Selamat Datang - Digital Library

(1)

PRARANCANGAN PABRIK KALSIUM SULFAT DIHIDRAT (GYPSUM)

DARI KALSIUM KARBONAT DAN ASAM SULFAT DENGAN KAPASITAS 127.000 TON/TAHUN

**(Perancangan Rotary Dryer (RD-101)) ( Skripsi )**

Oleh

MEIDALISA

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2022

(2)

ii ABSTRAK

PRARANCANGAN PABRIK KALSIUM SULFAT DIHIDRAT (GYPSUM) DARI KALSIUM KARBONAT DAN ASAM SULFAT

DENGAN KAPASITAS 127.000 TON/TAHUN (Perancangan Rotary Dryer (RD-101))

Oleh Meidalisa

Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat (Gypsum) dengan bahan baku Kalsium Karbonat dan Asam Sulfat akan didirikan di Desa Srowo, Kecamatan Sidayu, Kabupaten Gresik, Provinsi Jawa Timur. Pabrik akan memproduksi Kalsium Sulfat Dihidrat (Gypsum) sebanyak 127.000 ton/tahun, dengan waktu operasi 24 jam dalam 1 hari, 330 hari dalam 1 tahun. Bahan baku yang digunakan adalah Kalsium Karbonat sebanyak 9.431,90 kg/jam dan Asam Sulfat sebanyak 8.319,89 kg/jam.

Pendirian pabrik berdasarkan atas beberapa pertimbangan yaitu, bahan baku yang tersedia, sarana transportasi yang memadai, tenaga kerja yang mudah didapatkan, dan juga kondisi lingkungan. Proses pembuatan Kalsium Sulfat Dihidrat (Gypsum) terdiri dari 4 tahap yakni tahap penyiapan bahan baku, tahap reaksi, tahap kristalisasi dan pemisahan dan yang terakhir tahap pemurnian dan packaging produk. Penyediaan kebutuhan utilitas pabrik terdiri dari unit penyediaan dan pengolahan air, unit penyediaan bahan bakar, unit pembangkit tenaga listrik, unit penyediaan udara dan unit pengolahan limbah.

Bentuk perusahaan adalah Perseroan Terbatas (PT) menggunakan struktur organisasi line dan staff dengan jumlah karyawan sebanyak 149 orang.

Dari analisis ekonomi diperoleh:

Fixed Capital Investment (FCI) = Rp. 1.165.545.999.967,79,- Working Capital Investment (WCI) = Rp. 205.684.588.229,61,- Total Cost Investment (TCI) = Rp. 1.371.230.588.197,40,-

Break Even Point (BEP) = 47,70 %

Shut Down Point (SDP) = 22,90 %

Pay Out Time (POT) = 3,98 tahun

Return on Investment before taxes (ROI)b = 22,63 % Return on Investment after taxes (ROI)a = 18,10 % Discounted Cash Flow (DCF) = 24,12 %

Dengan mempertimbangkan paparan di atas, sudah selayaknya pendirian pabrik kalsium sulfat dihidrat (gypsum) ini dikaji lebih lanjut baik dari segi kebutuhan produksi, proses maupun ekonomi.

(3)

iii ABSTRACT

PRE-DESIGNED CALCIUM SULFATE DIHYDRATE (GYPSUM) PLANT FROM CALCIUM CARBONATE AND SULFURIC ACID WITH A CAPACITY OF 127,000 TONS / YEAR

(Rotary Dryer Design (RD-101))

By Meidalisa

A Calcium Sulfate Dihydrate (Gypsum) factory with raw materials for Calcium Carbonate and Sulfuric Acid will be established in Srowo Village, Sidayu District, Gresik Regency, East Java Province. The factory will produce Calcium Sulfate Dihydrate (Gypsum) as much as 127,000 tons / year, with an operating time of 24 hours in 1 day, 330 days in 1 year. The raw materials used are Calcium Carbonate ask 9,431.90 kg / hour and Sulfuric Acid as much as 8,319.89 kg / hour. Founder an factory based on several considerations namely, available raw materials , adequate means of transportation , easy

labor obtained, and also environmental conditions . The manufacturing process of Calcium Sulfate Dihydrate (Gypsum) consists of 4 stages, namely the raw material preparation stage, the reaction stage, the crystallization and separation stage and the last one is the purification and product packaging stage. The provision of utility needs of the plant consists of a water supply and treatment unit, a fuel supply unit, an electric power development unit , an air supply unit and a sewage treatment unit.

The form of the company is a Limited Liability Company (PT) using a line and staff organizational structure with total of 149 employees.

From the economic analysis is obtained:

Fixed Capital Investment (FCI) = IDR 1,165,545,999,967.79,- Working Capital Investment (WCI) = IDR 205,684,588,229.61,- Total Cost Investment (TCI) = Rp. 1,371,230,588,197.40,-

Break Even Point (BEP) = 47,70 %

Shut Down Point (SDP) = 22,90 %

Pay Out Time (POT) = 3.98 years old

Return on Investment before taxes (ROI)b = 22,63 % Return on Investment after taxes (ROI)a = 18,10 % Discounted Cash Flow (DCF) = 24,12 %

Takinginto account the above exposure , it is appropriate that the establishment of a calcium sulfate plant inhydrate (gypsum) is further studied both in terms of production, process and economic needs .

(4)

PRARANCANGAN PABRIK KALSIUM SULFAT DIHIDRAT (GYPSUM)

DARI KALSIUM KARBONAT DAN ASAM SULFAT DENGAN KAPASITAS 127.000 TON/TAHUN

Oleh

MEIDALISA 1515041051

(Skripsi)

Sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknik

Pada

Jurusan Teknik Kimia

Fakultas Teknik Universitas Lampung

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2022

(5)

(6)

(7)

(8)

viii RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Tanjung Karang pada tanggal 15 Mei 1997, putri pertama dari 3 bersaudara, dari pasangan (Alm.) Bapak Alissyohri, S.Pd. dan Ibu Darmalina, S.Pd.

