Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Kalsium Magnesium Asetat Dari Asam Asetat Dan Batu Dolomit dengan kapasitas 15000 ton/tahun

PRA RANCANGAN PABRIK

PEMBUATAN KALSIUM ASETAT DAN MAGNESIUM ASETAT
DARI ASAM ASETAT DAN BATU DOLOMIT
DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 15.000 TON/TAHUN

TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia
Oleh :

T.M.ZACHARI ALAMSYAH
040405029

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2010

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR

Syukur alhamdulillah penulis ucapkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan
anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Pra
Rancangan Pabrik Pembuatan Kalsium Magnesium Asetat Dari Asam Asetat
Dan Batu Dolomit dengan kapasitas 15000 ton/tahun. Tugas Akhir ini dikerjakan
sebagai syarat untuk kelulusan dalam sidang sarjana.
Selama mengerjakan Tugas akhir ini penulis begitu banyak mendapatkan
bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini perkenankanlah
penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Ibu Dr. Ir Fatimah, MT sebagai Dosen Pembimbing I yang telah memberikan
arahan selama menyelesaikan tugas akhir ini.
2. Ibu Farida Hanum, ST MT sebagai Dosen Pembimbing II yang telah memberikan
arahan selama menyelesaikan tugas akhir ini.
3. Bapak Ir Indra Surya, MSc sebagai Dosen Penguji I yang telah memberikan
arahan selama menyelesaikan tugas akhir ini.
4. Bapak Hendra Ginting ST, MT sebagai Dosen Penguji II yang telah memberikan
arahan selama menyelesaikan tugas akhir ini.
5. Ibu Ir. Renita Manurung, MT sebagai Ketua Departemen Teknik Kimia FT USU

6. Bapak Dr. Ir. Irvan, MSi sebagai Koordinator Tugas Akhir Departemen Teknik
Kimia FT USU.
7. Seluruh Dosen Pengajar Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara yang telah memberikan ilmu kepada penulis selama menjalani
studi.
8. Para pegawai administrasi Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan
bantuan kepada penulis selama mengenyam pendidikan di Deparetemen Teknik
Kimia.
9. Dan yang paling istimewa Orang tua penulis yaitu Ibunda Cut Meurah Hasruyati
dan Ayahanda dr T.M. Thaib SpA, MKes, yang tidak pernah lupa memberikan
motivasi dan semangat kepada penulis.
10. Ibu Siti Rohana, wali/bibi penulis yang telah membimbing dan mendidik penulis
selama menimba ilmu di Medan.

Universitas Sumatera Utara

11. Adinda T.M. Febriansyah yang selalu mendoakan dan memberikan semangat.
12. Ghazali Wardhono dan Ishan Wardhono, Adik Sepupu penulis yang telah
memberi motivasi dan semangat selama penulis menimba ilmu di Medan.
13. Kak Yuli, yang telah memberi motivasi dan semangat selama penulis menimba

ilmu di Medan.
14. Teman-teman stambuk ‘04 tanpa terkecuali. Terima kasih buat kebersamaan dan
semangatnya.
15. Teman seperjuangan, Sahala sebagai partner penulis dalam penyelesaian Tugas
Akhir ini.
16. Adik-adik junior stambuk ’05, ’06, ’07, ’08 dan ’09.
17. Seluruh Pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu namanya yang juga turut
memberikan bantuan kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan
dan ketidaksempurnaan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan
kritik yang sifatnya membangun demi kesempurnaan pada penulisan berikutnya.
Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Medan, 20 Maret 2010
Penulis,

T.M. Zachari Alamsyah
040405029

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

INTISARI

Kalsium Asetat dan Magnesium Asetat diperoleh melalui reaksi antara
Asam Asetat dan batu dolomit dalam reaktor tangki berpengaduk pada suhu dan
tekanan yang relatif rendah dimana produksi yang dihasilkan bermanfaat sebagai
penyerap SOx dan NOx pada pabrik batubara dan pencair salju di daerah yang
beriklim salju.
Pabrik pembuatan Kalsium Asetat dan Magnesium Asetat ini direncanakan
berproduksi dengan kapasitas 15.000 ton/tahun dengan masa kerja 330 hari dalam
satu tahun. Lokasi pabrik direncanakan di daerah Kuta Gambir, Kabupaten Dairi,
Sumatera Utara dengan luas areal 10.120 m2. Tenaga kerja yang dibutuhkan 150
orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh
seorang General Manager dengan struktur organisasi sistem garis dan staf.
Hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan Kalsium Asetat dan Magnesium
Asetat ini adalah sebagai berikut:




















Modal Investasi

:

Rp 362.148.832.199,-

Biaya Produksi

: Rp 207.518.065.757,-

Hasil Penjualan

: Rp296.998.526.880,-

Laba Bersih

: 89.480.461.123,-

Profit Margin

: 30,28%

Break Event Point

: 61,03 %

Return of Investment

: 17,39 %

Return on Network

: 28,98%

Pay Out Time

: 5,75 tahun

Internal Rate of Return

: 30,98%

Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik
Pembuatan Kalsium Asetat dan Magnesium Asetat dari Asam Asetat dan Batu
Dolomit ini layak untuk didirikan.

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

Hal
KATA PENGANTAR ..............................................................................................i
INTISARI .............................................................................................................. iii
DAFTAR ISI .......................................................................................................... iv
DAFTAR TABEL .................................................................................................vii
DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. ix
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................... x
DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................xi
BAB I

BAB II

BAB III

PENDAHULUAN .............................................................................. I-1
1.1

Latar Belakang ............................................................................ I-1

1.2

Perumusan Masalah .................................................................... I-2

1.3

Tujuan Pra Rancangan Pabrik ..................................................... I-2

1.4

Manfaat Perancangan .................................................................. I-3

TINJAUAN PUSTAKA DAN DESKRIPSI PROSES ...................... II-1

2.1

Kalsium Asetat dan Magnesium Asetat ...................................... II-1

2.2

Perkembangan Kalsium Asetat dan Magnesium Asetat .............. II-1

2.3

Kegunaan Kalsium Asetat dan Magnesium Asetat .................... II-3

2.4

Asam Asetat .............................................................................. II-5

2.5

Batu Dolomit ............................................................................. II-5

2.6

Proses Produksi Kalsium Asetat dan Magnesium Asetat ............ II-5

2.7

Dasar-dasar Pemilihan Proses .................................................... II-7

2.8

Deskripsi Proses ........................................................................ II-9

NERACA MASSA ............................................................................III-1
3.1

Tangki Pencampur I (M – 101) .................................................III-1

3.2

Reaktor ( R – 201) ....................................................................III-1

3.3

Filter Press (FP – 101) ..............................................................III-2

3.4

Tangki Netralisasi (TT – 201) ...................................................III-2

3.5

Evaporator 1 (FE-201)..............................................................III-2

3.6

Crystallizer(CR-201) ................................................................III-3

