Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Fenol dari Tandan Kosong Kelapa Sawit dengan Proses Pirolisis dengan Kapasitas 10.000 Ton/Tahun

PRA RANCANGAN PABRIK

PEMBUATAN FENOL DARI TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT

DENGAN PROSES PIROLISIS

DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 10.000 TON/TAHUN

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia

OLEH : DAHLIA NIM : 070405008

D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi yang berjudul “Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Fenol dari Tandan Kosong Kelapa Sawit dengan Proses Pirolisis dengan Kapasitas 10.000 Ton/Tahun.”Skripsi ini diajukan untuk memenuhi persyaratan sidang sarjana Teknik Kimia pada Program Pendidikan Sarjana Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

Selama penulisan laporan ini, penulis banyak mendapat bimbingan dan bantuan dari banyak pihak. Oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada :

1. Ibu Prof. Dr. Ir. Setiaty Pandia dan Ibu Dr. Maulida, ST, M.Sc selaku dosen pembimbing I dan II yang telah membimbing dan memberikan masukan serta arahan kepada penulis selama menyelesaikan skripsi ini.

2. Ibu Ir. Renita Manurung, MT. Selaku koordinator Tugas Akhir.

3. Bapak Dr.Eng. Ir. Irvan, MSi. Selaku ketua Departemen Teknik Kimia dan Ibu Dr. Ir. Fatimah, MT. Selaku sekretaris Departemen Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara

4. H. Legimin, kakek dan sekaligus guru juga nenek Umi Kalsum, yang telah mengajarkan ilmu, menyampaikan pengetahuan, wawasan, nasihat terutama do’a yang tidak bisa dinilai materi yang telah memberi kekuatan, kesabaran, ketekunan dan kesyukuran bagi penulis sehingga mampu untuk menyelesaikan pendidikannya.

5. Kedua orang tua, ayahanda Mahmud Priza S dan ibunda Fauziah Arif Syahbana yang telah banyak memberikan perhatian, doa, nasehat dan dukungan baik moril maupun materil, juga abangnda Kurniawan ST, yang telah begitu banyak berkorban dalam penyelesaian pendidikan penulis dan kakanda Maini, SPd dan terutama abangnda Sofian Hairi, SPd yang telah menyumbangkan tenaganya demi kelanjutan pendidikan penulis.

6. Teman seperjuangan Hanifah Wita Utami, terimakasih semangat dan kerja samanya chay.

7. Bambang Wahyu Pramono, sahabat sejati yang selalu ada dalam suka dan duka. Dimas Kurnia yang tak jemu memberi perhatian dan semangat.

8. Andi Nata, sahabat yang selalu mampu menghilangkan kepenatan. Mhd, Darwis dan Edo Rizqon teman seperjuangan, terimakasih untuk semua masukan yang mendukung penyelesaian skripsi ini.

9. Teman-teman stambuk 2007 tanpa terkecuali Aji, Andre, Wahyu, Riko, Yudha, Siti, Lia, Arma, Fitri, Yani, Indah terima kasih untuk persahabatan dan persaudaraannya baik dalam suka dan duka terutama dalam kepengurusan organisasi CSG dan HIMATEK di kampus. Saman, Fikri, Andhika, Lana, Frejer, Daniel, Harmaja, Jenal, Julius, Bresman, Roganda Sitorus, Roganda Opung, Tomas, Jojo, Harry, Melva, Yessi, Windi, Amel, Sartika, Sriwil, Rumintang, Ratih, Voni, Boa, Rusli, Vincent, Teddy, Stefanie, Christy, Yulie, Wilphen, Jessica, Acai, Micek, Hermiati, terima kasih untuk persahabatan dan semangatnya.

10. Abang-abang dan kakak-kakak senior Bang Arief Hidayat, terimakasih buat semangat dan ilmunya. Bang Rico, Kak Elna, Bang Andri, Bang Ferry, Kak Meida, Kak Sena, Kak Rere, terimakasih buat masukan nya.

