Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Furfural dari Kulit Kapas Dengan Kapasitas 1200 Ton/tahun

PRA RANCANGAN PABRIK

PEMBUATAN FURFURAL DARI KULIT KAPAS
DENGAN KAPASITAS 1.200 TON/TAHUN

TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia

OLEH :

ROMASTA NAPITUPULU
NIM. 050405043

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2010

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala berkat
dan karunia-Nya pada penulis sehingga dapat menyelesaikan tugas akhir ini, dengan
judul “Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Furfural dari Kulit Kapas Dengan
Kapasitas 1200 Ton/tahun”.
Pra rancangan pabrik ini disusun untuk melengkapi tugas-tugas dan
merupakan salah satu syarat untuk menempuh ujian sarjana pada Departemen Teknik
Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Penulis banyak menerima bimbingan, saran, dan bantuan dari berbagai pihak
dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Untuk itu dengan segala ketulusan hati penulis
mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Ayahanda K Napitupulu dan Ibunda R Siahaan

tercinta yang telah banyak

berkorban materi untuk Penulis dan memberikan didikan, kasih sayang, doa,

serta dorongan semangat yang tidak pernah putus selama ini.
2. Ibu Ir. Renita Manurung, MT. selaku ketua Departemen Teknik Kimia dan
Bapak M. Hendra S Ginting, ST, MT selaku sekretaris Departemen Teknik
Kimia Universitas Sumatera Utara
3. Bapak Dr.Eng. Ir. Irvan, MSi. selaku koordinator Tugas Akhir.
4.

Bapak Dr. Ir. Taslim, M.Si., dan Bapak Ir Indra Surya, M.Sc., selaku Dosen
Pembimbing I dan II yang telah banyak memberikan masukan dan bimbingan
kepada Penulis selama menyusun Tugas Akhir ini. Terima kasih Pak, semoga
Tuhan membalas kebaikan Bapak.

5. Seluruh staf pengajar Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan ilmu
serta pengalaman yang berharga bagi penulis.
6. Para pegawai administrasi Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan
bantuan selama Penulis mengenyam pendidikan di Teknik Kimia.
7. Partner Penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini : Desora Situngkir, terima
kasih banyak atas kerja samanya dan mohon maaf bila selama pengerjaan Tugas
Akhir ini saya ada perkataan atau perbuatan yang kurang menyenangkan.

Universitas Sumatera Utara

8. Sahabat-sahabat Penulis : seluruh rekan-rekan stambuk 2005, adek-adek 2006,
2007 dan 2008, dan 2009 terima kasih atas kebersamaannya serta semua yang
telah diberikan selama Penulis menjalani hari-hari di Teknik Kimia.
9. Teman-teman satu kost di ”Kost Imoet-imoet” atas semua dukungan dan
pengertiannya.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan.
Untuk itu, Penulis mengharapkan kritik dan saran yang konstruktif dari pembaca.
Akhir kata, semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat kepada
seluruh pembaca, khususnya mahasiswa/i Teknik Kimia.

Medan, February 2010
Penulis,

Romasta Napitupulu
050405043

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

Kata Pengantar ................................................................................................. i
Intisari ............................................................................................................. iii
Daftar Isi .......................................................................................................... iv
Daftar Tabel ..................................................................................................... viii
Daftar Gambar .................................................................................................. xi
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................ I-1
1.1 Latar Belakang ............................................................................... I-1
1.2 Rumusan Permasalahan ................................................................. I-3
1.3 Tujuan Perencanaan Pabrik ............................................................ I-3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA...................................................................... II-1
2.1 Tandan Kosong Kelapa Sawit ........................................................ II-1
2.2 Furfural........................................................................................... II-1
2.3 Kegunaan Furfural ......................................................................... II-2
2.4 Sifat-sifat Bahan Baku dan Produk ................................................ II-3
2.5 Deskripsi Proses ............................................................................. II-5
2.5.1 Unit Penanganan Awal............................................................. II-5
2.5.2 Unit Reaksi Utama ................................................................... II-5
2.5.3 Unit Pemurnian ........................................................................ II-6

BAB III NERACA MASSA ............................................................................ III-1
3.1 Mixer Pengenceran (M-101) .......................................................... III-1
3.2 Mixer (M-102)................................................................................ III-1
3.3 Reaktor I (R-201) ........................................................................... III-2
3.4 Reaktor II (R-202) .......................................................................... III-2
3.5 Vaporizer (V-301) .......................................................................... III-3
3.6 Kolom Ekstraksi (V-302) ............................................................... III-3
3.7 Destilasi (T-301) ............................................................................ III-3
3.7.1 Kondensor (E-302) ................................................................... III-4
3.7.2 Reboiler (E-303) ...................................................................... III-4
3.8 Filter Press (FP-301) ..................................................................... III-4

Universitas Sumatera Utara

3.9 Flash Drum (T-302) ....................................................................... III-4
BAB IV NERACA ENERGI ........................................................................... IV-1
4.1 Heater I (E-201) ............................................................................. IV-1
4.2 Reaktor I (R-201) ........................................................................... IV-1
4.3 Reaktor II (R-202) .......................................................................... IV-1
4.4 Vaporizer (E-101) .......................................................................... IV-2

4.5 Condensor sub-CoolerI (E-301) .................................................... IV-2
4.6 Cooler I (E-302) ............................................................................. IV-2
4.7 Heater II (E-307) ........................................................................... IV-2
4.8 Kolom Destilasi (T-301) ................................................................ IV-3
4.9 Kondensor II (E-303) ..................................................................... IV-3
BAB V SPESIFIKASI PERALATAN ............................................................ V-1
BAB VI INSTRUMENTASI PERALATAN ................................................. VI-1
6.1 Instrumentasi .................................................................................. VI-1
6.2 Keselamatan Kerja ......................................................................... VI-6
6.3 Keselamatan Kerja pada Pabrik Pembuatan Furfural .................... VI-7
6.3.1 Pencegahan terhadap kebakaran dan Peledakan ...................... VI-7
6.3.2 Peralatan Perlindungan Diri ..................................................... VI-9
6.3.3 Keselamatan Kerja terhadap Listrik ......................................... VI-9
6.3.4 Pencegahan terhadap Gangguan Kesehatan ............................. VI-9
6.3.5 Pencegahan terhadap Bahaya Mekanis .................................... VI-10
BAB VII UTILITAS ........................................................................................ VII-1
7.1 Kebutuhan Uap .............................................................................. VII-1
7.2 Kebutuhan Air ................................................................................ VII-2
7.2.1 Screening .................................................................................. VII-7
7.2.2 Koagulasi dan Flokulasi ........................................................... VII-7

7.2.3 Filtrasi ...................................................................................... VII-8
7.2.4 Demineralisasi .......................................................................... VII-9
7.2.5 Deaerator .................................................................................. VII-12
7.3 Kebutuhan Bahan Kimia ................................................................ VII-13
7.4 Kebutuhan Listrik .......................................................................... VII-13
7.5 Kebutuhan Bahan Bakar ................................................................ VII-13

