Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Potassium Ammonium Polyphosphate dari Ammonium Phosphate dan Potassium Phosphate dengan Kapasitas Produksi 300.000 Ton/ Tahun
PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN POTASSIUM AMMONIUM POLYPHOSPHATE
DARI AMMONIUM PHOSPHATE DAN POTASSIUM PHOSPHATE
DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 300.000 TON/TAHUN
TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia
Oleh LINA RAHMASARI GINTING
NIM : 080405041
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan atas kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, ridho dan karunia-Nya karena penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Potassium Ammonium Polyphosphate dari Ammonium Phosphate dan Potassium Phosphate dengan Kapasitas Produksi 300.000 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. Dalam penyelesaian tugas akhir ini, penulis banyak menerima bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Dr. Eng. Rondang Tambun, ST, MT selaku dosen pembimbing I dan
penguji I yang telah membimbing penulis dengan penuh kesabaran serta memberi masukan sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan dengan baik. 2. Bapak Ir. Bambang Trisakti, MT selaku dosen pembimbing II yang telah membimbing penulis dengan penuh kesabaran serta memberi masukan sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan dengan baik. 3. Ibu Dr. Ir. Fatimah, MT, sebagai penguji II dan selaku sekretaris Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera dan penguji II. 4. Bapak M. Hendra S. Ginting, ST, MT sebagai dosen penguji II yang telah memberikan saran dan masukan bagi penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 5. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, selaku koordinator tugas akhir Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. 6. Bapak Dr. Eng Ir. Irvan, M.Si, selaku ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. 7. Seluruh staf pengajar dan pegawai Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan ilmu dan pengalaman yang sangat berharga kepada penulis. 8. Kedua orang tua yang telah banyak berkorban dan memberikan didikan serta do’a untuk penulis.
Universitas Sumatera Utara
9. Ayu Ridaniati Bangun atas kerja sama dan bantuannya sebagai sahabat sekaligus partner selama melaksanakan tugas akhir ini.
10. Sahabat-sahabat terbaik di Teknik Kimia, khususnya semua stambuk 2008 yang memberikan banyak dukungan dan semangat kepada penulis.
11. Teman-teman, adik-adik dan abang-kakak yang turut memberikan bantuan kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini Pada akhirnya demi kesempurnaan tugas akhir ini, penulis sangat
mengharapkan kritik dan saran yang bersifat konstruktif. Semoga tugas akhir ini bermanfaat bagi semua pihak.
Medan, Mei 2013 Penulis
Lina Rahmasari Ginting
Universitas Sumatera Utara
INTI SARI
Pabrik Pembuatan Potassium Ammonium Polyphosphate ini direncanakan akan berproduksi dengan kapasitas 300.000 ton/tahun (37878,7879 kg/jam) dan beropersi selama 330 hari dalam setahun. Pabrik ini diharapkan dapat mengurangi ketergantungan Indonesia terhadap Potassium Ammonium Polyphosphate.
Lokasi pabrik yang direncanakan adalah Kawasan Industri Medan di Medan dengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 14.500 m2.
Tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 101 orang. Bentuk badan usaha yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas (PT) dan bentuk organisasinya adalah organisasi garis dan staff.
Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik pembuatan potassium ammonium polyphosphate adalah:
Modal Investasi
= Rp. 552.886.449.164,-
Biaya Produksi Per Tahun
= Rp. 1.194.025.295.196,-
Hasil Jual Produk Per Tahun = Rp. 1.500.000.000.000,-
Laba Bersih Per Tahun
= Rp 213.128.881.896,-
Profit Margin (PM)
= 20,3 %
Break Even Point (BEP)
= 34,12 %
Return Of Investment (ROI) = 38,55 %
Pay Out Time (POT)
= 2,6 tahun
Return Of Network (RON)
= 64,25 %
Internal Rate Of Return (IRR) = 49,53 %
Dari hasil analisa aspek ekonomi, maka dapat disimpulkan bahwa pabrik
pembuatan Potassium Ammonium Polyphosphate ini layak untuk didirikan.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman KATA PENGANTAR .................................................................................................. i INTISARI .................................................................................................................. iii DAFTAR ISI............................................................................................................... iv DAFTAR GAMBAR ................................................................................................... x DAFTAR TABEL....................................................................................................... xi BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................I-1
1.1 Latar Belakang ...................................................................................I-1 1.2 Perumusan Masalah ...........................................................................I-2 1.3 Tujuan Pra Rancangan .......................................................................I-3 1.4 Manfaat Pra Rancangan .....................................................................I-3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................ II-1 2.1 Pupuk ............................................................................................... II-1 2.2 Ammonium Phosphate (NH4H2PO4) ................................................ II-4 2.3 Potassium Phosphate (KH2PO4)...................................................... II-4 2.4 Potassium Ammonium Polyphosphate ([KNH4(PO3)2]8))................ II-5 2.5 Proses Pembuatan Potassium Ammonium Polyphosphate............... II-5 2.6 Sifat-Sifat Bahan Baku dan Produk ................................................. II-7
2.6.1 Sifat-Sifat Bahan Baku............................................................ II-7 2.6.2 Sifat-Sifat Produk.................................................................... II-8 2.7 Deskripsi Proses............................................................................... II-8 BAB III NERACA MASSA ............................................................................... III-1 3.1 Tangki Pencampur (M-101)............................................................ III-1 3.2 Tangki Pencampur (M-102)............................................................ III-1 3.3 Reaktor (R-101) .............................................................................. III-1 3.4 Evaporator (FE-101)....................................................................... III-2 3.5 Spray Dryer (D-101)....................................................................... III-2 BAB IV NERACA PANAS ................................................................................ IV-1 4.1 Heater I (E-101)..............................................................................IV-1 4.2 Heater II (E-102) ............................................................................IV-1 4.3 Reaktor (R-101) .............................................................................. IV-1
Universitas Sumatera Utara
4.4 Evaporator (FE-101)....................................................................... IV-2 4.5 Sub Cooler Condenser (E-103)....................................................... IV-2 BAB V SPESIFIKASI PERALATAN................................................................ V-1 5.1 Gudang Penyimpanan Ammonium Phosphate (G-101) ................... V-1 5.2 Belt Conveyor (C-101) ..................................................................... V-1 5.3 Gudang Penyimpanan Potassium Phosphate (G-102)..................... V-1 5.4 Belt Conveyor (C-102) ..................................................................... V-2 5.5 Tangki Pencampur (M-101)............................................................. V-2 5.6 Tangki Pencampur (M-102)............................................................. V-2 5.7 Pompa Ammonium Phosphate (P-101) ............................................ V-3 5.8 Pompa Potassium Phosphate (P-102).............................................. V-3 5.9 Heater I (E-101)............................................................................... V-4 5.10 Heater II (E-102) ........................................................................... V-4 5.11 Reaktor (R-101) ............................................................................. V-4 5.12 Pompa Potassium Ammonium Polyphosphate (P-103).................. V-5 5.13 Evaporator (FE-101) ...................................................................... V-5 5.14 Sub Cooler Condensor (E-103)...................................................... V-6 5.15 Pompa Potassium Ammonium Polyphosphate (P-104).................. V-6 5.16 Spray Dryer (D-101)...................................................................... V-6 5.17 Belt Conveyor (C-103) ................................................................... V-7 5.18 Gudang Penyimpanan Produk [KNH4(PO3)2]8 (G-103) ................ V-7 BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ........................ VI-1 6.1 Instrumentasi................................................................................... VI-1 6.2 Keselamatan Kerja .......................................................................... VI-7 6.3 Keselamatan Kerja pada Pabrik Pembuatan Potassium Ammonium
Polyphosphate................................................................................. VI-8 6.3.1 Pencegahan terhadap Kebakaran dan Peledakan ................... VI-8 6.3.2 Peralatan Perlindungan Diri ................................................... VI-9 6.3.3 Keselamatan Kerja terhadap Listrik..................................... VI-12 6.3.4 Pencegahan terhadap Gangguan Kesehatan......................... VI-12 6.3.5 Pencegahan terhadap Bahaya Mekanis ................................ VI-13 6.3.6 Sanksi Pelanggaran Keselamatan Kerja............................... VI-13
Universitas Sumatera Utara
6.3.7 Pencegahan dan Pertolongan Pertama jika Terkena Bahan Kimia.................................................................................... VI-15
6.4 Material Safety Data Sheet (MSDS) Bahan Kimia dalam Pabrik Pembuatan Potassium Ammonium Polyphosphate.................... VI-15
6.4.1 Ammonium Phosphate (NH4H2PO4) .................................... VI-15 6.4.2 Potassium Phosphate (KH2PO4).......................................... VI-16 6.4.3 Potassium Ammonium Polyphosphate (KNH4H2PO4)8 ....... VI-16 BAB VII UTILITAS............................................................................................VII-1 7.1 Kebutuhan Uap (Steam) .................................................................VII-1 7.2 Kebutuhan Air................................................................................VII-2 7.2.1 Screening...............................................................................VII-6 7.2.2 Sedimentasi ...........................................................................VII-6 7.2.3 Klarifikasi .............................................................................VII-6 7.2.4 Filtrasi ...................................................................................VII-8 7.2.5 Demineralisasi.......................................................................VII-9
7.2.5.1 Penukar Kation (Cation Exchanger).........................VII-9 7.2.5.2 Penukar Anion (Anion Exchanger) .........................VII-10 7.2.5.3 Perhitungan Kesadahan Kation...............................VII-10 7.2.5.4 Perhitungan Kesadahan Anion................................VII-11 7.2.6 Deaerator ............................................................................VII-12 7.3 Kebutuhan Bahan Kimia..............................................................VII-13 7.4 Kebutuhan Listrik ........................................................................VII-13 7.5 Kebutuhan Bahan Bakar ..............................................................VII-14 7.5.1 Kebutuhan Bahan Bakar untuk Generator ..........................VII-14 7.5.2 Kebutuhan Bahan Bakar untuk Ketel Uap..........................VII-15 7.6 Unit Pengolahan Limbah .............................................................VII-15 7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas .......................................................VII-17 7.7.1 Screening (SC) ....................................................................VII-17 7.7.2 Pompa Utilitas-101 (PU-101) .............................................VII-17 7.7.3 Bak Sedimentasi-101 (BS-101) ..........................................VII-18 7.7.4 Pompa Utilitas-102 (PU-102) .............................................VII-18 7.7.5 Tangki Pelarutan Alum [Al2(SO4)3] (TP-101) ....................VII-19
Universitas Sumatera Utara
7.7.6 Pompa Utilitas-103 (PU-103) .............................................VII-19 7.7.7 Tangki Pelarutan Soda Abu [Na2CO3] (TP-102) ................VII-19 7.7.8 Pompa Utilitas-104 (PU-104) .............................................VII-20 7.7.9 Clarifier (CL-101) ..............................................................VII-20 7.7.10 Pompa Utilitas-105 (PU-105) ...........................................VII-21 7.7.11 Sand Filter (SF-101) .........................................................VII-21 7.7.12 Pompa Utilitas-106 (PU-106) ...........................................VII-22 7.7.13 Tangki Utilitas-101 (TU-101)...........................................VII-22 7.7.14 Pompa Utilitas-107 (PU-107) ...........................................VII-22 7.7.15 Pompa Utilitas-108 (PU-108) ...........................................VII-23 7.7.16 Pompa Utilitas-109 (PU-109) ...........................................VII-23 7.7.17 Tangki Pelarutan H2SO4 (TP-103)....................................VII-24 7.7.18 Pompa Utilitas-110 (PU-110) ...........................................VII-24 7.7.19 Cation Exchanger (CE-101) .............................................VII-25 7.7.20 Pompa Utilitas-111 (PU-111) ...........................................VII-25 7.7.21 Tangki NaOH (TP-104) ....................................................VII-26 7.7.22 Pompa Utilitas-112 (PU-112) ...........................................VII-26 7.7.23 Anion Exchanger (AE-101) ..............................................VII-26 7.7.24 Pompa Utilitas-113 (PU-113) ...........................................VII-27 7.7.25 Tangki Pelarutan Kaporit [Ca(ClO)2] (TP-105)................VII-27 7.7.26 Pompa Utilitas-114 (PU-114) ...........................................VII-28 7.7.27 Tangki Utilitas-102 (TU-102)...........................................VII-28 7.7.28 Pompa Utilitas-115 (PU-115) ...........................................VII-28 7.7.29 Water Cooling Tower (CT-101)........................................VII-29 7.7.30 Pompa Utilitas-116 (PU-116) ...........................................VII-29 7.7.31 Deaerator (DE-101)...........................................................VII-30 7.7.32 Pompa Utilitas-117 (PU-117) ...........................................VII-30 7.7.33 Ketel Uap-101 (KU-101) ..................................................VII-31 7.7.34 Tangki Bahan Bakar (TB-101) .........................................VII-31 7.8 Spesifikasi Peralatan Unit Pengolahan Limbah ...........................VII-31 7.8.1 Bak Penampungan (POND) ................................................VII-31 7.8.2 Bak Pengendapan Awal (BPA)...........................................VII-32