11. Adik-adik junior tercinta, stambuk 2008 (Mamet, Rahmat, Irma, Hari, Fifah, Ayu, Gita dkk), stambuk 2009 (Revi, Luri, Intan, dkk), stambuk 2010 (adik kandung tercinta, Reni, Ayu, Rika, Liza, Inda, Walad, Ricky, Arion, dkk) terima kasih atas semangat dan doanya. Juga buat Ely, terimakasih doa penyemangatnya meski kita belum pernah bersua.

12. Buat adik-adik tersayang di 2D Vera, Indah, Winda, Rida, Qila, Frida, Rezka terimakasih buat persaudaraannya. Juga buat Ani sebagai suhu kost yang banyak menyemangati dalam penyelesaian skripsi ini.

13. Para pegawai jurusan Pak Darsono, Pak Sutiono, Pak Syamsul, Pak Ridwan, Kak Sri, Kak Santi, Kak Ani, Kak Pono, Bu Deli terima kasih untuk kerjasamanya

Spesial terima kasih untuk Pak Bowo pegawai bidang kemahasiswaan yang telah banyak membantu segala urusan administrasi di fakultas dan untuk nasehat dan arahannya selama di kampus.

14. Serta pihak-pihak yang telah ikut membantu penulis namun tidak dapat penulis cantumkan satu-persatu namanya.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, dikarenakan keterbatasan pengetahuan, pengalaman dan referensi. Untuk itu diperlukan saran dan kritik yang sifatnya membangun untuk kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini bermanfaat dan berguna bagi semua pihak.

Medan, Juni 2012 Penulis,

Dahlia

INTISARI

Pembuatan fenol dilakukan dengan proses hidrolisis, pirolisis dan dilanjutkan dengan distilasi. Pabrik fenol dari tandan kosong kelapa sawit ini direncanakan berproduksi dengan kapasitas 10.000 ton/tahun dan beroperasi selama 330 hari dalam setahun. Produk utama dari pirolisis tandan kosong kelapa sawit ini adalah fenol. Adapun produk sampingnya yaitu glukosa, xilosa, cresol, metanol dan arang yang memiliki nilai ekonomi yang tinggi.

Pabrik ini direncanakan berlokasi di daerah Dumai tepatnya Kabupaten Bengkalis, Provinsi Riau yang merupakan hilir Sungai Rokan, dengan luas tanah yang dibutuhkan adalah 39.023 m2. Tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik adalah sebanyak 160 orang. Bentuk badan usaha yang direncanakan adalah Perseoran Terbatas (PT) dan bentuk organisasinya adalah organisasi garis dan staff.

Hasil analisa ekonomi Pabrik Pembuatan Fenol sebagai berikut:

 Modal Investasi Total : Rp

1.635.057.593.226,- Biaya Produksi : Rp

1.050.399.254.391,- Hasil Penjualan : Rp

2.293.203.177.552,- Laba Bersih : Rp

865.630.432.482,- Profit Margin : 53,924%

 Break Even Point : 38,945 %

 Return on Investment : 52,942 %

 Pay Out Time : 1,889 tahun

 Return on Network : 88,236 %

 Internal Rate of Return : 68,292%

Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa pabrik pembuatan fenol ini layak untuk didirikan.

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ... i

INTISARI ... iv

DAFTAR ISI... v

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR TABEL... xi BAB I PENDAHULUAN... I-1 1.1 Latar Belakang ... I-1 1.2 Perumusan Masalah ... I-3 1.3 Tujuan Pra rancangan... I-3 1.4 Manfaat Pra Rancangan ... I-4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... II-1 2.1 Fenol... II-1 2.2 Bahan Baku ... II-2 2.2.1 Lignin... II-3 2.2.2 Selulosa... II-3 2.2.3 Hemiselulosa ... II-4 2.3 Bahan Pendukung... II-4 2.3.1 Air (H2O) ... II-4 2.3.2 Metanol (CH3OH)... II-5 2.3.3 Nitrogen (N2) ... II-5 2.3.4 Asam Sulfat (H2SO4) ... II-6 2.4 Pembuatan Fenol ... II-6 2.4.1 Pembuatan Fenol Secara Kimiawi... II-6 2.4.2 Pembuatan Fenol Melalui Proses Pirolisis ... II-7 2.5 Pemilihan Proses ... II-8 2.6 Deskripsi Proses ... II-6 2.6.1 TahapPre Treatment... II-9

