BUAH MANGROVE (RHIZOPHORA MUCRONATA)
KAPASITAS 10.000 TON/TAHUN
HALAMAN JUDUL
Oleh :
1. Muhammad Kurniawan Arif Murti
I 0509030
2. Yanuar Raka Siwi
I 0509042
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
PRARANCANGAN PABRIK KARBON AKTIF DARI AMPAS BUAH MANGROVE (RHIZOPORA MUCRONATA)
KAPASITAS 10.000 TON/TAHUN
Oleh:
Muh. Kurniawan Arif Murti I0509030
Yanuar Raka Siwi I0509042
Pembimbing II Pembimbing I
Wusana Agung W, S.T., M.T. NIP. 19801005 200501 1 001
Ir. Paryanto, M.S. NIP. 19580425 198601 1 001
Dipertahankan di depan tim penguji :
1. Dr. Eng. Agus Purwanto, S.T., M.T. 1………
NIP. 19750411 199903 1 001
2. Dr. Margono, S.T., M.T. 2………
NIP. 19681107 199702 1 001
Disahkan
Ketua Jurusan Teknik Kimia
commit to user KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Allah SWT, karena rahmat dan hidayah-Nya, penulis akhirnya dapat menyelesaikan penyusunanlaporan tugas akhir dengan judul “Pra
Rancangan Pabrik Karbon Aktif dari Ampas Buah Mangrove (Rhizophora Mucronata) Kapasitas 10.000 ton/tahun”. Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis memperoleh banyak bantuan baik berupa dukungan moral maupun material dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Kedua orang tua dan keluarga atas dukungan doa, materi dan semangat yang senantiasa diberikan tanpa kenal lelah.
2. Ir. Paryanto, M.S. selaku Dosen Pembimbing I dan Wusana Agung Wibowo, S.T.,M.T. selaku Dosen Pembimbing II atas bimbingan dan bantuannya dalam penulisan tugas akhir.
3. Dr. Sunu Herwi Pranolo selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia FT UNS. 4. Teman-teman angkatan 2008 dan 2009.
Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, karena itu penulis membuka diri terhadap segala saran dan kritik yang membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan pembaca pada umumnya.
Surakarta, Januari 2014
commit to user DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR ISI... iv
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR TABEL... viii
INTISARI... viiix
BAB I PENDAHULUAN ... 1
I.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik ... 1
I.2. Penentuan Kapasitas Rancang Pabrik... 2
I.3. Pemilihan Lokasi Pabrik... 6
I.4. Tinjauan Pustaka... 9
I.4.1. Karbon aktif ... 9
I.4.2. Mangrove ... 9
I.4.3. Kegunaan Produk... 11
I.4.4. Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku dan Produk... 12
I.4.5. Tinjauan Proses... 14
BAB II DESKRIPSI PROSES ... 18
II.1. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ... 18
II.1.1. Spesifikasi Bahan Baku ... 18
II.1.2. Spesifikasi Produk ... 19
II.2. Konsep Proses ... 19
II.2.1. Dasar Reaksi ... 19
II.2.1. Mekanisme Reaksi ... 20
II.2.3. Tinjauan Kinetika ... 20
II.2.4. Tinjauan Termodinamika ... 21
II.3. Diagram Alir Proses dan Tahapan Proses ... 23
commit to user
II.3.2. Tahapan Proses ... 27
II.4. Lay Out Pabrik ... 38
II.5. Lay Out Peralatan ... 41
BAB III SPESIFIKASI ALAT PROSES... 43
III.1. Alat Utama ... 43
III.2. Alat Pendukung... 49
BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM ... 53
IV.1. Unit Pendukung Proses ... 53
IV.1.1. Unit Pengadaan Air... 54
IV.1.2. Unit Pengadaan Udara Tekan ... 58
IV.1.3. Unit Pengadaan Listrik ... 59
IV.1.4. Unit Pengadaan Bahan Bakar ... 63
IV.2. Unit Pengolahan Limbah ... 64