Universitas Sumatera Utara

7.6 Unit Pengolahan Limbah ............................................................... VII-16
7.6.1 Bak Penampungan.................................................................... VII-16
7.6.2 Bak Pengendapan Awal ........................................................... VII-16
7.6.3 Bak Netralisasi ......................................................................... VII-16
7.5 Spesifikasi Peralatan Utilitas ......................................................... VII-16
BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ....................................... VIII-1
8.1 Lokasi pabrik.................................................................................. VIII-1
8.2 Tata Letak pabrik ........................................................................... VIII-2
8.3 Perincian Luas Areal Pabrik........................................................... VIII-4
BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERALIHAN ....................... IX-1
9.1 Pengertian Organisasi dan Manajemen ......................................... IX-1

9.2 Bentuk Badan Usaha ...................................................................... IX-1
9.3 Bentuk Struktur Organisasi ............................................................ IX-2
9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab ........................... IX-3
9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) ................................. IX-3
9.4.2 Direktur .................................................................................... IX-3
9.4.3 Sekretaris .................................................................................. IX-4
9.4.4 Manajer Pemasaran .................................................................. IX-4
9.4.5 Manajer Keuangan ................................................................... IX-4
9.4.6 Manejer Teknik ........................................................................ IX-4
9.4.7 Manajer Produksi ..................................................................... IX-4
9.4.8 Manajer Personalia .................................................................. IX-5
9.4.9 Kepala Bagian Pembelian dan Penjualan ................................ IX-5
9.4.10 Kepala Bagian Pembukuan dan Perpajakan ........................... IX-5
9.4.11 Kepala Bagian Kepegawaian dan Humas .............................. IX-5
9.4.12 Kepala Bagian Mesin dan Listrik........................................... IX-5
9.4.13 Kepala Bagian Proses............................................................. IX-6

9.4.13 Kepala Bagian Utilitas .............................................................. IX-6
9.5 Sistem Kerja ................................................................................ IX-6
9.5.1 Karyawan Non-Shift ................................................................ IX-6

9.5.2 Karyawan Shift ........................................................................ IX-7

Universitas Sumatera Utara

9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan ................................... IX-8
9.7 Analisa Jabatan .............................................................................. IX-9
9.8 Pengaturan Gaji Staf dan Karyawan .............................................. IX-9
9.9 Kesejahteraan Staf dan Karyawan ................................................. IX-11
BAB X ANALISA EKONOMI ....................................................................... X-1
10.1 Modal Investasi ............................................................................ X-1
10.1.1 Modal Investasi Tetap/ Fixed Capital Investment (FCI) ....... X-1
10.1.2 Modal Kerja/ Working Capital (WC) .................................... X-3
10.1.3 Biaya Tetap (BPT)/ Fixed Cost (TC) ..................................... X-4
10.1.4 Biaya Variabel (BV)/ Variable Cost (VC) ............................. X-4
10.2 Total Penjualan (Total sales)........................................................ X-5
10.3 Perkiraan Rugi/ Laba Usaha ........................................................ X-5
10.4 Analisa Aspek Ekonomi............................................................... X-5
10.4.1 Profit Margin (PM) ................................................................ X-5
10.4.2 Break Event Point (BEP) ....................................................... X-6
10.4.3 Retrun On Investment (ROI) .................................................. X-6

10.4.4 Pay Out Time (POT) .............................................................. X-7
10.4.5 Return On Network (RON) .................................................... X-7
10.4.6 Internal Rate Of Return (IRR) ............................................. X-7
BAB XI KESIMPULAN ................................................................................. XI-1
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... DP-1
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ................................... LA-1
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS .................................... LB-1
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN................... LC-1
LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS LD-1
LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI .................................. LE-1

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Data Kebutuhan Furfural Di Indonesia ............................................ I-2
Tabel 1.2 Trend Harga Furfural Di Beberapa Pasar Dunia .............................. I-2
Tabel 2.1 Komposisi Tandan Kosong Kelapa Sawit ...................................... II-1
Tabel 3.1 Neraca Massa pada Mixer Pengenceran (M-101) ............................ III-1
Tabel 3.2 Neraca Massa pada Mixer (M-102) ................................................. III-1

Tabel 3.3 Neraca Massa pada Reaktor I (R-201) ............................................. III-2
Tabel 3.4 Neraca Massa pada Reaktor II (R-202)............................................ III-2
Tabel 3.5 Neraca Massa pada Vaporizer (V-301) ............................................ III-3
Tabel 3.6 Neraca Massa pada Kolom Ekstraksi (V-302)................................. III-3
Tabel 3.7 Neraca Massa pada Kolom Destilasi (T-301) .................................. III-3
Tabel 3.7.1 Neraca Massa pada Kondensor Destilasi (E-302)......................... III-4
Tabel 3.7.2 Neraca Massa pada Reboiler Destilasi (E-303) ........................... III-4
Tabel 3.8 Neraca Massa pada Filter Press (FP-301) ........................................ III-4
Tabel 3.9 Neraca Massa pada Flash Drum (T-302) ......................................... III-4
Tabel 4.1 Neraca Panas pada Heater I (E-201) ................................................ IV-1
Tabel 4.2 Neraca Panas pada Reaktor I (R-201) .............................................. IV-1
Tabel 4.3 Neraca Panas pada Reaktor II (R-202) ............................................ IV-1
Tabel 4.4 Neraca Panas Vaporizer (E – 101) ................................................... IV-2
Tabel 4.5 Neraca Panas Kondensor SubCooler (E-301) ................................. IV-2
Tabel 4.6 Neraca Panas Cooler I (E-302) ........................................................ IV-2
Tabel 4.7 Neraca Panas pada Heater II (E-307) ............................................... IV-2
Tabel 4.8 Neraca Panas Kolom Destilasi (T-301) ........................................... IV-3
Tabel 4.9 Neraca Panas Kondensor II (E-303) ................................................ IV-3
Tabel 6.1 Daftar Penggunan Instrumentasi Pada Pra-Rancangan
Pabrik Pembuatan Furfural dari Tandan Kosong Sawit................... VI-4
Tabel 7.1 Kebutuhan Uap Pada Alat ................................................................ VII-1
Tabel 7.2 Kebutuhan Air Pendingin Pada Alat ................................................ VII-2
Tabel 7.4 Pemakaian Air Untuk Berbagai Kebutuhan ..................................... VII-4
Tabel 7.5 Kualitas Air Sei Silau....................................................................... VII-5