Universitas Sumatera Utara
7.8.3 Bak Netralisasi (BN)...........................................................VII-32 7.8.4 Kolam Ikan..........................................................................VII-32 7.8.5 Pompa Limbah-101 (PL-101) .............................................VII-33 7.8.6 Pompa Limbah-102 (PL-102) .............................................VII-33 7.9 Spesifikasi Peralatan Unit Pembangkit Udara Panas ..................VII-34 7.9.1 Blower (B-101) ...................................................................VII-34 7.9.2 Air Heater (E-301) ..............................................................VII-34 BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK.......................................... VIII-1 8.1 Lokasi Pabrik ............................................................................... VIII-1 8.2 Tata Letak Pabrik ......................................................................... VIII-3 8.3 Perincian Luas Tanah................................................................... VIII-4 BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN....................... IX-1 9.1 Pengertian Organisasi dan Manajemen........................................... IX-1 9.2 Bentuk Badan Usaha ....................................................................... IX-1 9.3 Bentuk Struktur Organisasi............................................................. IX-6 9.3.1 Bentuk Struktur Organisasi Garis .......................................... IX-6 9.3.2 Bentuk Struktur Organisasi Fungsionil.................................. IX-7 9.3.3 Bentuk Struktur Organisasi dan Staf...................................... IX-8 9.3.4 Bentuk Struktur Organisasi Fungsionil dan Staf.................... IX-8 9.4 Uraian Tugas, Wewenang, dan Tanggung Jawab ........................... IX-9 9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) ............................... IX-9 9.4.2 Dewan Komisaris................................................................. IX-10 9.4.3 Direktur ................................................................................ IX-10 9.4.4 Staf Ahli ............................................................................... IX-10 9.4.5 Sekretaris.............................................................................. IX-11 9.4.6 Manajer Teknik .................................................................... IX-11 9.4.7 Manajer Produksi ................................................................. IX-11 9.4.8 Manajer Pemasaran .............................................................. IX-11 9.4.9 Manajer Keuangan dan Administrasi................................... IX-11 9.4.10 Manajer Personalia............................................................. IX-11 9.4.11 Manajer Riset dan Pengembangan..................................... IX-11 9.4.12 Kepala Bagian Teknik........................................................ IX-12
Universitas Sumatera Utara
9.4.13 Kepala Bagian Produksi..................................................... IX-12 9.4.14 Kepala Bagian Pemasaran.................................................. IX-12 9.4.15 Kepala Bagian Keuangan dan Administrasi ...................... IX-12 9.4.16 Kepala Bagian Personalia .................................................. IX-13 9.4.17 Kepala Bagian Riset dan Pengembangan........................... IX-13 9.5 Tenaga Kerja dan Jam Kerja ......................................................... IX-13 9.5.1 Jumlah dan Tingkat Pendidikan Tenaga Kerja .................... IX-13 9.5.2 Pengaturan Jam Kerja .......................................................... IX-14 9.6 Hak dan Kewajiban Karyawan ..................................................... IX-15 BAB X ANALISIS EKONOMI.......................................................................... X-1 10.1 Modal Investasi .............................................................................. X-1 10.1.1 Modal Investasi Tetap (MIT)................................................ X-1 10.1.2 Modal Kerja / Working Capital (WC) .................................. X-3 10.1.3 Biaya Tetap (Fixed Cost) ...................................................... X-4 10.1.4 Biaya Variabel (Variabel Cost) ............................................ X-4 10.2 Total Penjualan .............................................................................. X-5 10.3 Bonus Perusahaan .......................................................................... X-5 10.4 Perkiraan Rugi/Laba Usaha ........................................................... X-5 10.5 Analisa Aspek Ekonomi................................................................. X-5 10.5.1 Profit Margin (PM) ............................................................. X-5 10.5.2 Break Even Point (BEP) ...................................................... X-5 10.5.3 Return on Investment (ROI) ................................................ X-6 10.5.4 Pay Out Time (POT)............................................................ X-6 10.5.5 Return on Network (RON).................................................. X-7 10.5.6 Internal Rate of Return (IRR).............................................. X-7 BAB XI KESIMPULAN..................................................................................... XI-1 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... xiv 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 GAMBAR
Gambar 2.1 Formulasi Ammonium Phosphate .................................................. II-4 Gambar 2.2 Formulasi Potassium Phosphate .................................................. II-5 Gambar 6.1 Instrumentasi Tangki Pencampur ................................................... VI-5 Gambar 6.2 Instrumentasi Pompa....................................................................... VI-5 Gambar 6.3 Instrumentasi Heater....................................................................... VI-5 Gambar 6.4 Instrumentasi Reaktor ..................................................................... VI-6 Gambar 6.5 Instrumentasi Evaporator ............................................................... VI-6 Gambar 6.6 Instrumentasi Spray Dryer .............................................................. VI-7 Gambar 6.7 Alat Pelindung Diri ....................................................................... VI-12 Gambar 8.1 Tata Letak Pabrik Pembuatan Potassium Ammonium
Polyphosphate.............................................................................. VIII-7 Gambar 9.1 Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik
Pembuatan Potassium Ammonium Polyphosphate ....................... IX-19 Gambar 10.1 Break Event Point Pabrik Pembuatan Potassium
Ammonium Polyphsphate................................................................ X-8 Gambar C.1 Mixer .............................................................................................. LC-6 Gambar C.2 Pengaduk Dalam Mixer.................................................................. LC-8 Gambar C.3 Mixer ............................................................................................ LC-10 Gambar C.4 Pengaduk Dalam Mixer................................................................ LC-12 Gambar D.1 Sketsa Sebagian Bar Screen (dilihat dari atas) ..............................LD-1 Gambar D.2 Grafik Entalpi dan Temperatur Cairan pada Cooling Tower.......LD-61 Gambar D.3 Kurva Hy terhadap 1/(Hy*– Hy) .................................................LD-62 Gambar E.1 Hasil Regresi Koefisien Korelasi Harga Indeks Marshall dan
Swift .............................................................................................. LE-5 Gambar E.2 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage) dan
Tangki Pelarutan ............................................................................ LE-6
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1
Tabel 1.2 Tabel 1.3 Tabel 3.1 Tabel 3.2 Tabel 3.3 Tabel 3.4 Tabel 3.5 Tabel 4.1 Tabel 4.2 Tabel 4.3 Tabel 4.4 Tabel 4.5 Tabel 4.6 Tabel 6.1
Tabel 6.2
Tabel 7.1 Tabel 7.2 Tabel 7.3 Tabel 7.4 Tabel 7.5 Tabel 7.6 Tabel 7.7 Tabel 7.8 Tabel 8.1 Tabel 8.2 Tabel 8.3
Data Impor Potassium Ammonium Polyphosphate per Tahun 2007-2011 ...............................................................................I-1 Data Impor Potassium Phosphate per Tahun 2007-2011 ................. I-2 Data Impor Ammonium Phosphate per Tahun 2007-2011................ I-2 Neraca Massa Tangki Pencampur (M-101) .................................... III-1 Neraca Massa Tangki Pencampur (M-102) .................................... III-1 Neraca Massa Reaktor (R-101)....................................................... III-1 Neraca Massa Evaporator (FE-101) ............................................... III-2 Neraca Massa Spray Dryer (D-101) ............................................... III-2 Neraca Panas E-101 ........................................................................ IV-1 Neraca Panas E-102 ........................................................................ IV-1 Neraca Panas R-101 ........................................................................ IV-1 Neraca Panas FE-101 ...................................................................... IV-2 Neraca Panas E-103 ........................................................................ IV-2 Neraca Panas D-101........................................................................ IV-2 Daftar Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Potassium Ammonium Polyphosphate ............................................ VI-4 Pencegahan dan Pertolongan Pertama jika Terkena Bahan Kimia............................................................................................. VI-15 Kebutuhan Uap sebagai Media Pemanas .......................................VII-1 Kebutuhan Air Pendingin ..............................................................VII-2 Pemakaian Air Untuk Berbagai Kebutuhan...................................VII-4 Kualitas Air Sungai Deli, Daerah Kawasan Industri Medan .........VII-5 Syarat Air Umpan Ketel Uap .........................................................VII-9 Kebutuhan Listrik pada Unit Proses ............................................VII-13 Kebutuhan Listrik pada Unit Utilitas ...........................................VII-13 Perincian Kebutuhan Listrik ........................................................VII-14 Luas Areal Parkir ......................................................................... VIII-4 Luas Jalan..................................................................................... VIII-5 Luas Mess Karyawan ................................................................... VIII-5
Universitas Sumatera Utara
Tabel 8.4 Tabel 9.1
Tabel 9.2. Tabel 9.3 Tabel 9.4 Tabel A.1 Tabel A.2 Tabel A.3 Tabel A.4 Tabel A.5 Tabel A.6 Tabel B.1 Tabel B.2 Tabel B.3 Tabel B.4 Tabel B.5 Tabel B.6 Tabel B.7 Tabel B.8 Tabel B.9 Tabel B.10 Tabel B.11 Tabel B.12 Tabel B.13 Tabel B.14 Tabel B.15 Tabel B.16 Tabel C.1 Tabel C.2 Tabel C.3 Tabel C.4
Perincian Luas Areal Pabrik ........................................................ VIII-6 Perbedaan Perseroan Terbatas, Perseroan Komanditer dan Firma ........................................................................................ IX-2 Jumlah Tenaga Kerja Beserta Tingkat Pendidikannya ................. IX-13 Pembagian Kerja Shift Tiap Regu................................................. IX-15 Proporsi Gaji Karyawan ............................................................... IX-16 Berat Molekul Senyawa-Senyawa Kimia ......................................LA-1 Neraca Massa Tangki Pencampur (M-101) ...................................LA-2 Neraca Massa Tangki Pencampur (M-102) ...................................LA-3 Neraca Massa Reaktor (R-101)......................................................LA-4 Neraca Massa Evaporator (FE-101) ..............................................LA-5 Neraca Massa Spray Dryer (D-101) ..............................................LA-6 Nilai Konstanta a,b,c,d dan e untuk Perhitungan Cp Gas .............. LB-1 Nilai Konstanta a,b,c,d dan e untuk perhitungan Cp cairan........... LB-1 Kontribusi Unsur dan Gugus untuk Estimasi Cp ........................... LB-1 Data Panas Laten Air ..................................................................... LB-2 Data Panas Pembentukan Standar.................................................. LB-2 Neraca Panas Keluar E-101 ........................................................... LB-3 Neraca Panas Keluar E-102 ........................................................... LB-5 Neraca Panas Masuk R-101 ........................................................... LB-6 Neraca Panas Keluar R-101 ........................................................... LB-7 Neraca Panas Masuk FE-101 ......................................................... LB-8 Neraca Panas Keluar FE-101 ......................................................... LB-9 Neraca Panas Masuk E-103 ......................................................... LB-10 Neraca Panas Keluar E-103 ......................................................... LB-11 Entalpi Spray Dryer (kJ/kg) ......................................................... LB-12 Neraca Panas Masuk D-101......................................................... LB-14 Neraca Panas Keluar D-101......................................................... LB-14 Komposisi Bahan pada Tangki Pencampur (M-101)..................... LC-6 Komposisi Bahan pada Tangki Pencampur (M-102)................... LC-10 Komposisi Bahan pada Reaktor (R-101) ..................................... LC-28 Data Suhu Sub Cooler Condensor ............................................... LC-39
Universitas Sumatera Utara
Tabel C.5 Tabel D.1 Tabel E.1 Tabel E.2 Tabel E.3 Tabel E.4 Tabel E.5 Tabel E.6 Tabel E.7 Tabel E.8 Tabel E.9 Tabel E.10 Tabel E.11
Tabel E.12 Tabel E.13
Densitas Komponen Masuk Ke Spray Dryer............................... LC-45 Perhitungan Entalpi dalam Penentuan Tinggi Menara ................LD-61 Estimasi Perincian Harga Bangunan ............................................. LE-2 Estimasi Harga Peralatan Proses non-Impor ................................. LE-3 Harga Indeks Marshall dan Swift................................................... LE-4 Estimasi Harga Peralatan Proses Impor ......................................... LE-7 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah........... LE-8 Estimasi Harga Peralatan Unit Pembangkit Udara Panas.............. LE-9 Biaya Sarana Transportasi ........................................................... LE-11 Perincian Gaji Karyawan ............................................................. LE-14 Perincian Biaya Kas ..................................................................... LE-15 Perincian Modal Kerja ................................................................. LE-16 Aturan Depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No. 17 Tahun 2000 .................................................................................. LE-17 Perhitungan Biaya Depresiasi ...................................................... LE-18 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) ......................... LE-25
Universitas Sumatera Utara
INTI SARI
Pabrik Pembuatan Potassium Ammonium Polyphosphate ini direncanakan akan berproduksi dengan kapasitas 300.000 ton/tahun (37878,7879 kg/jam) dan beropersi selama 330 hari dalam setahun. Pabrik ini diharapkan dapat mengurangi ketergantungan Indonesia terhadap Potassium Ammonium Polyphosphate.