Penulis menyelesaikan pendidikan sebelumnya di TK Nusa Indah Pulung Kencana, Tulang Bawang Barat pada tahun 2002, Sekolah Dasar Negeri 1 Pahoman pada tahun 2009, Sekolah Menengah Pertama Negeri 23 Bandar Lampung pada tahun 2012, dan Sekolah Menengah Atas Negeri 1 Bandar Lampung pada tahun 2015.

Pada tahun 2015, penulis terdaftar sebagai Mahasiswa Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Lampung melalui jalur Seleksi Masuk Mandiri Perguruan Tinggi Negeri atau SMMPTN

Pada tahun 2018 penulis melakukan Kuliah Kerja Nyata di Desa Wana Kecamatan Melinting, Lampung Timur selama 30 Hari. Serta pada tahun 2019, penulis melakukan Kerja Praktik di PT.PERTAMINA (Persero) RU III Plaju – Sungai Gerong dengan Tugas Khusus “Evaluasi Kinerja Cooler E – 201 (Dea) Extraction Pada Unit Purifikasi Kilang PolyPropylene ”. Selain itu, penulis juga melakukan penelitian dengan judul “ Degradasi Limbah Cair Tahu Menggunakan Anaerobic Fixed Bed Reactor (AFBR) dengan Penambahan Feses Sapi dan Lactobacillus casei”.

Selama masa perkuliahan, penulis aktif dalam beberapa organisasi kemahasiswaan, diantaranya Himpunan Mahasiwa Teknik Kimia (HIMATEMIA) Fakultas Teknik Universitas Lampung pada periode 2016/2017 sebagai Staff Departemen Kesekretariatan, pada periode 2017 sebagai Staff Departemen Kesekretariatan.

(9)

ix

Motto dan Persembahan

“ Don’t stop learning because life doesn’t stop teaching “

“LaaHaulaWalaaQuwwat Illa Billaah”

“Tidak ada daya dan upaya kecuali dengan pertolongan Allah”

(HR. Al-Bukhari)

”Sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan, Maka bila engkau telah menyelesaikan (dari sesuatu urusan) tetaplah bekerja keras untuk urusan yang

lain”

-(Qs. Al-Insyirah : 6-7)-

“Ilmu itu ada tiga tahapan, jika seseorang memasuki tahap pertama, dia akan sombong. Jika dia memasuki tahapan kedua maka dia akan rendah hati.

Jika dia memasuki tahapan ketiga maka dia akan merasa bahwa dirinya tidak ada apa-apanya”

-(Umar Bin Khatab)-

(10)

x

Sebuah Karya

Dengan sepenuh hati kupersembahkan Tugas Akhir ini untuk :

Allah S.W.T hanya dengan berkat Rahmat serta Ridho-Nya aku dapat menyelesaikan karyaku ini

Kedua Orang Tuaku Tercinta atas pengorbanan yang tak akan pernah terganti yang sudah tak terhitung jumlahnya, terima kasih atas do’a,

kasih sayang, dan pengorbanan selama ini

Adik – Adikku Tersayang, terima kasih atas do’a, harapan, dan dukungan selama ini

Teknik Kimia Angkatan 2015 dan Sahabat-sahabatku Tersayang, terima kasih telah menjadi bagian, penyemangat dan saksi cerita dalam karyaku ini, semoga suatu saat nanti kita akan bertemu lagi

dengan cerita-cerita kesuksesan kita

Civitas Akademik Jurusan Teknik Kimia Universitas Lampung, terima kasih atas semua ilmu yang telah diberikan , semoga senantiasa

berevolusi untuk menghasilkan generasi-generasi akademisi yang lebih

baik serta ditunjang dengan akreditasi yang lebih tinggi

(11)

xi SANWACANA

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini yang berjudul “Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat (Gypsum) dari Kalsium Karbonat dan Asam Sulfat Dengan Kapasitas Produksi 127.000 Ton/Tahun”.

Tugas akhir ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu syarat guna memperoleh derajat kesarjanaan (S-1) di Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Lampung.

Penyusunan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan dan dukungan dari beberapa pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Ibu Yuli Darni, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Universitas Lampung,

2. Ibu Lilis Hermida, S.T., M.Sc. selaku Dosen Pembimbing I, yang tidak kenal lelah memberikan ilmu, pengarahan, bimbingan, kritik dan saran selama penyelesaian tugas akhir saya.

3. Ibu Yuli Darni, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing II, yang telah memberikan ilmu, pengarahan, bimbingan, kritik dan saran selama penyelesaian tugas akhir saya.

4. Ibu Panca Nugrahini F, S.T., M.T. dan Ibu Lia Lismeri, S.T., M.T. sebagai dosen penguji, terimakasih atas segala ilmu, kritikan, saran, nasehat dan

(12)

xii koreksi terhadap tugas akhir saya, sehingga menjadi suatu karya yang lebih baik lagi.

5. Ibu Panca Nugrahini F, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing penelitian di Universitas Lampung, yang telah sangat membimbing serta membantu dalam penelitian dan publikasi.

6. Ibu Lia Lismeri, S.T., M.T. selaku d o s e n Pembimbing Kerja Praktik di Universitas Lampung.

7. Seluruh Dosen dan Staff Teknik Kimia yang telah banyak memberikan ilmu yang sangat bermanfaat dan membantu kelancaran dalam pengerjaan.

8. Keluargaku tercinta, Mama ku yang selalu memberikan doa, semangat, motivasi, cinta dan kasih sayangnya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik. Papa ku yang sekarang sudah berada di tempat paling abadi, Ayuk sudah selesaikan pah perjuangan S1 ayuk di Tekkim pah.

My sist and bro Dwinda Aldatri dan Aditya Darli Mardhafi yang tidak pernah bosan memberi do’a dan support selama ini. Terima kasih untuk selalu sabar menunggu hari aku menyelsaikan skripsiku dan wisudaku.

9. I Nyoman Endra Astawa sebagai partner tugas akhir. Teman yang selalu mensupport dan memberi semangat dengan gaya nya yang beda dari yang lain.

