Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Fenol dari Tandan Kosong Kelapa Sawit dengan Proses Pirolisis dengan Kapasitas 10.000 Ton/Tahun

(1)

PRA RANCANGAN PABRIK

PEMBUATAN FENOL DARI TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT

DENGAN PROSES PIROLISIS

DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 10.000 TON/TAHUN

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia

OLEH : DAHLIA NIM : 070405008

D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

(2)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas rahmat dan

hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi yang berjudul “Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Fenol dari Tandan Kosong Kelapa Sawit dengan Proses Pirolisis dengan Kapasitas 10.000 Ton/Tahun.”Skripsi ini diajukan untuk memenuhi persyaratan sidang sarjana Teknik Kimia pada Program Pendidikan Sarjana Departemen

Teknik Kimia Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

Selama penulisan laporan ini, penulis banyak mendapat bimbingan dan bantuan

dari banyak pihak. Oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan

ucapan terima kasih kepada :

1. Ibu Prof. Dr. Ir. Setiaty Pandia dan Ibu Dr. Maulida, ST, M.Sc selaku dosen

pembimbing I dan II yang telah membimbing dan memberikan masukan serta

arahan kepada penulis selama menyelesaikan skripsi ini.

2. Ibu Ir. Renita Manurung, MT. Selaku koordinator Tugas Akhir.

3. Bapak Dr.Eng. Ir. Irvan, MSi. Selaku ketua Departemen Teknik Kimia dan Ibu

Dr. Ir. Fatimah, MT. Selaku sekretaris Departemen Teknik Kimia Universitas

Sumatera Utara

4. H. Legimin, kakek dan sekaligus guru juga nenek Umi Kalsum, yang telah

mengajarkan ilmu, menyampaikan pengetahuan, wawasan, nasihat terutama do’a

yang tidak bisa dinilai materi yang telah memberi kekuatan, kesabaran,

ketekunan dan kesyukuran bagi penulis sehingga mampu untuk menyelesaikan

pendidikannya.

5. Kedua orang tua, ayahanda Mahmud Priza S dan ibunda Fauziah Arif Syahbana

yang telah banyak memberikan perhatian, doa, nasehat dan dukungan baik moril

maupun materil, juga abangnda Kurniawan ST, yang telah begitu banyak

berkorban dalam penyelesaian pendidikan penulis dan kakanda Maini, SPd dan

terutama abangnda Sofian Hairi, SPd yang telah menyumbangkan tenaganya

(3)

6. Teman seperjuangan Hanifah Wita Utami, terimakasih semangat dan kerja

samanya chay.

7. Bambang Wahyu Pramono, sahabat sejati yang selalu ada dalam suka dan duka.

Dimas Kurnia yang tak jemu memberi perhatian dan semangat.

8. Andi Nata, sahabat yang selalu mampu menghilangkan kepenatan. Mhd, Darwis

dan Edo Rizqon teman seperjuangan, terimakasih untuk semua masukan yang

mendukung penyelesaian skripsi ini.

9. Teman-teman stambuk 2007 tanpa terkecuali Aji, Andre, Wahyu, Riko, Yudha,

Siti, Lia, Arma, Fitri, Yani, Indah terima kasih untuk persahabatan dan

persaudaraannya baik dalam suka dan duka terutama dalam kepengurusan

organisasi CSG dan HIMATEK di kampus. Saman, Fikri, Andhika, Lana, Frejer,

Daniel, Harmaja, Jenal, Julius, Bresman, Roganda Sitorus, Roganda Opung,

Tomas, Jojo, Harry, Melva, Yessi, Windi, Amel, Sartika, Sriwil, Rumintang,

Ratih, Voni, Boa, Rusli, Vincent, Teddy, Stefanie, Christy, Yulie, Wilphen,

Jessica, Acai, Micek, Hermiati, terima kasih untuk persahabatan dan

semangatnya.

10. Abang-abang dan kakak-kakak senior Bang Arief Hidayat, terimakasih buat

semangat dan ilmunya. Bang Rico, Kak Elna, Bang Andri, Bang Ferry, Kak

Meida, Kak Sena, Kak Rere, terimakasih buat masukan nya.

11. Adik-adik junior tercinta, stambuk 2008 (Mamet, Rahmat, Irma, Hari, Fifah,

Ayu, Gita dkk), stambuk 2009 (Revi, Luri, Intan, dkk), stambuk 2010 (adik

kandung tercinta, Reni, Ayu, Rika, Liza, Inda, Walad, Ricky, Arion, dkk) terima

kasih atas semangat dan doanya. Juga buat Ely, terimakasih doa penyemangatnya

meski kita belum pernah bersua.

12. Buat adik-adik tersayang di 2D Vera, Indah, Winda, Rida, Qila, Frida, Rezka

terimakasih buat persaudaraannya. Juga buat Ani sebagai suhu kost yang banyak

menyemangati dalam penyelesaian skripsi ini.

13. Para pegawai jurusan Pak Darsono, Pak Sutiono, Pak Syamsul, Pak Ridwan, Kak

Sri, Kak Santi, Kak Ani, Kak Pono, Bu Deli terima kasih untuk kerjasamanya

(4)

Spesial terima kasih untuk Pak Bowo pegawai bidang kemahasiswaan yang telah

banyak membantu segala urusan administrasi di fakultas dan untuk nasehat dan

arahannya selama di kampus.

14. Serta pihak-pihak yang telah ikut membantu penulis namun tidak dapat penulis

cantumkan satu-persatu namanya.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna,

dikarenakan keterbatasan pengetahuan, pengalaman dan referensi. Untuk itu diperlukan

saran dan kritik yang sifatnya membangun untuk kesempurnaan skripsi ini. Semoga

skripsi ini bermanfaat dan berguna bagi semua pihak.

Medan, Juni 2012

Penulis,

Dahlia

(5)

INTISARI

Pembuatan fenol dilakukan dengan proses hidrolisis, pirolisis dan dilanjutkan

dengan distilasi. Pabrik fenol dari tandan kosong kelapa sawit ini direncanakan

berproduksi dengan kapasitas 10.000 ton/tahun dan beroperasi selama 330 hari dalam

setahun. Produk utama dari pirolisis tandan kosong kelapa sawit ini adalah fenol.

Adapun produk sampingnya yaitu glukosa, xilosa, cresol, metanol dan arang yang

memiliki nilai ekonomi yang tinggi.

Pabrik ini direncanakan berlokasi di daerah Dumai tepatnya Kabupaten

Bengkalis, Provinsi Riau yang merupakan hilir Sungai Rokan, dengan luas tanah yang

dibutuhkan adalah 39.023 m2. Tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan

pabrik adalah sebanyak 160 orang. Bentuk badan usaha yang direncanakan adalah

Perseoran Terbatas (PT) dan bentuk organisasinya adalah organisasi garis dan staff.

Hasil analisa ekonomi Pabrik Pembuatan Fenol sebagai berikut:  Modal Investasi Total : Rp

1.635.057.593.226,- Biaya Produksi : Rp 1.050.399.254.391,- Hasil Penjualan : Rp 2.293.203.177.552,- Laba Bersih : Rp

865.630.432.482,- Profit Margin : 53,924%

 Break Even Point : 38,945 %

 Return on Investment : 52,942 %

 Pay Out Time : 1,889 tahun

 Return on Network : 88,236 %

 Internal Rate of Return : 68,292%

Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa pabrik pembuatan

(6)

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ... i

INTISARI ... iv

DAFTAR ISI... v

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR TABEL... xi

BAB I PENDAHULUAN... I-1

1.1 Latar Belakang ... I-1

1.2 Perumusan Masalah ... I-3

1.3 Tujuan Pra rancangan... I-3

1.4 Manfaat Pra Rancangan ... I-4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA... II-1

2.1 Fenol... II-1

2.2 Bahan Baku ... II-2

2.2.1 Lignin... II-3

2.2.2 Selulosa... II-3

2.2.3 Hemiselulosa ... II-4

2.3 Bahan Pendukung... II-4

2.3.1 Air (H2O) ... II-4

2.3.2 Metanol (CH3OH)... II-5

2.3.3 Nitrogen (N2) ... II-5

2.3.4 Asam Sulfat (H2SO4) ... II-6

2.4 Pembuatan Fenol ... II-6

2.4.1 Pembuatan Fenol Secara Kimiawi... II-6

2.4.2 Pembuatan Fenol Melalui Proses Pirolisis ... II-7

2.5 Pemilihan Proses ... II-8

2.6 Deskripsi Proses ... II-6

(7)

2.6.2 Tahap Pirolisis ... II-10

2.6.3 Tahap Pemurnian Produk ... II-10

BAB III NERACA MASSA... III-1

BAB IV NERACA ENERGI... IV-1

BAB V SPESIFIKASI PERALATAN... V-1

BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ... VI-1

6.1 Instrumentasi ... VI-1

6.1.1 Tujuan Pengendalian... VI-3

6.1.2 Jenis-Jenis Pengendalian dan Alat Pengendali ... VI-3

6.1.3 Variabel-Variabel Proses dalam Sistem Pengendalian ... VI-9

6.1.4 Syarat Perancangan Pengendalian... VI-10

6.2 Keselamatan Kerja ... VI-17

BAB VII UTILITAS... VII-1

7.1 Kebutuhan Uap air (Steam)... VII-1

7.2 Kebutuhan Air ... VII-2

7.2.1 Kebutuhan Air Pendingin... VII-2

7.2.1 Kebutuhan Air Proses ... VII-3

7.2.2 Kebutuhan air lainnya ... VII-4

7.2.3Screening... VII-7

7.2.4 Sedimentasi ... VII-7

7.2.5 Klarifikasi... VII-7

7.2.6 Filtrasi ... VII-8

7.2.7 Demineralisasi... VII-9

7.2.7.1 Penukar Kation (Cation Exchanger)... VII-9

7.2.5.2 Penukar Anion (Anion Exchanger) ... VII-11

7.2.8 Deaerator ... VII-12

7.3 Kebutuhan Bahan Kimia ... VII-12

7.4 Kebutuhan Listrik... VII-13

7.5 Kebutuhan Bahan Bakar ... VII-13

(8)

