesia.

Dengan ketersediaan bahan baku yang begitu banyak yang dapat dimanfaatkan. Hutomo dkk (2012) meneliti tentang ekstraksi selulosa dari kulit buah kakao dengan sodium hidroksida, di Indonesia kulit buah kakao masih belum banyak dimanfaatkan dengan baik untuk kebutuhan industri. Hal ini dapat dimanfaatkan sebagai bahan

(19)

Tabel 1.1. Jumlah produksi buah kakao Sumatera Utara

Tahun Produksi (ton)

2007 19.249

2008 27.295

2009 29.130

2010 30.339

(Sumber : Data deptan, 2013)

Dalam perkembangannya, kebutuhan selulosa asetat di Indonesia semakin tinggi. Tabel 1.2 memperlihatkan kebutuhan import selulosa asetat di Indonesia.

Tabel 1.2. Jumlah Import Selulosa Asetat di Indonesia

Tahun Impor (ton)

2008 3.037,247

2009 3.180,449

2010 3.210,631

2011 3.192,546

2012 3.267,373

(Sumber : Data BPS, 2013)

1.2. Perumusan Masalah

Sehubungan dengan semakin diperlukannya tekstil yang aman dan ramah terhadap lingkungan, dan terdapatnya potensi bahan baku yang cukup besar di Indonesia, serta kebutuhan membran yang berbasis selulosa asetat semakin tinggi.Maka suatu prospek yang bagusuntuk membuat suatu perancangan pabrik

pembuatan selulosa asetat dari kulit buah kakao dan asetat anhidrat dengan bantuan katalis asam sulfat.

1.3. Tujuan Perancangan

(20)

1.4. Manfaat Perancangan

(21)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Kulit Buah Kakao

Kulit buah kakao adalah bagian mesokarp atau bagian dinding buah kakao, yang mencakup kulit terluar sampai daging buah sebelum kumpulan biji. Kulit buah kakao merupakan bagian terbesar dari kulit buah kakao (75,52 % dari buah kakao segar). Kulit buah Kakao terdiri dari 10 alur (5 dalam dan 5 dangkal) berselang seling. Permukaan buah ada yang halus dan ada yang kasar, warna buah beragam ada yang merah hijau, merah muda dan merah tua (Poedjiwidodo, 1996).

Gambar 2.1. Kulit buah kakao

Pada perkebunan rakyat umumnya kulit buah kakao yang dihasilkan dari panen biji kakao dari buah yang telah matang hanya dibiarkan membusuk di sekitar area perkebunan kakao tersebut. Padahal pembusukan kulit buah kakao dapat menghasilkan hama-hama yang dapat mengganggu kelangsungan hidup dari tanaman kakao itu sendiri.

(22)

2.2. Serat Alam

Serat alam digunakan jauh sebelum penemuan sintetis pada abad kedua puluh. Serat alami biasanya terdiri dari selulosa atau protein. Serat bulu hewan milik kelas protein dikenal sebagai keratin, yang berfungsi sebagai lapisan pelindung terluar pada vertebrata yang lebih tinggi. Sutra adalah serat protein sebagian kristal. Porsi kristal makromolekul ini diatur dalam antiparalel lembar lipit, sebuah bentuk-rantai lamellae dilipat. Morfologi dari serat alami seringkali cukup kompleks. Selulosa yang membentuk trachieds ini adalah polisakarida. Kristal bagian dari selulosa yang membentuk trachieds sangat berorientasi, mengikuti berbagai pola. berkelok-kelok sudut selulosa membentuk dasar untuk komposit alami kekuatan besar dan ketahanan. Sebuah morfologi yang sama ada di kapas selulosa (Sperling, 2006).

2.3. Selulosa Asetat

Selulosa asetat merupakan ester asam organik dari selulosa yang telah lama dikenal di dunia. Produksi selulosa asetat adalah yang terbesardari semua turunan selulosa. Selulosa asetat pertama kali dikenalkan oleh Schutzanberger pada tahun 1865. Pada tahun 1879, Franchimont melaporkan penggunaan asam sulfat sebagai

katalis untuk asetilasi, dimana katalis ini masih sangat biasa digunakan untuk produksi selulosa asetat secara komersial.

Proses pembuatan selulosa asetat selanjutnya disempurnakan oleh Miles pada tahun 1903 dan Von Bayer pada tahun 1906, selanjutnya dibawah pengawasan Camille dan Henri Dreyfus untuk pertama kalinya direalisasikan proses selulosa asetat dalam skala besar di Inggris. Selulosa asetat banyak digunakan untuk berbagai macam hal, yaitu sebagai bahan untuk pembuatan benang tenunan dalam industri tekstil, sebagai filter pada sigaret, bahan untuk lembaran-lembaran plastik, film dan juga cat. Oleh karena itu selulosa asetat merupakan bahan industri yang cukup penting peranannya.

(23)

• Termoplastik

• Selektif absorpsi dan dapat membuang beberapa bahan organik dengan kadar rendah

• Mudah digabungkan dengan plasticizers, panas, dan tekanan

• Selulosa asetat larut pada kebanyakan pelarut (terutama aseton dan pelarut organik) dan dapat dimodifikasi agar dapat dilarutkan dengan pelarut alternatif, termasuk air

• Hidrofilik, membuat selulosa asetat gampang basah, dengan pengantar cairan yang baik dan absorpsi yang bagus

• Area permukaan luas

• Terbuat dari sumber yang dapat diperbaharui :

• resistan untuk mold dan mildew

• Mudah hancur dengan larutan alkali kuat dan agen oksidasi kuat

• Dapat dibersihkan atau dikeringkan dengan mudah

Selulosa itu sendiri merupakan bahan dasar yang penting bagi industri, seperti : pabrik kertas, pabrik sutera tiruan, dll.

Molekul selulosa seluruhnya berbentuk linear dan memiliki kecenderungan kuat untuk membentuk ikatan hydrogen intra dan inter molekul. Ketersediaan

selulosa dalam jumlah besar akan membentuk serat yang kuat, tidak larut dalam air, tidak larut dalam pelarut organic dan berwarna putih.

2.4. Kegunaan Selulosa Asetat

Selulosa asetat mempunyai rumus molekul [C6H7O2(OCOCH3)3]x, berwujud

(24)

2.5. Proses Pembuatan Selulosa Asetat

Selulosa asetat merupakan hasil reaksi dari selulosa dan asetatanhidrid, yang merupakan produk senyawa dari gugus hidroksil dan asam,berupa ester. Ada 3 proses utama yang biasa digunakan untuk mengubahselulosa menjadi selulosa asetat yaitu;

1. Solvent process (proses dengan pelarut)

Merupakan proses yang paling umum dan biasa digunakan. Pada proses asetilasi digunakan asetat anhidrid sebagai solvent dan berlangsung dengan kehadiran asam asetat glasial sebagai diluents serta asam sulfat sebagai katalis.