Universitas Sumatera Utara

Tabel 7.6 Perincian Kebutuhan Listrik ............................................................ VII-12
Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah ....................................................................... VIII-4
Tabel 9.1 Jumlah Tenaga Kerja dan Latar Belakang Pendidikannya .............. IX-8
Tabel 9.2 Perincian Gaji Pegawai .................................................................... IX-10
Tabel LA.1 Komposisi Tandan Kosong Kelapa Sawit .................................... LA-1
Tabel LA.2 Komposisi Tandan Kosong Kelapa Sawit yang digunakan dalam
perhitungan Neraca Massa ................................................................ LA-1
Tabel LA.3 Data Bilangan Antoine ................................................................. LA-10
Tabel LA.4 Trial Titik Didih Umpan Masuk Kolom Destilasi ........................ LA-11
Tabel LA.5 Trial Titik Embun Destilat ............................................................ LA-11
Table LA.6 Trial Titik Gelembung Bottom ..................................................... LA-12

Tabel LA.7 Penentuan nilai  ......................................................................... LA-12

Tabel LB.1 Kapasitas Panas Liquid .............................................................................. LB-1
Tabel LB.2 Tabel Kontribusi Unsur Atom dengan Metode Hurst dan
Harrison ................................................................................................................................. LB-2
Tabel LB.3 Kapasitas Panas Gas Cpg T°K = a + bT + cT2 + dT3 [ J/mol K ] .. LB-2
Tabel LB.4 Panas Laten [ kkal/mol ] ............................................................... LB-3
Tabel LB.5 Kapasitas Panas Penguapan .......................................................... LB-4
Tabel LB.6 Tabel Kontribusi Gugus dengan Metode Benson et al ................. LB-4
Tabel LB.7 Perhitungan Panas Masuk pada Heater I ...................................... LB-9
Tabel LB.8 Perhitungan Panas Keluar pada Heater I ...................................... LB-9
Tabel LB. 9 Neraca Panas Heater I .................................................................. LB-10
Tabel LB. 10 Perhitungan Panas Keluar pada Reaktor I (R-201) .................... LB-11
Tabel LB. 11 Neraca Panas Reaktor I (R-201) ................................................ LB-11
Tabel LB. 12 Perhitungan Panas Keluar pada Reaktor I (R-201) .................... LB-12
Tabel LB. 13 Neraca Panas Reaktor II (R-202) .............................................. LB-13
Tabel LB. 14 Perhitungan Panas Keluar Alur 9 pada Vaporizer (V-301) ...... LB-14
Tabel LB. 15 Perhitungan Panas Keluar Alur 10 pada Vaporizer (V-301) .... LB-14
Tabel LB. 16 Neraca Panas pada Vaporizer (V-301) ...................................... LB-14
Tabel LB. 17 Perhitungan Panas Keluar Alur 11 pada Kondensor Subcooler LB-15
Tabel LB. 18 Neraca Panas pada Kondensor Subcooler.................................. LB-15
Tabel LB. 19 Perhitungan Panas Keluar Alur 12 pada Cooler I ..................... LB-15

Universitas Sumatera Utara

Tabel LB.20 Neraca Panas pada Cooler I ....................................................... LB-16
Tabel LB.21 Perhitungan Panas Masuk Alur 15 pada Heater II ..................... LB-17
Tabel LB. 22 Perhitungan Panas Keluar Alur 16 pada Heater II .................... LB-17
Tabel LB. 23 Neraca Panas pada Heater II ...................................................... LB-18
Tabel LB. 24 Perhitungan Panas Masuk Kondensor (E-302) .......................... LB-18
Tabel LB. 25 Perhitungan Panas Keluar Kondensor (Ld) .............................. LB-19
Tabel LB.26 Perhitungan Panas Keluar Kondensor (DHD) ............................ LB-19
Tabel LB.27 Panas Perhitungan Panas Keluar Reboiler (BHB) ....................... LB-19
Tabel LB. 28 Neraca Panas pada Kolom Destilasi .......................................... LB-20
Tabel LB. 29 Perhitungan Panas Keluar Alur 24 pada Kondensor II ............. LB-20
Tabel LB. 30 Neraca Panas pada Kondensor II .............................................. LB-21
Tabel LC.1 Komposisi bahan pada alur Vd destilasi (T-301) ........................ LC-66
Tabel LC.2 Komposisi bahan pada alur Lb destilasi (T-301) ......................... LC-66
Tabel LD.1 Perhitungan Entalpi dalam Penentuan Tinggi Menara PendinginLD-31
Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya .......................... LE-2
Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift................................................. LE-3
Table LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses ................................................... LE-5
Tabel LE.4 Estimilasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah ...... LE-7
Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi............................................................. LE-10
Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai ................................................................. LE-14
Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas ...................................................................... LE-16
Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja .................................................................. LE-17
Tabel LE.9 Aturan Depresi Sesuai UU Republik Indonesia No. 17
Tahun 2000 ................................................................................... LE-18
Tabel LE.10. Perhitungan Biaya Depresiasi Sesuai UURI No. 17
Tahun 2000 ................................................................................ LE-19
Tabel LE.11Data Perhitungan BEP ................................................................. LE-27
Tabel LE.12Data Perhitungan IRR .................................................................. LE-28

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 struktur Furfural ........................................................................... II-2
Gambar 6.1 Instrumentasi pada alat ................................................................. VI-4
Gambar 8.1 Tata letak pabrik furfural.............................................................. VIII-5
Gambar 9.1 Struktur organisasi pabrik pembuatan furfural............................. IX-12
Gambar LD. 1 Sketsa sebagian bar screen, satuan mm (dilihat dari atas) ....... LD-2
Gambar LD. 2 Grafik Entalpi dan temperatur cairan pada cooling tower (CT)LD-31
...........................................................................................................
Gambar LD.3 Kurva Hy terhadap 1 (Hy*-Hy) ................................................. LD-32
Gambar LE.4 Grafik Break Even Point (BEP) ................................................ LE-29

Universitas Sumatera Utara

INTI SARI
Furfural dibuat dari reaksi dehidrasi pentosa. Pentosa dapat diperoleh dari
tumbuh-tumbuhan yang mengandung pentosan. Pentosan tersebut terlebih dahulu
mengalami reaksi hidrolisa untuk memperoleh pentosa yang merupakan bahan baku
utama furfural. Reaksi berlangsung didalam 2 reaktor dengan kondisi operasi pada
reaktor pertama tempat terjadinya reaksi hidrolisis yaitu tekanan 1 atm dan suhu 70
o

C dan reaktor kedua terjadi reaksi dehidrasi dengan kondisi operasi 68,046 atm dan

suhu 2200C. Furfural banyak digunakan dalam industri sebagai solvent dan juga
bahan baku pembuatan senyawa turunannya.
Furfural yang diproduksi 1200 ton/tahun dengan 340 hari kerja dalam 1
tahun. Lokasi pabrik direncanakan di daerah Jombang yang dilalui sungai Brantas,
Jawa Timur, dengan luas areal 14.800 m2, tenaga kerja yang dibutuhkan berjumlah
130 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh
seorang direktur utama dengan struktur organisasi sistem garis dan staf .
Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik furfural, adalah :
Modal Investasi

: Rp 309.711.738.729,-

Biaya Produksi per tahun

: Rp 265.374.820.133,-

Hasil Jual Produk per tahun

: Rp 395.286.760.458,-

Laba Bersih per tahun

: Rp 76.371.465.355,-

Profit Margin

: 29,9 %

Break Event Point

: 50,59 %

Return of Investment

: 24,66 %

Pay Out Time

: 4,0553 tahun

Return on Network

: 41,1 %

Internal Rate of Return

: 37,332 %

Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa pabrik pembuatan
furfural ini layak untuk didirikan.