Lokasi pabrik yang direncanakan adalah Kawasan Industri Medan di Medan dengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 14.500 m2.
Tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 101 orang. Bentuk badan usaha yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas (PT) dan bentuk organisasinya adalah organisasi garis dan staff.
Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik pembuatan potassium ammonium polyphosphate adalah:
Modal Investasi
= Rp. 552.886.449.164,-
Biaya Produksi Per Tahun
= Rp. 1.194.025.295.196,-
Hasil Jual Produk Per Tahun = Rp. 1.500.000.000.000,-
Laba Bersih Per Tahun
= Rp 213.128.881.896,-
Profit Margin (PM)
= 20,3 %
Break Even Point (BEP)
= 34,12 %
Return Of Investment (ROI) = 38,55 %
Pay Out Time (POT)
= 2,6 tahun
Return Of Network (RON)
= 64,25 %
Internal Rate Of Return (IRR) = 49,53 %
Dari hasil analisa aspek ekonomi, maka dapat disimpulkan bahwa pabrik
pembuatan Potassium Ammonium Polyphosphate ini layak untuk didirikan.
Universitas Sumatera Utara
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sektor pertanian merupakan sektor yang memegang peranan penting dalam
perekonomian negara Indonesia. Dengan berkembangnya sektor pertanian,
kebutuhan pupuk juga semakin meningkat. Peningkatan kebutuhan ini sering tidak
diikuti oleh ketersediaan pupuk atau terjadi kelangkaan pupuk di pasar. Di samping
terjadinya kelangkaan pupuk, harganya dirasakan terlalu mahal terutama pupuk yang
diimpor seperti KCl sehingga menimbulkan kesulitan bagi petani. Faktor lain yang
menjadi penyebab mahalnya pupuk adalah bahan baku yang harus diimpor seperti
fosfat alam sebagai bahan baku untuk pupuk fosfor. Pengembangan pabrik pupuk di
Indonesia merupakan salah satu solusi yang tepat untuk mengatasi masalah
kelangkaan pupuk yang menyebabkan kelangkaan pangan di Indonesia.
Potassium ammonium polyphosphate atau biasa disebut pupuk NPK
merupakan senyawa berantai panjang dengan rumus molekul [KNH4(PO3)2]8 dengan sifat fisik yang baik, mengandung lebih dari 90 % nutrisi tanaman (N+P2O5+K2O).
Kebutuhan potassium ammonium polyphosphate di Indonesia sampai saat ini
dipenuhi dengan impor dari negara lain seperti Cina, Thailand, Taiwan, Jerman dan
Amerika Serikat. Tabel 1.1 menunjukkan besarnya impor potassium ammonium
polyphosphate di dalam beberapa tahun belakangan ini.
Tabel 1.1 Data Impor Potassium Ammonium Polyphosphate per Tahun 2007-2011
Waktu
Kapasitas (kg)
2007
356.528.849
2008
431.863.074
2009
107.050.465
2010
212.972.444
2011
272.337.327
(Badan Pusat Statistik, 2012)
Dari tabel 1.1 dapat dilihat bahwa kebutuhan potassium ammonium
polyphosphate di Indonesia mengalami peningkatan dan diperkirakan pada tahun
2013 kebutuhan pupuk potassium ammonium polyphosphate akan mencapai sekitar
Universitas Sumatera Utara
300.000 ton. Oleh karena itu, pendirian pabrik ini sangat diperlukan untuk dapat
memenuhi sebagian besar kebutuhan pupuk dalam negeri dan diharapkan juga dapat
membuka lapangan kerja baru sehingga pabrik ini direncanakan berkapasitas
300.000 ton/tahun.
Adapun data impor bahan baku dapat dilihat pada tabel 1.2 dan 1.3.
Tabel 1.2 Data Impor Potassium Phosphate per Tahun 2007-2011
Waktu
Kapasitas (kg)
2007
33.352.647
2008
68.933.620
2009
7.440.270
2010
76.080468
2011
115.993.096
(Badan Pusat Statistik, 2012)
Tabel 1.3 Data Impor Ammonium Phosphate per Tahun 2007-2011
Waktu
Kapasitas (kg)
2007
25.386.025
2008
57.172.224
2009
13.377.951
2010
23.610.857
2011
9.413.942
(Badan Pusat Statistik, 2012)
1.2 Perumusan Masalah Sehubungan dengan semakin diperlukannya pupuk sebagai tonggak penting
dalam meningkatkan sektor pertanian, maka prospek untuk membuat suatu perancangan pabrik pembuatan potassium ammonium polyphosphate dari ammonium phosphate dan potassium phosphate sangat memungkinkan.
1.3 Tujuan Perancangan Secara umum, tujuan pra rancangan pabrik pembuatan potassium ammonium
polyphosphate adalah menerapkan disiplin ilmu teknik kimia khususnya di bidang
Universitas Sumatera Utara
rancang, proses dan operasi teknik kimia sehingga memberikan gambaran kelayakan pra rancangan pabrik ini.
Secara khusus, tujuan pra rancangan pabrik pembuatan potassium ammonium polyphosphate adalah untuk mengatasi kebutuhan pasar akan potassium ammonium polyphosphate yang terus meningkat di Indonesia. 1.4 Manfaat Perancangan
Pra rancangan pabrik pembuatan potassium ammonium polyphosphate secara khusus dimanfaatkan untuk meningkatkan produktivitas kerja petani melalui penggunaan pupuk yang efektif dan secara umum supaya kebutuhan dalam negeri dapat terpenuhi di masa yang akan datang. Manfaat lain yang ingin dicapai adalah terbukanya lapangan kerja yang pada akhirnya dapat meningkatkan aspek perekonomian negara Indonesia.
Universitas Sumatera Utara
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pupuk Pupuk adalah bahan yang ditambahkan ke dalam tanah untuk memasok satu
atau lebih elemen yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman dan produktivitas. Ada tiga unsur utama dalam pupuk, yaitu unsur nitrogen, kalium dan fosfor. Selain itu elemen sekunder dalam pupuk adalah kalsium, belerang, magnesium, dan unsurunsur lain adalah boron, mangan, besi, seng, tembaga dan molibdenum. Mineral-mineral dalam pupuk yang diperlukan oleh tanaman yaitu: - Nitrogen (N) :
• Pembentukan atau pertumbuhan daun, batang dan akar • Mempengaruhi warna daun menjadi hijau gelap • Membentuk protein, lemak dan berbagai persenyawaan organik • Meningkatkan mutu tanaman penghasil daun-daunan • Meningkatkan perkembangbiakan mikroorganisme di dalam tanah - Phospor (P) : • Merangsang pertumbuhan akar dan tanaman muda • Mempercepat pembungaan dan pemasakan buah, biji, atau gabah • Penyusun lemak dan protein • Membantu asimilasi dan pernafasan - Kalium (K) : • Membantu pembentukan protein dan karbohidrat • Mengeraskan jerami dan bagian kayu dari tanaman • Meningkatkan resistensi terhadap penyakit dan kualitas buah-buahan - Kalsium (Ca) : • Membantu pertumbuhan meristem • Menjamin pertumbuhan dan berfungsinya ujung-ujung akar yang wajar • Mempengaruhi pertumbuhan ujung dan bulu-bulu akar • Merangsang pembentukan bulu-bulu akar • Berperan dalam pembuatan protein atau bagian yang aktif dari tanaman • Memperkeras batang tanaman dan sekaligus merangsang pembentukan biji
Universitas Sumatera Utara
• Menetralisir asam-asam organik yang dihasilkan pada saat metabolisme • Kalsium yang terdapat dalam batang dan daun dapat menetralisirkan senyawa
atau suasana keasaman tanah - Magnesium (Mg) :
• Menyusun klorofil • Merupakan salah satu bagian enzim yang disebut organic pyrophosphate dan
carboxy peptisida • Berperan dalam pembentukan buah - Belerang (S) : • Berperan dalam pembentukan bintil-bintil akar • Merupakan unsur yang penting dalam beberapa jenis protein dalam bentuk
cystein, methionin serta thiamine • Membantu pertumbuhan anakan produktif • Merupakan bagian penting pada tanaman-tanaman penghasil minyak, sayuran
seperti cabai, kubis dan lain-lain • Membantu pembentukan butir hijau daun - Besi (Fe) : • Zat besi penting bagi pembentukan hijau daun (klorofil) • Berperan penting dalam pembentukan karbohidrat, lemak dan protein • Zat besi terdapat dalam enzim catalase, peroksidase, prinodic hidroginase dan
cytohrom oxidase - Mangan (Mn)
• Diperlukan oleh tanaman untuk pembentukan protein dan vitamin terutama vitamin C
• Berperan penting dalam mempertahankan kondisi hijau daun pada daun yang tua • Berperan sebagai enzim feroksidase dan sebagai aktivator bermacam-macam
enzim • Berperan sebagai komponen penting untuk lancarnya proses asimilasi - Tembaga (Cu) : • Diperlukan dalam pembentukan enzim seperti: ascorbic acid oxydase, lacosa,
butirid coenzim A. dehidrosenam • Berperan penting dalam pembentukan hijau daun (klorofil)
Universitas Sumatera Utara
- Seng (Zn) : • Dalam jumlah yang sangat sedikit dapat berperan dalam mendorong perkembangan pertumbuhan • Berfungsi dalam pembentukan hormon tumbuh (auxin) dan penting bagi keseimbangan fisiologis • Berperan dalam pertumbuhan vegetatif dan pertumbuhan biji/ buah
- Molibdenum (Mo) : • Berperan dalam mengikat (fiksasi) N oleh mikroba pada leguminosa • Sebagai katalisator dalam mereduksi N • Berguna bagi tanaman jeruk dan sayuran
- Boron (Bo) : • Bertugas sebagai transportasi karbohidrat dalam tubuh tanaman • Meningkatkan mutu tanaman sayuran dan buah-buahan • Berperan dalam pembentukan/ pembiakan sel terutama dalam titik tumbuh pucuk, juga dalam pembentukan tepung sari, bunga dan akar • Boron berhubungan erat dengan metabolisme Kalium (K) dan Kalsium (Ca) • Unsur hara boron dapat memperbanyak cabang-cabang nodul untuk memberikan banyak bakteri dan mencegah bakteri parasit
- Khlor (Cl) : • Memperbaiki dan meninggikan hasil kering dari tanaman seperti: tembakau, kapas, kentang dan tanaman sayuran • Banyak ditemukan dalam air sel semua bagian tanaman • Banyak terdapat pada tanaman yang mengandung serat seperti kapas, sisal
(Sarief, 2010) Pupuk terdapat dalam berbagai klasifikasi (penggolongan), yaitu:
a. Berdasarkan terjadinya, pupuk dibagi atas: • Pupuk Buatan - Pupuk Tunggal - Pupuk Majemuk • Pupuk Alam
b. Berdasarkan zat-zat makanan yang dikandungnya, pupuk dibagi atas: • Pupuk-pupuk yang mengandung zat N
Universitas Sumatera Utara
• Pupuk-pupuk yang mengandung zat P • Pupuk-pupuk yang mengandung zat K • Pupuk-pupuk yang mengandung zat kapur dan magnesium • Pupuk gabungan c. Berdasarkan susunan kimiawi dan perubahan-perubahannya di dalam tanah, pupuk dibagi atas : • Pupuk Anorganis • Pupuk Organis (Sarief, 2010)
2.2 Ammonium Phosphate (NH4H2PO4) Ammonium phosphate merupakan senyawa berbentuk kristal padat berwarna
putih dan dapat larut dalam air dengan mudah, pH larutan 1 % adalah 4,5, memiliki formulasi sebagai berikut:
Gambar 2.1 Formulasi Ammonium Phosphate (Sciencelab, 2012a)
Ammonium phosphate adalah garam dari amonia dan asam fosfat, terdiri dari kation amonium dan anion fosfat. Ammonium phosphate dapat digunakan sebagai agen pencegah api untuk kain, kayu dan kertas, serta pelapis pencegah api, dan bubuk kering untuk pemadam kebakaran. Untuk makanan, ammonium phosphate terutama digunakan sebagai agen fermentasi, penambah nutrisi, dan sebagainya. Ammonium phosphate juga dapat digunakan sebagai bahan pembuatan pupuk majemuk N P non-klorida di bidang pertanian. Ammonium phosphate mengandung 73 % unsur pupuk (N + P2O5) dan dapat digunakan sebagai bahan baku dasar untuk pupuk majemuk N, P dan K (Advanceinorganics, 2012).