2. Solution process (proses larutan)

Methylene cloride menggantikan semua atau sebagian asam asetat dan aksinya

sebagai solvent bagi selulosa asetat yang terbentuk.

3. Heterogeneous process ( proses heterogen )

Cairan organik inert, seperti benzene ligroin digunakan sebagai nonsolvent untuk menjaga selulosa terasetilasi yang telah terbentuk dalam larutan.

Proses yang digunakan pada perancangan proses ini yaitu proses dengan pelarut asam asetat dengan reaktan utama asetat anhidrid dan katalis asam sulfat

karena memiliki keuntungan pada proses asetilasi yang menghasilkan derajat asetilasi yang tinggi yaitu 2,50 – 2,95 (Mc Ketta, 1997).

Tahapan proses produksi selulosa asetat adalah sebagai berikut: 1. Proses Pembuatan Pulp dari Kulit Buah Kakao.

2. Proses Pengubahan Pulp Menjadi Selulosa Asetat dengan Menggunakan Proses Asetilasi.

3. Proses Pemurnian Produk Selulosa Asetat dan Recovery Asam Asetat Sisa.

2.6. Deskripsi Proses

2.6.1.Proses Pembentukan Pulp dari Kulit Buah Kakao

(25)

Larutan NaOH 12% dipompakan menuju tangki ekstraksi. Proses ekstraksi menggunakan pelarut NaOH 12% bertujuan untuk melarutkan lignin di dalam kulit buah kakao. Tangki ekstraksi dilengkapi dengan pengaduk. Perbandingan antara kulit kakao dengan NaOH 12% adalah 1:10 (b/v). Proses ekstraksi berlangsung selama 3 jam dengan temperatur 100oC dan konsistensi air sebanyak 10% di dalam pulp. Media yang digunakan untuk memanaskan reaktor menjadi 100oC adalah steam yang dialirkan melalui jaket reaktor.

Pulp hasil ekstraksi dialirkan ke dalam Rotary Washer I dengan menggunakan

pompa. Media yang digunakan untuk mencuci pada unit adalah air proses dengan suhu 30OC. Perbandingan air proses dengan bahan yang dicuci adalah 2,5 : 1 (Kirk & Othmer, 1978). Efesiensi pencucian pada alat ini adalah 98% (European Commission, 2001). Selanjutnya, pulp akan dibawa ke unit bleaching.

Keluaran dari Rotary Washer I dialirkan dengan pompa ke dalam tangki bleaching. Tangki bleaching digunakan untuk menghilangkan lignin yang tersisa dari proses ekstraksi. Di dalam tangki bleaching dimasukkan pulp serta larutan NaOCl 6% dengan perbandingan 1:20 (b/v). Tangki dilengkapi dengan pengaduk untuk mengaduk campuran. Proses bleaching berlangsung selama 60 menit pada suhu 60OC

dan konsistensi air di dalam pulp 10%.

Setelah melewati tahap bleaching, bleached pulp dimasukkan ke dalam unit pencucian Rotary Washer II (RW-102) yang bertujuan agar pulp yang dihasilkan bersih dari sisa bahan kimia pemutih (NaOCl). Media pencucian yang digunakan adalah air proses yang masuk ke unit RW-102 pada 30oC. Perbandingan air proses dengan bahan yang dicuci adalah 2,5 : 1 (Kirk & Othmer, 1978). Efesiensi pencucian pada alat ini adalah 98% (European Commission, 2001).

(26)

2.6.2. Proses Pengubahan Pulp Menjadi Selulosa Asetat dengan Menggunakan Proses Asetilasi

Pulp dibawa dengan menggunakan belt conveyor ke tangki pencampur yang

terbuat dari stainless steel dan dilengkapi dengan pengaduk. Asam asetat glasial sebanyak 35% dari jumlah selulosa dipompakan dari tangki penyimpanannya ke tangki pencampur untuk proses aktivasi pulp dalam penyeragaman selulosa

(pretreatment) (Yamashita et al, 1986). Kondisi operasi unit pencampur adalah 50oC

dengan pengadukan selama 30 menit. Pencapaian suhu 50oC dalam unit pencampur dikarenakan oleh aliran masuk dari air panas pada jaket tangki pencampur. Fasa pada proses ini adalah bubur (slurry). Pulp yang diaktivasi dimasukkan ke dalam reaktor asetilasi yang dilengkapi dengan pengaduk dan jaket pemanas. Reaktan asetat anhidrid dari tangki penyimpanannya dipompakan sebanyak 247% dari berat selulosa serta asam asetat dari tangki penyimpanannya dipompakan sebanyak 438% dari berat selulosa menuju reaktor (Yamashita et al, 1986). Selanjutnya katalis asam sulfat pekat 98% dari tangki penyimpanan sebanyak 3,8% dari berat selulosa dipompakan menuju reactor asetilasi (Yamashita et al, 1986). Kondisi operasi dalam reaktor adalah 70oC dan waktu reaksi selama 1 jam. Reaksi keseluruhan yang terjadi dalam

reaktor dalam perubahan selulosa menjadi selulosa triasetat adalah sebagai berikut:

OH OCOCH3

C6H7O2 OH + 3(CH3CO)2O C6H7O2OCOCH3+ 3CH3COOH

OH OCOCH3

Selulosa Asetat Anhidrid Selulosa Triasetat Asam Asetat

Dimana cellulosa adalah cincin anhidroglukosa tanpa grup -OH dan Ac merupakan gugus asetil, COCH3. Reaksi diatas menunjukkan bahwa 3 mol asetat

anhidrid bereaksi dengan 1 mol selulosa untuk menghasilkan 1 mol selulosa triasetat dan 3 mol asam asetat. Pada proses ini, seluruh selulosa dapat diubah menjadi selulosa triasetat (Lewin, 2001).

