Pra Rancangan Pabrik Trinatrium Fosfat Natrium Krbonat, Natrium Hidroksida Dan Asam Fosfat Dengan Kapasitas Produksi 50.000 Ton / Tahun

PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN TRINATRIUM FOSFAT DARI NATRIUM KARBONAT, NATRIUM HIDROKSIDA DAN ASAM FOSFAT
DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 50.000 TON / TAHUN
TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia
Disusun Oleh : MUHAMMAD NUREZA
060405002
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

INTISARI
Trinatrium fosfat merupakan suatu senyawa yang banyak digunakan di dalam industri, terutama industri pembuatan deterjen (Pembersih). Alasan utama pemilihan judul “Prarancangan Pabrik Trinatrium Fosfat Dari Natrium Karbonat, Natrium Hidroksida Dan Asam Fosfat Dengan Kapasitas Produksi 50.000 Ton/Tahun” adalah karena selama ini Indonesia masih mengimpor trinatrium fosfat dari negara lain dalam jumlah yang cukup banyak. Selain untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri, peluang untuk ekspor juga masih terbuka. Trinatrium fosfat terbentuk melalui proses kristalisasi pada suhu 55 °C dan tekanan 1 atm. Pabrik direncanakan akan dibangun di Kecamatan Sambeng, Gresik Jawa Timur dengan luas area pabrik 8750 m2. Adapun pemilihan lokasi di Kecamatan Sambeng karena dekat dengan sumber bahan baku, dekat dengan pelabuhan dan daerah Kawasan Industri Gresik (KIG). Badan hukum badan usaha pabrik pembuatan trinatrium fosfat ini adalah Perseroan Terbatas (PT) yang dikepalai oleh seorang direktur dengan jumlah total tenaga kerja 155 orang. Reaksi pembentukan trinatrium fosfat dari natrium karbonat, natrium hidroksida dan asam fosfat merupakan reaksi eksoterm dan untuk menjaga suhu reaksi digunakan air pendingin. Reaktor yang digunakan adalah Continuous Stired Tank Reactor (CSTR) dengan reaksi samping yang terjadi adalah gas karbondioksida (CO2). Pemurnian trinatrium fosfat hasil reaksi dilakukan di dalam kristaliser dan rotary dryer. Trinatrium fosfat yang dihasilkan mempunyai kemurnian 98 %. Dari hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan trinatrium fosfat ini didapat nilai Profit Margin (PM) 26,80 %, Return on Invesment (ROI) sesudah pajak sebesar 20,65 %, Pay Out Time (POT) sesudah pajak 4,84 tahun. Sedangkan Break Even Point (BEP) adalah 55,70 %, dan Internal Rate of Return (IRR) adalah 35,80 %. Hasil analisa ekonomi tersebut menunjukkan bahwa pabrik trinatrium fosfat ini layak untuk didirikan.
Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas berkat dan rahmatNya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Pra Rancangan Pabrik Trinatrium Fosfat Natrium Krbonat, Natrium Hidroksida Dan Asam Fosfat Dengan Kapasitas Produksi 50.000 Ton / Tahun.
Tugas akhir ini disusun untuk melengkapi tugas – tugas dan merupakan salah satu syarat untuk mengikuti ujian sarjana pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Dalam menyelesaikan tugas akhir ini penulis banyak menerima bantuan, bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak, oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Ibu Dr. Ir. Iriany, M.Si., selaku dosen pembimbing dalam penyusunan tugas akhir
ini. 2. Ibu Ir. Renita Manurung, M.T., selaku co – dosen pembimbing dalam

penyusunan tugas akhir ini dan juga sebagai Koordinator Tugas Akhir Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara 3. Bapak Dr.Eng Ir. Irvan, M.Si, Ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara . 4. Ibu Dr. Ir. Fatimah, M.T., Sekretaris Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara . 5. Bapak dan Ibu dosen serta pegawai Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. 6. Dan yang paling istimewa orang tua penulis yaitu ibunda Nurmawati dan ayahanda Razali yang tidak pernah lupa memberikan motivasi dan semangat kepada penulis. 7. Partner saya, Cristopel L Tobing atas kerjasamanya dalam penyelesaian tugas akhir ini. 8. Abang/Kakak senior yang telah banyak membantu dalam penyelesaian tugas akhir ini.
Universitas Sumatera Utara

9. Teman-teman angkatan 2006 dan adik junior yang selalu memberi semangat dalam penyelesaian tugas akhir ini. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan dan
ketidaksempurnaan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapakan saran dan kritik yang sifatnya membangun demi kesempurnaan pada penulisan berikutnya. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Medan, Juli 2012 Penulis,
(Muhammad Nureza)
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ............................................................................................. i

INTISARI .............................................................................................................. iii

DAFTAR ISI.......................................................................................................... iv

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... viii

DAFTAR TABEL.................................................................................................. ix

DAFTAR LAMPIRAN.......................................................................................... xi

BAB I

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

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

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

1.3 Tujuan dan Manfaat Perancangan ............................................I-3

1.4 Ruang Lingkup Perancangan ....................................................I-3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................... II-1

2.1 Trinatrium Fosfat .................................................................... II-1

2.2 Sifat – Sifat Bahan Baku, Bahan Pembantu dan Produk ........ II-2

2.2.1 Bahan Baku ..........................................................................II-2

2.2.1.1 Natrium Karbonat (Na2CO3) ..........................................II-2 2.2.1.2 Asam Fosfat (H3PO4) .....................................................II-3 2.2.1.3 Natrium Hidroksida (NaOH) .........................................II-4

2.2.2 Produk ..................................................................................II-5

2.2.2.1 Trinatrium Fosfat ............................................................II-5

2.3 Proses Pembuatan Trinatrium Fosfat ...................................... II-6

2.4 Pemilihan Proses .....................................................................II-6

2.5 Deskripsi Proses...................................................................... II-6

BAB III NERACA MASSA ....................................................................... III-1

3.1 Neraca massa pada tangki pengencer H3PO4 (M-101) ..................III-1 3.2 Neraca massa pada tangki pelarutan Na2CO3 (M-102) .................III-1 3.3 Neraca massa pada tangki pelarutan NaOH (M-102) ............. III-1