Universitas Sumatera Utara

INTI SARI
Furfural dibuat dari reaksi dehidrasi pentosa. Pentosa dapat diperoleh dari
tumbuh-tumbuhan yang mengandung pentosan. Pentosan tersebut terlebih dahulu
mengalami reaksi hidrolisa untuk memperoleh pentosa yang merupakan bahan baku
utama furfural. Reaksi berlangsung didalam 2 reaktor dengan kondisi operasi pada
reaktor pertama tempat terjadinya reaksi hidrolisis yaitu tekanan 1 atm dan suhu 70
o

C dan reaktor kedua terjadi reaksi dehidrasi dengan kondisi operasi 68,046 atm dan

suhu 2200C. Furfural banyak digunakan dalam industri sebagai solvent dan juga
bahan baku pembuatan senyawa turunannya.
Furfural yang diproduksi 1200 ton/tahun dengan 340 hari kerja dalam 1
tahun. Lokasi pabrik direncanakan di daerah Jombang yang dilalui sungai Brantas,
Jawa Timur, dengan luas areal 14.800 m2, tenaga kerja yang dibutuhkan berjumlah
130 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh
seorang direktur utama dengan struktur organisasi sistem garis dan staf .
Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik furfural, adalah :
Modal Investasi

: Rp 309.711.738.729,-

Biaya Produksi per tahun

: Rp 265.374.820.133,-

Hasil Jual Produk per tahun

: Rp 395.286.760.458,-

Laba Bersih per tahun

: Rp 76.371.465.355,-

Profit Margin

: 29,9 %

Break Event Point

: 50,59 %

Return of Investment

: 24,66 %

Pay Out Time

: 4,0553 tahun

Return on Network

: 41,1 %

Internal Rate of Return

: 37,332 %

Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa pabrik pembuatan
furfural ini layak untuk didirikan.

Universitas Sumatera Utara

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Perekonomian suatu negara memiliki sebuah peranan yang sangat penting.
Semakin baik perekonomian suatu negara maka kekokohan negara itu juga akan
semakin kuat. Dalam kehidupan negara tersebut akan tercipta masyarakat yang
makmur dan sejahtera. Pemerintah Indonesia menetapkan bidang ekonomi sebagai
bidang utama penggerak pembangunan.
Secara garis besar, pembangunan dibagi atas 2 bagian yakni pembangunan
materil (fisik), dan pembangunan spiritual. Pada saat ini pembangunan material
dititik beratkan pada sektor industri terutama sektor industri kimia dasar sebagai
landasan industrialisasi di negara kita. Pembangunan industri diarahkan untuk
menuju kemandirian perekonomian nasional, meningkatkan kemampuan bersaing
dan menaikkan pangsa pasar dalam negeri dan luar negeri dengan memelihara
kelestarian fungsi lingkungan hidup. Pembangunan industri ditujukan untuk
memperkokoh struktur ekonomi nasional dengan keterkaitan yang kuat dan saling
mendukung antar sektor, meningkatkan daya tahan perekonomia nasional,
memperluas lapangan kerja dan kesempatan usaha, sekaligus mendorong
berkembangnya kegiatan berbagai sektor lainnya.
Hingga saat ini kebutuhan industri dalam negeri masih harus diimpor dari
luar negeri. Salah satu jenis produksi kimia yang dibutuhkan adalah furfural, dimana
aplikasi penggunaan furfural adalah pada industri cat dan pernis, produk sintetis
organik,

plastik,

resin,

serat

sintetik,

pertanian,

dan

selektif

disolvent

(www.wikipedia//furfural.com). Furfural dapat dibuat dari bahan baku yang
mengandung pentosan dengan kadar tinggi, diantaranya dapat diperoleh dari tongkol
jagung, kulit gandum, kulit kapas, atau kulit padi.
Dasar pemilihan kulit kapas sebagai bahan baku pembuatan furfural karena
kapas merupakan salah satu jenis tanaman yang dapat ditanam didaerah yang
memiliki iklim tropis. Di Indonesia, menurut data statistik tahun 2005 perkebunan
kapas menempati luas areal ± 3.229 hektar, yang tersebar di Jawa timur dan Sulawesi

Universitas Sumatera Utara

selatan. Dari seluruh perkebunan kapas di Indonesia (Statistik perusahaan
perkebunan, 2005).
Furfural memiliki aplikasi yang cukup luas, dalam beberapa industri dan
dapat disintesis menjadi turunan-turunannya seperti : furfuril alkohol, furan, dan lainlain. Kebutuhan furfural dan turunannya didalam negeri tidak terlalu besar namun
jumlahnya terus meningkat, dan kebutuhan furfural di Indonesia tersebut sebagian
besar diimport dari China. Data kebutuhan furfural di Indonesia dari tahun 1997
sampai 2006 dapat dilihat pada tabel 1.1 berikut ini:
Tabel 1.1 Data kebutuhan furfural di Indonesia.
Tahun

Kebutuhan furfural (kg)

1997

139.068,00

1998

116.668,00

1999

211.387,00

2000

365.005,00

2001

308.335,00

2002

335.568,00

2006

940.129,00

Sumber : Biro Pusat Statistik Perdagangan Luar Negeri Indonesia, Import, 2007.

1.2 Perumusan Masalah
Belum adanya pabrik furfural di Indonesia yang menyebabkan Indonesia
harus mengimpor furfural dari luar negeri sehingga dirasa perlu melakukan studi pra
rancangan pabrik pembuatan furfural dari kulit kapas sebagai usaha untuk
mengetahui kelayakan pembangunan pabrik furfural di Indonesia.

1.3 Tujuan Rancangan
Tujuan pembuatan pra rancangan pabrik pembuatan furfural dari kulit kapas
adalah untuk menerapkan disiplin ilmu Teknik Kimia khususnya dibidang
perancangan, proses, dan operasi teknik kimia sehingga akan memberikan gambaran
kelayakan pra rancangan pabrik pembuatan furfural dari kulit kapas.