(27)

2 jam dengan penambahan air sebanyak 71% dari berat selulosa lalu diaduk-aduk secara perlahan sehingga akan terbentuk serpihan padatan (flake) selulosa asetat (Yamashita et al, 1986). Unit hidrolisasi bertujuan untuk mematangkan (ripening step) selulosa triasetat menjadi selulosa asetat serta menghentikan reaksi asetilasi dan menghidrolisis seluruh sisa asetat anhidrid membentuk asam asetat. Reaksi utama yang terjadi dalam tangki hidroliser adalah sebagai berikut :

OCOCH3 OH

C6H7O2OCOCH3+ H2O C6H7O2OCOCH3 + CH3COOH

OCOCH3 OCOCH3

Selulosa triasetat Air Selulosa Asetat Asam Asetat

Setelah melalui proses hidrolisis, maka produk keluaran tangki hidroliser dialirkan ke cooler, untuk menurunkan suhu produk yang tadinya 120oC menjadi 90oC dengan menggunakan media air pendingin. Penurunan suhu produk unit pendingin menjadi 50oC. Produk keluaran unit pendingin dialirkan ke centrifuge

bertujuan untuk memisahkan asam sulfat,asam asetat dan air dalam campuran.

2.6.3.Proses Pemurnian Produk Selulosa Asetat dan Recovery Asam Asetat Sisa

Tahap ini bertujuan untuk :

- Memisahkan padatan selulosa asetat dari fase cairnya. - Mengeringkan padatan selulosa asetat.

Setelah dihidrolisis, campuran dari tangki hidrolisis dialirkan menuju

centrifuge untuk dilakukan pemisahan. Centrifuge bekerja untuk memisahkan

padatan selulosa asetat dari fase cairnya dengan efisiensi alat sebesar 98%. Endapan berupa selulosa asetat dalam bentuk serpihan padatan (flake) kemudian dikeringkan

dengan menggunakan rotary dryer yang dibawa dengan menggunakan

screwconveyor, sedangkan larutan sisa masuk ke dalam dekanter untuk proses

recovery asam asetat.

Rotary dryer dioperasikan pada tekanan 1 atm dengan suhu 100oC. Kemudian

(28)

asetat dibawa dengan menggunakan bucket elevator menuju gudang penyimpanan selulosa asetat.

Sementara itu, larutan dari centrifuge dialirkan ke tangki decanter untuk memisahkan larutan asam asetat dari padatan terlarut. Fasa berat dialirkan ke utilitas sedangkan larutan sisa dipompakan menuju tangki asam asetat sisa.

2.7. Sifat Bahan Baku dan Produk 2.7.1.Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku a. Kulit Buah Kakao

Sifat Fisis :

• Wujud : padat

• Sg : 1,6 g/cm3

• Rumus molekul : (C6H7O2(OH)3)x

• Kapasitas panas : 0,32 Cal/g.oC

Sifat Kimia :

Reaksi esterifikasi selulose dengan asam asetat anhidrid :

OSO2OH

C6H7O2(OH)3 + H2SO4 + 3(CH3CO)2O C6H7O2 + 4CH3COOH

(OCOCH3)2

b. Asetat Anhidrid

Sifat Fisis :

• Wujud : cair

• Kenampakan : jernih (tidak berwarna)

• Rumus molekul : (CH3CO)2O

• BM : 102,09 g/mol

• Titik didih : 139,6oC pada tekanan 1 atm.

• Sg : 1,082 g/cm3

• Kapasitas panas : 0,456 cal/g. oC

• Temperatur kritis : 326oC

• Viscositas : 0,91 Cp

• Panas penguapan : 93 cal/g (pada titik didih normal)

(29)

Sifat Kimia :

Asetat anhidrid bisa berasetilasi dengan berbagai macam campuran, mulai dari kelompok selulosa sampai ammonia dengan menggunakan katalis asam atau basa. Pada beberapa garam inorganik dipakai juga aksi katalis, tetapi sukar untuk menggeneralisasi aksi dari garam metalik dan ion. Pada umumnya reaksi katalisasi asam dari asetat anhidrid lebih cepat dibandingkan dengan reaksi katalis dengan basa. Hidrolisa dari asetat anhidrid berjalan pada suhu yang rendah dengan adanya katalis akan mencapai tingkat (laju) yang lebih baik.

2.7.2.Sifat Fisis dan Kimia Bahan Penunjang a. NaOH (Sodium Hidroksida)

Sifat Fisis :

• Wujud : padat

• Kenampakan : putih

• Rumus molekul : NaOH

• BM : 39,9971 g/mol

• Titik didih : 1390oC pada tekanan 1 atm

• Sg : 2,130 g/cm3

(Perry, 1997)

Sifat Kimia:

Natrium hidroksida hidroksida, adalah sejenis dari membentuk larutan

berbagai macam bidang industri, kebanyakan digunakan sebagai basa dalam proses produksi hidroksida adalah basa yang paling umum digunakan dalam laboratorium kimia.

b. Asam Asetat

Sifat Fisis :

• Wujud : cair

(30)

• Rumus molekul : CH3COOH

• BM : 60,05 g/mol

• Titik didih : 118,4oC pada tekanan 1 atm

• Kapasitas panas : 0,522 cal/g.oC

• Sg : 1,049 g/cm3

• Temperatur kritis : 594,45oK

• Viscositas : 1,22 Cp

• Panas penguapan : 94,29 cal/g (pada titik didih normal)

• Panas pembakaran : 46,6 cal/g

(Perry, 1997) Sifat Kimia:

Dalam sintesa cellulose dan rayon, asam asetat anhidrid terbentuk dari asam asetat dengan kondisi 700oC dan 150 mmHg

Reaksi:

HOAc H2O + CH2 = CO

Dengan katalis trietil pospat, diikuti reaksi pendinginan dalam fase cair HOAc + CH2 = CO Ac2O

c. Asam Sulfat

Sifat Fisis :

• Wujud : cair

• Kenampakan : jernih (tidak berwarna)

• Rumus molekul : H2SO4

• BM : 98 g/mol

• Titik didih : 340oC pada tekanan 1 atm

• Sg : 1,8361 g/cm3

(Perry, 1997) Sifat Kimia :

(31)

panas sebesar 300 BTU. Asam sulfat dapat melarutkan sejumlah besar SO3 dan memproduksi bermacam-macam tingkatan oleum.