7.6.1 Bak Penampungan (BP) ... VII-16

7.6.2 Bak Pengendapan Awal (BPA)... VII-17

7.6.3 Bak Netralisasi (BN) ... VII-17

7.6.4 Unit Pengolahan Limbah dengan SistemActivated

Sludge(Lumpur Aktif)... VII-18

7.6.5 Tangki Sedimentasi (TS)... VII-21

7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas ... VII-22

BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ... VIII-1

8.1 Lokasi Pabrik ... VIII-1

8.2 Tata Letak Pabrik ... VIII-3

8.3 Perincian Luas Tanah ... VIII-4

BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ... IX-1

9.1 Organisasi Perusahaan ... IX-1

9.1.1 Bentuk Organisasi Garis ... IX-2

9.1.2 Bentuk Organisasi Fungsionil ... IX-2

9.1.3 Bentuk Organiasi Garis dan Staf... IX-3

9.1.4 Bentuk Organisasi Fungsionil dan Staf... IX-3

9.2 Manajemen Perusahaan... IX-3

9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha ... IX-4

9.4 Uraian Tugas, Wewenang, dan Tanggung Jawab ... IX-6

9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) ... IX-6

9.4.2 Dewan Komisaris ... IX-6

9.4.3 Direktur ... IX-6

9.4.4 Sekretaris... IX-7

9.4.5 Manager Teknik dan Produksi ... IX-7

9.4.6 Manager Umum dan Keuangan ... IX-7

9.4.7 Manager R&D (Research and Development) ... IX-7

9.5 Sistem Kerja ... IX-7

9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan... IX-9

(9)

9.8 Sistem Penggajian ... IX-11

9.9 Tata Tertib ... IX-13

BAB X ANALISIS EKONOMI... X-1

10.1 Modal Investasi ... X-1

10.1.1 Modal Investasi Tetap (MIT) ... X-1

10.1.2 Modal Kerja /Working Capital(WC) ... X-3

10.1.3 Biaya Produksi Total (BPT) /Total Cost(TC) ... X-4

10.1.3.1 Biaya Tetap /Fixed Cost(FC) ... X-4

10.1.3.2 Biaya Variabel /Variable Cost(VC) ... X-5

10.1.4 Biaya Variabel (Variabel Cost)... X-5

10.2 Total Penjualan... X-5

10.3 Bonus Perusahaan ... X-5

10.4 Perkiraan Rugi/Laba Usaha... X-5

10.5 Analisa Aspek Ekonomi... X-6

10.5.1Profit Margin(PM) ... X-6

10.5.2Break Even Point(BEP) ... X-6

10.5.3Return on Investment(ROI) ... X-7

10.5.4Pay Out Time(POT)... X-7

10.5.5Return on Network (RON)... X-8

10.5.6Internal Rate of Return(IRR)... X-8

BAB XI KESIMPULAN ... XI-1

DAFTAR PUSTAKA ... xvi

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA... LA-1

LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA ENERGI... LB-1

LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN... LC-1

LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS. LD-1

(10)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Stuktur Fenol... II-1

Gambar 6.1 Diagram Balok Sistem PengendalianFeedback... VI-4

Gambar 6.2 Sebuah loop Pengendalian ... VI-5

Gambar 6.3 Instrumentasi Tangki Cairan ... VI-12

Gambar 6.4 Instrumentasi pada pompa... VI-12

Gambar 6.5 InstrumentasiHeater/Cooler/ Kondensor/Reboiler... VI-13

Gambar 6.6 InstrumentasiKnock Out Drum... VI-13

Gambar 6.7 Instrumentasi pada Reaktor... VI-14

Gambar 6.8 Instrumentasi Reaktoor Pirolisis ... VI-14

Gambar 6.9 Instrumentasi Tangki Berpengaduk ... VI-15

Gambar 6.10 Instrumentasi Kolom Distilasi... VI-15

Gambar 6.11 Instrumentasi padaBlower... VI-16

Gambar 6.12 Instrumentasi Dekanter ... VI-16

Gambar 6.13 Instrumentasi pada Akumulator ... VI-17

Gambar 8.1 Peta lokasi pabrik Hidrogen ... VIII-1

Gambar 8.2 Tata Letak Pabrik Fenol ... VIII-6

Gambar 9.1 Struktur organisasi pabrik pembuatan Hidrogen... IX-14

Gambar LC-1 Lapple Conventional Cyclone with 4 inch insulation... LC-54

Gambar LC-2 Tutupknock out drummenggunakantorispherical head... LC-75

Gambar LD-1 Sketsa SebagianBar Screen(dilihat dari atas) ... LD-1

Gambar LD-2 Bak Sedimentasi... LD-4

Gambar LD-3A Sketsa tangki pelarutan alum ... LD-18

Gambar LD-3B Sketsa pengaduk tangki pelarutan alum... LD-11

Gambar LD-4A Sketsa tangki pelarutan soda abu ... LD-14

Gambar LD-4B Sketsa pengaduk tangki pelarutan soda abu... LD-17

Gambar LD-5 Sketsaclarifier... LD-20

Gambar LD-6 Tangkisand filter... LD-26

(11)

Gambar LD-7B Sketsa pengaduk tangki pelarutan soda abu... LD-36

Gambar LD-17 SketsaCation Exchanger ... LD-39

Gambar LD-19 SketsaAnion Exchanger... LD-43

Gambar LD-10ASketsa tangki pelarutan NaOH... LD-47

Gambar LD-10BSketsa pengaduk tangki pelarutan NaOH ... LD-50

Gambar LD-11ASketsa tangki pelarutan Kaporit... LD-53

Gambar LD-11BSketsa pengaduk tangki pelarutan Kaporit ... LD-56

Gambar LD-12 Sketsa tangki Domestik... LD-57

Gambar LD-13 Sketsa Deaerator... LD-62

Gambar LD-14ASketsaWater Cooling Tower... LD-68

Gambar LD-14B.Grafik Entalpi dan Temperatur Cairan padaCooling Tower LD-69

Gambar LD-14CKurva Hy terhadap 1/(Hy*– Hy) ... LD-70

Gambar LE-1 IndeksMarshalldanSwift... LE-3

Gambar LE-2 Linearisasi cost index dari tahun 2003 – 2008... LE-4

Gambar LE-3 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan... LE-5

Gambar LE-4 Harga Peralatan untuk Kolom Distilasi... LE-6

Gambar LE-5 Harga TiapTraydalam Kolom Distilasi... LE-7

(12)

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Kebutuhan Impor Fenol di Indonesia... I-2

Tabel 1.2 Kebutuhan Ekspor Fenol di Indonesia ... II-2

Tabel 2.1 Kandungan Tandan Kosong Kelapa Sawit ... II-1

Tabel 3.1 Neraca Massa Tangki Penampungan Bahan Baku... III-1

Tabel 3.2 Neraca Massa Reaktor Pra Hidrolisa ... III-1

Tabel 3.3 Neraca Massa padaFilter PressI ... III-2

Tabel 3.4 Neraca Massa Reaktor Hidrolisa... III-3

Tabel 3.5 Neraca MassaFilter PressII... III-3

Tabel 3.6 Neraca MassaOve Dryer... III-4

Tabel 3.7 Neraca Massa Reaktor Pirolisis ... III-5

Tabel 3.8 Neraca Massa padaCyclone... III-6

Tabel 3.9 Neraca massaKnock Out Drum... III-7

Tabel 3.10 Neraca massa Tangki Berpengaduk A ... III-8

Tabel 3.11 Neraca massa Dekanter A ... III-9

Tabel 3.12 Neraca massa Tangki Berpengaduk B ... III-10

Tabel 3.13 Neraca massa Dekanter B ... III-11

Tabel 3.14 Neraca massa Tangki Berpengaduk C ... III-12

Tabel 3.15 Neraca Massa Dekanter C... III-13

Tabel 3.16 Neraca Massa Tangki Penampungan ... III-14

Tabel 3.17 Neraca Massa Distilasi I... III-14

Tabel 3.18 Neraca Massa pada Distilasi II... III-15

Tabel 4.1 Neraca Panas Reaktor Pra Hidrolisa ... IV-1

Tabel 4.2 Neraca PanasCoolerI... IV-1

Tabel 4.3 Neraca Panas Reaktor Hidrolisa... IV-1

Tabel 4.4 Neraca PanasCoolerII ... IV-1

Tabel 4.5 Neraca PanasRotary Dryer... IV-2

(13)

