Pengembangan Proses Produksi APG

87 Perkiraan biaya Evaluasi ekonomi didasarkan pada asumsi berikut ini: 1. Kapasitas pabrik adalah 1000 tontahun alkil poliglikosida. 2. Pabrik beroperasi 300 hari dalam setahun dan setiap hari digunakan dua batch. 3. Bahan baku yang digunakan adalah pati sagu dan dodekanol. 4. Harga alat diperbarui dari tahun 1990 hingga 2010 dengan menggunakan Chemical Engineering Plant Index, dimana I 1990 = 356 Peters Timmerhaus 1991 dan I 2010 = 550,8 Chemical Engineering 2011. 5. Harga jual alkil poliglikosida Rp 44.500kg Neraca massa pada tiap-tiap alat dihitung berdasarkan neraca massa skala laboratorium pada kondisi optimum. Hasil perhitungannya dapat dilihat pada Tabel 18. Kemudian dihitung ukuran peralatan berdasarkan hasil perhitungan neraca massa. Perhitungan ukuran peralatan Reaktor butanolisis Volume bahan baku yang direaksikan pada reaktor ini per batch adalah 2.444,74 L. Bila volume kerja dari reaktor adalah 70, maka volume reaktor sebenarnya adalah = 3.492,48 L = 3,49 m 3 . Dengan menggunakan geometri yang sama dengan skala laboratorium dan faktor perbandingan yang sama HD = 1,857 akan diperoleh ukuran reaktor, yaitu: D = 1,34 m dan H = 2,48 m. Hasil perhitungan ukuran untuk peralatan yang lain ditabelkan pada Tabel 19. Penentuan harga alat Harga perkiraan berbagai peralatan untuk tahun tertentu diberikan oleh Peters dan Timmerhaus 1991. Kadang-kadang dalam memperkirakan biaya peralatan sering ditemui bahwa tidak ada data biaya peralatan yang tersedia untuk ukuran alat yang diinginkan. Keadaan ini dapat diselesaikan dengan menggunakan hubungan logaritmik yang dikenal sebagai aturan faktor enam per sepuluh six- tenths. Menurut aturan ini, jika biaya dari unit tertentu dengan kapasitasnya , . , . Peralatan ukuran Volume Jumlah 0,8 8,1 4,07 1,55 1,55 2,94 88 diketahui, maka biaya unit yang sama dengan kapasitas x dapat dihitung dengan persamaan Peters Timmerhaus 1991, dimana alat A dan alat B tipenya sama. Reaktor butanolisis Volume reaktor adalah 3492 L atau 923 gal. Biaya reaktor adalah US 70.000 Peters Timmerhaus 1991; Gambar 16-35. Jadi biaya reaktor pada tahun 2011 adalah . . Hasil perhitungan biaya peralatan utama lainnya seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 30 dirangkum dalam Tabel 19. Biaya bahan baku untuk produksi APG ditabelkan pada Tabel 20. Tabel 19 Biaya peralatan utama dalam sintesis APG m 3 unit Harga unit Rp Harga Rp Reaktor butanolisis Reaktor transesterifikasi Tangki netralisasi D H, m 1,34 2,48 3,49 D H, m 1,36 2,52 3,64 D H, m 1,4 1,4 4,29 1 963.900.000 963.900.000 1 548.046.000 548.046.000 2 275.400.000 550.800000 Kolom distilasi D H, m 1 633.420.000 633.420.000 Tangki pelarutan D H, m 1,5 1,5 2,9 1 289.170.000 289.170.000 Tangki pemucat D H, m 1 289.170.000 289.170.000 89 Tabel 20 Biaya bahan baku pembuatan APG Komponen Berat Harga Rpkg Total harga Rp Pati sagu 861.4 5.000 4.307.070 Butanol 3,333.5 20.500 68.336.900 dodekanol 4,203.5 25.000 105.088.044 PTSA 27.5 1.475.000 40.562.500 DMSO 46 600.000 27.480.000 NaOH 24.1 25.000 602.500 H 2 O 2 46 12.500 575.000 Modal investasi Komponen biaya langsung diperkirakan sebagai persentase dari biaya pembelian peralatan dan biaya tidak langsung dihitung sebagai persentase dari biaya langsung Peters Timmerhaus 1991. Table 21 meringkaskan berbagai komponen modal investasi dan