2.3 Potassium Phosphate (KH2PO4) Potassium phosphate adalah garam larut yang digunakan sebagai pupuk,
aditif makanan, sumber fosfor, agen buffering, kalium dan fungisida. Ketika digunakan dalam campuran pupuk fosfat dengan urea dan amonium, senyawa ini
Universitas Sumatera Utara
dapat meminimalkan keluarnya amonia dengan menjaga pH pada tingkat yang relatif rendah.
Potassium phosphate berisi 52 % P2O5 dan K2O 34 %. Senyawa ini sering digunakan sebagai sumber nutrisi dan sebagai aditif dalam rokok. Potassium phosphate memiliki formulasi sebagai berikut:
Gambar 2.2 Formulasi Potassium Phosphate (Sciencelab, 2012b)
2.4 Potassium Ammonium Polyphosphate ([KNH4(PO3)2]8) Potassium ammonium polyphosphate merupakan senyawa berantai panjang
dengan rumus molekul [KNH4(PO3)2]8 dengan sifat fisik yang baik, mengandung lebih dari 90 % nutrisi tanaman (N+P2O5+K2O). Karena kelarutannya di dalam air yang rendah, senyawa ini melepaskan nutrisi ke tanaman dengan laju rendah (Sheridan et al, 1981).
2.5 Proses Pembuatan Potassium Ammonium Polyphosphate Ada beberapa proses pembuatan potassium ammonium polyphosphate antara
lain : 1. Pembuatan potassium ammonium polyphosphate dari potassium phosphate dan ammonium phosphate 2. Pembuatan potassium ammonium polyphosphate dari potassium phosphate dan diammonium phosphate 3. Pembuatan potassium ammonium polyphosphate dari potassium chlorida dan ammonium phosphate 4. Pembuatan potassium ammonium polyphosphate dari potassium carbonate dan ammonium phosphate 5. Pembuatan potassium ammonium polyphosphate dari potassium metaphosphate dan ammonium phosphate
Universitas Sumatera Utara
1. Pembuatan Potassium Ammonium Polyphosphate dari Potassium Phosphate
dan Ammonium Phosphate
Potassium ammonium polyphosphate dapat dihasilkan dari reaksi antara
potassium phosphate dan ammonium phosphate. Potassium phosphate direaksikan dengan ammonium phosphate pada suhu 210 oC dan tekanan atmosfir selama 2 jam.
nKH2PO4 + nNH4H2PO4
[KNH4(PO3)2]n + 2nH2O
Produk mengandung 6,3 % nitrogen, 63 % P2O5 dan 21,8 % K2O.
2. Pembuatan Potassium Ammonium Polyphosphate dari Potassium Phosphate
dan Diammonium Phosphate
Potassium ammonium polyphosphate dapat dihasilkan dari reaksi antara
potassium phosphate dan diammonium phosphate.
nKH2 PO4 + n(NH4)2HPO4
[KNH4(PO3)2]n + 2nH2O + nNH3
3. Pembuatan Potassium Ammonium Polyphosphate dari Potassium Chlorida dan
Ammonium Phosphate
Potassium ammonium polyphosphate dapat dihasilkan dari reaksi antara
potassium chloride dan ammonium phosphate. Potassium chloride direaksikan dengan ammonium phosphate pada suhu 295 oC dan tekanan atmosfir selama 16 jam.
nKCl + 2nNH4H2PO4
[KNH4(PO3)2]n + nNH4Cl + 2nH2O
4. Pembuatan Potassium Ammonium Polyphosphate dari Potassium Carbonate
dan Ammonium Phosphate
Potassium ammonium polyphosphate dapat dihasilkan dari reaksi antara
potassium carbonate dan ammonium phosphate. Potassium carbonate direaksikan dengan ammonium phosphate pada suhu 290 oC dan tekanan atmosfir selama 15 jam.
n 2
K2CO3
+
nNH4H2PO4
[KNH4(PO3)2 ]n +
n 2
CO2
+ nH2O
5. Pembuatan Potassium Ammonium Polyphosphate dari Potassium
Metaphosphate dan Ammonium Phosphate
Potassium ammonium polyphosphate dapat dihasilkan dari reaksi antara
potassium metaphosphate dan ammonium phosphate. Potassium metaphosphate direaksikan dengan ammonium phosphate pada suhu 270 oC dan tekanan atmosfir
selama 16 jam.
Universitas Sumatera Utara
(KPO3)n + nNH4H2PO4
[KNH4(PO3)2]n + nH2O
(Sheridan et al, 1975)
Dari kelima reaksi di atas, dipilih proses yang pertama dikarenakan atas
pertimbangan tidak adanya produk samping, kondisi operasi, harga dan ketersediaan
bahan baku.
2.6 Sifat-Sifat Bahan Baku dan Produk
2.6.1 Sifat-Sifat Bahan Baku
A. Ammonium Phosphate (NH4H2PO4)
1. Berat molekul
: 115,05 g/mol
2. Berbentuk tetragonal tidak bewarna
3. Indeks refraksi 4. Densitas 5. Titik didih
: 1,5246 : 1,803 g/cm3 : 158 oC
(Perry, 2008)
B. Potassium Phosphate (KH2PO4)
1. Berat molekul
: 136,07 g/mol
2. Berbentuk padatan tidak bewarna
3. Indeks refraksi 4. Densitas 5. Titik leleh 6. Titik didih
: 1,5095 : 2,338 g/cm3 : 256 oC : 400 oC
(Perry, 2008)
C. Air (H2O) 1. Titik beku 2. Densitas es 0 oC 3. Densitas air 25oC 4. Titik didih (1 atm) 5. Temperatur kritis
: 0 oC : 0,92 g/cm3 : 0,99708 g/cm3 : 100 oC : 347 oC
6. Tekanan kritis 7. Viskositas (25 oC)
: 217 atm : 0,8973 cP
(Perry, 2008 ; Windholz, 1983)
Universitas Sumatera Utara
2.6.2 Sifat-Sifat Produk
A. Potassium Ammonium Polyphosphate ([KNH4(PO3)2]8)
1. Berat molekul
: 10754,235 g/mol
2. Titik didih
: 1500 oC
3. Kelarutan dalam air (25 oC): < 0,4 g/110 g
4. Densitas (25 oC)
: 1,9 g/cm3
5. pH 6. Titik leleh
: 10,5 – 10,8 : 1090 oC
(Chemisphere, 2010)
2.7 Deskripsi Proses
Potassium Ammonium Polyphosphate diperoleh dari reaksi antara ammonium
phosphate dengan potassium phosphate.
Dengan reaksi: 8 KH2PO4 + 8 NH4H2PO4
[KNH4(PO3)2]8 + 16 H2O
Ammonium phosphate yang berasal dari gudang penyimpanan (G-101)
dicampurkan dengan air dan dilarutkan pada tangki pencampur (M-101). Potassium
phosphate yang berasal dari gudang penyimpanan (G-102) juga dicampurkan dengan
air dan dilarutkan pada tangki pencampur (M-102). Kemudian larutan ammonium
phosphate dipanaskan menggunakan heater (E-101) sehingga suhunya menjadi 80 oC. Larutan potassium phosphate juga dipanaskan menggunakan heater (E-102) sehingga suhunya menjadi 80 oC. Selanjutnya larutan ammonium phosphate dan potassium phosphate direaksikan di dalam reaktor (R-101) pada suhu 210 oC selama
2 jam (Sheridan et al, 1975) untuk membentuk potassium ammonium polyphosphate.
Ammonium phosphate dibuat berlebih agar konversi reaksi 100 %. Keluaran reaktor
berupa potassium phosphate, potassium ammonium polyphosphate dan air.
Selanjutnya hasil reaksi dialirkan ke dalam evaporator (FE-101) untuk menguapkan air pada suhu 100 oC dimana efisiensi evaporator 90 % sehingga masih ada
kandungan air di dalam potassium ammonium polyphosphate. Air yang diuapkan
akan dibuang sedangkan larutan pekat potassium ammonium polyphosphate (produk)
dipompakan ke dalam spray dryer (D-101) untuk menguapkan sisa air yang
terkandung di dalam produk. Kemudian produk yang dihasilkan berupa bubuk diangkut menggunakan belt conveyor (C-103) dan didinginkan hingga suhu 25 oC
Universitas Sumatera Utara
untuk dikemas. Pengemasan produk dilakukan menggunakan karung berukuran 30 kg dan disimpan di dalam gudang penyimpanan produk (G-103).