IV.2.1. Pengolahan Limbah Cair ... 64
IV.2.2. Pengolahan Limbah Gas ... 65
IV.3. Laboratorium... 65
IV.3.1. Analisis Bahan Baku... 68
IV.3.2. Analisa Produk... 71
IV.3.3. Analisa Air Utilitas ... 75
IV.4. Unit Keselamatan dan Kesehatan Kerja ... 75
BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN... 78
V.1. Bentuk Perusahaan ... 78
V.2. Struktur Organisasi... 79
V.3. Tugas dan Wewenang ... 82
V.3.1. Pemegang Saham ... 82
V.3.2. Dewan Komisaris ... 82
V.3.3. Dewan Direksi... 83
V.3.4. Kepala Bagian ... 84
V.3.5. Kepala Seksi ... 86
V.4. Pembagian Jam Kerja Karyawan ... 86
commit to user
V.4.2. KaryawanShift... 87
V.5. Status Karyawan Dan Sistem Upah ... 88
V.6. Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji ... 89
V.7. Jaminan Sosial Tenaga Kerja ... 91
BAB VI ANALISA EKONOMI... 93
VI.1. Penaksiran Harga Peralatan ... 94
VI.2. Dasar Perhitungan ... 96
VI.3. Hasil Perhitungan... 97
DAFTAR PUSTAKA ... 105
commit to user DAFTAR GAMBAR
Gambar I.1 Grafik Hubungan Tahun Dengan Jumlah Impor Karbon Aktif ... 3
Gambar I.2 Peta Lokasi Mangrove di Bontang... 8
Gambar I.3 Peta Lokasi Pabrik Karbon Aktif di Bontang ... 8
Gambar II.1 Diagram Alir Kualitatif ... 24
Gambar II.2 Diagram Alir Kuantitatif ... 25
Gambar II.3 Diagram Alir Proses ... 26
Gambar II.4 Lay Out Pabrik Karbon Aktif ... 40
Gambar II.5 Lay Out Peralatan Proses... 42
Gambar IV.1 Skema Pengolahan Air Laut ... 57
Gambar V.1 Struktur Organisasi Pabrik Karbon Aktif Ampas Mangrove ... 81
Gambar VI.1 Grafik Linierisasi Indeks Harga ... 95
commit to user DAFTAR TABEL
Tabel I.1 Data Impor Karbon Aktif di Indonesia ... 3
Tabel I.2 Daftar Pabrik Produsen Karbon Aktif di Indonesia... 5
Tabel I.3 Daftar Pabrik Produsen Karbon Aktif di Dunia ... 5
Tabel I.4 Penggunaan Karbon Aktif ... 11
Tabel I.5 Kondisi Operasi dan Variasi ProsesPyrolisis... 14
Tabel I.6 Seleksi Proses Pengaktifan Arang ... 17
Tabel II.1 Spesifikasi AmpasMangrove ... 18
Tabel II.2 Neraca Massa Total ... 29
Tabel II.3 Neraca MassaScrew Pirolizer... 30
Tabel II.4 Neraca MassaRotary Kiln... 31
Tabel II.5 Neraca MassaMixer... 31
Tabel II.6 Neraca MassaRotary Cooler... 32
Tabel II.7 Neraca MassaWasher... 32
Tabel II.8 Neraca MassaCentrifuge... 33
Tabel II.9 Neraca MassaRotary Dryer... 33
Tabel II.10 Neraca Panas Total Arus ... 34
Tabel II.11 Neraca PanasScrew Pirolizer... 35
Tabel II.12 Neraca PanasKiln... 35
Tabel II.13 Neraca PanasMixer... 36
Tabel II.14 Neraca PanasRotary Cooler... 36
commit to user
Tabel II.16 Neraca PanasCentrifuge... 37
Tabel II.17 Neraca Panas ArusPurging... 37
Tabel II.18 Neraca PanasRotary Dyer... 38
Tabel III.1 SpesifikasiScrew Pyrolizer... 43
Tabel III.2 SpesifikasiMixer... 44
Tabel III.3 SpesifikasiRotary Kiln... 44
Tabel III.4 SpesifikasiRotary Cooler... 45
Tabel III.5 SpesifikasiWasher... 46
Tabel III.6 SpesifikasiCentrifuge... 47
Tabel III.7 SpesifikasiRotary Dryer... 47
Tabel III.8 SpesifikasiBelt Conveyor... 49
Tabel III.9 SpesifikasiBucket Elevator... 49
Tabel III.10 SpesifikasiBlower... 50
Tabel III.11 Spesifikasi Pompa ... 50
Tabel III.12 SpesifikasiTangki... 51
Tabel IV.1 Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi... 56
Tabel IV.2 Kebutuhan Air Laut ... 57
Tabel IV.3 Kebutuhan Listrik untuk Keperluan Proses dan Utilitas ... 60
