PRARANCANGAN PABRIK ALUMUNIUM SULFAT DARI BAUKSIT DAN ASAM SULFAT KAPASITAS 50.000 TON/TAHUN

ABSTRACT

MANUFACTURE OF ALUMUNIUM SULFATE FROM SULFATE ACID
AND BAUXITE
CAPACITY 50.000 TONS/YEAR
(Design Evaporator - 201 (EV-201)
By
SATIWIKA KINKIN DARAJATUN

Aluminium sulfate plant produced by reacting bauxite and sulfate acid was
plan to be in industrial plant in Riau Province. Plant was established by
considering the availability of raw materials, transportation facilities, readily
available labor and environmental conditions.
Plant's production capacity is planned 50,000 tons / year, with operating
time of 24 hours / day and 330 working days in a year. The raw materials used
are much sulfate acid as 6.140,503 kg / hr, bauxite as 4.221,773 kg / hr, and iron
powder as 174,071 kg/hr.
Provision of utility plant needs a treatment system and water supply, steam
supply systems, instrument air supply systems, and power generation systems.
Labor needed as many as 125 people with a business entity form Limited
Liability Company (PT) which is headed by a Director who is assisted by the

Director of Production and Director of Finance with line and staff organizational
structure.
From the economic analysis is obtained:
Fixed Capital Investment (FCI)
= Rp 394.562.843.995, Working Capital Investment (WCI)
= Rp 40.002.928.191,Total Capital Investment (TCI)
= Rp 434.565.772.186,Break Even Point (BEP)
= 52,77 %
Pay Out Time before Taxes (POT)b
= 2,2042 tahun
Pay Out Time after Taxes (POT)a
= 2,6113 tahun
Return on Investment before Taxes (ROI)b = 30,06 %
Return on Investment after Taxes (ROI)a
= 24,05 %
Discounted Cash Flow (DCF)
= 18 %
Consider the summary above, it is proper establishment of Aluminium
Sulfate plant to studied further, because the plant is profitable and has good
prospects.


ABSTRAK

PRARANCANGAN PABRIK ALUMUNIUM SULFAT
DARI BAUKSIT DAN ASAM SULFAT
KAPASITAS 50.000 TON/TAHUN

Oleh
SATWIKA KINKIN DARAJATUN

Pabrik aluminium sulfat berbahan baku asam sulfat, bauksit dan bijih besi akan
didirikan di provinsi Riau. Pabrik ini berdiri dengan mempertimbangkan
ketersediaan bahan baku, sarana transportasi yang memadai, tenaga kerja yang
mudah didapatkan dan kondisi lingkungan.
Pabrik direncanakan memproduksi aluminium sulfat sebanyak 50.000 ton/tahun,
dengan waktu operasi 24 jam/hari, 330 hari/tahun. Bahan baku yang digunakan
adalah asam sulfat sebanyak 6.140,503 kg/jam, bauksit sebanyak 4.221,773
kg/jam dan serbuk besi sebanyak 174,071 kg/jam.
Bentuk perusahaan adalah Perseroan Terbatas (PT) menggunakan struktur
organisasi line dan staff dengan jumlah karyawan sebanyak 152 orang.

Dari analisis ekonomi diperoleh:
Fixed Capital Investment (FCI)
= Rp 394.562.843.995, Working Capital Investment (WCI)
= Rp 40.002.928.191,Total Capital Investment (TCI)
= Rp 434.565.772.186,Break Even Point (BEP)
= 52,77 %
Pay Out Time before Taxes (POT)b
= 2,2042 tahun
Pay Out Time after Taxes (POT)a
= 2,6113 tahun
Return on Investment before Taxes (ROI)b = 30,06 %
Return on Investment after Taxes (ROI)a
= 24,05 %
Discounted Cash Flow (DCF)
= 18 %
Mempertimbangkan paparan di atas, sudah selayaknya pendirian pabrik
Alumunium sulfat ini dikaji lebih lanjut, karena merupakan pabrik yang
menguntungkan dan mempunyai masa depan yang baik.

PRARANCANGAN PABRIK ALUMUNIUM SULFAT

DARI ASAM SULFAT DAN BAUKSIT
KAPASITAS 50.000 TON/TAHUN
(Perancangan Evaporator (EV-201))

Oleh

SATWIKA KINKIN DARAJATUN

Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar
SARJANA TEKNIK

Pada
Jurusan Teknik Kimia
Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2014


RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Yogyakarta pada tanggal 30 Oktober
1989, sebagai putri bungsu dari empat bersaudara dari
pasangan bapak Budhiyono (Alm) dan ibu Amanah.

