Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sorbitan Monooleat dari Sorbitol dan Asam Oleat dengan Kapasitas 25.000 Ton/Tahun.
III-1
PRA RANCANGAN PABRIK
PEMBUATAN SORBITAN MONOOLEAT DARI
SORBITOL DAN ASAM OLEAT
DENGAN KAPASITAS 25.000 TON / TAHUN
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia
Oleh :
ARFANDY TAMPUBOLON
NIM : 080425008
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA EKSTENSI
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2011
III-2
KATA PENGANTAR
Puji Syukur penulis ucapkan kepada Allah Yang Maha Kuasa karena atas
kehendak dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir
yang berjudul “Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sorbitan Monooleat dari
Sorbitol dan Asam Oleat dengan Kapasitas 25.000 Ton/Tahun”. Tugas akhir
ini disusun untuk melengkapi salah satu syarat mengikuti ujian sarjana pada
Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Tugas akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu
ayahanda dan ibunda, serta keluarga tercinta yang merupakan bagian hidup
penulis yang senantiasa mendukung dan mendoakan dari sejak penulis lahir
hingga sekarang.
Dalam menyelesaikan tugas akhir ini, penulis banyak menerima bantuan
dan bimbingan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis mengucapkan terima kasih
kepada:
1. Bapak Dr. Ir. Taslim, M.Si, sebagai dosen pembimbing I yang telah
membimbing dan memberi masukan selama menyelesaikan tugas akhir
2. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, sebagai dosen pembimbing II yang telah
membimbing dan memberi masukan selama menyelesaikan tugas akhir
3. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, sebagai koordinator tugas akhir Departemen
Teknik Kimia Fakultas Teknik USU.
4. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si, selaku ketua Departemen Teknik Kimia
Fakultas Teknik USU.
5. Bapak Prof. Dr. Ir. M. Turmuzi, M.S selaku dosen penguji II
6. Bapak Dr. Ir. M.Yusuf Ritonga, M.T selaku dosen penguji III
7. Seluruh Staff pengajar dan pegawai pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas
Teknik USU.
8. Rekan satu tim penulis, Muhammad Idris Nasution.
9. Teman stambuk 2008, kak Helda dan Abang Hendra.
10. Abang dan Kakak alumni stambuk 2007 Teknik Kimia Ekstension.
11. Abang saya, Syamsurizal ahmad yusuf nasution SP.
12. Teman-teman di Kimia industri dan Kimia Ekstensi, Mipa.
III-3
10. Abang Pipin aguspin yang telah memberikan semangat kepada penulis
Penulis menyadari dalam penyusunan tugas akhir ini masih banyak
terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan
kritik dari pembaca yang konstruktif demi kesempurnaan penulisan tugas akhir
ini. Akhir kata, semoga tulisan ini bermanfaat bagi kita semua.
Medan, Agustus 2011
Penulis
Arfandy Tampubolon
080425008
III-4
INTISARI
Pabrik sorbitol monooleat dari sorbitol dan asam oleat ini direncanakan
berproduksi dengan kapasitas 25.000 ton/tahun dengan 330 hari kerja dalam 1
(satu) tahun. Lokasi pabrik direncanakan berada di daerah Labuhan, Belawan,
Sumatera Utara dengan luas tanah yang dibutuhkan adalah 12.710 m2. Jumlah
tenaga kerja yang di butuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 159 orang
dan bentuk badan usaha yang direncanakan adalah perseroan terbatas (PT) dan
bentuk organisasinya adalah organisasi garis dan staf.
Hasil analisa ekonomi pabrik sorbitol monooleat ini adalah :
a. Total Modal Investasi
: Rp. 248.476.713.908
b. Total Biaya Produksi
: Rp. 156.384.927.295
c. Hasil Penjualan
: Rp. 239.612.496.710
d. Laba Bersih
: Rp. 57.985.502.098
e. Profit Margin (PM)
: 34,56 %
f. Break Even Point (BEP)
: 49,26 %
g. Return on Investment (ROI)
: 23,34 %
h. Pay Out Time (POT)
: 4,29 tahun
i. Return on Network (RON)
: 38,90 %
j. Internal Rate of Return (IRR) : 33,91 %
Dari hasil analisa aspek ekonomi, maka dapat disimpulkan bahwa
perancangan pabrik pembuatan Sorbitol monooleat dari sorbitol dan Asam Oleat
berkapasitas 25.000 ton/tahun layak untuk didirikan.
III-5
DAFTAR ISI
Hal
KATA PENGANTAR ...............................................................................................i
INTISARI ............................................................................................................. iii
DAFTAR ISI ......................................................................................................... iv
DAFTAR TABEL ................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... xi
BAB I
PENDAHULUAN ................................................................................ I-1
1.1 Latar Belakang ............................................................................... I-1
1.2 Perumusan Masalah ........................................................................ I-2
1.3 Tujuan Rancangan .......................................................................... I-2
1.4 Manfaat Perancangan ..................................................................... I-3
BAB II
TINJUAN PUSTAKA ......................................................................... II-1
2.1 Surfaktan ....................................................................................... II-1
2.2 Sorbitan Monooleat ........................................................................ II-4
2.3 Sorbitol .......................................................................................... II-4
2.4 Asam Oleat ................................................................................... II-5
2.5 Sifat-Sifat Bahan Baku dan Produk ................................................ II-5
2.5.1 Sorbitan Monooleat ............................................................... II-5
2.5.2 Sorbitol ................................................................................. II-6
2.5.3 Asam Oleat ........................................................................... II-7
2.5.4 Asam p-Toluensulfonik ......................................................... II-7
2.6 Proses Pembuatan Sorbitan Monooleat ......................................... II-8
2.7 Seleksi Proses .............................................................................. II-11
2.8 Deskripsi Proses .......................................................................... II-12
BAB III NERACA MASSA ............................................................................. III-1
BAB IV NERACA PANAS ............................................................................ IV-1
BAB V SPESIFIKASI PERALATAN.............................................................. V-1
5.1 Tangki Bahan Baku Larutan Sorbitol (F-110) ................................ V-1
5.2 Tangki Bahan Baku Asam Oleat (F-120) ....................................... V-1
5.3 Tangki Penyimpanan Asam p-Toluensulfonik (F-230) ................... V-2
5.4 Tangki Penyimpan Sorbitan Monooleat (F-350)............................. V-2
5.5 Hopper Asam p-Toluensulfonik (F-130) ........................................ V-3
5.6 Hopper Karbon Aktif (F-320) ........................................................ V-4
5.7 Drum Penyimpanan Karbon Aktif (F-340) ..................................... V-4
5.8 Belt Conveyor (J-131) ................................................................... V-5
5.9 Bucket Elevator (J-132) ................................................................. V-5
5.10 Belt Conveyor (J-321).................................................................. V-6
5.11 Bucket Elevator (J-132) ............................................................... V-6
5.12 Tangki Pencampur 1 (M-140) ...................................................... V-7
5.13 Tangki Pencampur 2 (M-310) ...................................................... V-8
5.14 Reaktor (R-210) ........................................................................... V-8
5.15 Decanter Centrifuge (H-220)........................................................ V-9
5.16 Evaporator (V-240) .................................................................... V-10
5.17 Filter Press (H-330) ................................................................... V-11
5.18 Heat Exchanger 1 (Heater 1 (E-142)) ......................................... V-11
5.19 Heat Exchanger 2 (Heater 2 (E-122)) ......................................... V-12
III-6
5.20 Heat Exchanger 3 (Heater 3 (E-223)) ......................................... V-12
5.21 Heat Exchanger 4 (Cooler 1 (E-212)) ......................................... V-13
5.22 Heat Exchanger 5 (Cooler 2 (E-242)) ......................................... V-13
5.23 Pompa 1 (L-111) ........................................................................ V-14
5.24 Pompa 2 (L-121) ........................................................................ V-14
5.25 Pompa 3 (L-141) ........................................................................ V-15
5.26 Pompa 4 (L-211) ........................................................................ V-15
5.27 Pompa 5 (L-221) ........................................................................ V-16
5.28 Pompa 6 (L-222 ......................................................................... V-16
5.29 Pompa 7 (L-241) ........................................................................ V-17
5.30 Pompa 8 (L-311) ........................................................................ V-17
5.31 Pompa 9 (L-332) ........................................................................ V-18
5.32 Steam Ejector (G-213) ............................................................... V-18
BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ....................... VI-1
6.1 Instrumentasi ............................................................................... VI-1
6.1.1 Tujuan Pengendalian ........................................................... VI-2
6.1.2 Jenis-jenis Pengendalian dan Alat Pengendali ..................... VI-3
6.1.3 Variabel-Variabel Proses Dalam Sistem Pengendalian ........ VI-9
6.1.4 Syarat Perancangan Pengendalian ..................................... VI-10
6.2 Keselamatan Kerja Pabrik .......................................................... VI-13
BAB VII UTILITAS........................................................................................ VII-1
7.1 Kebutuhan Uap (Steam) .............................................................. VII-1
7.2 Kebutuhan Air ............................................................................ VII-2
7.2.1 Screening ........................................................................... VII-5
7.2.2 Klarifikasi .......................................................................... VII-6
7.2.3 Filtrasi................................................................................ VII-6
7.2.4 Demineralisai ..................................................................... VII-7
7.2.5 Dearator ........................................................................... VII-10
7.3 Kebutuhan Bahan Kimia ........................................................... VII-11
7.4 Kebutuhan Listrik ..................................................................... VII-11
7.5 Keperluan Energi Bahan Bakar ................................................. VII-11
7.6 Unit Pengolahan Limbah .......................................................... VII-12
7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas ..................................................... VII-18
BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ......................................... VIII-1
8.1 Lokasi Pabrik............................................................................. VIII-1
8.1.1 Faktor Primer/Utama ......................................................... VIII-1
8.1.2 Faktor Sekunder ................................................................ VIII-2
8.2 Tata Letak Pabrik....................................................................... VIII-6
8.3 Perincian Luas Tanah................................................................. VIII-7
BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ..................... IX-1
9.1 Organisasi Perusahaan ................................................................. IX-1
9.1.1 Bentuk Organisasi Garis...................................................... IX-2
9.1.2 Bentuk Organisasi Fungsionil ............................................. IX-2
9.1.3 Bentuk Organisasi Garis dan Staf ........................................ IX-3
9.1.4 Bentuk Organisasi Fungsionil dan Staf ................................ IX-3
9.2 Manajemen Perusahaan ............................................................... IX-3
9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha ....................................................... IX-4
9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab .......................... IX-6
III-7
9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) ........................... IX-6
9.4.2 Dewan Komisaris .............................................................. IX-6
9.4.3 Direktur ............................................................................ IX-7
9.4.4 Staf Ahli............................................................................ IX-7
9.4.5 Sekretaris .......................................................................... IX-7
9.4.6 Manajer Produksi .............................................................. IX-7
9.4.7 Manajer Teknik ................................................................. IX-8
9.4.8 Manajer Umum dan Keuangan .......................................... IX-8
9.4.9 Manajer Pembelian dan Pemasaran ................................... IX-8
9.5 Sistem Kerja ................................................................................ IX-8
9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan................................. IX-10
9.7 Sistem Penggajian...................................................................... IX-11
9.8 Fasilitas Tenaga Kerja ............................................................... IX-12
BAB X ANALISA EKONOMI ........................................................................ X-1
10.1 Modal Investasi ........................................................................... X-1
10.1.1 Modal Investasi Tetap / Fixed Capital Investment (FCI) ..... X-1
10.1.2 Modal Kerja / Working Capital (WC).................................X-3
10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC) ............................... X-3
10.2.1 Biaya Tetap/ Fixed Cost (FC) ................................................... X-4
10.2.2 Biaya Variabel (BV)/ Variable Cost (VC) ................................ X-4
10.3 Total Penjualan (Total Sales) ....................................................... 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 of 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
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ...................................... LA-1
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS ........................................LB-1
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI ALAT ....................................LC-1
LAMPIRAN D PERHITUNGAN PERALATAN UTILITAS ........................... LD-1
LAMPIRAN E PERHITUNGAN EKONOMI ................................................... LE-1
III-8
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1
Data Impor Sorbitan Monooleat ................................................