Universitas Sumatera Utara

FLOWSHEET PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN
FURFURL DARI KULIT KAPAS

Universitas Sumatera Utara

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA DAN DESKRIPSI PROSES

2.1 Sejarah dan Perkembangan
Furfural pertama kali diisolasi tahun 1832 oleh ilmuwan kimia jerman
bernama Johan Dobreiner dalam jumlah yang sangat sedikit dari hasil samping
sintesis asam formit. Asam formit tersebut diprodulsi dari semut. Kemudian pada
tahun 1840 seorang kimiawan skotlandia John Stenhouse menemukan senyawa kimia
yang sama dari destilasi beberapa tanaman meliputi jagung, gandum, sekam padi
menggunakan asam sulfat. Kemudian dia memutuskan untuk memberikan rumus
empiris senyawa tersebut, yaitu: C5H4O2.
Dan pada tahun 1901 kimiawan jerman Carl Harris menemukan rumus
struktur furfural (“http:en.wikipedia.org/wiki/Furfural”, 2009). Furfural merupakan
cairan yang dapat diproduksi dari limbah biomassa pertanian yang mengandung
pentosa. Dimana gula aldosanya mengandung formasi cincin kecil yang terdiri dari 5
rantai karbon yang terdapat dalam selulosa pada beberapa tumbuhan, seperti jagung,
kapas, ampas tebu, sekam gandum, dan sekam padi (David Tin Win, 2005).
Tabel 2.1 Persentasi kandungan furfural pada beberapa tanaman
Jenis tanaman

Pentosan

Kandungan Furfural

Biji zaitun

21-23

5-6

kulit kapas

20,1

12,8

Sekam Padi

16,9

9,8

Kulit kacang

24

7-8

Kulit coklat

15,4

9

Kulit bunga matahari

23-25

6-7

(Sumber: Al-Showiman, 1998)
Furfural (C5H4O2) atau sering disebut dengan 2-furankarboksaldehid,
furaldehid, furanaldehid, 2-Furfuraldehid, merupakan senyawa organik turunan dari
golongan furan. Senyawa ini berfasa cair berwarna kuning hingga kecoklatan dengan
titik didih 161.7oC, densitas (20oC) adalah 1.16 g/cm3. Furfural merupakan senyawa

Universitas Sumatera Utara

yang kurang larut dalam air namun larut dalam alkohol, eter, dan benzena. Gambar
2.1 menunjukkan struktur molekul dari furfural.

Gambar 2.1 Struktur molekul Furfural (Witono, 2005).

2.2

Kegunaan Furfural
Furfural memiliki banyak kegunaan, diantaranya:
1. Sebagai pelarut dalam proses pemurnian minyak pelumas.
2. Sebagai pelarut untuk industri nitroselulosa, selulosa asetat, dan pewarna
sepatu.
3. Sebagai bahan baku insektisida, herbisida, dan fungisida.
4. Sebagai bahan baku sintesis untuk senyawa turunan seperti tetrahidrofuran,
furfuril alkohol, dan asam furoic.

2.3

Sifat-sifat Bahan

2.3.1

Furfural (C5H4O2)

1. Berat molekul

: 96,09

2. Titik lebur

: -36,50C

3. Titik didih

: 161,70C

4. Titik kritis

: 6700K pada tekanan 55 bar

5. Titik nyala

: 62 0C

6. Densitas

: 1,12 x 103 gr/cm3

7. Viskositas

: 8,949 Mp

8. Spesifik gravitas

: 1,00

9. Kapasitas panas (fasa cair)

: 159,5 J/mol 0K

(Weast, 1987, www.chemistry//furfural.com)

Universitas Sumatera Utara

2.3.2

Asam Sulfat

1. Berat molekul

: 98,08

2. Titik lebur

: 10,360C

3. Titik didih

: 3300C

4. Densitas (cair)

: 1,841 gr/cm3

5. Viskositas (pada 300C )

: 15,7 cp

6. Kapasitas panas (fasa cair)

: 1389 J/kmol

7. Dapat larut dalam etil alkohol dan air.
8. Asam sulfat bersifat sangat korosif.
(Perry, 1997, Weast, 1987)

2.3.3

Air (H2O)

1. Berat molekul

: 18,015

2. Titik lebur

: 00C

3. Titik didih

: 1000C

4. Densitas (cair)

: 0,917 gr/cm3

5. Viskositas

: 8,949 Mp

6. Spesifik gravitas

: 1,00

7. Kapasitas panas (fasa cair)

: 75,291 J/kmol

8. Panas spesifik

: 4,179 J/gr 0C

(Perry, 1997, Weast, 1987)

2.3.4

n = 100 (Riegel’s, 1953)

Pentosa (C5H10O5)n

1. Berat molekul

: 150,13

2. Spesifik gravitas

: 1,535

3. Titik lebur

: 1530C

4. Kelarutan

: 117 mg pada suhu 200C per 100 ml dalam air dingin

5. Wujud

: kristal berbentuk cair

(Perry, 1997, Othmer, 1971)

Universitas Sumatera Utara

2.3.5 Toluena
1. Berat molekul

: 92,14

2. Titik leleh

: -950C

3. Titik didih

: 110,60C

4. Densitas (cair)

: 0,8669 gr/cm3

5. Viskositas (pada 200C)

: 0,590 cp

6. Massa molar

: 92,14 g/mol

7. Kelarutan dalam air

: 0,47 g/l (pada 20-250C)

(Perry, 1997, Weast, 1987)

2.4

Proses Pembuatan Furfural
Furfural dapat dibuat dari bahan-bahan yang mengandung pentosan. Produksi

furfural secara komersil dapat berlangsung dalam siklus batch dan kontinu dengan
katalis yang bersifat asam. Perbedaan utama dari kedua proses tersebut adalah:
Tabel 2.2 perbedaan proses batch dan kontiniu
Parameter

Proses batch

Proses kontinu

Umpan

Bahan baku

Bahan baku

Jumlah reaktor

1

2

Kondisi operasi

Atmosferik, 128-160

Produk samping

sedikit

Konversi reaksi

50%

Waktu tinggal di reaktor

Lama (5 jam)

Pemurnian furfural

Destilasi azeotropik

RI: 1 atm, 700C
RII: 68 atm, (200-300oC)
Lebih sedikit
RI: 90%
RII: 85%
RI: 1 jam
RII: Singkat (2-5 menit)
Ekstraksi dan distilasi

(Sumber: Wijanarko dkk, 2006)

Universitas Sumatera Utara

Proses kontinu memiliki beberapa keunggulan dibandingkan proses batch,
meskipun kondisi operasinya 68 atm dan suhu tinggi. Keunggulannya diantaranya
adalah:
1. Waktu tinggal di reaktor relatif singkat sehingga nantinya terjadinya
polimerisasi pentosa menghasilkan produk samping dapat dihindari.
2. Dengan waktu tinggal yang relatif singkat, maka volume reaktor yang
dibutuhkan lebih kecil dibanding proses batch.
3. Pada proses kontinu konversi pentosan menjadi furfural lebih besar
dibanding proses batch, dimana konversi pentosan proses kontinu 85%
sedangkan proses batch hanya 50%.