Tabel 4.7 Neraca PanasCoolerIII ... IV-2

Tabel 4.8 Neraca PanasCoolerIV... IV-2

Tabel 4.9 Neraca PanasHeater... IV-9

Tabel 4.10 Neraca Panas Kondensor II... IV-3

Tabel 4.11 Neraca Panas Kondensor III... IV-3

Tabel 4.12 Neraca PanasCoolerDistilasi 1... IV-3

Tabel 4.13 Neraca PanasCoolerBottom 1 ... IV-3

Tabel 4.14 Neraca PanasCoolerBottom 2 ... IV-4

Tabel 4.15 Neraca PanasReboiler1 ... IV-4

Tabel 4.16 Neraca PanasReboiler2 ... IV-4

Tabel 6.1 Jenis variabel pengukuran dan controlleryang digunakan... VI-9

Tabel 6.3 Daftar Penggunanan Instrumentasi pada Pra-Rancangan Pabrik

Pembuatan Fenol dari Tandan Kosong Kelapa Sawit dengan

Proses Pirolisis ... VI-11

Tabel 7.1 Kebutuhan Uap (Steam) Pabrik... VII-1

Tabel 7.2 Kebutuhan Air Pendingin Pabrik ... VII-2

Tabel 7.3 Kebutuhan Air PProses Pabrik... VII-4

Tabel 7.4 Pemakaian Air Untuk Berbagai Kebutuhan ... VII-5

Tabel 7.5 Kualitas Air Sungai Rokan, Riau ... VII-6

Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah... VIII-5

Tabel 9.1 Susunan Jadwal Shift Karyawan... IX-9

Tabel 9.2. Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya ... IX-9

Tabel 9.3 Perincian Gaji Karyawan ... IX-11

Tabel LA-1 Kandungan Tandan Kosong Kelapa Sawit ... LA-1

Tabel LA-2 Neraca Massa Tangki Penampungan Bahan Baku... LA-3

Tabel LA-3 Neraca Massa Reaktor Pra Hidrolisa ... LA-6

Tabel LA-4 Neraca MassaFilter PressI... LA-8

Tabel LA-5 Neraca Massa Reaktor Hidrolisa... LA-12

Tabel LA-6 Neraca MassaFilter PressII ... LA-14

(14)

Tabel LA-8 Neraca Massa Reaktor Pirlosis ... LA-20

Tabel LA-9 Neraca Massa ReaktorCyclone ... LA-22

Tabel LA-10 Neraca MassaKnock Out Drum... LA-26

Tabel LA-11 Neraca Massa Tangki Pengaduk A ... LA-28

Tabel LA-12 Neraca Massa Dekanter A ... LA-32

Tabel LA-13 Neraca Massa Tangki Pengaduk B ... LA-34

Tabel LA-14 Neraca Massa Dekanter B... LA-38

Tabel LA-15 Neraca Massa Tangki Pengaduk C ... LA-40

Tabel LA-16 Neraca Massa Dekanter C... LA-44

Tabel LA-17 Neraca Massa Tangki Penampungan ... LA-47

Tabel LA-18 Neraca Massa Distilasi I ... LA-50

Tabel LA-19 Neraca Massa Distilasi II ... LA-52

Tabel LA-14 Neraca Massa Dekanter B... LA-38

Tabel LB-1 Kapasitas PanasLiquid... LB-1

Tabel LB-2 Tabel Kontribusi Unsur Atom dengan metode Hurst dan Harrison LB-2

Tabel LB-3 Data Kapasitas Panas Komponen Cair ( kJ/mol K) ... LB-2

Tabel LB-4 Data Titik Didih (K) dan Panas Laten (J/mol) ... LB-2

Tabel LB-5 Perhitungan Panas Masuk pada Reaktor Pra Hidrolisa... LB-9

Tabel LB-6 Perhitungan Panas Keluar pada Reaktor Pra Hidrolisa... LB-13

Tabel LB-7 Neraca Panas Reaktor Pra Hidrolisa ... LB-10

Tabel LB-8 Neraca Panas Keluar padaCoolerI ... LB-10

Tabel LB-9 Neraca PanasCoolerI... LB-11

Tabel LB-10 Perhitungan Panas Masuk pada Reaktor Hidrolisa ... LB-12

Tabel LB-11 Perhitungan Panas Keluar pada Reaktor Hidrolisa ... LB-13

Tabel LB-12 Neraca Panas Reaktor Hidrolisis... LB-12

Tabel LB-13 Perhitungan Panas Keluar padaCoolerII... LB-14

Tabel LB-14 Neraca PanasCoolerII ... LB-15

Tabel LB-15 Neraca Panas Masuk padaRotary Dryer... LB-16

Tabel LB-16 Neraca Panas Keluar padaRotary Dryer... LB-16

(15)

Tabel LB-18 Neraca PanasRotary Dryer... LB-17

Tabel LB-19 Neraca Panas Masuk N2pada Reaktor Pirolisis... LB-18

Tabel LB-20 Neraca Panas Keluar pada Reaktor Pirolisis... LB-19

Tabel LB-21 Neraca Panas Masuk pada Kondensor I... LB-21

Tabel LB-22 Neraca Panas Keluar pada Kondensor I... LB-22

Tabel LB-23 Neraca Panas Kondensor I ... LB-24

Tabel LB-24 Neraca Panas Keluar padaCoolerIII... LB-25

Tabel LB-25 Neraca PanasCoolerIII ... LB-26

Tabel LB-26 Perhitungan Panas Keluar padaCoolerIV ... LB-27

Tabel LB-27 Neraca PanasCoolerIV... LB-28

Tabel LB-28 Perhitungan Panas Masuk padaHeater... LB-28

Tabel LB-29 Perhitungan Panas Keluar padaHeater... LB-29

Tabel LB-30 Neraca PanasHeater... LB-30

Tabel LB-31 Titik Didih Umpan Masuk Distilasi... LB-31

Tabel LB-32 Dew PointDistilat ... LB-32

Tabel LB-33 Panas Masuk Kondensor 2 ... LB-32

Tabel LB-34 Panas Keluar Kondensor 2 ... LB-33

Tabel LB-35 Neraca Panas Kondensor 2... LB-34

Tabel LB-36 Titik Didih Umpan Masuk Distilasi II ... LB-35

Tabel LB-37 Dew PointDistilat ... LB-35

Tabel LB-40 Neraca Panas Kondenser 3... LB-37

Tabel LB-41 Panas KeluarCoolerDistilasi 2 ... LB-37

Tabel LB-42 Neraca PanasCoolerDistilasi 2... LB-38

Tabel LB-43 Panas KeluarCooler Bottom1... LB-38

Tabel LB-44 Neraca PanasCooler Bottom1 ... LB-39

Tabel LB-45 Panas KeluarCooler Bottom2... LB-40

Tabel LB-46 Neraca PanasCooler Bottom2 ... LB-36

(16)

Tabel LB-48 Panas KeluarBottom... LB-40

Tabel LB-49 Panas Keluar Vb... LB-41

Tabel LB-50 Neraca PanasReboiler1 ... LB-41

Tabel LB-51 Panas MasukReboiler2... LB-42

Tabel LB-52 Panas KeluarBottom2 ... LB-42

Tabel LB-53 Panas Keluar Vb... LB-42

Tabel LB-54 Neraca PanasReboiler2 ... LB-43

Tabel LD-1 Perhitungan Entalpi dalam Penentuan Tinggi Menara

Pendingin ... LD-70

Tabel LE-1 Perincian Harga Bangunan ... LE-2

Tabel LE-2 Harga IndeksMarshalldanSwift ... LE-3

Tabel LE-3 Estimasi Harga Peralatan Proses Impor ... LE-7

Tabel LE-4 Estimasi Harga Peralatan Proses Non Impor ... LE-9

Tabel LE-5 Estimasi Harga Peralatan Utilitas Impor... LE-9

Tabel LE-6 Estimasi Harga Peralatan Utilitas Non Impor ... LE-10

Tabel LE-7 Biaya Sarana Transportasi ... LE-13

Tabel LE-8 Perincian Gaji... LE-17

Tabel LE-9 Perincian Biaya Kas ... LE-19

Tabel LE-10 Perincian Modal Kerja ... LE-21

Tabel LE-11 Aturan Depresiasi Sesuai UU Republik Indonesia

No. 17 Tahun 2000... LE-23

Tabel LE-12 Aturan Biaya Depresiasi Sesuai UU Republik Indonesia

(17)

INTISARI

Pembuatan fenol dilakukan dengan proses hidrolisis, pirolisis dan dilanjutkan

dengan distilasi. Pabrik fenol dari tandan kosong kelapa sawit ini direncanakan

berproduksi dengan kapasitas 10.000 ton/tahun dan beroperasi selama 330 hari dalam

setahun. Produk utama dari pirolisis tandan kosong kelapa sawit ini adalah fenol.

Adapun produk sampingnya yaitu glukosa, xilosa, cresol, metanol dan arang yang

memiliki nilai ekonomi yang tinggi.

Pabrik ini direncanakan berlokasi di daerah Dumai tepatnya Kabupaten

Bengkalis, Provinsi Riau yang merupakan hilir Sungai Rokan, dengan luas tanah yang

dibutuhkan adalah 39.023 m2. Tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan

pabrik adalah sebanyak 160 orang. Bentuk badan usaha yang direncanakan adalah

Perseoran Terbatas (PT) dan bentuk organisasinya adalah organisasi garis dan staff.

Hasil analisa ekonomi Pabrik Pembuatan Fenol sebagai berikut:  Modal Investasi Total : Rp

1.635.057.593.226,- Biaya Produksi : Rp 1.050.399.254.391,- Hasil Penjualan : Rp 2.293.203.177.552,- Laba Bersih : Rp

865.630.432.482,- Profit Margin : 53,924%

 Break Even Point : 38,945 %

 Return on Investment : 52,942 %

 Pay Out Time : 1,889 tahun

 Return on Network : 88,236 %

 Internal Rate of Return : 68,292%

Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa pabrik pembuatan

(18)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan industri sebagai bagian dari usaha ekonomi jangka panjang

diarahkan untuk menciptakan struktur ekonomi yang lebih baik dan seimbang yaitu

struktur ekonomi dengan dititikberatkan pada industri maju yang didukung oleh

ekonomi yang tangguh. Indonesia saat ini tengah memasuki era globalisasi dalam segala

bidang yang menuntut tangguhnya sektor industri dan bidang–bidang lain yang saling

menunjang. Hal ini tentunya memacu kita untuk lebih giat dalam melakukan

terobosan-terobosan baru sehingga produk yang dihasilkan mempunyai daya saing, efisien dan

efektif, disamping itu haruslah tetap akrab dan ramah terhadap lingkungan.