3.7

Drum drier(DE-201) .................................................................III-3

Universitas Sumatera Utara

3.8
BAB IV

Furnace (B – 101) .....................................................................III-3

NERACA ENERGI ......................................................................... IV-1
4.1

Furance .................................................................................... IV-1

4.2

Waste Heat Bolier .................................................................... IV-1

4.3

Heater 1(E-101) ....................................................................... IV-1

4.4

Reaktor 1(R-201) ..................................................................... IV-2

4.5

Evaporator 1 (FE-201) ............................................................. IV-2

4.6

Cooler (E–201) ........................................................................ IV-2

4.7

Crystallizer (CR–201) .............................................................. IV-2

4.8

Drum drier (DE–201)............................................................... IV-3

BAB V

SPESIFIKASI PERALATAN ...........................................................V-1

BAB VI

INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ................... VI-1
6.1

Instrumentasi ........................................................................... VI-1

6.2

Keselamatan Kerja Pabrik ........................................................ VI-8

BAB VII UTILITAS....................................................................................... VII-1

BAB VIII

BAB IX

7.1

Kebutuhan Uap (Steam) .......................................................... VII-1

7.2

Kebutuhan Air ........................................................................ VII-2

7.3

Kebutuhan Listrik ................................................................. VII-12

7.4

Unit Pengolahan Limbah ...................................................... VII-13

7.6

Spesifikasi Peralatan Utilitas................................................. VII-17

LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ................................... VIII-1
8.1

Lokasi Pabrik......................................................................... VIII-1

8.2

Tata Letak Pabrik .................................................................. VIII-6

8.3

Perincian luas tanah ............................................................... VIII-7

ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN .................. IX-1
9.1

Organisasi Perusahaan ........................................................... IX-1
9.1.1 Bentuk Organisasi Garis.................................................. IX-2
9.1.2 Bentuk Organisasi Fungsionil ......................................... IX-2
9.1.3 Bentuk Organisasi Garis dan Staf .................................... IX-3
9.1.4 Bentuk Organisasi Fungsionil dan staf ............................ IX-3

9.2

Manajemen Perusahaan ........................................................... IX-3

9.3

Bentuk Hukum Badan Usaha ................................................... IX-4

Universitas Sumatera Utara

BAB X

9.4

Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab ...................... IX-6

9.5

Sistem Kerja ............................................................................ IX-8

9.6

Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan .............................. IX-9

9.7

Sistem Penggajian ................................................................. IX-11

9.8

Fasilitas Tenaga Kerja ........................................................... IX-12

ANALISA EKONOMI ......................................................................X-1
10.1 Modal Investasi .........................................................................X-1
10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC) .............................X-4
10.3 Total Penjualan (Total Sales) .....................................................X-5
10.4 Bonus Perusahaan ......................................................................X-5
10.5 Perkiraan Rugi/Laba Usaha .......................................................X-5
10.6 Analisa Aspek Ekonomi ............................................................X-5

BAB XI

KESIMPULAN ................................................................................ XI-1

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... xiv

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 1.1

Impor Kalsium Magnesium Asetat Indonesia .................................. I-2

Tabel 3.1

Neraca Massa pada Tangki Pencampur I (M – 101) .......................III-1

Tabel 3.2

Neraca Massa pada Reaktor ( R – 201) ..........................................III-1

Tabel 3.3

Neraca Massa pada Filter Press (FP – 101) ....................................III-2

Tabel 3.4

Neraca Massa pada Tangki Netralisasi (TT – 201).........................III-2

Tabel 3.5

Neraca Massa pada Evaporator 1 (FE-201) ...................................III-2

Tabel 3.6

Neraca Massa pada Crystallizer(CR-201) ......................................III-3

Tabel 3.7

Neraca Massa pada Drum drier(DE-201) ......................................III-3

Tabel 3.8

Neraca Massa pada Furnace (B – 101)...........................................III-3

Tabel 4.1

Neraca Energi pada Furnace (B–101) .......................................... IV-1

Tabel 4.2

Neraca Energi pada Waste heat boiler (E–101) ............................. IV-1

Tabel 4.3

Neraca Energi pada Heater 1(E-101) ............................................ IV-1

Tabel 4.4

Neraca Energi pada Reaktor 1(R-201) .......................................... IV-2

Tabel 4.5

Neraca Energi pada Evaporator 1 (FE-201) .................................. IV-2

Tabel 4.6

Neraca Energi pada Cooler (E–201) ............................................. IV-2

Tabel 4.7

Neraca Energi pada Crystallizer (CR–201) ................................... IV-2

Tabel 4.8

Neraca Energi pada Drum drier (DE–201) .................................... IV-3

Tabel 6.1

Daftar Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan
Kalsium Asetat dan Magnesium Asetat ....................................... VI-4

Tabel 7.1

Kebutuhan Uap pada Alat ........................................................... VII-1

Tabel 7.2

Kebutuhan Air Pendingin pada Alat ............................................ VII-2

Tabel 7.3

Kebutuhan Air Umpan Boiler ...................................................... VII-3

Tabel 7.4

Pemakaian Air Untuk Berbagai Kebutuhan ................................. VII-4

Tabel 7.5

Kualitas Air Sungai Lau Gunung, Dairi ....................................... VII-5

Tabel 7.6

Perincian Kebutuhan Listrik ...................................................... VII-12

Tabel 8.1

Perincian Luas Tanah ................................................................. VIII-7

Tabel 9.1

Jadwal Kerja Karyawan Shift........................................................ IX-9

Tabel 9.2

Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya......................................... IX-10

Tabel 9.3

Perincian Gaji Karyawan ............................................................ IX-11

Universitas Sumatera Utara

Tabel LB.1

Kapasitas Panas Bahan ................................................................ LB-1

Tabel LB.2

Nilai Konstanta a,b,c dan d untuk perhitungan Cp fasa cair ......... LB-3

Tabel LB.3

Nilai Konstanta a,b,c dan d untuk perhitungan Cp fasa cair ......... LB-2

Tabel LB.4

Neraca Panas Total Furnace ........................................................ LB-5

Tabel LB.5

Neraca Panas Total Waste Heat Boiler ........................................ LB-7

Tabel LB.6

Neraca Panas Total Heater .......................................................... LB-9

Tabel LB.7

Neraca Panas Total Reaktor........................................................LB-13

Tabel LB.8

Neraca Panas Total Evaporator 1................................................LB-17

Tabel LB.9

Neraca Panas Total Cooler .........................................................LB-19

Tabel LB.10 Neraca Panas Total Crystallizer ..................................................LB-22
Tabel LB.11 Neraca Panas Total Drum drier ..................................................LB-25
Tabel LC.1

Data pada Alur 1 ......................................................................... LC-1

Tabel LC.2

Data pada Alur 5 ......................................................................... LC-4

