i
1
PRARANCANGAN PABRIK GIPSUM
DENGAN PROSES DESULFURISASI GAS BUANG PLTU
KAPASITAS 2000 TON/TAHUN
Oleh:
FATEKAH LINA NURMA WATI
D 500 090 015
Dosen Pembimbing:
1.
Ir. Haryanto Abdul Rofiq, MS
NIDN: 0005076302
2.
Kun Harismah, M.Si, Ph.D
NIDN : 0606016101
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
ii
2 UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
Nama : Fatekah Lina Nurma Wati
NIM : D 500 090 015
Judul TPP : Prarancangan Pabrik Gipsum dengan Metode Desulfurisasi
Gas Buang PLTU dengan Kapasitas 2000 Ton/Tahun
Pembimbing : 1. Ir. Haryanto Abdur Rofiq, MS
2. Kun Harismah, M.Sc, Ph.D
Surakarta, Juli 2013
iii
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA FAKULTAS TEKNIK
Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan Kartasura Telp (0271) 717417 Surakarta-57102
3
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR
Saya yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : FATEKAH LINA NURMA WATI
NIM : D500090015
Jurusan : TEKNIK KIMIA
Judul TA : Prarancangan Pabrik Gipsum Dengan Proses
Desulfurisasi Gas Buang PLTU Dengan Kapasitas
2000 Ton/Tahun
Menyatakan dengan sebenarnya bahwa Tugas Akhir yang saya buat dan serahkan ini
merupakan hasil karya saya sendiri, kecuali kutipan-kutipan dan ringkasan-ringkasan
yang semuanya telah saya jelaskan sumbernya. Apabila dikemudian hari terbukti dan
atau dapat dibuktikan bahwa Tugas Akhir hasil jiplakan, maka saya bersedia
menerima sanksi apapun dari Fakultas Teknik atau gelar dan ijazah yang diberikan
oleh Universitas Muhammadiyah Surakarta batal saya terima.
Surakarta,16 Juli 2013 Yang membuat pernyataan,
iv
4
MOTTO
Cara untuk menjadi di depan adalah memulai sekarang. Jika
memulai sekarang, tahun depan Anda akan tahu banyak hal yang
sekarang tidak diketahui, dan Anda tak akan mengetahui masa
depan jika Anda menunggu-nunggu
Jika seseorang berpegang pada keyakinan, maka hilanglah
keragu-raguan. Tetapi jika orang sudah mulai berpegang pada keragu-raguan, maka hilanglah kesangsian
Kita berdoa kalau kesusahan dan membutuhkan sesuatu
semestinya kita juga berdoa dalam kegembiraan besar dan saat
mendapatkan rizki yang melimpah
5
PERSEMBAHAN
Alhamdulillah, setitik peluh dalam perjuangan langkah cita dan harapan ini tak
akan berarti tanpa mereka yang senantiasa hadir dalam hidupku. Karya kecil ini
kupersembahkan kepada:
Bapak Ibu tercinta, Di setiap doa yang kau panjatkan, segenap hormat bakti dan terima kasihku untuk tulusnya kasih sayangmu. Cintamu adalah
semangat terbesarku untuk meraih asaku dan mewujudkan bahagiamu. Keluarga kecilku: Ajeng, Izky, Ridi, Dila, Saat penat dan lelahku, kalian
selalu hadir menghiburku. Proses pembelajaran hidupku berjalan saat aku
mengenal kalian.
Sahabat-sahabatku: Yayuk, Niha, Puput, Vita, Yuda, Wahyu, Miko, Mudi, Rizza Terima kasih atas dukungan dan persahabatan kita selama ini,
tanpa kalian aku bukan apa-apa.
vi
6
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb
Dengan memanjatkan puji syukur alhamdulillah kehadirat ALLAH SWT
yang telah melimpahkan segala rahmat, hidayah, serta taufikNya, sehingga
penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul: Prarancangan Pabrik
Gipsum Dengan Proses Desulfurisasi Gas Buang PLTU Dengan Kapasitas
2000 Ton/Tahun
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terimakasih kepada semua
pihak yang telah membantu baik secara langsung maupun tidak langsung hingga
terselesaikannya skripsi ini. Ucapan terimakasih yang tulus penulis haturkan
kepada:
1. Bapak Ir. Agus Riyanto, MT selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Ir. Haryanto AR, MS selaku pembimbing utama yang arif dan bijak
telah memberikan bimbingan dan arahan dalam penulisan skripsi ini.
