BAB II Deskripsi Proses
BAB II
DISKRIPSI PROSES
2.1. Spesifikasi Bahan Baku danProduk a. Spesifikasi bahan baku
Isobutil alkohol
Kenampakan : Cairan bening
Kemurnian : 99%
Impuritas : H2O (1%)
Asam Palmitat
Kenampakan : Kristal putih
Kemurnian : 95%
Impuritas : Asam Stearat ( 5%)
b. Spesifikasi bahan Pembantu
AsamSulfat
Kenampakan : Cairan bening
Kemurnian : 98%
Impuritas : H2O ( 2%)
Specific Grafity : 1,84 NatriumHidroksida
Kenampakan : Cairan bening
Kemurnian : 40%
Impuritas : H2O (60%)
c. Spesifikasi Produk
Isobutil palmitat
Kenampakan : Cairan tak berwarna
Kemurnian : 90%
Impuritas : - Isobutil alkohol 0,9% - Natrium Palmitat 4,5% - Natrium Sulfat 4,5%
BAB II Deskripsi Proses - Natrium Stearat 0,1% Specific Grafity : 0,8580 Density : 0,86Kg/L 2.2 Konsep Proses a. DasarReaksi
Proses pembuatan Isobutil palmitatdariAsamPalmitat dan Isobutil Alkoholberdasarkanreaksiesterifikasi:
CH-CH-CH2-OH(I)+ CH3-(CH2)14-C=O (s) CH3 -(CH2)14-C=O (l)+ H2O (l)
CH3 OH O-C4H9
Pembentukan Isobutil palmitat dengan esterifikasi Asam palmitat dan Isobutil alkohol dilangsungkan secara kontinyu di dalamReaktor Alir Tangki Berpengaduk. Reaksi berlangsung pada suhu 107°C dan tekanan 1 bar.
Reaksi esterifikasi merupakan reaksi searah (irreversible).Untuk memperoleh konversi yang tinggi, maka reaksi harus digeser kearah pembentukan produk (ester), yaitu dengan cara membuat berlebihan salah satu reaktan. Untuk itu digunakan perbandingan mol Isobutil alkohol dengan asam palmitat sebesar 5 :1
Untuk mempercepat reaksi esterifikasi digunakan katalis Asam sulfat. Kebutuhan Asam sulfat sebagai katalis adalah sebanyak 0,11% berat dari jumlah umpan.(Sreeramulu,1973).
b. Mekanisme Reaksi
Mekanisme reaksi yang terjadi pada proses esterifikasi terhadap Asam palmitat dan Isobutil alkohol adalah esterifikasi katalisis yaitu esterifikasi dengan menggunakan katalis asam kuat untuk menghasilkan ion H + pada fase cair.
Pada reaksi esterifikasi terjadi pemutusan ikatan karbonil oksigen dari asam karboksilat, dalam reaksi ini asam palmitat. Proses pemutusan ikatan tersebut dapat diketahui dari struktur elektron
BAB II Deskripsi Proses reaktan dan produk. Karena oksigen lebih elektronegatif dari karbon, maka karbon karbonil lebih positif daripada oksigen karbonil, sehingga dapat dituliskan sebagai berikut:
RC-OH + R’OH R-COH RCOR’ + H2O
Mekanisme Reaksi Esterifikasi yang terjadi adalah sebagai berikut:
Katalis asam, gugus karbonil pada asam diprotonasi. Protonasi akan meningkatkan muatan positif pada atom karbon karbonil dan menjadikannya sasaran terbaik bagi serangan nukleofil.
Adisi nukleofil yaitu alkohol pada asam yang telah diprotonasi. Sehingga ikatan C-O yang baru terbentuk.
Tahap keseimbangan, oksigen-oksigen melepaskan atau mendapatkan proton
Salah satu gugus hidroksil diprotonasi (kedua gugus hidroksil identik).
Pemutusan ikatan C-O dan lepasnya air ( kebalikan tahap 2 ).
Ester yang berproton melepaskan proton. ( Kebalikan tahap 1 ).
c. Kondisi Operasi
Kondisi operasi pada perancangan pabrik isobutil palmitat ini adalah sebagai berikut:
Temperatur reaksi :107°C
Tekanan : 1 bar
IsobutilAlkohol/AsamPalmitat : 5/1 (perbandingan mol ) Pemilihan kondisi operasi tersebut berdasarkan nilai kτ yang paling besar yaitu 0,405 menit'1 (Sreeramulu,1973).