Menanggapi situasi tersebut dan dalam upaya untuk mengurangi ketergantungan

impor produk kimia, pemerintah menetapkan peraturan yang mendorong perkembangan

industri tersebut. Sejalan dengan itu industri kimia di Indonesia seperti industri fenol,

juga turut berkembang. Dengan kebutuhan industri-industri kimia saat ini, maka

kebutuhan akan bahan baku industri kimia tersebut pun semakin meningkat. Bahan

baku industri ada yang berasal dari dalam negeri dan ada juga yang masih di impor.

Salah satu bahan baku yang masih di impor adalah fenol.

Fenol memiliki beragam manfaat, baik sebagai bahan baku maupun bahan

penunjang industri kimia, seperti :

1. Sebagai bahan baku pembuatan obat–obatan seperti asam salisilat, asam pikrat,

dll

2. Sebagai antiseptik (karena fenol mempunyai sifat mengkoagulasi protein)

3. Seebagai zat pewarna buatan

4. Sebagai lem kayu

(19)

Saat ini kebutuhan fenol di Indonesia masih mengandalkan impor. Dapat kita lihat

melalui perbandingan data impor dan ekspor fenol, dimana kebutuhan impor fenol jauh

lebih besar bila dibandingkan dengan kebutuhan ekspor fenol (Tabel 1.1 dan Tabel 1.2).

Tabel 1.1 Kebutuhan Fenol di Indonesia Berdasarkan Data Impor

Tahun Ke Tahun Impor (kg)

1 2005 24.701.105

2 2006 14.735.325

3 2007 18.987.920

4 2008 18.608.338

5 2009 14.037.481

6 2010 13.935.438

(Sumber : BPS, 2010)

Tabel 1.2 Kebutuhan Fenol di Indonesia Berdasarkan Data Ekspor

Tahun Ke Tahun Ekspor (kg)

1 2005 1.635.137

2 2006 720.263

3 2007 1.466.594

4 2008 1.510.393

5 2009 1.292.915

6 2010 1.066.699

(Sumber : BPS, 2010)

Kapasitas produksi pada pra rancangan pabrik fenol ini adalah 10.000 ton/tahun,

diharapkan sekitar 75% kebutuhan fenol domestik dapat dipenuhi, sehingga tidak hanya

bergantung pada impor fenol.

Bahan baku yang digunakan dalam memproduksi fenol adalah tandan kosong

kelapa sawit yang ketersediaanya di Indonesia cukup melimpah. Sumber bahan baku

merupakan hal penting dalam pemilihan lokasi pabrik. Hal ini dapat mengurangi biaya

transportasi dan biaya penyimpanan.

Oleh karena itu, dalam menyongsong era industrialisasi yang merupakan

program pemerintah yang sangat penting dalam rangka proses alih teknologi dan

(20)

untuk merangsang pertumbuhan industri kimia yang lain, maka perlu dibangun pabrik

fenol untuk mencukupi kebutuhan fenol dalam negeri. Pendirian pabrik fenol di

Indonesia dapat dilakukan karena didukung oleh beberapa alasan, antara lain :

1. Pabrik – pabrik industri kimia seperti pabrik pembuatan antiseptik, pabrik farmasi

misalnya asam salisilat, asam pikat semakin berkembang yang memungkinkan

kebutuhan akan fenol semakin meningkat.

2. Sampai saat ini Indonesia masih mengimpor fenol dari negara lain, dengan

mendirikan pabrik fenol maka kebutuhan akan bahan ini dapat dipenuhi sehingga

dapat menghemat devisa negara.

3. Dapat memberikan lapangan pekerjaan baru sehingga dapat menyerap tenaga kerja.

4. Meningkatkan kemampuan teknologi dalam mengolah limbah padat pertanian

khususnya tandan kosong kelapa sawit dan industri proses di dalam negeri.

Keberadaan pabrik fenol ini diharapkan dapat menjadi pendorong dan

menggerakkan perkembangan industri-industri kimia yang menggunakan produk ini,

baik sebagai bahan baku utama maupun bahan baku penunjangnya.

1.2 Perumusan Masalah

Kebutuhan fenol di Indonesia belum dapat terpenuhi karena masih mengimpor

fenol dari negara lain, dan di Indonesia belum banyak berdiri pabrik yang memproduksi

fenol, sehingga untuk menanggulangi kebutuhan fenol di dalam negeri maka dirasa

perlu untuk mendirikan suatu pabrik pembuatan fenol dari tandan kosong kelapa sawit.

1.3 Tujuan Pra Rancangan

Secara umum, tujuan pra rancangan pabrik pembuatan fenol dari tandan kosong

kelapa sawit ini adalah untuk menerapkan disiplin ilmu teknik kimia khususnya di

bidang perancangan, proses dan operasi teknik kimia sehingga dapat memberikan

gambaran kelayakan pra rancangan pabrik pembuatan fenol dari tandan kosong kelapa

sawit.

Secara khusus, tujuan pra rancangan pabrik pembuatan fenol dari tandan kosong

(21)

1.4 Manfaat Pra Rancangan

Manfaat yang dapat diperoleh dari pra rancangan ini adalah tersedianya

informasi mengenai pra rancangan pabrik fenol dari tandan kosong kelapa sawit

sehingga dapat menjadi referensi untuk pendirian suatu pabrik fenol. Manfaat lain yang

ingin dicapai adalah dapat memberikan gambaran kelayakan dari segi rancangan dan

ekonomi sehingga diharapkan akan menjadi salah satu pendukung pertumbuhan industri

(22)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Fenol

Fenol juga dikenal dengan nama asam karboksilat, merupakan cairan bening yang

beracun dengan bau yang khas. Rumus kimianya adalah C6H5OH dan memiliki struktur

grup hidroksil (-OH) yang terikat dengan sebuah cincin phenyl yang juga merupakan

senyawa aromatis.

Fenol dapat dibuat dari oksidasi parsial benzen atau asam benzoat, dengan proses

cumene, atau dengan proses Raschig. Fenol juga dapat diisolasi dari batubara.

Fenol memiliki sifat antiseptik dan digunakan oleh Sir Joseph Lister(1827-1912)

pada teknik pembedahan antiseptiknya. Fenol juga merupakan bahan aktif anastesi oral

seperti Chloraseptic spray. Fenol juga merupakan bahan utama dari Carbolic Smoke

Ball, sebuah alat yang dipasarkan di London pada abad ke 19 sebagai pengaman

pengguna terhadap influenza dan penyakit lainnya.

Gambar 2.1 Struktur Fenol

(http://en. wikipedia.org/wiki/Phenol, 2011)

Fenol juga digunakan dalam proses produksi obat obatan (merupakan bahan awal

pada produksi aspirin), herbisida, dan resin sintetis (Bakelite, salah satu resin sintetis

awal yang diproduksi, merupakan sebuah polimer dari fenol dengan formaldehid).

(23)

Sifat-sifat fisika fenol:

1. Rumus molekul : C6H5OH

2. Berat molekul : 94,11 gr/mol

3. Wujud : Cair

4. Warna : Tak berwarna

5. Densitas : 1,07 gr/cm³

6. Titik didih : 181,75oC (pada 101,3 kPa)

7. Titik beku : 40,9oC (pada 101,3 kPa)

8. Kelarutan dalam air (20oC) : 8,3 g/100 ml

9. Bersifat korosif

(Ullmann’s, 2005)

2.2 Bahan Baku

Sumber bahan baku bukan pangan yang potensial untuk dieksploitasi adalah

lignoselulosa. Lignoselulosa ditemui pada kayu, rumput, sisa penebangan hutan, limbah

pertanian, dan lain lain. Umumnya, hanya kayu yang digunakan sebagai bahan dasar

untuk produksi hidrolisat lignoselulosa. Komposisi utama kayu yaitu, selulosa,

hemiselulosa, dan lignin. Biomassa lignoselulosa sebagian besar terdiri dari campuran

polimer karbohidrat (selulosa dan hemiselulosa), lignin, ekstraktif, dan abu.

Kadang-kadang disebut holoselulosa, istilah ini digunakan untuk menyebutkan total karbohidrat

yang dikandung di dalam biomassa dan meliputi selulosa dan hemiselulosa. (Isroi, 2008)

Salah satu sumber lignoselulosa yang terdapat dalam jumlah yang berlimpah dan

murah harganya di Indonesia adalah limbah padat dari industri kelapa sawit. Sebuah

pabrik kelapa sawit (PKS) dengan kapasitas 60 ton tandan/jam dapat menghasilkan

limbah 100 ton/hari. Di Indonesia terdapat 470 pabrik pengolahan kelapa sawit. Limbah

kelapa sawit mencapai 28,7 juta ton dalam bentuk cair dan 15,2 juta ton dalam bentuk

padat per tahun.

Limbah padat dari perkebunan kelapa sawit terdiri dari tandan kosong kelapa sawit

(TKKS), serat, cangkang, batang pohon dan pelepah daun. Dari kelima bahan tersebut,

(24)

oleh batang pohon sebesar 45,7% dan serat sebesar 39,9%, sedangkan cangkang dan

pelepah daun tidak mengandung selulosa.

