PRA RANCANGAN
PABRIK PEMBUATAN KUPRI SULFAT
PENTAHIDRAT DARI TEMBAGA OKSIDA DAN ASAM
SULFAT KAPASITAS 40.000 TON/TAHUN
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia
Oleh:
NIM : 100425015
FAUZI AKBAR
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas
rahmat dan anugerah-Nya sehiingga Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang
berjudul “ Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Kuprisulfat Pentahidrat dari
Tembaga Oksida dan Asam Sulfat Kapasitas 40.000 ton/tahun”. Tugas Akhir ini disusun untuk melengkapi persyaratan mengikuti ujian sarjana di Departemen Teknik
Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Selama mengerjakan Tugas Akhir ini Penulis begitu banyak mendapatkan
bantuan dari berbagai pihak. Oleh Karena itu, dalam kesempatan ini penulis
mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Dr.Eng.Ir.Irvan, M.si, sebagai dosen pembimbing I yang telah
membimbing dan memberi masukan selama menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Ir. Bambang Trisakti, M.si, sebagai dosen pembimbing II yang telah
banyak memberikan arahan selama mengerjakan Tugas Akhir ini.
3. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, sebagai koordinator Tugas Akhir Departemen
Teknik Kimia FT USU.
4. Terima kasih buat staf pegawai Fakultas Teknik Kimia USU Medan.
5. Teristimewa buat kedua orang tua penulis yaitu Soepono Kandar dan
Monawati Tiurmaida Sinaga yang selalu memberikan motivasi, kasih sayang,
tenaga dan materi kepada penulis.
6. Teman seperjuangan Nico Sihombing sebagai partner penulis dalam
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
7. Buat teman-teman stambuk’10 Ekstensi: Harry, Darwis, Gunawan, Adil,
Putra, Jhon Peri, Bg Icon, Ela,Wina,Zulisma,Cut, Nico.
8. Serta pihak-pihak yang telah ikut membantu penulis namun tidak tercantum
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih terdapat kekurangan.
Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya
membangun demi kesempurnaan pada penulisan berikutnya. Semoga Tugas
Akhir ini dapat bermamfaat bagi kita semua.
Medan, 22 Mei 2013
Penulis
INTI SARI
Kupri Sulfat Pentahidrat dibuat dari tembaga oksida dengan proses evaporasi.
Kondisi operasi pembuatan Kupri Sulfat Pentahidrat adalah 80oC dengan tekanan 1
atm.
Pabrik pembuatan Kupri Sulfat Pentahidrat ini direncanakan akan berproduksi dengan kapasitas 40.000 ton/tahun. Lokasi pabrik direncanakan didaerah Kawasan Industri Medan II Sumatera Utara.
Tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 213 orang. Bentuk badan usaha direncanakan adalah Perseroan Terbatas (PT) dan bentuk organisasinya adalah system garis.
Hal analisa ekonomi pabrik Pembuatan Kupri Sulfat Pentahidrat adalah:
Modal Investasi : $ 278.604.244
Biaya produksi : $ 443.441.724
Hasil Penjualan : $ 640.000.000
Laba Bersih : $ 213.519.589
PM : 47,6%
BEP : 24,94%
ROI : 76,6%
POT : 2,3 Tahun
ROI : 40,96%
IRR : 34,24%
DAFTAR ISI
Kata Pengantar ... i
Intisari ... iii
Daftar Isi ... iv
Daftar Tabel ... ix
Daftar Gambar ... xii
BAB I PENDAHULUAN ... I-1
1.1 Latar Belakang ... I-1
1.2 Penentuan Kapasitas ... I-1
1.3 Perumusan Masalah ... I-2
1.4 Tujuan Perancangan Pabrik ... I-3
1.5 Manfaat Perancangan Pabrik ... I-3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... II-1
2.1 Kegunaan Produk Kuprisulfat Pentahidrat ... II-1
2.2 Sifat-sifat Bahan Baku ... II-1
2.2.1 Asam sulfat ... II-1
2.2.1 Copper Oxide (CuO) ... II-2