O O
OR׳
OH H+
BAB II Deskripsi Proses
d. Tinjauan Termodinamika
Panas Reaksi ( ΔHr )
Reaksi pembuatan isobutil palmitat berlangsung secara eksotermis, hal ini dapat ditinjau dari ΔH reaksi (298 K) di bawahini :
Reaksi :
C4H9OH(l) + C15H31COOH(l) C15H31COOC4H9(l) + H2O
Tabel 2.1 Harga ΔH°f masing-masing komponen
Komponen ΔHof ( kJ/mol ) C15H31COOC4H9 -867,49 H2O -227,36 C15H31COOH -723,84 C4H9OH -282,92 (Yaws, 1999) ΔHR(298,15K) = Σ ΔHf produk - Σ ΔHf reaktan ={(-867.490) + (-227.360)} – {(-282.920) + (-723.840)} = -89.090KJ/Kmol (Yaws, 1999)
Energi Bebas Gibbs (ΔGo)
Tabel 2.2 Harga ΔG°f Komponen
Komponen ΔGof ( kJ/mol )
C15H31COOC4H9 -226,39
H2O -228,60
C15H31COOH -274,00
BAB II Deskripsi Proses ΔGo R(298,15 K) = ΔG°f produk - ΔG°f reaktan ={(-226.390)+(-228.600)}-{(-274.000)+(-155.010)} = -26.550 KJ/Kmol (Yaws,1999) Didapat ΔGo < 0, sehingga reaksi dapat berlangsung.
Konstanta Kesetimbangan Reaksi
Harga konstanta kesetimbangan dapat ditunjukkan sebagai berikut :
InK =
ΔG/(-RT)
ln K = -(-26550) KJ/Kmol.K / (8,314 x 298 ) KJ/Kmol.K ln K = 10,7161
K298 =45.077,414
Pada suhu reaksi (107 oC = 380 K) ) T 1 T 1 x( R ΔH K K ln ref 298 298
(Smith & VanNess, 1987) dengan :
K = Konstanta kesetimbangan pada suhu tertentu T = Suhu tertentu
ΔH298 K = Panas reaksi standar pada 298 K
Pada suhu 107 oC (380 K) besarnya konstanta kesetimbangan dapat dihitung sebagai berikut :
) T 1 T 1 x( R ΔH K K ln ref 298,15 298,15 )K 298 1 380 1 ( x J/mol.K 8,314 J/mol) 88.090 (-45077,414 K ln K380=9,67582 X 108
BAB II Deskripsi Proses
k2 k1
K
Karena nilai K pada suhu reaksi (107°C) memiliki nilai yang sangat besar, berarti harga k2 lebih kecil bila dibandingkan
dengan harga k1 sehingga diabaikan terhadap k1 dan reaksi Isobutil
alkohol dan Asam palmitat merupakan reaksi searah ke kanan (irreversible).
e. Tinjauan Kinetika
Secara umum derajat kelangsungan reaksi ditentukan oleh kepatan reaksi dan konsentrasi reaktan. Harga konstanta kecepatan si diperoleh dari jurnal Ind. Eng. Chem. Process Des. Develop., Vol.12, no 4 tahun 1973, halaman 484 Tabel 2 dengan konsentrasi asam (H2SO4) 0,11%, pada saat temperatur 107 °C (Sreeramulu,1973).