Tabel IV.4 JumlahLumenberdasarkan luas bangunan... 61
Tabel IV.5 Total kebutuhan daya listrik pabrik disuplai generator ... 62
Tabel IV.6 Total kebutuhan bahan bakar pabrik... 64
Tabel V.1 Jadwal Pembagian KelompokShift... 88
commit to user
Tabel VI.1 Indeks Harga Alat ... 94
Tabel VI.2Fixed Capital Investment... 97
Tabel VI.3Working Capital Investment... 98
Tabel VI.4 Direct Manufacturing Cost ... 98
Tabel VI.5 Indirect Manufacturing Cost ... 99
Tabel VI.6 Fixed Manufacturing Cost ... 99
Tabel VI.7 General Expense ... 99
commit to user INTISARI
Muh.Kurniawan A.M., Yanuar Raka Siwi, 2014, Prarancangan Pabrik Karbon Aktif dari Ampas BuahMangrove(Rhizophora mucronata) Kapasitas 10.000 Ton/Tahun, Jurusan Teknik Kimia, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
Karbon aktif merupakan bahan kimia yang saat ini banyak digunakan dalam industri yang menggunakan proses absorpsi dan purifikasi. Karbon aktif atau arang aktif adalah arang yang sudah diaktifkan sehingga pori – porinya terbuka dan permukaanya bertambah luas sekitar 300 m2/g – 2000 m2/g. permukaan arang aktif yang semakin luas ini menyebabkan daya absorbsinya terhadap gas atau cairan semakin tinggi. Bahan baku yang digunakan adalah ampas mangrove (Rhizophora mucronata). Pabrik karbon aktif ini akan didirikan di Bontang, Kalimantan Timur pada tahun 2017 dengan kapasitas 10.000 ton/tahun.
Pembuatan karbon aktif ini melalui 4 tahap yaitu tahap persiapan bahan baku, pirolisis, aktivasi karbon, dan pemurnian produk. Pada tahap persiapan bahan baku, ampas mangrove yang berukuran 0,5-1 cm ditampung didalam silo. Setelah itu, ampas mangrove dimasukan kedalam screw pyrolizer menggunakan
belt dryer. Tahap pirolisis dilakukan dalam screw pyrolizer dengan kondisi operasi suhu 4000C dan tekanan 1 atm. Tahap aktivasi karbon aktif dilakukan didalam rotary kiln dengan kondisi 9260C tekanan 1 atm. Tahap pemurnian produk, karbon aktif yang terbentuk dimurnikan dengan dicuci didalam washer
pada suhu 350C tekanan 1 atm yang sebelumnya telah diturunkan suhunya dengan menggunakan rotary cooler pada suhu 700C dan tekanan 1 atm. Setelah itu pemurnian produk dilanjutkan dengan pengeringan menggunakan rotary dryer
pada suhu 1200C dan tekanan 1 atm.
Unit pendukung proses meliputi unit pengadaan air (proses ,konsumsi umum & sanitasi) yang bersumber dari Selat Makassar dengan kebutuhan sebesar 96.238,74 kg/jam, unit pengadaan listrik sebesar 379,54 kW dari PLN, unit pengadaan bahan bakar gas alam 0,716 m3/jam dan IDO 120 L/jam, unit pengadaan udara tekan sebesar 23,79 m3/jam. Limbah cair dibuang ke laut. Limbah gas dimanfaatkan sebagai pemanas pada proses pirolisis, penguapan air di unit utilitas dan dibuang di udara bebas. Pabrik juga didukung dengan laboratorium yang berfungsi untuk mengontrol kualitas bahan baku (cawan porselen, furnace, oven), dan produk (Oven, cawan porselen, furnace, gelas
beaker)
Bentuk perusahaan yang dipilih adalah Perseroan Terbatas dengan struktur
line and staff. Jumlah kebutuhan tenaga kerja sebanyak 141 orang.
Hasil analisis ekonomi didapatkan Rate of Return (ROI) sebesar 42,61 % sebelum pajak dan 29,83 %sesudah pajak. Pay Out Time (POT) didapatkan sebesar 1,90 tahun sebelum pajak dan 2,51 tahun sesudah pajak.Break Even Point