Tabel 2.1
Kelebihan dan Kekurangan Proses Pembuatan Sorbitan
I-2
monooleat ................................................................................. II-10
Tabel 3.1
Neraca Massa pada Filter Press (H-330)...................................
III-1
Tabel 3.2
Neraca Massa pada Tangki Pencampur (M-310) .......................
III-2
Tabel 3.3
Neraca Massa pada Evaporator (V-240) ....................................
III-2
Tabel 3.4
Neraca Massa pada Decanter Centrifuge (H-220) .....................
III-2
Tabel 3.5
Neraca Massa pada Reaktor (R-210) .........................................
III-3
Tabel 3.6
Neraca Massa pada Tangki Pencampur (M-140) .......................
III-3
Tabel 4.1
Neraca Energi pada Tangki Pencampur 1 (M-140) ....................
IV-1
Tabel 4.2
Neraca Energi pada Heat Exchanger 1 (Heater 1 (E-142)) ........
IV-2
Tabel 4.3
Neraca Energi pada Heat Exchanger 2 (Heater 2 (E-122)) ........
IV-2
Tabel 4.4
Neraca Energi pada Reaktor (R-210) ........................................
IV-2
Tabel 4.5
Neraca Energi pada Heat Exchanger 3 (Heater 3 (E-223)) ........
IV-3
Tabel 4.6
Neraca Energi pada Heat Exchanger 4 (Cooler 1 (E-212)) ........
IV-3
Tabel 4.7
Neraca Energi pada Evaporator (V-240) ...................................
IV-3
Tabel 4.8
Neraca Energi pada Heat Exchanger 5 (Cooler 2 (E-242)) ........
IV-4
Tabel 6.1
Jenis Variabel Pengukuran dan Controller yang digunakan .......
VI-9
Tabel 6.2
Daftar Penggunaan Instrumentasi pada Pra-Rancangan
Pabrik Pembuatan Sorbuitan Monooleat dari Sorbitol dan
Asam Oleat .............................................................................. VI-11
Tabel 7.1
Kebutuhan Uap Sebagai Media Pemanas .................................. VII-1
Tabel 7.2
Pemakaian air untuk berbagai kebutuhan .................................. VII-4
Tabel 7.3
Kualitas Air Sungai Deli, Daerah Kawasan Industri Medan ..... VII-4
Tabel 8.1
Perincian Luas Tanah................................................................ VIII-7
Tabel 9.1
Susunan Jadwal Shift Karyawan ...............................................
Tabel 9.2
Jumlah Karyawan dan Klasifikasinya........................................ IX-10
Tabel 9.3
Perincian Gaji Karyawan .......................................................... IX-11
Tabel LB.1
Nilai E untuk estimasi Cp Asam Oleat .................................... LB-1
IX-9
III-9
Tabel LB.2
Nilai E untuk estimasi Cp Anhidrat Sorbitol ........................... LB-2
Tabel LB.3
Nilai E untuk estimasi Cp Sorbitan Monooleat ....................... LB-3
Tabel LB.4
Nilai E untuk estimasi Cp Asam p-Toluensulfonik ................. LB-4
Tabel LB.5
Nilai Gugus Untuk Estimasi ∆H of ............................................. LB-5
Tabel LC.1
Komposisi Bahan Yang Masuk ke Tangki Penyimpanan
(F-230) ..................................................................................... LC-8
Tabel LC.2
Komposisi Bahan Yang Masuk ke Tangki Penyimpanan
(F-350) ..................................................................................... LC-11
Tabel LC.3
Data-Data Bahan yang Masuk ke Tangki Pencampur 1 (M140) .......................................................................................... LC-29
Tabel LC.4
Data-Data Bahan yang Masuk ke Tangki Pencampur 2 (M310) .......................................................................................... LC-37
Tabel LC.5
Komposisi Umpan Masuk M-210 ............................................. LC-42
Tabel LC.6
Ukuran optimum baut ............................................................... LC-51
Tabel LC.7
Komposisi Umpan Masuk Dekanter.......................................... LC-54
Tabel LC.8
Komposisi masuk Evaporator (V-240) ...................................... LC-59
Tabel LC.9
Komposisi masuk Pompa 3 (L-141) .......................................... LC-97
Tabel LC.10 Komposisi masuk Pompa 4 (L-211) .......................................... LC-100
Tabel LC.11 Komposisi masuk Pompa 5 (L-221) .......................................... LC-103
Tabel LC.12 Komposisi masuk Pompa 6 (L-222) .......................................... LC-106
Tabel LC.13 Komposisi masuk Pompa 7 (L-241) .......................................... LC-109
Tabel LC.14 Komposisi masuk Pompa 8 (L-311) .......................................... LC-112
Tabel LC.15 Komposisi masuk Pompa 9 (L-332) .......................................... LC-115
Tabel LC.16 Ukuran dan Dimensi Standar Steam Ejector .............................. LC-119
Tabel LE.1
Perincian Harga Bangunan dan Sarana Lainnya ........................ LE-1
Tabel LE.2
Harga Indeks Marshall dan Swift .............................................. LE-3
Tabel LE.3
Estimasi Harga Peralatan Proses ............................................... LE-7
Tabel LE.4
Perkiraan Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah ...... LE-8
Tabel LE.5
Biaya Sarana Transportasi ........................................................ LE-10
Tabel LE.6
Perincian Gaji Pegawai ............................................................. LE-14
Tabel LE.7
Perincian Biaya Kas .................................................................. LE-16
Tabel LE.8
Perincian Modal Kerja .............................................................. LE-17
III-10
Tabel LE.9
Aturan Depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No. 17
Tahun 2000............................................................................... LE-19
Tabel LE.10 Perhitungan
Biaya
Depresiasi
Sesuai
UU
Republik
Indonesia No. 17 Tahun 2000 .................................................. LE-16
Tabel LE.11 Data Perhitungan Break Event Point (BEP) (Triliun Rupiah)
................................................................................................. LE-28
Tabel LE.12 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) ........................ LE-29
III-11
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Gugus Molekul Surfaktan ...................................................
II-1
Gambar 6.1
Diagram Balok Sistem Pengendalian Feedback...................
VI-4
Gambar 6.2
Sebuah loop Pengendalian ..................................................
VI-4
Gambar 6.3
Suatu Proses Terkendali ......................................................
VI-5
Gambar 6.4
Instrumentasi pada Alat ......................................................
VI-12
Gambar 6.5
Tingkat Kerusakan di suatu Pabrik ......................................
VI-13
Gambar 8.1
Tata Letak Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sorbitan
Monooleat dari Sorbitol dan Asam Oleat.............................
Gambar 9.1
Bagan
Struktur
Organisasi
Perusahaan
VIII-9
Pabrik
Pembuatan Sorbitan Monooleat dari Sorbitol dan Asam
Oleat ...................................................................................
IX-14
Gambar LC.1
Ukuran Tangki Sorbitol (F-110) ..........................................
LC-1
Gambar LC.2
Ukuran Tangki Asam Oleat (F-120) ....................................
LC-5
Gambar LC.2
Ukuran Tangki Asam p-toluensulfonik (F-230) ...................
LC-9
Gambar LC.3
Ukuran Tangki Asam Oleat (F-120) ....................................
LC-5
Gambar LC.4
Ukuran Tangki Sorbitan Monooleat (F-350) .......................
LC-12
Gambar LC.5
Ellipsoidal Head hopper Umpan Asam p-toluensulfonik .....
LC-14
Gambar LC.6
Ellipsoidal Head hopper Umpan Karbon aktif .....................
LC-17
Gambar LC.7
Centrifugal Discharge Buckets............................................
LC-23
Gambar LC.8
Centrifugal Discharge Buckets............................................
LC-26
Gambar LC.9
Ukuran Tangki Pencampur I (M-140) .................................
LC-29
Gambar LC.10 Ukuran Turbin Untuk Tangki Pencampur 1.........................
LC-33
Gambar LC.11 Ukuran Tangki Pencampur 2 (M-310) .................................
LC-37
Gambar LC.12 Ukuran Turbin Untuk Tangki Pencampur 2.........................
LC-40
Gambar LC.13 Mixed Flow Reactor............................................................
LC-42
Gambar LC.14 Ukuran Turbin Untuk Reaktor.............................................
LC-46
Gambar LC.15 Dekanter Centrifuge (H-220) ..............................................
LC-54
Gambar LC.16 Steam Ejector...................................................................... LC-118
Gambar LD.1
Spesifikasi Screening ..........................................................
LD-1
III-12
Gambar LD.2
Siklus Unit Pendinginan......................................................
Gambar LE.1
Harga Peralatan Untuk Tangki Penyimpanan (Storage)
Gambar LE.2
LD-58
dan Tangki Pelarutan ..........................................................
LE-5
Grafik Break Event Point Pabrik Sorbitan Monooleat .........