Dimana: 5 C C A B kT’= [(0,4558-0,0132 CB/CA)W +0,0007].exp(18,32-6992/T)*10 menit-1 kT’= 0,405 menit-1 kT’= 2,43 jam-1 Dimana :
kT’ = konstanta kecepatan reaksi pada suhu T (menit-1) CB = konsentrasi isobutil alkohol (mol)
CA = konsentrasi asam palmitat (mol) W = % katalis (% berat)
T = suhu (oC)
Persamaan kecepatan reaksi : (-rA) = dt dCA = k1.CA.CB ……….(1) (-rA) = dt dCA = k1.CAO.(1-XA).(CBO-CAO.XA) (-rA) = dt dCA = k1.CAO2(1-XA).(M-XA)
BAB II Deskripsi Proses Pada persamaan 1, karena CB berlebih sehingga CB dapat dianggap
konstan. Persamaan kecepatan reaksi menjadi: (-rA) = dt dCA = k1.CA.CB = dt dCA =
kT’.CA (Orde satu semu) Dimana :kT’ = k1. CB
2.3 Diagram Alir Proses
Diagram alir selengkapnya dapat dilihat pada gambar dibawah:
R-01 1,2 bar 107 0C 1 1 bar 107 0 C C4H10O H2O 3 1 bar 107 0 C H2SO4 H2O 2 1 bar 35 0 C C16H32O2 C18H36O2 4 1,2 bar 107 0 C C20H40O2 C16H32O2 C18H36O2 H20 C4H10O H2SO4 N-01 1,2 bar 107 0C 8 1 bar 107 0 C NaOH H20 5 1,2 bar 172 0 C C20H40O2 H20 C4H10O C18H35O2Na C16H31O2Na Na2SO4 1,25 bar 211 0 C C20H40O2 C4H10O C18H35O2Na C16H31O2Na Na2SO4 1,1 bar 107 0 C C20H40O2 H20 C4H10O MD-1 1,2 bar 107 0C D-01 6 7 9 10 1,1 bar 107 0 C C20H40O2 H20 C4H10O 1,1 bar 400 C C20H40O2 H20 C4H10O
BAB II Deskripsi Proses R-01 1 487,06 kg/jam C4H10O 99% H2O 1% 3 1,67 kg/jam H2SO4 98% H2O 2% 2 1550,005 kg/jam C16H32O2 95% C18H36O2 5% 4 3718,28 kg/jam C20H40O2 46% C16H32O2 2% C18H36O2 2% H20 3% C4H10O 46,36% H2SO4 0,04% N-01 8 59,45 kg/jam NaOH 40% H20 60% 5 3777,74 kg/jam C20H40O2 46% H20 4% C4H10O 45,9% C18H35O2Na 2% C16H31O2Na 2% Na2SO4 0,1% 1887,66 kg/jam C20H40O2 90% C4H10O 0,9% C18H35O2Na 4,6% C16H31O2Na 4,4% Na2SO4 0,1% 1890,08 kg/jam C20H40O2 1% H20 9% C4H10O 90% MD-1 D-01 6 7 9 10 1708,26 kg/jam C20H40O2 1% H20 9% C4H10O 90% 210,38 kg/jam C20H40O2 0,1% H20 90% C4H10O 9,9%
BAB II Deskripsi Proses
Gambar 2.3` Diagram Alir Proses
R-01
*basis perhitungan 1 jam operasi
Komponen Arus 1 (kg) Arus 2 (kg) Arus 3 (kg) Arus 4 (kg) Arus 5 (kg) Arus 6 (kg) Arus 7 (kg) Arus 8 (kg)
C20H40O2 0,00 0,00 0,00 1855,70 1721,93 17,22 1704,71 0,00 C16H32O2 0,00 1472,51 0,00 79,40 0,00 0,00 0,00 0,00 H20 19,83 0,00 0,01 129,20 166,24 166,24 0,00 35,68 C18H36O2 0,00 77,50 0,00 83,60 0,00 0,00 0,00 0,00 H2SO4 0,00 0,00 1,67 1,80 0,00 0,00 0,00 0,00 C4H10O 438,67 0,00 0,00 1857,80 1723,87 1706,63 17,24 0,00 NaOH 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 23,78 Na2SO4 0,00 0,00 0,00 0,00 2,42 0,00 2,42 0,00 C18H35O2Na 0,00 0,00 0,00 0,00 83,50 0,00 83,50 0,00 C16H31O2Na 0,00 0,00 0,00 0,00 79,95 0,00 79,95 0,00 Total 458,50 1550,01 1,80 4007,50 3777,91 1890,09 1887,83 59,46 Tekanan (bar) 1,00 1,00 1,00 1,20 1,20 1,20 1,20 1,00 Suhu (0 C) 35,00 35,00 35,00 107,00 172,00 107,00 215,00 35,00 KETERANGAN ACC : ACCUMULATOR CD : KONDENSER HE : HEAT EXCHANGER MD : MENARA DISTILASI H : HOPPER BC : BELT CONVEYOR P : POMPA R : REAKTOR N : NETRALIZER DC : DECANTER T-01 : TANGKI ISOBUTANOL T-02 : TANGKI ASAM SULFAT T-03 : TANGKI NaOH S-01 : SILO ASAM PALMITAT T-04 : TANGKI ISOBUTIL PALMITAT (PRODUK)