2.7.3.Sifat Fisis dan Kimia Produk a. Selulosa Asetat (produk utama)

Sifat fisis :

• Wujud : padat

• Kenampakan : flake (butiran)

• Rumus molekul : (C6H7O2(OCOCH3)3)x

• Titik lebur : 260oC

• Sg : 1,32 g/cm3

• Derajat polimerisasi : 200

• Derajat subtitusi : 2,4 Sifat kimia :

(32)

Steam Air Pendingin Air Proses

FC FC FC

TC TC

TC

G - 101

T-103 C - 101

T-104

T - 205 R-202

M-201

HE - 201

CF - 201 RD-201 T-101

T - 102 T - 201

T - 108 T – 202

DC - 101

SC - 101

ST - 101

BE-201

FC FC

Kondensat

Air

W- 101 W- 102

BE - 102 P - 101

P - 104 P - 201

P - 202

P - 203

P - 102 P - 201 P - 205

1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 17 18 19 20 21 22 23 24 26 25 27 16 12 FC FC 28 14

RD - 101

BB-101

FC FC

P - 204 P - 105

FC

4

FC

P - 103 _{P - 106}

13

R-201

FC 15

BE - 101

limbah

T - 204

TC FC

FC

P - 203

BC - 201 BC - 202

PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN SELULOSA ASETAT

DARI KULIT BUAH KAKAO

Komponen 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

Selulosa 92,6364 92,6364 1,8527 90,7836 90,7836 88,9680 1,8157 88,9680 88,9680

Lignin 30,8788 30,8788 18,9997 11,8791 11,8791 1,5006 10,3785 1,5006 1,5006 1,5006 1,5006 1,5006 1,5006 1,5006 Pektin 19,7624 19,7624 12,1598 7,6026 7,6026 0,9604 6,6422 0,9604 0,9604 0,9604 0,9604 0,9604 0,9604 0,9604

Air 62,5810 17,4980 1289,4983 4781,5746 97,5832 10,2885 992,3879 74,9856 3674,2951 67,4871 7,4986 0,6228 8,1213 116,9039 0,0676 125,0929 170,1938 170,1938 166,7899 3,4039 0,3404 3,0635 3589,6594 2756,8928 1209,4193 884,5162 63,1673 3,0879 3,0879 3,0879 0,1039

KO DE

INSTRUMENTASI KETERANGAN

FC Flow Control T C T emperature Control LI Level Indikator

KO DE KETERANGAN

BB -101 Blow Box

BC - 201 Belt Conveyor I

BC - 202 Belt Conveyor II

BE -101 Bulk Elevator I

BE - 102 Bulk Elevator II

BE - 201 Bulk Elevator III

C - 101 Conveyor

CF - 201 Centrifuge

DC - 101 Disk Chiper

G -101 Gudang Bahan Baku HE - 201 Cooler

M - 201 Mixer

P - 101 Pompa bahan NaOH P - 102 Pompa Produk T angki Ekstraksi P - 103 Pompa Produk Washer I P - 104 Pompa Bahan NaOCl P - 105 Pompa Produk T angki Bleaching P - 106 Pompa Produk Washer II P - 107 Pompa Bahan Asam Asetat Glasial P - 201 Pompa Produk T angki Aktifasi P - 108 Pompa Bahan Asam Sulfat P - 201 Pompa Bahan Asetat Anhidrat P - 203 Pompa Produk T angki Pencampur P - 204 Pompa Produk Reaktor Asetilasi P - 205 Pompa Produk Reaktor Hidrolisa R - 201 Reaktor Asetilasi R - 202 Reaktor Hidrolisa RD - 101 Rotary Dryer I

RD - 201 Rotary Dryer II

RW - 101 Rotary Washer 1

RW - 102 Rotary Washer 2

SC - 101 Screw Conveyor

ST - 101 Storage tank

T - 101 T angki NaOH T - 102 T angki NaOCl T - 201 T angki Asam Asetat Glasial T - 202 T angki Asam Sulfat T - 203 T angki Asetat Anhidrad T - 204 T angki Asam Asetat Sisa T - 103 T angki Ekstraksi T - 104 T angki Bleaching

T - 205 T engki Aktivasi

KETERANGAN GAMBAR

DEPARTEMENT TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

29

(33)

BAB III

NERACA MASSA

Kapasitas produksi = 1000 ton/tahun

Waktu operasi = 330 hari

Basis perhitungan = 1 hari produksi (24 jam) Kemurnian Produk = 96 %

Unit peralatan yang menghasilkan adanya perubahan massa pada proses produksi selulosa asetat dari kulit buah kakao dengan kapasitas 1000 ton/tahun, adalah sebagai berikut :

• Tangki Ekstraksi (T-103)

• Rotary Washer I (RW-101)

• Tangki Bleaching (T-104)

• Rotary Washer II (RW-102)

• Rotary Dryer(RD- 101)

• Tangki Aktivasi (T-205)

• Reaktor Asetilasi (R-201)

• Reaktor Hidrolisa (R-202)

• Centrifuge (CF - 102)

• Rotary Dryer(RD - 201)

Hasil perhitungan neraca massa padaa setiap unit peralatan diperoleh dari lampiran A, sebagai berikut.

3.1. Neraca Massa Pada Tangki Ekstraksi (T-103)

Tabel 3.1 Neraca Massa Pada Tangki Ekstraksi (T-103)

Komponen Masuk (kg/jam)

Keluar (kg/jam)

Alur 1 Alur 2 Alur 27 Alur 3

Selulosa 92,6364 - - 92,6364

Lignin 30,8788 - - 30,8788

(34)

Tabel 3.1 Neraca Massa Pada Tangki Ekstraksi (TE-103)…….(lanjutan)

H2O 62,581 17,4980 1209,4193 1289,4983

NaOH - 3,0879 - 3,0879

Sub total 205,8586 20,5859 1209,4193 1435,8638

Total 1435,8638 1435,8638

3.2. Neraca Massa Pada Rotary Washer I (RW-101)

Tabel 3.2 Neraca Massa Pada Rotary Washer I (RW-101)

Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

Selulosa 92,6364 - 1,8527 90,78364

Lignin 30,8788 - 18,9997 11,8790

Pektin 19,7624 - 12,1598 7,6026

H2O 1289,4983 3589.6594 4781,5745 97,5831

NaOH 3,0879 - 3,0878 -

Sub total 1425,8638 3589.6594 4817,6747 207,8484

Total 5025,5232 5025.5232

3.3. Neraca Massa Pada Tangki Bleaching (T-104)

Tabel 3.3 Neraca Massa Pada Tangki Bleaching (T-104)

Komponen Masuk (g/jam)

Keluar(kg/jam )

Selulosa 90,7836 - - 90,7836

Lignin 11,8791 - - 11,8791

Pektin 7,6026 - - 7,6026

H2O 97,5832 10,2885 884,5162 992,3879

NaOCl - 0,1039 - 0,1039

Sub total 207,8485 10,3924 884,5162 1102,7571

Total 1102,7571 1102,7571

3.4. Neraca Massa Pada Rotary Washer II (RW-102)

Tabel 3.4 Neraca Massa Pada Rotary Washer II (RW-102)

Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

Alur7 Alur 26 Alur9 Alu8

Selulosa 90,7836 - 1,8157 88,9680

Lignin 11,8791 - 10,3785 1,5006

Pektin 7,6026 - 6,6422 0,9604

H2O 992,3879 2756,8928 3674,2951 74,9856

NaOCl 0,1039 - 0,1039 -

Sub total 1102,7571 2756,8928 3693,2355 166,4145

(35)

3.5. Neraca Massa Pada Rotary Dryer I (RD-101)

Tabel 3.5 Neraca Massa Pada Rotary Dryer I(RD- 101)

Komponen Masuk (kg/jam) Keluar(kg/jam)

Alur8 Alur10 Alur11

Selulosa 88,9680 - 88,9680

Lignin 1,5006 - 1,5006

Pektin 0,9604 - 0,9604

H2O 74,9856 67,4871 7,4986

Sub total 166,4145 67,4871 98,9275

Total 166,4145 166,4145

3.6. Neraca Massa Pada Tangki Aktivasi (R-205)

Tabel 3.6 Neraca Massa Pada Tangki Aktivasi (R-205)

Komponen Masuk(kg/jam) Keluar(kg/jam)

Alur11 Alur 12 Alur13

Selulosa 88,9680 - 88,9680

Lignin 1,5006 - 1,5006

Pektin 0,9604 - 0,9604

H2O 7,4986 0,6228 8,1213

CH3COOH - 30,5160 30,5160

Subtotal 98,9275 31,1388 130,0662

Total 130,0662 130,0662

3.7. Neraca Massa Pada Reaktor Asetilasi (R-201)

Tabel 3.7 Neraca Massa Pada Reaktor Asetilasi (R-201)

Komponen Masuk(kg/jam) Keluar (kg/jam)

Alur13 Alur15 Alur 16 Alur17 Alur 18

Selulosa Triasetat - - - - 158,1653

Selulosa 88,9680 - - - -

Lignin 1,5006 - - - 1,5006

Pektin 0,9604 - - - 0,0000

H2O 8,1213 116,9039 - 0,0676 125,0929

CH3COOH 30,5160 272,7758 4,3950 - 406,5401

(CH3CO)2O - - 215,3559 - 47,3053

H2SO4 - - - 3,3132 3,3132

Sub total 130,0662 389,6797 219,7509 3,3808 742,8776

(36)

3.8. Neraca Massa Pada Reaktor Hidrolisa (R-202)

Tabel 3.8 Neraca Massa Pada Reaktor Hidrolisa (R-202)

Alur18 Alur28 Alur19

Selulosa Triasetat 158,1653 - -

Selulosa Asetat - - 135,0995

Lignin 1,5006 - 1,5006

Pektin 0,9604 - 0,9604

H2O 125,0929 63,1673 170,1938

CH3COOH 406,5401 - 494,0314

(CH3CO)2O 47,3053 - 0,9461

H2SO4 3,3132 - 3,3132

Sub total 742,8776 63,1673 806,0449

Total 806,0449 806,0449

3.9. Neraca Massa Pada Centrifuge (CF - 101)

Tabel 3.9 Neraca Massa Pada Centrifuge (CF - 101)

Alur20 Alur21 Alur22

Selulosa Asetat 135,0995 - 135,0995

Lignin 1,5006 - 1,5006

Pektin 0,9604 - 0,9604

H2O 170,1938 166,7899 3,4039

CH3COOH 494,0314 484,1508 9,8806

(CH3CO)2O 0,9461 0,9461 0,0000

H2SO4 3,3132 3,3132 0,0000

Subtotal 806,0449 655,2000 150,8449

Total 806,0449 806,0449

3.10. Neraca Massa Pada RotaryDryer II (RD - 201)

Tabel 3.10 Neraca Massa Pada RotaryDryer II (RD - 201)

Alur22 Alur24 Alur23

Selulosa Asetat 135,0995 - 135,0995

Lignin 1,5006 - 1,5006

Pektin 0,9604 - 0,9604

H2O 3,4039 3,0635 0,3404

CH3COOH 9,8806 8,8926 0,9881

Subtotal 150,8449 11,9561 138,8889

(37)

BAB IV

NERACA PANAS

Hasil perhitungan neraca panas pada proses pembuatan selulosa asetat dari kulit buah kakao dengan kapasitas 1.000 ton/tahun adalah sebagai berikut

Basis perhitungan : 1 jam operasi Waktu kerja /tahun : 330 hari Satuan operasi : kJ/jam

4.1. Neraca Panas pada Tangki Ekstraksi (T – 103)

Tabel 4.1 Neraca Panas pada Tangki Ekstraksi (T – 103)

Komponen Masuk (kJ/jam) Keluar (kJ/jam)

Umpan 27873,79803 -

Produk - 388677,9306

Steam 360804,1326 -

Total 388677,9306 388677,9306

4.2. Neraca Panas pada Rotary Washer I (RW – 101)

Tabel 4.2 Neraca Panas pada Rotary Washer I (RW -101)

Komponen Masuk (kJ/jam) Keluar (kJ/jam)

Umpan 465280,3874 -

Produk - 465280,3874

Total 465280,3874 465280,3874

4.3. Neraca Panas pada Tangki Bleacing (T – 104)

Tabel 4.3 Neraca Panas pada Tangki Bleacing (T – 104)

Komponen Masuk (kJ/jam) Keluar (kJ/jam)

Umpan 31103,5302 -

Produk - 150147,6994

Steam 119044,1692 -

(38)

4.4. Neraca Panas pada Rotary Washer II (RW - 102)

Tabel 4.4 Neraca Panas pada Rotary Washer II (RW - 102)

Komponen Masuk (kJ/jam)

Keluar (kJ/jam)

Umpan 207784,6795 -

Produk - 207784,6795

Total 207784,6795 207784,6795

4.5. Neraca Panas pada Rotary Dryer I(RD - 101)

Tabel 4.5 Neraca Panas pada Rotary Dryer (RD - 101)

Komponen Masuk (kJ/jam)

Umpan 5659,1449 -

Produk - 41842.7435

Steam 36183.5986 -

Total 41842.7435 41842.7435

4.6. Neraca Panas pada Tangki Aktivasi ( T - 205)

Tabel 4.6 Neraca Panas pada Tangki Aktivasi ( T - 205)