Penulis menyelesaikan pendidikan sekolah dasar di SD Negeri 1 Pasir Gintung
Bandar Lampung pada tahun 2001, Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama Negeri 10
Bandar Lampung pada tahun 2004, dan Sekolah Menengah Umum Negeri 15
Bandar Lampung pada tahun 2007.

Pada tahun 2007, penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Teknik Kimia
Fakultas Teknik Universitas Lampung melalui Seleksi Penerimaan Mahasiswa
Baru (SPMB). Selama menjadi mahasiswi penulis pernah menjadi pengurus
HIMATEMIA dan anggota BEM FT, DPM FT, CREMONA FT serta FOSSI FT.

Pada tahun 2011, penulis melakukan Kerja Praktek di PT. Pupuk Kujang
(Persero) Cikampek, Jawa Barat dengan tugas khusus “Evaluasi Kinerja
Secondary Reformer (SR-201)”. Pada tahun 2013, penulis melakukan penelitian

dengan judul ” PENGARUH WAKTU DAN TEMPERATUR TERHADAP
KONVERSI PADA PROSES ESTERIFIKASI ASAM LEMAK BEBAS DALAM
PALM FATTY ACID DISTILLATE (PFAD) DENGAN BUTANOL” dan selama

menjadi mahasiswa penulis pernah menerima beasiswa BBM.

iii

----M O T O--”KEMENANGAN SELALU BERSAMA
KESABARAN,,SETELAH KESUSAHAN PASTI ADA
KESENANGAN DAN SETELAH KESULITAN PASTI
ADA KEMUDAHAN (H.R. AHMAD)

TERUSLAH BERHARAP LEBIH TUK
BERLARI,,KARENA MUNGKIN HARI INI TAKKAN
PERNAH KEMBALI,,BERJALANLAH PERLAHAN
MENYELESAIKAN HARI,,SETIAP COBAAN JANGAN
KAU JADIKAN SATU KENANGAN YANG MEMILUKAN
,,JALAN BEGITU PANJANG MEMBENTANG,,JANGAN
KAU LEWATKAN TANPA HARAPAN,,,TERUS

BERDIRILAH TEMAN DENGAN HARAPAN.

”Even in the dark ness there is always a hope of light.
So Keep your dream in Your Pray
Do your best and Allah will do the rest”

SEBUAH KARYA KECILKU
Kupersembahkan dengan sepenuh hati untuk ...
Allah SWT,, Sang Penguasa Dunia,,Sang Pemilik ragaku yang
Maha Memiliki Hidup Abadi,,Yang Mengasihi makhluknya
tanpa terbalaskan,, muara segala kebenaran dan jawaban atas
seluruh pertanyaan di dalam atau di luar semesta jagad raya
ini,,,,,,,,,,,,,,
Guru-guruku sebagai tanda hormatku, terima kasih atas ilmu yang
telah diberikan.
Kedua orang tuaku, BUDHIYONO dan AMANAH
“THE EPIGRAPH OF MY STRENGHT”
sebagai satu pengganti atas jutaan pengorbanan,
terimakasih atas segala doa, kasih sayang serta cinta kalian.
Kakak-kakakku tercinta, serta seluruh keluarga, terimakasih

atas doa dan dukungannya.
Dan tak lupa kupersembahkan kepada Almamaterku tercinta,
semoga berguna dikemudian hari.

SANWACANA
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah
memberikan rahmat, karunia, kekuatan juga kesabaran sehingga tugas akhir yang
berjudul “Prarancangan Pabrik Alumunium Sulfat dari Bauksit dan Asam Sulfat
Kapasitas Lima Puluh Ribu Ton/Tahun” dapat diselesaikan.
Tugas akhir ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk
memperoleh gelar sarjana (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. Bapak Ir.Azhar, M.T., selaku ketua Jurusan Teknik Kimia.
2. Bapak Darmansyah, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing I atas semua
ilmu, saran, dukungan dan nasehat yang kelak akan sangat berguna di
kemudian hari.
3. Ibu Simparmin br Ginting, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing II, atas
semua perhatian, saran, bantuan dan kesabarannya dalam membimbing

penulis menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini.
4. Ibu Dr. Eng. Dewi Agustina I., S.T., M.T selaku dosen penguji I atas
semua kritik dan saran dalam perbaikan isi dan penulisan laporan Tugas
Akhir ini.
5. Bapak Edwin Azwar, S.T.,P.GD., M. T. A., PhD selaku dosen penguji II
yang telah memberikan saran dan kritik dalam penyempurnaan laporan
ini.
6. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas
Lampung, atas semua ilmu dan bekal masa depan yang akan selalu
bermanfaat.
7. Seluruh staf di Jurusan Teknik Kimia yang telah banyak membantu
penulis selama masa perkuliahan.

