PENDAHULUAN
Latar Belakang
Salah satu bahan baku utama yang masih diimpor adalah kalium karbonat (K2CO3). Untuk mengurangi ketergantungan impor dan meningkatkan daya saing perekonomian, perlu dibangun pabrik kalium karbonat (K2CO3) di Indonesia.
Penentuan Kapasitas Pabrik
- Impor Potassium Carbonate
- Ekspor Potassium Carbonate
- Kapasitas Pabrik
Berdasarkan data Badan Pusat Statistik (BPS), jumlah ekspor kalium karbonat di Indonesia dapat dilihat pada Tabel 1.2. Dari data pada Gambar 1.2, kita dapat memperkirakan jumlah ekspor kalium karbonat pada tahun 2027 dengan persamaan y = ax + b.
Tinjauan Pustaka
- Formate Process
- Continuous Countercurrent Cation Exchange Process
- Hydroxide Process
Produk kalium karbonat hasil reaksi diarahkan ke kolom stripper untuk menghilangkan sisa kandungan amonium dari proses sehingga diperoleh produk dengan tingkat kemurnian hampir 99%. Dengan memperhatikan perbandingan di atas, maka proses produksi kalium karbonat yang dipilih adalah proses Hidroksida dengan beberapa pertimbangan seperti kondisi operasi (suhu dan tekanan) yang relatif lebih rendah, kebutuhan bahan baku yang relatif lebih sedikit, dan menghasilkan produk yang memiliki tingkat kemurnian yang tinggi.
Tinjauan Termodinamika dan Kinetika
- Tinjauan Termodinamika
- Tinjauan Kinetika
Setelah dilakukan perhitungan, nilai energi bebas reaksi Gibbs (∆Gr) yang diperoleh pada suhu 500C dan tekanan 1 atmosfer pada Proses Hidroksida adalah 6,73 kJ/mol. Setelah melakukan perhitungan untuk mendapatkan nilai kobs, Anda dapat menghitung nilainya pada persamaan (6) sebagai berikut.
PERANCANGAN PRODUK
Spesifikasi Produk
- Potassium carbonate
- Air
Spesifikasi Bahan Baku dan Bahan Pendukung
- Potassium hydroxide
- Carbon dioxide
Pengendalian Kualitas
- Pengendalian Kualitas Bahan Baku
- Pengendalian Kualitas Proses
- Pengendalian Kualitas Produk
Pada tahap ini produk yang dihasilkan harus optimal, baik dari segi biaya, tenaga dan aspek pendukung lainnya. Untuk mendapatkan kualitas produk yang tepat (baik dengan standar MSDS maupun kebutuhan konsumen), diperlukan bahan yang berkualitas.
PERANCANGAN PROSES
Diagram Alir Proses dan Material
- Diagram Alir Kualitatif
- Diagram Alir Kuantitatif
Uraian Proses
- Tahap Preparasi Bahan Baku
- Tahap Pereaksian di dalam Reaktor
- Tahap Pemurnian atau Purification Produk
- Tahap Packaging atau Pengemasan
Komponen yang siap memasuki tahap kalsinasi dialirkan menggunakan screw conveyor untuk masuk ke dalam rotary kiln. Hasil kalsinasi selanjutnya dialirkan ke tangki penyimpanan produk (silo) menggunakan conveyor belt yang dilengkapi dengan pendingin.
Spesifikasi Alat
- Spesifikasi Alat Utama
- Spesifikasi Alat Pemisah dan Unit Operasi Pendukung
- Spesifikasi Alat Penyimpanan Bahan
- Spesifikasi Alat Transportasi Bahan
- Spesifikasi Alat Penukar Panas
Alirkan KOH terlarut dari mixer (M-01) ke dalam reaktor (R-01) dan naikkan tekanan dari 1 atm menjadi 1,57 atm. Nama Alat Belt Conveyor Belt Conveyor Bucket Elevator Screw Conveyor Screw Conveyor Fungsi Pengangkutan material.
Neraca Massa
- Neraca Massa Total
- Neraca Massa Per Alat
Neraca Panas
Dengan menggunakan persamaan tersebut dapat dicari indeks harga pada tahun desain, sehingga indeks pada tahun 2027 adalah = 694,983. Dengan menggunakan persamaan pendekatan kinetik diperoleh persamaan baru untuk menghitung laju reaksi, yang dapat dilihat pada persamaan berikut. Untuk menghitung koefisien perpindahan panas pada kumparan dari luar dapat menggunakan persamaan berikut.