Umpan 12531,14082 -

Produk - 5345,597695

Air Pendingin -7185,543122 -

Total 5345,597695 5345,597695

4.7. Neraca Panas pada Reaktor Asetilasi (R-201)

Tabel 4.7 Neraca Panas pada Reaktor Asetilasi (R-201)

Komponen Masuk (kJ/jam)

Umpan 12624,0523 -

Produk - 74176,8034

Panas reaksi - -1111,8690

Air panas 60440,8821 -

(39)

4.8. Neraca Panas pada Reaktor Hidrolisis (R - 202)

Tabel 4.8 Neraca Panas pada Reaktor Hidrolisis (R - 202)

Umpan 75497,4097 -

Produk - 171432,1513

Panas reaksi - -1672,4572

Steam 94262,2844 -

Total 169759,6941 169759,6941

4.9. Neraca Panas pada Cooler (HE - 201)

Tabel 4.9 Neraca Panas pada Cooler (HE - 201)

Komponen Masuk

(kJ/jam)

Umpan 171432,1513 -

Produk - 47305,21764

Air pendingin -124126,934 -

Total 47305,21764 47305,21764

4.10. Neraca Panas pada Rotary Dryer II(RD - 201)

Tabel 4.10 Neraca Panas pada Rotary Dryer (RD - 201)

Umpan 4876,7645 -

Produk - 16269,5941

Steam 11392,8295 -

Total 16269,5941 16269,5941

4.11. Neraca Panas pada Blow Box (BB - 101)

Tabel 4.11 Neraca Panas pada Blow Box (BB - 101)

Komponen Masuk

(kJ/jam)

Umpan 12302,0167 -

Produk - 820,0832

Udara pendingin -11481,9335 -

(40)

BAB V

SPESIFIKASI PERALATAN

5.1 Gudang Penyimpanan Bahan Baku (G-101)

Fungsi : Penyimpanan kulit buah kakao selama 14 hari

Bentuk : Segi empat beraturan

Bahan konstruksi : Beton

Kondisi penyimpanan : Temperatur = 300C Tekanan = 1 atm

Kondisi Fisik : Panjang = 4,3980 m

Lebar = 4,3980 m

Tinggi = 3,5 m

5.2 Disk Chipper (DC-101)

Fungsi : untuk memotong Kulit Buah Kakao menjadi chip

Bahan : Baja

Bentuk : Piringan sebagai pisau pemotong

Jumlah : 1 unit yang terdiri dari 16 pisau pemotong Kondisi Operasi :

Tekanan = 1 atm

Temperatur = 30oC Ukuran :

Diameter piringan = 1200 mm

Ketebalan = 100 mm

Rotasi : 900 rpm

P : 16 hp

5.3 Tangki Penyimpanan Larutan NaOH (T-101)

Fungsi : Penampungan larutan NaOH 15 %

Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-285 grade C

(41)

Kondisi Penyimpanan Temperatur : 30OC

Tekanan : 1 atm = 14,696 psia Kondisi fisik

Diameter : 1,9098 m

Tinggi : 2,8648 m

Tebal : 0,19 in

5.4 Pompa Bahan Natrium Hidroksida (P-101)

Fungsi : Memompa larutan NaOH ke dalam tangki ekstraksi (T-

103)

Jenis : Pompa sentrifugal

Bahan Konstruksi : commercial steel

Jumlah : 1 unit

Laju pompa : 0,1513 lbm/s

Daya motor : 0.0108 hp

5.5 Tangki Ekstraksi ( T – 103 )

Fungsi : Tempat terjadinya ekstraksi lignin kulit buah Kakao dengan

larutan NaOH.

Jenis : Batch Stirred Tank

Bentuk : Tangki berpengaduk dengan alas datar dan tutup ellipsoidal

Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade A

Jumlah : 1 unit

Kondisi Operasi :

Temperatur = 95°C

Tekanan = 1 atm = 14,696 psia Kondisi fisik

Silinder

Diameter : 1,3687 m

Tinggi : 2,0531 m

(42)

Tutup

Diameter : 1,3687 m

Tinggi : 0,3422 m

Tebal : 0,1736 in

Pengaduk

Jenis : paddle daun dua, tiga tingkat

Jumlah baffle : 4 buah

Diameter : 0,4106 m

Daya motor : 25,7 hp

Jaket pemanas

Diameter : 1,3941 m

Tinggi : 2,0531 m

Tebal : 1,5 in

5.6 Pompa Produk Tangki Ekstraksi (P-102)

Fungsi : memompa produk dari tangki ekstraksi (T-103) menuju

rotary washer I (RW-101)

Jumlah : 1 unit

5.7 Rotary Washer I (RW-101)

Fungsi : untuk mencuci Pulp yang keluar dari tangki ekstraksi

Jenis : Continuous Rotary Drum Washer

Jumlah : 1 unit

Bahan kontruksi : Commercial Steel

Diameter : 0,7165 m

Waktu tinggal : 90 s

(43)

5.8 Pompa Produk Rotary Washer I (P – 103)

Fungsi : memompa produk dari rotary washer (RW-101) menuju

Tangki Bleaching (T-104)

Jumlah : 1 unit

Laju pompa = 0,5091 lbm/s

5.9 Tangki Penyimpanan Larutan NaOCl (T-102)

Fungsi : Penampungan larutan NaOCl

Jumlah : 1 unit

Kondisi Penyimpanan Temperatur : 30°C

Tekanan : 1 atm

Kondisi fisik

Diameter : 1,5237 m

Tinggi : 2,2856 m

Tebal : ¼ in

5.10 Pompa Bahan NaOCl (P-104)

Fungsi : memompa larutan NaOCl ke tangki bleaching (T-104)

Jumlah : 1 unit

Daya motor : 0.0131 hp

5.11 Tangki Bleaching (T-104)

Fungsi : Tempat terjadinya bleaching pulp dengan larutan NaOCl

(44)

Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade A

Jumlah : 1 unit

Kondisi Operasi :

Temperatur = 95°C

Silinder

Diameter : 1,2535 m

Tinggi : 1,8803 m

Tebal : 0,1678 in

Tutup

Diameter : 1,2535 m

Tinggi : 0,3134 m

Tebal : 0,1678 in

Pengaduk

Diameter : 0,3761 m

Daya motor : 17 hp

Jaket pemanas

Diameter : 1,2789 m

Tinggi : 1,8803 m

Tebal : 1,5 in

5.12 Pompa Tangki Bleaching (P-105)

Fungsi : memompa produk dari tangki bleaching (T-104) menuju

rotary washer II (RW-102)

Jumlah : 1 unit

(45)

5.13 Rotary Washer II (RW – 102)

Fungsi : untuk mencuci Pulp yang keluar dari tangki bleaching

Jenis : Continuous Rotary Drum Washer

Jumlah : 1 unit

Bahan kontruksi : Commercial Steel

Diameter : 0,7300 m

Waktu tinggal : 90 s

Kecepatan : 0,06 putaran / menit

5.14 Pompa Produk Rotary Washer II (P – 106)

Fungsi : memompa produk dari rotary washer (RW-102) menuju

Rotary dryer (RD – 101)

Jumlah : 1 unit

Laju pompa = 0,6115 lbm/s

Daya motor = 0.042 hp

5.15 Rotary Dryer (RD – 101 )

Fungsi : Menguapkan H2O dari produk yang keluar dari rotary

washer II hingga memenuhi komposisi air yang diizinkan pada proses asetilasi.