2.5

Seleksi Proses
Menurut David Tin Win (2005), proses batch membutuhkan biaya operasi

yang tinggi dan membutuhkan steam yang cukup banyak, serta waktu tinggal yang
cukup lama yaitu sekitar 5 jam dan hanya mampu menghasilkan konversi pentosan
menjadi furfural sebesar 50%. Sedangkan proses kontiniu membutuhkan biaya
produksi yang lebih sedikit, waktu tinggal yang singkat sekitar 0,5-100 detik, serta
mampu menghasilkan konversi pentosan menjadi furfural sekitar 80-85%.
Berdasarkan pertimbangan tersebut maka digunakan proses kontiniu.

2.6

Deskripsi Proses
Proses pembuatan furfural yang digunakan dalah proses kontiniu dengan

urutan prosesnya meliputi: tahap perlakuan awal bahan baku, tahap hidrolisis dan
tahap pemurnian atau pemisahan produk.

2.6.1 Tahap Perlakuan Awal terhadap Bahan Baku
Pada tahap perlakuan awal, bahan baku yaitu kulit kapas (cotton hulls)
dimasukkan kedalam mesin penghancur (crusher). Didalam crusher kulit kapas
dihancurkan sampai menjadi potongan-potongan kecil yang ukurannya antara 3-10
mm. Kulit kapas yang dalam bentuk potongan-potongan kecil (chip) kemudian
dimasukkan kedalam tangki pencampur atau mixer. Di dalam mixer kulit kapas
diaduk dengan menambahkan asam sulfat (H2SO4) untuk memperoleh pentosan yang

Universitas Sumatera Utara

terkandung di dalamnya (Karl J. Zeitsch, 1990). Pentosan yang terkandung dalam
kulit kapas larut dalam asam sulfat. Keluaran dari mixer merupakan pentosan yang
sudah larut, dan masih mengandung potongan-potongan kulit kapas. Kemudian
dimasukkan ke dalam filter press untuk memisahkan potongan-potongan kulit kapas
dari pentosan yang sudah larut dalam asam.

2.6.2 Tahap hidrolisis dan dehidrasi
Keluaran dari filter press kemudian dimasukkan ke dalam reactor. Reaksi
hidrolisis dan reaksi dehidrasi terjadi pada reaktor yang berbeda. Dalam hal ini
dipakai 2 buah reaktor, dimana pada reaktor I terjadi reaksi hidrolisis dan pada
reaktor II terjadi reaksi dehidrasi dengan mekanisme reaksi sebagai berikut.
1. Hidrolisis pentosan menjadi pentosa.
2 SO4
( C5H8O4 )100 + 100 H2O H
 100 C5H10O5

2. Dehidrasi pentosa menjadi furfural.
2 SO4
100 C5H10O5 H
 100 C5H4O2 + 300 H2O

Reaktor I memiliki kondisi operasi tekanan atmosferik dan temperatur 700C dengan
waktu tinggal 1jam (Bernard, 1982). Sedangkan reaktor II memiliki kondisi operasi
diatas tekanan atmosferik yaitu 1000 psi pada suhu 220oC dengan waktu tinggal
antara 0,5-100 sekon (David J. Medeiros, 1985).
Air yang digunakan pada reaksi dehidrasi sebelumnya juga mengalami
pemanasan awal pada heater sampai suhu 900C. Pada reaksi hidrolisis dalam reaktor
I pentosan akan bereaksi menghasilkan pentosa. Kemudian pentosa akan mengalami
reaksi dehidrasi membentuk furfural pada reakor II. Campuran keluaran dari reaktor
II tersebut masih mengandung zat-zat pengotor seperti pentosa yang bersisa,
pentosan (volatil), air dan asam sulfat. Untuk menguranginya, campuran tersebut
melalui beberapa tahap pemurnian. Sebelum masuk ke dalam tahap pemurnian
campuran terlebih dahulu melewati cooler untuk menurunkan suhu sampai titik didih
campuran tersebut.

Universitas Sumatera Utara

2.6.3 Tahap pemurnian ( Refining )
Campuran keluaran dari reaktor yang sebelumnya melalui cooler kemudian
diumpankan ke dalam kolom ekstraktor. Kedalam kolom ekstraktor ditambahkan
pelarut toluena yang nantinya akan mengikat furfural dari asam sulfat. Sedangkan
kandungan air dan komponen lainnya disalurkan ke unit pengolahan limbah. Larutan
furfural yang terikat didalam toluena dialirkan kedalam kolom destilasi untuk
memisahkan furfural dari toluena. Toluena memiliki titik didih yang lebih rendah
dari furfural sehingga toluena menguap dan memisah dari furfural. Kemudian
toluena bisa digunakan kembali kedalam kolom ekstraksi. Dan dari kolom destilasi
tersebut diperoleh furfural dengan kemurnian 98 %.

Universitas Sumatera Utara

BAB III
NERACA MASSA

Kapasitas produksi

: 1200 ton/tahun

Operasi

: 340 hari/tahun

Basis perhitungan

: 1 jam operasi

Satuan

: kg (kilogram)

1. CUTTING MACHINE (C-112)
Tabel 3.1 Neraca Massa pada Cutting Machine
NO KOMPONEN

Masuk (kg/jam)

Keluar
(kg/jam)

Alur 1

Alur 2

Kulit kapas

1.423,826

1.423,826

Jumlah

1.423,826

1.423,826

2. MIXER PENGENCERAN (M-120)
Tabel 3.2 Neraca Massa pada Mixer

NO

KOMPONEN

Keluar

Masuk (kg/jam)
Alur 3

(kg/jam)

Alur 4

Alur 5

1

Air

134,7432

74,229

208,9722

2

H2SO4

75,7930

-

75,7930

210,5362

74,229

284,7652

284,7652

284,7652

Jumlah
Jumlah

Universitas Sumatera Utara

3. MIXER (M-110)
Tabel 3.3 Neraca Massa pada Mixer

NO

KOMPONEN

Alur 2
1

Kulit kapas

2

Keluar

Masuk (kg/jam)

(kg/jam)

Alur 5

Alur 6

1.423,826

-

-

Ampas kulit kapas

-

-

1137,6370

3

Air

-

208,9722

208,9722

4

H2SO4

-

75,7930

75,7930

5

Pentosan

-

-

286,1890

1.423,826

284,7652

1708,5912

1708,5912

1708,5912

Jumlah
Jumlah

4. FILTER PRESS (H-120)
Tabel 3.4 Neraca Massa pada Filter Press
NO

KOMPONEN

Masuk (kg/jam)
Alur 6

Keluar (kg/jam)
Alur 7

Alur 8

1.

Ampas kulit kapas

1137,6370

1137,6370

-

2.

Air

208,9722

14,6281

194,3441

3.