Untuk mendapatkan nilai koefisien konveksi di luar kumparan digunakan data fluida di dalam reaktor dan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut.
PERANCANGAN PABRIK
Lokasi Pabrik
- Faktor Primer Penentuan Lokasi Pabrik
- Faktor Sekunder Penentuan Lokasi Pabrik
Pemilihan lokasi pabrik yang tepat harus memberikan perhitungan biaya produksi dan distribusi yang seminimal mungkin. Dalam menentukan lokasi suatu pabrik, banyak hal yang menjadi dasar pertimbangan dalam menentukan lokasi suatu pabrik, diantaranya adalah lokasi pabrik dan sumber bahan baku dan penolong, lokasi pabrik dan pasar penunjangnya, transportasi, tenaga kerja, sosial. kondisi dan perkembangan di masa depan. Berdasarkan berbagai faktor yang dipertimbangkan di atas, maka ditentukan lokasi Pabrik Kalium Karbonat Kalium Hidroksida dan Karbon Dioksida dengan kapasitas 9.205 ton/tahun.
Hal ini terbukti dengan lokasi pabrik yang mudah dijangkau dengan pemukiman penduduk sehingga mudah mencari pekerja. Lokasi pabrik yang direncanakan akan dilintasi oleh anak sungai Citarum yaitu Situ Kamojing dan juga berada di tepi Laut Jawa sehingga ketersediaan air sangat melimpah dan relatif mudah diperoleh. Selain air, tenaga listrik dan bahan bakar juga menjadi faktor pendukung yang sangat penting dalam mendirikan sebuah pabrik.
Daya listrik yang digunakan diperoleh dari PLTU Sumuradem, Indramayu, Jawa Barat yang terletak di sebelah perkiraan lokasi pabrik.
Tata Letak Pabrik (Plant Layout)
- Daerah Administrasi atau Perkantoran
- Daerah Proses dan Ruang Kontrol
- Daerah Pergudangan, Umum, Bengkel, dan Garasi
- Daerah Utilitas dan Pemadam Kebakaran
Apabila harga tanah sangat tinggi maka perlu adanya efisiensi dalam penggunaan ruang dan peralatan tertentu serta diatur sedemikian rupa sehingga dapat menghemat ruang. Kawasan administrasi bertujuan untuk menjadi pusat kegiatan administrasi, keuangan pabrik dan perkantoran yang mengatur kelancaran operasional. Laboratorium bertujuan menjadi pusat pengendalian kualitas dan kuantitas bahan yang akan diolah serta produk yang akan dijual.
Fasilitas pegawai seperti klinik rawat jalan, kantin, dan masjid bertujuan sebagai pusat fasilitas tambahan dan penunjang bagi pegawai. Sedangkan area kendali merupakan area yang berfungsi sebagai pusat kendali terhadap proses-proses seperti ruangan kendali dan lain sebagainya. Area ini diperuntukkan sebagai tempat perbaikan peralatan proses agar tidak terekspos ke luar pabrik.
Area ini merupakan area sentral untuk kegiatan penyediaan air, steam dan listrik yang disediakan untuk mendukung berjalannya proses dan unit pemadam kebakaran.
Tata Letak Mesin atau Alat Proses (Machines Layout)
- Aliran Bahan Baku dan Produk
- Aliran Udara
- Pencahayaan
- Lalu Lintas Manusia dan Kendaraan
- Pertimbangan Ekonomi
- Jarak Antar Alat Proses
- Perawatan (Maintenance)
Hal ini bertujuan untuk menghindari terjadinya stagnasi udara pada suatu tempat berupa penumpukan atau penimbunan bahan-bahan kimia berbahaya yang dapat membahayakan keselamatan pekerja. Selain itu juga perlu memperhatikan arah mata angin. Dalam merancang tata letak peralatan perlu diperhatikan agar pekerja dapat menjangkau seluruh peralatan proses dengan cepat dan mudah sehingga apabila terjadi masalah pada peralatan proses dapat segera diperbaiki. Dengan penempatan peralatan proses di pabrik, dilakukan upaya untuk menekan biaya operasional serta menjamin kelancaran dan keamanan produksi pabrik sehingga dapat menguntungkan dari segi ekonomi.