Tabel LC.7

Komposisi Gas pada Knock-out Drum (KO-101) ........................LC-17

Tabel LD.1

Perhitungan Entalpi dalam Penentuan Tinggi Menara Pendingin LD-31

Tabel LE.1

Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya ........................... LE-1

Tabel LE.2

Harga Indeks Marshall dan Swift .................................................. LE-3

Tabel LE.3

Estimasi Harga Peralatan Proses ................................................... LE-6

Tabel LE.4

Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah ........... LE-7

Tabel LE.5

Biaya Sarana Transportasi .......................................................... LE-11

Tabel LE.6

Perincian Gaji Pegawai .............................................................. LE-14

Tabel LE.7

Perincian Biaya Kas ................................................................... LE-15

Tabel LE.8

Perincian Modal Kerja................................................................ LE-16

Tabel LE.9

Aturan Depresiasi Sesuai UU Republik Indonesia
No.17 Tahun 2000...................................................................... LE-18

Tabel LE.10 Perhitungan Biaya Depresiasi Sesuai UU RI
No. 17 Tahun 2000 ..................................................................... LE-18
Tabel LE.11 Data Perhitungan BEP ................................................................ LE-27
Tabel LE.12 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) ......................... LE-29

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Hal
Gambar 6.1

Instrumentasi Tangki Cairan ....................................................... VI-5

Gambar 6.2

Instrumentasi Pompa ................................................................... VI-5

Gambar 6.3

Instrumentasi Heater dan cooler .................................................. VI-5

Gambar 6.4

Instrumentasi Reaktor ................................................................. VI-6

Gambar 6.5

Instrumentasi Furnace ................................................................. VI-6

Gambar 6.6

Instrumentasi Waste Heat Boiler ................................................. VI-6

Gambar 6.7

Instrumentasi Tangki Netralisasi ................................................. VI-7

Gambar 6.8

Instrumentasi Crystallizer dan drier ............................................. VI-7

Gambar 6.9

Instrumentasi Filter Press ........................................................... VI-7

Gambar 6.10

Instrumentasi Evaporator ............................................................ VI-8

Gambar 7.1

Diagram Alir Pengolahan Air Pra Rancangan Pabrik
Pembuatan Kalsium Asetat dan Magnesium Asetat...................VII-27

Gambar 8.1

Tata Letak Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Pabrik ................ VIII-9

Gambar 9.1

Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pra Rancangan
Pabrik Pembuatan Kalsium Asetat dan Magnesium Asetat ........ IX-13

Gambar LD.1 Sketsa Sebagian Bar Screen ....................................................... LD-2
Gambar LD.2 Grafik Entalpi dan Temperatur Cairan pada Cooling Tower .... LD-30
Gambar LD.3 Kurva Hy terhadap 1/(Hy*– Hy) .............................................. LD-31
Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage) ............... LE-5
Gambar LE.2 Grafik BEP .............................................................................. LE-28

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN

Hal
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 ALAT UTILITAS ............... LD-1
LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI ..................................... LE-1

Universitas Sumatera Utara

INTISARI

Kalsium Asetat dan Magnesium Asetat diperoleh melalui reaksi antara
Asam Asetat dan batu dolomit dalam reaktor tangki berpengaduk pada suhu dan
tekanan yang relatif rendah dimana produksi yang dihasilkan bermanfaat sebagai
penyerap SOx dan NOx pada pabrik batubara dan pencair salju di daerah yang
beriklim salju.
Pabrik pembuatan Kalsium Asetat dan Magnesium Asetat ini direncanakan
berproduksi dengan kapasitas 15.000 ton/tahun dengan masa kerja 330 hari dalam
satu tahun. Lokasi pabrik direncanakan di daerah Kuta Gambir, Kabupaten Dairi,
Sumatera Utara dengan luas areal 10.120 m2. Tenaga kerja yang dibutuhkan 150
orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh
seorang General Manager dengan struktur organisasi sistem garis dan staf.
Hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan Kalsium Asetat dan Magnesium
Asetat ini adalah sebagai berikut:




















Modal Investasi

:

Rp 362.148.832.199,-

Biaya Produksi

: Rp 207.518.065.757,-

Hasil Penjualan

: Rp296.998.526.880,-

Laba Bersih

: 89.480.461.123,-

Profit Margin

: 30,28%

Break Event Point

: 61,03 %

Return of Investment

: 17,39 %

Return on Network

: 28,98%

Pay Out Time

: 5,75 tahun

Internal Rate of Return

: 30,98%

Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik
Pembuatan Kalsium Asetat dan Magnesium Asetat dari Asam Asetat dan Batu
Dolomit ini layak untuk didirikan.

Universitas Sumatera Utara

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Batubara pada masa mendatang mempunyai prospek yang cerah sebagai
bahan bakar alternatif. Hal ini ditandai dengan makin terbatasnya bahan bakar
minyak maupun gas disamping makin berkembangnya kegiatan industri baik skala
besar, menengah dan kecil. Selain tetap memanfaatkan minyak bumi dan gas bumi
yang semakin terbatas jumlahnya dan semakin mahal, negara-negara industri
berusaha memanfaatkan batubara sebagai bahan bakar penghasil energi.
Akan tetapi, persoalan yang dihadapi dalam penggunaan batubara secara
konvensional sebagai sumber energi istrik pada PLTU antara lain soal pencemaran
udara yang disebakan oleh gas buang yang mengandung partikel-partikel halus, SOx
dan NOx yang relatif lebih banyak dibandingkan dengan penggunaan BBM dan gas.
Hal ini disebabkan oleh sangat bervariasinya kualitas batubara dan semakin ketatnya
peraturan lingkungan. Untuk mengurangi resiko tersebut, diperlukan tambahan biaya
investasi dan operasi guna mengurangi dampak negatif terhadap kelestarian
lingkungan. Berbagai upaya untuk mengatasi pencemaran tersebut telah dilakukan
salah satunya melalui proses gasifikasi batubara yaitu pada pembangkit listrk tenaga
gas uap (PLTGU) telah diterapkan. Akhir-akhir ini juga telah diteliti suatu senyawa
yaitu kalsium magnesium asetat yang sangat efektif dalam mengurangi emisi SO x
dan NOx dalam pembakaran batubara, sehingga proses pembakaran batubara menjadi
lebih ramah lingkungan dan tidak berbahaya (Sukandarrumidi, 2001).
Konsumsi batubara dalam negeri sekarang cukup tinggi sehingga emisi yang
dihasilkan harus ditekan serendah mungkin untuk mengurangi pengaruh negatif
terhadap lingkungan. Hal ini mendorong kebutuhan kalsium magnesium asetat
sebagai agen pereduksi SOx dan NOx juga meningkat.
Selain itu kalsium magnesium asetat mempunyai beberapa kegunaan lain
yaitu sebagai pencair es/ salju, yang dapat meminimumkan kecelakaan di jalan raya
yang sangat berguna digunakan di dataran-dataran negara Eropa atau negara-negara
yang mempunyai iklim salju (Leineweber, 2002).