LE-27
III-4
INTISARI
Pabrik sorbitol monooleat dari sorbitol dan asam oleat ini direncanakan
berproduksi dengan kapasitas 25.000 ton/tahun dengan 330 hari kerja dalam 1
(satu) tahun. Lokasi pabrik direncanakan berada di daerah Labuhan, Belawan,
Sumatera Utara dengan luas tanah yang dibutuhkan adalah 12.710 m2. Jumlah
tenaga kerja yang di butuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 159 orang
dan bentuk badan usaha yang direncanakan adalah perseroan terbatas (PT) dan
bentuk organisasinya adalah organisasi garis dan staf.
Hasil analisa ekonomi pabrik sorbitol monooleat ini adalah :
a. Total Modal Investasi
: Rp. 248.476.713.908
b. Total Biaya Produksi
: Rp. 156.384.927.295
c. Hasil Penjualan
: Rp. 239.612.496.710
d. Laba Bersih
: Rp. 57.985.502.098
e. Profit Margin (PM)
: 34,56 %
f. Break Even Point (BEP)
: 49,26 %
g. Return on Investment (ROI)
: 23,34 %
h. Pay Out Time (POT)
: 4,29 tahun
i. Return on Network (RON)
: 38,90 %
j. Internal Rate of Return (IRR) : 33,91 %
Dari hasil analisa aspek ekonomi, maka dapat disimpulkan bahwa
perancangan pabrik pembuatan Sorbitol monooleat dari sorbitol dan Asam Oleat
berkapasitas 25.000 ton/tahun layak untuk didirikan.
III-1
PRA RANCANGAN PABRIK
PEMBUATAN SORBITAN MONOOLEAT DARI
SORBITOL DAN ASAM OLEAT
DENGAN KAPASITAS 25.000 TON / TAHUN
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia
Oleh :
ARFANDY TAMPUBOLON
NIM : 080425008
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA EKSTENSI
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2011
III-2
KATA PENGANTAR
Puji Syukur penulis ucapkan kepada Allah Yang Maha Kuasa karena atas
kehendak dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir
yang berjudul “Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sorbitan Monooleat dari
Sorbitol dan Asam Oleat dengan Kapasitas 25.000 Ton/Tahun”. Tugas akhir
ini disusun untuk melengkapi salah satu syarat mengikuti ujian sarjana pada
Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Tugas akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu
ayahanda dan ibunda, serta keluarga tercinta yang merupakan bagian hidup
penulis yang senantiasa mendukung dan mendoakan dari sejak penulis lahir
hingga sekarang.
Dalam menyelesaikan tugas akhir ini, penulis banyak menerima bantuan
dan bimbingan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis mengucapkan terima kasih
kepada:
1. Bapak Dr. Ir. Taslim, M.Si, sebagai dosen pembimbing I yang telah
membimbing dan memberi masukan selama menyelesaikan tugas akhir
2. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, sebagai dosen pembimbing II yang telah
membimbing dan memberi masukan selama menyelesaikan tugas akhir
3. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, sebagai koordinator tugas akhir Departemen
Teknik Kimia Fakultas Teknik USU.
4. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si, selaku ketua Departemen Teknik Kimia
Fakultas Teknik USU.
5. Bapak Prof. Dr. Ir. M. Turmuzi, M.S selaku dosen penguji II
6. Bapak Dr. Ir. M.Yusuf Ritonga, M.T selaku dosen penguji III
7. Seluruh Staff pengajar dan pegawai pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas
Teknik USU.
8. Rekan satu tim penulis, Muhammad Idris Nasution.
9. Teman stambuk 2008, kak Helda dan Abang Hendra.
10. Abang dan Kakak alumni stambuk 2007 Teknik Kimia Ekstension.
11. Abang saya, Syamsurizal ahmad yusuf nasution SP.
12. Teman-teman di Kimia industri dan Kimia Ekstensi, Mipa.
III-3
10. Abang Pipin aguspin yang telah memberikan semangat kepada penulis
Penulis menyadari dalam penyusunan tugas akhir ini masih banyak
terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan
kritik dari pembaca yang konstruktif demi kesempurnaan penulisan tugas akhir
ini. Akhir kata, semoga tulisan ini bermanfaat bagi kita semua.
Medan, Agustus 2011
Penulis
Arfandy Tampubolon
080425008
III-4
INTISARI
Pabrik sorbitol monooleat dari sorbitol dan asam oleat ini direncanakan
berproduksi dengan kapasitas 25.000 ton/tahun dengan 330 hari kerja dalam 1
(satu) tahun. Lokasi pabrik direncanakan berada di daerah Labuhan, Belawan,
Sumatera Utara dengan luas tanah yang dibutuhkan adalah 12.710 m2. Jumlah
tenaga kerja yang di butuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 159 orang
dan bentuk badan usaha yang direncanakan adalah perseroan terbatas (PT) dan
bentuk organisasinya adalah organisasi garis dan staf.
Hasil analisa ekonomi pabrik sorbitol monooleat ini adalah :
a. Total Modal Investasi
: Rp. 248.476.713.908
b. Total Biaya Produksi
: Rp. 156.384.927.295
c. Hasil Penjualan
: Rp. 239.612.496.710
d. Laba Bersih
: Rp. 57.985.502.098
e. Profit Margin (PM)
: 34,56 %
f. Break Even Point (BEP)
: 49,26 %
g. Return on Investment (ROI)
: 23,34 %
h. Pay Out Time (POT)
: 4,29 tahun
i. Return on Network (RON)
: 38,90 %
j. Internal Rate of Return (IRR) : 33,91 %
Dari hasil analisa aspek ekonomi, maka dapat disimpulkan bahwa
perancangan pabrik pembuatan Sorbitol monooleat dari sorbitol dan Asam Oleat
berkapasitas 25.000 ton/tahun layak untuk didirikan.
III-5
DAFTAR ISI
Hal
KATA PENGANTAR ...............................................................................................i
INTISARI ............................................................................................................. iii
DAFTAR ISI ......................................................................................................... iv
DAFTAR TABEL ................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... xi
BAB I
PENDAHULUAN ................................................................................ I-1
1.1 Latar Belakang ............................................................................... I-1
1.2 Perumusan Masalah ........................................................................ I-2
1.3 Tujuan Rancangan .......................................................................... I-2
1.4 Manfaat Perancangan ..................................................................... I-3
BAB II
TINJUAN PUSTAKA ......................................................................... II-1
2.1 Surfaktan ....................................................................................... II-1
2.2 Sorbitan Monooleat ........................................................................ II-4
2.3 Sorbitol .......................................................................................... II-4
2.4 Asam Oleat ................................................................................... II-5
2.5 Sifat-Sifat Bahan Baku dan Produk ................................................ II-5
2.5.1 Sorbitan Monooleat ............................................................... II-5
2.5.2 Sorbitol ................................................................................. II-6
2.5.3 Asam Oleat ........................................................................... II-7
2.5.4 Asam p-Toluensulfonik ......................................................... II-7
2.6 Proses Pembuatan Sorbitan Monooleat ......................................... II-8
2.7 Seleksi Proses .............................................................................. II-11
2.8 Deskripsi Proses .......................................................................... II-12
BAB III NERACA MASSA ............................................................................. III-1
BAB IV NERACA PANAS ............................................................................ IV-1
BAB V SPESIFIKASI PERALATAN.............................................................. V-1
5.1 Tangki Bahan Baku Larutan Sorbitol (F-110) ................................ V-1
5.2 Tangki Bahan Baku Asam Oleat (F-120) ....................................... V-1
5.3 Tangki Penyimpanan Asam p-Toluensulfonik (F-230) ................... V-2
5.4 Tangki Penyimpan Sorbitan Monooleat (F-350)............................. V-2
5.5 Hopper Asam p-Toluensulfonik (F-130) ........................................ V-3
5.6 Hopper Karbon Aktif (F-320) ........................................................ V-4
5.7 Drum Penyimpanan Karbon Aktif (F-340) ..................................... V-4
5.8 Belt Conveyor (J-131) ................................................................... V-5
5.9 Bucket Elevator (J-132) ................................................................. V-5
5.10 Belt Conveyor (J-321).................................................................. V-6
5.11 Bucket Elevator (J-132) ............................................................... V-6
5.12 Tangki Pencampur 1 (M-140) ...................................................... V-7
5.13 Tangki Pencampur 2 (M-310) ...................................................... V-8
5.14 Reaktor (R-210) ........................................................................... V-8
5.15 Decanter Centrifuge (H-220)........................................................ V-9
5.16 Evaporator (V-240) .................................................................... V-10
5.17 Filter Press (H-330) ................................................................... V-11
5.18 Heat Exchanger 1 (Heater 1 (E-142)) ......................................... V-11
5.19 Heat Exchanger 2 (Heater 2 (E-122)) ......................................... V-12
III-6
5.20 Heat Exchanger 3 (Heater 3 (E-223)) ......................................... V-12
5.21 Heat Exchanger 4 (Cooler 1 (E-212)) ......................................... V-13
5.22 Heat Exchanger 5 (Cooler 2 (E-242)) ......................................... V-13
5.23 Pompa 1 (L-111) ........................................................................ V-14
5.24 Pompa 2 (L-121) ........................................................................ V-14
5.25 Pompa 3 (L-141) ........................................................................ V-15
5.26 Pompa 4 (L-211) ........................................................................ V-15
5.27 Pompa 5 (L-221) ........................................................................ V-16
5.28 Pompa 6 (L-222 ......................................................................... V-16
5.29 Pompa 7 (L-241) ........................................................................ V-17
5.30 Pompa 8 (L-311) ........................................................................ V-17
5.31 Pompa 9 (L-332) ........................................................................ V-18
5.32 Steam Ejector (G-213) ............................................................... V-18
BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ....................... VI-1
6.1 Instrumentasi ............................................................................... VI-1
6.1.1 Tujuan Pengendalian ........................................................... VI-2
6.1.2 Jenis-jenis Pengendalian dan Alat Pengendali ..................... VI-3
6.1.3 Variabel-Variabel Proses Dalam Sistem Pengendalian ........ VI-9
6.1.4 Syarat Perancangan Pengendalian ..................................... VI-10
6.2 Keselamatan Kerja Pabrik .......................................................... VI-13
BAB VII UTILITAS........................................................................................ VII-1
7.1 Kebutuhan Uap (Steam) .............................................................. VII-1
7.2 Kebutuhan Air ............................................................................ VII-2
7.2.1 Screening ........................................................................... VII-5
7.2.2 Klarifikasi .......................................................................... VII-6
7.2.3 Filtrasi................................................................................ VII-6
7.2.4 Demineralisai ..................................................................... VII-7
7.2.5 Dearator ........................................................................... VII-10
7.3 Kebutuhan Bahan Kimia ........................................................... VII-11
7.4 Kebutuhan Listrik ..................................................................... VII-11
7.5 Keperluan Energi Bahan Bakar ................................................. VII-11
7.6 Unit Pengolahan Limbah .......................................................... VII-12
7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas ..................................................... VII-18
BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ......................................... VIII-1
8.1 Lokasi Pabrik............................................................................. VIII-1
8.1.1 Faktor Primer/Utama ......................................................... VIII-1
8.1.2 Faktor Sekunder ................................................................ VIII-2
8.2 Tata Letak Pabrik....................................................................... VIII-6
8.3 Perincian Luas Tanah................................................................. VIII-7
BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ..................... IX-1
9.1 Organisasi Perusahaan ................................................................. IX-1
9.1.1 Bentuk Organisasi Garis...................................................... IX-2
9.1.2 Bentuk Organisasi Fungsionil ............................................. IX-2
9.1.3 Bentuk Organisasi Garis dan Staf ........................................ IX-3
9.1.4 Bentuk Organisasi Fungsionil dan Staf ................................ IX-3
9.2 Manajemen Perusahaan ............................................................... IX-3
9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha ....................................................... IX-4
9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab .......................... IX-6
III-7
9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) ........................... IX-6
9.4.2 Dewan Komisaris .............................................................. IX-6
9.4.3 Direktur ............................................................................ IX-7
9.4.4 Staf Ahli............................................................................ IX-7
9.4.5 Sekretaris .......................................................................... IX-7
9.4.6 Manajer Produksi .............................................................. IX-7
9.4.7 Manajer Teknik ................................................................. IX-8
9.4.8 Manajer Umum dan Keuangan .......................................... IX-8
9.4.9 Manajer Pembelian dan Pemasaran ................................... IX-8
9.5 Sistem Kerja ................................................................................ IX-8
9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan................................. IX-10
9.7 Sistem Penggajian...................................................................... IX-11
9.8 Fasilitas Tenaga Kerja ............................................................... IX-12
BAB X ANALISA EKONOMI ........................................................................ X-1
10.1 Modal Investasi ........................................................................... X-1
10.1.1 Modal Investasi Tetap / Fixed Capital Investment (FCI) ..... X-1
10.1.2 Modal Kerja / Working Capital (WC).................................X-3
10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC) ............................... X-3
10.2.1 Biaya Tetap/ Fixed Cost (FC) ................................................... X-4
10.2.2 Biaya Variabel (BV)/ Variable Cost (VC) ................................ X-4
10.3 Total Penjualan (Total Sales) ....................................................... 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 of 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
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ...................................... LA-1
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS ........................................LB-1
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI ALAT ....................................LC-1
LAMPIRAN D PERHITUNGAN PERALATAN UTILITAS ........................... LD-1
LAMPIRAN E PERHITUNGAN EKONOMI ................................................... LE-1
III-8
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1
Data Impor Sorbitan Monooleat ................................................