3.4 Neraca massa pada reaktor (R-201) ........................................ III-2

3.5 Neraca massa pada clarifying filter I (F-205) ......................... III-2

3.6 Neraca massa pada reactor (R-202) ........................................ III-3

Universitas Sumatera Utara

BAB IV BAB V

3.7 Neraca massa pada clarifying filter II (F-207)........................ III-3 3.8 Neraca massa pada evaporator (EV-203)................................ III-4 3.9 Neraca massa pada kristaliser (K-301) ................................... III-4 3.10 Neraca massa pada centrifuge (CF-302)............................... III-5 3.11 Neraca massa pada rotary dryer (RD-303) ........................... III-5 NERACA PANAS ........................................................................IV-1 4.1 Neraca energi pada tangki pengencer H3PO4 (M-101)..................IV-1 4.2 Neraca energi pada tangki pelarutan Na2CO3 (M-102).................IV-1 4.3 Neraca energi pada tangki pelarutan NaOH (M-103).............IV-1 4.4 Neraca energi pada heater (HE-204).......................................IV-2 4.5 Neraca energi pada reaktor I (R-201) .....................................IV-2 4.6 Neraca energi pada clarifying filter (F-207) ...........................IV-2 4.7 Neraca energi pada reactor II (R-202) ....................................IV-3 4.8 Neraca energi pada clarifying filter (F-208) ...........................IV-3 4.9 Neraca energi pada evaporator (EV-203) ...............................IV-3 4.10 Neraca energi pada water condensor (WT-206)...................IV-4 4.11 Neraca energi pada cooler (C-205) .......................................IV-4 4.12 Neraca energi pada cristalliser (CR-301) .............................IV-4 4.13 Neraca energi pada centrifuge (CF-302)...............................IV-5 4.14 Neraca energi pada rotary dryer (RD-303) ...........................IV-5 SPESIFIKASI PERALATAN ....................................................... V-1 5.1 Tangki Penyimpanan Asam Fosfat (T-104)............................. V-1 5.2 Gudang Penyimpanan Na2CO3 (G-106) ................................. V-1 5.3 Gudang Penyimpanan NaOH (G-105)..................................... V-2 5.4 Tangki Penyimpanan Air Hasil Kondensasi (T – 215) ............ V-2 5.5 Gudang Penyimpanan Trinatrium fosfat (G – 308) ................. V-3 5.6 Screw Conveyor (SC107)........................................................ V-3 5.7 Screw Conveyor (SC-108) ...................................................... V-4 5.8 Screw Conveyor (SC-304) ....................................................... V-4 5.9 Bucket Elevator (BE-109)....................................................... V-4 5.10 Bucket Elevator (BE-110)...................................................... V-5 5.11 Bucket Elevator (BE-109)...................................................... V-5

Universitas Sumatera Utara

5.12 Belt Conveyor (BC-307.......................................................... V-6 5.13 Feed bin (FB-115).................................................................. V-6 5.14 Feed bin (FB-116).................................................................. V-6 5.15Feed bin I(FB-117) ................................................................. V-7 5.16 Tangki Pengenceran Asam Fosfat (M-101) ........................... V-7 5.17 Tangki Pengenceran Natrium Karbonat (M-102) .................. V-8 5.18 Tangki Pengenceran Natrium Hidroksida (M103)................ V-9 5.19 Pompa asam fosfat (P-112) ................................................... V-9 5.20 Reaktor I (R-201) ................................................................. V-10 5.21 Reaktor II (R-202)................................................................ V-11 5.22 Clarifying filter I (F-207)..................................................... V-11 5.23 Clarifying filter II (F-208) ................................................... V-12 5.24 Crystalliser (CR-301) .......................................................... V-12 5.25 Centrifuge (CF-302)............................................................. V-13 5.26 Rotary steam dryer (RD-303 ............................................... V-13 5.27 Water Condenser (WC-206) ................................................ V-13 5.28 Heater (HE-204)................................................................... V-14 5.29 Cooler (C-205) ..................................................................... V-14 5.30 Evaporator(EV-203)........................................................... V-15

BAB VI

INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ................VI-1 6.1 Instrumentasi...........................................................................VI-1 6.2 Keselamatan Kerja ..................................................................VI-5 6.3 Keselamatan Kerja Pada Pabrik Trinatrium Fosfat Dari Natrium
Karbonat, Natrim Hidroksida Dan Asam Fosfat......................VI-6

BAB VII

UTILITAS....................................................................................VII-1 7.1 Kebutuhan Uap (Steam).........................................................VII-1 7.2 Kebutuhan Air........................................................................VII-2 7.3 Kebutuhan Listrik ................................................................VII-12 7.4 Kebutuhan Bahan Bakar ......................................................VII-14 7.5 Unit Pengolahan Limbah (UPL) ..........................................VII-15

