LAPORAN TUGAS PRARANCANGAN PABRIK
PRARANCANGAN PABRIK
ASAM BORAT DENGAN PROSES ASIDIFIKASI
KAPASITAS 40.000 TON PER TAHUN
Oleh :
NURUL AINI
D 500 010 064
Dosen Pembimbing :
Ir. H. HARYANTO, A.R, M.S
AGUNG SUGIHARTO, S.T
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK KIMIA
Nama
: Nurul Aini
NIM
: D 500 010 064
Judul Tugas Prarancangan Pabrik : Prarancangan Pabrik Asam Borat dengan
Proses Asidifikasi Kapasitas
40.000 Ton per Tahun
Dosen Pembimbing
: 1. Ir. H. Haryanto A.R, M.S.
2. Agung Sugiharto, S.T
.
Surakarta, Maret 2007
Menyetujui,
Dosen Pembimbing I
Ir. H. Haryanto A.R, M.S
NIP. 131 902 382
Dosen Pembimbing II
Agung Sugiharto, S.T.
NIK. 100 984
Mengetahui,
Dekan
Ir. H. Sri Widodo, MT
NIK. 542
Ketua Jurusan
Ir. H. Haryanto A.R, M.S
INTISARI
Asam Borat (H
3BO
3) adalah senyawa berwarna putih, tidak berbau dan
terdapat dalam berbagai bentuk baik berbentuk kristal, granular, dan bubuk. Asam Borat
banyak digunakan untuk industri gelas, keramik, elektronik, farmasi dan fotografi. Pabrik
Asam Borat ini dirancang untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri dan tidak menutup
kemungkinan untuk diekspor. Pabrik Asam Borat dengan proses asidifikasi Boraks dan
Asam Sulfat dengan kapasitas 40.000 ton per tahun direncanakan beroperasi selama 330
hari per tahun.
Proses produksi Asam Borat dilakukan dalam reaktor RATB (Reaktor Alir
Tangki Berpengaduk)
fase cair-cair
, isothermal
(90
˚
C) dan tekanan 1 atm dan reaksi
bersifat eksotermis. Kebutuhan bahan baku per tahun pabrik Asam Borat sebanyak
68.607,8284 ton boraks per tahun dan 24.012,7400 ton asam sulfat per tahun. Utilitas
pendukung proses meliputi air sebesar 34.650,4185 kg per jam yang diperoleh dari air
laut,
steam
sebesar 13.753,0125 kg per jam, bahan bakar solar sebesar 998,4991 liter per
jam, udara tekan sebesar 150 m
3per jam, listrik diperoleh dari PLN dan
generator set
sebesar 283,6667 kW sebagai cadangan, bahan bakar sebanyak 2,8604 m
3/jam. Pabrik ini
didirikan dikawasan Industri Gresik, Jawa Timur, dengan luas tanah 30.000 m
2dan
jumlah karyawan 145 orang.
KATA PENGANTAR
Bissmillahirrahmaanirrohim
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Alhamdulillah, puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan
segala rahmat hidayah dan petunjuk-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan tugas
akhir prarancangan pabrik kimia ini dengan baik. Tak lupa sholawat serta salam semoga
senantiasa tercurahkan kepada Nabi Besar Muhammad SAW, keluarga, sahabat dan
seluruh pengikutnya.
Tugas Prarancangan Pabrik Kimia merupakan tugas akhir yang harus
diselesaikan oleh setiap mahasiswa Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas
Muhammadiyah Surakarta sebagai syarat untuk menyelesaikan jenjang studi sarjana.
Dengan tugas ini diharapkan kemampuan penalaran dan penerapan teori-teori yang telah
diperoleh selama kuliah dapat berkembang dan dapat dipahami dengan baik.
Judul Tugas Akhir ini adalah
Prarancangan Pabrik Asam Borat dengan
Proses Asidifikasi kapasitas 40.000 ton per tahun.
Adanya prarancangan pabrik ini
diharapkan dapat memperkaya alternatif industri masa depan Indonesia.
Penyelesaian penyusunan laporan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan dan
bimbingan serta dorongan dari berbagai pihak. Melalui laporan ini penyusun ingin
mengucapkan terima kasih yang tiada terhingga, terutama kepada :
1.
Bapak Ir. H. Haryanto A.R, M.S, selaku ketua Jurusan Teknik Kimia Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta dan Dosen Pembimbing 1.
2.
Bapak Agung Sugiharto, ST, selaku Dosen Pembimbing II.
3.
Bapak dan Ibu dosen Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Surakarta atas segala
bimbingan dan arahannya.
4.