8. Kedua orang tuaku tersayang serta seluruh keluargaku, yang selalu
mendoakanku di

setiap waktu dan tidak

pernah henti-hentinya


memberikan dukungan dan semangat.
9. Marga Saputra, selaku rekan penulis dalam pengerjaan tugas akhir, terima
kasih untuk semangat, kesabaran, pengorbanan dan kerja kerasnya.
10. Sahabat-sahabat Ledom tercinta (adel, ika, nanda, tika, tya, yulia) yang
telah bersama-sama dari awal kuliah.
11. Teman-teman seangkatan (2007) dan seluruh teman seperjuangan Teknik
Kimia Universitas Lampung yang telah memberikan dukungan dan
semangat.
12. My best supporter ever bumiayi.
13. Semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian tugas akhir ini.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan tugas akhir ini
masih terdapat kekurangan. Oleh karena itu, komentar, saran dan kritik akan
diterima dengan tangan terbuka. Akhirnya, semoga tugas akhir ini dapat
bermanfaat dan dapat dipergunakan dengan sebaik-baiknya.

Bandar Lampung, Agustus 2014
Penulis,

Satwika Kinkin Darajatun


DAFTAR ISI

Halaman
ABSTRAK ...........................................................................................................

i

DAFTAR ISI........................................................................................................

ii

DAFTAR TABEL ..............................................................................................

iv

DAFTAR GAMBAR...........................................................................................

viii

I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ............................................................................................
B. Kegunaan Produk ........................................................................................
C. Analisis Pasar .............................................................................................
D. Lokasi Pabrik ..............................................................................................

1
3
4
7

II. DESKRIPSI PROSES
A. Jenis-Jenis Proses ........................................................................................
B. Pemilihan Proses .........................................................................................
C. Uraian Proses ..............................................................................................

10
15
19

III. SPESIFIKASI BAHAN DAN PRODUK
A. Bahan Baku ...............................................................................................
B. Produk ........................................................................................................

22
23

IV. NERACA MASSA DAN ENERGI
A. Neraca Massa ............................................................................................
B. Neraca Energi .............................................................................................

24
28

V. SPESIFIKASI PERALATAN
A. Peralatan Proses .........................................................................................
B. Peralatan Utilitas .......................................................................................

34
51

VI. UTILITAS DAN PENGOLAHAN LIMBAH
A. Unit Pendukung Proses .............................................................................
1. Unit Penyediaan Air..............................................................................
2. Unit Penyediaan Listrik ........................................................................
3 Unit Pengadaan Bahan Bakar................................................................
4. Unit Penyediaan Udara Tekan. .............................................................
5. Unit Penyediaan Steam. ........................................................................

66
66
86
91
91
92

vi

B. Pengolahan Limbah ...................................................................................
C. Laboratorium .............................................................................................
D. Instumentasi Dan Pengendalian Proses.....................................................

95
99
103

VII. TATA LETAK DAN LOKASI PABRIK
A. Lokasi Pabrik ............................................................................................
B. Tata Letak Pabrik ......................................................................................

105
109

VIII. SISTEM MANAJEMEN DAN ORGANISASI PERUSAHAAN
A. Bentuk Perusahaan ....................................................................................
B. Struktur Organiasi Perusahaan ..................................................................
C. Tugas dan Wewenang................................................................................
D. Status Karyawan dan Sistem Pengupahan ...............................................
E. Pembagian Jam Kerja Karyawan..............................................................
F. Penggolongan Karyawan dan Jumlah Karyawan .....................................
G. Kesejahteraan Karyawan...........................................................................