Universitas Sumatera Utara

7.6 Spesifikasi Peralatan Pengolahan Limbah ...........................VII-18 7.7 Spesifikasi Peralatan Pengolahan Air ..................................VII-20 BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK.................................. VIII-1 8.1 Lokasi Pabrik ....................................................................... VIII-1 8.2 Tata Letak Pabrik ................................................................. VIII-3 8.3 Perincian Luas Tanah........................................................... VIII-4 BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN...............IX-1 9.1 Organisasi Perusahaan ............................................................IX-1 9.2 Manajemen Perusahaan ..........................................................IX-3 9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha..................................................IX-4 9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab ....................IX-6 9.5 Sistem Kerja............................................................................IX-8 9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan ............................IX-9 9.7 Sistem Penggajian .................................................................IX-11 9.8 Fasilitas Tenaga Kerja...........................................................IX-12 BAB X ANALISA EKONOMI .................................................................. X-1 10.1 Modal Investasi ...................................................................... X-1 10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC) ........................ X-4 10.3 Total Penjualan (Total Sales)................................................. X-5 10.4 Bonus Perusahaan .................................................................. X-5 10.5 Perkiraan Rugi/Laba Usaha ................................................... X-5 10.6 Analisa Aspek Ekonomi ........................................................ X-5 BAB XI KESIMPULAN.............................................................................XI-1 DAFTAR PUSTAKA
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Struktur Trinatrium Fosfat .......................................................... II-1 Gambar 2.2 Diagram Alir Massa .................................................................. II-11 Gambar 7.1 Flowdiagram Unit Pengolahan Air .........................................VII-28 Gambar 8.1 Peta Daerah Lokasi Pabrik...................................................... VIII-1 Gambar 8.2 Tata Letak Pra Rancangan Pabrik
Pembuatan Trinatrium Fosfat ................................................ VIII-6 Gambar 9.1 Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik Pembuatan
Trinatrium Fosfat Dari Natrium Karbonat, Natrium Hidroksida Dan Asam Fosfat......................................................................IX-13 Gambar LD.1 Sketsa Sebagian Bar Screen (tampak atas) ...............................LD-2 Gambar LD.2 Grafik Entalpi Dan Temperatur Cairan Pada CT....................LD-30 Gambar LD.3 Kurva Hy.................................................................................LD-31 Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage) dan Tangki Pelarutan ....................................................................... LE-5 Gambar LE.2 Kurva Break Even Point Pabrik Pembuatan Trinatrium Fosfat .................................................................... LE-27
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Kebutuhan Impor Trinatrium Fosfat Di Indonesia ..........................I-2 Tabel 3.1 Neraca Massa Di Tangki Pengencer H3PO4 (M-101) ................... III-1 Tabel 3.2 Neraca Massa Di Tangki Pengencer Na2CO3 (M-102)................. III-1 Tabel 3.3 Neraca Massa Di Tangki Pelarutan NaOH (M-103)..................... III-1 Tabel 3.4 Neraca Massa Pada Reaktor I (R–201) ......................................... III-2 Tabel 3.5 Neraca Massa Pada Clarifying filter I (F-205) ............................. III-2 Tabel 3.6 Neraca Massa Pada Reaktor II (R–202)........................................ III-3 Tabel 3.7 Neraca Massa Pada Clarifying filter II (F-207) ............................ III-3 Tabel 3.8 Neraca Massa Pada Evaporator (EV-203) .................................... III-4 Tabel 3.9 Neraca Massa Pada Cristalliser (CR-301).................................... III-4 Tabel 3.10 Neraca Massa Pada Centrifuge (CF-302) ..................................... III-5 Tabel 3.11 Neraca Massa Pada Rotary dryer (RD-303) ................................. III-5 Tabel 4.1 Neraca Energi Di Tangki Pengencer H3PO4 (M-101)...................IV-1 Tabel 4.2 Neraca Energi Di Tangki Pengencer Na2CO3 (M-102) ................IV-1 Tabel 4.3 Neraca Energi Di Tangki Pelarutan NaOH (M-103) ....................IV-1 Tabel 4.4 Neraca Energi Pada Heater (HE-204)...........................................IV-2 Tabel 4.5 Neraca Energi Pada Reaktor I (R–201) ........................................IV-2 Tabel 4.6 Neraca Energi Pada Clarifying filter I (F-205) .............................IV-2 Tabel 4.7 Neraca Energi Pada Reaktor II (R–202) .......................................IV-3 Tabel 4.8 Neraca Energi Pada Clarifying filter II (F-207)............................IV-3 Tabel 4.9 Neraca Energi Pada Evaporator (EV-203)....................................IV-3 Tabel 4.10 Neraca Energi Pada Water condensor (WC-216) .........................IV-4 Tabel 4.11 Neraca Energi Pada Cooler (C-205) .............................................IV-4 Tabel 4.12 Neraca Energi Pada Cristalliser (CR-301) ...................................IV-4 Tabel 4.13 Neraca Energi Pada Centrifuge (CF-302).....................................IV-5 Tabel 4.14 Neraca Energi Pada Rotary dryer (RD-303).................................IV-5 Tabel 5.1 Spesifikasi Pompa........................................................................ V-10 Tabel 6.1 Daftar Penggunaan Instrumentasi pada Pra RancanganPabrik
Trinatrium Fosfat Dari Natrium Karbonat, Natrium Hidroksida Dan Asam Fosfat...........................................................................VI-4
Universitas Sumatera Utara

Tabel 7.1 Kebutuhan Steam Pabrik..............................................................VII-1 Tabel 7.2 Kebutuhan Air Pendingin ............................................................VII-2 Tabel 7.3 Kebutuhan Air Proses ..................................................................VII-3 Tabel 7.4 Pemakaian Air Untuk Kebutuhan Domestik................................VII-3 Tabel 7.5 Kualitas Air Sungai Lamongan....................................................VII-4 Tabel 7.6 Kebutuhan Daya Unit Proses .....................................................VII-12 Tabel 7.7 Kebutuhan Daya Utilitas............................................................VII-13 Tabel 7.8 Spesifikasi Pompa UPL .............................................................VII-20 Tabel 7.9 Spesifikasi Pompa Utilitas .........................................................VII-21 Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah................................................................. VIII-4 Tabel 9.1 Jadwal Kerja Karyawan Shift........................................................IX-9 Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya ........................................IX-10 Tabel 9.3 Perincian Gaji Karyawan ............................................................IX-11 Tabel LD.1 Spesifikasi PompaPengolahan Air...............................................LD-1 Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan Dan Sarana Lainnya......................... LE-1 Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift................................................. LE-3 Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses.................................................. LE-6 Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah......... LE-7 Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi ......................................................... LE-10 Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai .............................................................. LE-13 Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas ................................................................... LE-15 Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja ............................................................... LE-16 Tabel LE.9 Aturan Depresiasi Sesuai UU Republik Indonesia No.17
Tahun 2000 ................................................................................ LE-17 Tabel LE.10 Perhitungan Biaya Depresiasi .................................................... LE-18 Tabel LE.11 Perhitungan Internal Rate of Return (IRR)................................ LE-26 Tabel LE.12 Data Perhitungan BEP ............................................................... LE-18
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ...................................LA-1 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS ....................................LB-1 LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN ..................LC-1 LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN
UTILITAS.............................................................................LD-1 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI ..................................LE-1
Universitas Sumatera Utara

BAB I PENDAHULUAN
1.1. Pendahuluan Sebagai negara yang sedang berkembang, bangsa Indonesia memiliki
kewajiban untuk melaksanakan pembangunan di segala bidang. Salah satunya adalah pembangunan di sektor ekonomi, yang sedang digiatkan oleh pemerintah untuk mencapai kemandirian perekonomian nasional. Untuk mencapai tujuan ini pemerintah menitikberatkan pada pembangunan di sektor industri. Secara garis besar, pembangunan dibagi atas dua bagian yakni pembangunan material dan pembangunan spiritual. Pada saat ini pembangunan material dititikberatkan pada sektor industri kimia sebagai landasan industrialisasi di negara kita. Pembangunan industri diarahkan untuk menuju kemandirian perekonomian nasional, meningkatkan kemampuan bersaing dan menaikkan pangsa pasar dalam negeri dan luar negeri dengan memelihara kelestarian fungsi lingkungan hidup. Pembangunan industri juga ditujukan untuk memperkokoh struktur ekonomi nasional dengan keterkaitan yang kuat dan saling mendukung antar sektor, meningkatkan daya tahan perekonomian nasional, memperluas lapangan kerja dan kesempatan usaha sekaligus mendorong berkembangnya kegiatan berbagai sektor pembangunan lainnya.
Salah satu produk yang dibutuhkan saat ini adalah trinatrium fosfat (Na3PO4.12H2O). Trinatrium fosfat merupakan bahan yang sangat penting dalam dunia industri dan rumah tangga. Dalam industri, trinatrium fosfat digunakan sebagai pembersih antiseptik yang sangat baik dalam industri pengolahan pangan. Dalam rumah tangga, trinatrium fosfat digunakan sebagai pembersih barang pecah belah dan campuran pembersih tangan dan wajah. Selain digunakan sebagai pembersih, trinatrium fosfat juga baik digunakan untuk mengendapkan magnesium, besi dan kalsium. Dalam pengolahan air umpan ketel uap, trinatrium fosfat dapat digunakan untuk mencegah terbentuknya kerak. Selain itu dalam dunia perdagangan, trinatrium fosfat banyak dimanfaatkan untuk industri pembuatan detergen. Kebutuhan detergen di Indonesia tiap tahun mengalami peningkatan. Hal ini dikarenakan kenaikan jumlah penduduk tiap tahunnya. Dengan meningkatnya
Universitas Sumatera Utara

jumlah penduduk, maka kebutuhan detergen akan meningkat pula. Demikian

halnya dengan meningkatnya tingkat kesadaran penduduk dalam menjaga

kebersihan, salah satunya dalam mencuci menggunakan detergen. Pemenuhan

kebutuhan trinatrium fosfat di Indonesia, saat ini masih diimpor dari luar negeri.