Universitas Sumatera Utara

Impor kalsium magnesium asetat berkembang pesat dari tahun ke tahun. Hal
ini disebabkan berkembangnya pabrik batubara di Indonesia. Menurut BPS (2004
dan 2006), impor kalsium magnesium asetat Indonesia seperti pada Tabel 1.1 berikut
ini.
Tabel 1.1 Impor Kalsium Magnesium Asetat Indonesia

2005

Impor
Berat bersih (kg)
18.235.970

2006

23.342.294

2007

24.453.664

2008

25.198.630

2009

26.664.675

Tahun

(BPS, 2005 sampai 2009)

Selain itu kebutuhan dunia kalsium asetat dan magnesium asetat dunia dari
tahun ke tahun semakin meningkat , terutama di negara-negara Eropa dan sebagian
negara-negara Asia yaitu sebagai pencair salju untuk mengurangi kecelakaan di jalan
raya, sehingga produk kalsium asetat dan magnesium asetat ini diharapkan mampu
untuk memenuhi kebutuhan dunia.

1.2 Perumusan Masalah
Kalsium asetat dan magnesium asetat merupakan absorben yang dapat
menyerap SOx , NOx, dan debu dari hasil pembakaran bahan bakar batubara. Sampai
saat ini kalsium asetat dan magnesium asetat masih diimpor dan penggunaannya
cenderung meningkat. Sehingga dengan pra-rancangan pabrik ini diharapkan dapat
membantu mengurangi polusi yang terjadi akibat pemakaian batubara dan
mengurangi polusi yang biasanya dihasilkan oleh proses dalam pabrik batubara.

Universitas Sumatera Utara

1.3 Tujuan Pra Rancangan Pabrik
Pembuatan pra-rancangan pabrik pembuatan kalsium asetat dan magnesium
asetat ini secara umum bertujuan untuk menerapkan disiplin ilmu teknik kimia
khususnya di bidang perancangan dan operasi teknik kimia. Sedangkan tujuan
khususnya adalah untuk meninjau studi kelayakan dari pra rancangan pabrik
pembuatan kalsium asetat dan magnesium asetat dari asam asetat dan batu dolomit
ini.

1.4

Manfaat Perancangan
Manfaat pra perancangan pabrik pembuatan kalsium asetat dan magnesium

asetat adalah memberikan gambaran kelayakan dari segi rancangan dan ekonomi
pabrik sehingga akan mendukung pertumbuhan pabrik batubara Indonesia. Hal ini,
diharapkan akan dapat memenuhi kebutuhan kalsium magnesium asetat domestik.

Universitas Sumatera Utara

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA DAN DESKRIPSI PROSES

2.1 Kalsium Asetat dan Magnesium Asetat
Kalsium asetat dan magnesium asetat merupakan garam-garam asetat dimana
hidrat yang stabil ada dalam bentuk monohidrat dan tetrahidrat, yang terdiri dari
kalsium asetat (Ca(CH3COO)2 . H2O) dan magnesium asetat (Mg(CH3COO)2 .
4H2O), berupa kristal yang larut sangat baik dalam air. Calcium Magnesium Acetate
(CMA) biasanya diproduksi dalam perbandingan mol antara Ca:Mg dan merupakan
sifat fisika yang penting dalam produksi CMA terutama jika digunakan sebagai
deicer.
CMA biasanya digunakan sebagai bahan penyerap emisi NOx dari asap
pembakaran pabrik dan juga sebagai agen pencairan es yang biasanya menutupi
jalan-jalan raya didaerah bersalju dan jalan raya didataran tinggi. Dahulu untuk
mencairkan es dimusim salju orang-orang banyak menggunakan garam batu (NaCl),
namun pemakainnya sebagai deicer terus meningkat tiap tahunnya yang akhirnya
menyebabkan masalah pengkaratan yang serius dan juga menyebabkan kerusakan
lingkungan akibat penggunaan yang berlebihan. CMA sebagai garam-garam asetat
yang memiliki sifat kimia rendah korosi, tidak mengganggu ataupun merusak
vegetasi dan aman bagi lingkungan merupakan solusi yang terbaik untuk mengganti
deicer lain yang selama ini merusak lingkungan.
Permintaan akan senyawa CMA terus meningkat setiap tahunnya mengingat
kegunaannya sebagai deicer sangat dibutuhkan di negara-negara yang mengalami
musim dingin bersalju dan dataran tinggi di daerah pegunungan yang bersalju
(Leineweber,2002).

2.2

Perkembangan Kalsium Asetat dan Magnesium Asetat
Sodium klorida telah digunakan sebagai deicer di jalan dan dataran tinggi di

Amerika Serikat sejak 1930-an. Karena keefektifannya yang menjangkau temperatur
yang tinggi, kemudahan penggunaan, dan harga yang murah menjadi deicer jalan

Universitas Sumatera Utara

yang umum. Konsumsi deicer di Amerika Serikat mencapai 4 juta ton pada awal
tahun 1960-an dan mencapai nilai tertinggi 12 juta ton pada akhir 1970-an.
Tetapi penggunaan berlebih dari zat ini banyak menimbulkan masalah serius
seperti masalah korosi, dan juga banyak menimbulkan masalah lingkungan, masalahmasalah utama yang ditimbulkan adalah :
•

•

Kerusakan pada jembatan dan berkaratnya penguat jembatan

•

Polusi pada tanah, air tanah, dan habitat perairan

•

Korosi pada kendaraan

Kerusakan pada vegetasi jalan

Pada awal 1970-an telah diteliti secara mendalam untuk meminimumkan efek
dari garam pencair jalan dan cara untuk meminimumkan kerusakan. Sebagai hasil
dari pengembangan untuk membangun konstruksi jembatan seperti dengan cara
penguat yang berlapis epoxy, dan perlindungan katoda, yang diharapkan dapat
mengurangi kerusakan pada jembatan. Ukuran untuk mengurangi jumlah garam yang
digunakan untuk efek mencairkan telah berhasil diwujudkan, terutama melalui
pengembangan teknik aplikasi yang memungkinkan garam ke lokasi yang lebih tepat
dan jumlah yang lebih sesuai untuk dapat dikelola. Tetapi hal ini tak dapat
memecahkan masalah yang berkaitan dengan penggunaan sodium klorida, dan
pencairan deicer alternatif dimulai.
Pada 1976, FHWA (pengawas bagian jalan) menemukan suatu zat yaitu
Kalsium asetat dan magnesium asetat (CMA). Dimana karakteristik CMA ini
memenuhi syarat deicer yang baik, dimana beberapa kelebihan yang dimliki CMA
dibandingkan dengan sodium klorida adalah :
•

Merupakan deicer yang efektif dan dapat digunakan pada berbagai

•

peralatan

•

Tidak menimbulkan kerusakan pada beton

•

kehidupan hewan

•

Korosi yang lambat pada baja dan logam lainnya

Tidak merusak tanah, air tanah, kesehatan manusia , tanaman, dan

Tetapi dalam hal ini CMA memiliki harga yang lebih mahal daripada
NaCl

Universitas Sumatera Utara

Banyak potensi-potensi lain yang dimiliki oleh CMA yang telah diketahui,
seperti dapat digunakan sebagai aditif pada pembakaran batubara, dimana bersifat
sebagai katalis dan disaat yang sama berlaku sebagai ”penangkap belerang”,
membentuk padatan kalsium sulfat dan secara substansial mengurang sulfur dioksida
dalam gas buangan. Batubara telah diimpregnasi dengan CMA sebelum terjadinya
pembakaran batubara, dalam hal ini CMA dapat mencegah hujan asam, dan
meningkatkan efisiensi dari boiler pembakar batubara (Leineweber, 2002).