H2SO4

75,7930

5,3055

70,4875

4.

Pentosan

286,1890

20,0332

266,1558

Jumlah

1708,5912

1177,60377

530,9874

Jumlah

1708,5912

1708,5912

Universitas Sumatera Utara

5. REAKTOR I (R-210)
Tabel 3.5 Neraca Massa pada Reaktor-01
NO

KOMPONEN

Masuk (kg/jam)

Keluar (kg/jam)

Alur 8

Alur 9

1.

H2SO4

70,4875

70,4875

2.

Air

194,3441

161,6796

3.

Pentosan

266,1558

26,6156

4.

Pentosa

--

272,2048

530,9874

530,9874

Jumlah

6. REAKTOR II (R-220)
Tabel 3.6 Neraca Massa pada Reaktor-02
NO

KOMPONEN

Masuk (kg/jam)
Alur 10

Keluar (kg/jam)

Alur 11

Alur 12

1.

H2SO4

70,4875

-

70,4875

2.

Air

161,6796

6881,6574

7126,6316

3.

Pentosan

26,6156

-

26,6156

4.

Pentosa

272,2048

-

40,8307

5.

Furfural

-

-

148,0794

530,9874

6881,6574

7412,6449

7412,6449

7412,6449

Jumlah
Jumlah

Universitas Sumatera Utara

7. KOLOM EKSTRAKSI (T-310)
Tabel 3.8 Neraca Massa pada Ekstraksi
NO

KOMPONEN

Masuk (kg/jam)
Alur 11

1.

H2SO4

2.

Air

3.

Keluar (kg/jam)

Alur 12

Alur 13

Alur 14

70,4875

-

70,4875

-

7126,6316

218,2413

7344,8730

-

Pentosan

26,6156

-

26,6156

-

4.

Pentosa

40,8307

-

40,8307

-

5.

Furfural

148,0794

-

1,0206

147,0588

6.

Toluena

- 14331,1808

- 14331,1808

Jumlah

7412,6449 14549,4221

7483,8274 14478,2396

Jumlah

21962,0670

21962,0670

8. VAPORIZER (E-510)
Tabel 3.9 Neraca Massa pada Vaporizer
NO

KOMPONEN

Masuk

Keluar (kg/jam)

(kg/jam)
Alur 13
1.

H2SO4

2.

Air

3.

Alur 17

Alur 18

70,4875

-

70,4875

7344,8730

7219,5619

125,3111

Pentosan

26,6156

26,6156

-

4.

Pentosa

40,8307

40,8307

-

5.

Furfural

1,0206

1,0206

-

7288,0287

195,7986

Jumlah

7483,8274

Jumlah

7483,8274

7483,8274

Universitas Sumatera Utara

9. DESTILASI (D-410)
Tabel 3.10 Neraca Massa pada Destilasi
NO KOMPONEN

Masuk (kg/jam)

Keluar (kg/jam)

Alur 14

Alur 15

Alur 16

1.

Toluena

14331,1808

14328,2396

2,9412

2.

Furfural

147,0588

2,9412

144,117

Jumlah

14478,2396

14331,1808

147,0588

Jumlah

14478,2396

14478,2396

10. KONDENSOR (PADA DESTILASI)
Tabel 3.11 Neraca Massa pada Kondensor
Masuk
Komponen

Keluar

Alur Vd
Kmol/jam

Alur Ld

Kg/jam

Kmol/jam

Alur D

Kg/jam

Kmol/jam

Kg/jam

Toluena

203,2524

18699,2201

47,5107

4370,9805

155,7417

14328,2396

Furfural

0,0400

3,8384

0,0093

0,8972

0,0306

2,9412

Jumlah

203,2924

18703,0585

47,5200

4371,8777

155,7724

14331,1808

11. REBOILER (PADA DESTILASI)
Tabel 3.12 Neraca Massa pada Reboiler
Masuk
Komponen

Keluar

Alur Lb
Kmol/jam

Kg/jam

Alur Vb
Kmol/jam

Alur B

Kg/jam

Kmol/jam

Kg/jam

Toluena

203,2844

18702,1613

203,2524

18699,2201

0,0320

2,9412

Furfural

1,5412

147,9561

0,0400

3,8384

1,5012

144,1177

Jumlah

204,8256

18850,1174

203,2924

18703,0585

1,5332

147,0588

Universitas Sumatera Utara

BAB IV
NERACA PANAS
Basis perhitungan

: 1 jam operasi

Satuan operasi

: KJ/jam

Temperatur basis

: 25oC

4.1 Reaktor I ( R-210 )
Tabel 4.1 Neraca Panas Reaktor I ( R-210 )
Komponen

Masuk (KJ/jam)

Keluar (KJ/jam)

Umpan

8616,6417

-

Produk

-

75879,1472

Panas Reaksi

-

4369735,5544

Steam

4436998,0599

-

Total

4445614,7016

4445614,7016

4.2 Heater I ( E-221)
Tabel 4.2 Neraca Panas Heater I ( E-221)
Komponen
Masuk (KJ/jam)
Keluar (KJ/jam)
Umpan

75879,14718

-

Produk

-

109603,2126

Steam

33724,06541

-

Total

109603,2126

109603,2126

4.3 Heater II ( E-224 )
Tabel 4.3 Neraca Panas Heater II ( E-224 )
Komponen

Masuk (KJ/jam)

Keluar (KJ/jam)

Umpan

143157,5444

-

Produk

-

1861048,0770

Steam

1717890,5326

-

Total

1861048,0770

1861048,0770

Universitas Sumatera Utara

4.4 Reaktor II (R-220)
Tabel 4.4 Neraca Panas Reaktor II ( R-220 )
Komponen

Masuk (J/jam)

Keluar (J/jam)

Umpan

109603,2126

-

Produk

-

5932243,9444

Panas Reaksi

-

-4779304,2330

Air Pendingin

1043336,4988

-

Total

1152939,7114

1152939,7114

4.5 Cooler I ( E-226 )
Tabel 4.5 Neraca panas Cooler I ( E-226 )
Komponen

Masuk (J/jam)

Keluar (J/jam)

Umpan

5932243,9444

-

Produk

-

30421,7638

Air Pendingin

-

5901822,1805

5932243,9444

5932243,9444

Total

4.6 Heater III ( E-314)
Tabel 4.6 Neraca Panas Heater III ( E-314)
Komponen
Masuk (KJ/jam)
Keluar (KJ/jam)
Umpan

120141,1916

-

Produk

-

2067197,3995

Steam

1947056,2079

-

Total

2067197,3995

2067197,3995

4.7 Kondensor (E-413)
Tabel 4.7 Neraca Panas Kondensor (pada Destilasi)
Komponen

Masuk (J/jam)

Keluar (J/jam)