Untuk mengurangi ketergantungan pada trinatrium fosfat impor, maka cukup tepat

untuk mendirikan pabrik trinatrium fosfat di Indonesia. Disamping itu asam fosfat

sebagai bahan baku dapat diperoleh di Indonesia sendiri. Maka berdasarkan

pertimbangan tersebut, pabrik trinatrium fosfat dapat didirikan di Indonesia

sehingga kebutuhan dalam negeri dapat terpenuhi, menghemat devisa negara dan

membuka lapangan kerja sehingga mengurangi tingkat pengangguran.

Tabel 1.1 Data impor kebutuhan Trinatrium fosfat di Indonesia

Tahun

Jumlah (ton/tahun)

2006

33.609,404

2007

35.830,488

2008

43.129,102

2009

50.254,925

(Sumber: BPS, 2011)

1.2 Perumusan Masalah Mengingat peranan dan kebutuhan trinatrium fosfat, maka diperlukan suatu

usaha agar permintaan trinatrium fosfat dapat dipenuhi dengan cara mendirikan pabrik. Pra rancangan pabrik trinatrium fosfat ini menggunakan bahan baku natrium hidroksida, natrium karbonat, dan asam fosfat. Pemilihan bahan baku ini didasarkan atas pertimbangan proses pembuatan trinatrium frosfat pada dasarnya adalah proses netralisasi asam fosfat yang dilanjutkan pengkristalan dan pengeringan. Apalagi kebutuhan deterjen di Indonesia semakin meningkat. Dengan terpenuhinya kebutuhan trinatrium fosfat di Indonesia, maka akan berdampak pada berkurangnya pengeluaran negara, meningkatnya perekonomian nasional dan meningkatnya kesejahteraan masyarakat.

Universitas Sumatera Utara

1.3 Tujuan dan Manfaat Perancangan Tujuan perancangan pabrik pembuatan trinatrium fosfat dari natrium
hidroksida, natrium karbonat, dan asam fosfat ini adalah untuk menerapkan disiplin ilmu teknik kimia seperti neraca massa, neraca panas, spesifikasi peralatan, operasi teknik kimia, utilitas, analisa ekonomi perusahaan dan bagian ilmu teknik kimia lainnya.
Manfaat dari perancangan pabrik pembuatan trinatrium fosfat dari natrium hidroksida, natrium karbonat, dan asam fosfat ini adalah memberi gambaran kelayakan (feasibility) dari segi rancangan dan ekonomi pabrik ini untuk dikembangkan di Indonesia. Dimana nantinya gambaran tersebut menjadi patokan untuk pengambilan keputusan terhadap pendirian pabrik tersebut. Pembuatan trinatrium fosfat diharapkan dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri akan trinatrium fosfat sehingga dapat mengurangi ketergantungan impor trinatrium fosfat untuk selanjutnya akan dikembangkan untuk tujuan ekspor. Manfaat lain yang ingin dicapai adalah terbukanya lapangan kerja dan memacu rakyat untuk meningkatkan produksi dalam negeri yang pada akhirnya akan meningkatkan kesejahteraan rakyat.
1.4 Ruang Lingkup Perancangan Ruang lingkup dari perancangan pabrik trinatrium fosfat dari natrium
hidroksida, natrium karbonat karbonat, dan asam fosfat adalah sebagai berikut : a. Penanganan umpan (feed handling) b. Proses netralisasi natrium karbonat c. Proses netralisasi asam fosfat d. Proses pengkristalan dan pengeringan trinatrium fosfat e. Proses pemurnian trinatrium fosfat f. Untuk menyempurnakan pra-rancangan pabrik juga dilakukan atau disampaikan pembahasan tentang aspek-aspek : instrumentasi dan keselamatan kerja, utilitas pabrik, lokasi dan tata letak pabrik, organisasi dan manajemen perusahaan, dan analisa ekonomi perusahaan.
Universitas Sumatera Utara

BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Trinatrium Fosfat Trinatrium fosfat adalah agen pembersih, makanan aditif, dan penghilang
noda. Trinatrium fosfat berwarna putih berbentuk butiran atau kristal padat dan sangat larut dalam air menghasilkan larutan alkali. Secara umum trinatrium fosfat disintesis dari dinatrium fosfat sehingga sebagian terhidrasi menjadi trisodium fosfat anhidrat sampai terbentuk trinatrium fosfat (Na3PO4.12H2O). Trinatrium fosfat paling sering ditemukan dalam bentuk bubuk putih, yang sering disebut trinatrium ortofosfat atau hanya natrium fosfat. Trinatrium fosfat banyak digunakan dalam pembuatan berbagai macam sabun dan deterjen.
Gambar 2.1 Struktur Trinatrium fosfat Kegunaan utama dari trinatrium fosfat adalah sebagai agen pembersih, pH larutan trinatrium fosfat 1% adalah 12, dan sifat kelarutannya cukup basa untuk saponifikasi lemak dan minyak. Dalam kombinasi dengan surfaktan, trinatrium fosfat merupakan agen yang sangat baik untuk membersihkan segala sesuatu pengotor. Hal ini sangat efektif dengan harga produksi yang rendah sehingga membuat trinatrium fosfat lebih disukai untuk sejumlah besar produk pembersih yang dijual di pertengahan abad ke-20. Trinatrium fosfat masih dijual, dan digunakan, sebagai agen pembersih, tetapi selama akhir 1960-an di Amerika Serikat, berlebihan menyebabkan serangkaian masalah ekologi. Pada akhir abad ke-20, banyak produk yang sebelumnya berisi trinatrium fosfat sekarang diproduksi dengan trinatrium fosfat pengganti, yang terutama terdiri dari natrium karbonat bersama dengan berbagai surfaktan nonionik dan natrium fosfat. Trinatrium fosfat umumnya digunakan setelah dibersihkan dengan mineral dalam rangka untuk menghilangkan residu hidrokarbon. Trinatrium fosfat dapat digunakan dengan pemutih klorin dalam larutan yang sama tanpa reaksi berbahaya campuran ini sangat baik untuk menghilangkan jamur (Wikipedia, 2011).
Universitas Sumatera Utara

2.2 Sifat-sifat fisis dan kimia bahan baku dan produk

2.2.1 Bahan baku

2.2.1.1 Na2CO3 (MSDS, 2011)

Nama

: natrium karbonat, soda abu, kalsium soda

Rumus molekul : Na2CO3 Berat molekul : 106 g/mol

Sifat fisis

: - berwujud padat

- berwarna putih

- higroskopis

- larut dalam air tetapi tidak larut dalam alkohol

- tidak mudah terbakar - densitas = 1,311 g/cm3 - titik leleh = 851 oC

Impuritis

: 0,22% (maksimal)

Sifat kimia :

1. Semua karbonat akan cepat bereaksi dengan asam kuat membentuk garam

karbonat. M2(HCO3) + (H3O+,A-)

M-A- + CO2 + 3H2O

2. Reaksi antara natrium karbonat dan kalsium hidroksida akan menghasilkan

kalsium karbonat dan natrium hidroksida.

