commit to user
TUGAS AKHIR
PRARANCANGAN PABRIK
GLYCEROL
DARI
ALLYL ALCOHOL
DAN
HYDROGEN PEROXIDE
KAPASITAS 70.000 TON/TAHUN
Oleh:
1. RANI CAHYANI FAJARYATUN
2. THERECIA WULAN SUKARDI
NIM. I 0511041
NIM. I 0511052
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
commit to user
iii
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur Penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha
Esa, yang hanya oleh anugerah dan rahmat-Nya, kami selaku Penulis dapat
menyelesaikan tugas akhir “Prarancangan Pabrik Gliserol Dari Alil Alkohol dan
Hidrogen Peroksida Kapasitas 70.000 ton/tahun”.
Dalam Penyusunan tugas akhir ini Penulis memperoleh banyak bantuan
berupa dukungan moral maupun spiritual dari berbagai pihak. Oleh karena itu
penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Kepada orang tua dan keluarga atas dukungan doa, materi, dan semangat
yang senantiasa diberikan tanpa kenal lelah.
2. Dr. Margono, S.T., M.T., selaku Kepala Program Studi S1 Teknik Kimia
FT UNS.
3. Mujtahid Kaavessina., S.T.,M.T., PhD., selaku Dosen Pembimbing I dan
Yoseph Calasanctius Danarto, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing II
yang telah memberikan bimbingan dan bantuan dalam penyusunan tugas
akhir ini.
4. Dr. Adrian Nur, S.T., M.T., dan Ir. Paryanto. M.S. selaku Dosen Penguji
Tugas Akhir yang telah berkenan memberikan masukan dalam
penyelesaian Tugas Akhir.
5. Seluruh dosen dan staf Program Studi S1 Teknik Kimia atas bimbingan
dan bantuannya selama Penulis menempuh pendidikan.
6. Teman-teman mahasiswa Program Studi S1 Teknik Kimia, khususnya
angkatan 2011 dan seluruh civitas akademika Program Studi S1 Teknik
Kimia yang telah memberikan banyak bantuan penyusunan tugas akhir.
Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari
sempurna. Oleh karena itu Penulis membuka diri terhadap segala kritik dan saran
yang membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis
dan pembaca sekalian
Surakarta, Juli 2015
commit to user
xiii
INTISARI
Therecia Wulan Sukardi, 2015, Prarancangan Pabrik Glycerol dari Allyl
Alcoholdan Hydrogen PeroxideKapasitas 70.000 Ton/Tahun, Program Studi S1 Teknik Kimia, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
Gliserol (C3H8O3) mempunyai peranan dalam industri komestik yang
menghasilkan produk perawatan pribadi seperti sabun dan produk perawatan kulit dan rambut. Untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri yang masih harus diimpor dari luar negeri dan adanya peluang ekspor yang masih terbuka, maka dirancang Pabrik Gliserol kapasitas 70.000 ton/tahun dengan bahan baku Alil Alkohol (
1-hidroksi-propanol) (C3H6O) sebanyak 44.207,38 ton/tahun diperoleh dari Daicel
Chemical Industries dan Hidrogen Peroksida (H2O2) sebanyak 25.792,62
ton/tahun diperoleh dari PT. Peroksida Indonesia Pratama dan PT Degussa
Peroxide Indonesia. Pabrik direncanakan berdiri di kawasan industri Karawang,
Jawa Barat pada tahun 2017.
Gliserol dibuat dengan cara mereaksikan alil alkohol dan hidrogen peroksida dengan katalis tungstat acid pada suhu 70 ºC dan tekanan 1 atm di dalam Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB) seri 3, dengan kondisi isotermal dan dilengkapi koil pendingin. Reaksi yang terjadi bersifat eksotermis. Konversi gliserol untuk reaksi ini adalah 88,40%, sedangkan yield adalah 100 %. Tahapan proses meliputi penyiapan bahan baku alil alkohol dan hidrogen peroksida, reaksi
pembentukan gliserol dalam RATB, pemisahan katalis dengan produk di
centrifuge pada suhu 70 ºC dan tekanan 1 atm dan pemurnian produk di menara distilasi. Produk atas menara distilasi berupa alil alkohol, hidrogen peroksida, air dan gliserol pada suhu 100 ºC dan produk bawah berupa alil alkohol, hidrogen peroksida, air dan gliserol dengan kemurnian 99,5% berat pada suhu 266 ºC
Unit pendukung proses meliputi unit pengadaan air (air pendingin, umpan boiler, konsumsi umum dan sanitasi) yang bersumber dari KIIC dengan
kebutuhan sebesar 48.928 kg/jam, unit pengadaan steam dengan kebutuhan
120.825,46 kg/jam, unit pengadaan udara tekan sebesar 50 m3/jam, unit pengadaan listrik sebesar 215 kW dari PLN dan generator sebesar 750 kW sebagai cadangan listrik, serta unit pengadaan bahan bakar dari Solar IDO sebesar 7.571,59 L/jam. Pabrik juga didukung laboratorium yang mengontrol mutu bahan baku dan produk serta limbah pabrik berupa cairan.