Tabel 2.1
Kelebihan dan Kekurangan Proses Pembuatan Sorbitan
I-2
monooleat ................................................................................. II-10
Tabel 3.1
Neraca Massa pada Filter Press (H-330)...................................
III-1
Tabel 3.2
Neraca Massa pada Tangki Pencampur (M-310) .......................
III-2
Tabel 3.3
Neraca Massa pada Evaporator (V-240) ....................................
III-2
Tabel 3.4
Neraca Massa pada Decanter Centrifuge (H-220) .....................
III-2
Tabel 3.5
Neraca Massa pada Reaktor (R-210) .........................................
III-3
Tabel 3.6
Neraca Massa pada Tangki Pencampur (M-140) .......................
III-3
Tabel 4.1
Neraca Energi pada Tangki Pencampur 1 (M-140) ....................
IV-1
Tabel 4.2
Neraca Energi pada Heat Exchanger 1 (Heater 1 (E-142)) ........
IV-2
Tabel 4.3
Neraca Energi pada Heat Exchanger 2 (Heater 2 (E-122)) ........
IV-2
Tabel 4.4
Neraca Energi pada Reaktor (R-210) ........................................
IV-2
Tabel 4.5
Neraca Energi pada Heat Exchanger 3 (Heater 3 (E-223)) ........
IV-3
Tabel 4.6
Neraca Energi pada Heat Exchanger 4 (Cooler 1 (E-212)) ........
IV-3
Tabel 4.7
Neraca Energi pada Evaporator (V-240) ...................................
IV-3
Tabel 4.8
Neraca Energi pada Heat Exchanger 5 (Cooler 2 (E-242)) ........
IV-4
Tabel 6.1
Jenis Variabel Pengukuran dan Controller yang digunakan .......
VI-9
Tabel 6.2
Daftar Penggunaan Instrumentasi pada Pra-Rancangan
Pabrik Pembuatan Sorbuitan Monooleat dari Sorbitol dan
Asam Oleat .............................................................................. VI-11
Tabel 7.1
Kebutuhan Uap Sebagai Media Pemanas .................................. VII-1
Tabel 7.2
Pemakaian air untuk berbagai kebutuhan .................................. VII-4
Tabel 7.3
Kualitas Air Sungai Deli, Daerah Kawasan Industri Medan ..... VII-4
Tabel 8.1
Perincian Luas Tanah................................................................ VIII-7
Tabel 9.1
Susunan Jadwal Shift Karyawan ...............................................
Tabel 9.2
Jumlah Karyawan dan Klasifikasinya........................................ IX-10
Tabel 9.3
Perincian Gaji Karyawan .......................................................... IX-11
Tabel LB.1
Nilai E untuk estimasi Cp Asam Oleat .................................... LB-1
IX-9
III-9
Tabel LB.2
Nilai E untuk estimasi Cp Anhidrat Sorbitol ........................... LB-2
Tabel LB.3
Nilai E untuk estimasi Cp Sorbitan Monooleat ....................... LB-3
Tabel LB.4
Nilai E untuk estimasi Cp Asam p-Toluensulfonik ................. LB-4
Tabel LB.5
Nilai Gugus Untuk Estimasi ∆H of ............................................. LB-5
Tabel LC.1
Komposisi Bahan Yang Masuk ke Tangki Penyimpanan
(F-230) ..................................................................................... LC-8
Tabel LC.2
Komposisi Bahan Yang Masuk ke Tangki Penyimpanan
(F-350) ..................................................................................... LC-11
Tabel LC.3
Data-Data Bahan yang Masuk ke Tangki Pencampur 1 (M140) .......................................................................................... LC-29
Tabel LC.4
Data-Data Bahan yang Masuk ke Tangki Pencampur 2 (M310) .......................................................................................... LC-37
Tabel LC.5
Komposisi Umpan Masuk M-210 ............................................. LC-42
Tabel LC.6
Ukuran optimum baut ............................................................... LC-51
Tabel LC.7
Komposisi Umpan Masuk Dekanter.......................................... LC-54
Tabel LC.8
Komposisi masuk Evaporator (V-240) ...................................... LC-59
Tabel LC.9
Komposisi masuk Pompa 3 (L-141) .......................................... LC-97
Tabel LC.10 Komposisi masuk Pompa 4 (L-211) .......................................... LC-100
Tabel LC.11 Komposisi masuk Pompa 5 (L-221) .......................................... LC-103
Tabel LC.12 Komposisi masuk Pompa 6 (L-222) .......................................... LC-106
Tabel LC.13 Komposisi masuk Pompa 7 (L-241) .......................................... LC-109
Tabel LC.14 Komposisi masuk Pompa 8 (L-311) .......................................... LC-112
Tabel LC.15 Komposisi masuk Pompa 9 (L-332) .......................................... LC-115
Tabel LC.16 Ukuran dan Dimensi Standar Steam Ejector .............................. LC-119
Tabel LE.1
Perincian Harga Bangunan dan Sarana Lainnya ........................ LE-1
Tabel LE.2
Harga Indeks Marshall dan Swift .............................................. LE-3
Tabel LE.3
Estimasi Harga Peralatan Proses ............................................... LE-7
Tabel LE.4
Perkiraan Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah ...... LE-8
Tabel LE.5
Biaya Sarana Transportasi ........................................................ LE-10
Tabel LE.6
Perincian Gaji Pegawai ............................................................. LE-14
Tabel LE.7
Perincian Biaya Kas .................................................................. LE-16
Tabel LE.8
Perincian Modal Kerja .............................................................. LE-17
III-10
Tabel LE.9
Aturan Depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No. 17
Tahun 2000............................................................................... LE-19
Tabel LE.10 Perhitungan
Biaya
Depresiasi
Sesuai
UU
Republik
Indonesia No. 17 Tahun 2000 .................................................. LE-16
Tabel LE.11 Data Perhitungan Break Event Point (BEP) (Triliun Rupiah)
................................................................................................. LE-28
Tabel LE.12 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) ........................ LE-29
III-11
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Gugus Molekul Surfaktan ...................................................
II-1
Gambar 6.1
Diagram Balok Sistem Pengendalian Feedback...................
VI-4
Gambar 6.2
Sebuah loop Pengendalian ..................................................
VI-4
Gambar 6.3
Suatu Proses Terkendali ......................................................
VI-5
Gambar 6.4
Instrumentasi pada Alat ......................................................
VI-12
Gambar 6.5
Tingkat Kerusakan di suatu Pabrik ......................................
VI-13
Gambar 8.1
Tata Letak Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sorbitan
Monooleat dari Sorbitol dan Asam Oleat.............................
Gambar 9.1
Bagan
Struktur
Organisasi
Perusahaan
VIII-9
Pabrik
Pembuatan Sorbitan Monooleat dari Sorbitol dan Asam
Oleat ...................................................................................
IX-14
Gambar LC.1
Ukuran Tangki Sorbitol (F-110) ..........................................
LC-1
Gambar LC.2
Ukuran Tangki Asam Oleat (F-120) ....................................
LC-5
Gambar LC.2
Ukuran Tangki Asam p-toluensulfonik (F-230) ...................
LC-9
Gambar LC.3
Ukuran Tangki Asam Oleat (F-120) ....................................
LC-5
Gambar LC.4
Ukuran Tangki Sorbitan Monooleat (F-350) .......................
LC-12
Gambar LC.5
Ellipsoidal Head hopper Umpan Asam p-toluensulfonik .....
LC-14
Gambar LC.6
Ellipsoidal Head hopper Umpan Karbon aktif .....................
LC-17
Gambar LC.7
Centrifugal Discharge Buckets............................................
LC-23
Gambar LC.8
Centrifugal Discharge Buckets............................................
LC-26
Gambar LC.9
Ukuran Tangki Pencampur I (M-140) .................................
LC-29
Gambar LC.10 Ukuran Turbin Untuk Tangki Pencampur 1.........................
LC-33
Gambar LC.11 Ukuran Tangki Pencampur 2 (M-310) .................................