: ARUS MASSA CAMPURAN : STEAM : COOLING WATER : ARUS PENGENDALI PNEUMATIC : ARUS PENGENDALI ELECTRIC : GATE VALVE : NOMOR ARUS : TEMPERATUR, OC : TEKANAN, bar FC : FLOW CONTROLLER LIC : LEVEL INDICATOR CONTROLLER LI : LEVEL INDICATOR PC : PRESSURE CONTROLLER TIC : TEMPERATURE INDICATOR CONTROLLER
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
2016 DIAGRAM ALIR PROSES PRARANCANGAN PABRIK ISOBUTYL PALMITAT
DARI ISOBUTANOL DAN ASAM PALMITAT KAPASITAS 15.000 TON/TAHUN
Dikerjakan Oleh : Alviansyah Zinka Ancoro Putro
NIM. I0511004 Dosen Pembimbing :
Dr. Sunu Herwi Pranolo NIP. 19580425 198601 1 001 Dr. Sperisa Distantina S.T. , M.T.
NIP. 19801005 200501 1 001
Pamor Satria Panggraita NIM. I0511038 S-01 35 1 1 LIC LIC LIC FC P-01 Steam HE-01 LIC FC P-02 35 1 3 P-04 107 1, 2 4 TIC FC 35 1 2 107 1 Tee LIC TIC P-05 107 1,2 5 FC P-03 35 1 8 35 1,1 9 N-01 DC-01 P-06a P-06b PC Air Pendingin TIC LIC FC FC Steam TIC LIC TIC LI 215 1,2 7 35 1 7 Air Pendingin P-07 T-01 T-02 T-03 T-04 1 HE-04 Steam HE-02 107 1 3 MD-01 CD-01 RB-01 ACC-01 H-02 H-01 BC-01 35 1,1 6 LIC P-09 35 1,1 10 IPAL Steam 172 1,2 5 2 3 4 6 7 5 HE-05 Air Pendingin TIC HE-03 107 1,1 6
BAB II Deskripsi Proses
2.4 Uraian proses
Secara umum proses pembuatan Isobutil palmitat dari Isobutil alkohol dan Palmitat dapat dibagi menjadi tiga tahap, yaitu:
a. Unit persiapan bahan baku
b. Unit reaksi pembentukan Isobutil palmitat c. Unit pemisahan produk
Jabaran dan uraian tiap-tiap tahap adalah sebagai berikut
a. Unit persiapan bahan baku.
Bahan baku Isobutil alkohol dan Asam palmitat masuk menuju reaktor dengan perbandingan mol 5:1 pada suhu 30°C. Bahan baku Isobutil alkohol dari tangki penyimpan dan arus recycle hasil atas Menara Distilasi 1 dipompa menuju reaktor. Sedangkan Asam palmitat yang berasal dari Silo diumpankan ke Reaktor dengan menggunakan Hoppermelalui Belt Conveyor. Asam sulfat sebagai katalis juga dipompa dari tangki penyimpan pada suhu 30 °C dan tekanan 1 bar menuju reaktor.
b. Unit reaksi pembentukan Isobutil palmitat.
Bahan baku Isobutil alkohol dan Asam palmitat diumpankan ke dalam reaktor yang beroperasi secara isothermal pada suhu 107 °C dan tekanan 1 bar. Sebagai katalisnya digunakan Asam sulfat. Reaktor yang digunakan adalah Reaktor Alir Tangki Berpengaduk.
Reaksi yang terjadi bersifat eksotermis, sehingga untuk menjaga kondisi isothermal perlu dilakukan pendinginan. Pendingin ditambahkan ke dalam reaktor dengan caramengalirkan air melalui jaket pendingin.
c. Unit PemisahanProduk
Tahap ini bertujuan untuk memperoleh produk Isobutil palmitat hingga mencapai kemurnian 90%. Produk keluar Reaktor dialirkan menuju Netralizer untuk menetralkan Asam palmitat, Asam Stearat dan Asam sulfat dengan menggunakan penetral
BAB II Deskripsi Proses NaOH. NaOH sebagai penetral dipompa dari tangki penyimpan pada suhu 30°C dan tekanan 1 bar menuju ke Netralizer. Hasil keluaran Netralizer dialirkan ke Menara Distilasiyang beroperasi pada suhu 172°C dan tekanan 1 bar.