Gambar 2.3 Flowsheet Pembuatan Potassium Ammonium Polyphosphate
Universitas Sumatera Utara
BAB III NERACA MASSA
Hasil perhitungan neraca massa pada proses pembuatan Potassium
Ammonium Polyphosphate dengan kapasitas produksi 300.000 ton/tahun atau setara
dengan 37878,7879 kg/jam sebagai berikut :
Basis perhitungan : 1 jam operasi
Waktu operasi
: 330 hari/tahun
Satuan operasi
: kg/jam
3.1 Tangki Pencampur (M-101)
Tabel 3.1 Neraca Massa Tangki Pencampur (M-101)
Komponen
NH4H2PO4 H2O Tot
DARI AMMONIUM PHOSPHATE DAN POTASSIUM PHOSPHATE
DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 300.000 TON/TAHUN
TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia
Oleh LINA RAHMASARI GINTING
NIM : 080405041
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan atas kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, ridho dan karunia-Nya karena penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Potassium Ammonium Polyphosphate dari Ammonium Phosphate dan Potassium Phosphate dengan Kapasitas Produksi 300.000 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. Dalam penyelesaian tugas akhir ini, penulis banyak menerima bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Dr. Eng. Rondang Tambun, ST, MT selaku dosen pembimbing I dan
penguji I yang telah membimbing penulis dengan penuh kesabaran serta memberi masukan sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan dengan baik. 2. Bapak Ir. Bambang Trisakti, MT selaku dosen pembimbing II yang telah membimbing penulis dengan penuh kesabaran serta memberi masukan sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan dengan baik. 3. Ibu Dr. Ir. Fatimah, MT, sebagai penguji II dan selaku sekretaris Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera dan penguji II. 4. Bapak M. Hendra S. Ginting, ST, MT sebagai dosen penguji II yang telah memberikan saran dan masukan bagi penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 5. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, selaku koordinator tugas akhir Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. 6. Bapak Dr. Eng Ir. Irvan, M.Si, selaku ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. 7. Seluruh staf pengajar dan pegawai Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan ilmu dan pengalaman yang sangat berharga kepada penulis. 8. Kedua orang tua yang telah banyak berkorban dan memberikan didikan serta do’a untuk penulis.
Universitas Sumatera Utara
9. Ayu Ridaniati Bangun atas kerja sama dan bantuannya sebagai sahabat sekaligus partner selama melaksanakan tugas akhir ini.
10. Sahabat-sahabat terbaik di Teknik Kimia, khususnya semua stambuk 2008 yang memberikan banyak dukungan dan semangat kepada penulis.
11. Teman-teman, adik-adik dan abang-kakak yang turut memberikan bantuan kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini Pada akhirnya demi kesempurnaan tugas akhir ini, penulis sangat
mengharapkan kritik dan saran yang bersifat konstruktif. Semoga tugas akhir ini bermanfaat bagi semua pihak.
Medan, Mei 2013 Penulis
Lina Rahmasari Ginting
Universitas Sumatera Utara
INTI SARI
Pabrik Pembuatan Potassium Ammonium Polyphosphate ini direncanakan akan berproduksi dengan kapasitas 300.000 ton/tahun (37878,7879 kg/jam) dan beropersi selama 330 hari dalam setahun. Pabrik ini diharapkan dapat mengurangi ketergantungan Indonesia terhadap Potassium Ammonium Polyphosphate.
Lokasi pabrik yang direncanakan adalah Kawasan Industri Medan di Medan dengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 14.500 m2.
Tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 101 orang. Bentuk badan usaha yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas (PT) dan bentuk organisasinya adalah organisasi garis dan staff.
Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik pembuatan potassium ammonium polyphosphate adalah:
Modal Investasi
= Rp. 552.886.449.164,-
Biaya Produksi Per Tahun
= Rp. 1.194.025.295.196,-
Hasil Jual Produk Per Tahun = Rp. 1.500.000.000.000,-
Laba Bersih Per Tahun
= Rp 213.128.881.896,-
Profit Margin (PM)
= 20,3 %
Break Even Point (BEP)
= 34,12 %
Return Of Investment (ROI) = 38,55 %
Pay Out Time (POT)
= 2,6 tahun
Return Of Network (RON)
= 64,25 %
Internal Rate Of Return (IRR) = 49,53 %
Dari hasil analisa aspek ekonomi, maka dapat disimpulkan bahwa pabrik
pembuatan Potassium Ammonium Polyphosphate ini layak untuk didirikan.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman KATA PENGANTAR .................................................................................................. i INTISARI .................................................................................................................. iii DAFTAR ISI............................................................................................................... iv DAFTAR GAMBAR ................................................................................................... x DAFTAR TABEL....................................................................................................... xi BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................I-1
1.1 Latar Belakang ...................................................................................I-1 1.2 Perumusan Masalah ...........................................................................I-2 1.3 Tujuan Pra Rancangan .......................................................................I-3 1.4 Manfaat Pra Rancangan .....................................................................I-3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................ II-1 2.1 Pupuk ............................................................................................... II-1 2.2 Ammonium Phosphate (NH4H2PO4) ................................................ II-4 2.3 Potassium Phosphate (KH2PO4)...................................................... II-4 2.4 Potassium Ammonium Polyphosphate ([KNH4(PO3)2]8))................ II-5 2.5 Proses Pembuatan Potassium Ammonium Polyphosphate............... II-5 2.6 Sifat-Sifat Bahan Baku dan Produk ................................................. II-7
2.6.1 Sifat-Sifat Bahan Baku............................................................ II-7 2.6.2 Sifat-Sifat Produk.................................................................... II-8 2.7 Deskripsi Proses............................................................................... II-8 BAB III NERACA MASSA ............................................................................... III-1 3.1 Tangki Pencampur (M-101)............................................................ III-1 3.2 Tangki Pencampur (M-102)............................................................ III-1 3.3 Reaktor (R-101) .............................................................................. III-1 3.4 Evaporator (FE-101)....................................................................... III-2 3.5 Spray Dryer (D-101)....................................................................... III-2 BAB IV NERACA PANAS ................................................................................ IV-1 4.1 Heater I (E-101)..............................................................................IV-1 4.2 Heater II (E-102) ............................................................................IV-1 4.3 Reaktor (R-101) .............................................................................. IV-1
Universitas Sumatera Utara
4.4 Evaporator (FE-101)....................................................................... IV-2 4.5 Sub Cooler Condenser (E-103)....................................................... IV-2 BAB V SPESIFIKASI PERALATAN................................................................ V-1 5.1 Gudang Penyimpanan Ammonium Phosphate (G-101) ................... V-1 5.2 Belt Conveyor (C-101) ..................................................................... V-1 5.3 Gudang Penyimpanan Potassium Phosphate (G-102)..................... V-1 5.4 Belt Conveyor (C-102) ..................................................................... V-2 5.5 Tangki Pencampur (M-101)............................................................. V-2 5.6 Tangki Pencampur (M-102)............................................................. V-2 5.7 Pompa Ammonium Phosphate (P-101) ............................................ V-3 5.8 Pompa Potassium Phosphate (P-102).............................................. V-3 5.9 Heater I (E-101)............................................................................... V-4 5.10 Heater II (E-102) ........................................................................... V-4 5.11 Reaktor (R-101) ............................................................................. V-4 5.12 Pompa Potassium Ammonium Polyphosphate (P-103).................. V-5 5.13 Evaporator (FE-101) ...................................................................... V-5 5.14 Sub Cooler Condensor (E-103)...................................................... V-6 5.15 Pompa Potassium Ammonium Polyphosphate (P-104).................. V-6 5.16 Spray Dryer (D-101)...................................................................... V-6 5.17 Belt Conveyor (C-103) ................................................................... V-7 5.18 Gudang Penyimpanan Produk [KNH4(PO3)2]8 (G-103) ................ V-7 BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ........................ VI-1 6.1 Instrumentasi................................................................................... VI-1 6.2 Keselamatan Kerja .......................................................................... VI-7 6.3 Keselamatan Kerja pada Pabrik Pembuatan Potassium Ammonium
Polyphosphate................................................................................. VI-8 6.3.1 Pencegahan terhadap Kebakaran dan Peledakan ................... VI-8 6.3.2 Peralatan Perlindungan Diri ................................................... VI-9 6.3.3 Keselamatan Kerja terhadap Listrik..................................... VI-12 6.3.4 Pencegahan terhadap Gangguan Kesehatan......................... VI-12 6.3.5 Pencegahan terhadap Bahaya Mekanis ................................ VI-13 6.3.6 Sanksi Pelanggaran Keselamatan Kerja............................... VI-13
Universitas Sumatera Utara
6.3.7 Pencegahan dan Pertolongan Pertama jika Terkena Bahan Kimia.................................................................................... VI-15
6.4 Material Safety Data Sheet (MSDS) Bahan Kimia dalam Pabrik Pembuatan Potassium Ammonium Polyphosphate.................... VI-15
6.4.1 Ammonium Phosphate (NH4H2PO4) .................................... VI-15 6.4.2 Potassium Phosphate (KH2PO4).......................................... VI-16 6.4.3 Potassium Ammonium Polyphosphate (KNH4H2PO4)8 ....... VI-16 BAB VII UTILITAS............................................................................................VII-1 7.1 Kebutuhan Uap (Steam) .................................................................VII-1 7.2 Kebutuhan Air................................................................................VII-2 7.2.1 Screening...............................................................................VII-6 7.2.2 Sedimentasi ...........................................................................VII-6 7.2.3 Klarifikasi .............................................................................VII-6 7.2.4 Filtrasi ...................................................................................VII-8 7.2.5 Demineralisasi.......................................................................VII-9
7.2.5.1 Penukar Kation (Cation Exchanger).........................VII-9 7.2.5.2 Penukar Anion (Anion Exchanger) .........................VII-10 7.2.5.3 Perhitungan Kesadahan Kation...............................VII-10 7.2.5.4 Perhitungan Kesadahan Anion................................VII-11 7.2.6 Deaerator ............................................................................VII-12 7.3 Kebutuhan Bahan Kimia..............................................................VII-13 7.4 Kebutuhan Listrik ........................................................................VII-13 7.5 Kebutuhan Bahan Bakar ..............................................................VII-14 7.5.1 Kebutuhan Bahan Bakar untuk Generator ..........................VII-14 7.5.2 Kebutuhan Bahan Bakar untuk Ketel Uap..........................VII-15 7.6 Unit Pengolahan Limbah .............................................................VII-15 7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas .......................................................VII-17 7.7.1 Screening (SC) ....................................................................VII-17 7.7.2 Pompa Utilitas-101 (PU-101) .............................................VII-17 7.7.3 Bak Sedimentasi-101 (BS-101) ..........................................VII-18 7.7.4 Pompa Utilitas-102 (PU-102) .............................................VII-18 7.7.5 Tangki Pelarutan Alum [Al2(SO4)3] (TP-101) ....................VII-19
Universitas Sumatera Utara
7.7.6 Pompa Utilitas-103 (PU-103) .............................................VII-19 7.7.7 Tangki Pelarutan Soda Abu [Na2CO3] (TP-102) ................VII-19 7.7.8 Pompa Utilitas-104 (PU-104) .............................................VII-20 7.7.9 Clarifier (CL-101) ..............................................................VII-20 7.7.10 Pompa Utilitas-105 (PU-105) ...........................................VII-21 7.7.11 Sand Filter (SF-101) .........................................................VII-21 7.7.12 Pompa Utilitas-106 (PU-106) ...........................................VII-22 7.7.13 Tangki Utilitas-101 (TU-101)...........................................VII-22 7.7.14 Pompa Utilitas-107 (PU-107) ...........................................VII-22 7.7.15 Pompa Utilitas-108 (PU-108) ...........................................VII-23 7.7.16 Pompa Utilitas-109 (PU-109) ...........................................VII-23 7.7.17 Tangki Pelarutan H2SO4 (TP-103)....................................VII-24 7.7.18 Pompa Utilitas-110 (PU-110) ...........................................VII-24 7.7.19 Cation Exchanger (CE-101) .............................................VII-25 7.7.20 Pompa Utilitas-111 (PU-111) ...........................................VII-25 7.7.21 Tangki NaOH (TP-104) ....................................................VII-26 7.7.22 Pompa Utilitas-112 (PU-112) ...........................................VII-26 7.7.23 Anion Exchanger (AE-101) ..............................................VII-26 7.7.24 Pompa Utilitas-113 (PU-113) ...........................................VII-27 7.7.25 Tangki Pelarutan Kaporit [Ca(ClO)2] (TP-105)................VII-27 7.7.26 Pompa Utilitas-114 (PU-114) ...........................................VII-28 7.7.27 Tangki Utilitas-102 (TU-102)...........................................VII-28 7.7.28 Pompa Utilitas-115 (PU-115) ...........................................VII-28 7.7.29 Water Cooling Tower (CT-101)........................................VII-29 7.7.30 Pompa Utilitas-116 (PU-116) ...........................................VII-29 7.7.31 Deaerator (DE-101)...........................................................VII-30 7.7.32 Pompa Utilitas-117 (PU-117) ...........................................VII-30 7.7.33 Ketel Uap-101 (KU-101) ..................................................VII-31 7.7.34 Tangki Bahan Bakar (TB-101) .........................................VII-31 7.8 Spesifikasi Peralatan Unit Pengolahan Limbah ...........................VII-31 7.8.1 Bak Penampungan (POND) ................................................VII-31 7.8.2 Bak Pengendapan Awal (BPA)...........................................VII-32