Akhirnya ya man kita bisa selesaiin semua nya bareng - bareng, selalu dan tetap yakini kita bisa sukses dengan cara kita sendiri ya man Alhamdulillah!

Svaha!

10. Penghuni grup KIMPY yang keren abis (Pista, Irena, Katrina dan Yolanda) Thank You So Much Girl’s atas bantuan kalian selama ini aku tanpa kalian itu kayak nothing juga gaes hehe, walaupun kadang kita suka ngambekkan, saling

(13)

xiii sebel dan saling selisih pendapat tapi berkat kalian hidup di teknik kimia yang awalnya gelap jadi lebih cerah gais dengan momen dan cerita yang udah di ukir bareng – bareng selama ini disini. We can do it Guys !

11. Tim belajar 24 jam dari pagi ketemu pagi si Mahasiswi Kuat (Puput, Hana, Oche, dan Eva) terimakasih sudah menemani masa-masa sulitku dan mengerjakan bersama saat setumpuk tugas perkuliahan bikin begadang bahkan kadang gak tidur juga.

12. Keluargaku Tersayang Teknik Kimia Angkatan 2015 :

Arief P, Tiara, Dariyanto, Kherani, Pera, Enjels, Vivo, Panji, A’la, Novia, Arman, Reza, Mas Ikhsan, Enal, Yogbul, Septian, Mahes, Bachtiar, Pia, Monic, Eyi, Hani, Desi, Rian, Aan, Nyoman, Arif H, Azkar, Mela, Ana, Putu, Agnes, Ester, Anis, Nikmah, Naday, Rizka, Dita, Restu, Yuni, Dwi. Thanks for everyting guys. Semoga kalian semua sukses di manapun kalian berada ya!.

13. Adik-adik dan kakak-kakak tingkat di Jurusan Teknik Kimia, Terima kasih karena sudah banyak memberikan cerita, pembelajaran, dan pengalaman selama berada di kampus.

14. All Members NCT ( Taeil, Johny,Taeyong, Kun, Yuta, Ten, Doyoung, Jaehyun, Winwin, Jungwoo, Mark, Lucas, Xiajun, Hendery, Renjun, Jeno, Haechan, Jaemin, Yangyang, Shotaro, Sungchan, Chenle, Jisung ). Even If Everything You Do It Though, You Give It Your Best. The Day Will Come Where Many People Will aknowledge all You Do. You Can Endure It and Work Hard Until Then. – Taeyong.

(14)

xiv 15. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan tugas akhir ini.

Akhir kata, semoga karya terbaik penulis ini dapat bermanfaat dan berguna bagi para pembacanya. Aamiin.

Bandar Lampung, Agustus 2022 Penulis,

Meidalisa

(15)

xv DAFTAR ISI

ABSTRAK ... ii

ABSTRACT ... iii

HALAMAN JUDUL ... iv

LEMBAR PENGESAHAN ... v

PERNYATAAN ... vii

RIWAYAT HIDUP ... viii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN ... ix

SANWACANA ... xi

DAFTAR ISI ... xv

DAFTAR TABEL ... xix

DAFTAR GAMBAR ... xxvi

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Kegunaan Produk ... 2

1.3. Ketersediaan Bahan Baku ... 2

1.4. Analisis Pasar ... 3

1.5 Kapasitas Pabrik ... 5

1.6 Lokasi Pabrik ... 5

(16)

xvi BAB II PEMILIHAN DAN DESKRIPSI PROSES

2.1. Proses Pembuatan Kalsium Sulfat Dihidrat(Gypsum) ... 9

2.1.1. Pembuatan Kalsium Sulfat Dihidrat(Gypsum) dari Kalsium Klorida .... 9

2.1.2. Pembuatan Kalsium Sulfat Dihidrat(Gypsum) dari Kalsium Karbonat 10 2.2. Pemilihan Proses ... 10

2.3. Uraian Singkat Proses Pembuatan Kalsium Sulfat Dihidrat (Gypsum) dari Kalsium Karbonat dan Asam Sulfat ... 22

2.3.1. Tahap Penyiapan Bahan Baku ... 23

2.3.2. Tahap Reaksi ... 23

2.3.3. Tahap Kristalisasi dan Pemisahan ... 24

2.3.4. Tahap Pemurnian dan Packaging Produk ... 25

BAB III SPESIFIKASI BAHAN BAKU DAN PRODUK 3.1. Bahan Baku ... 26

3.1.1. Bahan Baku Utama ... 26

3.1.2. Bahan Baku Penunjang ... 27

3.2. Produk ... 28

3.2.1. Produk Utama ... 28

3.2.2. Produk Samping ... 28

BAB IV NERACA MASSA DAN ENERGI 4.1. Neraca Massa ... 29

4.1.1. Neraca Massa Alat Proses ... 30

4.1.2. Neraca Massa Alat Utilitas ... 34

(17)

xvii

4.2. Neraca Energi ... 39

4.2.1. Neraca Energi Alat Proses ... 42

4.2.2. Neraca Energi Alat Utilitas ... 45

BAB V SPESIFIKASI ALAT 5.1. Peralatan Proses ... 47

5.2. Peralatan Utilitas ... 72

BAB VI UTILITAS DAN PENGOLAHAN LIMBAH 6.1.Unit Penyediaan dan Pengolahan Air (Water Treatment System) ... 128

6.2. Unit Penyediaan Bahan Bakar ... 148

6.3. Unit Penyediaan Udara ... 149

6.4. Unit Pembangkit Tenaga Listrik ... 150

6.5. Unit Pengolahan Limbah... 150

6.6. Instrumentasi dan Pengendalian Proses ... 152

6.7. Laboratorium ... 155

BAB VII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK 7.1. Lokasi Pabrik ... 159