Umpan

9445358,9476

-

Produk

-

2327555,9848

Air Pendingin
Total

7117802,9627
9445358,9476

9445358,9476

Universitas Sumatera Utara

4.8 Reboiler ( E-411 )
Tabel 4.8 Neraca Panas Reboiler (E-411)
Komponen

Masuk (J/jam)

Keluar (J/jam)

Umpan

9467798,2154

-

Produk

-

13611392,6276

Steam

4143594,4122

-

Total

13611392,6276

13611392,6276

4.9 Vaporizer (E-510)
Tabel 4.9 Neraca Panas Vaporizer
Komponen

Masuk (J/jam)

Keluar (J/jam)

Umpan

763786,1063

-

Produk

-

19680805,3788

Steam

18917019,2724

-

Total

19680805,3788

19680805,3788

4.10 Cooler II ( E-416 )
Tabel 4.10 Neraca Panas Cooler II ( E-416 )
Komponen

Masuk (J/jam)

Keluar (J/jam)

Umpan

34651,8701

-

Produk

-

1242,1871

Air Pendingin

-

33409,6830

34651,8701

34651,8701

Total

4.11 Cooler III (E-417)
Tabel 4.11 Neraca Panas Cooler III (E-417)
Komponen
Masuk (J/jam)
Keluar (J/jam)
Umpan

1783485,0677

-

Produk

-

118899,0045

Air Pendingin

-

1664586,0632

1783485,0677

1783485,0677

Total

Universitas Sumatera Utara

4.12 Cooler IV (E-513)
Tabel 4.12 Neraca Panas Cooler IV (E-513)
Komponen
Masuk (J/jam)
Keluar (J/jam)
Umpan

130752,9568

-

Produk

-

2390,6825

Air Pendingin

-

128362,2743

130752,9568

130752,9568

Total

Universitas Sumatera Utara

BAB V
SPESIFIKASI PERALATAN
V.1 Tangki Penyimpanan H2SO4 (F-122)
Fungsi

:

tempat penyimpanan H2SO4 selama 30 hari

Bentuk

:

silinder vertikal, alas datar dan tutup ellipsoidal

Bahan konstruksi

: Carbon steel, SA – 285 Grade. C

Kapasitas

: 14,4253 m3

Jumlah

: 1 unit

Kondisi penyimpanan :
Temperatur

: 30 °C

Tekanan

: 1 atm

Kondisi Fisik :
Silinder
Diameter

:

2,2257 m

Tinggi

:

3,3386 m

Tebal

:

1 3/4 in

Diameter

:

2,2257 m

Tinggi

:

0,5564 m

Tebal

:

1 3/4 in

Tutup

V.2 Tangki Penyimpanan Toluena (F-312)
Fungsi

:

Menyimpan Toluena untuk kebutuhan 7 hari

Bentuk

:

silinder vertikal, alas datar dan tutup ellipsoidal

Bahan konstruksi

: Carbon Steel SA-283 Grade C

Kapasitas

: 2821,9143 m3

Jumlah

: 1 unit

Kondisi penyimpanan :
Temperatur

: 30 °C

Tekanan

: 1 atm

Kondisi Fisik :

Universitas Sumatera Utara

Silinder
Diameter

: 12,9204 m

Tinggi

: 19,3806 m

Tebal

: 2 1/2 in

Tutup
Diameter

: 12,9204 m

Tinggi

: 3,2301 m

Tebal

: 2 1/2 in

V.3 Tangki Penyimpanan Furfural (F-610)
Fungsi

:

Menyimpan Furfural untuk kebutuhan 30 hari

Bentuk

:

silinder vertikal, alas datar dan tutup ellipsoidal

Bahan konstruksi

: Low alloy steel SA- 387

Kapasitas

: 115,7607 m3

Jumlah

: 1 unit

Temperatur

: 30 °C

Tekanan

: 1 atm

Silinder
Diameter

:

4,4560 m

Tinggi

:

6,6840 m

Tebal

:

2 3/4 in

Diameter

:

4,4560 m

Tinggi

:

1,1140 m

Tebal

:

1 3/4 in

Tutup

V.4 Cutting Machine (C-112)
Fungsi

: Mengecilkan ukuran kulit kapas

Jenis

: Rotary Knife

Bahan Konstruksi

: Baja karbon

Jumlah

: 1 unit

Daya

: 2 Hp

Universitas Sumatera Utara

V. 5 Screw Conveyor (J-113)
Fungsi

: transportasi kulit kapas ke cutting Machine (C-112)

Bahan konstruksi

: Baja karbon

Jumlah

: 1 unit

Daya motor

: 0,25 Hp

V. 6 Screw Conveyor (J-113)

Fungsi

: transportasi campuran kulit kapas kulit kapas dan asam
sulfat dari Mixer (M-110) menuju Filter Press (H-130)

Bahan konstruksi

: carbon steel

Jumlah

: 1 unit

Daya motor

: 0,125 Hp

V. 7 Bucket Elevator (J-111)

Fungsi

: transportasi kulit kapas dari Cutting machine (C-112)

menuju mixer (M-110)
Bahan konstruksi

: Baja karbon

Jumlah

: 1 unit

Daya motor

: 0,5 Hp

V.8 Tangki pengenceran H2SO4

Fungsi

: Untuk mengencerkan H2SO4 dari 36 % menjadi 26,6%.

Bahan konstruksi

: Carbon steel, SA – 285 Grade. C

Bentuk

: Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal

Jumlah

: 1 buah

Kapasitas

: 0,2826 m3

Kondisi penyimpanan :
Temperatur

: 30 °C

Tekanan

: 1 atm

Kondisi fisik

:

Silinder
Diameter

:

0,5646 m

Universitas Sumatera Utara

Tinggi

:

0,5364 m

Tebal

:

1 1/2 in

Diameter

:

0,5646 m

Tinggi

:

0,1411 m

Tebal

:

1 1/2 in

Tutup

Pengaduk
Jenis pengaduk

:

turbin daun enam datar

Jumlah baffle

:

4 buah

Diameter impeller

:

0,1882 m

Daya motor

:

0,125 Hp

V.9 Tangki pencampur H2SO4 dan Kulit kapas (M-110)

Fungsi

: Untuk mencampur H2SO4 dan kulit kapas untuk kebutuhan

1 jam
Bahan konstruksi

: Carbon Steel SA-283 Grade C

Bentuk

: Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal

Jumlah

: 1 buah

Kapasitas

: 5,0822 m3

Kondisi penyimpanan :
Temperatur

: 30 °C

Tekanan

: 1 atm

Kondisi fisik

:

Silinder
Diameter

:

1,4793 m

Tinggi

:

1,4053 m

Tebal

:

1 1/4 in

Diameter

:

1,4793 m

Tinggi

:

0,3698 m

Tebal

:

1 1/4 in

Tutup

Universitas Sumatera Utara

Pengaduk
Jenis pengaduk

:

turbin daun enam datar

Jumlah baffle

:

4 buah

D