Na2CO3 + Ca(OH)2

2NaOH + CaCO3

3. Proses pembentukan natrium karbonat dapat melalui tiga tahapan:

a. Konversi natrium klorida menjadi natrium sulfat dengan pemanasan.

2NaCl + H2SO4

Na2SO4 + 2HCl

b. Reaksi antara natrium sulfat dan kalsium karbonat dilakukan pada

temperatur tinggi menghasilkan natrium karbonat.

Na2SO4 + CaCO3 + 2C

Na2CO3 + CaS + 2CO2

c. Reduksi natrium sulfat menjadi natrium sulfida.

Na2SO4 + 4C

Na2S + 4CO

Natrium sulfat dicampur dengan karbon dioksida dan steam.

Na2S + CO2 + H2O

Na2CO3 + H2S

Universitas Sumatera Utara

4. Reaksi pembentukan dari amonia.

2NH3 + CO2 + H2O

(NH4)2CO3

Ammonium karbonat yang dihasilkan pada reaksi 1 direaksikan dengan

natrium klorida menghasilkan natrium karbonat

(NH4)2CO3 + 2NaCl

Na2CO3 + 2NH4Cl

2.2.1.2 H3PO4 (MSDS, 2011)

Nama

: Asam fosfat

Rumus molekul : H3PO4

Berat molekul : 98 g/mol

Sifat fisis

: - wujud cair

- tidak berwarna, transparan

- larut dalam alkohol dan air - densitas = 1,8334 g/cm3 - titik didih = 213 oC - titik leleh = 42,35 oC

Impuritis

: 0,02% (maksimal)

Sifat kimia :

a. Merupakan asam tribasa, pelepasan ion hidrogen yang pertama adalah

ionisasi yang paling hemat. Ionisasi kedua adalah sedang dan yang ketiga

sudah lemah. Hal ini bisa dilihat dari ketetapan penguraian ionisasi:

H3PO4 + H2O

H2PO4- + H3O+

k1 = 7,1.10-3

H2PO4- + H2O

HPO42- + H3O+

k2 = 6,3.10-8

HPO42- + H2O

PO43- + H3O+

k3 = 4,4.10-13

Asam fosfat lebih kuat dari asam asetat, asam oksalat, dan asam boraks,

tetapi lebih lemah dibandingkan asam nitrat, asam sulfat, dan asam klorida.

Asam fosfat dapat dibuat garam dengan mudah melalui satu atau lebih

atom hidrogen.

b. Pada saat pemanasan, disodium phosphat akan membentuk sodium

pyrophosphat:

2Na2HPO4

Na4P2O7 + H2O

Universitas Sumatera Utara

c. Pada saat pemanasan, sodium dihidrogen phosphat akan membentuk

sodium metaphosphat.

NaH2PO4

NaPO3 + H2O

d. Pembentukan sodium phosphat dengan penambahan natrium hidroksida.

Na2HPO4 + NaOH

Na3PO4 + H2O

e. Phosphorus pentasulfida dihidrolisa akan menghasilkan asam fosfat.

P2S5 + 8H2O

2H3PO4 + 5H2S

2.2.1.3 NaOH (MSDS, 2011)

Nama

: natrium hidroksida

Rumus molekul : NaOH

Berat molekul : 40 g/mol

Sifat fisis

: - berwujud padat

- berwarna putih - titik leleh = 318,4 oC - titik didih = 1390 oC

- densitas = 1,8832 g/cm³

- larut dalam air

- larut dalam alkohol, eter, dan gliserin

Impuritis

: 0,05%

Sifat kimia : a. Pemanasan pada temperatur 1000oC dengan pencampuran karbon akan

membentuk metallic sodium:

6NaOH + 2C

2Na + 3H2 + 2Na2CO3

b. Natrium hidroksida jika mengalami ionisasi akan terjadi:

NaOH

Na+ + OH-

c. Pada pembentukannya, jika natrium ditambah air akan menghasilkan

natrium hidroksida dan hidrogen.

Na + 2H2O

2NaOH + H2

d. Natrium hidroksida juga dapat dihasilkan dari reaksi antara sodium

peroksida dengan air pada temperatur tinggi:

2Na2O2 + 2H2O

4NaOH + O2

Universitas Sumatera Utara

Pada temperatur rendah akan terbentuk hidrogen peroksida:

Na2O2 + 2H2O

2NaOH + H2O2

e. Reaksi antara natrium karbonat dengan kalsium hidroksida akan

menghasilkan natrium hidroksida dan kalsium karbonat:

Na2CO3 + Ca(OH)2

2NaOH + CaCO3

f. Natrium hidroksida mempunyai karakteristik alkali kuat, reaksi dengan

alkali besi akan menghasilkan hidroksida besi dan natrium klorida:

FeCl3 + 3NaOH

Fe(OH)3 + 3NaCl

Jika bereaksi dengan Zn akan terbentuk:

ZnSO4 + 2NaOH

Zn(OH)2 + Na2SO4

g. Reaksi natrium hidroksida dengan beberapa elemen bebas, baik metal

maupun non metal seperti:

2NaOH + Zn

Na2ZnO2 + H2

2NaOH + 2Al + 2H2O

2NaAlO2 + 3H2

2NaOH + 2B + 2H2O

2NaBO2 + 3H2

2NaOH + Si + H2O

Na2SiO3 + 2H2

2NaOH + Cl2

NaOCl + NaCl + H

h. Kalor reaksi pada elektrolisis garam bisa didapatkan dari kalor

pembentukan komponen menyeluruh:

NaCl + H2O

NaOH + 1/2H2 + 1/2Cl2

Reaksi dipecah menjadi reaksi pembentukan:

Na (s) + 1/2Cl2 (g)

NaCl (g)

∆H = 407 kJ

H2 (g) + 1/2O2 (g)

H2O (l)