7.2. Tata Letak Pabrik ... 162

7.3. Estimasi Area Pabrik ... 167

7.4. Tata Letak Peralatan Proses ... 168

(18)

xviii BAB VIII SISTEM MANAJEMEN DAN ORGANISASI PERUSAHAAN

8.1. Bentuk Perusahaan ... 171

8.2. Struktur Organisasi Perusahaan ... 174

8.3. Tugas dan Wewenang ... 178

8.4. Status Karyawan dan Sistem Penggajian ... 186

8.5. Pembagian Jam Kerja Karyawan ... 187

8.6. Penggolongan Jabatan dan Jumlah Karyawan ... 189

8.7. Kesejahteraan Karyawan ... 192

BAB IX INVESTASI DAN EVALUASI EKONOMI 9.1. Investasi ... 195

9.2. Evaluasi Ekonomi ... 199

9.3. Discounted Cash Flow (DCF) ... 201

BAB X KESIMPULAN DAN SARAN 10.1. Kesimpulan ... 203

10.2. Saran ... 204 DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN A LAMPIRAN B LAMPIRAN C LAMPIRAN D LAMPIRAN E

LAMPIRAN F TUGAS KHUSUS ROTARY DRYER 101 (RD-101)

(19)

xix DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1.1 Data Impor Kalsium Sulfat Dihidrat(Gypsum) di Indonesia ... 3

1.2 Produksi Kalsium Sulfat Dihidrat(Gypsum) di Indonesia ... 4

2.1 Data ∆H⁰f dan ∆G⁰ Kalsium Sulfat dari Kalsium Klorida ... 11

2.2 Nilai Cp Komponen Reaktan ... 11

2.3 Nilai Cp Komponen Produk ... 11

2.4 Harga Bahan Baku dan Produk Gypsum dari Kalsium Klorida ... 13

2.5 Data ∆H⁰f dan ∆G⁰ Kalsium Sulfat dari Kalsium Karbonat... 16

2.6 Nilai Cp Komponen Reaktan ... 16

2.7 Nilai Cp Komponen Produk ... 16

2.8 Harga Bahan Baku dan Produk Gypsum dari Kalsium Karbonat ... 18

2.9 Perbandingan Proses Pembuatan Kalsium Sulfat Dihidrat(Gypsum)...21

4.1 Neraca Massa Rotary Dryer (RD-101) ... 30

4.2 Neraca Massa Centrifuge (CF-101) ... 31

4.3 Neraca Massa di Crystallizer (CR-101) ... 32

4.4 Neraca Massa di Mixing Point (MP-101) ... 32

4.5 Neraca Massa di Reaktor (RE-101) ... 33

4.6 Neraca Massa di Mixing Tank (MT-101) ... 33

4.7 Neraca Massa di Mixing Tank (MT-102) ... 34

4.8 Neraca Massa di Evaporator (EV-201) ... 34

4.9 Neraca Massa Keseluruhan Proses ... 35

(20)

xx

4.10 Data Konstanta Kapasitas Panas Cairan ... 40

4.11 Data Konstanta Kapasitas Panas Gas ... 40

4.12 Kapasitas Panas Elemen pada suhu 25^oC, J/mol^oC ... 41

4.13 Neraca Panas Mixing Point (MT-101) ... 42

4.14 Neraca Panas Mixing Point (MT-102) ... 42

4.15 Neraca Panas Heater (HE-101) ... 42

4.16 Neraca Panas Cooler (CO-101) ... 43

4.17 Neraca Panas Reaktor (RE-101) ... 43

4.18 Neraca Panas Mixing Point (MP-101) ... 43

4.19 Neraca Panas Crystallizer (CR-101) ... 44

4.20 Neraca Panas Rotary Dryer (RD-101) ... 44

4.21 Neraca Panas Heater (HE-201) ... 45

4.22 Neraca Panas Cooler (CO-201) ... 45

4.23 Neraca Panas Evaporator (EV-201) ... 45

4.24 Neraca Panas Condensor (CD-201)... 46

5.1 Spesifikasi Silo Kalsium Karbonat (SI-101) ... 47

5.2 Spesifikasi Storage Tank Asam Sulfat (ST-101) ... 48

5.3 Spesifikasi Screw Conveyor (SC-101) ... 49

5.4 Spesifikasi Bucket Elevator (BE-101) ... 50

5.5 Spesifikasi Mixing Tank (MT-101) ... 51

5.6 Spesifikasi Pompa Proses (PP-101) ... 52

5.7 Spesifikasi Heater (HE-101) ... 53

(21)

xxi

5.9 Spesifikasi Mixing Tank (MT-102) ... 55

5.12 Spesifikasi Cooler (CO-101) ... 58

5.14 Spesifikasi Reaktor (RE-101) ... 60

5.16 Spesifikasi Crystallizer (CR-101) ... 62

5.18 Spesifikasi Centrifuge (CF-101) ... 64

5.21 Spesifikasi Rotary Dryer (RD-101) ... 67

5.23 Spesifikasi Bucket Elevator (BE-102) ... 69

5.24 Spesifikasi Silo (SI-102) ... 70

5.25 Spesifikasi Belt Conveyor (BC-101) ... 71

5.26 Spesifikasi Gudang Produk (WH-101) ... 72

5.27 Spesifikasi Bak Sedimentasi (BS-201) ... 72

5.28 Spesifikasi Tangki Alum (TP-201) ... 73

5.29 Spesifikasi Tangki Kaporit (TP-202) ... 74

5.30 Spesifikasi Tangki Soda Kaustik (TP-203) ... 75

(22)