2.3

Kegunaan Kalsium Asetat dan Magnesium Asetat
Beberapa kegunaan Kalsium asetat dan Magnesium Asetat diantaranya

adalah:
1. Dapat berfungsi sebagai absorber untuk menyerap kandungan SOx dan NOx
pada pabrik batubara, sehingga dapat mengurangi gas buangan pada
pembakaran batubara yang berupa sulfur dioksida.
2. sebagai de-icer, yaitu sebagai agen untuk mencairkan es atau salju yang
menutupi permukaan jalan, sehingga dapat meminimunkan kecelakaan jalan
raya yang dapat diakibatkan oleh iklim salju yang banyak dialami oleh
negara-negara Eropa dan beberapa negara di-Asia (Leineweber, 2002).

2.4

Asam Asetat
Asam asetat, asam etanoat atau asam cuka adalah senyawa kimia asam

organik yang dikenal sebagai pemberi rasa asam dan aroma dalam makanan. Asam
cuka memiliki rumus empiris C2H4O2. Rumus ini seringkali ditulis dalam bentuk
CH3-COOH, CH3COOH, atau CH3CO2H. Asam asetat murni (disebut asam asetat
glasial) adalah cairan higroskopis tak berwarna, dan memiliki titik beku 16,7°C, titik
didih sekitar 117,9° C pada tekanan 1 atm, dan pada konsentrasi tinggi akan
menimbulkan korosi pada berbagai jenis logam.
Asam asetat merupakan salah satu asam karboksilat paling sederhana, setelah
asam format. Larutan asam asetat dalam air merupakan sebuah asam lemah, artinya
hanya terdisosiasi sebagian menjadi ion H+ dan CH3COO-. Asam asetat merupakan
pereaksi kimia dan bahan baku industri yang penting. Asam asetat digunakan dalam
produksi polimer seperti polietilena tereftalat, selulosa asetat, dan polivinil asetat,

Universitas Sumatera Utara

maupun berbagai macam serat dan kain. Dalam industri makanan, asam asetat
digunakan sebagai pengatur keasaman. Di rumah tangga, asam asetat encer juga
sering digunakan sebagai pelunak air. Dalam setahun, kebutuhan dunia akan asam
asetat mencapai 6,5 juta ton per tahun. 1,5 juta ton per tahun diperoleh dari hasil daur
ulang, sisanya diperoleh dari industri petrokimia maupun dari sumber hayati
Cuka telah dikenal manusia sejak dahulu kala. Cuka dihasilkan oleh berbagai
bakteria penghasil asam asetat, dan asam asetat merupakan hasil samping dari
pembuatan bir atau anggur.
Penggunaan asam asetat sebagai pereaksi kimia juga sudah dimulai sejak
lama. Pada abat ke-3 Sebelum Masehi, Filsuf Yunani kuno Theophrastos
menjelaskan bahwa cuka bereaksi dengan logam-logam membentuk berbagai zat
warna, misalnya timbal putih (timbal karbonat), dan verdigris, yaitu suatu zat hijau
campuran dari garam-garam tembaga dan mengandung tembaga (II) asetat. Bangsa
Romawi menghasilkan sapa, sebuah sirup yang amat manis, dengan mendidihkan
anggur yang sudah asam. Sapa mengandung timbal asetat, suatu zat manis yang
disebut juga gula timbal dan gula Saturnus. Akhirnya hal ini berlanjut kepada
peracunan dengan timbal yang dilakukan oleh para pejabat Romawi.
Pada abad ke-8, ilmuwan Persia Jabir ibn Hayyan menghasilkan asam asetat
pekat dari cuka melalui distilasi. Pada masa renaisans, asam asetat glasial dihasilkan
dari distilasi kering logam asetat. Pada abad ke-16 ahli alkimia Jerman Andreas
Libavius menjelaskan prosedur tersebut, dan membandingkan asam asetat glasial
yang dihasilkan terhadap cuka. Ternyata asam asetat glasial memiliki banyak
perbedaan sifat dengan larutan asam asetat dalam air, sehingga banyak ahli kimia
yang mempercayai bahwa keduanya sebenarnya adalah dua zat yang berbeda. Ahli
kimia Prancis Pierre Adet akhirnya membuktikan bahwa kedua zat ini sebenarnya
sama.
Sejak 1910 kebanyakan asam asetat dihasilkan dari cairan piroligneous yang
diperoleh dari distilasi kayu. Cairan ini direaksikan dengan kalsium hidroksida
menghasilkan kalsium asetat yang kemudian diasamkan dengan asam sulfat
menghasilkan asam asetat (Anonim, 2009).

Universitas Sumatera Utara

2.5

Batu Dolomit
Dolomit termasuk rumpun mineral karbonat. Rumus kimia mineral dolomit

dapat ditulis meliputi CaCO3.MgCO3, CaMg(CO3)2 atau CaxMg1-xCO3, dengan nilai
x lebih kecil dari satu. Dolomit di alam jarang yang murni, karena umumnya mineral
ini selalu terdapat bersama-sama dengan batu gamping, kwarsa, rijang, pirit dan
lempung. Dalam mineral dolomit terdapat juga pengotor, terutama ion besi.
Dolomit berwarna putih keabu-abuan atau kebiru-biruan dengan kekerasan
lebih lunak dari batu gamping, yaitu berkisar antara 3,50 - 4,00, bersifat pejal, berat
jenis antara 2,80 - 2,90, berbutir halus hingga kasar dan mempunyai sifat mudah
menyerap air serta mudah dihancurkan. Klasifikasi dolomit dalam perdagangan
mineral industri didasarkan atas kandungan unsur magnesium, Mg (kimia), mineral
dolomit (mineralogi) dan unsur kalsium (Ca) dan magnesium (Mg). Kandungan
unsur magnesium ini menentukan nama dolomit tersebut. Misalnya, batu gamping
mengandung ± 10 % MgCO3 disebut batu gamping dolomit, sedangkan bila
mengandung 19 % MgCO3 disebut dolomit
Penggunaan dolomit dalam industri tidak seluas penggunaan batu gamping
dan magnesit. Kadang-kadang penggunaan dolomit ini sejalan atau sama dengan
penggunaan batu gamping atau magnesit untuk suatu industri tertentu. Akan tetapi,
biasanya dolomit lebih disukai karena banyak terdapat di alam (Anonim, 2009).