Menara distilasi 1 bertujuan untuk memurnikan Isobutil palmitat sebagai produk. Menara distilasi 1 beroperasi pada tekanan 1 bar, suhu bagian atas menara 107°C, dan suhu bagian bawahnya 211°C. Isobutil palmitat didapatkan pada hasil bawah menara distilasi 1, dan kemudian didinginkan melalui heat exchanger 4 sampai suhu 35°C sebelum disimpan ke dalam tangki penyimpanan produk. Hasil atas menara distilasi yang mengandung Isobutil alkohol, Air, dan sedikit Isobutil palmitat di alirkan ke Dekanter sebelum masuk ke Reaktor sebagai recycle.
Didalam Dekanter akan terbentuk dua fase, yaitu fase ringan sebagai hasil atasnya, dan fase berat sebagai hasil bawahnya. Fase ringannya adalah sebagian besar Isobutil alkohol dengan sedikit Air dan Isobutil palmitat, sedangkan fraksi beratnya adalah sebagian besar Air dengan sedikit Isobutil alkohol dan Isobutil palmitat.
Fraksi ringan Dekanter yang mengandung sebagian besar Isobutil alkohol dengan sedikit Air dan Isobutil palmitat dipompa menuju ke Reaktor. Sedangkan fraksi berat Dekanter yang mengandung sebagian besar Air dengan sedikit Isobutil alkohol dan Isobutil palmitat dialirkan ke Unit Pengolahan Limbah (UPL).
BAB II Deskripsi Proses
2.5 Neraca Massa dan Neraca Panas
Neraca Massa
Produk : Isobutil palmitat
Kapasitas : 15.000 Ton/tahun
Satu tahun produksi : 330 hari Waktu operasi selama 1 hari : 24 jam Basis perhitungan : 1 jam operasi
Satuan : Kg/jam
Tabel 2.3 Neraca Massa Reaktor
Komponen masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
Arus Tee Arus 2 Arus 9 Arus 4
Isobutil palmitat 0,00 0,00 17,05 1.721,93 Asam palmitat 0,00 1.472,51 0,00 73,63 asam stearat 0,00 77,50 0,00 77,50 Air 7,38 0,00 14,13 119,86 Asam sulfat 1,67 0,00 0,00 1,67 Isobutanol 479,69 0,00 1.648,54 1.723,87 Subtotal 487,06 1.550,01 1.679,71 3.718,46 TOTAL 3.718,46 3.718,46
Tabel 2.4 Neraca Massa Netralizer
komponen masuk (kg/jam) keluar (kg/jam)
Arus 4 Arus 8 Arus 5
Asam sulfat 1,67 0,00 0,00
BAB II Deskripsi Proses Natrium Sulfat 0,00 0,00 2,42 Air 119,86 35,68 166,24 Asam palmitat 73,63 0,00 0,00 Isobutanol 1.723,87 0,00 1.723,87 Asam Stearat 77,50 0,00 0,00 Natrium Stearat 0,00 0,00 83,50 Isobutil palmitat 1.721,93 0,00 1.721,93 Natrium Palmitat 0,00 0,00 79,95 Total 3.718,46 59,46 3.777,91 3.777,91
Tabel 2.5 Neraca Massa MD
Komponen Arus 5 (kg/jam) Keluar
Arus 6 (kg/jam) Arus 7 (kg/jam)
Air 166,24 166,24 0,00 Isobutanol 1.723,87 1.706,63 17,24 Isobutil palmitat 1.721,93 17,22 1.704,71 Natrium Stearat 83,50 0,00 83,50 Natrium Palmitat 79,95 0,00 79,95 Natrium Sulfat 2,42 0,00 2,42 Subtotal 3.777,91 1.890,09 1.887,83 Total 3.777,91 3.777,91
BAB II Deskripsi Proses
Tabel 2.6 Neraca Massa Dekanter
Komponen Arus 6 (kg/jam) Arus 9 (kg/jam ) Arus 10 (kg/jam)
Air 166,24 14,13 152,11
Isobutanol 1706,63 1648,54 58,09
Isobutil palmitat 17,22 17,05 0,17
Subtotal 1890,09 1679,71 210,38
Total 1.890,09 1.890,09