xxii 5.31 Spesifikasi Tangki Air Filter (TP-204) ... 76 5.32 Spesifikasi Tangki Air Domestik (TP-205) ... 77 5.33 Spesifikasi Bak Penggumpal (BP-201) ... 78 5.34 Spesifikasi Clarifier (CL-201) ... 79 5.35 Spesifikasi Sand Filter (SF-201 A/B) ... 80 5.36 Spesifikasi Tangki Inhibitor (TP-206) ... 81 5.37 Spesifikasi Tangki Dispersant (TP-207) ... 82 5.38 Spesifikasi Cooling Tower (CT-201) ... 83 5.39 Spesifikasi Tangki Air Kondensat (TP-208) ... 84 5.40 Spesifikasi Tangki Asam Sulfat (TP-209) ... 85 5.41 Spesifikasi Cation Exchanger (CE-201 A/B) ... 86 5.42 Spesifikasi Anion Exchanger (AE-201 A/B)... 87 5.43 Spesifikasi Tangki Hidrazin (TP-210) ... 88 5.44 Spesifikasi Tangki Air Proses (TP-211) ... 89 5.45 Spesifikasi Deaerator (DA-201) ... 90 5.46 Spesifikasi Pompa Utilitas 1 (PU-201) ... 91 5.47 Spesifikasi Pompa Utilitas 2 (PU-202) ... 92 5.48 Spesifikasi Pompa Utilitas 3 (PU-203) ... 93 5.49 Spesifikasi Pompa Utilitas 4 (PU-204) ... 94 5.50 Spesifikasi Pompa Utilitas 5 (PU-205) ... 95 5.51 Spesifikasi Pompa Utilitas 6 (PU-206) ... 96 5.52 Spesifikasi Pompa Utilitas 7 (PU-207) ... 97 5.53 Spesifikasi Pompa Utilitas 8 (PU-208) ... 98

(23)

xxiii 5.54 Spesifikasi Pompa Utilitas 9 (PU-209) ... 99 5.55 Spesifikasi Pompa Utilitas 10 (PU-210) ... 100 5.56 Spesifikasi Pompa Utilitas 11 (PU-211) ... 101 5.57 Spesifikasi Pompa Utilitas 12 (PU-212) ... 102 5.58 Spesifikasi Pompa Utilitas 13 (PU-213) ... 103 5.59 Spesifikasi Pompa Utilitas 14 (PU-214) ... 104 5.60 Spesifikasi Pompa Utilitas 15 (PU-215) ... 105 5.61 Spesifikasi Pompa Utilitas 16 (PU-216) ... 106 5.62 Spesifikasi Pompa Utilitas 17 (PU-217) ... 107 5.63 Spesifikasi Pompa Utilitas 18 (PU-218) ... 108 5.64 Spesifikasi Pompa Utilitas 19 (PU-219) ... 109 5.65 Spesifikasi Pompa Utilitas 20 (PU-220) ... 110 5.66 Spesifikasi Pompa Utilitas 21 (PU-221) ... 111 5.67 Spesifikasi Pompa Utilitas 22 (PU-222) ... 112 5.68 Spesifikasi Pompa Utilitas 23 (PU-223) ... 113 5.69 Spesifikasi Pompa Utilitas 24 (PU-224) ... 114 5.70 Spesifikasi Boiler (BO-201) ... 115 5.71 Spesifikasi Blower Steam (BL-201) ... 115 5.72 Spesifikasi Cyclone (CN-201) ... 116 5.73 Spesifikasi Air Dryer (AD-201) ... 117 5.74 Spesifikasi Compressor (CP-201) ... 117 5.75 Spesifikasi Blower (BL-202) ... 118 5.76 Spesifikasi Blower (BL-203) ... 118

(24)

xxiv

5.77 Spesifikasi Blower (BL-204) ... 118

5.78 Spesifikasi Blower (BL-205) ... 119

5.79 Spesifikasi Heater (HE-201) ... 120

5.80 Spesifikasi Tangki Solar (TP-212) ... 121

5.81 Spesifikasi Cooler (CO-201) ... 122

5.82 Spesifikasi Pompa Utilitas 25 (PU-225) ... 123

5.85 Spesifikasi Evaporator (EV-201) ... 126

5.86 Spesifikasi Condensor (CD-201) ... 127

6.1 Spesifikasi Air Sanitasi ... 138

6.2 Kebutuhan Air Umum ... 138

6.3 Spesifikasi Air Pendingin ... 139

6.4 Kebutuhan Cooling Water ... 140

6.5 Kebutuhan Chilled Water ... 144

6.6 Spesifikasi Air Umpan Boiler ... 146

6.7 Kebutuhan Air Umpan Boiler ... 147

6.8 Kebutuhan Air Proses ... 147

6.9 Jumlah Kebutuhan Bahan Bakar ... 149

6.10 Tingkat Kebutuhan Informasi dan Sistem Pengendalian... 154

6.11 Pengendalian Variabel Utama Proses ... 155

7.1 Perincian Luas Area Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat(Gypsum)... 167

8.1 Jadwal Kerja Masing-Masing Regu... 189

(25)

xxv

8.2 Perincian Tingkat Pendidikan ... 190

8.3 Perincian Jumlah Karyawan Berdasarkan Jabatan ... 191

9.1 Total Cost Investment ... 196

9.2 Manufacturing cost ... 198

9.3 Hasil Analisa Kelayakan ... 202

(26)

xxvi DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1.1 Impor Kalsium Sulfat Dihidrat (Gypsum) di Indonesia ... 3

1.2 Lokasi Pabrik ... 6

6.1 Diagram Alir Proses Pengolahan Air ... 129

6.2 Mekanisme Proses Deaerasi ... 137

6.3 Kontak Udara Cooling Water di Cooling Tower ... 142

6.4 Diagram Cooling Water System ... 143

6.5 Mekanisme Siklus Refrigerasi Pada Water Chiller Unit ... 145

7.1 Tata Letak Pabrik ... 166

7.2 Tata Letak Alat Proses ... 169

7.3 Peta Kabupaten Gresik, Jawa Timur ... 170

7.4 Peta Desa Srowo, Kecamatan Sidayu, Kabupaten Gresik ... 170

8.1 Struktur Organisasi Perusahaan ... 177

9.1. Grafik BEP dan SDP Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat(Gypsum) ... 201

9.2. Kurva Cummulative Cash Flow Terhadap Umur Pabrik ... 202

(27)

1

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada beberapa tahun terakhir ini pembangunan di Indonesia sedang berkembang, dimana dapat dilihat banyak jalan tol, jembatan dan lain-lain yang sudah terbangun. Dengan meningkatnya pembangunan maka meningkat pula bahan semen di indonesia, sehingga menyebabkan permintaan gypsum naik/meningkat.

Sehingga perlu ditingkatkan indutstri gypsum untuk dapat memenuhi kebutuhan dalam pembangunan di Indonesia. Dimana selama ini kebutuhan gypsum di Indonesia dipenuhi dengan cara impor dari luar negeri dan angka impor cukup besar.

