BUKU PANDUAN
TUGAS PERANCANGAN PABRIK KIMIA
Edisi 3
Tim Penyusun:
Rochmadi (Ketua)
A. Tawfiequrrahman Y. (Sekretaris)
Wahyudi Budi Sediawan (Anggota)
Supranto (Anggota)
Sarto (Anggota)
Moh. Fahrurrozi (Anggota)
Imam Prasetyo (Anggota)
Sutijan (Anggota)
Teguh Ariyanto (Anggota)
JURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS GADJAH MADA
ii
Kata Pengantar
Perkembangan industri kimia yang semakin modern dan kompleks, ditambah dengan perhatian ummat manusia yang lebih besar terhadap aspek-aspek keterbatasan sumber daya alam, lingkungan, keselamatan kerja, dan
sustainability
memberikan tantangan yang semakin tinggi bagi pendidikan tinggi teknik kimia untuk menghasilkan lulusan yang siap beradaptasi dan menangani perkembangan ini dengan baik. Disamping itu, globalisasi dunia kerja menuntut setiap lulusan teknik kimia agar memiliki kemampuan dasar yang baik untuk bisa memenangkan kompetisi di dunia kerja. Hal ini menjadikan terjaminnya mutu lulusan sebagai kebutuhan penting bagi suatu pendidikan tinggi teknik kimia.Tugas Perancangan Pabrik Kimia (PPK) merupakan salah satu sarana bagi pendidikan tinggi teknik kimia untuk melatih mahasiswanya dalam mengaplikasikan hal-hal yang telah mereka pelajari sebelumnya ke dalam suatu perancangan pabrik kimia. Disini mereka akan belajar untuk mengintegrasikan prinsip-prinsip dasar teknik kimia dengan aspek ekonomi, kualitas produk, keselamatan kerja, dampaknya terhadap lingkungan, estetika, dan lain-lain. Di jurusan Teknik Kimia Universitas Gadjah Mada tugas PPK ini adalah tugas akhir
(capstone)
yang harus ditempuh mahasiswa untuk memperoleh gelar kesarjanaan.
Buku kecil ini merupakan buku panduan tugas PPK di Jurusan Teknik Kimia Universitas Gadjah Mada, yang di dalamnya terdapat hal dan informasi terkait pelaksanaan tugas ini, diantaranya: tujuan pembelajaran, tata cara pengelolaan dan pelaksanaan, pemantauan dan evaluasi, serta penilaian
(assessment)
. Buku panduan ini diharapkan dapat menjadi rujukan resmi dan baku, baik bagi mahasiswa, dosen, maupun pihak Jurusan, dalam pelaksanaan tugas PPK.Dengan semangat
continuous improvement
, kami sangat menghargai saran dan masukan dari berbagai pihak untuk perbaikan buku panduan ini. Semoga buku ini dapat memberikan manfaat yang sebesar-besarnya bagi kita bersama.Yogyakarta, November 2012
Ir. Moh. Fahrurrozi
iii
2. Motivasi dan Objektif 3.
Learning
Outcomes
4. Cakupan Tugas PPK 5. Manajemen Tugas PPK 6. Panduan
A. Tata Laksana Tugas PPK B. Pemantauan dan Evaluasi 7.
Assesment
8. Sistematika Penulisan A. Isi dan Struktur B. Bahasa
C. Etika
9. Review Tugas PPK oleh
External
Reviewer
10.Lain-lain Lampiran
I. Format dan Sistematika Penulisan Laporan Tugas PPK
I.1 Contoh format surat pernyataan bahwa tugas PPK yang disusun tidak mengandung plagiat
I.2 Contoh penyusunan diagram alir kuantitatif dan neraca massa
overall
makroskopis
I.3 Format Bab
“
Pertimbangan aspek keselamatan, kesehatan kerja, dan lingkungan”
II. Etika Akademik Tugas PPK
1. PENDAHULUAN
Tugas Perancangan Pabrik Kimia (selanjutnya disebut sebagai Tugas PPK) merupakan capstone dalam pendidikan teknik kimia di Universitas Gadjah Mada yang secara formal tertulis dalam kurikulum. Pada tahapan ini, seorang mahasiswa teknik kimia dilatih untuk menyelesaikan suatu tugas perancangan pabrik kimia dengan mengaplikasikan hal-hal yang telah dipelajari pada tahapan sebelumnya. Tugas PPK ini merupakan suatu bentuk latihan “real-life” bagi mereka sebelum layak menyandang gelar sarjana teknik kimia. Dengan menyelesaikan tahapan ini, diharapkan para mahasiswa telah siap untuk memulai karier di bidang teknik kimia.
Dalam tugas PPK ini, mahasiswa dihadapkan pada bagaimana prinsip-prinsip dasar teknik kimia diintegrasikan dengan aspek ekonomi, kualitas produk, keselamatan kerja, dampaknya terhadap lingkungan, estetika, dan lain-lain. Seperti halnya kehidupan nyata, dalam tugas Perancangan Pabrik Kimia ini mahasiswa dihadapkan pada berbagai masalah perancangan, yang untuk menyelesaikannya jarang ditemukan suatu solusi tunggal yang optimal secara absolut. Sebagai gantinya, mereka harus mampu mengkompromikan berbagai aspek dengan sentuhan kreativitas, dengan tetap memperhatikan batasan-batasan umum (misal standar peralatan dan aturan). Dalam menyelesaikan masalah yang bersifat open-ended tersebut, terkadang dibutuhkan suatu proses iteratif untuk mencapai suatu penyelesaian yang feasible.