Adapun kandungan dan sifat kimia tandan kosong kelapa sawit dapat dilihat pada

tabel berikut:

Tabel 2.1 Kandungan Tandan Kosong Kelapa Sawit

No. Parameter Kandungan

1 Lignin 22,60 %

2 Selulosa 45,80 %

3 Holoselulosa 71,80 %

4 Pentosa 25,90 %

5 Kadar Abu 1,60 %

(Purwito dan Firmanti, 2005)

2.2.1 Lignin

Lignin adalah molekul komplek yang tersusun dari unit phenylphropane yang

terikat di dalam struktur tiga dimensi. Lignin adalah material yang paling kuat di dalam

biomassa. Lignin sangat resisten terhadap degradasi, baik secara biologi, enzimatis,

maupun kimia. Karena kandungan karbon yang relatif tinggi dibandingkan dengan

selulosa dan hemiselulosa, lignin memiliki kandungan energi yang tinggi. Jumlah lignin

yang terdapat dalam tumbuhan yang berbeda sangat bervariasi dan biasanya antara

20-40%. (Isroi, 2008)

Sebelum material lignoselulosa dipirolisis untuk menghasilkan fenol diperlukan

serangkaian proses untuk memperoleh lignin dalam tandan kosong kelapa sawit.

Selulosa dan hemiselulosa dipecah (dihidrolisis) menjadi monomer gula dengan cara

enzimatis atau menggunakan asam (encer atau pekat) untuk memperoleh lignin yang

(25)

2.2.2 Selulosa

Selulosa merupakan konstituen utama kayu. Kira-kira 40-45% bahan kering dalam

kebanyakan spesies kayu adalah selulosa terutama terdapat dalam dinding sel sekunder.

Selulosa merupakan struktur dasar sel-sel tanaman, oleh karena itu merupakan bahan

alam yang paling penting yang dibuat oleh organisme hidup. Pernyataan yang sama ini

berlaku pada terdapatnya selulosa secara kuantitatif. Di dalam biosfer 27 x 1010 ton

karbon terikat dalam organisme hidup, lebih 99% dari padanya adalah terikat dalam

selulosa, yang berarti bahwa selulosa total dalam dunia nabati berjumlah sekitar 26,5 x

1010ton.

Didalam kayu, selulosa tidak hanya disertai dengan poliosa dan lignin, tetapi juga

terikat erat dengannya, dan pemisahannya memerlukan perlakuan kimia yang intensif.

Selulosa yang diisolasi tetap tidak murni. Untuk memperoleh selulosa murni 100 % dari

kayu, α-selulosa harus mengalami perlakuan intensif lebih lanjut, seperti hidrolisis parsial, pelarutan dan pengendapan serta produk yang dihasilkan terdiri dari rantai

molekul yang sangat pendek. (Fengel, D, dkk, 1995)

2.2.3 Hemiselulosa

Hemiselulosa termasuk dalam kelompok polisakarida heterogen yang dibentuk

melalui jalan biosintesis yang berbeda dari selulosa. Berbeda dengan selulosa yang

merupakan homopolisakarida, hemiselulosa merupakan heteropolisakarida. Seperti

halnya selulosa, kebanyakan hemiselulosa berfungsi sebagai bahan pendukung dalam

dinding-dinding sel. Hemiselulosa relatif mudah dihidrolisis oleh asam menjadi

komponen-komponen monomernya yang terdiri dari D-glukosa, D-manosa, D-galaktosa,

xilosa, L-arabinosa, dan sejumlah kecil L-ramnosa di samping menjadi asam

D-glukuronat, asam 4-0-metil-D-D-glukuronat, dan asam D-glukuronat. Kebanyakan

hemiselulosa mempunyai derajat polimerisasi hanya 200. Jumlah hemiselulosa dari berat

(26)

2.3 Bahan Pendukung

Bahan-bahan pendukung yang digunakan dalam proses pembuatan fenol terdiri

dari: air (H2O), metanol (CH3OH), nitrogen (N2) dan asam sulfat (H2SO4).

2.3.1 Air (H2O)

Adapun sifat-sifat fisika air adalah sebagai berikut:

2. Titik didih : 1000C (pada 101,3 kPa)

3. Titik beku : 00C (pada 101,3 kPa)

4. Densitas (250c) : 0,998 gr/ml

5. Viskositas (pada kondisi standar, 1 atm) : 8,949 mP

6. Tekanan uap (200c) : 0,0212 atm

7. Panas pembentukan : 6,013 kJ/mol

8. Panas spesifik (pada kondisi standar) : 4,180 J/kg K

9. Panas penguapan : 22,6.105J/mol

10. Kapasitas panas : 4,22 kJ/kg K

11. Tidak berbau, berasa dan berwarna

(Kirk Othmer,1968)

2.3.2 Metanol (CH3OH)

Adapun sifat-sifat fisika metanol adalah sebagai berikut:

1. Berat molekul : 32 gr/mol

2. Titik didih : 64,70C (pada 101,3 kPa)

3. Titik beku : –97,90C (pada 101,3 kPa)

4. Densitas (200C) : 0,7915 gr/ml

5. Viskositas (150C) : 0,6405 cP

6. Kapasitas panas (250C) : 81,08 J/mol K

7. Tegangan permukaan (150C) : 22,99 dyne/cm

8. Temperatur kritik : 2400C

9. Tekanan kritik : 78,5 atm

(27)

2.3.3 Nitrogen (N2)

Adapun sifat-sifat fisika nitrogen adalah sebagai berikut:

2. Titik didih : –195,80C (pada 101,3 kPa)

3. Titik lebur : –209,860C (pada 101,3 kPa)

4. Temperatur kritis : 126,260C

5. Tekanan kritis : 33,54 atm

6. Densitas (250C, 1 atm) : 1,25046 gr/l

7. Panas peleburan : 172,3 kal/mol

8. Panas penguapan : 1332,9 kal/mol

9. Gas yang tidak berbau, berasa dan berwarna

10. Merupakan unsur diatomic

(http://en. wikipedia.org/wiki/Nitrogen, 2011)

2.3.4 Asam Sulfat (H2SO4)

Adapun sifat-sifat fisika asam sulfat adalah sebagai berikut:

1. Berat molekul : 98,079 g/mol

2. Wujud : Cair

3. Warna : Bening

4. Titik didih : 340oC (pada 101,3 kPa)

5. Titik beku : 10,49oC (pada 101,3 kPa)

6. Densitas : 1,9224 gr/cm3

7. Specific Gravity(60oF) : 1,824

8. Merupakan senyawa asam kuat yang higroskopis dan sangat stabil

(Perry, 1999 & Kirk Othmer, 1969)

2.4 Pembuatan Fenol

Secara umum, fenol dapat dibuat melalui 2 cara yaitu melalui sintesis kimia

(28)

2.4.1 Pembuatan Fenol Secara Kimiawi

Pembuatan fenol melalui sintesis kimia dapat dilakukan dengan proses-proses

sebagai berikut:

a.Cumene Hidroperoksida Process (Hock Process)

Reaksi oksidasi cumene berlangsung pada temperatur 130oC dan tekanan 1 atm

dengan ditambahkan larutan alkali membentuk CHP. Larutan yang mengandung CHP,

cumene yang tidak bereaksi dan alkali dilarutkan ke reaktor yang ke dua. Reaksi yang

terjadi dalam reaktor berpengaduk ini adalah dekomposisi CHP menjadi aseton dan

fenol, dengan katalis H2SO4pada temperatur 95oC dan tekanan 3 atm. Crude fenol yang

dihasilkan dari rekator kedua ini selanjutnya didinginkan dalam cooler sebelum

dipisahkan dari produk sampingnya untuk memperoleh kemurnian 99,9% yield yang

dihasilkan dari proses cumene ini adalah 93%.

b. Oksidasi Asam Benzoat

Oksidasi asam benzoat dipopulerkan pada tahun 1962 oleh Dow Chemical of

Canada yang berlangsung dalam Asam Benzoat yang mengandung garam copper dan

katalis.

Oksidasi asam benzoat berlangsung pada temperatur 250oC dan tekanan atmosfir

dengan katalis CuMg menjadi benzil salisilat acid yang selanjutnya dihidrolisa menjadi

asam salisilat dan asam benzoat atau dekarboxylate menjadi phenil benzoat. Hidrolisa

phenil benzoat menjadi fenol dan asam benzoat.

c. Klorinasi Benzen

Proses ini dikenalkan oleh Dow dan Bayer dimana reaksi dimulai dengan klorinasi

benzen menjadi Monochlorobenzen, HCl dengan katalis FeCl3. Selanjutnya hidrolisa

monochlorobenzen dengan 10 – 15% larutan soda kaustik pada temperatur 360 – 390oC

dan tekanan 280 – 300 atm menghasilkan sodium phenat. Kemudian sodium phenat

dicampur dengan HCl untuk mendapatkan fenol dansodium chlorida. (Ullmann’s, 2005)

2.4.2 Pembuatan Fenol Melalui Proses Pirolisis

Pirolisis adalah proses dekomposisi termal tanpa adanya oksigen. Pada pirolisis,

(29)

kecil. Pirolisis cepat menghasilkan bahan bakar cair, yang dikenal sebagai bio-oil dan

menghasilkan gas dan arang padat (salah satu dari bahan bakar yang paling kuno,

digunakan untuk pemanasan dan ekstraksi logam sebelumdiscoverybatubara). Pirolisis

merupakan konversi biomassa limbah menjadi bahan yang lebih berguna. (Basu, 2010)

Bio oil yang dihasilkan dari proses pirolisis dapat digunakan sebagai bahan bakar

untuk mesin, turbin dan boiler. Tetapi, jika bio oil diproses lebih lanjut dengan proses

ekstraksi maka akan diperoleh bahan-bahan kimia salah satunya yaitu fenol.

(Bridgwater, 2004)

Indonesia memiliki keunggulan dalam hal biomassa lignoselulosa dibandingkan

negara-negara beriklim dingin. Kalau negara-negara Eropa mencari bahan baku, di sini

malah kebalikannya. Biomassa lignoselulosa di Indonesia, melimpah, murah, tapi juga

banyak yang disia-siakan. Ada banyak potensi biomassa lignoselulosa di Indonesia.