LC-37
Gambar LC.12 Ukuran Turbin Untuk Tangki Pencampur 2.........................
LC-40
PRA RANCANGAN PABRIK
PEMBUATAN SORBITAN MONOOLEAT DARI
SORBITOL DAN ASAM OLEAT
DENGAN KAPASITAS 25.000 TON / TAHUN
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia
Oleh :
ARFANDY TAMPUBOLON
NIM : 080425008
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA EKSTENSI
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2011
III-2
KATA PENGANTAR
Puji Syukur penulis ucapkan kepada Allah Yang Maha Kuasa karena atas
kehendak dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir
yang berjudul “Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sorbitan Monooleat dari
Sorbitol dan Asam Oleat dengan Kapasitas 25.000 Ton/Tahun”. Tugas akhir
ini disusun untuk melengkapi salah satu syarat mengikuti ujian sarjana pada
Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Tugas akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu
ayahanda dan ibunda, serta keluarga tercinta yang merupakan bagian hidup
penulis yang senantiasa mendukung dan mendoakan dari sejak penulis lahir
hingga sekarang.
Dalam menyelesaikan tugas akhir ini, penulis banyak menerima bantuan
dan bimbingan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis mengucapkan terima kasih
kepada:
1. Bapak Dr. Ir. Taslim, M.Si, sebagai dosen pembimbing I yang telah
membimbing dan memberi masukan selama menyelesaikan tugas akhir
2. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, sebagai dosen pembimbing II yang telah
membimbing dan memberi masukan selama menyelesaikan tugas akhir
3. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, sebagai koordinator tugas akhir Departemen
Teknik Kimia Fakultas Teknik USU.
4. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si, selaku ketua Departemen Teknik Kimia
Fakultas Teknik USU.
5. Bapak Prof. Dr. Ir. M. Turmuzi, M.S selaku dosen penguji II
6. Bapak Dr. Ir. M.Yusuf Ritonga, M.T selaku dosen penguji III
7. Seluruh Staff pengajar dan pegawai pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas
Teknik USU.
8. Rekan satu tim penulis, Muhammad Idris Nasution.
9. Teman stambuk 2008, kak Helda dan Abang Hendra.
10. Abang dan Kakak alumni stambuk 2007 Teknik Kimia Ekstension.
11. Abang saya, Syamsurizal ahmad yusuf nasution SP.
12. Teman-teman di Kimia industri dan Kimia Ekstensi, Mipa.
III-3
10. Abang Pipin aguspin yang telah memberikan semangat kepada penulis
Penulis menyadari dalam penyusunan tugas akhir ini masih banyak
terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan
kritik dari pembaca yang konstruktif demi kesempurnaan penulisan tugas akhir
ini. Akhir kata, semoga tulisan ini bermanfaat bagi kita semua.
Medan, Agustus 2011
Penulis
Arfandy Tampubolon
080425008
III-4
INTISARI
Pabrik sorbitol monooleat dari sorbitol dan asam oleat ini direncanakan
berproduksi dengan kapasitas 25.000 ton/tahun dengan 330 hari kerja dalam 1
(satu) tahun. Lokasi pabrik direncanakan berada di daerah Labuhan, Belawan,
Sumatera Utara dengan luas tanah yang dibutuhkan adalah 12.710 m2. Jumlah
tenaga kerja yang di butuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 159 orang
dan bentuk badan usaha yang direncanakan adalah perseroan terbatas (PT) dan
bentuk organisasinya adalah organisasi garis dan staf.
Hasil analisa ekonomi pabrik sorbitol monooleat ini adalah :
a. Total Modal Investasi
: Rp. 248.476.713.908
b. Total Biaya Produksi
: Rp. 156.384.927.295
c. Hasil Penjualan
: Rp. 239.612.496.710
d. Laba Bersih
: Rp. 57.985.502.098
e. Profit Margin (PM)
: 34,56 %
f. Break Even Point (BEP)
: 49,26 %
g. Return on Investment (ROI)
: 23,34 %
h. Pay Out Time (POT)
: 4,29 tahun
i. Return on Network (RON)
: 38,90 %
j. Internal Rate of Return (IRR) : 33,91 %
Dari hasil analisa aspek ekonomi, maka dapat disimpulkan bahwa
perancangan pabrik pembuatan Sorbitol monooleat dari sorbitol dan Asam Oleat
berkapasitas 25.000 ton/tahun layak untuk didirikan.
III-5
DAFTAR ISI
Hal
KATA PENGANTAR ...............................................................................................i
INTISARI ............................................................................................................. iii
DAFTAR ISI ......................................................................................................... iv
DAFTAR TABEL ................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... xi
BAB I
PENDAHULUAN ................................................................................ I-1
1.1 Latar Belakang ............................................................................... I-1
1.2 Perumusan Masalah ........................................................................ I-2
1.3 Tujuan Rancangan .......................................................................... I-2
1.4 Manfaat Perancangan ..................................................................... I-3
BAB II
TINJUAN PUSTAKA ......................................................................... II-1
2.1 Surfaktan ....................................................................................... II-1
2.2 Sorbitan Monooleat ........................................................................ II-4
2.3 Sorbitol .......................................................................................... II-4
2.4 Asam Oleat ................................................................................... II-5
2.5 Sifat-Sifat Bahan Baku dan Produk ................................................ II-5
2.5.1 Sorbitan Monooleat ............................................................... II-5
2.5.2 Sorbitol ................................................................................. II-6
2.5.3 Asam Oleat ........................................................................... II-7
2.5.4 Asam p-Toluensulfonik ......................................................... II-7
2.6 Proses Pembuatan Sorbitan Monooleat ......................................... II-8
2.7 Seleksi Proses .............................................................................. II-11
2.8 Deskripsi Proses .......................................................................... II-12
BAB III NERACA MASSA ............................................................................. III-1
BAB IV NERACA PANAS ............................................................................ IV-1
BAB V SPESIFIKASI PERALATAN.............................................................. V-1
5.1 Tangki Bahan Baku Larutan Sorbitol (F-110) ................................ V-1
5.2 Tangki Bahan Baku Asam Oleat (F-120) ....................................... V-1
5.3 Tangki Penyimpanan Asam p-Toluensulfonik (F-230) ................... V-2
5.4 Tangki Penyimpan Sorbitan Monooleat (F-350)............................. V-2
5.5 Hopper Asam p-Toluensulfonik (F-130) ........................................ V-3
5.6 Hopper Karbon Aktif (F-320) ........................................................ V-4
5.7 Drum Penyimpanan Karbon Aktif (F-340) ..................................... V-4
5.8 Belt Conveyor (J-131) ................................................................... V-5
5.9 Bucket Elevator (J-132) ................................................................. V-5
5.10 Belt Conveyor (J-321).................................................................. V-6
5.11 Bucket Elevator (J-132) ............................................................... V-6
5.12 Tangki Pencampur 1 (M-140) ...................................................... V-7
5.13 Tangki Pencampur 2 (M-310) ...................................................... V-8
5.14 Reaktor (R-210) ........................................................................... V-8
5.15 Decanter Centrifuge (H-220)........................................................ V-9
5.16 Evaporator (V-240) .................................................................... V-10
5.17 Filter Press (H-330) ................................................................... V-11
5.18 Heat Exchanger 1 (Heater 1 (E-142)) ......................................... V-11
5.19 Heat Exchanger 2 (Heater 2 (E-122)) ......................................... V-12
III-6
5.20 Heat Exchanger 3 (Heater 3 (E-223)) ......................................... V-12
5.21 Heat Exchanger 4 (Cooler 1 (E-212)) ......................................... V-13
5.22 Heat Exchanger 5 (Cooler 2 (E-242)) ......................................... V-13
5.23 Pompa 1 (L-111) ........................................................................ V-14
5.24 Pompa 2 (L-121) ........................................................................ V-14
5.25 Pompa 3 (L-141) ........................................................................ V-15
5.26 Pompa 4 (L-211) ........................................................................ V-15
5.27 Pompa 5 (L-221) ........................................................................ V-16
5.28 Pompa 6 (L-222 ......................................................................... V-16
5.29 Pompa 7 (L-241) ........................................................................ V-17
5.30 Pompa 8 (L-311) ........................................................................ V-17
5.31 Pompa 9 (L-332) ........................................................................ V-18
5.32 Steam Ejector (G-213) ............................................................... V-18
BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ....................... VI-1
6.1 Instrumentasi ............................................................................... VI-1
6.1.1 Tujuan Pengendalian ........................................................... VI-2
6.1.2 Jenis-jenis Pengendalian dan Alat Pengendali ..................... VI-3
6.1.3 Variabel-Variabel Proses Dalam Sistem Pengendalian ........ VI-9
6.1.4 Syarat Perancangan Pengendalian ..................................... VI-10
6.2 Keselamatan Kerja Pabrik .......................................................... VI-13
BAB VII UTILITAS........................................................................................ VII-1
7.1 Kebutuhan Uap (Steam) .............................................................. VII-1
7.2 Kebutuhan Air ............................................................................ VII-2
7.2.1 Screening ........................................................................... VII-5
7.2.2 Klarifikasi .......................................................................... VII-6
7.2.3 Filtrasi................................................................................ VII-6
7.2.4 Demineralisai ..................................................................... VII-7
7.2.5 Dearator ........................................................................... VII-10
7.3 Kebutuhan Bahan Kimia ........................................................... VII-11
7.4 Kebutuhan Listrik ..................................................................... VII-11
7.5 Keperluan Energi Bahan Bakar ................................................. VII-11
7.6 Unit Pengolahan Limbah .......................................................... VII-12
7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas ..................................................... VII-18
BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ......................................... VIII-1
8.1 Lokasi Pabrik............................................................................. VIII-1
8.1.1 Faktor Primer/Utama ......................................................... VIII-1
8.1.2 Faktor Sekunder ................................................................ VIII-2
8.2 Tata Letak Pabrik....................................................................... VIII-6
8.3 Perincian Luas Tanah................................................................. VIII-7
BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ..................... IX-1
9.1 Organisasi Perusahaan ................................................................. IX-1
9.1.1 Bentuk Organisasi Garis...................................................... IX-2
9.1.2 Bentuk Organisasi Fungsionil ............................................. IX-2
9.1.3 Bentuk Organisasi Garis dan Staf ........................................ IX-3
9.1.4 Bentuk Organisasi Fungsionil dan Staf ................................ IX-3
9.2 Manajemen Perusahaan ............................................................... IX-3
9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha ....................................................... IX-4
9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab .......................... IX-6
III-7
9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) ........................... IX-6
9.4.2 Dewan Komisaris .............................................................. IX-6
9.4.3 Direktur ............................................................................ IX-7
9.4.4 Staf Ahli............................................................................ IX-7
9.4.5 Sekretaris .......................................................................... IX-7
9.4.6 Manajer Produksi .............................................................. IX-7
9.4.7 Manajer Teknik ................................................................. IX-8
9.4.8 Manajer Umum dan Keuangan .......................................... IX-8
9.4.9 Manajer Pembelian dan Pemasaran ................................... IX-8
9.5 Sistem Kerja ................................................................................ IX-8
9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan................................. IX-10
9.7 Sistem Penggajian...................................................................... IX-11
9.8 Fasilitas Tenaga Kerja ............................................................... IX-12
BAB X ANALISA EKONOMI ........................................................................ X-1
10.1 Modal Investasi ........................................................................... X-1
10.1.1 Modal Investasi Tetap / Fixed Capital Investment (FCI) ..... X-1
10.1.2 Modal Kerja / Working Capital (WC).................................X-3
10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC) ............................... X-3
10.2.1 Biaya Tetap/ Fixed Cost (FC) ................................................... X-4
10.2.2 Biaya Variabel (BV)/ Variable Cost (VC) ................................ X-4
10.3 Total Penjualan (Total Sales) ....................................................... 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 of 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
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ...................................... LA-1
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS ........................................LB-1
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI ALAT ....................................LC-1
LAMPIRAN D PERHITUNGAN PERALATAN UTILITAS ........................... LD-1
LAMPIRAN E PERHITUNGAN EKONOMI ................................................... LE-1
III-8
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1
Data Impor Sorbitan Monooleat ................................................