2. MOTIVASI DAN OBJEKTIF
3.
LEARNING OUTCOMES
..
Tujuan pembelajaran (learning outcome) yang ingin dicapai dari tugas PPK ini adalah:
1. Mampu menjelaskan: latar belakang suatu proses, implementasinya (letak pabrik, market dll), dampak secara sosial, aspek safety dan lingkungan, serta mampu menjelaskan filosofi pengendalian proses
2. Mampu membuat diagram alir proses lengkap dari suatu proses
3. Mampu melakukan perhitungan perancangan rinci untuk alat utama suatu proses dan perancangan cepat untuk alat-alat lainnya, dengan menjustifikasi pertimbangan dan asumsi yang diambil serta melakukan rujukan standar yang sesuai
4. Mampu menginterpretasi data yang tersedia untuk keperluan perancangan 5. Mampu melakukan evaluasi ekonomi suatu proyek investasi
6. Mampu mengkomunikasikan laporan tugas prarancangan dengan benar secara tertulis dan lisan
7. Mampu bekerjasama dalam tim
4. CAKUPAN TUGAS PPK
Tugas PPK yang disusun oleh mahasiswa merupakan perancangan suatu pabrik kimia yang masih bersifat pra-rancangan (prelimininary) yang meliputi preliminary process selection dan economic review (market analysis, site selection), preliminary process design (process flow diagram, mass balance, energy balance), process equipment design (sizing, specification), lay out, SHE (Safety, Health, and Environment), keberlanjutan, process control, utilitas, organisasi perusahaan, serta evaluasi ekonomi.
5. MANAJEMEN TUGAS PPK
Pelaksanaan kegiatan Tugas PPK dikoordinasikan oleh Sekretaris Jurusan Teknik Kimia UGM. Dalam menjalankan tugasnya, Sekretaris Jurusan dibantu oleh Asisten Koordinator, tim mentor dan dosen pembimbing. Selain itu terdapat pula tim asisten CAD dan Engineering Drawing yang terdiri dari mahasiswa. Tugas pokok dan fungsi (Tupoksi) dari masing-masing jabatan tersebut dapat dilihat pada table 1.
Tabel 1 Tupoksi Pelaksana Kegiatan Tugas PPK
Jabatan Pemangku Jabatan TUPOKSI
Koordinator Sekretaris Jurusan 1. Menyusun jadwal pelaksanaan tugas PPK di setiap semester
2. Mengkoordinasikan pelaksanaan seluruh kegiatan tugas PPK termasuk monitoring 3. Menunjuk mentor
4. Bertanggung jawab/mengelola kegiatan external review (penjelasan di bagian 9)
Asisten Koordinator 1. Mengkoordinasikan penentuan judul dan
dosen pembimbing
2. Bertanggung jawab terhadap pendaftaran tugas PPK oleh mahasiswa
3. Membantu koordinator dalam monitoring pelaksanaan tugas PPK
Pelaksana 1. Dosen Pembimbing 1. Membimbing mahasiswa dalam mengerjakan tugas perancangan secara lebih detail di setiap tahap perancangan
2. Memimpin sidang ujian lisan
3. Memberikan penilaian Tugas PPK dan ujian lisan bagi mahasiswa yang dibimbingnya
2. Mentor 1. Memberikan arahan/panduan umum pada
mahasiswa secara kolektif di setiap tahapan perancangan sesuai penugasannya
2. Mengarahkan mahasiswa secara kolektif
agar bisa menyelesaikan tugas secara optimal 3. Memberikan penilaian Tugas PPK sesuai dengan bidang/tahapan yang ditangani bagi semua mahasiswa
3. Asisten CAD dan Engineering Drawing
1. Memberikan tutorial kepada mahasiswa dalam memanfaatkan CAD untuk perancangan proses dan peralatannya, bila diperlukan. 2. Memberikan tutorial kepada mahasiswa dalam
memanfaatkan software untuk membuat Flow Diagram Process dan lay out pabrik, bila diperlukan
6. PANDUAN
A. TATA LAKSANA TUGAS PPK
a) Penentuan Judul dan Pembimbing
Pada awal semester Sekretaris Jurusan mengumumkan judul-judul tugas PPK yang dapat dikerjakan oleh mahasiswa. Judul-judul yang ditawarkan merupakan judul-judul yang direkomendasikan oleh tim dosen, yang bisa berupa judul baru maupun judul-judul yang pernah dikerjakan oleh mahasiswa (telah selesai dikerjakan > 2 tahun sebelumnya). Dari judul-judul yang ditawarkan tersebut, setiap kelompok (terdiri dari maksimal 2 mahasiswa) memilih 2 judul yang akan dikerjakannya. Jika suatu judul dipilih oleh 2 kelompok atau lebih, maka koordinator akan mengaturnya lebih lanjut. Mahasiswa yang berhak memilih judul adalah mahasiswa yang sedang menempuh kuliah Perancangan Pabrik Kimia (TKK 4100) di semester yang bersangkutan.
b) Pelaksanaan
Setiap kelompok yang telah mendapatkan judul tugas PPK diwajibkan untuk mengikuti seluruh tahapan pelaksanaan tugas PPK sesuai dengan jadwal yang telah ditetapkan. Waktu pelaksanaan tugas PPK ini dibatasi selama 33 minggu (ada penalti atas keterlambatan). Selama waktu tersebut, mahasiswa wajib berkonsultasi dengan dosen pembimbing untuk menyelesaikan report pada setiap tahapan dan naskah laporan tugas PPK secara keseluruhan.