persentase yang digunakan dalam estimasinya. Total modal investasi diperkirakan US 940.448 seperti yang ditunjukkan pada Tabel 21. Berbagai komponen total biaya produk tahunan diperkirakan sebagai persentase berbagai komponen biaya seperti yang dituangkan dalam Tabel 22 Peters Timmerhaus 1991. I. Biaya Langsung BL Asumsi 100 dari BPP 80 2.619.604.800 konstruksi 6-30 dari TBL 25 3.380.927.445 90 Tabel 21 Perkiraan total modal investasi Biaya Rp A. Peralatan+instalasi+instrumentasi+pemipaan+ Listrik+isolasi+pengecatan 1. Biaya pembelian peralatan BPP 100 3.274.506.000 2. Instalasi, termasuk isolasi dan pengecatan 25-55 dari BPP 50 1.637.253.000 3. Instrumentasi dan pengendalian, terpasang 6-30 dari BPP 25 818.626.500 4. Pemipaan, terpasang 10-80 dari BPP 60 1.964.703.600 5. Listrik, terpasang 10-40 dari BPP 30 982.351.800 B. Bangunan, proses dan unit bantu 10-70 BPP 60 1.964.703.600 C. Fasilitas layanan dan pengembangan lahan 40- D. Tanah 4-8 dari BPP 8 261.960.480 Total biaya langsung TBL 13.523.709.780 II. Biaya tidak langsung BTL A. Engineering dan supervisi 5-30 dari TBL 25 3.380.927.445 B. Jasa kontraktor dan pengeluaran untuk C. Contingency 5-15 dari MIT 10 2.253.951.630 Total biaya tidak langsung TBTL 9.015.806.520 III. Modal investasi tetap MIT = TBL + TBTL 22.539.516.300 IV. Modal kerja MK : 10-20 TMI 10 2.504.390.700 V. Total modal investasi TMI = MIT + MK 25.043.907.000 I. Biaya Produksi BP Asumsi 91 Tabel 22 Perkiraan Total biaya produksi APG per tahun Biaya Rp A. Biaya Produksi Langsung BPL 1. Bahan baku 246.952.014 2. pekerja 10-20 dari TBP 20 4.806.000.000 3. Supervisi langsung dan pekerja lepas 10- 20 961.200.000 25 dari pekerja 4. Utilitas 10-20 dari TBP 15 4.601.235.520 5. Perawatan dan perbaikan 2-10 dari MIT 10 2.253.951.630 6. Alat bantu untuk operasi operating 1 225.395.163 supplies 0,5-1 dari MIT 7. Laboratorium 10-20 dari pekerja 15 720.900.000 8. Paten dan royalti 0-6 dari TBP B. Pengeluaran Tetap PT 1. Depresiasi 10 dari MIT untuk mesin dan 3 631.979.658 peralatan, dan 2-3 nilai bangunan untuk bangunan 2. Pajak lokal 1-4 dari MIT 10 2.253.951.630 3. Asuransi 0,4-1 dari MIT 2 450.790.326 4. Bunga pinjaman 8-12 nilai tanah dan bangunan C. Biaya overhead pabrik Plan-overhead cost 50-70 dari biaya pekerja, 65 5.213.748.560 supervisi dan perawatan Biaya Produksi Total BPT = A + B + C 22.366.104.500 II. Pengeluaran Umum PU A. Biaya administrasi 15 dari biaya pekerja, supervisi dan perawatan B. Biaya penjualan dan distribusi 2-20 dari TBP C. Biaya penelitian dan pengembangan 5 dari 15 1.203.172.745 15 4.601.235.520 TBP D. Bunga niaga 0-10 TMI 10 2.504.390.700 Total Pengeluaran Umum TPU 8.308.798.964 III. Total biaya produksi TBP = BP + PU 30.674.903.464 IV. Keuntungan kotor = total pendapatan - TBP 13.825.096.536 . . . . . . . . . . . . 92 Produksi APG per tahun adalah 1000 ton. Harga jual APG Rp 44500kg. Jadi total pendapatannya adalah: Pendapatan kotor adalah . . . . . . Misal pajak 20 dari pendapatan kotor, pajak = Rp 2.765.019.307. Laba bersih adalah: . . . . . . Laju pengembalian modal ROI adalah . . .... ,

4.6 Peningkatan Skala Reaktor