Untuk peralatan proses yang mempunyai suhu dan tekanan operasi yang tinggi harus dipisahkan dengan peralatan proses lainnya agar jika terjadi ledakan atau kebakaran pada peralatan tersebut. Jika tata letak peralatan proses sedemikian rupa sehingga urutan proses produksi lancar, maka perusahaan tidak perlu menggunakan alat transportasi yang mahal, dan. Perawatan atau pemeliharaan bertujuan untuk menjaga peralatan atau fasilitas pabrik dengan cara merawat dan memperbaiki peralatan agar proses dapat berjalan lancar dan produktivitas tinggi sehingga target produksi dan spesifikasi produk diharapkan dapat tercapai.
Sedangkan pemeliharaan berkala dilakukan secara terjadwal sesuai dengan buku petunjuk yang ada, dengan tujuan agar peralatan proses secara bergantian mendapat perawatan khusus dan proses tetap berjalan terus menerus dan berhenti jika terjadi kerusakan.
Organisasi Perusahaan
- Bentuk perusahaan
- Struktur Organisasi
- Tugas dan Wewenang
- Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji
- Status Karyawan
- Jumlah dan Jadwal Kerja Karyawan
UTILITAS
Unit Penyediaan dan Pengolahan Air (Water Treatment System)
- Unit Penyediaan Air
- Unit Pengolahan Air
- Kebutuhan Air
Untuk memenuhi kebutuhan air suatu industri biasanya digunakan air sumur, air sungai, air danau atau air laut. Air sungai merupakan sumber air yang kontinuitasnya relatif tinggi dibandingkan air sumur, sehingga permasalahan kekurangan air dapat dihindari. Air proses berfungsi untuk memenuhi kebutuhan air pada saat peralatan proses sedang berjalan, sehingga tidak terjadi penghentian selama proses berlangsung.
Dengan dirancangnya pabrik ini, kebutuhan air diambil dari air sungai yang letaknya dekat dengan pabrik. Air sungai yang digunakan di lingkungan pabrik harus diolah terlebih dahulu untuk mencapai spesifikasi air yang diinginkan. Diantaranya air sebagai media pendingin, air sebagai media uap, air untuk perkantoran, dan air untuk lingkungan.
Selain sebagai alat pendingin dan pemanas, air juga dibutuhkan untuk keperluan rumah tangga (kantor) dan lingkungan hidup.
Unit Penyediaan Air Pemanas (Steam System)
Unit Pembangkit Listrik (Power Plant System)
Unit Penyediaan Udara Instrumen (Instrument Air System)
Unit Penyediaan Bahan Bakar
EVALUASI EKONOMI
Evaluasi Ekonomi
Dalam perancangan pabrik diperlukan analisis ekonomi untuk memperoleh penilaian terhadap kelayakan penanaman modal pada suatu kegiatan produksi pabrik, mengkaji kebutuhan modal penanaman, besarnya keuntungan yang diperoleh, jangka waktu modal penanaman modal tersebut dapat dikembalikan dan jangka waktunya. -bahkan. -titik genap dimana total biaya produksi sama dengan keuntungan yang diterima. Selain itu analisis ekonomi bertujuan untuk mengetahui apakah pabrik yang akan didirikan menguntungkan dan layak atau tidak. Sebelum menganalisis kelima faktor tersebut, perlu dilakukan evaluasi beberapa hal sebagai berikut.
Dalam menentukan modal industri meliputi modal tetap (fixed capital investment) dan modal kerja (working capital investment). Dalam menentukan total biaya produksi, itu termasuk biaya produksi dan biaya umum. Dalam pendapatan modal, perkiraan biaya tetap, biaya variabel, dan biaya mengambang (biaya yang disesuaikan) diperlukan untuk menentukan titik impas.
Penaksiran Harga Alat
Selain itu, harga peralatan dan lain-lain ditentukan berdasarkan referensi (Klaus D. Timmerhaus & Max S. Peters, 1991). Dari hasil analisis perhitungan untuk menentukan indeks tahun perencanaan pendirian pabrik, harga peralatan pada tahun tersebut dapat dilihat pada tabel 6.2 dan tabel 6.3.