3. Ibu Kun Harismah, Ph.D selaku pembimbing kedua yang selalu sabar
dalam memberikan bimbingan dan arahan dalam penulisan skripsi ini
4. Bapak Rois Fatoni, M.Sc, Ph.D. selaku Ketua Program Studi Teknik
Kimia Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
5. Bapak Ibu Dosen dan Karyawan di lingkungan Fakultas Teknik serta
perpustakaan Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah
memberikan pengetahuan dan bekal ilmu kepada penulis.
6. Ajeng Yulianti Dwi Lestari selaku rekan skripsi yang senantiasa memberi
semangat dan keyakinan jikalau skripsi hanyalah setitik dari ujian hidup,
7. Rizky Patria Sari, Rizza Umam Alharis, Ali Mahmudi dan Kiswari Diah Puspita yang telah senantiasa setiap hari menghadapi proses penyelesaian
skripsi bersama-sama.
8. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan skripsi ini, yang
tidak dapat penulis sebutkan satu per satu. Terimakasih untuk semuanya
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih jauh dari
sempurna dan tidak menutup kemungkinan membutuhkan kritikan yang bersifat
membangun. Penulis berharap skripsi ini dapat memberikan manfaat yang berarti
bagi pembaca dan semua pihak yang membutuhkan, amien.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb
Surakarta, Juli 2013
DAFTAR ISI
JUDUL... i
HALAMAN PENGESAHAN... ii
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR... iii
MOTTO ... iv
PERSEMBAHAN... v
KATA PENGANTAR... vi
DAFTAR ISI... viii
DAFTAR TABEL... xi
INTISARI... xii
BAB I PENDAHULUAN... 1
1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik... 1
1.2 Penentuan Kapasitas Rancangan Pabrik... 2
1.3 Penentuan Lokasi pabrik... 3
1.4 Tinjauan Pustaka ... 5
1.4.1 Macam-macam Proses Pembuatan Gipsum... 5
1.4.2 kegunaan produk... 8
1.4.3 sifat fisika dan sifat kimia bahn baku dan produk... 8
BAB II DISKRIPSI PROSES... 11
2.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ………...…… 11
2.1.1 Spesifikasi bahan baku utama... 11
2.1.2 Spesifikasi bahan baku pembantu... 12
2.1.3 Spesifikasi produk... 12
2.2 Konsep Proses... 12
2.2.1 dasar reaksi... 12
2.2.2 mekanisme reaksi... 13
2.2.3 Kondisi operasi... 13
2.2.4 tinjauan termodinamika... 13
2.2.5 Kinetika Reaksi... 15
2.3 Diagram Alir Proses... 17
2.4 Neraca Massa dan Neraca Panas ..………... 21
2.4.1 neraca massa... 21
2.4.2 neraca panas... 27
2.5 Tata Letak Pabrik dan Peralatan ………... 30
2.5.1 tata letak pabrik... 30
2.5.2 tata letak peralatan... 32
BAB III SPESIFIKASI ALAT ... 36
3.1 Absorber... 36
3.2 Ball Mill ... 36
3.2.1. Ball Mill-01... 36
3.2.2. Ball Mill-02... 37
3.3 Bucket Elevator... 37
3.3.1. Bucket Elevator-01... 37
3.3.2. Bucket Elevator-02... 38
3.4 Dryer... 38
3.5 Filter... 39
3.6 Heat Exchanger ... 40
3.6.1. Heat Exchanger-01... 40
3.6.2. Heat Exchanger-02... 40
3.6.3. Heat Exchanger-03... 41
3.7 Mixer ... 42
3.11 Screw conveyor... 44
3.12 Silo ... 45
BAB UTILITAS DAN LABORATORIUM... 46
4.1 Unit Pendukung Proses (Utilitas) ...,... 46
4.2.1 Tugas laboratorium... 48
4.2.1 Peralatan Laboratorium... 48
4.3 Keselamatan dan Kesehatan Kerja... 49
BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN... 51
5.1 Bentuk Perusahaan ... 51