Bentuk perusahaan yang dipilih adalah Perseroan Terbatas (PT). Sistem kerja karyawan berdasarkan pembagian jam kerja yang terdiri dari karyawan shift
dan non-shift. Jumlah karyawan keseluruhan adalah 146 orang, dimana karyawan
shift berjumlah 84 orang dan karyawan non-shift 62 orang.
Hasil analisis ekonomi didapatkan Rate of Return(ROI) sebesar 48,61 % sebelum pajak dan 34,03 % sesudah pajak. Pay Out Time (POT) didapatkan sebesar 1,77 tahun sebelum pajak dan 2,38 tahun sesudah pajak. Break Even Point
(BEP) sebesar 47,18 %, Shut Down Point(SDP) sebesar 35,23 %, dan Discounted
Cash Flow (DCF) sebesar 20,06 %. Dari hasil analisa ekonomi dapat disimpulkan
commit to user
BAB I PENDAHULUAN...
1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik ...
1.2. Kapasitas Rancangan ...
1.2.1. Kebutuhan Gliserol di Indonesia ...
1.2.2. Ketersediaan Bahan Baku ...
1.2.3. Kapasitas Komersial Pabrik Gliserol ...
1.3. Pemilihan Lokasi Pabrik ...
commit to user BAB II
1.3.2.2. Kebijakan Pemerintah ...
1.3.2.3. Tanah dan Iklim ...
1.3.2.4. Keamanan Masyarakat ...
1.4. Tinjauan Pustaka ...
1.4.1. Macam – macam Proses Pembuatan Gliserol ...
1.4.2. Kegunaan Produk ...
1.4.3. Sifat – Sifat Bahan ...
1.4.3.1. Bahan Baku Alil Alkohol ...
1.4.3.2. Bahan Baku Hidrogen Peroksida ...
1.4.3.3. Katalis Asam Tungstat ...
1.4.3.4. Produk Gliserol ...
1.4.4. Tinjauan Proses ...
DESKRIPSI PROSES ...
2.1. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ...
2.1.1. Spesifikasi Bahan Baku ...
2.1.2. Spesifikasi Katalis ...
2.1.3. Spesifikasi Produk Gliserol ...
2.2. Konsep Proses ...
2.2.1. Dasar Reaksi ...
2.2.2. Mekanisme Reaksi ...
2.2.3. Tinjauan Kinetika ... ...
2.2.4. Tinjauan Termodinamika ...
commit to user BAB III
BAB IV
2.3. Diagram Alir Proses dan Langkah Proses ...
2.3.1. Diagram Alir Kuantitatif ...
2.3.2. Diagram Alir Kualitatif ...
2.3.3. Diagram Alir Proses ...
2.3.4. Deskripsi Proses ...
2.3.4.1. Tahap Pembentukan Produk ...
2.3.4.2. Tahap Pemurnian Produk ...
2.4. Neraca Massa dan Neraca Panas ...
2.4.1. Neraca Massa ...
2.4.2. Neraca Panas ...
2.5. Lay Out Pabrik dan Lay Out Peralatan Proses ...
2.5.1. Lay Out Pabrik ...
2.5.2. Lay Out Peralatan ...
SPESIFIKASI PERALATAN PROSES...
3.1 Reaktor ...
3.2 Centrifuge ...
3.3 Menara Distilasi ...
3.4 Tangki ...
3.5 Heat Exchanger ...
3.6 Pompa...
3.7 Belt Conveyor ...
UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM....
commit to user BAB V
4.1.1. Unit Pengadaan Air ...
4.1.1.1. Air Pendingin ...
4.1.1.2. Air Umpan Boiler ...
4.1.1.3. Air Konsumsi Umum dan Sanitasi ...
4.1.2. Unit Pengadaan Steam ...
4.1.3. Unit Pengadaan Udara Tekan ...
4.1.4. Unit Pengadaan Listrik ...
4.1.5. Unit Pengadaan Bahan Bakar ...
4.2. Laboratorium ...
MANAJEMEN PERUSAHAAN...
5.1. Bentuk Perusahaan ...
5.2. Struktur Organisasi ...
5.3. Tugas dan Wewenang ...
5.3.1. Pemegang Saham ...
5.3.2. Dewan Komisaris ...
5.3.3. Dewan Direksi ...
5.3.4. Staf Ahli ...
5.3.5. Penelitian dan Pengembangan (Litbang) ...
5.3.6. Kepala Bagian ...
5.3.7. Kepala Seksi ...
5.4. Pembagian Jam Kerja Karyawan ...
5.5. Status Karyawan dan Sistem Upah ...
commit to user BAB VI
5.6.1. Penggolongan Jabatan ...
5.6.2. Jumlah Karyawan dan Gaji ...
5.7. Kesejahteraan Sosial Karyawan ...
ANALISA EKONOMI...