∆H = 286 kJ

Na (s) + 1/2O2 (g) + 1/2H2

NaOH (g) ∆H = 469 kJ

2.2.2 Produk

2.2.2.1 Na3PO4.12H2O (MSDS, 2011)

Nama

: trinatrium fosfat

Rumus molekul : Na3PO4 12H2O Berat molekul : 380,16 g/mol

Sifat fisis

: - tidak berwarna

- bentuk kristal trigonal

Universitas Sumatera Utara

- larut dalam air dan tidak larut dalam karbon disulfida - titik leleh = 256 oC (pada P = 1 atm) - Suhu kristalisasi = 65 oC (pada P = 1 atm) - densitas = 2,507 g/cm3

- pH = 12 (larutan 1%)

Sifat kimia

:

a. Pemanasan dengan temperatur di atas 100oC, maka hidrat akan kehilangan 11

molekul air sehingga akan dihasilkan trinatrium fosfat monohidrat:

Na3PO4.12H2O

Na3PO4.H2O + 11H2O

b. Trinatrium fosfat dihasilkan dari reaksi antara natrium hidroksida dengan

disodium hidrogen phosphat:

Na2HPO4 + NaOH

Na3PO4 + H2O

c. Disodium hidrogen phosphat pada saat pemanasan akan kehilangan air

membentuk sodium pyrophosphat:

2Na2HPO4

Na4P2O7 + H2O

d. Sodium dihidrogen phosphat pada saat pemanasan akan membentuk sodium

metaphosphat:

NaH2PO4

NaPO3 + H2O

2.3 Proses Pembuatan Trinatrium fosfat Secara umum proses pembuatan trinatrium fosfat terdiri dari netralisasi,
pengeringan dan kristalisasi. Untuk tahap awal dilakukan netralisasi asam fosfat dan natrium karbonat agar diperoleh konsentrasi yang sesuai. Setelah dinetralisasi asam fosfat dipanaskan sampai suhu 90oC dan tekanan 1,5 atm. Proses selanjutnya yaitu pembentukan disodium fosfat dari natrium karbonat dan asam fosfat pada kondisi operasi (T = 90oC). Untuk selanjutnya berlangsung proses kristalisasi dan pengeringan trinatrium fosfat yang dibentuk dari dinatrium fosfat dan natrium hidroksida.

Reaksi pembuatan trinatrium fosfat dijalankan dengan dua tingkatan: 1. Pembuatan disodium fosfat
90oC

Universitas Sumatera Utara

Na2CO3 (aq) + H3PO4 (l)

Na2HPO4 (l) + H2O (l) + CO2 (g) ∆Hf = -9.709,23

(John, 1928)

2. Pembentukan trinatrium fosfat 90oC

Na2HPO4 (l) + NaOH (aq)

Na3PO4 (l) + H2O (l)

∆Hf = -7.056,63

2.4 Pemilihan Proses Sejauh ini pembuatan trinatrium fosfat hanya dapat dibuat dari bahan baku
natrium karbonat, natrium hidroksida, dan asam fosfat. Dari pemilihan bahan baku untuk pembuatan trinatrium fosfat, untuk bahan baku natrium karbonat dapat dibuat dari natrium hidroksida dan asam karbonat. Namun dalam pembuatannya menggunakan proses yang lebih rumit lagi dan biaya yang lebih mahal untuk penyediaan bahan asam fosfat. Maka dengan mempertimbangkan hal tersebut kami memilih bahan baku natrium karbonat, natrium hidroksida, dan asam fosfat dalam pembuatan trinatrium fosfat dengan menggunakan proses kristalisasi. Proses kristalisasi trinatrium fosfat dilakukan dengan pendinginan sampai suhu 55oC sehingga terbentuk kristal putih trinatrium fosfat yang berbentuk kristal triagonal. Untuk selanjutnya dikeringkan menggunakan udara panas. Maka dapat disimpulkan proses pembuatan dari trinatrium fosfat yang lebih efisien adalah proses kristalisasi sebagai proses utama dan diikuti dengan proses netralisasi dan pengeringan yang sampai saat ini menjadi tahapan proses dari pembuatan trinatrium fosfat (Beltz, 1963). 2.5 Deskripsi Proses
Proses pembuatan trinatrium fosfat secara garis besar dibagi menjadi 6 tahap proses yaitu: 1. Persiapan bahan baku 2. Pembentukan larutan disodium fosfat 3. Pembentukan larutan trinatrium fosfat 4. Pengkristalan produk trinatrium fosfat 5. Pengeringan trinatrium fosfat 6. Pengambilan produk (packing)

Universitas Sumatera Utara

1. Persiapan bahan baku Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan trinatrium fosfat adalah
natrium karbonat, asam fosfat, dan natrium hidroksida. Untuk keperluan ini digunakan natrium karbonat 30%, asam fosfat 62%, dan natrium hidroksida 50%. Bahan baku asam fosfat disimpan dalam tangki penyimpanan asam fosfat (T-104) pada suhu 30 oC dan tekanan 1 atm, kemudian dialirkan menggunakan pompa (P111) dan diencerkan dalam tangki berpengaduk (M-101) sampai kadarnya menjadi 62% dari kadar mula-mula 74% serta menaikan suhu dari larutan sampai suhu menjadi 90 oC dengan menggunakan jaket pemanas. Asam fosfat dipompa (P-112) menggunakan pompa jenis sentrifugal sampai tekanan menjadi 1,5 atm menuju reaktor 1 (R-201).
Bahan baku natrium karbonat diangkut dari gudang (G-106) pada suhu 30oC dan tekanan 1 atm menggunakan screw conveyor (SC-107), selanjutnya secara vertikal diangkut menggunakan bucket elevator (BE-109) menuju feed bin (FB-115) sebagai tempat penyimpanan sementara. Feed bin berupa silinder tegak terbuka dengan dasar berbentuk conis dilengkapi dengan weight feeder untuk mengatur laju umpan ke tangki pelarutan (M-102). Natrium karbonat dari feed bin (FB) dilarutkan pada tangki berpengaduk (M-102) untuk dilakukan pengenceran sampai konsentrasi natrium karbonat menjadi 30% serta menaikkan suhu larutan menjadi 90 oC dengan mengunakan jaket pemanas. Selanjutnya dialirkan ke reaktor 1 (R-201) menggunakan pompa bertekanan (P-113) sampai tekanan menjadi 1,5 atm.
Bahan baku natrium hidroksida diangkut dari gudang penyimpanan (G-105) pada suhu 30oC dan tekanan 1 atm menggunakan screw conveyor (SC-108), selanjutnya secara vertikal diangkut menggunakan bucket elevator (BE-110) menuju feed bin (FB-116) sebagai tempat penyimpanan sementara. Feed bin berupa silinder tegak terbuka dengan dasar berbentuk conis dilengkapi dengan weight feeder untuk mengatur laju umpan ke tangki pelarutan (M-103). Natrium hidroksida dari feed bin (FB) dilarutkan pada tangki berpengaduk (M-03) untuk diencerkan sampai konsentrasinya menjadi 50% serta menaikkan suhu larutan menjadi 90 oC dengan menggunakan jaket pemanas. Natrium hidroksida dipompa (P-114) menggunakan pompa jenis sentrifugal sampai tekanan menjadi 1,5 atm menuju reaktor 2 (R-202).
Universitas Sumatera Utara