5.2 Struktur Organisasi Perusahaan ………... 52
5.2.1 pemegang saham... 53
5.2.2 Kepala Bagian... 53
5.2.3 Skretaris... 55
5.3 SistemKepegawaian dan Sistem Gaji ... 55
5.3.1 Sistem kepegawaian... 55
5.3.2 Pembagian jam kerja karyawan... 55
5.3.3 Sistem gaji... 57
5.4 Kesejahteraan karyawan... 60
5.5 Manajemen Produksi ………... 61
5.5.1 perencanaan produksi... 62
5.5.2 pengendalian produksi... 63
BAB VI ANALISIS EKONOMI... 65
6.1 Total Fixed Capital Invesment ………... 70
DAFTAR PUSTAKA... 77
LAMPIRAN... 79
Tabel 1. Pemilihan Proses Berdasarkan Aspek Teknis dan Ekonomi... 7
Tabel 2 Neraca Massa di sekitar Ball Mill... 22
Tabel 3 Neraca Massa di sekitar Mixer... 22
Tabel 4 Neraca Massa di sekitar Absorber... 23
Tabel 5 Neraca Massa di sekitar thickener... 24
Tabel 6 Neraca Massa di sekitar Filter... 24
Tabel 7 Neraca Massa di sekitar Dryer... 25
Tebel 8 Neraca Massa Total... 26
Tabel 9 Neraca panas sekitar cooler... 27
Tabel.10 neraca panas sekitar mixer... 27
Tabel.11 neraca panas sekitar absorber... 28
Tabel.12 neraca panas sekitar Dryer... 29
Tabel.13 neraca panas sekitar cooler... 30
Tabel.14 neraca panas sekitar air heater... 30
Tabel 15 daftar kenutuhan air pendingin... 47
Tabel 16 daftar kebutuhan steam... 47
Tabel 17 daftar kebutuhan air domestik... 47
Tabel 18 pembagian shift karyawan... 57
Tabel 19 tugas dan keahlian... 60
Tabel 20 cost index chemical plant... 66
Tabel 21 total fixed capital investment... 70
Tabel 22 working capital... 71
Tabel 23 manufacturing cost... 71
Tabel 24 general expenses... 72
Tabel 25 fixed cost... 74
Tabel 26 variable cost... 74
7
INTISARI
Pabrik gipsum dengan bahan baku batu gamping (CaO) dan gas buang PLTU
direncanakan berdiri di kawasan industri Probolinggo, Jawa Timur dengan
kapasitas produksi 2000 ton/tahun pada tahun 2017. Pembuatan gipsum
dilakukan dengan proses desulfurisasi pada absorber non-isothermal. Reaksi
berlangsung pada fase cair irreversible dan eksotermis. Pada suhu 73,03oC dan
tekanan 1,1 atm.
Kebutuhan batu gamping untuk pabrik ini sebanyak kg/jam dan gas buang PLTU
sebanyak 82,34 kg/jam. Produk berupa gipsum sebanyak 247,47 kg/jam. Utilitas
pendukung proses meliputi penyediaan air sebanyak 175,57 kg/jam yang
diperoleh dari PLTU Paiton, kebutuhan steam sebanyak 135,61 kg/jam, yang
diperoleh dari boiler PLTU Paiton, dan kebutuhan listrik diperoleh dari PLN dan
generator sebesar 60 kW.
Pabrik direncanakan beroprasi selama 330 hari pertahun dengan jumlah
karyawan 22 orang, modal tetap sebesar Rp 8.695.860.333,73 per tahun. Modal
kerja sebesar Rp 1.037.826.403,03 per tahun. Setelah dipotong pajak keuntungan
mencapai Rp 4.203.213.036 pe rtahun. Percent return on investment (ROI)
sebelum pajak sebesar 68,58% dan sesudah pajak sebesar 42,03%. Pay out time
(POT) sebelum pajak sebesar 1,27 tahun dan setelah pajak 1,72 tahun. Break
event point (BEP) sebesar 41,14%, shut down point (SDP) sebesar 32,73%,
internal rate of return (IRR) berdasarkan discounted cash flow (DCF) sebesar
20,91%. Berdasarkan pertimbangan bahwa ROI, POT, BEP, SDP dan IRR untuk
pabrik beresiko rendah perhitungannya memenuhi standar maka pabrik dibutyl