Gypsum memiliki rumus kimia kalsium sulfat dihidrat(CaSO4.2H2O) yang mengandung molekul hablur. Dalam bentuk murni gypsum berupa kristal/bubuk berwarna putih. Apabila kemurnian gypsum kurang maka akan berwarna abu-abu, kuning, jingga dan hitam (Sanusi, 1986).

Apabila pabrik kalsium sulfat dihidrat(gypsum) ini dibangun akan mempunyai keuntungan yaitu: membuka lapangan kerja bagi penduduk Indonesia, menambah devisa negara, kebutuhan kalsium sulfat dihidrat(gypsum) dapat terpenuhi tanpa impor dari negara lain dan mendorong pembangunan pabrik disekitar yang menggunakan bahan bahan baku kalsium sulfat dihidrat(gypsum). Di harapkan

(28)

2

dapat menembus pasar ekspor.

1.2 Kegunaan Produk Utama

Kegunaan kalsium sulfat dihidrat(gypsum) antara lain :

• Pada industri semen yaitu bahan untuk memperlambat pengerasan semen

• Industri keramik sebagai bahan pengisi keramik.

• Industri cat sebagai bahan campuran.

• Sebagai bahan untuk membuat wall board dan kapur papan tulis.

1.3 Ketersediaan Bahan Baku

Adanya industri yang mendukung pabrik, terutama dalam hal penyediaan bahan baku merupakan salah satu faktor yang cukup penting. Bahan baku pembuatan kalsium sulfat dihidrat(gypsum) terdiri dari kalsium karbonat (CaCO3) dan asam sulfat (H2SO4). Kalsium Karbonat didapatkan dari PT. Kurnia Artha Pratiwi Padalarang di Jawa Barat yang berkapasitas 200.000 metrik ton/tahun sedangakan Asam Sulfat diperoleh dari PT Petrokimia Gresik memiliki 2 pabrik yang berkapasitas 1.1700.000 ton per tahun dan untuk bahan pendukung berupa air dapat diambil dari Sungai Bengawan Solo yang sudah diolah dipabrik. Dengan demikian kebutuhan bahan baku pabrik dapat terpenuhi.

(29)

3

1.4 Analisis Pasar

Analisis pasar merupakan langkah untuk mengetahui seberapa besar minat pasar terhadap suatu produk dalam hal ini adalah kalsium sulfat dihidrat (gypsum).

1. Impor

Berikut ini data impor kalsium sulfat dihidrat (gypsum) di Indonesia pada tahun 2015-2019.

Tabel 1.1. Data Impor kalsium sulfat dihidrat (gypsum) di Indonesia

Sumber: https://cci-indonesia.com/perkembangan-pasar-gipsum-di-indonesia/

Grafik 1.1. Impor Kalsium Sulfat Dihidrat (Gypsum) di Indonesia

y = 103065x + 2E+06 R² = 0,7524

0,000 500000,000 1000000,000 1500000,000 2000000,000 2500000,000 3000000,000

2015 2016 2017 2018 2019

Tahun X Jumlah(ton)

2015 1 2.252.886

2016 2 2.445.368

2017 3 2.446.900

2018 4 2.745.759

2019 5 2.618.014

(30)

4

Pada Grafik 1.1, sumbu-x merupakan tahun ke-n Tahun 2015 = Tahun ke-1

Tahun 2016 = Tahun ke-2 Tahun 2017 = Tahun ke-3

dan seterusnya sampai Tahun 2019 = Tahun ke-5

Berdasarkan data-data yang sudah diplotkan pada Grafik 1.1 dilakukan diperoleh persamaan y = 103.065x + 2E+06 yang dapat digunakan untuk memprediksi kebutuhan impor kalsium sulfat dihidrat (gypsum) di Indonesia pada tahun 2025.

Dengan persamaan garis lurus tersebut didapatkan prediksi impor di Indonesia sebesar 3.133.715 ton/tahun.

2. Ekspor

Indonesia tidak mengekspor kalsium sulfat dihidrat (gypsum) dikarenakan pabrik hanya memenuhi kebutuhan dalam negeri.

3. Produksi

Penentuan kapasitas pabrik berdasarkan pada data kapasitas pabrik yang telah berdiri sebelumnya. Data kapasitas pabrik yang sudah ada dapat dilihat dalam Tabel 1.2.

Tabel 1.2 Produksi Kalsium Sulfat Dihidrat (Gypsum) di Indonesia

Lokasi Kapasitas Produksi (Ton/Tahun)

PT. Petrokimia 800.000

(Sumber: https://petrokimia-gresik.com/page/kapasitas-produksi) Total pabrik yang berproduksi kalsium sulfat dihidrat (gypsum) yaitu 800.000 ton/tahun. Namun PT. Petrokimia Gresik memproduksi gypsum hanya untuk

(31)

5

memenuhi kebutuhan Pabrik Semen Gresik, Pabrik Semen Baturaja, dan beberapa pabrik semen di Indonesia.

1.5 Kapasitas Pabrik

Berdasarkan data impor dan bahan baku yang tersedia. Kapasitas pabrik kalsium sulfat dihidrat (gypsum) yang akan didirikan diambil dari pertumbuhan rata-rata (%/tahun) yaitu sebesar 4,04% : 4,04% x 3.133.715 = 126.602,08. Dari data dan hasil perhitungan perancangan pabrik kalsium sulfat dihidrat (gypsum) ini akan dibangun dengan kapasitas sebesar 127.000 ton/tahun.