Dasar Perhitungan
Perhitungan Biaya
- Capital Investment
- Manufacturing Cost
- General Expense
Investasi Modal Tetap (FCI) adalah biaya yang diperlukan untuk mendirikan fasilitas yang ada di pabrik. Investasi modal kerja (WCI) adalah biaya yang diperlukan untuk menjalankan suatu usaha atau pengoperasian suatu pabrik dalam jangka waktu tertentu. Biaya tetap adalah biaya-biaya tertentu yang selalu dikeluarkan baik pabrik beroperasi maupun tidak, atau biaya-biaya yang bersifat tetap dan tidak bergantung pada waktu dan tingkat produksi.
Biaya overhead atau overhead mencakup berbagai pengeluaran yang berkaitan dengan fungsi bisnis yang tidak termasuk dalam biaya produksi.
Analisa Kelayakan
- Percent Return On Investment (ROI)
- Pay Out Time (POT)
- Break Even Point (BEP)
- Shut Down Point (SDP)
- Discounted Cash Flow Rate of Return (DCFR)
Titik impas merupakan titik impas dengan kapasitas produksi yang besar sehingga dapat menutupi total biaya, dimana pabrik tidak memperoleh keuntungan tetapi tidak mengalami kerugian (Peters & Timmerhaus, 2003). Fa : biaya produksi tetap tahunan pada produksi maksimum Ra : biaya tahunan yang diatur pada produksi maksimum Va : nilai variabel tahunan pada produksi minimum Sa : nilai penjualan tahunan pada produksi minimum 6.5.4 Titik pemberhentian (SDP). Titik impas (SDP) merupakan titik dimana suatu pabrik mengalami hilangnya biaya tetap sehingga menyebabkan pabrik tersebut tutup (Peters & Timmerhaus, 2003).
Penyebabnya antara lain biaya variabel yang terlalu tinggi atau bisa juga karena keputusan manajemen karena sifat suatu kegiatan produksi yang tidak ekonomis (tidak menghasilkan keuntungan). Tingkat pengembalian arus kas yang didiskontokan (DCFR) adalah tingkat bunga yang diperoleh ketika seluruh modal yang ada digunakan untuk proses produksi. DCF(i) dapat dihitung dengan menggunakan metode analisis nilai sekarang dan analisis nilai masa depan (Peter & Timmerhaus. 2003).
Hasil Perhitungan
Hasil Analisa Kelayakan
- Return on Investment (ROI)
- Pay Out Time (POT)
- Break Even Point (BEP)
- Shut Down Point (SDP)
- Discounted Cash Flow Rate (DCFR)
Analisa Resiko Pabrik
Berupa gas buang dari PLTU Sumurradem, Indramayu (hasil pembakaran batu bara) - Proses/Metode pembelian bahan baku. Berdasarkan beberapa parameter di atas yaitu ditinjau dari kondisi operasi, sifat atau karakteristik bahan baku dan produk, serta sumber bahan baku, maka pabrik ini tergolong berisiko tinggi. Dari hasil analisis keekonomian pabrik dan analisis risiko dapat disimpulkan bahwa pabrik yang akan didirikan merupakan pabrik yang mempunyai risiko tinggi.
ROI sebelum pajak 12,17% Dari Aries dan Newton, suatu pabrik kimia industri berisiko tinggi dikatakan layak jika ROI sebelum pajak minimum adalah 44%. POT sebelum pajak 4,96 tahun Dan juga dikutip dari buku Aries dan Newton, untuk industri pabrik kimia mempunyai nilai maksimal 2 tahun untuk resiko tinggi. SDP 14,39% Nilai SDP dari hasil perhitungan tidak memenuhi kriteria (karena nilai SDP minimal 20% dan maksimal 40%).
Hasil perhitungan kelayakan ekonomi pendirian Pabrik Kalium Karbonat dari Kalium Hidroksida dan Karbon Dioksida dapat dipahami melalui grafik titik impas berikut.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Dilihat dari proses produksi, sifat bahan baku, kondisi operasi dan evaluasi ekonomi, pabrik kalium karbonat dari kalium hidroksida dan karbon dioksida tergolong pabrik berisiko tinggi. Persyaratan DCFR minimum berada di atas suku bunga pinjaman bank, yaitu 1,5 x suku bunga pinjaman bank.
Saran
Sebelum menghitung nilai Re, Anda harus menghitung terlebih dahulu nilai Gt menggunakan persamaan berikut.