2. Pembentukan dinatrium fosfat

Larutan asam fosfat dialirkan ke dalam reaktor (R-201) direaksikan dengan

natrium karbonat. Reaktor yang digunakan adalah mixed flow reactor yang

dilengkapi dengan pengaduk dan jaket pendingin. Sebagai media pendingin digunakan air dengan suhu masuk 30oC. Kondisi operasi reaktor pada suhu 90oC dan

tekanan 1,5 atm. Reaksi yang terjadi dalam reaktor 1 adalah:

Na2CO3 (aq) + H3PO4 (l)

95,6% Na2HPO4 (l) + H2O (l) + CO2 (g) (John,

1928)

Hasil reaksi berupa gas CO2 akan keluar melalui pipa pembuangan. Hasil dari reakror 1 (R-201) dialirkan menggunakan pompa (P-211) menuju clarifying filter (F-

207). Hasil utama pada reaktor 1 yaitu dinatrium fosfat selanjutnya dipisahkan dari

impuritasnya dalam clarifying filter (F-207). Pengotor berupa endapan dari impuritis

bahan baku natrium karbonat dan asam fosfat dialirkan ke unit pengolahan limbah

(UPL) untuk dilakukan pengolahan lebih lanjut. Pengotor ini biasanya terdiri dalam

jumlah yang sangat sedikit.

3. Pembentukan trinatrium fosfat

Larutan dinatrium fosfat keluar dari clarifying filter (F-207) selanjutnya

dialirkan menggunakan pompa (P-212) ke reaktor 2 (R-202) untuk direaksikan

dengan natrium hidroksida 50%. Reaktor 2 juga dilengkapi dengan jaket pendingin dan pengaduk. Kondisi operasi reaktor pada suhu 90oC dan tekanan 1,5 atm. Dalam

reaktor 2 terjadi reaksi:

Na2HPO4 (l) + NaOH (aq) 1928)

99,06% Na3PO4 (l) + H2O (l)

(John,

Trinatrium fosfat hasil reaksi yang masih bercampur dengan impuritas

dipompa (P-213) menuju clarifying filter (F-208) untuk memisahkan kotoran yang

ada. Pengotor berupa endapan dari impuritis bahan natrium karbonat dan asam fosfat

dialirkan ke unit pengolahan limbah (UPL) untuk dilakukan pengolahan lebih lanjut.

Filtrat dialirkan menggunakan pompa (P-214) menuju evaporator (EV-203).

Universitas Sumatera Utara

4. Pengkristalan trinatrium fosfat Filtrat dialirkan menuju evaporator (EV-203) untuk dipekatkan. Larutan
jenuh keluar evaporator dengan suhu 104,7154 oC selanjutnya dipompa (P-215) menuju cooler untuk menurunkan suhu larutan sampai mendekati suhu kristalisasi bahan sehingga suhu nya menjadi 75 oC. Selanjutnaya larutan dialirkan menuju cristalliser (CR-301), sedangkan uapnya dikondensasi pada barometrik kondensor (BK). Proses kristalisasi dilakukan pada suhu 55oC menggunakan agitated cooling crystallizer. Mother liquor dan kristal yang terbentuk dipisahkan melalui centrifuge (CF-302). Mother liquor yang terbentuk dialirkan menggunakan pompa (P-309) menuju heater (HE-206) untuk menaikkan suhu nya menjadi 90 oC sehingga mother liquor nya dapat direcycle menuju reaktor 1 (R-201).
5. Pengeringan produk Trinatrium fosfat Kristal yang telah dipisahkan dari centrifuge selanjutnya dialirkan
menggunakan screw conveyor (SC-304) untuk dikeringkan dalam rotary dryer (RD303). Proses pengeringan dilakukan dengan menguapkan airnya menggunakan steam yang tidak kontak langsung pada bahan. Sebagai media panas dalam rotary dryer digunakan saturated steam.
6. Pengambilan hasil Kristal trinatrium fosfat yang telah kering diangkut secara vertikal
menggunakan bucket elevator (BE-305) menuju feed bin (FB-306), kemudian disalurkan ke gudang (G-308) menggunakan belt conveyor (BC-307). Selanjutnya dilakukan proses packing produk kedalam bentuk sak-sak menggunakan alat pempackingan.
Universitas Sumatera Utara

SATURATED STEAM, 112oC 1,5 atm Air Pendingin, 30oC
Air Proses, 30oC

Na2CO3

2

H3PO4

T-104
LC 1

FC

P-111

TI M -101
P-112

3

G-106

4

SC-107

BE-109

FB-115

5

6

TI M - 102
P-113

NaOH

G-105

7

SC-108

BE-110

FB-116

8

9

TI M - 103

FC

P-114

co2 10

TI PC
R-201 R-01

F-207

11

P-209

13

P-210

UPL

12 FC TI

PC

R-202

F-208

14

15 P-211
UPL

P-212

17 PC
16

WC-216 17

EV-203

LC T-215

18 P-213

C-205

HE-204

CR-301 TC

19 CF-302

20

21 SC-304

22 RD-303

23

BE-305

FB306
BC-307

G-308

P-214

No Kode

Keterangan

1 T-104 Tangki Asama Fosfat

2 G-105 Gudang Natrium Hidroksida

3 G-106 Gudang Natrium Karbonat

4 G-308 Gudang Trinatrium Fosfat

5 M-101 Tangki Pengenceran Asam Fosfat

6 M-102 Tangki Pengenceran Natrium Karbonat

7 M-103 Tangki Pengenceran Natrium Hidroksida

8 SC-107 Screw Conveyor

9 SC-108 Screw Conveyor

10 SC-304 Screw Conveyor

11 BE-109 Bucket Elevator

12 BE-110 Bucket Elevator

13 BE-305 Bucket Elevator

14 BC-307 Belt Conveyor

15 FB-115 Feed Bin

16 FB-116 Feed Bin

17 FB-306 Feed Bin

18 P-111 Pompa Sentrifugal

19 P-112 Pompa Sentrifugal

20 P-113 Pompa Sentrifugal

21 P-114 Pompa Sentrifugal

22 P-209 Pompa Sentrifugal

23 P-210 Pompa Sentrifugal

24 P-211 Pompa Sentrifugal

25 P-212 Pompa Sentrifugal

26 P-213 Pompa Sentrifugal

27 P-214 Pompa Sentrifugal

28 T-215 Tangki Penyimpanan Air Hasil Kondensasi

29 R-201 Reaktor I

30 R-202 Reaktor II

31 F-207 Clarifying Filter I

32 F-208 Clarifying Filter II

33 EV-203 Evaporator

34 WC-216 Water Condensor

35 C-205 Cooler

36 HE-204 Heater

37 CR-301 Cristaliser

38 CF-302 Centrifuge

39 RD-303 Rotary Dryer

Kondensat Bekas Air Pendingin Bekas

alur 1
1604,7935 -
563,4126 -

alur2 alur3 alur4 alur5 alur6 alur7 alur8
- 1604,7935 - - - - - - 1735,7970 - 1735,7970 - - - - - - 650,9067 - - - - - -- - - - - -- - - - - -419,7367 983,1493 87,3379 3958,8353 4046,1733 - 650,2558 - - - - - --

