commit to user
TUGAS AKHIR
PRARANCANGAN PABRIK ALUMINIUM OKSIDA
DARI BAUKSIT DENGAN PROSES
BAYERKAPASITAS 1.000.000 TON/TAHUN
Oleh:
Ahmad Qomaruddin I 0511001
Rozi Ferdika I 0511047
PROGRAM STUDI SARJANA TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
TUGAS AKHIR
PRARANCANGAN PABRIK ALUMINIUM OKSIDA
DARI BAUKSIT DENGAN PROSES
BAYERKAPASITAS 1.000.000 TON/TAHUN
Oleh:
Ahmad Qomaruddin I 0511001
Rozi Ferdika I 0511047
PROGRAM STUDI SARJANA TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
LEMBAR KONSULTASI
Nama : 1. Ahmad Qomaruddin I 0511001
2. Rozi Ferdika I 0511047
Judul Tugas Akhir : Prarancangan Pabrik Aluminium Oksida dari Bauksit
dengan Proses bayer Kapasitas 1.000.000 ton/tahun.
Tanggal Mulai : 5 Januari 2015
Pembimbing I : Dr. Sperisa Distantina, S.T., M.T.
Pembimbing II : YC. Danarto, S.T., M.T.
No. Tanggal Konsultasi Paraf Keterangan
Pemb I Pemb II
Jumlah konsultasi dengan masing – masing pembimbing minimal sebanyak 8
kali untuk dapat dinyatakan selesai.
Dinyatakan selesai Tanggal:
Pembimbing I
Dr. Sperisa Distantina, S.T., M.T. NIP. 197405092000032002
Pembimbing II
commit to user
iv
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur hanya milik Allah SWT karena dengan kehendak-Nya
penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Pada kesempatan ini saya
mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang turut membantu dalam
melaksanakan penelitian dan penulisan laporan ini hingga dapat terselesaikan
dengan baik, khususnya kepada:
1. Ibu, ayah, dan segenap keluarga tercinta atas doa dan dukungan penuh kepada
penulis.
2. Dr. Margono, S.T., M.T. selaku Kepala Program Studi Sarjana Teknik Kimia
atas bimbingannya
3. Dr. Sperisa Distantina, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing I yang berkenan
membagi pengalaman dan pengetahuan beliau di dunia industri, memberikan
motivasi, arahan dan bimbingan dari pengajuan proposal, pengerjaan tugas
akhir hingga penyelesaian penyusunan laporan ini.
4. YC. Danarto, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing II yang telah banyak
memberikan saran/masukan yang sangat berguna dalam hal penyusunan
laporan tugas akhir.
5. Seluruh dosen, laboran, dan administrasi Jurusan Teknik Kimia atas ilmu,
arahan, dan bantuannya selama ini.
6. Teman – teman Teknik Kimia UNS, khususnya angkatan 2011.
7. Seluruh pihak yang telah membantu, yang tidak dapat disebutkan satu per
satu.
Penulis memohon maaf apabila selama pengerjaan tugas akhir hingga
penyelesaian laporan ini menimbulkan hal-hal yang kurang berkenan. Penulis
sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi perbaikan dan
kemajuan di masa depan.