2.3 Produk Utama (Kuprisulfat pentahidrat) ... II-2
2.4 Macam-macam Proses Pembuatan Kuprisulfat Pentahidrat ... II-3
2.6.5 Tahap Penanganan Produk ... II-6
BAB III NERACA MASSA ... III-1
3.1 Tangki Pengencer H2SO4 (M-116) ... III-1
3.2 Reaktor (R-110) ... III-2
3.3 Rotary Vacuum Filter (H-121) ... III-2
3.4 Evaporator (V-120) ... III-3
3.5 Kristalizer (X-125)... III-4
3.6 Centrifuge (H-126) ... III-5
3.7 Rotary Dryer (B-130) ... III-6
3.8 Cyclone (H-136) ... III-7
4.6 Kondensor Barometrik (E-123) ... IV-3
4.7 Kristalizer (X-125) ... IV-4
4.8 Rotary Dryer (B-130) ... IV-4
4.9 Heater Udara ... IV-5
BAB V SPESIFIKASI ALAT ... V-1
5.1 Gudang Copper Oxides (F-111) ... V-1
5.12 Pompa (P-127B) ... V-7
5.13 Heater Filtrat (E-122) ... V-8
5.14 Evaporator (V-120) ... V-8
5.15 Pompa(P-127C) ... V-9
5.16 Kondensor Barometrik (E-123) ... V-9
5.17 Jet Ejector (G-124) ... V-9
5.18 Kristalizer (X-125) ... V-10
5.19 Centrifuge(H-126) ... V-10
5.26 Mesin Pengemas (J-138) ... V-15
5.27 Gudang Produk (F-139) ... V-15
BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ... VI-1
6.1 Instrumentasi ... VI-1
6.2 Keselamatan Kerja ... VI-4
6.2.1 Bahaya Kebakaran dan Peledakan ... VI-5
6.2.2 Bahaya Mekanik ... VI-6
6.2.3 Bahaya Terhadap Kesehatan dan Jiwa Manusia ... VI-7
6.3 Material Safety Data Sheet (MSDS) ... VI-8
6.3.1 Asam Sulfat H2SO4 ... VI-9
6.3.2 Tembaga Oksida (CuO) ... VI-9
BAB VII UTILITAS PABRIK ... VII-1
7.3 Unit Penyediaan Tenaga Listrik ... VII-8
7.4 Unit Penyediaan Bahan Bakar ... VII-8
7.5 Unit Penyediaan Refrigerant ... VII-9
7.6 Pengolahan Limbah ... VII-9
7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas ... VII-9
BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ... VIII-1
8.1 Penentuan Lokasi Pabrik ... VIII-1
BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ... IX-1
9.1 Bentuk Hukum Badan Usaha ... IX-1
9.2 Manajemen Perusahaan ... IX-2
9.3 Organisasi Perusahaan ... IX-2
9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab ... IX-4
10.2 Biaya Produksi Total ... X-4
10.2.1 Biaya Tetap ... X-4
10.2.1 Biaya Variabel ... X-4
10.3 Total Penjualan ... X-5
10.4 Bonus Perusahaan ... X-5
10.5 Perkiraan Rugi/Laba Usaha ... X-5
10.6 Analisa Aspek Ekonomi ... X-5
10.6.1 Profit Margin (PM) ... X-5
10.6.2 Break Event Poin (BEP) ... X-6
10.6.3 Return On Investment(ROI) ... X-6
10.6.4 Pay Out Time (POT) ... X-7
10.6.5 Return on Network (RON)... X-7
10.6.6 Internal Rate of Return... X-8
BAB XI KESIMPULAN ... XI-1
DAFTAR PUSTAKA ... xiii
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ... LA-1
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS ... LB-1
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN ... LC-1
LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS ... LD-1
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Data Kebutuhan Impor Kuprisulfat Pentahidrat di Indonesia ... I-2
Tabel 3.1 Neraca Massa Pada Tangki Pengencer H2SO4 ... III-1
Tabel 3.2 Neraca Massa Pada Reaktor ... III-2
Tabel 3.3 Neraca Massa Pada Rortary Vacuum Filter ... III-3
Tabel 3.4 Neraca Massa Pada Evaporator... III-4
Tabel 3.5 Neraca Massa Pada Kristalizer ... III-5
Tabel 3.6 Neraca Massa Pada Centrifuge ... III-6
Tabel 3.7 Neraca Massa Pada Rotary Dryer ... III-6
Tabel 3.8 Neraca Massa Pada Cyclone ... III-7
Tabel 4.1 Neraca Panas Pada Tangki Pengencer H2SO4... IV-1
Tabel 4.2 Neraca Panas Pada Heater H2SO4 ... IV-2
Tabel 4.3 Neraca Panas Pada Reaktor... IV-2