Dalam peningkatan skala reaktor selain digunakan pendekatan kesamaan geometri antara skala laboratorium dan skala pilot juga digunakan kesamaan bilangan Reynolds dan daya per satuan volume. Dengan demikian diharapkan produk yang dihasilkan memiliki kualitas yang sama dengan produk pada skala laboratorium. Ukuran reaktor yang digunakan pada skala laboratorium adalah diameter dalam 7 cm dan tinggi 13 cm. Aspek rasionya yang didefinisikan dengan tinggi reaktor dibagi dengan diameter reaktor adalah 1,857. Diinginkan dalam N D ib D Tc P d e M L 2 tanpa dimensi 36 L 3 L c 2 d 3 e f e f d f N D i 93 peningkatan skala volume reaktornya adalah 20 kali dari volume skala laboratorium. Parameter-parameter penting dalam reaktor berpengaduk adalah kecepatan impeller N, diameter impeller D i , diameter tangki D T , daya P, sifat-sifat fluida yaitu density dan viskositas . Dengan menggunakan analisa dimensi dan pendekatan Rayleigh: a e f konstanta 35 d f 1 a b c M M 3 Dengan menyamakan ruas kiri dan kanan diperoleh: L : M : b 37 d 38 : a 3d f 39 Ada enam bilangan tak diketahui dan tiga persamaan. Jadi, jumlah bilangan tak berdimensi adalah 3 yaitu, 6 3=3. Dari Pers. 39, diperoleh: a 3 d f 40 Dari Pers. 38: e 41 Dengan mensubstitusikan Pers. 40 dan 41 ke dalam Pers. 37, menghasilkan: b c 2 d 3 d f f c 5d 2 f 42 Dengan menggunakan semua hasil-hasil ini ke dalam Pers. 35 diperoleh N 3 d f D i c 5 d 2 f D T c P d d f f konstanta 43 Dengan menyusun kembali Pers. 9: D T D i c P 3 5 d N D i 2 f konstanta 44 i D T2 1,857 D T D T3 94 Suku pertama Pers. 44 adalah rasio geometri, yaitu berbanding terbalik dengan D i D T . Suku kedua adalah bilangan power, dan ketiga adalah berbanding terbalik dengan bilangan Reynolds. Persamaan 44 dapat ditulis dengan N Po k D D T c N Re f 45 Kesamaan geometri dalam peningkatan skala dapat didefinisikan dengan satu faktor skala R, yaitu rasio antara dimensi-dimensi agitator skala kecil dan skala besar: R D i 2 D i 1 D T 2 D T 1 H 2 H 1 46 dimana subskrip 2 untuk agitator skala besar dan 1 untuk skala kecil. Karena H D T konstan untuk scale-up dan H D T skala kecil adalah 1,857. Jadi, H 1,857 D T 47 Volume reaktor, 1,857 V 48 4 4 Jadi faktor skala dalam term volume adalah: R D T 2 D T 1 V 2 V 1 1 3 49 Persamaan-persamaan yang digunakan dalam scale-up adalah: P V T q V 2 2 P V T q V 1 1 D T , 2 D T ,1 D T , 2 D T ,1 m x 50 51 N 2 N 1 D i ,1 D i ,2 n 52 N D i2 95 Persamaan 50 adalah daya per satuan volume, Pers. 51 adalah torsi per satuan volume. Bila daya per satuan volume ditetapkan sama: P V 2 P V 2 1 53 Daya per satuan volume berbanding lurus dengan kecepatan pengaduk pangkat tiga dan diameter impeller pangkat dua: P V 3 54 Substitusikan Pers. 20 ke dalam 19, diperoleh N 1 3 D i 2 ,1 N 23 D i 2 ,2 N 2 N 1 D i ,1 D i ,2 2 3 55 Dari hasil peningkatan skala diperoleh reaktor dengan ukuran diameter dalamnya 19 cm dan tingginya 35,3 cm. Volume reaktor adalah 10 liter. Desain teknis dari reaktor dapat dilihat pada Gambar L2 Lampiran 10. Reaktor untuk sintesis APG pada tahap ini merupakan reaktor berpengaduk double jacket dengan media pemanasnya silicone oil yang dipanaskan dengan elemen pemanas 1500 watt. Reaktor ini dilengkapi dengan pressure gauge, vacuum pressure, safety valve, port thermometer, port kondensor, port umpan, dan motor pengaduk ½ PK. Tipe pengaduk yang digunakan adalah tipe anchor, karena tipe ini lebih baik untuk fluida yang viskos dan aliran laminer. Material yang digunakan dalam pembuatan reaktor adalah stainless steel SUS 316 dengan ketebalan 8 mm. Gambar 31 menunjukkan desain reaktor utama skala 10 L.