c) Pembimbingan
Kegiatan pembimbingan tugas PPK ini berlangsung secara terstruktur. Pada setiap tatap muka dengan dosen pembimbing, mahasiswa menyerahkan form konsultasi (log book) untuk ditandatangani. Form ini merupakan salah satu kelengkapan yang harus dikumpulkan sebagai persyaratan untuk menempuh ujian lisan. Mahasiswa diwajibkan melakukan konsultasi dengan dosen pembimbing minimal 18 kali tatap muka selama periode tugas PPK.
d) Tahapan dan Penjadwalan Tugas PPK
Pengerjaan Tugas PPK oleh mahasiswa dibagi menjadi 7 tahapan, dimana pada awal setiap tahapan akan diberikan arahan oleh mentor terkait hal-hal yang perlu diperhatikan dalam tahapan tersebut. Setiap tahapan memiliki batas waktu (deadline) penyelesaian. Pada akhir setiap tahapan setiap kelompok mahasiswa menyerahkan report yang telah mendapat pengesahan dari dosen pembimbing kepada bagian akademik yang selanjutnya akan diteruskan kepada mentor terkait.
Tahapan dan jadwal tugas PPK diatur dalam Tabel 2.
e) Ujian Lisan (Ujian Pendadaran)
Syarat melakukan ujian lisan:
1. Menyelesaikan semua tahapan tugas PPK, termasuk mengikuti mentoring (minimal 5 kali) dan menyerahkan laporan (report) setiap tahapan (T2-T7)
2. Menjalani proses pembimbingan sesuai dengan ketentuan (minimal 18 kali pertemuan) 3. Menyerahkan naskah ujian lisan yang telah disetujui oleh dosen pembimbing yang
dilampiri : Form konsultasi dengan dosen pembimbing (log book), Form Kontrol, Form telah mengikuti (menyaksikan ) 3 ujian lisan yang diadakan sebelumnya.
Tabel 2 Tahapan dan Jadwal Tugas PPK
TAHAPAN AKTIVITAS JADWAL KETERANGAN
T1*) Pengarahan tentang konsep design project
W0-W1 mentor:
praktisi industri
T2*) Preliminary feasibility study W2-W4 mentor: staff TK
T3*) Preliminary Process Design W5-W7 mentor: staff TK
T4 Equipment Design W8-W21 mentor: staff TK
T5 Utility W22-W25 mentor: staff TK
T6 SHE and Process Control W26-W29 mentor: staff TK
T7 Management and Economics W30-W31 mentor: staff TK
Penyelesaian Naskah Laporan Akhir W32-W33
Keterangan:
W = Week (minggu), contoh W2-W4 = Awal minggu ke-2 s.d akhir minggu ke-4
*)
= Dilaksanakan bersamaan dengan kuliah Perancangan Pabrik Kimia
B. PEMANTAUAN DAN EVALUASI
Pelaksanaan kegiatan Tugas PPK oleh mahasiswa dipantau dan dievaluasi dengan menjalankan hal-hal sebagai berikut:
memadai dari dosen pembimbing masing-masing. Disamping itu, mahasiswa diajarkan untuk membuat perencanaan yang baik dalam menyelesaikan tugasnya.
b) Pentahapan pelaksanaan tugas PPK: Dengan membagi pelaksanaan Tugas PPK menjadi 7 (tujuh) tahapan, maka pemantauan dan evaluasi terhadap kemajuan pekerjaan tugas PPK masing-masing kelompok akan terpantau lebih baik karena pada akhir setiap tahapan, setiap kelompok wajib menyerahkan report sesuai dengan tahapan yang sedang berjalan. Dengan demikian, ketepatan waktu penyelesaian tugas PPK menjadi lebih terjamin.
7.
ASSESSMENT
..
Dosen pembimbing dan mentor bersama-sama memiliki andil dalam penilaian Tugas PPK dengan proporsi masing-masing 60% dan 40%. Penilaian dilakukan pada setiap akhir tahapan Tugas PPK dengan aspek penilaian dan bobot dapat dilihat pada Tabel 3.
Beberapa ketentuan yang berlaku untuk penilaian:
1. Semua tahapan (T1-T7) harus diselesaikan; jika ada salah satu tahapan tidak diselesaikan berarti tugas PPK secara keseluruhan dinyatakan GAGAL. Mahasiswa yang gagal tersebut harus mengulang lagi tugas PPK dengan judul baru pada periode berikutnya.
2. Jika mahasiswa GAGAL atau MENGUNDURKAN DIRI pada periode T1-T2-T3, maka mahasiswa yang bersangkutan dinyatakan TIDAK LULUS kuliah Perancangan Pabrik Kimia (PPK) yang sedang diikutinya dan mendapatkan nilai E untuk mata kuliah tersebut.
3. Mentoring dan tenggat waktu setiap tahapan dilaksanakan sesuai jadwal yang telah ditetapkan Jurusan.
4. Mahasiswa boleh memulai suatu tahapan lebih awal dari yang dijadwalkan di atas, jika tahapan sebelumnya sudah diselesaikan yang dibuktikan dengan mengumpulkan laporan (report) tahapan sebelumnya kepada bagian akademik yang diteruskan kepada mentor dan dosen pembimbing.
5. Keterlambatan penyelesaian setiap tahapan mendapat pengurangan nilai sebesar 10%/minggu dari nilai tahapan tersebut.
6. Setiap kelompok wajib mengikuti kegiatan tutorial oleh mentor minimal 5X dari total 7X pertemuan.
Naskah lengkap tugas PPK, setelah disempurnakan sesuai masukan pada ujian lisan, diserahkan kepada dosen pembimbing selambatnya 10 hari kalender setelah ujian lisan. Jika terlambat (maksimum 10 hari kalender setelah tenggat waktu), nilai diturunkan 1 (satu) tingkat.