Surakarta, April 2016
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik. ... 1
1.2 Penentuan Kapasitas Perancangan ... 3
1.2.1 Prediksi Kebutuhan Aluminium Oksida ... 4
1.2.2 Ketersediaan Bahan Baku ... 5
1.2.3 Kapasitas Pabrik yang Telah Berdiri ... 6
1.3Penentuan Lokasi Pabrik ... 6
1.4Tinjauan Pustaka ... 10
1.4.1 Macam-Macam Proses ... 10
1.4.2 Alasan Pemilihan Proses ... 17
1.4.3 Kegunaan Produk ... 19
1.4.4 Sifat Fisis dan Kimia... 20
1.4.5 Tinjauan Proses ... 22
BAB II DESKRIPSI PROSES ... 27
2.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ... 27
2.1.1 Spesifikasi Bahan Baku ... 27
2.1.2 Spesifikasi Produk ... 28
2.2 Konsep Proses ... 29
2.2.1 Mekanisme Reaksi ... 29
2.2.2 Kondisi Operasi ... 33
2.2.3 Tinjauan Kinetika ... 34
commit to user
vi
2.3 Diagram Alir Proses dan Langkah Proses ... 39
2.3.1 DigramAlir Kualitatif ... 39
2.3.2 Diagram Alir Kuantitatif ... 40
2.3.3 Diagram Alir Proses... 40
2.3.4 Langkah Proses ... 47
2.4 Neraca Massa dan Neraca Panas ... 52
2.4.1 Neraca Massa ... 52
2.4.2 Neraca Panas ... 60
2.5 Lay Out Pabrik dan Peralatan Proses ... 68
2.5.1 Lay Out Pabrik ... 68
3.15Bucket Elevator ... 93
3.16Blower ... 94
3.17Hopper ... 94
BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES ... 95
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vii
4.2 Unit Pengadaan Udara Tekan ... 104
4.3 Unit Pengadaan Listrik ... 105
4.4 Unit Pengadaan Bahan Bakar ... 112
4.5 Unit Pengolahan Limbah ... 113
4.6 Laboratorium ... 115
BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN ... 120
5.1 Bentuk Perusahan ... 120
5.2 Struktur Organisasi ... 121
5.3 Tugas dan Wewenang ... 124
5.3.1 Pemegang Saham ... 124
5.3.2 Dewan Komisaris ... 124
5.3.3 Dewan Direksi ... 124
5.3.4 Staf Ahli ... 126
5.3.5 Penelitian dan Pengembangan (Litbang) ... 126
5.3.6 Kepala Bagian ... 126
5.3.7 Kepala Seksi ... 130
5.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan ... 130
5.5 Status Karyawan dan Sistem Upah ... 133
5.6 Kesejahteraan Sosial Karyawan ... 136
BAB VI ANALISA EKONOMI ... 140
6.1 Penaksiran Harga Peralatan ... 142
6.2 Penentuan Total Capital Investment (TCI) ... 143
6.3 Biaya Produksi Total (Total Production Cost) ... 146
6.4 Keuntungan Produksi ... 149
6.5 Analisa Kelayakan ... 149
Daftar Pustaka ... 153
commit to user
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Data Impor Aluminium Oksida Indonesia ... 4
Tabel 1.2 Kapasitas Produksi Pabrik Aluminium Oksida di Dunia ... 7
Tabel 1.3 Perbandingan Proses Pemurnian Aluminium Oksida ... 18
Tabel 2.1 Harga ΔH°f masing-masing komponen ... 36
Tabel 2.13 Neraca Massa Washing Vibrating Screen ... 57
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ix
Tabel 2.27 Neraca Panas Centrifuge ... 65
Tabel 2.28 Neraca Panas Washing Vibrating Screen ... 65
Tabel 2.29 Neraca Panas Tee-02 ... 65
Tabel 4.3 Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi ... 103
Tabel 4.4 Rekapitulasi Kebutuhan Air ... 103
Tabel 4.5 Kebutuhan Listrik untuk Keperluan Proses dan Utilitas ... 106
Tabel 4.6 Kebutuhan Lumen dan Lampu untuk Penerangan Luar Ruangan . 108 Tabel 4.7 Kebutuhan Lumen dan Lampu untuk Penerangan Dalam Ruang .. 109
Tabel 4.8 Konsumsi Listrik untuk Penerangan Selama 1 Hari ... 110
Tabel 4.9 Total Konsumsi Listrik Pabrik Selama 1 Tahun ... 111
Tabel 4.10 Kebutuhan Bahan Bakar ... 113
Tabel 5.1 Jadwal Pembagian Kelompok Shift... 132
Tabel 5.2 Spesifikasi Karyawan Non Shift Menurut Jabatannya ... 134
Tabel 5.3 Spesifikasi Karyawan Shift Menurut Jabatannya ... 136
Tabel 6.1 Indeks Harga Alat ... 143
Tabel 6.2 Modal Tetap ... 145
Tabel 6.3 Modal Kerja ... 146
Tabel 6.4 Direct Manufacturing Cost ... 147
Tabel 6.5 Indirect Manufacturing Cost ... 147
Tabel 6.6 Fixed Manufacturing Cost ... 148
Tabel 6.7 General Expense ... 148
commit to user
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Data Impor Aluminium Oksida Indonesia ... 4