Bapak, Ibu dan adik-adikku yang selalu mendoakan dan memberi semangat serta
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan tugas akhir ini masih
banyak terdapat kekurangan dan kesalahan, untuk itu penulis mengharapkan saran dan
kritik membangun demi kesempurnaan laporan ini. Dan semoga laporan ini dapat
bermanfaat bagi semua pihak. Akhir kata penulis mohon maaf apabila ada salah kata, dan
terima kasih.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta,
Maret
2007
vii
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
INTISARI... iii
KATA PENGANTAR ...iv
DAFTAR ISI ...v
DAFTAR GAMBAR ... vi
DAFTAR TABEL... vii
BAB I. PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik... 1
1.2. Kapasitas pabrik ... 2
1.3. Lokasi Pabrik... 2
1.4. Tinjauan Pustaka ... 4
1.4.1. Pemilihan Proses ... 4
1.4.2. Kegunaan Produk ...6
1.4.3. Sifat Fisis dan Kimia………....7
1.5. Tinjauan Proses secara Umum ...10
BAB II. DESKRIPSI PROSES ...11
2.1. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ...11
2.1.1. Spesifikasi bahan baku...11
2.1.2. Spesifikasi Produk...11
2.2. Konsep Proses ...12
2.2.1. Dasar Proses ...12
2.2.2. Kondisi Operasi...12
2.2.3. Tinjauan Termodinamika ...13
2.2.4. Tinjauan Kinetika Reaksi……….14
2.2.5. Langkah Proses...14
2.3. Diagram Alir Proses ...16
2.4. Diagram Alir Neraca Massa dan Panas ...19
vii
2.4.2. Neraca Panas ...24
2.5. Tata Letak Pabrik dan Peralatan...27
2.5.1. Tata Letak Pabrik ...27
2.5.2. Tata Letak Peralatan...31
BAB III. SPESIFIKASI PERALATAN PROSES ...33
3.1. Mixer ...33
3.2. Reaktor...34
3.3. Evaporator ...35
3.4. Centrifuge ...36
3.6. Rotary Dryer ...36
3.7. Silo...37
3.7.1. Silo-01 ...37
3.7.2. Silo-02 ...38
3.8. Tangki ...38
3.8.1. Tangki-01...38
3.8.2. Tangki-02...39
3.9. Heat Exchanger...40
3.9.1. Heat Exchanger-01...40
3.9.2. Heat Exchanger-02...41
3.10. Kompresor ...42
3.11. Filter...42
3.12. Bucket Elevator ...43
3.12.1. Bucket Elevatru-01 ...43
3.12.2. Bucket Elevator-02 ...43
3.13. Screw Conveyor-01 ...43
3.14. Pompa ...44
vii
3.14.7. Pompa-07 ...48
BAB IV. UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM ...50
4.1. Unit Pendukung Proses (Utilitas)...50
4.1.1. Unit penyediaan air ...51
4.1.2. Unit Penyediaan Steam ...57
4.1.3. Unit Penyediaan Listrik ...59
4.1.4. Unit Penyediaan Bahan Bakar ...62
4.1.5. Unit Penyediaan Udara Tekan ...60
4.2. Laboratorium...63
4.2.1. Program kerja laboratorium...63
BAB V. MANAJEMEN PERUSAHAAN ...67
5.1. Bentuk Perusahaan ...67
5.2. Struktur Organisasi ...68
5.3. Sistem Kepegawaian ...69
5.4. Pembagian Jam Kerja Karyawan ...70
5.5. Perincian Jumlah Karyawan...72
5.5.1. Sistem gaji pegawai ...73
5.6. Kesejahteraan Sosial Karyawan...73
5.7. Manajemen Produksi...73
5.7.1. Perencanaan Produksi ...73
5.7.2. Pengendalian Produksi ...74
BAB VI. ANALISIS EKONOMI ...76
6.1. Total Capital Investment... 82
6.2. Working Capital ... 83
6.3. Manufacturing Cost ... 83
6.4. General Expenses ... 84
6.5. Analisis Ekonomi ... 84
KESIMPULAN ... 91 DAFTAR PUSTAKA
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Kebutuhan Impor Asam Borat di Indonesia ...2
Tabel 2. Perbandingan proses asidifikasi dan ekstaksi liquid-liquid ...5
Tabel 3. Sifat termodinamika Asam Borat...9
Tabel 4. Kelarutan Asam Borat dalam air...9
Tabel 5. Kelarutan Asam Borat dalam pelarut lainnya ...10
Tabel 6. Arus Neraca Massa ...19
Tabel 7. Neraca Massa Total...20
Tabel 8. Neraca Massa di Mixer ...21
Tabel 9. Neraca Massa di Reaktor ...21
Tabel 10. Neraca Massa di Evaporator ...22
Tabel 11. Neraca Massa di Kristaliser ...22
Tabel 12. Neraca Massa di Centrifuge...23
Tabel 13. Neraca Massa di Rotary Dryer...23
Tabel 14. Neraca Panas di Mixer ...24
Tabel 15. Neraca Panas di Reaktor ...24
Tabel 16. Neraca Panas di Evaporator ...25
Tabel 17. Neraca Panas di Kristaliser ...25
Tabel 18. Neraca Panas di Centrifuge...26
Tabel 19. Neraca Panas di Rotary Dryer...26
Tabel 20. Neraca Panas di Heat Exchanger (E-1.1) ...27
Tabel 21. Neraca Panas di Heat Exchanger (E-!.2) ...27
Tabel 22. Luas Bangunan Pabrik ...29
Tabel 23. Parameter Standar baku Air ...51
Tabel 24. Kebutuhan Air Pendingin ...53
Tabel 25. Kebutuhan Steam ...53
Tabel 26. Kebutuhan air sanitasi...54
Tabel 27. Total Kebutuhan air ...55
Tabel 28. Listrik untuk keperluan proses...59
vii
Tabel 30. Jadwal Hari dan Jam Kerja Karyawan Shift ...71
Tabel 31. Perincian Jumlah Karyawan...72
Tabel 32. Data Index Chemical Plant...78
Tabel 33. Total Fixed capital Invesment...82
Tabel 34. Working Capital...83
Tabel 35. Manufacturing Cost...83
Tabel 36. General Expenses...84
Tabel 37. Fixed Cost...86
Tabel 38. Variable Cost...86
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Diagram Alir Kualitatif ...17
Gambar 2. Diagram Alir Kuantitatif ...18
Gambar 3. Diagram Alir Massa ...20
Gambar 4. Tata Letak Pabrik ...30
Gambar 5. Tata Letak Peralatan...32
Gambar 6. Diagram proses pengolahan Air Laut Pabrik Asam Borat... ..66
Gambar 7. Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik Asam Borat... ..75
Gambar 8. Hubungan Tahun dengan Cost Index ... ..84
Gambar 9. Analisis Ekonomi ... ..89