6.1. Penaksiran Harga Peralatan ...
6.2. Penentuan Total Capital Investment (TCI)...
6.3. Biaya Produksi Total (Total Production Cost) ...
6.4. Keuntungan (Profit) ...
6.4.1. Fixed Capital Investment (FCI)...
6.4.2. Working Capital Investment (WCI)...
6.4.3. Total Capital Investment (TCI)...
6.4.4. Indirect Manufacturing Cost(IMC) ...
6.4.5. Fixed Manufaccturing Cost(FMC) ...
6.4.6. Total Maufacturing Cost(TMC) ...
6.4.7. General Expense(GE) ...
6.4.8. Total Production Cost(TPC) ...
6.5. Analisa Kelayakan ... 108
109
112
113
114
116
117
118
118
119
119
120
120
121
121
121
122
DAFTAR PUSTAKA... viii
LAMPIRAN
commit to user
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Grafik Kebutuhan Gliserol untuk Konsumsi di Indonesia ... 3
Gambar 1.2. Peta Kota Karawang... 9
Gambar 1.3. Lokasi Pabrik Gliserol... 9
Gambar 2.1. Skema Mekenisme Reaksi ... 29
Gambar 2.2. Reaktor RATB ... 31
Gambar 2.3. Diagram Alir Kualitatif ... 38
Gambar 2.4. Diagram Alir Kuantitatif ... 39
Gambar 2.5. Diagram Alir Proses ... 40
Gambar 2.6. Lay outPabrik ... 55
Gambar 2.7. Lay outAlat ... 56
Gambar 4.1. Skema Pengolahan Air Umpan Boiler ... 76
Gambar 5.1. Struktur Organisasi Pabrk Gliserol ... 98
Gambar 6.1. Grafik Linierisasi Indeks Harga ... 115
commit to user
v-1
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Data Kebutuhan Gliserol untuk Konsumsi di Indonesia... 3
Tabel 1.2 Perbandingan Proses – proses Pembuatan Gliserol ... 14
Tabel 1.3 Kegunaan Gliserol... 15
Tabel 2.1 Perbandingan Mol Reaktan dan Produk ... 31
Tabel 2.2 Neraca Massa Reaktor R-01 ... 43
Tabel 2.3 Neraca Massa Reaktor R-02 ... 44
Tabel 2.4 Neraca Massa Reaktor R-03 ... 44
Tabel 2.5 Neraca Massa Centrifuge CF-01... 45
Tabel 2.6 Neraca Massa Menara Distilasi MD-01... 45
Tabel 2.7 Neraca Massa Total ... 46
Tabel 2.8 Neraca Panas Umpan dan Produk Reaktor R-01 ... 47
Tabel 2.9 Neraca Panas Total Reaktor R-01... 47
Tabel 2.10 Neraca Panas Umpan dan Produk Reaktor R-02 ... 48
Tabel 2.11 Neraca Panas Total Reaktor R-02... 48
Tabel 2.12 Neraca Panas Umpan dan Produk Reaktor R-03. ... 49
Tabel 2.13 Neraca Panas Total Reaktor R-03... 49
Tabel 2.14 Neraca Panas Centrifuge CF-01 ... 50
Tabel 2.15 Neraca Panas Total Centriifuge CF-01 ... 50
Tabel 2.16 Neraca Panas Menara Distilasi MD-01... 51
Tabel 2.17 Neraca PanasOverall... 51
Tabel 3.1 Spesifikasi Reaktor. ... 57
Tabel 3.2 Spesifikasi Centrifuge ... 60
Tabel 3.3 Spesfikasi Menara Distiliasi ... 61
Tabel 3.4 Spesifikasi Tangki ... 63
Tabel 3.5 Spesifikasi Heat Exchanger. ... 65
Tabel 3.6 Spesifikasi Pompa ... 69
Tabel 3.7 Spesifikasi Belt Conveyor. ... 70
Tabel 4.1 Jumlah Kebutuhan Air Pendingin ... 72
commit to user
vi-2
Tabel 4.3 Jumlah Kebutuhan Air yang harus dibeli ... 77
Tabel 4.4 Kebutuhan Listrik Untuk Keperluan Proses dan Pengolahan Air 81 Tabel 4.5 Jumlah Lumen Berdasarkan Luas Bangunan... 83
Tabel 4.6 Total Kebutuhan Listrik Pabrik... 85
Tabel 5.1 Jadwal Pembagian Kelompok Shift ... 106
Tabel 5.2 Perincian Jumlah Karyawan... 109
Tabel 5.3 Perincian Karyawan Shift ... 110
Tabel 5.3 Perincian Golongan dan Gaji Karyawan ... 111
Tabel 6.1 Indeks Harga Alat ... 115
Tabel 6.2 Fixed Capital Investment... 118
Tabel 6.3 Working Capital Investment... 119
Tabel 6.4 Direct Manufacturing Cost... 120
Tabel 6.5 Indirect Manufacturing Cost... 120
Tabel 6.6 Fixed Manufacturing Cost... 120
Tabel 6.7 General Expense... 121