alur9 alur10 alur11 alur12 alur13 alur14 alur15 alur16 alur17 alur18 alur19 alur20 alur21 alur22 alur23
- - 73,8607 73,8607 - 73,8607 - 73,8607 - 73,8607 73,8607 - 73,8607 - - - 68,4947 68,4947 - 68,4947 - 68,4947 - 68,4947 68,4947 - 68,4947 - 650,9067 - 34,2582 34,2582 - 34,2582 - 34,2582 - 34,2582 34,2582 - 34,2582 - - - 2332,6099 2332,6099 - 21,8090 - 21,8090 - 21,8090 21,8090 14,5939 7,2969 - 14,5939 - - - - - 2668,7177 - 2668,7177 - 2668,7177 - - - - - - - - - - - - - - 6186,8687 6186,8687 - - 6186,8687 650,2558 - 5632,7755 5576,4477 56,3277 6519,6116 65,1961 6454,4155 2153,5818 4300,8336 782,6826 473,9877 308,6948 362,3191 111,6686 - 720,5195 - - - - - - - - - - - - -

0,4337 - 0,4337 4,0197 - 4,0197 - - 0,6509 - 4,4534 - 4,4534 0,6509 0,6509 - - - - - - - -

2168,6398 419,7367 2588,3765 1827,1546 3958,8353 5785,9900 520,7254 520,7254 1301,8135 720,5195 8146,4527 8085,6713 48,6249 9387,4850 65,8470 9321,638 2153,5818 7168,0562 7168,0561 6675,4503 492,0561 362,3191 6313,1313

30 30 90 30 30 90 30 30 90 90 90 90 90 90 90 90 104,7154 104,7154 55 55 55 100 100

1 1 1,5 1 1 1,5 1 1 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1 1 1 1 1 1 1

Universitas Sumatera Utara

BAB III NERACA MASSA

3.1 Neraca massa pada tangki pengencer H3PO4 (M-101) Tabel 3.1 Neraca massa pada tangki pengencer H3PO4 (M-101)

Komponen
H3PO4 H2O impuritis
∑

Tangki pengencer (M-101)

Inlet Inlet

Alur 1

Alur 2

F (kg/jam)

F (kg/jam)

1604,7935

-

563,4126

419,7367

0,4337

-

F1Total + F2 Total = 2588,3765

Outlet Alur 3 F (kg/jam) 1604,7935 983,1493 0,4337 2588,3765

3.2 Neraca massa pada tangki pelarutan Na2CO3 (M-102) Tabel 3.2 Neraca massa pada tangki pelarutan Na2CO3 (M-102)

Komponen
Na2CO3 H2O
impuritis ∑

Tangki pengencer (M-102)

Inlet inlet

Alur 4

Alur 5

F (kg/jam)

F (kg/jam)

1735,7970

-

87,3379

3958,8353

4,0197

-

F4Total + F5Total = 5785,9900

outlet Alur 6
F (kg/jam)
1735,7970 4046,1733
4,0197 5785,9900

Universitas Sumatera Utara

3.3 Neraca massa pada tangki pelarutan NaOH (M-103) Tabel 3.3 Neraca massa pada tangki pelarutan NaOH (M-103)

Komponen
NaOH H2O impuritis
∑

Tangki pengencer (M-103)

Inlet inlet

Alur 7

Alur 8

F (kg/jam)

F (kg/jam)

650,9067

-

- 650,2558

-F7Total + F8Total = 1301,8135

outlet Alur 9
F (kg/jam)
650,9067 650,2558 0,6509 1301,8135

3.4 Neraca massa pada reaktor (R-201) Tabel 3.4 Neraca massa pada reaktor (R-201)

Komponen
Na2HPO4 Na2CO3 H3PO4 NaOH
CO2 H2O impuritis
∑

Reaktor (R-201)

Inlet Inlet Inlet

Outlet

Alur 3

Alur 6

Alur 21

Alur 10

Alur 11

F (kg/jam) F (kg/jam) F (kg/jam) F (kg/jam)

F (kg/jam)

- - 7,2969 - 2332,6099

- 1735,7970 68,4947

-

68,4947

1604,7935

-

73,8607

-

73,8607

-

- 34,2582 -

34,2582

-

-

- 720,5195

-

983,1493 4046,1733 308,6948

-

5632,7755

0,4337

4,0197

-

- 4,4534

F3Total + F6Total + F21Total = 8866,9722

F10Total + F11Total = 8866,9722

Universitas Sumatera Utara

3.5 Neraca massa pada clarifying filter I (F-205) Tabel 3.5 Neraca massa pada clarifying filter I (F-205)

Komponen
Na2HPO4 H3PO4 Na2CO3 NaOH H2O impuritis ∑

Clarifying filter (F-205)

Inlet Outlet

Alur 11

Alur 12

Alur 13

F (kg/jam) F (kg/jam)

F (kg/jam)

2332,6100 2332,6100

-

73,8607

73,8607

-

68,4947

68,4947

-

34,2582

34,2582

-

5632,7755 5576,4477

56,3277

4,4534 8146,4527

- 4,4534 F12Total + F13Total = 8146,4527

3.6 Neraca massa pada reaktor (R-202) Tabel 3.6 Neraca massa pada reaktor (R-202)

Komponen
Na3PO4 Na2HPO4 Na2CO3
H3PO4 NaOH H2O impuritis
∑

Reaktor (R-202)

Inlet Inlet

Alur 9

Alur 12

F (kg/jam)

F (kg/jam)

--

- 2332,61

- 68,4947

- 73,8607

650,9067

34,2582

650,2558

5576,4478

0,6509

-

F9Total + F12Total = 9387,4849

Outlet Alur 14 F (kg/jam) 2668,7177 21,8909 68,4947 73,8607 34,2582 6519,6116 0,6509 9387,4849

Universitas Sumatera Utara

3.7 Neraca massa pada clarifying filte