Universitas Sumatera Utara
7.8.3 Bak Netralisasi (BN)...........................................................VII-32 7.8.4 Kolam Ikan..........................................................................VII-32 7.8.5 Pompa Limbah-101 (PL-101) .............................................VII-33 7.8.6 Pompa Limbah-102 (PL-102) .............................................VII-33 7.9 Spesifikasi Peralatan Unit Pembangkit Udara Panas ..................VII-34 7.9.1 Blower (B-101) ...................................................................VII-34 7.9.2 Air Heater (E-301) ..............................................................VII-34 BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK.......................................... VIII-1 8.1 Lokasi Pabrik ............................................................................... VIII-1 8.2 Tata Letak Pabrik ......................................................................... VIII-3 8.3 Perincian Luas Tanah................................................................... VIII-4 BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN....................... IX-1 9.1 Pengertian Organisasi dan Manajemen........................................... IX-1 9.2 Bentuk Badan Usaha ....................................................................... IX-1 9.3 Bentuk Struktur Organisasi............................................................. IX-6 9.3.1 Bentuk Struktur Organisasi Garis .......................................... IX-6 9.3.2 Bentuk Struktur Organisasi Fungsionil.................................. IX-7 9.3.3 Bentuk Struktur Organisasi dan Staf...................................... IX-8 9.3.4 Bentuk Struktur Organisasi Fungsionil dan Staf.................... IX-8 9.4 Uraian Tugas, Wewenang, dan Tanggung Jawab ........................... IX-9 9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) ............................... IX-9 9.4.2 Dewan Komisaris................................................................. IX-10 9.4.3 Direktur ................................................................................ IX-10 9.4.4 Staf Ahli ............................................................................... IX-10 9.4.5 Sekretaris.............................................................................. IX-11 9.4.6 Manajer Teknik .................................................................... IX-11 9.4.7 Manajer Produksi ................................................................. IX-11 9.4.8 Manajer Pemasaran .............................................................. IX-11 9.4.9 Manajer Keuangan dan Administrasi................................... IX-11 9.4.10 Manajer Personalia............................................................. IX-11 9.4.11 Manajer Riset dan Pengembangan..................................... IX-11 9.4.12 Kepala Bagian Teknik........................................................ IX-12
Universitas Sumatera Utara
9.4.13 Kepala Bagian Produksi..................................................... IX-12 9.4.14 Kepala Bagian Pemasaran.................................................. IX-12 9.4.15 Kepala Bagian Keuangan dan Administrasi ...................... IX-12 9.4.16 Kepala Bagian Personalia .................................................. IX-13 9.4.17 Kepala Bagian Riset dan Pengembangan........................... IX-13 9.5 Tenaga Kerja dan Jam Kerja ......................................................... IX-13 9.5.1 Jumlah dan Tingkat Pendidikan Tenaga Kerja .................... IX-13 9.5.2 Pengaturan Jam Kerja .......................................................... IX-14 9.6 Hak dan Kewajiban Karyawan ..................................................... IX-15 BAB X ANALISIS EKONOMI.......................................................................... X-1 10.1 Modal Investasi .............................................................................. X-1 10.1.1 Modal Investasi Tetap (MIT)................................................ X-1 10.1.2 Modal Kerja / Working Capital (WC) .................................. X-3 10.1.3 Biaya Tetap (Fixed Cost) ...................................................... X-4 10.1.4 Biaya Variabel (Variabel Cost) ............................................ X-4 10.2 Total Penjualan .............................................................................. X-5 10.3 Bonus Perusahaan .......................................................................... X-5 10.4 Perkiraan Rugi/Laba Usaha ........................................................... X-5 10.5 Analisa Aspek Ekonomi................................................................. X-5 10.5.1 Profit Margin (PM) ............................................................. X-5 10.5.2 Break Even Point (BEP) ...................................................... X-5 10.5.3 Return on Investment (ROI) ................................................ X-6 10.5.4 Pay Out Time (POT)............................................................ X-6 10.5.5 Return on Network (RON).................................................. X-7 10.5.6 Internal Rate of Return (IRR).............................................. X-7 BAB XI KESIMPULAN..................................................................................... XI-1 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... xiv 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 GAMBAR
Gambar 2.1 Formulasi Ammonium Phosphate .................................................. II-4 Gambar 2.2 Formulasi Potassium Phosphate .................................................. II-5 Gambar 6.1 Instrumentasi Tangki Pencampur ................................................... VI-5 Gambar 6.2 Instrumentasi Pompa....................................................................... VI-5 Gambar 6.3 Instrumentasi Heater....................................................................... VI-5 Gambar 6.4 Instrumentasi Reaktor ..................................................................... VI-6 Gambar 6.5 Instrumentasi Evaporator ............................................................... VI-6 Gambar 6.6 Instrumentasi Spray Dryer .............................................................. VI-7 Gambar 6.7 Alat Pelindung Diri ....................................................................... VI-12 Gambar 8.1 Tata Letak Pabrik Pembuatan Potassium Ammonium
Polyphosphate.............................................................................. VIII-7 Gambar 9.1 Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik
Pembuatan Potassium Ammonium Polyphosphate ....................... IX-19 Gambar 10.1 Break Event Point Pabrik Pembuatan Potassium
Ammonium Polyphsphate................................................................ X-8 Gambar C.1 Mixer .............................................................................................. LC-6 Gambar C.2 Pengaduk Dalam Mixer.................................................................. LC-8 Gambar C.3 Mixer ............................................................................................ LC-10 Gambar C.4 Pengaduk Dalam Mixer................................................................ LC-12 Gambar D.1 Sketsa Sebagian Bar Screen (dilihat dari atas) ..............................LD-1 Gambar D.2 Grafik Entalpi dan Temperatur Cairan pada Cooling Tower.......LD-61 Gambar D.3 Kurva Hy terhadap 1/(Hy*– Hy) .................................................LD-62 Gambar E.1 Hasil Regresi Koefisien Korelasi Harga Indeks Marshall dan
Swift .............................................................................................. LE-5 Gambar E.2 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage) dan
Tangki Pelarutan ............................................................................ LE-6
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1
Tabel 1.2 Tabel 1.3 Tabel 3.1 Tabel 3.2 Tabel 3.3 Tabel 3.4 Tabel 3.5 Tabel 4.1 Tabel 4.2 Tabel 4.3 Tabel 4.4 Tabel 4.5 Tabel 4.6 Tabel 6.1
Tabel 6.2
Tabel 7.1 Tabel 7.2 Tabel 7.3 Tabel 7.4 Tabel 7.5 Tabel 7.6 Tabel 7.7 Tabel 7.8 Tabel 8.1 Tabel 8.2 Tabel 8.3
Data Impor Potassium Ammonium Polyphosphate per Tahun 2007-2011 ...............................................................................I-1 Data Impor Potassium Phosphate per Tahun 2007-2011 ................. I-2 Data Impor Ammonium Phosphate per Tahun 2007-2011................ I-2 Neraca Massa Tangki Pencampur (M-101) .................................... III-1 Neraca Massa Tangki Pencampur (M-102) .................................... III-1 Neraca Massa Reaktor (R-101)....................................................... III-1 Neraca Massa Evaporator (FE-101) ............................................... III-2 Neraca Massa Spray Dryer (D-101) ............................................... III-2 Neraca Panas E-101 ........................................................................ IV-1 Neraca Panas E-102 ........................................................................ IV-1 Neraca Panas R-101 ........................................................................ IV-1 Neraca Panas FE-101 ...................................................................... IV-2 Neraca Panas E-103 ........................................................................ IV-2 Neraca Panas D-101........................................................................ IV-2 Daftar Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Potassium Ammonium Polyphosphate ............................................ VI-4 Pencegahan dan Pertolongan Pertama jika Terkena Bahan Kimia............................................................................................. VI-15 Kebutuhan Uap sebagai Media Pemanas .......................................VII-1 Kebutuhan Air Pendingin ..............................................................VII-2 Pemakaian Air Untuk Berbagai Kebutuhan...................................VII-4 Kualitas Air Sungai Deli, Daerah Kawasan Industri Medan .........VII-5 Syarat Air Umpan Ketel Uap .........................................................VII-9 Kebutuhan Listrik pada Unit Proses ............................................VII-13 Kebutuhan Listrik pada Unit Utilitas ...........................................VII-13 Perincian Kebutuhan Listrik ........................................................VII-14 Luas Areal Parkir ......................................................................... VIII-4 Luas Jalan..................................................................................... VIII-5 Luas Mess Karyawan ................................................................... VIII-5
Universitas Sumatera Utara
Tabel 8.4 Tabel 9.1
Tabel 9.2. Tabel 9.3 Tabel 9.4 Tabel A.1 Tabel A.2 Tabel A.3 Tabel A.4 Tabel A.5 Tabel A.6 Tabel B.1 Tabel B.2 Tabel B.3 Tabel B.4 Tabel B.5 Tabel B.6 Tabel B.7 Tabel B.8 Tabel B.9 Tabel B.10 Tabel B.11 Tabel B.12 Tabel B.13 Tabel B.14 Tabel B.15 Tabel B.16 Tabel C.1 Tabel C.2 Tabel C.3 Tabel C.4
Perincian Luas Areal Pabrik ........................................................ VIII-6 Perbedaan Perseroan Terbatas, Perseroan Komanditer dan Firma ........................................................................................ IX-2 Jumlah Tenaga Kerja Beserta Tingkat Pendidikannya ................. IX-13 Pembagian Kerja Shift Tiap Regu................................................. IX-15 Proporsi Gaji Karyawan ............................................................... IX-16 Berat Molekul Senyawa-Senyawa Kimia ......................................LA-1 Neraca Massa Tangki Pencampur (M-101) ...................................LA-2 Neraca Massa Tangki Pencampur (M-102) ...................................LA-3 Neraca Massa Reaktor (R-101)......................................................LA-4 Neraca Massa Evaporator (FE-101) ..............................................LA-5 Neraca Massa Spray Dryer (D-101) ..............................................LA-6 Nilai Konstanta a,b,c,d dan e untuk Perhitungan Cp Gas .............. LB-1 Nilai Konstanta a,b,c,d dan e untuk perhitungan Cp cairan........... LB-1 Kontribusi Unsur dan Gugus untuk Estimasi Cp ........................... LB-1 Data Panas Laten Air ..................................................................... LB-2 Data Panas Pembentukan Standar.................................................. LB-2 Neraca Panas Keluar E-101 ........................................................... LB-3 Neraca Panas Keluar E-102 ........................................................... LB-5 Neraca Panas Masuk R-101 ........................................................... LB-6 Neraca Panas Keluar R-101 ........................................................... LB-7 Neraca Panas Masuk FE-101 ......................................................... LB-8 Neraca Panas Keluar FE-101 ......................................................... LB-9 Neraca Panas Masuk E-103 ......................................................... LB-10 Neraca Panas Keluar E-103 ......................................................... LB-11 Entalpi Spray Dryer (kJ/kg) ......................................................... LB-12 Neraca Panas Masuk D-101......................................................... LB-14 Neraca Panas Keluar D-101......................................................... LB-14 Komposisi Bahan pada Tangki Pencampur (M-101)..................... LC-6 Komposisi Bahan pada Tangki Pencampur (M-102)................... LC-10 Komposisi Bahan pada Reaktor (R-101) ..................................... LC-28 Data Suhu Sub Cooler Condensor ............................................... LC-39
Universitas Sumatera Utara
Tabel C.5 Tabel D.1 Tabel E.1 Tabel E.2 Tabel E.3 Tabel E.4 Tabel E.5 Tabel E.6 Tabel E.7 Tabel E.8 Tabel E.9 Tabel E.10 Tabel E.11
Tabel E.12 Tabel E.13
Densitas Komponen Masuk Ke Spray Dryer............................... LC-45 Perhitungan Entalpi dalam Penentuan Tinggi Menara ................LD-61 Estimasi Perincian Harga Bangunan ............................................. LE-2 Estimasi Harga Peralatan Proses non-Impor ................................. LE-3 Harga Indeks Marshall dan Swift................................................... LE-4 Estimasi Harga Peralatan Proses Impor ......................................... LE-7 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah........... LE-8 Estimasi Harga Peralatan Unit Pembangkit Udara Panas.............. LE-9 Biaya Sarana Transportasi ........................................................... LE-11 Perincian Gaji Karyawan ............................................................. LE-14 Perincian Biaya Kas ..................................................................... LE-15 Perincian Modal Kerja ................................................................. LE-16 Aturan Depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No. 17 Tahun 2000 .................................................................................. LE-17 Perhitungan Biaya Depresiasi ...................................................... LE-18 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) ......................... LE-25
Universitas Sumatera Utara
INTI SARI
Pabrik Pembuatan Potassium Ammonium Polyphosphate ini direncanakan akan berproduksi dengan kapasitas 300.000 ton/tahun (37878,7879 kg/jam) dan beropersi selama 330 hari dalam setahun. Pabrik ini diharapkan dapat mengurangi ketergantungan Indonesia terhadap Potassium Ammonium Polyphosphate.