2.6.2 Tahap Pirolisis ... II-10 2.6.3 Tahap Pemurnian Produk ... II-10 BAB III NERACA MASSA... III-1 BAB IV NERACA ENERGI... IV-1 BAB V SPESIFIKASI PERALATAN... V-1 BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ... VI-1 6.1 Instrumentasi ... VI-1 6.1.1 Tujuan Pengendalian... VI-3 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 ... VI-17 BAB VII UTILITAS... VII-1 7.1 Kebutuhan Uap air (Steam)... VII-1 7.2 Kebutuhan Air ... VII-2 7.2.1 Kebutuhan Air Pendingin... VII-2 7.2.1 Kebutuhan Air Proses ... VII-3 7.2.2 Kebutuhan air lainnya ... VII-4 7.2.3Screening... VII-7 7.2.4 Sedimentasi ... VII-7 7.2.5 Klarifikasi... VII-7 7.2.6 Filtrasi ... VII-8 7.2.7 Demineralisasi... VII-9 7.2.7.1 Penukar Kation (Cation Exchanger)... VII-9 7.2.5.2 Penukar Anion (Anion Exchanger) ... VII-11 7.2.8 Deaerator ... VII-12 7.3 Kebutuhan Bahan Kimia ... VII-12 7.4 Kebutuhan Listrik... VII-13 7.5 Kebutuhan Bahan Bakar ... VII-13

7.6.1 Bak Penampungan (BP) ... VII-16 7.6.2 Bak Pengendapan Awal (BPA)... VII-17 7.6.3 Bak Netralisasi (BN) ... VII-17 7.6.4 Unit Pengolahan Limbah dengan SistemActivated

Sludge(Lumpur Aktif)... VII-18 7.6.5 Tangki Sedimentasi (TS)... VII-21 7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas ... VII-22 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 9.1.1 Bentuk Organisasi Garis ... IX-2 9.1.2 Bentuk Organisasi Fungsionil ... IX-2 9.1.3 Bentuk Organiasi 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 9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) ... IX-6 9.4.2 Dewan Komisaris ... IX-6 9.4.3 Direktur ... IX-6 9.4.4 Sekretaris... IX-7 9.4.5 Manager Teknik dan Produksi ... IX-7 9.4.6 Manager Umum dan Keuangan ... IX-7 9.4.7 Manager R&D (Research and Development) ... IX-7 9.5 Sistem Kerja ... IX-7 9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan... IX-9 9.7 Fasilitas dan Tenaga Kerja ... IX-11

9.8 Sistem Penggajian ... IX-11 9.9 Tata Tertib ... IX-13 BAB X ANALISIS EKONOMI... X-1 10.1 Modal Investasi ... X-1 10.1.1 Modal Investasi Tetap (MIT) ... X-1 10.1.2 Modal Kerja /Working Capital(WC) ... X-3 10.1.3 Biaya Produksi Total (BPT) /Total Cost(TC) ... X-4 10.1.3.1 Biaya Tetap /Fixed Cost(FC) ... X-4 10.1.3.2 Biaya Variabel /Variable Cost(VC) ... X-5 10.1.4 Biaya Variabel (Variabel Cost)... X-5 10.2 Total Penjualan... X-5 10.3 Bonus Perusahaan ... X-5 10.4 Perkiraan Rugi/Laba Usaha... X-5 10.5 Analisa Aspek Ekonomi... X-6 10.5.1Profit Margin(PM) ... X-6 10.5.2Break Even Point(BEP) ... X-6 10.5.3Return on Investment(ROI) ... X-7 10.5.4Pay Out Time(POT)... X-7 10.5.5Return on Network (RON)... X-8 10.5.6Internal Rate of Return(IRR)... X-8 BAB XI KESIMPULAN ... XI-1 DAFTAR PUSTAKA ... xvi LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA... LA-1 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA ENERGI... LB-1 LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN... LC-1 LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS. LD-1 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI ... LE-1