Tabel 2.7 Neraca Massa Total
NERACA MASSA TOTAL
NO Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
Arus 1 Arus 2 Arus 3 Arus 8 Arus 7 Arus 10
1 Isobutil palmitat 0,00 0,00 0,00 0,00 1704,71 0,17 2 Asam palmitat 0,00 1472,51 0,00 0,00 0,00 0,00 3 Air 7,37 0,00 0,01 35,68 0,00 152,11 4 Asam Stearat 0,00 77,50 0,00 0,00 0,00 0,00 5 Asam sulfat 0,00 0,00 1,67 0,00 0,00 0,00 6 Isobutanol 479,69 0,00 0,00 0,00 17,24 58,09 7 Natrium hidroksida 0,00 0,00 0,00 23,78 0,00 0,00 8 Natrium sulfat 0,00 0,00 0,00 0,00 2,42 0,00 9 Natrium stearat 0,00 0,00 0,00 0,00 83,50 0,00 10 natrium palmitat 0,00 0,00 0,00 0,00 79,95 0,00 JUMLAH 487,06 1550,01 1,68 59,46 1887,83 210,38 2.098,20 2.098,20
BAB II Deskripsi Proses
Neraca Panas
Tabel 2.8 Neraca Panas Reaktor
Komponen Input, Q (kj/jam)
Output, Q (kj/jam)
Arus TEE Arus 2 Arus 9 Arus 4
Air 6.801,74 0,00 570,04 353.614,49 Isobutanol 83.013,91 0,00 319.733,58 15.954,68 Asam palmitat 0,00 319.093,70 0,00 17.971,24 Isobutil palmitat 0,00 0,00 3.466,47 41.100,69 Asam Stearat 0,00 17.971,24 0,00 203,19 Asam sulfat 203,19 0,00 0,00 326.225,47 Sub total 90.018,84 337.064,93 323.770,09 755.069,76 Q reaksi 784.957,34 - Q pendingin - 780.741,45 Jumlah 1.535.811,21 1.535.811,21
BAB II Deskripsi Proses
Tabel 2.9 Neraca Panas Netralizer
Komponen Input, Q (kj/jam)
Output, Q (kj/jam)
Arus 4 Arus 8 Arus 5
Air 41.100,69 27.701,50 57.006,58 Isobutanol 326.225,47 0,00 326.225,47 Asam palmitat 15.954,68 0,00 0,00 Isobutil palmitat 353.614,49 0,00 353.614,49 Asam Stearat 17.971,24 0,00 0,00 Asam sulfat 203,19 0,00 0,00 Natrium sulfat 0,00 0,00 19.524,01 Natrium stearat 0,00 0,00 317,21 Natrium palmitat 0,00 0,00 19.104,52 Natrium hidroksida 0,00 32.922,34 0,00 Sub total 755.069,76 60.623,84 775.792,28 Q reaksi 151.277,27 - Q pendingin - 191.178,60 Jumlah 966.970,88 966.970,88
BAB II Deskripsi Proses
Tabel 2.10 Neraca Panas Menara Distilasi
Komponen Input Output
Arus 5 Arus 6 (Distilat) Arus 7 (Bottom)
Air 103.704,36 57.025,77 315,35 Isobutanol 615.309,59 323.076,96 8.050,62 Isobutil palmitat 654.085,78 3.537,37 832.239,13 Natrium stearat 37.046,48 0,00 48.793,43 Natrium palmitat 37.563,09 0,00 49.268,95 Natrium sulfat 567,66 0,00 714,92 Jumlah 1.448.276,95 383.640,10 939.382,41 1.323.022,51 Reboiler 1.370.836,59 - Kondenser - 1.499.765,87 Total 2.819.113,54 2.819.113,54
Tabel 2.11 Neraca Panas Dekanter
Komponen Input, Q (kj/jam) Output, Q (kj/jam)
Arus 6 Arus 9 Arus 10
Air 3.486,30 296,34 3.189,96
Isobutanol 18.878,01 18.235,42 642,59
Isobutil palmitat 207,79 205,71 2,08
Subtotal 22.572,10 18.737,47 3.834,63
BAB II Deskripsi Proses
Tabel 2.12 Neraca Panas HE-01
Komponen Input (kJ/jam) Output (kJ/jam)
Umpan Q HE-01 Air 450,96 7.373,93 Isobutanol 23.541,60 402.747,49 Asam sulfat 11,96 203,19 Isobutil palmitat 205,71 3.500,78 Q HE-01 389.615,16 Total 24.210,23 389.615,16 413.825,40 413.825,40 413.825,40