Jenis : Co-Current with Rotary Atomizer (FSD-4)

Kondisi operasi

Temperatur saturated steam = 1300C = 2660F Temperatur umpan masuk rotary dryer = 38,13650C = 100,64570F Temperatur umpan keluar rotary dryer = 1000C = 2120F

Waktu Tinggal : 4,655 menit

Jumlah : 1 unit

Kondisi fisik :

Diameter : 0,4368 ft Panjang : 5,5631 ft

(46)

5.16 Belt Conveyor I (BC -101 )

Fungsi : Mengangkut pulp dari rotary dryer II (RD-201) ke blow box

(BB-101)

Jenis : Flat belt on continuous flow

Bahan kontruksi : Carbon Steel

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi:

Tekanan = 1 atm

Temperatur = 1000C Kecepatan conveyor = 225 ft/mnt

Lebar belt = 7 in

Daya = 0,0658 hp

5.17 Tangki Asam Asetat Glasial (T-201)

Fungsi : Penyimpanan bahan baku asam asetat glasial

Jumlah : 1 unit

Kondisi Penyimpanan : Temperatur : 30OC

Diameter = 2,1662 m

Tinggi = 3,2493 m

Tebal = 0,2074 in

5.18 Pompa Bahan Asam Asetat Glasial (P-106)

Fungsi : memompa asam asetat glasial ke tangki Aktivasi (T-205)

Jumlah : 1 unit

(47)

5.19 Tangki Aktivasi (T-205)

Fungsi : Tempat mencampur pulp dengan asam asetat glasial

Bentuk : Tangki berpengaduk dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade C

Jumlah : 1 unit

Kondisi Operasi : Temperatur = 50°C

Silinder

Diameter = 0,3637 m

Tinggi = 0,7274 m

Tebal = 0,1367 in

Tutup

Diameter = 0,3637 m

Tinggi = 0,0909 m

Tebal = 0,1367 in

Jaket pemanas

Diameter = 0,3764 m

Tinggi = 0,7274 m

Tebal = 1,2696 in

5.20 Pompa Produk Tangki Aktivasi (P-201)

Fungsi : memompa produk tangki aktifasi ke reaktor asetilasi (R-201)

Jumlah : 1 unit

5.21 Tangki Penyimpanan Asam Sulfat (T-202)

Fungsi : Penampungan larutan asam sulfat

(48)

Jumlah : 1 unit

Tekanan : 1 atm = 14,696 psia Kondisi Fisik

Diameter :1,0037 m

Tinggi : 2,0074 m

Tebal : 0,1638 in

5.22 Pompa Bahan Asam Sulfat (P-108)

Fungsi : memompa asam sulfat ke reaktor asetilasi (R-201)

Jumlah : 1 unit

Daya pompa : 0.017 hp

5.23 Tangki Penyimpanan Asetat Anhidrat (T-203)

Fungsi : Penampungan bahan baku asetat anhidrat

Jumlah : 1 unit

Diameter : 3,2660 m

Tinggi : 4,8989 m

Tebal : 0,2640 in

5.24 Pompa Bahan Asetat Anhidrat (P-202)

Fungsi : memompa asetat anhidrat ke reaktor asetilasi (R-201)

(49)

Jumlah : 1 unit

5.25 Tangki Pencampur (Mixer) (M-201)

Fungsi : Tempat mencampur larutan asam asetat dengan air hingga

didapat komposisi larutan asetat akhir sebesar 70%.

Bentuk : Tangki berpengaduk dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade C

Jumlah : 1 unit

Kondisi Operasi

Temperatur = 50°C

Tekanan = 1 atm

Kondisi fisik Silinder

Diameter : 0,6430 m

Tinggi : 1,2861 m

Tebal : ¼ in

Tutup

Diameter : 0,6431 m

Tinggi : 0,1608 m

Tebal : ¼ in

Jaket pemanas

Diameter : 0,1929 m

Daya motor : 0,5924 in

5.26 Pompa Produk Tangki Pencampur (P-203)

Fungsi : memompa bahan asam asetat ke reaktor asetilasi (R-201)

Jumlah : 1 unit

(50)

5.27 Reaktor Asetilasi (R-201)

Fungsi : Tempat terjadinya reaksi pemutusan ikatan –OH pada pulp

Jenis : Batch Stirred Tank Reactor

Bentuk : Tangki berpengaduk dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade A

Jumlah : 1 unit

Kondisi Operasi

Temperatur = 70°C

Tekanan = 1 atm = 14,696 psia

Kondisi fisik Silinder

Diameter : 0,8547 m

Tinggi : 1,2821 m

Tebal : 0,1539 in

Tutup

Diameter : 0,8547 m

Tinggi : 0,2137 m

Tebal : 0,1539 in

Pengaduk

Jenis : two blade paddle,three baffles

Diameter : 0,2564 m

Jaket pemanas

Diameter : 0,8625 m

Tinggi : 1,4957 m

(51)

5.28 Pompa Produk Reaktor Asetilasi (P-205)

Fungsi : memompa produk asetilasi ke reaktor hidrolisa (R-202)

Jumlah : 1 unit

5.29 Reaktor Hidrolisa (R-202)

Fungsi : Tempat terjadinya reaksi hidrolisis selulosa triasetat dan asetat anhidrat.