115
118
122
130
131
134
136

IX. INVESTASI DAN EVALUASI EKONOMI
A. Investasi..................................................................................................... 147
B. Evaluasi Ekonomi...................................................................................... 150
C. Discounted Cash Flow .............................................................................. 152

X. SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan ................................................................................................... 154
B. Saran .......................................................................................................... 154
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA ENERGI
LAMPIRAN C SPESIFIKASI PERALATAN
LAMPIRAN D UTILITAS
LAMPIRAN E INVESTASI DAN EVALUASI EKONOMI
LAMPIRAN F TUGAS KHUSUS

DAFTAR TABEL

Tabel

Halaman

1.1. Harga Bahan Baku dan Produk ..............................................................

4

1.2. Data Impor Aluminium Sulfat Indonesia................................................

9

1.3. Data Pabrik Aluminium Sulfat di Indonesia ...........................................

9

1.4. Data Ekspor Aluminium Sulfat di Indonesia .........................................

10

1.5. Data Kebutuhan Aluminium Sulfat Di Indonesia ..................................

11

2.1. Perbandingan Proses Pembuatan Aluminium Sulfat ..............................

13

3.1. Komposisi Bauksit .................................................................................

22

4.1. Neraca massa Total .................................................................................

24

4.2. Neraca massa komponen pada reaktor....................................................

25

4.3. Neraca massa komponen pada centrifuge ..............................................

26

4.4. Neraca massa komponen pada Evaporator .............................................

26

4.5. Neraca massa komponen pada Crystalizer .............................................

27

4.6. Neraca massa komponen pada Centrifuge ..............................................

27

4.8. Neraca panas disekitar Heater.................................................................

28

4.9. Neraca panas disekitar Reaktor...............................................................

29

4.10. Neraca panas disekitar Evaporator .........................................................

31

4.12. Neraca panas disekitar Crystalizer..........................................................

31

4.13. Neraca panas disekitar Centrifuge ..........................................................

47

4.14. Neraca panas disekitar Heater.................................................................

32

4.15. Neraca panas disekitar Rotary Dryer ......................................................

33

4.16. Neraca panas disekitar Heater ...............................................................

33

6.1. Standar Air Untuk Kebutuhan Domestik ...............................................

66

6.2. Kebutuhan Air Untuk Standar Uses .......................................................

68

6.3 Kebutuhan Air Untuk Pendingin.............................................................

69

6.4. Bahan Baku Mutu Air Proses..................................................................

75

6.5. Kebutuhan Steam ...................................................................................

76

6.6 Kebutuhan Penerangan Untuk Area Penerangan ...................................

87

6.8. Kebutuhan Penerangan Untuk Area Luar Bangunan .............................

88

6.9. Kebutuhan Listrik Untuk Alat Proses ....................................................

89

6.10 Kebutuhan Listrik Untuk Alat Utilitas....................................................

95

6.11. Kebutuhan Amoniak Refrigrant .............................................................

95

6.12. Syarat – Syarat Kualitas (Mutu) Air Limbah .........................................

96

6.13 Tingkat Kebutuhan Informasi dan Sistem Pengendalian ....................... 104
6.14. Pengendalian Variabel Utama Proses ....................................................

95

7.1. Pemilihan Lokasi Pabrik ..........................................................................

96

8.1. Jadwal masing-masing regu .................................................................... 135
8.2. Jumlah Operator Berdasarkan Jenis Alat ................................................ 136
8.3. Penggolaongan Tenaga Kerja ................................................................ 138
9.1. Fixed Capital Investment ....................................................................... 146
9.2. Manufacturing cost ................................................................................. 147
9.3. General expenses .................................................................................... 148
9.4. Biaya Administratif ................................................................................ 148
9.5. Minimum acceptable persent return on investment ................................ 150
9.6. Acceptable pay out time untuk tingkat resiko pabrik .............................. 151
9.7. Hasil uji kelayakan ekonomi................................................................... 153

DAFTAR GAMBAR

Gambar

Halaman

1.1. Inpor Aluminium Sulfat dari Tahun ke -1 sampai tahun ke - 6.............
6
2.1. Diagram Alir Pembuatan Aluminium Sulfat ........................................ 12
2.2. Diagram Alir Proses Guilini ................................................................. 14
6.1. Cooling Tower........................................................................................ 72
6.2. Diagram Diagram Cooling Water System ............................................ 73
6.2. Diagram Alir Pengolahan Air ............................................................... 78
6.3. Diagram Dearator ................................................................................. 86
6.4. Siklus Liquifikation ............................................................................... 94
7.1. Peta Lokasi Pabrik ................................................................................... 106
7.2. Tata Letak Pabrik..............................................................................................