Tabel 2.1
Kelebihan dan Kekurangan Proses Pembuatan Sorbitan
I-2
monooleat ................................................................................. II-10
Tabel 3.1
Neraca Massa pada Filter Press (H-330)...................................
III-1
Tabel 3.2
Neraca Massa pada Tangki Pencampur (M-310) .......................
III-2
Tabel 3.3
Neraca Massa pada Evaporator (V-240) ....................................
III-2
Tabel 3.4
Neraca Massa pada Decanter Centrifuge (H-220) .....................
III-2
Tabel 3.5
Neraca Massa pada Reaktor (R-210) .........................................
III-3
Tabel 3.6
Neraca Massa pada Tangki Pencampur (M-140) .......................
III-3
Tabel 4.1
Neraca Energi pada Tangki Pencampur 1 (M-140) ....................
IV-1
Tabel 4.2
Neraca Energi pada Heat Exchanger 1 (Heater 1 (E-142)) ........
IV-2
Tabel 4.3
Neraca Energi pada Heat Exchanger 2 (Heater 2 (E-122)) ........
IV-2
Tabel 4.4
Neraca Energi pada Reaktor (R-210) ........................................
IV-2
Tabel 4.5
Neraca Energi pada Heat Exchanger 3 (Heater 3 (E-223)) ........
IV-3
Tabel 4.6
Neraca Energi pada Heat Exchanger 4 (Cooler 1 (E-212)) ........
IV-3
Tabel 4.7
Neraca Energi pada Evaporator (V-240) ...................................
IV-3
Tabel 4.8
Neraca Energi pada Heat Exchanger 5 (Cooler 2 (E-242)) ........
IV-4
Tabel 6.1
Jenis Variabel Pengukuran dan Controller yang digunakan .......
VI-9
Tabel 6.2
Daftar Penggunaan Instrumentasi pada Pra-Rancangan
Pabrik Pembuatan Sorbuitan Monooleat dari Sorbitol dan
Asam Oleat .............................................................................. VI-11
Tabel 7.1
Kebutuhan Uap Sebagai Media Pemanas .................................. VII-1
Tabel 7.2
Pemakaian air untuk berbagai kebutuhan .................................. VII-4
Tabel 7.3
Kualitas Air Sungai Deli, Daerah Kawasan Industri Medan ..... VII-4
Tabel 8.1
Perincian Luas Tanah................................................................ VIII-7
Tabel 9.1
Susunan Jadwal Shift Karyawan ...............................................
Tabel 9.2
Jumlah Karyawan dan Klasifikasinya........................................ IX-10
Tabel 9.3
Perincian Gaji Karyawan .......................................................... IX-11
Tabel LB.1
Nilai E untuk estimasi Cp Asam Oleat .................................... LB-1
IX-9
III-9
Tabel LB.2
Nilai E untuk estimasi Cp Anhidrat Sorbitol ........................... LB-2
Tabel LB.3
Nilai E untuk estimasi Cp Sorbitan Monooleat ....................... LB-3
Tabel LB.4
Nilai E untuk estimasi Cp Asam p-Toluensulfonik ................. LB-4
Tabel LB.5
Nilai Gugus Untuk Estimasi ∆H of ............................................. LB-5
Tabel LC.1
Komposisi Bahan Yang Masuk ke Tangki Penyimpanan
(F-230) ..................................................................................... LC-8
Tabel LC.2
Komposisi Bahan Yang Masuk ke Tangki Penyimpanan
(F-350) ..................................................................................... LC-11
Tabel LC.3
Data-Data Bahan yang Masuk ke Tangki Pencampur 1 (M140) .......................................................................................... LC-29
Tabel LC.4
Data-Data Bahan yang Masuk ke Tangki Pencampur 2 (M310) .......................................................................................... LC-37
Tabel LC.5
Komposisi Umpan Masuk M-210 ............................................. LC-42
Tabel LC.6
Ukuran optimum baut ............................................................... LC-51
Tabel LC.7
Komposisi Umpan Masuk Dekanter.......................................... LC-54
Tabel LC.8
Komposisi masuk Evaporator (V-240) ...................................... LC-59
Tabel LC.9
Komposisi masuk Pompa 3 (L-141) .......................................... LC-97
Tabel LC.10 Komposisi masuk Pompa 4 (L-211) .......................................... LC-100
Tabel LC.11 Komposisi masuk Pompa 5 (L-221) .......................................... LC-103
Tabel LC.12 Komposisi masuk Pompa 6 (L-222) .......................................... LC-106
Tabel LC.13 Komposisi masuk Pompa 7 (L-241) .......................................... LC-109
Tabel LC.14 Komposisi masuk Pompa 8 (L-311) .......................................... LC-112
Tabel LC.15 Komposisi masuk Pompa 9 (L-332) .......................................... LC-115
Tabel LC.16 Ukuran dan Dimensi Standar Steam Ejector .............................. LC-119
Tabel LE.1
Perincian Harga Bangunan dan Sarana Lainnya ........................ LE-1
Tabel LE.2
Harga Indeks Marshall dan Swift .............................................. LE-3
Tabel LE.3
Estimasi Harga Peralatan Proses ............................................... LE-7
Tabel LE.4
Perkiraan Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah ...... LE-8
Tabel LE.5
Biaya Sarana Transportasi ........................................................ LE-10
Tabel LE.6
Perincian Gaji Pegawai ............................................................. LE-14
Tabel LE.7
Perincian Biaya Kas .................................................................. LE-16
Tabel LE.8
Perincian Modal Kerja .............................................................. LE-17
III-10
Tabel LE.9
Aturan Depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No. 17
Tahun 2000............................................................................... LE-19
Tabel LE.10 Perhitungan
Biaya
Depresiasi
Sesuai
UU
Republik
Indonesia No. 17 Tahun 2000 .................................................. LE-16
Tabel LE.11 Data Perhitungan Break Event Point (BEP) (Triliun Rupiah)
................................................................................................. LE-28
Tabel LE.12 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) ........................ LE-29
III-11
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Gugus Molekul Surfaktan ...................................................
II-1
Gambar 6.1
Diagram Balok Sistem Pengendalian Feedback...................
VI-4
Gambar 6.2
Sebuah loop Pengendalian ..................................................
VI-4
Gambar 6.3
Suatu Proses Terkendali ......................................................
VI-5
Gambar 6.4
Instrumentasi pada Alat ......................................................
VI-12
Gambar 6.5
Tingkat Kerusakan di suatu Pabrik ......................................
VI-13
Gambar 8.1
Tata Letak Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sorbitan
Monooleat dari Sorbitol dan Asam Oleat.............................
Gambar 9.1
Bagan
Struktur
Organisasi
Perusahaan
VIII-9
Pabrik
Pembuatan Sorbitan Monooleat dari Sorbitol dan Asam
Oleat ...................................................................................
IX-14
Gambar LC.1
Ukuran Tangki Sorbitol (F-110) ..........................................
LC-1
Gambar LC.2
Ukuran Tangki Asam Oleat (F-120) ....................................
LC-5
Gambar LC.2
Ukuran Tangki Asam p-toluensulfonik (F-230) ...................
LC-9
Gambar LC.3
Ukuran Tangki Asam Oleat (F-120) ....................................
LC-5
Gambar LC.4
Ukuran Tangki Sorbitan Monooleat (F-350) .......................
LC-12
Gambar LC.5
Ellipsoidal Head hopper Umpan Asam p-toluensulfonik .....
LC-14
Gambar LC.6
Ellipsoidal Head hopper Umpan Karbon aktif .....................
LC-17
Gambar LC.7
Centrifugal Discharge Buckets............................................
LC-23
Gambar LC.8
Centrifugal Discharge Buckets............................................
LC-26
Gambar LC.9
Ukuran Tangki Pencampur I (M-140) .................................
LC-29
Gambar LC.10 Ukuran Turbin Untuk Tangki Pencampur 1.........................
LC-33
Gambar LC.11 Ukuran Tangki Pencampur 2 (M-310) .................................
LC-37
Gambar LC.12 Ukuran Turbin Untuk Tangki Pencampur 2.........................
LC-40
Gambar LC.13 Mixed Flow Reactor............................................................
LC-42
Gambar LC.14 Ukuran Turbin Untuk Reaktor.............................................
LC-46
Gambar LC.15 Dekanter Centrifuge (H-220) ..............................................
LC-54
Gambar LC.16 Steam Ejector...................................................................... LC-118
Gambar LD.1
Spesifikasi Screening ..........................................................
LD-1
III-12
Gambar LD.2
Siklus Unit Pendinginan......................................................
Gambar LE.1
Harga Peralatan Untuk Tangki Penyimpanan (Storage)
Gambar LE.2
LD-58
dan Tangki Pelarutan ..........................................................
LE-5
Grafik Break Event Point Pabrik Sorbitan Monooleat .........
LE-27
III-4
INTISARI
Pabrik sorbitol monooleat dari sorbitol dan asam oleat ini direncanakan
berproduksi dengan kapasitas 25.000 ton/tahun dengan 330 hari kerja dalam 1
(satu) tahun. Lokasi pabrik direncanakan berada di daerah Labuhan, Belawan,
Sumatera Utara dengan luas tanah yang dibutuhkan adalah 12.710 m2. Jumlah
tenaga kerja yang di butuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 159 orang
dan bentuk badan usaha yang direncanakan adalah perseroan terbatas (PT) dan
bentuk organisasinya adalah organisasi garis dan staf.