Proses Produksi Kalsium Asetat dan Magnesium Asetat
Untuk memproduksi CMA secara umum dengan menggunakan prinsip reaksi
netralisasi antara:
a. Asam asetat dengan dolomit
CaMg(CO3)2 + 4CH3COOH

(CH3COO)2Ca+ (CH3COO)2Mg +
2CO2 + 2H2O

b. Asam asetat dengan calcite dan dengan magnesit

CaCO3 + 2CH3COOH
MgCO3 + 2CH3COOH

(CH3COO)2Ca + CO2 + H2O
(CH3COO)2Mg + CO2 + H2O

Universitas Sumatera Utara

c. Asam asetat dengan kalsium hidroksida dan magnesium hidroksida
Ca(OH)2 + 2CH3COOH

(CH3COO)2Ca + 2H2O

Mg(OH)2 + 2CH3COOH

(CH3COO)2Mg + 2H2O

d. Asam asetat dengan kalsium oksida dan magnesium oksida
CaO + MgO+ 4CH3COOH

Ca(CH3COO)2 + Mg(CH3COO)2
+ 2H2O (Leineweber,2002)

Berdasarkan kemungkinan umpan balik bahan baku setelah proses sintesis
terjadi, batu dolomit sebagian besar dipisahkan untuk dimasukkan ke dalam reaktor.
Proses pemisahan dilakukan dengan menggunakan alat rotary screen berfungsi
memisahkan produk dengan batu dolomit berupa padatan kapur yang tidak larut
sehingga pada overflow diperoleh produk yang bebas padatan. Sedangkan batu
dolomit sebagian dikembalikan ke reaktor dan sisanya dapat dibuang ataupun
dicampurkan dengan kalsium magnesium asetat sebagai produk.
Jumlah bahan baku yang paling banyak digunakan dalam reaksi pembuatan
CMA adalah asam asetat dan tergolong bahan baku yang sangat mahal sehingga
dicari alternatif sebagai sumber asam asetat yang dapat mengurangi biaya produksi.
Berdasarkan sumber asam asetat maka proses produksi CMA dibagi kedalam tiga
bagian yaitu:

1. Proses Konvensional
Proses ini menggunakan asam asetat glasial yang disintesis dari minyak tanah
atau gas alam. Asam asetat yang diperoleh dengan cara ini tergolong mahal sekalipun
dibuat dalam skala besar karena sejumlah besar bahan baku digunakan dalam proses
sintesis yaitu hampir 80% fraksi berat asetat dalam CMA. Karena biaya asam asetat
adalah kunci yang sangat mempengaruhi biaya produksi CMA, kecilnya kesempatan
mengakibatkan cara ini dikesampingkan mengingat pentingnya harga yang lebih
rendah dari produksi CMA. Suatu cara sudah pernah diteliti dan sekarang telah
dipatenkan dengan mereaksikan asam asetat dengan dolime atau dolomite untuk
menghasilkan CMA dan melalui tahap berikutnya yang disarankan untuk
menghasilkan produk dalam bentuk flakes atau kristal. Chevron Chemical Co. telah
memproduksi CMA-deicer ICE-B-GONTM sejak tahun 1985.

Universitas Sumatera Utara

Untuk memproduksi CMA dengan cara mereaksikan kalsium hidroksida
(Ca(OH)2) dan magnesium hidroksida (Mg(OH)2) dengan asam asetat (CH3COOH)
dapat dilakukan tanpa perlakuan khusus karena reaksinya sangat cepat dan bersifat
eksotermis, tetapi dilihat dari bahan bakunya, biaya produksi yang dibutuhkan sangat
besar dan tidak ekonomis. Penggunaan magnesit dan calcite sebagai bahan baku juga
membutuhkan biaya produksi yang cukup besar.
Untuk skala yang besar, CMA diproduksi dengan mereaksikan asam asetat
dengan batu dolomit. Untuk meningkatkan reaksi maka batu dolomit harus
dibakar/dikalsinasi terlebih dahulu di dalam furnace dengan temperatur antara
600OC-900OC, tetapi pembakaran batu dolomit dengan suhu lebih tinggi biasanya
dihindari karena dapat menurunkan/memperlambat proses reaksi pembentukan
CMA. (Leineweber,2002)

2. Proses Fermentasi
Pada proses fermentasi ini menggunakan bahan baku seperti glukosa, jagung
atau limbah buangan organik yang diubah menjadi asam asetat dengan
memanfaatkan mikroorganisme Clostridium thermoaceticum. Berdasarkan bahan
baku, maka diperlukan perlakuan sebelum fermentasi. Pada dasarnya ada tiga cara
yang berbeda membuat CMA:
a. Asam asetat diekstrak dari fermentasi air daging/kaldu dengan menggunakan
liquid-ion

exchanger selanjutnya direaksikan

dengan

batu

dolomit.

Keuntungannya yaitu memperbolehkan pengoperasian secara terus menerus
dan dihasilkan yield larutan CMA dengan konsentrasi yang tinggi. Masalah
utamanya ialah besarnya biaya untuk alat exchanger dan kenyataan bahwa
ekstraksi terjadi pada pH asam dan hanya mengekstrak asam yang tidak
terdisosiasi.
b. CMA diproduksi secara langsung di dalam fermentor dengan mengatur
jumlah dolomit yang ditambahkan ke dalam kaldu sehingga pH sesuai dengan
mikroorganisme selama fermentasi. Mengingat konsentrasi akhir yang
diharapkan lebih tinggi maka disarankan fermentasi secara batch.
Keuntungan cara ini yaitu laju produksi asam asetat lebih tinggi dan
memungkinkan investasi modal yang lebih rendah karena peralatan yang

Universitas Sumatera Utara

digunakan lebih kecil. Masalahnya diantara kesulitan menghasilkan larutan
CMA yang stokiometri dari asam asetat encer pada kondisi sekitar pH netral
dan terhambatnya pertumbuhan mikroorganisme saat konsentrasi CMA
tinggi. Konsentrasi CMA di dalam air kaldu dibatasi sampai 5% berdasarkan
persen berat dengan organisme yang ada, karena itu energi yang dibutuhkan
cukup besar untuk mendapatkan produk.
c. Berpuluh-puluh tahun yang lalu sebelum orang membicarakan CMA dan
kegunaannya sebagai deicer, pH fermentasi diatur dengan menggunakan
ammonium asetat sehingga dihasilkan larutan encer ammonium asetat. Air
kaldu disaring dan kapur atau senyawa basa lainnya ditambahkan sehingga
dihasilkan kalsium asetat atau garam asetat lainnya, sedangkan senyawa
ammonium sebelumnya terdekomposisi menjadi ammonium hidroksida.
Larutan ammonium ini diperoleh kembali melalui scrubing column kemudian
larutan dilalukan ke evaporator multi tahap untuk mendapatkan garam asetat
kering. Perlu dilakukan penelitian yang lebih jauh lagi untuk menemukan
organisme yang lebih baik lagi sehingga laju produksi dan konsentrasi produk
lebih tinggi.