8. SISTEMATIKA PENULISAN
A. ISI DAN STRUKTUR
Laporan Tugas PPK disusun berdasarkan format dan sistematika yang berlaku di Jurusan Teknik Kimia UGM yang secara lengkap dapat dibaca pada Lampiran I.
B. BAHASA
Tugas PPK ditulis dengan bahasa Indonesia atau bahasa Inggris baku. Intisari ditulis dengan dua bahasa (bahasa Indonesia dan bahasa Inggris).
C. ETIKA
Salah satu isu penting dalam pengerjaan tugas PPK adalah plagiarism dan academic dishonesty. Secara umum, Plagiarism didefinisikan sebagai suatu kegiatan menampilkan sebagian atau seluruh hasil karya seseorang atau sekelompok orang lain sebagai hasil karya asli kita sendiri, tanpa mengacu nama penulis asli karya tersebut. Sedangkan academic dishonesty, merupakan suatu bentuk kegiatan dimana seseorang melakukan ketidakjujuran akademis, seperti memalsukan data atau persamaan yang digunakan dalam perancangan alat atau proses. Jurusan Teknik Kimia UGM akan menerapkan sanksi tegas bagi mahasiswa yang terbukti melakukan kegiatan di atas. Untuk menghindari plagiarism dan academic dishonesty pada tugas PPK, mahasiswa harus memahami dan menjalankan etika akademik (academic code of conduct) terkait hal tersebut, sebagaimana tercantum dalam Lampiran II.
9.
REVIEW
HASIL TUGAS PPK OLEH
EXTERNAL REVIEWER
..
Secara berkala Jurusan mengirimkan contoh naskah Tugas PPK yang telah diselesaikan oleh mahasiswa kepada rekan sejawat dari luar UGM untuk dievaluasi kelayakannya sebagai tugas PPK. Masukan yang didapat akan diimplementasikan untuk perbaikan materi Tugas PPK yang akan diberikan selanjutnya.
10. LAIN-LAIN
Tabel 3 Aspek dan Bobot Penilaian Tugas PPK
A brief statement of the problem or proposal covered in the major
document(s), background information, concise analysis and main conclusions.
Final submission 3
2 FINAL REPORT
Structure and organization (Final submission in both hard and soft copy)
Final submission 10
3 Preliminary feasibility study (T2) report
Process selection (Tinjauan beberapa proses, ada uraian dan pertimbangan pemilihan proses)
Market analysis (ketersediaan bahan baku, permintaan produk, kapasitas pabrik yang telah ada, domestic dan internasional, penentuan kapasitas)
Site selection (pertimbangan: bahan baku, air, infrastruktur, market, SDM, kondisi geografis, social ekononomi)
Process flow diagram dan block diagram (kualitatif & kuantitatif)
Justifikasi pemilihan proses dan alat beserta uraiannya
Mass balance
Spesifikasi tiap alat proses
Lampiran perhitungan tiap alat proses
Lampiran detail design
End of T4 7 30
6 Utility (T5) report
Estimasi kebutuhan air (proses, pendingin, air umpan boiler, domestic uses) dan kebutuhan chemicals untuk pengolahannya, udara, serta utilitas khusus lain yang diperlukan (misal refrigerant)
Diagram alir proses pengolahan air dari air baku (raw water) menjadi
No Item Content Time for Assessment
Chapter in Final report
Percent
air pendingin, air proses, air minum dan air umpan boiler termasuk sistem cooling tower
Sizing (shortcut) pada Water Treatment Plant
Estimasi penentuan kebutuhan energi yang dikonversi menjadi kebutuhan listrik dan bahan bakar
Konsep pengelolaan limbah (IPAL) 7 SHE and
Process Control (T6) report
Safety dan Process Control
Health, Environmental aspect
Layout - Tupoksi dan kualifikasi
karyawan
- Perincian jumlah pegawai - Penggolongan gaji - Penggiliran tugas
Evaluasi ekonomi meliputi:
- Modal tetap - Modal kerja - Manufacturing cost - General expenses
10
LAMPIRAN
Lampiran I : Format dan Sistematika Penulisan Laporan Tugas PPK
SISTEMATIKA PENULISAN TUGAS PERANCANGAN PABRIK KIMIA
JURUSAN TEKNIK KIMIA UGM
Tugas Perancangan Pabrik Kimia (PPK) yang dikerjakan oleh Mahasiswa dituangkan dalam suatu bentuk karya tulis yang memuat bagian-bagian sebagai berikut:
1. Judul
2. Lembar pengesahan 3. Pernyataan
4. Prakata 5. Daftar isi 6. Intisari
7. Pengantar (Ch 1) 8. Uraian proses (Ch 2) 9. Spesifikasi bahan (Ch 3)
10. Diagram alir kualitatif dan kuantitatif (Ch 4) 11. Process Engineering Flow Diagram
12. Neraca bahan/massa (Ch 5) 13. Neraca panas (Ch 6) 14. Spesifikasi alat (Ch 7) 15. Utilitas (Ch 8)
16. Tata letak pabrik (Ch 9)
17. Pertimbangan aspek keselamatan, kesehatan kerja dan lingkungan (Ch 10) 18. Organisasi perusahaan (Ch 11)
19. Evaluasi ekonomi (Ch 12) 20. Kesimpulan (Ch 13) 21. Lampiran
22. Daftar pustaka
PENJELASAN ISI DEMI ISI
1. Judul
Halaman judul berisi : a) Judul skripsi,
11
c) Nama dan nomor mahasiswa, d) Nama pembimbing,
e) Tahun penyelesaian tugas. 2. Lembar pengesahan
Berisi pengesahan dari Dosen Pembimbing terhadap Tugas PPK yang telah dikerjakan mahasiswa.