Hasil analisa ekonomi pabrik sorbitol monooleat ini adalah :
a. Total Modal Investasi
: Rp. 248.476.713.908
b. Total Biaya Produksi
: Rp. 156.384.927.295
c. Hasil Penjualan
: Rp. 239.612.496.710
d. Laba Bersih
: Rp. 57.985.502.098
e. Profit Margin (PM)
: 34,56 %
f. Break Even Point (BEP)
: 49,26 %
g. Return on Investment (ROI)
: 23,34 %
h. Pay Out Time (POT)
: 4,29 tahun
i. Return on Network (RON)
: 38,90 %
j. Internal Rate of Return (IRR) : 33,91 %
Dari hasil analisa aspek ekonomi, maka dapat disimpulkan bahwa
perancangan pabrik pembuatan Sorbitol monooleat dari sorbitol dan Asam Oleat
berkapasitas 25.000 ton/tahun layak untuk didirikan.
III-1
PRA RANCANGAN PABRIK
PEMBUATAN SORBITAN MONOOLEAT DARI
SORBITOL DAN ASAM OLEAT
DENGAN KAPASITAS 25.000 TON / TAHUN
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia
Oleh :
ARFANDY TAMPUBOLON
NIM : 080425008
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA EKSTENSI
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2011
III-2
KATA PENGANTAR
Puji Syukur penulis ucapkan kepada Allah Yang Maha Kuasa karena atas
kehendak dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir
yang berjudul “Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sorbitan Monooleat dari
Sorbitol dan Asam Oleat dengan Kapasitas 25.000 Ton/Tahun”. Tugas akhir
ini disusun untuk melengkapi salah satu syarat mengikuti ujian sarjana pada
Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Tugas akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu
ayahanda dan ibunda, serta keluarga tercinta yang merupakan bagian hidup
penulis yang senantiasa mendukung dan mendoakan dari sejak penulis lahir
hingga sekarang.
Dalam menyelesaikan tugas akhir ini, penulis banyak menerima bantuan
dan bimbingan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis mengucapkan terima kasih
kepada:
1. Bapak Dr. Ir. Taslim, M.Si, sebagai dosen pembimbing I yang telah
membimbing dan memberi masukan selama menyelesaikan tugas akhir
2. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, sebagai dosen pembimbing II yang telah
membimbing dan memberi masukan selama menyelesaikan tugas akhir
3. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, sebagai koordinator tugas akhir Departemen
Teknik Kimia Fakultas Teknik USU.
4. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si, selaku ketua Departemen Teknik Kimia
Fakultas Teknik USU.
5. Bapak Prof. Dr. Ir. M. Turmuzi, M.S selaku dosen penguji II
6. Bapak Dr. Ir. M.Yusuf Ritonga, M.T selaku dosen penguji III
7. Seluruh Staff pengajar dan pegawai pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas
Teknik USU.
8. Rekan satu tim penulis, Muhammad Idris Nasution.
9. Teman stambuk 2008, kak Helda dan Abang Hendra.
10. Abang dan Kakak alumni stambuk 2007 Teknik Kimia Ekstension.
11. Abang saya, Syamsurizal ahmad yusuf nasution SP.
12. Teman-teman di Kimia industri dan Kimia Ekstensi, Mipa.
III-3
10. Abang Pipin aguspin yang telah memberikan semangat kepada penulis
Penulis menyadari dalam penyusunan tugas akhir ini masih banyak
terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan
kritik dari pembaca yang konstruktif demi kesempurnaan penulisan tugas akhir
ini. Akhir kata, semoga tulisan ini bermanfaat bagi kita semua.
Medan, Agustus 2011
Penulis
Arfandy Tampubolon
080425008
III-4
INTISARI
Pabrik sorbitol monooleat dari sorbitol dan asam oleat ini direncanakan
berproduksi dengan kapasitas 25.000 ton/tahun dengan 330 hari kerja dalam 1
(satu) tahun. Lokasi pabrik direncanakan berada di daerah Labuhan, Belawan,
Sumatera Utara dengan luas tanah yang dibutuhkan adalah 12.710 m2. Jumlah
tenaga kerja yang di butuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 159 orang
dan bentuk badan usaha yang direncanakan adalah perseroan terbatas (PT) dan
bentuk organisasinya adalah organisasi garis dan staf.
Hasil analisa ekonomi pabrik sorbitol monooleat ini adalah :
a. Total Modal Investasi
: Rp. 248.476.713.908
b. Total Biaya Produksi
: Rp. 156.384.927.295
c. Hasil Penjualan
: Rp. 239.612.496.710
d. Laba Bersih
: Rp. 57.985.502.098
e. Profit Margin (PM)
: 34,56 %
f. Break Even Point (BEP)
: 49,26 %
g. Return on Investment (ROI)
: 23,34 %
h. Pay Out Time (POT)
: 4,29 tahun
i. Return on Network (RON)
: 38,90 %
j. Internal Rate of Return (IRR) : 33,91 %
Dari hasil analisa aspek ekonomi, maka dapat disimpulkan bahwa
perancangan pabrik pembuatan Sorbitol monooleat dari sorbitol dan Asam Oleat
berkapasitas 25.000 ton/tahun layak untuk didirikan.
III-5
DAFTAR ISI
Hal
KATA PENGANTAR ...............................................................................................i
INTISARI ............................................................................................................. iii
DAFTAR ISI ......................................................................................................... iv
DAFTAR TABEL ................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... xi
BAB I
PENDAHULUAN ................................................................................ I-1
1.1 Latar Belakang ............................................................................... I-1
1.2 Perumusan Masalah ........................................................................ I-2
1.3 Tujuan Rancangan .......................................................................... I-2
1.4 Manfaat Perancangan ..................................................................... I-3
BAB II
TINJUAN PUSTAKA ......................................................................... II-1
2.1 Surfaktan ....................................................................................... II-1
2.2 Sorbitan Monooleat ........................................................................ II-4
2.3 Sorbitol .......................................................................................... II-4
2.4 Asam Oleat ................................................................................... II-5
2.5 Sifat-Sifat Bahan Baku dan Produk ................................................ II-5
2.5.1 Sorbitan Monooleat ............................................................... II-5
2.5.2 Sorbitol ................................................................................. II-6
2.5.3 Asam Oleat ........................................................................... II-7
2.5.4 Asam p-Toluensulfonik ......................................................... II-7
2.6 Proses Pembuatan Sorbitan Monooleat ......................................... II-8
2.7 Seleksi Proses .............................................................................. II-11
2.8 Deskripsi Proses .......................................................................... II-12
BAB III NERACA MASSA ............................................................................. III-1
BAB IV NERACA PANAS ............................................................................ IV-1
BAB V SPESIFIKASI PERALATAN.............................................................. V-1
5.1 Tangki Bahan Baku Larutan Sorbitol (F-110) ................................ V-1
5.2 Tangki Bahan Baku Asam Oleat (F-120) ....................................... V-1
5.3 Tangki Penyimpanan Asam p-Toluensulfonik (F-230) ................... V-2
5.4 Tangki Penyimpan Sorbitan Monooleat (F-350)............................. V-2
5.5 Hopper Asam p-Toluensulfonik (F-130) ........................................ V-3
5.6 Hopper Karbon Aktif (F-320) ........................................................ V-4
5.7 Drum Penyimpanan Karbon Aktif (F-340) ..................................... V-4
5.8 Belt Conveyor (J-131) ................................................................... V-5
5.9 Bucket Elevator (J-132) ................................................................. V-5
5.10 Belt Conveyor (J-321).................................................................. V-6
5.11 Bucket Elevator (J-132) ............................................................... V-6
5.12 Tangki Pencampur 1 (M-140) ...................................................... V-7
5.13 Tangki Pencampur 2 (M-310) ...................................................... V-8
5.14 Reaktor (R-210) ........................................................................... V-8
5.15 Decanter Centrifuge (H-220)........................................................ V-9
5.16 Evaporator (V-240) .................................................................... V-10
5.17 Filter Press (H-330) ................................................................... V-11
5.18 Heat Exchanger 1 (Heater 1 (E-142)) ......................................... V-11
5.19 Heat Exchanger 2 (Heater 2 (E-122)) ......................................... V-12
III-6
5.20 Heat Exchanger 3 (Heater 3 (E-223)) ......................................... V-12
5.21 Heat Exchanger 4 (Cooler 1 (E-212)) ......................................... V-13
5.22 Heat Exchanger 5 (Cooler 2 (E-242)) ......................................... V-13
5.23 Pompa 1 (L-111) ........................................................................ V-14
5.24 Pompa 2 (L-121) ........................................................................ V-14
5.25 Pompa 3 (L-141) ........................................................................ V-15
5.26 Pompa 4 (L-211) ........................................................................ V-15
5.27 Pompa 5 (L-221) ........................................................................ V-16
5.28 Pompa 6 (L-222 ......................................................................... V-16
5.29 Pompa 7 (L-241) ........................................................................ V-17
5.30 Pompa 8 (L-311) ........................................................................ V-17
5.31 Pompa 9 (L-332) ........................................................................ V-18
5.32 Steam Ejector (G-213) ............................................................... V-18
BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ....................... VI-1
6.1 Instrumentasi ............................................................................... VI-1
6.1.1 Tujuan Pengendalian ........................................................... VI-2
6.1.2 Jenis-jenis Pengendalian dan Alat Pengendali ..................... VI-3
6.1.3 Variabel-Variabel Proses Dalam Sistem Pengendalian ........ VI-9
6.1.4 Syarat Perancangan Pengendalian ..................................... VI-10
6.2 Keselamatan Kerja Pabrik .......................................................... VI-13
BAB VII UTILITAS........................................................................................ VII-1
7.1 Kebutuhan Uap (Steam) .............................................................. VII-1
7.2 Kebutuhan Air ............................................................................ VII-2
7.2.1 Screening ........................................................................... VII-5
7.2.2 Klarifikasi .......................................................................... VII-6
7.2.3 Filtrasi................................................................................ VII-6
7.2.4 Demineralisai ..................................................................... VII-7
7.2.5 Dearator ........................................................................... VII-10
7.3 Kebutuhan Bahan Kimia ........................................................... VII-11
7.4 Kebutuhan Listrik ..................................................................... VII-11
7.5 Keperluan Energi Bahan Bakar ................................................. VII-11
7.6 Unit Pengolahan Limbah .......................................................... VII-12
7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas ..................................................... VII-18
BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ......................................... VIII-1
8.1 Lokasi Pabrik............................................................................. VIII-1
8.1.1 Faktor Primer/Utama ......................................................... VIII-1
8.1.2 Faktor Sekunder ................................................................ VIII-2
8.2 Tata Letak Pabrik....................................................................... VIII-6
8.3 Perincian Luas Tanah................................................................. VIII-7
BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ..................... IX-1
9.1 Organisasi Perusahaan ................................................................. IX-1
9.1.1 Bentuk Organisasi Garis...................................................... IX-2
9.1.2 Bentuk Organisasi Fungsionil ............................................. IX-2
9.1.3 Bentuk Organisasi Garis dan Staf ........................................ IX-3
9.1.4 Bentuk Organisasi Fungsionil dan Staf ................................ IX-3
9.2 Manajemen Perusahaan ............................................................... IX-3
9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha ....................................................... IX-4
9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab .......................... IX-6
III-7
9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) ........................... IX-6
9.4.2 Dewan Komisaris .............................................................. IX-6
9.4.3 Direktur ............................................................................ IX-7
9.4.4 Staf Ahli............................................................................ IX-7
9.4.5 Sekretaris .......................................................................... IX-7
9.4.6 Manajer Produksi .............................................................. IX-7
9.4.7 Manajer Teknik ................................................................. IX-8
9.4.8 Manajer Umum dan Keuangan .......................................... IX-8
9.4.9 Manajer Pembelian dan Pemasaran ................................... IX-8
9.5 Sistem Kerja ................................................................................ IX-8
9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan................................. IX-10
9.7 Sistem Penggajian...................................................................... IX-11
9.8 Fasilitas Tenaga Kerja ............................................................... IX-12
BAB X ANALISA EKONOMI ........................................................................ X-1
10.1 Modal Investasi ........................................................................... X-1
10.1.1 Modal Investasi Tetap / Fixed Capital Investment (FCI) ..... X-1
10.1.2 Modal Kerja / Working Capital (WC).................................X-3
10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC) ............................... X-3
10.2.1 Biaya Tetap/ Fixed Cost (FC) ................................................... X-4
10.2.2 Biaya Variabel (BV)/ Variable Cost (VC) ................................ X-4
10.3 Total Penjualan (Total Sales) ....................................................... 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 of 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
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ...................................... LA-1
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS ........................................LB-1
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI ALAT ....................................LC-1
LAMPIRAN D PERHITUNGAN PERALATAN UTILITAS ........................... LD-1
LAMPIRAN E PERHITUNGAN EKONOMI ................................................... LE-1
III-8
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1
Data Impor Sorbitan Monooleat ................................................