112

7.3. Tata Letak Alat Proses ........................................................................... 114
8.1. Struktur Organisasi Perusahaan ............................................................. 120
9.1. Grafik Analisa Ekonomi ............................................................................... 152
9.2. Kurva Cummulative Cash Flow ............................................................. 153

DAFTAR PUSTAKA

Agra, S.W., 1986, Reaktor Kimia, Fakultas Teknik Universitas Gajah Mada
Yogyakarta.
Badan Pusat Statistik, 2003-2008, Buletin Statistik Perdagangan Luar negeri vol
II, BPS, Jakarta.
Badger.W.L.& Banchero.J.L., 1957, Introduction to Chemical Engineering,
McGraw-Hill, Australia.
Baukal.Charles.E.Jr., 2003, Indistrial Burners Handbook, CRC Press LLC, New
York.
Brown.G.George., 1956, Unit Operation 6ed, Wiley&Sons, USA.
Brownell.L.E. and Young.E.H., 1959, Process Equipment Design 3ed, John Wiley
& Sons, New York.
Coulson.J.M. and Ricardson.J.F., 1989, Chemical Engineering vol 6, Pergamon
Press Inc, New York.
Duda.Walter.H, 1976, Cement Handbook 2ed ,Allentown, Pennsylvania, USA
Evans.Frank.L.Jr., 1985, Equipment Design Handbook vol 1, Gulf Publishing
Houston, Texas.
Fogler.A.H.Scott, 1999, Elements of Chemical Reaction Engineering, Prentice
Hall International Inc, New Jersey.
Geankoplis.Christie.J., 1993, Transport Processes and unit Operation 3th
Allyn & Bacon Inc, New Jersey.

ed

,

Hesse, Herman C, 1959, ”Process Equipment Design”, 7th Edition, D van
Nostrand, Co, New York.
Himmeblau.David., 1996, Basic Principles and Calculation in Chemical
Engineering, Prentice Hall Inc, New Jersey.
Holman, J.P., Heat Transfer 8th Edition, Mc Graw Hill Companies Inc., USA

Kern.D.Q., 1983, Process Heat Transfer, McGraw-Hill Book Company, New
York.
Kirk, R.E and Othmer, D.F., 1980, “Encyclopedia of Chemical Technologi”, 2nd
ed., John Wiley and Sons Inc., New York.
Levenspiel.O., 1999, Chemical Reaction Engineering 3rd edition, John Wiley and
Sons Inc, New York.
Ludwig.E.Ernest., 1984, Applied Process Design for Chemical and Petrochemical
Plants vol II, Gulf Publishing Company, Houston.
Mc.Cabe.W.L. and Smith.J.C., 1985, Operasi Teknik Kimia, Erlangga, Jakarta.
Megyesy.E.F., 1983, Pressure Vessel Handbook, Pressure Vessel Handbook
Publishing Inc, USA.
Metcalf dan Eddy, Inc., 1991, Wastewater engineering: treatment, disposal and
reuse, 3rd ed., New York, Mc Graw Hill Inc.
Perry.R.H. and Green.D., 1997, Perry’s Chemical Engineer Handbook 7th
McGraw-Hill Book Company, New York.

ed

,

Peter, M.S., and Timmerhans, E.D., 1980, “Plant Design and Economics for
Chemical Engineers”, 3rded., Mc Graw Hill Book Company, Singapore.
Powell, S.T., 1954, “Water Conditioning for Industry”, Mc Graw Hill Book
Company, New York.
Rase, H.F., 1977, “Chemical Reactor Design for Process Plant“, John Willey and
Sons Inc., New York.
Reid, Robert.C., 1987, “The Properties of Gases and Liquids, 4th edition, “Mc.
Graw Hill Inc, New York.
Reklaitis, 1984, Mass & Energy Balance, John Wiley and Sons, New York.
Smith.J.M. and Van Ness.H.C., 1975, Introduction to Chemical Engineering
Thermodynamics 3ed, McGraww-Hill Inc, New York.
Shreve, R. H, 1956, “The Chemical Process Industries”, 5th Edition, Mc Graw
Book Company, LTD, Tokyo. Hal 263-265.
Ulmann, 2007. “Ulmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry”. VCH
Verlagsgesell Scahft, Wanheim, Germany.
Ulrich.G.D., 1987, A Guide to Chemical Engineering Process Design and
Economics. John Wiley & Sons Inc, New York.

Wallas. S.M., 1988, Chemical Process Equipment, Butterworth Publishers,
Stoneham USA.
www.antam.com, 2013.
www.alibaba.com, 2013.
www.freepatentsonline.com, 2013.
www. icispricing.com, 2013.
www. matche.com, 2013.
www.merkpricelist.com, 2013.
www.pat2pdf.com, 2013.
www.powderandbulk.com, 2013.
www. sciencelab.com, 2013.
www.wikipedia.com, 2013.