Gambar 1.2 Peta Lokasi Pabrik Aluminium Oksida ... 9
Gambar 1.3 Diagram Proses Bayer ... 15
Gambar 1.4 Diagram Proses Sinter ... 15
Gambar 2.1 Perbandingan Alur Proses Dehidrasi Gibbsite Menjadi Alumina .. 32
Gambar 2.2 Diagram Alir Kualitatif ... 41
Gambar 2.3 Diagram Alir Kuantitatif ... 42
Gambar 2.4 Diagram Alir Proses ... 46
Gambar 2.5 Lay Out Pabrik ... 70
Gambar 2.6 Lay Out Peralatan Proses ... 72
Gambar 4.1 Skema Pengolahan Air Sungai ... 99
Gambar 5.1 Struktur Organisasi Pabrik Aluminium Oksida ... 123
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xi
INTISARI
Ahmad Qomaruddin, Rozi Fedika, 2016, Prarancangan Pabrik Aluminium Oksida Dari Bauksit Dengan Proses Bayer Kapasitas 1.000.000 Ton/Tahun, Program Studi Sarjana Teknik Kimia, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
Bauksit adalah bahan baku utama dalam proses pengolahan aluminium oksida (Al2O3), sedangkan aluminium oksida adalah bahan baku utama dalam industri peleburan
aluminium. Masih terdapat mata rantai terputus dalam industri bauksit-alumunium di Indonesia, yaitu belum adanya industri aluminium oksida. Terbitnya UU No. 4 tahun 2009 dan Peraturan Menteri ESDM tentang nilai tambah mineral, akan meningkatkan daya saing aluminium oksida dan aluminium Indonesia di dunia sehingga dirancanglah pabrik aluminium oksida kapasitas 1.000.000 ton/tahun dengan kemurnian aluminium oksida sebesar 99,6%. Bahan baku untuk pembuatan Al2O3 berupa bauksit 402.538,79
kg/jam dan NaOH 5.157,63 kg/jam yang menghasilkan 126.262,63 kg/jam Al2O3,
sehingga kebutuhan spesifik bauksit sebesar 3,19 kg/kg aluminium oksida dan NaOH sebesar 0,04 kg/kg aluminium oksida. Pabrik aluminium oksida direncanakan berdiri di Sanggau, Kalimantan Barat pada tahun 2016 dengan pertimbangan dekat dengan lokasi bahan baku dan beroperasi pada tahun 2018. Pada tahun 2018, harga bauksit diproyeksikan senilai US$ 0,029/kg, sedangkan NaOH 48% berharga US$ 5,125/kg. Harga produk Al2O3 senilai US$ 0,567/kg.
Proses Bayer masih menjadi andalan di dunia untuk pemrosesan bauksit menjadi aluminium oksida. Proses Bayer dibagi dalam lima tahap. Tahap pertama adalah pengecilan ukuran bauksit. Kemudian tahap digestion, di mana bauksit dan NaOH diumpankan ke dalam digester yang berbentuk Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB) yang dilengkapi koil pemanas pada temperatur 143°C dan tekanan 4 bar untuk menghasilkan NaAlO2. Konversi Al2O3.3H2O menjadi NaAlO2 sebesar 90%. Tahap
selanjutnya adalah residu padatan dipisahkan dari larutan hasil reaksi. Tahap ketiga merupakan tahap presipitasi untuk memisahkan Al2O3.3H2O dari larutan NaAlO2 dengan
menambahkan kristal Al2O3.3H2O untuk menginisiasi presipitasi. Reaksi berlangsung
pada suhu 80°C dan tekanan 1 bar dalam Crystallizer Tangki Berpengaduk. Konversi NaAlO2 sebesar 100%. Selanjutnya pada tahap kalsinasi, Al2O3.3H2O dikalsinasi di Rotary Kiln pada suhu 79,25-970°C dan tekanan 1 bar untuk menghilangkan free moisture dan chemically-connected water, yang menghasilkan padatan Al2O3. Konversi
Al2O3.3H2O menjadi Al2O3 sebesar 100%.
Unit pendukung proses meliputi unit pengadaan air (air pendingin, umpan boiler, air proses, konsumsi umum dan sanitasi) yang bersumber dari Sungai Kapuas sebesar 7,04 kg/kg produk, unit pengadaan steam sebesar 8,16 kg/kg produk, unit pengadaan udara tekan sebesar 0,0016 m3/kg produk, unit pengadaan listrik sebesar 0,16 kW/kg produk yang disuplai dari PLN dan generator cadangan, serta unit pengadaan bahan bakar dari gas alam sebesar 0,29 kg/kg produk. Unit pengolahan limbah tersedia untuk pengolahan limbah pabrik baik berupa padat, cairan dan gas.
Bentuk perusahaan yang dipilih adalah Perseroan Terbatas (PT). Jumlah karyawan keseluruhan adalah 356 orang, yang terdiri dari karyawan shift berjumlah 288 orang dan karyawan non-shift 68 orang.