Jenis : Batch Stirred Tank Reactor

Bentuk : Tangki berpengaduk dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade A

Jumlah : 1 unit

Kondisi Operasi : Temperatur = 120°C

Silinder

Diameter = 1,1132 m

Tinggi = 1,6699 m

Tebal = 0,1638 in

Tutup

Diameter = 1,1132 m

Tinggi = 0,2783 m

Tebal = 0,1638 in

Pengaduk

Diameter : 0,3340 m

Daya motor : 0,6 Hp Jaket pemanas

Diameter : 1,1216 m

(52)

Tebal : 1,3 in

5.30 Pompa Produk Reaktor Hidrolisa (P-205)

Fungsi : memompa produk dari reaktori hidrolisa menuju cooler

(HE-201) menuju unit pendingin

Jumlah : 1 unit

5.31 Cooler (HE-201)

Fungsi : Untuk mendinginkan hasil keluaran tangki hidrolisa dari suhu 120oC sampai 90oC.

Bentuk : Horizontal condensor

Jenis : 2-4 shell and tube exchanger

Dipakai : 3/4 in OD Tube 18 BWG, panjang = 2.5 ft

Jumlah : 1 unit

Fluida panas

Temperatur awal (T1) = 120°C = 248°F

Temperatur akhir (T2) = 50°C = 122°F

Fluida dingin

Temperatur awal (t1) = 30°C = 86°F

Temperatur akhir (t2) = 40°C = 104°F

5.32 Centrifuge (CF-201)

Fungsi : memisahkan produk selulosa asetat dengan campuran larutan

Jenis : Helical conveyer centrifuge

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade C

Jumlah : 1 unit

Kecepatan = 12000 rpm

(53)

5.33 Rotary Dryer I (RD-201)

Fungsi : Menguapkan H2O dan asam asetat dari produk yang keluar dari rotary

washer II hingga memenuh komposisi air yang diizinkan pada proses

asetilasi.

Jenis : Co-Current with Rotary Atomizer (FSD-4) Kondisi operasi

Temperatur saturated steam = 1300C = 2660F Temperatur umpan masuk rotary dryer = 500C = 1220F Temperatur umpan keluar rotary dryer = 1000C = 2120F Kondisi fisik

Diameter : 1,0623 ft Panjang : 5,3114 ft

Rotasi : 220 rpm

Waktu tinggal :4,655 menit

5.34 Belt Conveyor II (BC-201)

Fungsi : Mengangkut padatan selulosa asetat dari rotary dryer II

(RD-201) ke blow box (BB-101)

Jenis : Flat belt on continuous flow

Bahan kontruksi : Carbon Steel

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi:

Tekanan = 1 atm

Temperatur = 300C Kecepatan belt = 225 ft/mnt

Lebar belt = 7 in

Daya = 0,0723 hp

5.35 Blow Box (BB-101)

Fungsi : Untuk menurunkan temperatur produk selulosa asetat

dengan udara

(54)

Bahan kontruksi : Carbon Steel SA-285 Grade C

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

Temperatur = 298,15 K

Tekanan = 1 atm

Tinggi box : 0,551 m

Panjang box : 0,856 m

Lebar box : 0,856 m

5.36 Gudang Penyimpanan Selulosa Asetat (ST-101)

Fungsi : Tempat penyimpanan selulosa asetat selama 14 hari

Bentuk : Segi empat beraturan

Bahan konstruksi : Beton Kondisi penyimpanan :

Temperatur : 300C

Tekanan : 1 atm

Kondisi fisik :

Panjang : 5,0763 m

Lebar : 5,0763 m

Tinggi : 2,5382 m

5.37 Tangki Penampungan Asam Asetat Sisa (T-204)

Fungsi : Penampungan asam asetat sisa

Jumlah : 1 unit

Kondisi Penyimpanan : Temperatur : 30oC

Tekanan : 1 atm = 14,696 psia Kondisi fisik :

Diameter : 2,7474 m

Tinggi : 4,1211 m

(55)

BAB VI

INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

6.1 Instrumentasi

Instrumentasi adalah peralatan yang dipakai di dalam suatu proses kontrol untuk mengatur jalannya suatu proses agar diperoleh hasil sesuai dengan yang

diharapkan. Pengoperasian suatu pabrik kimia harus memenuhi beberapa persyaratan yang ditetapkan dalam perancangannya. Persyaratan tersebut meliputi keselamatan, spesifikasi produk, peraturan mengenai lingkungan hidup, kendala operasional, dan faktor ekonomi. Pemenuhan persyaratan tersebut berhadapan dengan keadaan

lingkungan yang berubah-ubah, yang dapat mempengaruhi jalannya proses atau yang

disebut disturbance (gangguan) (Stephanopoulus, 1984).

Maka operasi semua peralatan yang ada di dalam pabrik dapat dimonitor dan dikontrol dengan cermat, mudah dan efisien.Pengendalian atau pemantauan tersebut dilaksanakan melalui penggunaan peralatan dan engineer (sebagai operator terhadap

peralatan tersebut) sehingga kedua unsur ini membentuk satu system kendali terhadap pabrik. Dengan adanya instrumentasi ini pula, para sarjana teknik dapat segera melakukan tindakan apabila terjadi kejanggalan dalam proses. Namun pada dasarnya, tujuan pengendalian tersebut adalah agar kondisi proses di pabrik mencapai tingkat kesalahan (error)yang paling minimum sehingga produk dapat dihasilkan secara optimal (Considine, 1985).

Fungsi instrumentasi adalah sebagai pengontrol, penunjuk, pencatat, dan pemberi tanda bahaya. Peralatan instrumentasi biasanya bekerja dengan tenaga mekanik atau tenaga listrik dan pengontrolannya dapat dilakukan secara manual atau otomatis. Penggunaan instrumen pada suatu peralatan proses tergantung pada

(56)

Variabel-variabel proses yang biasanya dikontrol/diukur oleh instrument adalah (Considine,1985):

1. Variabel utama, seperti temperatur, tekanan, laju alir, dan level cairan.

2. Variabel tambahan, seperti densitas, viskositas, panas spesifik,

konduktivitas, pH, humiditas, titik embun, komposisi kimia, kandungan kelembaban, dan variabel lainnya

Pada dasarnya sistem pengendalian terdiri dari (Considine,1985): 1. Sensing Elemen/Elemen Perasa (Primary Element)

Elemen yang merasakan (menunjukkan) adanya perubahan dari harga variable yang diukur.

2. Elemen pengukur (measuring element)

Elemen pengukur adalah suatu elemen yang sensitif terhadap adanya

perubahan temperatur, tekanan, laju aliran, maupun tinggi fluida. Perubahan ini merupakan sinyal dari proses dan disampaikan oleh elemen pengukur ke elemen pengontrol.

3. Elemen pengontrol (controlli