Tabel 2.1
Kelebihan dan Kekurangan Proses Pembuatan Sorbitan
I-2
monooleat ................................................................................. II-10
Tabel 3.1
Neraca Massa pada Filter Press (H-330)...................................
III-1
Tabel 3.2
Neraca Massa pada Tangki Pencampur (M-310) .......................
III-2
Tabel 3.3
Neraca Massa pada Evaporator (V-240) ....................................
III-2
Tabel 3.4
Neraca Massa pada Decanter Centrifuge (H-220) .....................
III-2
Tabel 3.5
Neraca Massa pada Reaktor (R-210) .........................................
III-3
Tabel 3.6
Neraca Massa pada Tangki Pencampur (M-140) .......................
III-3
Tabel 4.1
Neraca Energi pada Tangki Pencampur 1 (M-140) ....................
IV-1
Tabel 4.2
Neraca Energi pada Heat Exchanger 1 (Heater 1 (E-142)) ........
IV-2
Tabel 4.3
Neraca Energi pada Heat Exchanger 2 (Heater 2 (E-122)) ........
IV-2
Tabel 4.4
Neraca Energi pada Reaktor (R-210) ........................................
IV-2
Tabel 4.5
Neraca Energi pada Heat Exchanger 3 (Heater 3 (E-223)) ........
IV-3
Tabel 4.6
Neraca Energi pada Heat Exchanger 4 (Cooler 1 (E-212)) ........
IV-3
Tabel 4.7
Neraca Energi pada Evaporator (V-240) ...................................
IV-3
Tabel 4.8
Neraca Energi pada Heat Exchanger 5 (Cooler 2 (E-242)) ........
IV-4
Tabel 6.1
Jenis Variabel Pengukuran dan Controller yang digunakan .......
VI-9
Tabel 6.2
Daftar Penggunaan Instrumentasi pada Pra-Rancangan
Pabrik Pembuatan Sorbuitan Monooleat dari Sorbitol dan
Asam Oleat .............................................................................. VI-11
Tabel 7.1
Kebutuhan Uap Sebagai Media Pemanas .................................. VII-1
Tabel 7.2
Pemakaian air untuk berbagai kebutuhan .................................. VII-4
Tabel 7.3
Kualitas Air Sungai Deli, Daerah Kawasan Industri Medan ..... VII-4
Tabel 8.1
Perincian Luas Tanah................................................................ VIII-7
Tabel 9.1
Susunan Jadwal Shift Karyawan ...............................................
Tabel 9.2
Jumlah Karyawan dan Klasifikasinya........................................ IX-10
Tabel 9.3
Perincian Gaji Karyawan .......................................................... IX-11
Tabel LB.1
Nilai E untuk estimasi Cp Asam Oleat .................................... LB-1
IX-9
III-9
Tabel LB.2
Nilai E untuk estimasi Cp Anhidrat Sorbitol ........................... LB-2
Tabel LB.3
Nilai E untuk estimasi Cp Sorbitan Monooleat ....................... LB-3
Tabel LB.4
Nilai E untuk estimasi Cp Asam p-Toluensulfonik ................. LB-4
Tabel LB.5
Nilai Gugus Untuk Estimasi ∆H of ............................................. LB-5
Tabel LC.1
Komposisi Bahan Yang Masuk ke Tangki Penyimpanan
(F-230) ..................................................................................... LC-8
Tabel LC.2
Komposisi Bahan Yang Masuk ke Tangki Penyimpanan
(F-350) ..................................................................................... LC-11
Tabel LC.3
Data-Data Bahan yang Masuk ke Tangki Pencampur 1 (M140) .......................................................................................... LC-29
Tabel LC.4
Data-Data Bahan yang Masuk ke Tangki Pencampur 2 (M310) .......................................................................................... LC-37
Tabel LC.5
Komposisi Umpan Masuk M-210 ............................................. LC-42
Tabel LC.6
Ukuran optimum baut ............................................................... LC-51
Tabel LC.7
Komposisi Umpan Masuk Dekanter.......................................... LC-54
Tabel LC.8
Komposisi masuk Evaporator (V-240) ...................................... LC-59
Tabel LC.9
Komposisi masuk Pompa 3 (L-141) .......................................... LC-97
Tabel LC.10 Komposisi masuk Pompa 4 (L-211) .......................................... LC-100
Tabel LC.11 Komposisi masuk Pompa 5 (L-221) .......................................... LC-103
Tabel LC.12 Komposisi masuk Pompa 6 (L-222) .......................................... LC-106
Tabel LC.13 Komposisi masuk Pompa 7 (L-241) .......................................... LC-109
Tabel LC.14 Komposisi masuk Pompa 8 (L-311) .......................................... LC-112
Tabel LC.15 Komposisi masuk Pompa 9 (L-332) .......................................... LC-115
Tabel LC.16 Ukuran dan Dimensi Standar Steam Ejector .............................. LC-119
Tabel LE.1
Perincian Harga Bangunan dan Sarana Lainnya ........................ LE-1
Tabel LE.2
Harga Indeks Marshall dan Swift .............................................. LE-3
Tabel LE.3
Estimasi Harga Peralatan Proses ............................................... LE-7
Tabel LE.4
Perkiraan Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah ...... LE-8
Tabel LE.5
Biaya Sarana Transportasi ........................................................ LE-10
Tabel LE.6
Perincian Gaji Pegawai ............................................................. LE-14
Tabel LE.7
Perincian Biaya Kas .................................................................. LE-16
Tabel LE.8
Perincian Modal Kerja .............................................................. LE-17
III-10
Tabel LE.9
Aturan Depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No. 17
Tahun 2000............................................................................... LE-19
Tabel LE.10 Perhitungan
Biaya
Depresiasi
Sesuai
UU
Republik
Indonesia No. 17 Tahun 2000 .................................................. LE-16
Tabel LE.11 Data Perhitungan Break Event Point (BEP) (Triliun Rupiah)
................................................................................................. LE-28
Tabel LE.12 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) ........................ LE-29
III-11
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Gugus Molekul Surfaktan ...................................................
II-1
Gambar 6.1
Diagram Balok Sistem Pengendalian Feedback...................
VI-4
Gambar 6.2
Sebuah loop Pengendalian ..................................................
VI-4
Gambar 6.3
Suatu Proses Terkendali ......................................................
VI-5
Gambar 6.4
Instrumentasi pada Alat ......................................................
VI-12
Gambar 6.5
Tingkat Kerusakan di suatu Pabrik ......................................
VI-13
Gambar 8.1
Tata Letak Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sorbitan
Monooleat dari Sorbitol dan Asam Oleat.............................
Gambar 9.1
Bagan
Struktur
Organisasi
Perusahaan
VIII-9
Pabrik
Pembuatan Sorbitan Monooleat dari Sorbitol dan Asam
Oleat ...................................................................................
IX-14
Gambar LC.1
Ukuran Tangki Sorbitol (F-110) ..........................................
LC-1
Gambar LC.2
Ukuran Tangki Asam Oleat (F-120) ....................................
LC-5
Gambar LC.2
Ukuran Tangki Asam p-toluensulfonik (F-230) ...................
LC-9
Gambar LC.3
Ukuran Tangki Asam Oleat (F-120) ....................................
LC-5
Gambar LC.4
Ukuran Tangki Sorbitan Monooleat (F-350) .......................
LC-12
Gambar LC.5
Ellipsoidal Head hopper Umpan Asam p-toluensulfonik .....
LC-14
Gambar LC.6
Ellipsoidal Head hopper Umpan Karbon aktif .....................
LC-17
Gambar LC.7
Centrifugal Discharge Buckets............................................
LC-23
Gambar LC.8
Centrifugal Discharge Buckets............................................
LC-26
Gambar LC.9
Ukuran Tangki Pencampur I (M-140) .................................
LC-29
Gambar LC.10 Ukuran Turbin Untuk Tangki Pencampur 1.........................
LC-33
Gambar LC.11 Ukuran Tangki Pencampur 2 (M-310) .................................
LC-37
Gambar LC.12 Ukuran Turbin Untuk Tangki Pencampur 2.........................
LC-40