Tabel 2.13 Neraca Panas HE-02
Komponen Input (kJ/jam) Output (kJ/jam)
Umpan Q HE-01 Air 1.495,31 12.233,65 Natrium Hidroksida 517,93 4.241,63 Q HE-02 14.462,04 Total 2.013,24 14.462,04 16.475,28 16.475,28 16.475,28
Tabel 2.14 Neraca Panas HE-03
Komponen Input (kJ/jam) Output (kJ/jam) Umpan Q HE-01 Isobutil palmitat 839.697,89 41.250,32 Isobutanol 8.129,27 382,28 Natrium sulfat 720,74 38,85 Natrium stearat 49.283,47 2.125,75 natrium palmitat 49.747,76 2.193,71
BAB II Deskripsi Proses
Tabel 2.15 Neraca Panas HE-04
Komponen Input (kJ/jam) Output (kJ/jam)
Air 57.004,43 103.704,36 Isobutanol 326.225,47 615.309,59 Isobutil palmitat 353.614,49 654.085,78 Natrium stearat 19.104,52 37.046,48 Natrium palmitat 19.524,01 37.563,09 Natrium sulfat 317,21 567,66 Q HE-04 672.486,82 Total 775.790,13 672.486,82 1.448.276,95 1.448.276,95 1.448.276,95
Tabel 2.16 Neraca Panas HE-05
Komponen Input (kJ/jam) Output (kJ/jam)
Umpan Q HE-05 Isobutil palmitat 3.537,71 207,81 Isobutanol 323.076,96 18.878,01 Air 57.023,35 3.486,02 Q HE-05 361.066,18 Total 383.638,02 22.571,84 383.638,02 383.638,02 Q HE-03 901.588,21 Total 947.579,13 45.990,91 947.579,13 947.579,13
BAB II Deskripsi Proses
Tabel 2.17 Neraca Panas Total
Komponen MASUK (kg/jam) Keluar (kg/jam)
Arus 1 Arus 2 Arus 3 Arus 8 Arus 10 (ke ipal) produk
Isobutil palmitat 0,00 0,00 0,00 0,00 2,08 832.239,13 Asam palmitat 0,00 319.093,70 0,00 0,00 0,00 0,00 Air 6.801,74 0,00 0,00 27.701,50 3.189,96 315,35 Asam Stearat 0,00 17.971,24 0,00 0,00 0,00 0,00 Asam sulfat 0,00 0,00 203,19 0,00 0,00 8.050,62 Isobutanol 83.013,91 0,00 0,00 0,00 642,59 0,00 Natrium hidroksida 0,00 0,00 0,00 32.922,34 0,00 0,00 Natrium sulfat 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 714,92 Natrium stearat 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 48.793,43 Natrium palmitat 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 49.268,95 Sub-Total 89.815,65 337.064,93 203,19 60.623,84 3.834,63 939.382,41 TOTAL 487.707,62 943.217,03 Q masuk 3.674.133,61 Q keluar 0,00 3.173.218,02 TOTAL 4.161.841,23 4.161.841,23
BAB II Deskripsi Proses
2.6 Lay Out Pabrik dan Peralatan Proses
Lay Out Peralatan Proses
Lay out peralatan proses adalah tempat di mana alat-alat yang digunakan dalam proses produksi. Tata letak peralatan proses pada prarancangan pabrik ini dapat dilihat pada Gambar 2.5. Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam menentukan lay out peralatan proses pabrik, antara lain (Vilbrandt, 1959):
1. Kelancaran aliran udara di dalam dan di sekitar peralatan proses. Hal ini bertujuan untuk menghindari terjadinya stagnasi udara pada suatu tempat sehingga mengakibatkan akumulasi bahan kimia yang dapat mengancam keselamatan pekerja. 2. Penerangan sebuah pabrik harus memadai dan pada
tempat-tempat proses yang berbahaya atau beresiko tinggi perlu adanya penerangan tambahan.