3. Proses Alkaline Fusion
Proses ini dilakukan berdasarkan penemuan dengan memanaskan bahan
buangan berselulosa kedalam larutan alkali berlebih pada suhu 200OC, reaksi yang
bersifat eksotermis ini akan mengubah selulosa menjadi asetat (lebih dari 30%),
metanol, aseton, karbonat dan oksalat. Proses seperti ini telah ada sejak ratusan tahun
yang lalu dan dari percobaan yang pernah dilakukan diperoleh bahwa yield asetat
menurun tajam jika menggunakan larutan logam alkali tanah seperti kalsium dan
magnesium daripada logam alkali seperti natrium. Baru-baru ini diperhatikan mulai
ada minat untuk mengembangkan proses alkaline fusion (Leineweber, 2002).

Universitas Sumatera Utara

2.7

Dasar-Dasar Pemilihan Proses
Pada pra rancangan pabrik pembuatan kalsium magnesium asetat ini dipilih

pembuatan kalsium magnesium asetat dengan proses konvensional dengan
pertimbangan-pertimbangan berikut:
1. Konversi asam asetat dan batu dolomit dapat mencapai 95% dimana lebih
tinggi dari 2 proses lainnya.
2. Biaya produksi cenderung lebih kecil karena menggunakan peralatan yang
lebih sederhana dibandingkan dengan proses fermentasi dan alkaline fusion.
3. Operasi lebih mudah dan stabil serta lebih aman.
4. Pemeliharaan alat lebih mudah, dan proses lebih sederhana karena pada 2
proses lainnya menggunakan mikroorganisme pengurai yang lebih sulit untu
dikontrol (Leineweber,2002).

2.8

Deskripsi Proses (Pembuatan Kalsium Magnesium Asetat dari Asam
Asetat dan Batu Dolomit)
Umpan berupa batu dolomit alam dalam bentuk bongkahan pertama-tama

diangkut dengan bucket elevator (L-101) dan dihancurkan dengan menggunakan roll
crusher (RC-101) sehingga berbentuk butiran, lalu butiran-butiran dolomit tadi
dikalsinasi dengan menggunakan furnace (B-101) dengan suhu 900 0C selama 4 jam
sehingga kalsium karbonat dan magnesium karbonat terdekomposisi menjadi
kalsium oksida dan magnesium oksida. Lalu setelah itu dolomit yang telah
terkalsinasi tersebut didiamkan sampai mencapai temperatur kamar. Panas gas
buangan yang berasal dari furnace dimanfaatkan kembali untuk menghasilkan steam
dengan menggunakan waste heat boiler (E-101). Setelah didiamkan, batu dolomit
diangkut dengan screw conveyor (C-101) menuju kedalam tangki pencampur (M101) yaitu untuk melarutkan batu dolomit tersebut dengan asam asetat (kadar ±
80%), setelah itu larutan dialirkan menuju reaktor tangki berpengaduk (CSTR) R-201
sehingga terjadi pembentukan kalsium asetat dan magnesium asetat yang dihasilkan
dari reaksi antara asam asetat dan batu dolomit yang bersifat eksotermis , sebagai
berikut:
CaO + MgO+ 4CH3COOH

Ca(CH3COO)2 + Mg(CH3COO)2
+ 2H2O

Universitas Sumatera Utara

Dimana konversi reaksi adalah 95 %.Reaktor dijaga pada suhu 600C dengan
dialirkan air pendingin. Larutan yang dihasilkan reaktor berupa larutan kalsium
magnesium asetat yang bercampur dengan padatan dolomit yang tidak larut
diumpankan ke tangki penampungan filtrat lalu dialirkan ke filter press (FP-201),
yaitu untuk memisahkan cairan filtrat dengan padatan-padatan dolomit yang tersisa.
Larutan hasil filtrasi dialirkan ke tangki penetralan (TT-205) yang bertujuan untuk
membuat

larutan agar mencapai pH 8-9 yaitu dengan menambahkan kalsium

hidroksida (kalsium hidroksida : asam asetat=1:5) dan juga untuk mereaksikan
kembali asam asetat yang masih tersisa. Setelah larutan dinetralisasi, cairan
diumpankan kedalaman evaporator (E-201), yang bertujuan untuk memekatkan
produk kalsium magnesium asetat, evaporator ini akan dialirkan steam pada suhu
1400C yang berasal dari waste heat boiler sehingga suhu dalam evaporator mencapai
1200C. Setelah itu cairan yang telah dipekatkan dialirkan melalui pompa screw
menuju ke cooler E-202 hingga mencapai suhu 800C (suhu awal terbentuknya
kristal), lalu larutan didinginkan didalam crystallizer hingga mencapai suhu 50 0C
untuk menghasilkan kristal kalsium asetat dan magnesium asetat, dimana mother
liquor (cairan yang tidak terbentuk menjadi kristal) direcycle kedalam evaporator,
selanjutnya kristal dibawa kedalam drum drier untuk menghilangkan kandungan air
yang masih tersisa, selanjutnya produk akhir ini diangkut dengan menggunakan
screw conveyor C-202 menuju kedalam gudang penyimpanan G-201 didiamkan
hingga mencapai temperatur kamar (250C), lalu dilakukan pengemasan.

Universitas Sumatera Utara

BAB III
NERACA MASSA

Hasil perhitungan neraca massa pada proses pembuatan kalsium asetat dan
magnesium asetat dengan kapasitas produksi 15.000 ton/tahun adalah sebagai
berikut:
Basis perhitungan

: 1 jam operasi

Waktu kerja/tahun

: 330 hari/tahun

Satuan operasi

: kg/jam

3.1. Pencampur I (M – 101)
Tabel 3.1. Neraca Massa Tangki Pencampur
Alur Masuk (kg/jam)
Komponen
Alur 6
Alur 5
CaO
346,883
MgO
385,37
Air
259,2
CH3COOH
1296
SiO2
32,0765
Fe2O3
21,3843
Al2O3
10,692
Total

2373,4058

3.2. Reaktor ( R – 201)
Tabel 3.2. Neraca Massa Reaktor
Alur masuk (kg/jam)
Komponen
Alur 7
CaO
346,883
MgO
385,37
CaAc
MgAc
Air
259,2
CH3COOH
1296
SiO2
32,0765
Fe2O3
21,3843
Al2O3
10,692
Total