Sumber biomassa lignoselulosa antara lain adalah sebagai berikut:

1. Limbah pertanian/industri pertanian: jerami, tongkol jagung, sisa pangkasan

jagung, onggok, dan lain-lain.

2. Limbah perkebunan: tandan kosong kelapa sawit (TKKS), bagase, sisa

pangkasan tebu, kulit buah kakao, kulit buah kopi, dan lain-lain.

3. Limbah kayu dan kehutanan: sisa gergajian, limbah sludge pabrik kertas, dan

lain-lain.

4. Sampah organik: sampah rumah tangga, sampah pasar, dan lain-lain.

(Isroi, 2008)

2.5 Pemilihan Proses

Pemilihan proses dilakukan sesuai dengan keuntungan dari tiap proses. Proses

pembuatan fenol secara kimiawi memiliki kelebihan pada konsentrasi produk yang

dihasilkan cukup tinggi, sehingga tidak memakai banyak energi untuk pemurniannya

dan waktu reaksi yang lebih singkat dibandingkan dengan pirolisis.

Proses pembuatan fenol dengan cara pirolisis memiliki kelebihan pada stok bahan

(30)

antara lain adalah rangkaian proses untuk mendapatkan produk yaitu fenol relatif

banyak.

Proses yang dipilih dalam pembuatan fenol yaitu pirolisis. Alasan dipilihnya

proses pirolisis yaitu:

Melimpahnya limbah tandan kosong kelapa sawit di Indonesia, sehingga perlu dimanfaatkan menjadi produk yang lebih berguna dan bernilai ekonomis.

Mengurangi polusi udara. Karena selama ini limbah tandan kosong kelapa sawit hanya dibakar untuk boiler.

Pirolisis merupakan teknologi yang potensial untuk menghasilkan bahan bakar dan bahan-bahan kimia dari limbah tandan kosong kelapa sawit.

Pirolisis merupakan teknologi yang menguntungkan dalam pengolahan biomassa.

Bahan pendukung yang digunakan relatif tidak mahal dan mudah didapat. Tidak dibutuhkan peralatan bertekakan tinggi yang mahal.

2.6 Deskripsi Proses

Pada proses pembuatan fenol dari tandan kosong kelapa sawit dengan cara

pirolisis terdapat 3 proses utama yaitu:pre-treatment, pirolisis, dan pemurnian produk.

2.6.1 TahapPre Treatment

Bahan baku yang berupa tandan kosong kelapa sawit (TKKS) dipindahkan dari

gudang penyimpanan melalui bucket elevator menuju grinder dengan tujuan untuk

memperkecil ukuran TKKS. TKKS yang keluar dari crusher diperkecil lagi ukurannya

menggunakan Roll Ball Mill hingga kehalusan 100 mesh kemudian diangkut dengan

bucket elevator ditampung dalam bin. Selanjutnya menuju tangki hidrolisa. Proses pre

hidrolisa dilakukan dengan tujuan menghidrolisa hemiselulosa yang terkandung dalam

TKKS menjadi xylose yang berupa cairan sehingga dapat dipisahkan. Pre hidrolisa

dilakukan dengan cara menambahkan asam sulfat (H2SO4) yang berfungsi sebagai

katalis dengan konsentrasi 4,4% dan air. Dalam hal ini % merupakan perbandingan

(31)

Perbandingan asam sulfat dan air yaitu 1: 17 (Novitri, Amelia dan Listyani, 2009).

Reaksinya adalah sebagai berikut:

(C5H8O4)n + nH2O nC5H10O5

Hemiselulosa Air Xylose

Proses pre hidrolisa dilakukan pada suhu 373 K (1000C) dengan menggunakan

medium pemanas steam. Pada tangki pre hidrolisa tebentuk xylose (C5H10O5) yang

berupaliquiddan padatan yang tidak terhidrolisa yaitu lignoselulosa (campuran selulosa

dan lignin). Konversixyloseyang terbentuk yaitu 90 % (Bedger, 2002).

Lignoselulosa dan xylose (C5H10O5) yang terbentuk dipisahkan dengan

menggunakan filter press dengan prinsip pemisahan fraksi padatan dan fraksi cair.

Effisiensi dari alat ini adalah 95% (Asumsi). Lignoselulosa diangkut menuju tangki

hidrolisa. Proses hidrolisa dilakukan dengan cara menambahkan asam sulfat (H2SO4)

yang berfungsi sebagai katalis dengan konsentrasi 8% dan air. Perbandingan asam sulfat

(H2SO4) dengan air adalah 1:10 (Novitri, Amelia dan Listyani, 2009) dari jumlah bahan

yang masuk. Reaksinya sebagai berikut:

(C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6

Selulosa Air Glukosa

Proses hidrolisa dilakukan pada tekanan 1 atm dan suhu 380 K (1800C) dengan

menggunakan media pemanas steam. Pada proses tersebut selulosa dalam lignoselulosa

akan terhidrolisa menjadi glukosa dan padatan yang tersisa sebagai hasil samping berupa

lignin. Konversi glukosa yaitu 76% (Berger, 2002). Lignin dan glukosa dipisahkan

dengan filter press dengan prinsip pemisahan fraksi padatan dan fraksi cair. Effisiensi

dari alat ini adalah 95% (Asumsi). Cake yang keluar diangkut menuju rotary dryer

dengan maksud mengurangi kadar air dari padatan lignoselulosa sampai 2% padatan

kering.

2.6.2 Tahap Pirolisis

Bahan keluaran darirotary dryeryang berupa padatan dimasukkan dalamfluidized

(32)

dengan gas N2sehingga bahan baku akan terpecah menjadi phenol dan turunannya, gas

(CO2, CO, H2, CH4), char (arang) dan gas N2. Setelah dari reaktor kemudian

dimasukkan ke dalam cyclone untuk memisahkan gas dengan char (arang). Effisiensi

alat ini yaitu 98%. Partikel padatan akan turun ke bawah sedangkan gas akan menuju

kondensor untuk mengubah fase condensable gas menjadi liquid. Liquid kemudian

menuju cooler untuk mengalami pendinginan. Liquid didinginkan hingga suhu 300C

kemudian menuju tangki penampung. Dari proses ini akan didapat phenol sebanyak

24,2% berat bahan baku (Fengel, D and Wegener, G. 1995)

Reaksi Pirolisis Secara Umum:

Biomassa +Heat Phenol dan turunannya + gas (CO2, CO, H2, CH4)) +

arang

2.6.3 Tahap Pemurnian Produk

Pemurnian produk terjadi dua tahap yaitu proses ekstraksi dan proses distilasi

2.6.3.1 Proses Ekstraksi

Liquiddari tangki penampung akan menujumixer untuk mengalami pencampuran

dengan metanol. Perbandingan antara metanol dan liquid adalah 1:3 (Kawser and Nash,

2000) dari jumlah bahan yang masuk (liquid). Metanol berfungsi sebagai pelarut yang

nantinya diharapkan bisa mengikat fenol beserta turunannya dari campuran lainnya.

Setelah terjadi pencampuran maka akan terbentuk dua lapisan yaitu lapisan atas terdiri

dari metanol, fenol dan turunannya sedangkan lapisan bawah adalah liquid yang tidak

larut dengan metanol. Kemudian liquid menuju dekanter untuk mendapatkan lapisan

atas. Effisiensi alat ini adalah 90% (Asumsi). Proses ekstraksi yang dilakukan sebannyak

3 kali karena fenol yang dihasilkan dari proses ekstraksi pertama hanya 40%. Kemudian

lapisan atas dari dekanter 1, 2, dan 3 menuju tangki penampung. Sedangkan lapisan

bawah yang tidak larut akan ditampung di tangki penampungan untuk pengolahan B3.

2.6.3.2 Proses Distilasi

Lapisan atas dari tangki penampung yang diperoleh kemudian masuk ke dalam

(33)

digunakan untuk memisahkan fenol dan turunan-turunananya berdasarkan perbedaan

titik didih. Pada 1 atm titik didih dari fenol yaitu 181,70C dan titik didih metanol yaitu

64,70C. Proses distilasi ini dilakukan pada tekanan 1 atm dan suhu 1850C. Produk atas

dari proses distilasi terdapat metanol dan fenol sedangkan produk bawah adalah

turunan-turunan fenol. Setelah itu produk atas masuk ke dalam kolom distilasi II pada kondisi 1

atm dan 800C untuk mengalami pemisahan antara fenol dengan metanol sehingga

(34)

BAB III

NERACA MASSA

Hasil perhitungan neraca massa pra rancangan pabrik pembuatan fenol dari

tandan kosong kelapa sawit adalah sebagai berikut:

Kapasitas produksi : 10.000 ton / tahun

Basis perhitungan : 1 jam operasi

Waktu kerja per tahun : 330 hari

3.1 Tangki Penampungan Bahan Baku

Tabel 3.1 Neraca Massa Tangki Penampungan Bahan Baku

Komponen Alur Masuk (Kg/jam)

Alur Keluar (Kg/jam)

1 2

Lignin 7464 7464

Selulosa 18228 18228

Hemiselulosa 13374 13374

Abu 2994 2994

H2O 17940 17940

Total 60000 60000

3.2 Reaktor Pra Hidrolisa

Tabel 3.2 Neraca Massa Reaktor Pra Hidrolisa

Komponen Alur Masuk

(Kg/ jam)

4 5 6 7

(35)

Selulosa 18228 - - 18228

Hemiselulosa 13374 - - 1337,4

Abu 2994 - - 2994

H2O 17940 - 30000 48019,44545

H2SO4 4,4% - 79,2 - 79,2

H2O : H2SO44,4% - 1720,8 -

-Xylose - - - 13677,95455

Total

60000 30000 1800 91800

91800 91800

3.3Filter PressI

Tabel 3.3 Neraca Massa padaFilter PressI

(Kg/ jam)