3. Pernyataan
Berisi pernyataan mahasiswa bahwa mereka tidak melakukan pemalsuan (fabricating) data dan penjiplakan terhadap karya orang lain dalam tugas PPK yang mereka susun.
Contoh format dapat ditemukan di Lampiran I.1.
4. Prakata
Prakata berisi uraian singkat tentang : a) Maksud skripsi,
b) Tugas yang diberikan,
c) Penjelasan tentang alat yang dibuat secara mendalam atau penjelasan lain yang dipandang perlu, d) Ucapan terimakasih.
Prakata umumnya tidak lebih dari satu halaman.
5. Daftar isi
Daftar isi memuat segenap isi skripsi beserta nomor halamannya.
6. Intisari Intisari berisi :
a) Uraian singkat tentang proses yang dipakai, b) Hasil (termasuk hasil samping) setiap tahun,
c) Bahan dasar dan bahan pembantu yang diperlukan setiap tahun, d) Utilitas: kebutuhan setiap jam, kecuali listrik (dalam kW), e) Jumlah pekerja, luas tanah dan lokasi pabrik,
f) Modal tetap dan modal kerja yang diperlukan dalam US$ dan Rp.
g) Penilaian untung rugi (profitabilitas) yang meliputi : Break even point, pay out time, return on investment, discounted cash flow rate of return dan kesimpulan.
Intisari dibuat bilingual (bahasa Indonesia dan English). Umumnya intisari tidak lebih dari satu halaman.
7. Pengantar
Bagian ini mencakup :
a) Latar belakang yang menguraikan tentang pentingnya pabrik bagi Pembangunan Negara (ditinjau dari segi bahan dasar, hasil, lokasi pabrik, pasaran atau sumber tenaga kerja),
b) Tinjauan pustaka tentang proses yang ada kaitannya dengan pabrik yang dibuat, dan pemilihan proses yang dirancang.
8. Uraian proses
12
9. Spesifikasi bahan
Persyaratan bahan (kemurnian, komposisi, zat pengotor), sifat-sifatnya yang diperlukan untuk prarancangan pabrik kimia dan harganya dicantumkan secara terperinci. Bahan ini meliputi bahan dasar dan bahan pembantu, hasil utama dan hasil samping dan juga hasil antara (jika diperlukan).
10. Diagram Alir Kualitatif dan Kuantitatif Diagram alir ini memuat :
a) Gambar langkah-langkah pengolahan yang penting, dinyatakan dalam bentuk kotak yang dihubungkan dengan garis berpanah sesuai dengan arah aliran,
b) Nama langkah pengolahan,
c) Reaksi yang terjadi pada langkah pengolahan tertentu (ditulis di dalam kotak), d) Macam dan jumlah (kecepatan) bahan pada setiap aliran,
e) Kondisi operasi (suhu dan tekanan) pada setiap aliran,
f) Semua bahan dasar ditempatkan di sebelah kiri, sedangkan hasil di sebelah kanan.
Semua gambar diberi nomor dan judul.
11. Process Engineering Flow Diagram
Diagram ini harus dapat dipahami dengan mudah tanpa bantuan uraian proses dan berisi hal-hal sebagai berikut.
a) Gambar dan alat perlengkapannya (reaktor, menara distilasi, penukar panas, pompa, tangki dll.) dibuat mendekati bentuk sesungguhnya. Contoh bentuk gambar dan simbol alat-alat dapat dilihat pada buku Rase, H.F. dan Barrow, M.H.(1957), Project Engineering of Process Plants, John Wiley and Sons, Inc., New York.
b) Setiap alat diberi nomor kode.
c) Instrumen dan kontrol dicantumkan di tempat-tempat yang diperlukan.
d) Keterangan gambar ditempatkan di sebelah kanan dan bila ada lebih dari satu alat yang sejenis, jumlahnya supaya dituliskan.
e) Setiap arus diberi nomor yang dikelilingi dengan lingkaran, misalnya 3 untuk arus nomor 3. f) Bahan dasar semuanya ditempatkan di sebelah kiri, sedangkan hasil di sebelah kanan.
g) Kondisi operasi (suhu dan tekanan) dicantumkan pada setiap aliran. Suhu (0C) diberi tanda segi empat dan tekanan (atm. abs) bertanda belahketupat, misalnya : 150 dan 2,5.
h) Jumlah bahan (kecepatan aliran, kg/jam) pada setiap aliran disusun dalam bentuk daftar dan ditempatkan pada bagian bawah diagram.
i) Bagian proses yang berlangsung secara batch agar diberi tanda yang jelas dengan garis putus-putus.
j) Gambar dibuat pada kertas putih, dan garis gambar berwarna. Ukuran gambar menyesuaikan, yang penting mudah dan jelas dibaca.
12. Neraca bahan/massa
Neraca bahan disusun sebagai berikut :
a) Satuan dalam kg/jam (untuk proses kontinu) atau dalam kg/batch (untuk proses batch) b) Untuk proses batch, dicantumkan waktu siklus dalam jam
c) Untuk seluruh sistem (overall) dan tiap alat,
13
e) Perlu ditambahkan neraca massa overall makroskopis.