2373,4058

Alur Keluar (kg/jam)
Alur 7
346,883
385,37
259,2
1296
2373,4058

Alur keluar (kg/jam)
Alur 9
56,826
49,94
811,774
713,36
448,575 +149
57,97
32,0765
21,3843
10,692
2373,4058

Universitas Sumatera Utara

3.3. Filter Press (FP – 101)
Tabel 3.3. Neraca Massa Filter Press
Alur keluar (kg/jam)
Komponen
Alur 11
Alur 10
CaAc
811,774
MgAc
713,36
CaO
56,826
MgO
49,94
Air
448,575
CH3COOH
57,97
SiO2
32,0765
Fe2O3
21,3843
Al2O3
10,692
Total

2224,1978

3.4. Tangki Netralisasi (TT – 201)
Tabel 3.4. Neraca Massa Tangki Netralisasi
Alur Masuk (kg/jam)
Komponen
Alur 11
Alur 12
811,774
CaAc
713,36
MgAc
448,575
434,775
Air
57,97
CH3COOH
289,85
Ca(OH)2
Total

2756,304

Alur masuk (kg/jam)
Alur 9
811,774
713,36
56,826
49,94
448,575
57,97
32,0765
21,3843
10,692
2224,1978

Alur Keluar (kg/jam)
Alur 13
1159,594
713,36
883,35
2756,304

3.5. Evaporator 1 (FE-201)
Tabel 3.5. Neraca Massa Evaporator 1
Alur keluar (kg/jam)
Komponen
Alur 15
Alur 14 a
CaAc
MgAc

Air
Total

1260,428
775,4
57,6

830,35

2923,778

Alur masuk(kg/jam)
Alur 14
Alur 17
1159,594
713,36
878,75

100,834
62,04
4,6

2923,778

Universitas Sumatera Utara

3.6. Crystallizer(CR-201)
Tabel 3.6. Neraca Massa Crystallizer
Komponen
CaAc
MgAc

Air

Alur keluar (kg/jam)
Alur 18
Alur 17
1159,594
100,834
713,36
62,04
53
4,6

Total

2093,428

Alur masuk (kg/jam)
Alur 16
1260,428
775,4
57,6

2093,428

3.7.Drum drier(DE-201)
Tabel 3.7. Neraca Massa Drum drier
Alur Masuk (kg/jam)
Komponen
Alur 18
1159,594
CaAc
713,36
MgAc
53
Air
Total
1925,954

Alur Keluar (kg/jam)
Alur 18a
Alur 19
1159,594
713,36
31,8
21,2
1925,954

3.8 Furnace (B – 101)
Tabel 3.8. Neraca Massa Furnace
Alur keluar (kg/jam)
Komponen
Alur 3
Alur 6
CaCO3
MgCO3
346,883
CaO
385,37
MgO
43,927
CO2
21,6
Impurities
Total

797,78

Alur masuk (kg/jam)
Alur 2
368,843
407,26
21,6
797,78

Universitas Sumatera Utara

BAB IV
NERACA PANAS
Basis Perhitungan

: 1 hari operasi

Satuan Operasi

: kJ/hari

Temperatur Basis

: 25oC (298,15 K)

4.1

Furnace (B–101)
Tabel 4.1. Neraca Panas Total Furnace (B–101)

Panas Masuk (kJ/jam)

Panas Keluar (kJ/jam)

Q2

= 0

Q6

= 409057,348

∆Hpembakaran

= 455.528

Q3

= 46.471,13105

455.528

455.528

4.2 Waste heat boiler (E–101)
Tabel 4.2 : Neraca Panas Total Waste Heat Boiler (E–102)
Panas Masuk (kJ/jam)

Panas Keluar (kJ/jam)

Q3

Q4

= 46.471,13105

Q

46.471,13105

=

4553,5

= 41917,63

46.471,13105

4.3 Heater 1
Tabel 4.3 : Neraca Panas Total heater 1 (E–101)
Panas Masuk (kJ/jam)
Q7
= 0
Qst

Panas Keluar (kJ/jam)
Q8
= 133.815,92

= 133.815,92

133.815,92
4.4 Reaktor 1(R-201)

133.815,92

Tabel 4.4 : Neraca Panas Total Reaktor (R–201)

Universitas Sumatera Utara

Panas Masuk (kJ/jam)

Panas Keluar (kJ/jam)

Q7

Q9 = 86656,1

= 133.815,92

∆Hr(298) = -4284,8838

Q

= 42.372,5

129.531

129.531

4.5 Evaporator 1 (FE-201)
Tabel 4.5 : Neraca Panas Total evaporator 1 (FE–201)
Panas Masuk (kJ/jam)
Q17
=
7013,204746

Panas Keluar (kJ/jam)
Q14a
= 2.175.090

Q

= 2.201.286,24

Q15

Q14

=

= 236.316,6

203103,1473
2.411.406,6

2.411.406,6

4.6 Cooler (E–201)
Tabel 4.6 Neraca Panas Total cooler (E–201)
Panas Masuk (kJ/jam)

Panas Keluar (kJ/jam)

Q15

Q16
Q

= 236.312,6

= 136.748,275
= 99.564

236.312,6

236.312,6

4.7 Crystallizer (CR–201)
Tabel 4.7 : Neraca Panas Total Crystallizer (CR–201)
Panas Keluar (kJ/jam)

Panas masuk(kJ/jam)

Q

Q16

= 137809,8

∆HCr

=

Q18 +Q17

=

71183,169
= 66665,031

137848,2

38,4

137848,2

Universitas Sumatera Utara

4.8 Drum drier (DE–201)
Tabel 4.8 : Neraca Panas Total drum drier (DE–201)
Panas Masuk (kJ/jam)
Q18
= 57608.71371

Panas Keluar (kJ/jam)
Q19
= 173.765,6

Qst

Q18a

= 198.345

255.953,97

= 82.188,37

255.953,97

Universitas Sumatera Utara

BAB V
SPESIFIKASI PERALATAN

1. Tangki Pelarutan Asam asetat (TT – 101)
Fungsi

: Menyimpan Asam asetat untuk kebutuhan 15 hari

Bahan konstruksi

: Carbon Steel SA –285 Grade C

Bentuk

: Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal

Jumlah

: 2 Unit

Kapasitas

: 322,91 m3

Kondisi operasi
- Temperatur

: 25 0C

- Tekanan

: 1 atm

Kondisi fisik
- Silinder
- Diameter

: 6,5 m

- Tinggi

: 8,66 m

- Tebal

: 2 in

- Tutup
- Diameter

: 6,5 m

- Tinggi

: 1,625 m

- Tebal

: 2 in

2. Reaktor 1 (R-201)

Fungsi

: Tempat berlangsungnya reaksi pembentukan CMA

Jenis

: Reaktor berpengaduk marine propeller tiga daun dengan tutup
dan alas ellipsoidal

Bahan konstruksi : stainless steel, SA–240, Grade A
Bentuk

: silinde