Lokasi pabrik yang direncanakan adalah Kawasan Industri Medan di Medan dengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 14.500 m2.
Tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 101 orang. Bentuk badan usaha yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas (PT) dan bentuk organisasinya adalah organisasi garis dan staff.
Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik pembuatan potassium ammonium polyphosphate adalah:
Modal Investasi
= Rp. 552.886.449.164,-
Biaya Produksi Per Tahun
= Rp. 1.194.025.295.196,-
Hasil Jual Produk Per Tahun = Rp. 1.500.000.000.000,-
Laba Bersih Per Tahun
= Rp 213.128.881.896,-
Profit Margin (PM)
= 20,3 %
Break Even Point (BEP)
= 34,12 %
Return Of Investment (ROI) = 38,55 %
Pay Out Time (POT)
= 2,6 tahun
Return Of Network (RON)
= 64,25 %
Internal Rate Of Return (IRR) = 49,53 %
Dari hasil analisa aspek ekonomi, maka dapat disimpulkan bahwa pabrik
pembuatan Potassium Ammonium Polyphosphate ini layak untuk didirikan.
Universitas Sumatera Utara
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sektor pertanian merupakan sektor yang memegang peranan penting dalam
perekonomian negara Indonesia. Dengan berkembangnya sektor pertanian,
kebutuhan pupuk juga semakin meningkat. Peningkatan kebutuhan ini sering tidak
diikuti oleh ketersediaan pupuk atau terjadi kelangkaan pupuk di pasar. Di samping
terjadinya kelangkaan pupuk, harganya dirasakan terlalu mahal terutama pupuk yang
diimpor seperti KCl sehingga menimbulkan kesulitan bagi petani. Faktor lain yang
menjadi penyebab mahalnya pupuk adalah bahan baku yang harus diimpor seperti
fosfat alam sebagai bahan baku untuk pupuk fosfor. Pengembangan pabrik pupuk di
Indonesia merupakan salah satu solusi yang tepat untuk mengatasi masalah
kelangkaan pupuk yang menyebabkan kelangkaan pangan di Indonesia.
Potassium ammonium polyphosphate atau biasa disebut pupuk NPK
merupakan senyawa berantai panjang dengan rumus molekul [KNH4(PO3)2]8 dengan sifat fisik yang baik, mengandung lebih dari 90 % nutrisi tanaman (N+P2O5+K2O).
Kebutuhan potassium ammonium polyphosphate di Indonesia sampai saat ini
dipenuhi dengan impor dari negara lain seperti Cina, Thailand, Taiwan, Jerman dan
Amerika Serikat. Tabel 1.1 menunjukkan besarnya impor potassium ammonium
polyphosphate di dalam beberapa tahun belakangan ini.
Tabel 1.1 Data Impor Potassium Ammonium Polyphosphate per Tahun 2007-2011
Waktu
Kapasitas (kg)
2007
356.528.849
2008
431.863.074
2009
107.050.465
2010
212.972.444
2011
272.337.327
(Badan Pusat Statistik, 2012)
Dari tabel 1.1 dapat dilihat bahwa kebutuhan potassium ammonium
polyphosphate di Indonesia mengalami peningkatan dan diperkirakan pada tahun
2013 kebutuhan pupuk potassium ammonium polyphosphate akan mencapai sekitar
Universitas Sumatera Utara
300.000 ton. Oleh karena itu, pendirian pabrik ini sangat diperlukan untuk dapat
memenuhi sebagian besar kebutuhan pupuk dalam negeri dan diharapkan juga dapat
membuka lapangan kerja baru sehingga pabrik ini direncanakan berkapasitas
300.000 ton/tahun.
Adapun data impor bahan baku dapat dilihat pada tabel 1.2 dan 1.3.
Tabel 1.2 Data Impor Potassium Phosphate per Tahun 2007-2011
Waktu
Kapasitas (kg)
2007
33.352.647
2008
68.933.620
2009
7.440.270
2010
76.080468
2011
115.993.096
(Badan Pusat Statistik, 2012)
Tabel 1.3 Data Impor Ammonium Phosphate per Tahun 2007-2011
Waktu
Kapasitas (kg)
2007
25.386.025
2008
57.172.224
2009
13.377.951
2010
23.610.857
2011
9.413.942
(Badan Pusat Statistik, 2012)
1.2 Perumusan Masalah Sehubungan dengan semakin diperlukannya pupuk sebagai tonggak penting
dalam meningkatkan sektor pertanian, maka prospek untuk membuat suatu perancangan pabrik pembuatan potassium ammonium polyphosphate dari ammonium phosphate dan potassium phosphate sangat memungkinkan.
1.3 Tujuan Perancangan Secara umum, tujuan pra rancangan pabrik pembuatan potassium ammonium
polyphosphate adalah menerapkan disiplin ilmu teknik kimia khususnya di bidang
Universitas Sumatera Utara
rancang, proses dan operasi teknik kimia sehingga memberikan gambaran kelayakan pra rancangan pabrik ini.
Secara khusus, tujuan pra rancangan pabrik pembuatan potassium ammonium polyphosphate adalah untuk mengatasi kebutuhan pasar akan potassium ammonium polyphosphate yang terus meningkat di Indonesia. 1.4 Manfaat Perancangan
Pra rancangan pabrik pembuatan potassium ammonium polyphosphate secara khusus dimanfaatkan untuk meningkatkan produktivitas kerja petani melalui penggunaan pupuk yang efektif dan secara umum supaya kebutuhan dalam negeri dapat terpenuhi di masa yang akan datang. Manfaat lain yang ingin dicapai adalah terbukanya lapangan kerja yang pada akhirnya dapat meningkatkan aspek perekonomian negara Indonesia.
Universitas Sumatera Utara
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pupuk Pupuk adalah bahan yang ditambahkan ke dalam tanah untuk memasok satu
atau lebih elemen yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman dan produktivitas. Ada tiga unsur utama dalam pupuk, yaitu unsur nitrogen, kalium dan fosfor. Selain itu elemen sekunder dalam pupuk adalah kalsium, belerang, magnesium, dan unsurunsur lain adalah boron, mangan, besi, seng, tembaga dan molibdenum. Mineral-mineral dalam pupuk yang diperlukan oleh tanaman yaitu: - Nitrogen (N) :
• Pembentukan atau pertumbuhan daun, batang dan akar • Mempengaruhi warna daun menjadi hijau gelap • Membentuk protein, lemak dan berbagai persenyawaan organik • Meningkatkan mutu tanaman penghasil daun-daunan • Meningkatkan perkembangbiakan mikroorganisme di dalam tanah - Phospor (P) : • Merangsang pertumbuhan akar dan tanaman muda • Mempercepat pembungaan dan pemasakan buah, biji, atau gabah • Penyusun lemak dan protein • Membantu asimilasi dan pernafasan - Kalium (K) : • Membantu pembentukan protein dan karbohidrat • Mengeraskan jerami dan bagian kayu dari tanaman • Meningkatkan resistensi terhadap penyakit dan kualitas buah-buahan - Kalsium (Ca) : • Membantu pertumbuhan meristem • Menjamin pertumbuhan dan berfungsinya ujung-ujung akar yang wajar • Mempengaruhi pertumbuhan ujung dan bulu-bulu akar • Merangsang pembentukan bulu-bulu akar • Berperan dalam pembuatan protein atau bagian yang aktif dari tanaman • Memperkeras batang tanaman dan sekaligus merangsang pembentukan biji
Universitas Sumatera Utara
• Menetralisir asam-asam organik yang dihasilkan pada saat metabolisme • Kalsium yang terdapat dalam batang dan daun dapat menetralisirkan senyawa
atau suasana keasaman tanah - Magnesium (Mg) :
• Menyusun klorofil • Merupakan salah satu bagian enzim yang disebut organic pyrophosphate dan
carboxy peptisida • Berperan dalam pembentukan buah - Belerang (S) : • Berperan dalam pembentukan bintil-bintil akar • Merupakan unsur yang penting dalam beberapa jenis protein dalam bentuk
cystein, methionin serta thiamine • Membantu pertumbuhan anakan produktif • Merupakan bagian penting pada tanaman-tanaman penghasil minyak, sayuran
seperti cabai, kubis dan lain-lain • Membantu pembentukan butir hijau daun - Besi (Fe) : • Zat besi penting bagi pembentukan hijau daun (klorofil) • Berperan penting dalam pembentukan karbohidrat, lemak dan protein • Zat besi terdapat dalam enzim catalase, peroksidase, prinodic hidroginase dan
cytohrom oxidase - Mangan (Mn)
• Diperlukan oleh tanaman untuk pembentukan protein dan vitamin terutama vitamin C
• Berperan penting dalam mempertahankan kondisi hijau daun pada daun yang tua • Berperan sebagai enzim feroksidase dan sebagai aktivator bermacam-macam
enzim • Berperan sebagai komponen penting untuk lancarnya proses asimilasi - Tembaga (Cu) : • Diperlukan dalam pembentukan enzim seperti: ascorbic acid oxydase, lacosa,
butirid coenzim A. dehidrosenam • Berperan penting dalam pembentukan hijau daun (klorofil)
Universitas Sumatera Utara
- Seng (Zn) : • Dalam jumlah yang sangat sedikit dapat berperan dalam mendorong perkembangan pertumbuhan • Berfungsi dalam pembentukan hormon tumbuh (auxin) dan penting bagi keseimbangan fisiologis • Berperan dalam pertumbuhan vegetatif dan pertumbuhan biji/ buah
- Molibdenum (Mo) : • Berperan dalam mengikat (fiksasi) N oleh mikroba pada leguminosa • Sebagai katalisator dalam mereduksi N • Berguna bagi tanaman jeruk dan sayuran
- Boron (Bo) : • Bertugas sebagai transportasi karbohidrat dalam tubuh tanaman • Meningkatkan mutu tanaman sayuran dan buah-buahan • Berperan dalam pembentukan/ pembiakan sel terutama dalam titik tumbuh pucuk, juga dalam pembentukan tepung sari, bunga dan akar • Boron berhubungan erat dengan metabolisme Kalium (K) dan Kalsium (Ca) • Unsur hara boron dapat memperbanyak cabang-cabang nodul untuk memberikan banyak bakteri dan mencegah bakteri parasit
- Khlor (Cl) : • Memperbaiki dan meninggikan hasil kering dari tanaman seperti: tembakau, kapas, kentang dan tanaman sayuran • Banyak ditemukan dalam air sel semua bagian tanaman • Banyak terdapat pada tanaman yang mengandung serat seperti kapas, sisal
(Sarief, 2010) Pupuk terdapat dalam berbagai klasifikasi (penggolongan), yaitu:
a. Berdasarkan terjadinya, pupuk dibagi atas: • Pupuk Buatan - Pupuk Tunggal - Pupuk Majemuk • Pupuk Alam
b. Berdasarkan zat-zat makanan yang dikandungnya, pupuk dibagi atas: • Pupuk-pupuk yang mengandung zat N
Universitas Sumatera Utara
• Pupuk-pupuk yang mengandung zat P • Pupuk-pupuk yang mengandung zat K • Pupuk-pupuk yang mengandung zat kapur dan magnesium • Pupuk gabungan c. Berdasarkan susunan kimiawi dan perubahan-perubahannya di dalam tanah, pupuk dibagi atas : • Pupuk Anorganis • Pupuk Organis (Sarief, 2010)
2.2 Ammonium Phosphate (NH4H2PO4) Ammonium phosphate merupakan senyawa berbentuk kristal padat berwarna
putih dan dapat larut dalam air dengan mudah, pH larutan 1 % adalah 4,5, memiliki formulasi sebagai berikut:
Gambar 2.1 Formulasi Ammonium Phosphate (Sciencelab, 2012a)
Ammonium phosphate adalah garam dari amonia dan asam fosfat, terdiri dari kation amonium dan anion fosfat. Ammonium phosphate dapat digunakan sebagai agen pencegah api untuk kain, kayu dan kertas, serta pelapis pencegah api, dan bubuk kering untuk pemadam kebakaran. Untuk makanan, ammonium phosphate terutama digunakan sebagai agen fermentasi, penambah nutrisi, dan sebagainya. Ammonium phosphate juga dapat digunakan sebagai bahan pembuatan pupuk majemuk N P non-klorida di bidang pertanian. Ammonium phosphate mengandung 73 % unsur pupuk (N + P2O5) dan dapat digunakan sebagai bahan baku dasar untuk pupuk majemuk N, P dan K (Advanceinorganics, 2012).