Contoh penyusunan neraca massa overall makroskopis dapat dilihat pada lampiran I.2
13. Neraca panas
Neraca panas dibuat dengan memperhatikan :
a) Suhu dasar (referensi) untuk penetapan entalpi adalah 00C, atau suhu lain yang dirasa lebih
mendasar,
b) Satuan dalam kkal/jam, c) Neraca untuk alat demi alat, d) Nomer arus dicantumkan.
14. Spesifikasi alat Spesifikasi alat memuat :
a) Fungsi dan tugas alat secara kualitatif dan kuantitatif, b) Pilihan alat yang dapat memenuhi syarat,
c) Kondisi operasi,
d) Ukuran alat dan/atau data yang esensial mengenai alat itu (dalam satuan metrik), e) Bahan/material konstruksi alat,
f) Harga satuan, g) Jumlah alat.
15. Utilitas
Utilitas meliputi : air, uap air, listrik, udara tekan dan servis lain yang diperlukan (sistem refrigerasi, bahan bakar, unit pengolah limbah, dll.). Yang perlu diuraikan ialah :
a) Jenis keperluan beserta persyaratannya, b) Jumlah keperluan,
c) Cara pengadaan, d) Spesifikasi alat utilitas.
Utilitas juga membahas :
Estimasi kebutuhan air (proses, pendingin, air umpan boiler, domestic uses) dan kebutuhan
chemicals untuk pengolahannya, udara, serta utilitas khusus lain yang diperlukan (misal refrigerant).
Diagram alir proses pengolahan air dari air baku (raw water) menjadi air pendingin, air proses, air minum dan air umpan boiler termasuk sistem cooling tower.
Sizing (shortcut) pada Water Treatment Plant.
Estimasi penentuan kebutuhan energi yang dikonversi menjadi kebutuhan listrik dan bahan bakar.
Konsep pengelolaan limbah (IPAL).
16. Tata letak pabrik
Bagian ini memuat diagram : a) Tata letak pabrik menyeluruh, b) Tata letak alat proses (unit utama).
14
17. Pertimbangan aspek keselamatan, kesehatan kerja, dan lingkungan
Bagian ini merupakan bagian yang sangat penting. Bagian ini berbentuk checklist dan deskripi singkat tentang:
a) Pertimbangan keselamatan dalam pabrik kimia yang meliputi identifikasi dan pengelolaan hazard yang berasal dari bahan kimia yang ditangani, kondisi proses, lokasi dan tata letak pabrik.
b) Pertimbangan dampak terhadap lingkungan yang meliputi identifikasi dan pengelolaan hazard yang berasal dari emisi gas dan limbah (cair maupun padat) yang dihasilkan.
c) Pertimbangan kesehatan dan keselamatan kerja yang mencakup identifikasi potensi paparan bahan kimia dan paparan fisis.
Format Bab ini dapat ditemukan pada Lampiran I.3.
18. Organisasi perusahaan
Organisasi perusahaan disusun sebaik-baiknya, agar perusahaan dapat berjalan seefisien mungkin. Pada bagian ini terdapat :
a) Diagram organisasi,
b) Perincian tugas, jumlah, dan kualifikasi karyawan/pegawai, c) Penggolongan gaji,
d) Penggiliran tugas.
19. Evaluasi ekonomi
Evaluasi ekonomi meliputi penyajian : a) Modal tetap (fixed capital), b) Modal kerja (working capital),
c) Manufacturing cost,
d) Pengeluaran umum (general expenses), e) Penjualan dan keuntungan,
f) Penilaian untung rugi (profitabilitas) yang mencakup break even point, pay out time, return on investment, discounted cash flow rate of return.
20. Kesimpulan
Kesimpulan tentang kelayakan pendirian pabrik yang didasarkan pada evaluasi ekonomi.
21. Lampiran Lampiran berisi:
a) Perhitungan salah satu alat yang dibuat detil : misal reaktor, alat distilasi, dll. b) Perhitungan alat lainnya (semua alat).
22. Daftar pustaka
15
Lampiran I.1 : Contoh format surat pernyataan bahwa tugas PPK yang disusun tidak mengandung plagiat
PERNYATAAN
Dengan ini kami menyatakan bahwa dalam mengerjakan tugas PPK ini kami tidak melakukan pemalsuan (fabricating) data dan tidak menjiplak karya orang lain. Semua materi dalam laporan tugas PPK ini merupakan hasil karya kami sendiri, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Jika di kemudian hari terbukti terdapat plagiat dalam tugas PPK ini, maka kami bersedia menerima sanksi sesuai ketentuan.