1.6 Lokasi Pabrik

Untuk menentukan lokasi pendirian suatu pabrik, perlu diperhatikan beberapa pertimbangan yang menentukan keberhasilan dan kelangsungan kegiatan industri pabrik tersebut, baik produksi maupun distribusinya. Oleh karena itu, pemilihan lokasi pabrik harus memiliki pertimbangan tentang biaya distribusi dan biaya produksi yang minimum agar pabrik dapat terus beroperasi dengan keuntungan yang maksimal. Faktor-faktor lain yang perlu dipertimbangkan diantaranya adalah ketersediaan bahan baku, transportasi, utilitas, lahan, tersedianya tenaga kerja, dan keadaan lingkungan. Berdasarkan pertimbangan di atas, maka lokasi Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat(Gypsum) dengan kapasitas 127.000 ton/tahun dipilih di daerah Desa Srowo, Kecamatan Sidayu, Kabupaten Gresik, Provinsi Jawa Timur dengan pertimbangan sebagai berikut:

(32)

6

1. Penyediaan bahan baku

Lokasi sumber bahan baku merupakan salah satu faktor yang terpenting dalam pendirian pabrik. Semakin dekat pabrik dengan penyedia bahan baku, makan biaya untuk transportasi akan minimum. Selain lokasi sumber bahan baku, ketersediaan bahan baku juga merupakan faktor penting dalam pendirian pabrik. Untuk bahan baku pabrik kalsium sulfat dihidrat(gypsum) berupa kalsium karbonat diperoleh dari PT. Kurnia Artha Pratiwi di Padalarang, Jawa Barat yang berjarak sekitar 802,5 kilometer dari lokasi pendirian pabrik sedangkan asam sulfat diperoleh dari PT. Petrokimia Gresik berjarak 24,2 kilometer.

2. Fasilitas transportasi

Fasilitas transportasi pada kawasan yang dipilih sebagai tempat pendirian pabrik memiliki pengaruh yang cukup besar pada perekonomian

(33)

7

pabrik, diantaranya adalah berpengaruh terhadap pengiriman bahan baku, serta pendistribusian produk. Ketersediaan transportasi yang cukup memadai di Kabupaten Gresik, sehingga dalam mendistribusikan bahan baku dan bahan pendukung yang akan digunakan dan juga produk yang dihasilkan lebih mudah. Lokasi pabrik merupakan kawasan industri di Gresik, Jawa Timur yang dekat dengan jalur darat dan laut.

3. Utilitas

Karena kawasan yang dipilih merupakan kawasan industri yang untuk unit pendukung tersedia seperti bahan bakar berupa solar diperoleh dari PT.

PERTAMINA Unit VI Balongan dan pembangkit listrik disuplai dari PT.

PLN (Perusahaan Listrik Negara). Sedangkan untuk memenuhi kebutuhan air proses bisa dipenuhi dari Sungai Bengawan Solo. Air sungai akan diproses terlebih dahulu di unit pengolahan air agar layak digunakan.

4. Ketersediaan tenaga kerja

Tenaga kerja baik yang berpendidikan tinggi, menengah maupun tenaga terampil dapat diperoleh dari penduduk yang berdomisili di daerah Jawa Timur dan sekitarnya sehingga dapat memperluas lapangan kerja, namun tidak menutup kemungkinan bagi penduduk dari luar daerah.

5. Karakterisasi lokasi

Karakterisasi lokasi menyangkut iklim di daerah tersebut yang tidak rawan terjadinya banjir. Dalam hal ini daerah Gresik, Jawa Timur bisa

(34)

8

digunakan sebagai lokasi pendirian pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat (Gypsum).

6. Keadaan lingkungan

Lokasi pendirian pabrik yang dipilih merupakan kawasan industri di Gresik, Jawa Timur. Dengan adanya kebijakan pemerintah tersebut, pendirian pabrik di kawasan ini tidak akan menimbulkan masalah lingkungan karena dari segi pembuangan limbah dan sampah telah dipertimbangkan.

7. Perijinan dan Perluasaan Pabrik

Lokasi pabrik dipilih pada daerah khusus untuk kawasan industri, sehingga memudahkan dalam perizinan pendirian pabrik. Pabrik yang didirikan harus jauh dari pemukiman penduduk dan tidak mengurangi lahan produktif pertanian sehingga tidak menimbulkan dampak negatif bagi masyarakat dan lingkungan sekitarnya. Selain itu, lokasi pabrik harus memungkinkan untuk dilakukan pengembangan area pabrik dan peningkatan kapasitas. Hal ini bertujuan untuk memenuhi kebutuhan konsumen terhadap kalsium sulfat dihidrat (gypsum) di Indonesia.

(35)

203

BAB X

KESIMPULAN DAN SARAN

10.1 Kesimpulan

Berdasarkan pembahasan bab-bab sebelumnya, pada Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat (Gypsum) dari Kalsium Karbonat dan Asam Sulfat berkapasitas 127.000 ton/tahun dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:

1. Proses utama pada prarancangan pabrik menghasilkan produk berupa kalsium sulfat dihidrat (gypsum) dan produk samping berupa gas yaitu karbon dioksida.

2. Percent Return on Investment (ROI) sesudah pajak adalah 18,10%, nilai ROI masih dalam batasan kelayakan.

3. Pay Out Time (POT) yang dibutuhkan adalah 3,98 tahun, Batasan waktu penggembalian modal yaitu, 2-5 tahun.

4. Break Even Point (BEP) sebesar 47,70% dimana syarat umum pabrik adalah 40% sampai 60% kapasitas produksi. Shut Down Point (SDP) sebesar 22,90%.

5. Discounted Cash Flow Rate of Return (DCF) sebesar 24,12%.

(36)

204

`10.2 Saran

Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat (Gypsum) dari Kalsium Karbonat dan Asam Sulfat dengan kapasitas 127.000 ton/tahun layak untuk dikaji lebih lanjut dari segi kebutuhan produksi, proses maupun ekonomi.

(37)

DAFTAR PUSTAKA

Agra, S.W., 1985. Ringkasan Reaktor Kimia. Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

Al-Othman A., and Demopoulos G., 2009. Gypsum Crystallization and Hydrochloric Acid Regeneration by Reaction of Calcium Chloride Solution with Sulphhuric Acid. Elsevier, Canada.

Banchero, J.T., and Walter, L.B., 1955. Introduction to Chemical Engineering.

Mc.Graw Hill. New York.

Banchero, J.T., and Walter, L.B., 1988. Introduction to Chemical Engineering.

Mc.Graw Hill. New York.