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Stuktur Fenol... II-1 Gambar 6.1 Diagram Balok Sistem PengendalianFeedback... VI-4 Gambar 6.2 Sebuah loop Pengendalian ... VI-5 Gambar 6.3 Instrumentasi Tangki Cairan ... VI-12 Gambar 6.4 Instrumentasi pada pompa... VI-12 Gambar 6.5 InstrumentasiHeater/Cooler/ Kondensor/Reboiler... VI-13 Gambar 6.6 InstrumentasiKnock Out Drum... VI-13 Gambar 6.7 Instrumentasi pada Reaktor... VI-14 Gambar 6.8 Instrumentasi Reaktoor Pirolisis ... VI-14 Gambar 6.9 Instrumentasi Tangki Berpengaduk ... VI-15 Gambar 6.10 Instrumentasi Kolom Distilasi... VI-15 Gambar 6.11 Instrumentasi padaBlower... VI-16 Gambar 6.12 Instrumentasi Dekanter ... VI-16 Gambar 6.13 Instrumentasi pada Akumulator ... VI-17 Gambar 8.1 Peta lokasi pabrik Hidrogen ... VIII-1 Gambar 8.2 Tata Letak Pabrik Fenol ... VIII-6 Gambar 9.1 Struktur organisasi pabrik pembuatan Hidrogen... IX-14 Gambar LC-1 Lapple Conventional Cyclone with 4 inch insulation... LC-54 Gambar LC-2 Tutupknock out drummenggunakantorispherical head... LC-75 Gambar LD-1 Sketsa SebagianBar Screen(dilihat dari atas) ... LD-1 Gambar LD-2 Bak Sedimentasi... LD-4 Gambar LD-3A Sketsa tangki pelarutan alum ... LD-18 Gambar LD-3B Sketsa pengaduk tangki pelarutan alum... LD-11 Gambar LD-4A Sketsa tangki pelarutan soda abu ... LD-14 Gambar LD-4B Sketsa pengaduk tangki pelarutan soda abu... LD-17 Gambar LD-5 Sketsaclarifier... LD-20 Gambar LD-6 Tangkisand filter... LD-26 Gambar LD-7A Sketsa Tangki Pelarutan Asam Sulfat ... LD-33

Gambar LD-7B Sketsa pengaduk tangki pelarutan soda abu... LD-36 Gambar LD-17 SketsaCation Exchanger ... LD-39 Gambar LD-19 SketsaAnion Exchanger... LD-43 Gambar LD-10ASketsa tangki pelarutan NaOH... LD-47 Gambar LD-10BSketsa pengaduk tangki pelarutan NaOH ... LD-50 Gambar LD-11ASketsa tangki pelarutan Kaporit... LD-53 Gambar LD-11BSketsa pengaduk tangki pelarutan Kaporit ... LD-56 Gambar LD-12 Sketsa tangki Domestik... LD-57 Gambar LD-13 Sketsa Deaerator... LD-62 Gambar LD-14ASketsaWater Cooling Tower... LD-68 Gambar LD-14B.Grafik Entalpi dan Temperatur Cairan padaCooling Tower LD-69 Gambar LD-14CKurva Hy terhadap 1/(Hy*– Hy) ... LD-70 Gambar LE-1 IndeksMarshalldanSwift... LE-3 Gambar LE-2 Linearisasi cost index dari tahun 2003 – 2008... LE-4 Gambar LE-3 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan... LE-5 Gambar LE-4 Harga Peralatan untuk Kolom Distilasi... LE-6 Gambar LE-5 Harga TiapTraydalam Kolom Distilasi... LE-7 Gambar LE-6 Grafik BEP ... LE-30