Yogyakarta, ………
Ttd
Nama Mhs I
Ttd
16
Lampiran I. 2 : Contoh penyusunan diagram alir kuantitatif dan neraca massa overall makroskopis Asam salisilat : 1137,88
Asam salisilat : 1137,88 Methanol : 3021,25
Air : 9,53 Metil salisilat : 1250,00
Methanol : 3,02 Asam salisilat : 0,28 Asam salisilat : 280,57
Metil salisilat : 1,25
Asam salisilat : 283,69
Air : 151,77 Metil salisilat : 1251,25
H2SO4 : 70,92
Methanol : 3027,30
Metil salisilat : 1251,25 Asam salisilat : 283,69 Na2SO4 : 102,71
Air : 203,88
Ke Unit Pengolah Limbah Methanol : 3024,27
Air : 9,93
Metil salisilat : 1251,25 Asam salisilat : 280,85
Methanol : 3,03
Air : 193,96 Asam salisilat : 2,84
Na2SO4 : 102,71
17
b. NERACA MASSA OVERALL (Pabrik metil salisilat dari asam salisilat dan methanol, Kapasitas 10.000 ton/tahun)
Unit I
Unit II
Methanol
Asam salisilat
H2SO4 98%
NaOH
Air
Produk Methyl salisilat
Air limbah
Unit I : Unit Persiapan dan Sintesis
Unit II : Unit pemurnian
Neraca massa overall
INPUT OUTPUT
Bahan Komponen Jumlah (kg/jam) Bahan Komponen Jumlah (kg/jam)
Methanol CH3OH 269,30 Produk Methyl salisilat Methyl salisilat 1250,00
H2O 3,09 H2O 9,53
CH3OH 3,02
H2SO4 98% H2SO4 70,92 Asam salisilat 0,28
H2O 0,27
Air Limbah Na2SO4 102,71
Asam salisilat 1137,88 Asam salisilat 2,84 H2O 193,96
NaOH NaOH 57,84 CH3OH 3,03
Air H2O 26,06
Catatan: Diagram blok neraca massa overall tidak terikat harus seperti gambar diatas, namun cukup jelas menginformasikan jenis dan jumlah:
a. bahan baku yang masuk ke dalam sistem
b. produk yang dihasilkan dari sistem
18
Lampiran I.3 : Format Bab “Pertimbangan aspek keselamatan, kesehatan kerja, dan
lingkungan”
BAB X
Pertimbangan Aspek Keselamatan, Kesehatan Kerja, dan Lingkungan Safety, Health, and Environment (SHE) Considerations
Dalam merancang pabrik kimia, seorang process engineer wajib mempertimbangkan aspek
keselamatan, kesehatan kerja, dan lingkungan, sesuai dengan kode etik insinyur yaitu: “Engineers shall
hold paramount the safety, health, and welfare of the public in the performance of their duties”. Oleh karena itu, ketika mengerjakan tugas PPK mahasiswa wajib membuat kajian SHE dan menuliskannya dalam bab tersendiri.
Dalam tugas PPK, mahasiswa diharuskan membuat kajian SHE secara sederhana dalam format checklist (+deskripsi singkat) tetapi cukup komprehensif. Cara membuat kajian SHE untuk tugas PPK dapat dilihat pada contoh berikut ini:
1) Format yang diberikan pada contoh di bawah ini dapat digunakan sebagai ”template” dalam
membuat kajian SHE tugas PPK
2) Kolom hazard cukup diisi dengan tanda check (contreng): √
3) Kolom keterangan diisi dengan penjelasan jika dianggap perlu
19
I. Pertimbangan Aspek Safety Pabrik
A Identifikasi hazard bahan kimia yang yang ada dalam proses (wajib mengacu ke MSDS, tidak boleh berdasarkan perkiraan)
. Hazard Keterangan Pengelolaan .
Bahan Baku
explo
sive
flamm
able
to
xic
corro
sive
irri
ta
nt
ox
id
izi
ng
radioac
tive
1. Gas Alam √ √ ……… 2. Udara ……… 3...
4...
Produk ……… 1. Ammoniak √ ……… 2. Urea
3...
Hasil Samping
1. CO2 √ ……… 2………..
3...
Bahan Pendukung
1. HCl ………
2. NaOH ………
3………..
20
B Identifikasi hazard kondisi peralatan proses
. Hazard Keterangan Pengelolaan Peralatan
Te
ka
nan
Suhu Putaran ting
gi
Eleva
si
Komp
o
sisi
Kuantit
as
bahan
1. Reaktor √ √ P= 100 atm, T= 850-1000oC.
1. Reaktor dilengkapi dengan pressure relief system sebagai pengaman jika terjadi over-pressure
2. Dinding reactor dilengkapi dengan isolator
2. ………..
3. ……….
Catatan:
21
C Identifikasi hazard plant layout dan lokasi proses
Hazard Keterangan Pengelolaan
Ledakan Kebakar
1. Letak tangki penyimpan bahan terhadap area proses
√ √ -Tangki penyimpan bahan baku ditempatkan di dekat dermaga untuk memudahkan proses loading/unloading
-Gudang penyimpan produk diletakkan 500 m dari area proses agar supaya ketika loading/unloading produk ke kendaraan tidak membahayakan area proses
2. Heat Exchanger √ -HE diletakkan di pinggir area proses, dengan ujung menghadap jalan -di samping HE (arah memanjang) diberi ruang selebar min. 1,5 kali panjang HE untuk memberikan kecukupan space ketika pemisahan bundle tube terhadap shell pada waktu maintenance
3. Tangki NH3 √ √ T= -33oC; P= 1
atm
-Tangki penyimpan diberi tanggul dg kapasitas tanggul minimum 100% dari volume tangki
- tangki dilengkapi dengan water sprinkle
22
LOKASI PROSES
1. Jarak antara area proses dengan gedung kantor √ √ √ 2. Jarak antara area proses dengan jalan raya
3. Jarak antara area proses dengan pemukiman penduduk
√ √ √ Area proses dibangun 8 km dari pemukiman penduduk terdekat agar supaya jika terjadi pelepasan NH3 ke lingkungan cukup waktu untuk evakuasi 4. Keterbatasan kondisi geografis area pabrik terkait
dengan: gempa, petir, banjir dan bencana alam lainnya..
√ √ Konstruksi:... Elevasi:...
Catatan:
Plant layout is often a compromise between a number of factors such as:
The need to keep distances for transfer of materials between plant/storage units to a minimum to reduce costs and risks;
The geographical limitations of the site;
Interaction with existing or planned facilities on site such as existing roadways, drainage and utilities routings;
Interaction with other plants on site;
The need for plant operability and maintainability;
The need to locate hazardous materials facilities as far as possible from site boundaries and people living in the local neighbourhood;
The need to prevent confinement where release of flammable substances may occur;
The need to provide access for emergency services;
The need to provide emergency escape routes for on-site personnel;
The need to provide acceptable working conditions for operators.