BI. 2022. Kurs Mata Uang (online).Tersedia : bi.go.id. Diakses pada 23 Mei 2022.

Brown, G.G., 1950. Unit Operation 6^ed. Wiley&Sons. USA.

Brownell, L.E., and Young, E.H., 1959. Process Equipment Design 3^ed. John Wiley & Sons. New York.

(38)

Coulson, J.M., and Ricardson, J.F., 1983. Chemical Engineering vol 6. Pergamon Press. Oxford.

Coulson, J.M., and Ricardson, J.F., 2005. Chemical Engineering vol 6. Pergamon International Library. New York.

Dunn, W., 2006. Introduction to Instrumentation, Sensors and Process Control.

British Library.

Deckers, M.J., 1984. Heat of Crystallization of CaSO4.2H2O. Bull. Soc. Chim.

University of Toroto. Canada.

Fogler, A.H., Scott, 1999. Elements of Chemical Reaction Engineering. Prentice Hall International Inc. New Jersey.

Frank, L., and Evans, Jr., 1974. Equipment Design Handbook for Refineries and Chemical Plants, Vol 1 and 2. Texas.

Geankoplis, C.J., 1993. Transport Processes and unit Operation 3th ^ed. Allyn &

Bacon Inc. New Jersey.

Google Map. 2022. Area Gresik, Jawa Timur. Diakses pada Maret 2022.

(39)

Hesse, H.C., and Rushton, J.H., 1981. Process Equpment Design. D. Van Nostrand Co. New Jersey.

Himmeblau, D., 1996. Basic Principles and Calculation in Chemical Engineering, Prentice Hall Inc. New Jersey.

Jerry F, key Jr., 2003. Recovery Of Cement Kiln Dust Through Precipitation Of Calcium Sulfate Using Sulfuric Acid Solution. US Patents 6.613.141B2.

Joan, A.D., 1979. Lange’s Hand Book of Chemistry, 12th Edition. Mc.Graw Hill Book Company. New York.

Jones, A., 2002. Crystallization Process System. Butterworth-Heinemenn. Oxford.

Joshi, M.V., 1976. Process Equpment Design. Macmilan India Limted. India.

Kakac, S., and Liu, H., 2002. Heat Exchanger: Selection, Rating and Thermal Design 2^ndEd. Florida: CRC Press.

Kamarou, M., Korob, N., Kuzmenkov, M., Kwapisnki, W., and Romannovski, V., 2020. Structurally Controlled Synthesis of Calcium Sulphate Dhydrate from Industrial Wastes of Spent Sulphuric Acid and Limestone. Elsevier.

(40)

Kern, D.Q., 1950. Process Heat Transfer. McGraw-Hill Book Company. New York.

Ludwig, E.E, 1964. Applied Process Design for Chemical and Petrochemical Plants. Gulf Publishing Company Inc, Houston.

Mauren, B.C., Kharisma, N.I., and Harto, A.W., 2020. Determination of Reaction Rate Constant for Increasing pH Level in Geothermal Hot Spring.

Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Indonesia.

McCabe, W.L., Smith, J.C., and Harriot, P., 1993. Unit Operation of Chemical Engineering 5^th Edition. Mc.Graw Hill Book Company Inc. Singapore.

Megyesy, E.F., 1983. Pressure Vessel Handbook. Pressure Vessel Handbook Publishing Inc. USA.

Missen, R.W., Mims, C.A., and Saville, B.A., 1999. Introduction to Chemical Reaction Engineering and Kinetics. John Wiley and Sons Inc. USA.

Mullin, J.W., 1993. Crystallization Third Edition. Butterworth-Heinemenn.

Oxford.

Mullin, J.W., 2001. Crystallization Fourth Edition. Butterworth-Heinemenn.

Oxford.

(41)

Perry, R.H., and Green, D., 1999. Perry’s Chemical Engineer Handbook 7th ^ed. Mc.Graw-Hill Book Company. New York.

Peter, M.S., and Timmerhause, K.D., 1991. Plant Design an Economic for Chemical Engineering 3^ed. Mc.Graww-Hill Book Company. New York.

Powell, S.T., 1954. Water Conditioning for Industry. Mc.Graw Hill Book Company, New York.

Price and Cheremisinoff, 1981. Encyclopedia of Chemical Processing and Design Vol. 1. New York.

Rase, 1977. Chemical Reactor Design for Process Plant Vol. 1^st, Principles and Techniques. John Wiley and Sons. New York.

Sanusi, M., 1986. Mutu dan Pemurnian Gipsum Di Sulawesi Selatan-Ujung Pandang, Jurnal Kimis 36.

Severn, W.H., Degler, H.E., and Milles, J.C., 1959. Steam, Air and Gas Power, 5th ed. John Wiley and Sons. New York.

(42)

Sinnott, R.K., 2003. Chemical Engineering Design 4th Edition Volume 6.

Swensea: Elsevier Butterworth-Heinemenn, Oxford.

Smith, J.M., Van Ness, H.C., and Abbout, M., 2001. Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics 6^thEd. McGraww-Hill Inc, New York.

Stephanopoulos, G., 1984. Chemical Process Control An Intruction to Theory and Practice. New Jersey.

Ulrich, G.D., 1984. A Guide to Chemical Engineering Process Design and Economics. John Wiley & Sons Inc. New York.

Wallas, S.M., 1990. Chemical Process Equipment. Butterworth Publishers.

Stoneham USA.

Yaws, C.L., 1999. Chemical Properties Handbook. Mc Graw Hill Book Co. New York.

www.alibaba.com

www.chemengonline.com/pci, 2021

www.indotrading.com

(43)

www.tokopedia.com

www.matches.com, Accesed Mei 2022

https://cci-indonesia.com/perkembangan-pasar-gipsum-di-indonesia/

http://indonesia-peta.blogspot.com, 2022

https://petrokimia-gresik.com/page/kapasitas-produksi

https://sda.pu.go.id/balai/bbwsbengawansolo/portal/index.php/sejarah-singkat/

http://www.kurniamineral.com/productcaco3b.html