Alur Keluar (Kg/ jam)

9 10 11

Lignin 7464 7464

-Selulosa 18228 18228

-Hemiselulosa 1337,4 1337,4

-Abu 2994 2994

-H2O 48019,44545 2400,9723

-H2SO4 79,2 3,96

-Xylose 13677,95455 683,8977

-Filtrat

H2O - - 45618,4732

H2SO4 - - 75,24

Xylose - - 12994,0568

Total

91800

33112,2300 58687,7700

(36)

3.4 Reaktor Hidrolisa

Tabel 3.4 Neraca Massa Reaktor Hidrolisa

(Kg/ jam)

12 13 14 15

Lignin 7464 - - 7464

Selulosa 18228 - - 4374,72

Hemiselulosa 1337,4 - - 1337,4

Abu 2994 - - 2994

H2O 2400,972273 - 66224,46 67202,67086

H2SO4 3,96 5824,596055 - 5712,064134

Xylose 683,8977273 - 683,8977273

Glukosa - - - 15392,53333

Total

33112,23 5824,596055 66224,46 105161,2861

105161,2861 105161,2861

3.5Filter PressII

Tabel 3.5 Neraca Massa padaFilter PressII

(Kg/ jam)

17 18 19

(37)

-Selulosa 4374,72 4374,72

-Abu 2994 2994

-H2O 67202,67086 3360,1335

-H2SO4 5712,064134 285,6032

-Xylose 683,8977273 34,1949

-Glukosa 15392,53333 769,6267

-Filtrat

H2O - - 63842,5373

H2SO4 - - 5426,4609

Xylose - - 649,7028

glukosa - - 14622,9067

Total

105161,2861

20619,6783 84541,6078

105161,2861

3.6Rotary Drier

Tabel 3.6 Neraca MassaRotary Drier

(Kg/ jam)

20 21 22

Lignin 7464 7464

-Selulosa 4374,72 4374,72

-Abu 2994 2994

-H2O 3360,133543 67,2027

-H2SO4 285,6032067 5,7121

-Xylose 34,19488636 0,6839

-Glukosa 769,6266667 15,3925

(38)

H2O - - 3292,9309

H2SO4 - - 279,8911

Xylose - - 33,5110

Glukosa - - 754,2341

Total 20619,6783 16259,1112 4360,5671

20619,6783

3.7 Reaktor Pirolisis

Tabel 3.7 Neraca Massa Reaktor Pirolisis

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

21 24

Lignin 7464

-Selulosa 4374,72

-Hemiselulosa 1337,4

-Abu 2994

-H2O 67,20267086

-H2SO4 5,712064134

-Xylose 0,683897727

-Glukosa 15,39253333

-Fenol - 2112,312

o- cresol - 58,9656

m- cresol - 732,9648

p- cresol - 173,1648

Cathecol - 150,7728

(39)

Pyrocathecol - 161,2224

Guaiakol - 182,868

phenol 2-6 dimethoxy - 242,58

Eugenol - 101,5104

Octane - 93,3

actic acid - 1261,416

1,2 benzanadiol - 259,0008

Benzaldehyde - 89,568

2 propanonhydroxy - 123,9024

pentanoic acid - 138,8304

Gas (CO, H2, CO2,CH4) - 4584,300966

Gas N2 1,575 1,575

Abu - 5688,6

Total 16259,11117 16259,11117

3.8Cyclon

Tabel 3.8 Neraca MassaCyclon

(Kg/ jam)

24 25 26

Fenol 2112,312 2112,312

-o- cresol 58,9656 58,9656

-m- cresol 732,9648 732,9648

-p- cresol 173,1648 173,1648

-Cathecol 150,7728 150,7728

-Syringol 102,2568 102,2568

-Pyrocathecol 161,2224 161,2224

-Guaiakol 182,868 182,868

(40)

-Eugenol 101,5104 101,5104

-Octane 93,3 93,3

-actic acid 1261,416 1261,416

-1,2 benzanadiol 259,0008 259,0008

-Benzaldehyde 89,568 89,568

-2 propanonhydroxy 123,9024 123,9024

-pentanoic acid 138,8304 138,8304

-Gas (CO, H2, CO2,CH4) 4584,300966 4494,158447 91,71751932

Gas N2 1,575 1,575

-Abu 5688,6 - 5688,6

Total

16259,11117

10478,79365 5780,317519

16259,11117

3.9Knock out Drum

Tabel 3.9 Neraca MassaKnock Out Drum

(Kg/ jam)

29 30 31

Fenol 2112,312 42,24624 2070,06576

o- cresol 58,9656 1,179312 57,786288

m- cresol 732,9648 14,659296 718,305504

p- cresol 173,1648 3,463296 169,701504

cathecol 150,7728 3,015456 147,757344

Syringol 102,2568 2,045136 100,211664

pyrocatheol 161,2224 3,224448 157,997952

guaiakol 182,868 3,65736 179,21064

(41)

eugenol 101,5104 2,030208 99,480192

octane 93,3 1,866 91,434

acetic acid 1261,416 25,22832 1236,18768

1,2 benzanadiol 259,0008 5,180016 253,820784

benzaldehyde 89,568 1,79136 87,77664

2 propanonhydroxy 123,9024 2,478048 121,424352

pentanoic acid 138,8304 2,776608 136,053792

Gas (CO, H2, CO2,CH4) 4494,158447 4494,158447

-Gas N2 1,575 1,575

-Total 10478,79365 4613,851151 5864,942496

10478,79365

3.10 Tangki Pengaduk A

Tabel 3.10 Neraca MassaMixerA

(Kg/ jam)

33 34 35

Fenol 2070,06576 - 2070,06576

o- cresol 57,786288 - 57,786288

m- cresol 718,305504 - 718,305504

p- cresol 169,701504 - 169,701504

Cathecol 147,757344 - 147,757344

(42)

Pyrocatheol 157,997952 - 157,997952

Guaiakol 179,21064 - 179,21064

phenol 2-6 dimethoxy 237,7284 - 237,7284

Eugenol 99,480192 - 99,480192

Octane 91,434 - 91,434

acetic acid 1236,18768 - 1236,18768

1,2 benzanadiol 253,820784 - 253,820784

benzaldehyde 87,77664 - 87,77664

2 propanonhydroxy 121,424352 - 121,424352

pentanoic acid 136,053792 - 136,053792

Methanol - 17594,82749 17594,82749

Total 5864,942496 17594,82749 23459,76998

23459,76998 23459,76998

3.11 Dekanter A

Tabel 3.11 Neraca Massa Dekanter A

(Kg/ jam)

35 37 36

Fenol 2070,06576 1568,074813 501,990947

o- cresol 57,786288 57,39334124 0,39294676

(43)

p- cresol 169,701504 166,3244441 3,37705993

Cathecol 147,757344 145,2011419 2,55620205

Syringol 100,211664 99,03918753 1,17247647

Pyrocatheol 157,997952 157,997952

Guaiakol 179,21064 175,4472166 3,76342344

phenol 2-6 dimethoxy 237,7284 231,0957776 6,63262236

Eugenol 99,480192 98,31627375 1,16391825

Octane 91,434 91,434

-acetic acid 1236,18768 1236,18768

-1,2 benzanadiol 253,820784 253,820784

-Benzaldehyde 87,77664 87,77664

-2 propanon hydroxyl 121,424352 121,424352

-pentanoic acid 136,053792 136,053792

-Methanol 17594,82749 - 17594,82749

Total 23459,76998 5314,226883 18145,5431

23459,76998

3.12 Tangki Pengaduk B

Tabel 3.12 Neraca Massa Mixer B

(Kg/ jam)

(44)

Fenol 1568,074813 - 1568,074813

o- cresol 57,39334124 - 57,39334124

m- cresol 688,6394867 - 688,6394867

p- cresol 166,3244441 - 166,3244441

Cathecol 145,2011419 - 145,2011419

Syringol 99,03918753 - 99,03918753

Pyrocatheol 157,997952 - 157,997952

Guaiakol 175,4472166 - 175,4472166

Eugenol 98,31627375 - 98,31627375

Octane 91,434 - 91,434

acetic acid 1236,18768 - 1236,18768

1,2 benzanadiol 253,820784 - 253,820784

Benzaldehyde 87,77664 - 87,77664

pentanoic acid 136,053792 - 136,053792

Methanol - 15942,68065 15942,68065

Total 5314,226883 15942,68065 21256,90753

21256,90753 21256,90753

3.13 Dekanter B

(45)

Komponen Alur Masuk (Kg/ jam)

39 41 40

Fenol 1568,074813 1187,816671 380,258142

o- cresol 57,39334124 57,00306652 0,39027472

m- cresol 688,6394867 660,1986759 28,4408108

p- cresol 166,3244441 163,0145876 3,30985644

Cathecol 145,2011419 142,6891622 2,51197976

Syringol 99,03918753 97,88042904 1,15875849

Pyrocatheol 157,997952 157,997952

-Guaiakol 175,4472166 171,762825 3,68439155

Eugenol 98,31627375 97,16597335 1,1503004

Octane 91,434 91,434

-acetic acid 1236,18768 1236,18768

-1,2 benzanadiol 253,820784 253,820784

-Benzaldehyde 87,77664 87,77664

-pentanoic acid 136,053792 136,053792

-Methanol 15942,68065 - 15942,68065

Total 21256,90753 4886,874796 16370,0327

21256,90753

(46)

3.14 Tangki Pengaduk C

Tabel 3.14 Neraca MassaMixerC

(Kg/ jam)