2.3 Potassium Phosphate (KH2PO4) Potassium phosphate adalah garam larut yang digunakan sebagai pupuk,
aditif makanan, sumber fosfor, agen buffering, kalium dan fungisida. Ketika digunakan dalam campuran pupuk fosfat dengan urea dan amonium, senyawa ini
Universitas Sumatera Utara
dapat meminimalkan keluarnya amonia dengan menjaga pH pada tingkat yang relatif rendah.
Potassium phosphate berisi 52 % P2O5 dan K2O 34 %. Senyawa ini sering digunakan sebagai sumber nutrisi dan sebagai aditif dalam rokok. Potassium phosphate memiliki formulasi sebagai berikut:
Gambar 2.2 Formulasi Potassium Phosphate (Sciencelab, 2012b)
2.4 Potassium Ammonium Polyphosphate ([KNH4(PO3)2]8) Potassium ammonium polyphosphate merupakan senyawa berantai panjang
dengan rumus molekul [KNH4(PO3)2]8 dengan sifat fisik yang baik, mengandung lebih dari 90 % nutrisi tanaman (N+P2O5+K2O). Karena kelarutannya di dalam air yang rendah, senyawa ini melepaskan nutrisi ke tanaman dengan laju rendah (Sheridan et al, 1981).
2.5 Proses Pembuatan Potassium Ammonium Polyphosphate Ada beberapa proses pembuatan potassium ammonium polyphosphate antara
lain : 1. Pembuatan potassium ammonium polyphosphate dari potassium phosphate dan ammonium phosphate 2. Pembuatan potassium ammonium polyphosphate dari potassium phosphate dan diammonium phosphate 3. Pembuatan potassium ammonium polyphosphate dari potassium chlorida dan ammonium phosphate 4. Pembuatan potassium ammonium polyphosphate dari potassium carbonate dan ammonium phosphate 5. Pembuatan potassium ammonium polyphosphate dari potassium metaphosphate dan ammonium phosphate
Universitas Sumatera Utara
1. Pembuatan Potassium Ammonium Polyphosphate dari Potassium Phosphate
dan Ammonium Phosphate
Potassium ammonium polyphosphate dapat dihasilkan dari reaksi antara
potassium phosphate dan ammonium phosphate. Potassium phosphate direaksikan dengan ammonium phosphate pada suhu 210 oC dan tekanan atmosfir selama 2 jam.
nKH2PO4 + nNH4H2PO4
[KNH4(PO3)2]n + 2nH2O
Produk mengandung 6,3 % nitrogen, 63 % P2O5 dan 21,8 % K2O.
2. Pembuatan Potassium Ammonium Polyphosphate dari Potassium Phosphate
dan Diammonium Phosphate
Potassium ammonium polyphosphate dapat dihasilkan dari reaksi antara
potassium phosphate dan diammonium phosphate.
nKH2 PO4 + n(NH4)2HPO4
[KNH4(PO3)2]n + 2nH2O + nNH3
3. Pembuatan Potassium Ammonium Polyphosphate dari Potassium Chlorida dan
Ammonium Phosphate
Potassium ammonium polyphosphate dapat dihasilkan dari reaksi antara
potassium chloride dan ammonium phosphate. Potassium chloride direaksikan dengan ammonium phosphate pada suhu 295 oC dan tekanan atmosfir selama 16 jam.
nKCl + 2nNH4H2PO4
[KNH4(PO3)2]n + nNH4Cl + 2nH2O
4. Pembuatan Potassium Ammonium Polyphosphate dari Potassium Carbonate
dan Ammonium Phosphate
Potassium ammonium polyphosphate dapat dihasilkan dari reaksi antara
potassium carbonate dan ammonium phosphate. Potassium carbonate direaksikan dengan ammonium phosphate pada suhu 290 oC dan tekanan atmosfir selama 15 jam.
n 2
K2CO3
+
nNH4H2PO4
[KNH4(PO3)2 ]n +
n 2
CO2
+ nH2O
5. Pembuatan Potassium Ammonium Polyphosphate dari Potassium
Metaphosphate dan Ammonium Phosphate
Potassium ammonium polyphosphate dapat dihasilkan dari reaksi antara
potassium metaphosphate dan ammonium phosphate. Potassium metaphosphate direaksikan dengan ammonium phosphate pada suhu 270 oC dan tekanan atmosfir
selama 16 jam.
Universitas Sumatera Utara
(KPO3)n + nNH4H2PO4
[KNH4(PO3)2]n + nH2O
(Sheridan et al, 1975)
Dari kelima reaksi di atas, dipilih proses yang pertama dikarenakan atas
pertimbangan tidak adanya produk samping, kondisi operasi, harga dan ketersediaan
bahan baku.
2.6 Sifat-Sifat Bahan Baku dan Produk
2.6.1 Sifat-Sifat Bahan Baku
A. Ammonium Phosphate (NH4H2PO4)
1. Berat molekul
: 115,05 g/mol
2. Berbentuk tetragonal tidak bewarna
3. Indeks refraksi 4. Densitas 5. Titik didih
: 1,5246 : 1,803 g/cm3 : 158 oC
(Perry, 2008)
B. Potassium Phosphate (KH2PO4)
1. Berat molekul
: 136,07 g/mol
2. Berbentuk padatan tidak bewarna
3. Indeks refraksi 4. Densitas 5. Titik leleh 6. Titik didih
: 1,5095 : 2,338 g/cm3 : 256 oC : 400 oC
(Perry, 2008)
C. Air (H2O) 1. Titik beku 2. Densitas es 0 oC 3. Densitas air 25oC 4. Titik didih (1 atm) 5. Temperatur kritis
: 0 oC : 0,92 g/cm3 : 0,99708 g/cm3 : 100 oC : 347 oC
6. Tekanan kritis 7. Viskositas (25 oC)
: 217 atm : 0,8973 cP
(Perry, 2008 ; Windholz, 1983)
Universitas Sumatera Utara
2.6.2 Sifat-Sifat Produk
A. Potassium Ammonium Polyphosphate ([KNH4(PO3)2]8)
1. Berat molekul
: 10754,235 g/mol
2. Titik didih
: 1500 oC
3. Kelarutan dalam air (25 oC): < 0,4 g/110 g
4. Densitas (25 oC)
: 1,9 g/cm3
5. pH 6. Titik leleh
: 10,5 – 10,8 : 1090 oC
(Chemisphere, 2010)
2.7 Deskripsi Proses
Potassium Ammonium Polyphosphate diperoleh dari reaksi antara ammonium
phosphate dengan potassium phosphate.
Dengan reaksi: 8 KH2PO4 + 8 NH4H2PO4
[KNH4(PO3)2]8 + 16 H2O
Ammonium phosphate yang berasal dari gudang penyimpanan (G-101)
dicampurkan dengan air dan dilarutkan pada tangki pencampur (M-101). Potassium
phosphate yang berasal dari gudang penyimpanan (G-102) juga dicampurkan dengan
air dan dilarutkan pada tangki pencampur (M-102). Kemudian larutan ammonium
phosphate dipanaskan menggunakan heater (E-101) sehingga suhunya menjadi 80 oC. Larutan potassium phosphate juga dipanaskan menggunakan heater (E-102) sehingga suhunya menjadi 80 oC. Selanjutnya larutan ammonium phosphate dan potassium phosphate direaksikan di dalam reaktor (R-101) pada suhu 210 oC selama
2 jam (Sheridan et al, 1975) untuk membentuk potassium ammonium polyphosphate.
Ammonium phosphate dibuat berlebih agar konversi reaksi 100 %. Keluaran reaktor
berupa potassium phosphate, potassium ammonium polyphosphate dan air.
Selanjutnya hasil reaksi dialirkan ke dalam evaporator (FE-101) untuk menguapkan air pada suhu 100 oC dimana efisiensi evaporator 90 % sehingga masih ada
kandungan air di dalam potassium ammonium polyphosphate. Air yang diuapkan
akan dibuang sedangkan larutan pekat potassium ammonium polyphosphate (produk)
dipompakan ke dalam spray dryer (D-101) untuk menguapkan sisa air yang
terkandung di dalam produk. Kemudian produk yang dihasilkan berupa bubuk diangkut menggunakan belt conveyor (C-103) dan didinginkan hingga suhu 25 oC
Universitas Sumatera Utara
untuk dikemas. Pengemasan produk dilakukan menggunakan karung berukuran 30 kg dan disimpan di dalam gudang penyimpanan produk (G-103).
Gambar 2.3 Flowsheet Pembuatan Potassium Ammonium Polyphosphate
Universitas Sumatera Utara
BAB III NERACA MASSA
Hasil perhitungan neraca massa pada proses pembuatan Potassium
Ammonium Polyphosphate dengan kapasitas produksi 300.000 ton/tahun atau setara
dengan 37878,7879 kg/jam sebagai berikut :
Basis perhitungan : 1 jam operasi
Waktu operasi
: 330 hari/tahun
Satuan operasi
: kg/jam
3.1 Tangki Pencampur (M-101)
Tabel 3.1 Neraca Massa Tangki Pencampur (M-101)
Komponen
NH4H2PO4 H2O Tot