Tabel 4.4 Neraca Panas Pada Heater... IV-3
Tabel 4.5 Neraca Panas Pada Evaporator ... IV-3
Tabel 4.6 Neraca Panas Pada Kondensor Barometrik ... IV-4
Tabel 4.7 Neraca Panas Pada Kristalizer ... IV4
Tabel 4.8 Neraca Panas Pada Rotary Dryer ... IV-5
Tabel 4.9 Neraca Panas Pada Heater Udara ... IV-5
Tabel 6.1 Alat-alat Kontrol Yang Dipakai Pada Setiap Peralatan ... VI-4
Tabel 6.2 Alat-alat keselamatan kerja pada pabrik Kuprisulfatpentahidrat ... VI-7
Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah Bangunan Pabrik Kuprisulfat Pentahidrat ... VIII-4
Tabel 9.1 Jadwal Kerja Karyawan Shift ... IX-7
Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya ... IX-7
Tabel 9.3 Perincian Gaji Karyawan ... IX-9
Tabel LA.1 Neraca Massa Pada Tangki Pengencer H2SO4 ... LA-2
Tabel LA.2 Neraca Massa Pada Reaktor ... LA-4
Tabel LA.3 Neraca Massa Pada Rotary Vacuum Filter ... LA-6
Tabel LA.4 Neraca Massa Pada Evaporator ... LA-7
Tabel LA.5 Neraca Massa Pada Kristalizer ... LA-9
Tabel LA.7 Neraca Massa Pada Rotary Dryer ... LA-12
Tabel LA.8 Neraca Massa Pada Cyclone ... LA-13
Tabel LB.1 Neraca Panas Pada Tangki Pengencer H2SO4 ... LB-2
Tabel LB.2 Menghitung Panas Yang Terkandung Dalam Bahan Keluar ... LB-3
Tabel LB.3 Neraca Panas Pada Heater H2SO4 ... LB-4
Tabel LB.4 Menghitung panas yang terkandung pada bahan masuk Reaktor ... LB-5
Tabel LB.5 Menghitung panas yang terkandung pada reaktan raktor ... LB-5
Tabel LB.6 Menghitung panas yang terkandung pada produk keluar reaktor ... LB-6
Tabel LB.8 Neraca Panas Pada Reaktor ... LB-7
Tabel LB.9 Menghitung panas yang terkandung pada bahan masuk Heater ... LB-7
Tabel LB.10 Menghitung panas yang terkandung pada bahan keluar Heater ... LB-8
Tabel LB.11 Neraca Massa Pada Heater ... LB-8
Tabel LB.12 Menghitung panas yang terkandung bahan masuk Evaporator ... LB-9
Tabel LB.13 Menghitung panas yang terkandung bahan keluar Evaporator .... LB-10
Tabel LB.14 Neraca Panas pada Evaporator... LB-11
Tabel LB.15 Menghitung panas yang terkandung bahan masuk Kondensor .... LB-11
Tabel LB.16 Menghitung panas yang terkandung bahan keluar Kondensor .... LB-12
Tabel LB.17 Neraca Panas pada Kondensor Barometrik ... LB-12
Tabel LB.18 Menghitung panas yang terkandung bahan masuk Kristalizer LB-13
Tabel LB.19 Menghitung panas yang terkandung bahan keluar Kristalizer ... LB-14
Tabel LB.20 Neraca Panas Pada Kristalizer ... LB-15
Tabel LB.21 Menghitung panas terkandung pada bahan masuk Rotary Dryer . LB-15
Tabel LB.22 Menghitung panas terkandung pada bahan keluar Rotary Dryer .. LB-15
Tabel LB.23 Menentukan panas yang terbawa pada Cyclone ... LB-16
Tabel LB.24 Neraca Panas pada Rotary Dryer ... LB-16 Tabel LB.25 Neraca Panas pada Heater udara ... LB-17 Tabel LD.1 Total Kebutuhan steam ... LD-2 Tabel LD.2 Total Kebutuhan Air Pendingin ... LD-6 Tabel LD.3 Total Kebutuhan air proses ... LD-7 Tabel LD.4 Total Kebutuhan air yang perlu disupply ... LD-7 Tabel LD.5 Kebutuhan listrik pada proses produksi ... LD-57
Tabel LD.7 Pemakaian listrik pada daerah pengolahan refrigerant ... LD-59 Tabel LD.8 Pemakaian listrik untuk penerangan ... LD-59 Tabel D.5.1 Total Kebutuhan refrigerant ... LD-64
Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan dan sarana lainnya ... LE-1
Tabel LE.2 Indeks Harga Alat pada Tahun sebelum evaluasi ... LE-3
DAFTAR GAMBAR
Gambar 8.2 Tata Letak Pra rancangan pabrik kuprisulfat pentahidrat ... VIII-8
Gambar 9.1 Bagan struktur Organisasi Perusahaan Pabrik ... IX-11