41 42 43

Fenol 1187,816671 - 1187,816671

o- cresol 57,00306652 - 57,00306652

m- cresol 660,1986759 - 660,1986759

p- cresol 163,0145876 - 163,0145876

Cathecol 142,6891622 - 142,6891622

Syringol 97,88042904 - 97,88042904

Pyrocatheol 157,997952 - 157,997952

Guaiakol 171,762825 - 171,762825

Eugenol 97,16597335 - 97,16597335

Octane 91,434 - 91,434

acetic acid 1236,18768 - 1236,18768

1,2 benzanadiol 253,820784 - 253,820784

Benzaldehyde 87,77664 - 87,77664

pentanoic acid 136,053792 - 136,053792

Methanol - 14660,62439 14660,62439

Total 4886,874796 14660,62439 19547,49918

(47)

3.15 Dekanter C

Tabel 3.15 Neraca Massa Dekanter C

(Kg/ jam)

43 45 44

Fenol 1187,816671 899,7711283 288,045543

o- cresol 57,00306652 56,61544567 0,38762085

m- cresol 660,1986759 632,9324706 27,2662053

p- cresol 163,0145876 159,7705973 3,24399029

Cathecol 142,6891622 140,2206397 2,46852251

Syringol 97,88042904 96,73522802 1,14520102

Pyrocatheol 157,997952 157,997952

-Guaiakol 171,762825 168,1558057 3,60701933

Eugenol 97,16597335 96,02913146 1,13684189

Octane 91,434 91,434

-acetic acid 1236,18768 1236,18768

-1,2 benzanadiol 253,820784 253,820784

-Benzaldehyde 87,77664 87,77664

-pentanoic acid 136,053792 136,053792

-Methanol 14660,62439 - 14660,62439

Total 19547,49918 4553,306167 14994,1930

19547,49918

(48)

3.16 Tangki Penampungan

Tabel 3.16 Neraca Massa Tangki Penampungan

(Kg/ jam)

36 40 44 46

Fenol 501,9909468 380,2581422 288,0455427 1170,294632

o- cresol 0,392946758 0,39027472 0,387620852 1,170842331

m- cresol 29,66601732 28,4408108 27,26620531 85,37303343

p- cresol 3,37705993 3,309856437 3,243990294 9,930906661

Cathecol 2,556202051 2,511979756 2,468522506 7,536704313

Syringol 1,172476469 1,158758494 1,14520102 3,476435983

Guaiakol 3,76342344 3,684391548 3,607019325 11,05483431

phenol 2-6 dimethoxy 6,63262236 6,447572196 6,267684932 19,34787949

Eugenol 1,163918246 1,150300403 1,136841888 3,451060538

Methanol 17594,82749 15942,68065 14660,62439 48198,13252

Total 18145,5431 16370,03273 14994,19302 49509,76885

49509,76885 49509,76885

3.17 Distilasi I

Tabel 3.16 Neraca Massa Distilasi I

(Kg/ jam)

(49)

Fenol 1170,2946 1158,5917 11,7029

o- cresol 1,1708 0,0117 1,1591

m- cresol 85,3730 0,8537 84,5193

p- cresol 9,9309 0,0993 9,8316

Cathecol 7,5367 - 7,5367

Syringol 3,4764 - 3,4764

Guaiakol 11,0548 - 11,0548

Eugenol 3,4511 - 3,4511

Methanol 48198,1325 48198,1325

-Total 49509,7689 49357,6890 152,0799

49509,7689 49509,7689

3.18 Distilasi II

Tabel 3.16 Neraca Massa Distilasi II

(Kg/ jam)

56 57 58

Fenol 1158,5917 11,5859 1147,0058

o- cresol 0,0117 - 0,0117

m- cresol 0,8537 - 0,8537

p- cresol 0,0993 - 0,0993

Methanol 48198,1325 48198,1325

-Total 49357,6890 48209,7184 1147,9705

(50)

BAB IV NERACA ENERGI

Basis perhitungan : 1 jam operasi

Satuan operasi : kJ/jam

Temperatur basis : 25oC

Tabel 4.1 Neraca Panas Reaktor Pra Hidrolisa Komponen Masuk (kJ/jam) Keluar (kJ/jam)

Umpan 10327284,2421

-Produk - 17997135,1162

Panas Reaksi - 5624975,6720

Q 13294826,5461

-Total 23622110,7882 23622110,7882

4.2 Cooler I

Tabel 4.2 Neraca PanasCoolerI

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

Umpan 17997135,1162

-Produk - 13197899,0852

Q - 4799236,0310

Total 17997135,1162 17997135,1162

Tabel 4.3 Neraca Panas Reaktor Hidrolisis Komponen Masuk (kJ/jam) Keluar (kJ/jam)

Umpan 33937326,3470

-Produk - 52182978,9447

Panas Reaksi - - 16998454,6790

Q 1247197,9187

-Total 35184524,2657 35184524,2657

4.4 Cooler II

(51)

Umpan 52182978,9447

-Produk - 13197899,0852

Q - 38985079,8594

Total 52182978,9447 52182978,9447 4.5 Rotary Drier

Tabel 4.5 Neraca PanasRotary Drier

Umpan 1771035,0477

-Produk - 2179735,4433

Q 408700,3956

-Total 2179735,4433 2179735,4433

4.6 Kondensor I

Tabel 4.6 Neraca PanasKondensor1

Umpan 16728281,8716

-Produk - 16345441,5066

Q - 382840,3650

Total 16728281,8716 16728281,8716

4.7 Cooler III

Tabel 4.7 Neraca PanasCooler III

Umpan 16345441,5066

-Produk - 4274185,3351

Q - 12071256,1716

Total 16345441,5066 16345441,5066

4.8 Cooler IV

Tabel 4.8 Neraca PanasCooler IV

Umpan 4274185,3351

-Produk - 467508,4096

Q - 3806676,9254

Total 4274185,3351 4274185,3351

(52)

Tabel 4.9 Neraca PanasHeater

Umpan 7784640,0715

-Produk - 66035040,6116

Q 58250179,7441

-Total 66035040,6116 66035040,6116

4.10 Kondensor II

Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)

Umpan 121307934,5671

-Produk - 6063515,1659

Qc - 115244419,4012

Total 121307934,5671 121307934,5671

4.11 Kondensor III

Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)

Umpan 4680836,1890

-Produk - 234041,8095

Qc - 4446794,3796

Total 4680836,1890 47637913,0386

4.12CoolerDistilat 1

Tabel 4.12 Neraca PanasCoolerDistilasi 1

Umpan 6063515,1659

-Produk - 5078934,3410

(53)

Total 6063515,1659 6063515,1659

4.13Cooler Bottom1

Tabel 4.13 Neraca PanasCooler Bottom 1

Umpan 15215872,2576

-Produk - 4733319,8789

Q -10482552,3788

Total 15215872,2576 15215872,2576

4.14Cooler Bottom2

Tabel 4.14 Neraca PanasCooler Bottom 2

Umpan 150556,4831

-Produk - 525395,8240

Q -374839,3409

Total 150556,4831 150556,4831

4.15Reboiler1

Tabel 4.15 Neraca PanasReboiler 1

Alur Masuk (kJ/jam)

Alur Keluar (kJ/jam)

Umpan 15699957,9534

Bottom 14570890,3340

Vb 117448321,3508

Panas yang

dibutuhkan

116319253,7314

Total 132019211,6848 132019211,6848

(54)

Tabel 4.16 Neraca PanasReboiler 2

Alur Masuk (kJ/jam)

Alur Keluar (kJ/jam)

Umpan 17996310,5873

Bottom 648818,0129

Vb 109916292,1947

Panas yang

dibutuhkan

91179952,1229

Total 110565110,2076 110565110,2076

(55)

SPESIFIKASI PERALATAN

Kelangsungan dari suatu proses produksi sangat dipengaruhi oleh alat-alat dan

instrumentasi yang digunakan. Pada bab ini akan dijelaskan secara rinci, dimensi dari

alat-alat serta instrumentasi yang digunakan pada proses produksi pembuatan Fenol dari

Tandan Kosong Kelapa Sawit dengan Proses Pirolisis.

5.1 Elevator Cangkang Kelapa Sawit (C-101)

Fungsi : Mengangkut umpan TKKS menuju grinder

CR-101

Bahan konstruksi : Carbon steel

Bentuk : Spaced bucket elevator

Jumlah : 2 unit

Kapasitas : F = 33600 kg/jam

Spesifikasi

Tinggielevator : H = 15 ft = 4,75 m

Ukuranbucket : (14 × 7 × 4¼) ft

Jarakbucket : S = 18 in = 0,457 m

Kecepatanbucket : v = 298 ft/mnt = 90,830 m/mnt = 1,514 m/s

Kecepatan putaran : ω = 43 rpm

Lebarbelt : l = 7 in = 0,1778 m =17,78 cm

(56)

5.2 Screw Conveyor (C-102)

Fungsi : Mengalirkan umpan TKKS ke reaktor prehidrolisa

(R-101)

Bentuk : Horizontalscew conveyor

Jumlah : 2 unit

Jarak angkut : L = 10 m

Laju alir bahan : F = 30000 kg/jam (per unit conveyor)

Densitas bahan : ρ = 1219,94 kg/m3

Spesifikasi

Dayaconveyor : P = 6 hp

Kapasitas conveyor : Q = 4,9183 m3/jam

5.3 Grinder (CR-101)

Fungsi : menghaluskan ukuran TKKS

Jenis : Roll ball mill

Bahan Konstruksi : Carbon steel

Jumlah : 2 unit

Spesifikasi

Daya grinder : 25 hp

Laju alir bahan : 30000 kg/jam

5.4 Cooler(E-101)

Fungsi : Menurunkan temperatur campuran bahan keluaran

reaktor prehidrolisa dari 100oC ke 80oC