The most important factors of plant layout as far as safety aspects are concerned are those to:
Prevent, limit and/or mitigate escalation of adjacent events (domino);
Ensure safety within on-site occupied buildings;
Control access of unauthorized personnel;
23
II. Pertimbangan Aspek Kesehatan dan Keselamatan Kerja
A Identifikasi potensi paparan bahan kimia
. Hazard Keterangan Pengelolaan .
1. Uap Hidrasin √ Berfungsi sebagai oxygen scavenger pd. pengolahan air
Operator harus menggunakan masker
2. Chlorine
3...
B Identifikasi potensi paparan fisis
Hazard Keterangan Pengelolaan Jenis Paparan
Tuli Kanker ISPA
1. Kebisingan √ Dari kompresor Operator harus menggunakan ear plug
2. Panas Dari Furnace
3. Radiasi UV, Radioaktif, Gelombang Elektromagenik
√
4. Debu -Urea
-Batu bara
-Harus dipasang electrostatic precipitator -Harus dipasang wet scrubber
24
III. Pertimbangan Aspek Lingkungan Pabrik
A Identifikasi hazard emisi gas yang ada dalam proses
. Hazard Keterangan Pengelolaan EMISI SUMBER
1. CO2 Boiler √ CO2 capture dilakukan dengan kolom scrubber,
dengan larutan MDEA sebagai solvent penjerap 2. SO2 Boiler √ √ SO2 capture dilakukan dengan kolom scrubber,
dengan larutan Ca(OH)2 sebagai solvent penjerap
3...
B Identifikasi hazard limbah cair yang ada dalam proses
. Hazard Keterangan Pengelolaan Limbah Cair Sumber
25
3. Logam berat terlarut
√ √
4...
C Identifikasi hazard limbah padat yang ada dalam proses
. Hazard Keterangan Pengelolaan Limbah Padat Sumber
Toxic Merusak Ekolo
gi
Mencem
ari
Sumb
er Ai
r
Ra
di
o
aktif
Lain
-lain
1. Sludge Clarifier √ 1. Dilakukan landfill
2. Katalis bekas Reaktor
26
Lampiran II : Etika Akademik Tugas PPK
Dalam semua kegiatan akademik, seluruh dosen dan mahasiswa wajib menjunjung tinggi kejujuran dan etika akademik. Berkaitan dengan Tugas Perancangan Pabrik Kimia (PPK), baik mahasiswa maupun dosen pembimbing wajib memastikan bahwa:
1. Tidak terjadi ketidakjujuran pelaporan data 2. Tidak terjadi plagiarisme
1. Ketidakjujuran pelaporan data
Ketidakjujuran pelaporan data antara lain:
a. Fabrikasi data, yaitu melaporkan data tidak sesuai dengan sumber yang diacu, termasuk di dalamnya melaporkan data palsu atau pun data dari literatur yang tidak bisa dipertanggungjawabkan secara ilmiah.
b. Memodifikasi persamaan, rumus atau bilangan tanpa landasan ilmiah.
c. Menginterpretasi data dari penelitian atau paten tanpa dilandasi metodologi ilmiah yang memadai. Smoothing data yang dilakukan dengan teknik baku (misalnya menggunakan toolbox Smoothing Spline di MATLAB) untuk keperluan penentuan parameter-parameter model matematis TIDAK dikategorikan sebagai ketidakjujuran pelaporan data jika dalam laporan ditampilkan juga titik-titik data aslinya.
2. Plagiarisme
Menurut Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Republik Indonesia No. 17 tahun 2010 plagiarisme adalah perbuatan secara sengaja atau tidak sengaja dalam memperoleh atau mencoba memperoleh kredit atau nilai untuk suatu karya ilmiah, dengan mengutip sebagian atau seluruh karya dan/atau karya ilmiah pihak lain yang diakui sebagai karya ilmiahnya, tanpa menyatakan sumber secara tepat dan memadai.
Plagiat meliputi antara lain hal-hal berikut ini:
a. Mengacu dan/atau mengutip istilah, kata-kata dan/atau kalimat, data, dan/atau informasi lain dari suatu sumber tanpa menyebutkan sumber dalam daftar pustaka dan/atau tanpa menyatakan sumber secara memadai sesuai dengan ketentuan penerbit publikasi
b. Menggunakan sumber gagasan, pendapat, pandangan, atau teori tanpa menyebutkan sumber secara memadai dalam publikasi dan tanpa ijin dari sumber ybs. Jika sumber tersebut berupa komunikasi lisan karena gagasan tersebut belum dipublikasikan, maka sumber tersebut perlu
dihormati dalam “Ucapan Terima Kasih” atau “Acknowledgment” yang merupakan bagian lazim
dalam sebuah publikasi ilmiah.
c. Merumuskan dengan kata-kata sendiri dari sumber kalimat, gagasan, atau teori tanpa menyatakan sumber secara memadai
Untuk mencegah terjadinya plagiarisme, setiap tugas PPK harus dilampiri pernyataan yang ditandatangani oleh penyusunnya bahwa:
a. Tugas PPK tersebut bersih dari plagiat
b. Apabila di kemudian hari terbukti terdapat plagiat dalam karya ilmiah tersebut, maka semua penyusunnya bersedia menerima sanksi sesuai ketentuan
27