3. Lalu lintas manusia, dalam perancangan lay out peralatan perlu diperhatikan agar pekerja dapat mencapai seluruh alat proses dengan cepat dan mudah. Hal ini bertujuan apabila terjadi gangguan pada alat proses dapat segera diperbaiki. Keamanan pekerja selama menjalankan tugasnya juga diprioritaskan. 4. Pertimbangan ekonomi, dalam menempatkan alat-alat proses
diusahakan dapat menekan biaya operasi dan menjamin kelancaran dan keamanan produksi pabrik.
Jarak antar alat proses, alat proses yang mempunyai suhu dan tekanan operasi tinggi sebaiknya dipisahkan dengan alat proses lainnya, sehingga apabila terjadi ledakan atau kebakaran maka kerusakan dapat diminimalkan.
BAB II Deskripsi Proses T-01 MD-01 S-01 T-02 T-03 R-01 N-01 Dc-01 RB-01 CD-01 T-04 SKALA 1 : 1500 U
BAB II Deskripsi Proses
Lay Out Pabrik
Lay out pabrik merupakan suatu pengaturan yang optimal dari seperangkat fasilitas-fasilitas dalam pabrik. Tata letak yang tepat sangat penting untuk mendapatkan efisiensi, keselamatan, dan kelancaran kerja dari para karyawan serta keselamatan proses. Pada prarancangan pabrik ini, tata letak dari pabrik dapat dilihat pada Gambar 2.4. Untuk mencapai kondisi yang optimal, maka hal-hal yang harus diperhatikan dalam menentukan tata letak pabrik ini adalah:
1. Pabrik Isobutil palmitat merupakan pabrik baru (bukan pengembangan) sehingga penentuan lay out tidak dibatasi oleh bangunan yang ada.
2. Kemungkinan perluasan pabrik sebagai pengembangan pabrik di masa mendatang.
3. Fakor keamanan sangat diperlukan untuk bahaya kebakaran dan ledakan, maka perencanaan lay out selalu diusahakan jauh dari sumber api, bahan panas, bahan yang mudah meledak dan jauh dari asap atau gas beracun.
4. Sistem konstruksi yang direncanakan adalah outdoor untuk menekan biaya bangunan dan gedung, dan juga iklim Indonesia memungkinkan konstruksi secara outdoor.
5. Lahan terbatas sehingga diperlukan efisiensi dalam pemakaian pengaturan ruangan/lahan.
Secara garis besar lay out dibagi menjadi beberapa bagian utama, yaitu:
1. Daerah administrasi/perkantoran, laboratorium dan ruang control.
Merupakan pusat kegiatan administrasi pabrik yang mengatur kelancaran operasi. Laboratorium dan ruang kontrol sebagai
BAB II Deskripsi Proses pusat pengendalian proses, kualitas dan kuantitas bahan yang akan diproses serta produk yang dijual.
2. Daerah proses
Merupakan daerah di mana alat proses diletakkan dan proses berlangsung.
3. Daerah penyimpanan bahan baku dan produk
Merupakan daerah untuk tempat bahan baku dan produk. 4. Daerah gudang, bengkel dan garasi.
Merupakan daerah yang digunakan untuk menampung bahan-bahan yang diperlukan oleh pabrik dan untuk keperluan perawatan peralatan proses.
5. Daerah utilitas
Merupakan daerah dimana kegiatan penyediaan bahan pendukung proses berlangsung dipusatkan.
BAB II Deskripsi Proses
Gambar 2.5 Layout Pabrik
Skala 1:500
Kantin P o lik lin ik Kantor Pusat Kantor Produksi BengkelPusdiklat dan Perpustakaan Masjid
Fire Station Gudang Pintu Darurat Parkir Kantor Utilitas Ruang Generator Laboratorium Control Room Ares Utilitas UPL Safety Garasi
Area Perluasan Area Perluasan
Pos Keamanan Area Proses P-7 P o s K e a m a n a n Pintu Utama U