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Kebutuhan Impor Fenol di Indonesia... I-2 Tabel 1.2 Kebutuhan Ekspor Fenol di Indonesia ... II-2 Tabel 2.1 Kandungan Tandan Kosong Kelapa Sawit ... II-1 Tabel 3.1 Neraca Massa Tangki Penampungan Bahan Baku... III-1 Tabel 3.2 Neraca Massa Reaktor Pra Hidrolisa ... III-1 Tabel 3.3 Neraca Massa padaFilter PressI ... III-2 Tabel 3.4 Neraca Massa Reaktor Hidrolisa... III-3 Tabel 3.5 Neraca MassaFilter PressII... III-3 Tabel 3.6 Neraca MassaOve Dryer... III-4 Tabel 3.7 Neraca Massa Reaktor Pirolisis ... III-5 Tabel 3.8 Neraca Massa padaCyclone... III-6 Tabel 3.9 Neraca massaKnock Out Drum... III-7 Tabel 3.10 Neraca massa Tangki Berpengaduk A ... III-8 Tabel 3.11 Neraca massa Dekanter A ... III-9 Tabel 3.12 Neraca massa Tangki Berpengaduk B ... III-10 Tabel 3.13 Neraca massa Dekanter B ... III-11 Tabel 3.14 Neraca massa Tangki Berpengaduk C ... III-12 Tabel 3.15 Neraca Massa Dekanter C... III-13 Tabel 3.16 Neraca Massa Tangki Penampungan ... III-14 Tabel 3.17 Neraca Massa Distilasi I... III-14 Tabel 3.18 Neraca Massa pada Distilasi II... III-15 Tabel 4.1 Neraca Panas Reaktor Pra Hidrolisa ... IV-1 Tabel 4.2 Neraca PanasCoolerI... IV-1 Tabel 4.3 Neraca Panas Reaktor Hidrolisa... IV-1 Tabel 4.4 Neraca PanasCoolerII ... IV-1 Tabel 4.5 Neraca PanasRotary Dryer... IV-2 Tabel 4.6 Neraca Panas Kondensor I ... IV-2

Tabel 4.7 Neraca PanasCoolerIII ... IV-2 Tabel 4.8 Neraca PanasCoolerIV... IV-2 Tabel 4.9 Neraca PanasHeater... IV-9 Tabel 4.10 Neraca Panas Kondensor II... IV-3 Tabel 4.11 Neraca Panas Kondensor III... IV-3 Tabel 4.12 Neraca PanasCoolerDistilasi 1... IV-3 Tabel 4.13 Neraca PanasCoolerBottom 1 ... IV-3 Tabel 4.14 Neraca PanasCoolerBottom 2 ... IV-4 Tabel 4.15 Neraca PanasReboiler1 ... IV-4 Tabel 4.16 Neraca PanasReboiler2 ... IV-4 Tabel 6.1 Jenis variabel pengukuran dan controlleryang digunakan... VI-9 Tabel 6.3 Daftar Penggunanan Instrumentasi pada Pra-Rancangan Pabrik

Pembuatan Fenol dari Tandan Kosong Kelapa Sawit dengan Proses Pirolisis ... VI-11 Tabel 7.1 Kebutuhan Uap (Steam) Pabrik... VII-1 Tabel 7.2 Kebutuhan Air Pendingin Pabrik ... VII-2 Tabel 7.3 Kebutuhan Air PProses Pabrik... VII-4 Tabel 7.4 Pemakaian Air Untuk Berbagai Kebutuhan ... VII-5 Tabel 7.5 Kualitas Air Sungai Rokan, Riau ... VII-6 Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah... VIII-5 Tabel 9.1 Susunan Jadwal Shift Karyawan... IX-9 Tabel 9.2. Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya ... IX-9 Tabel 9.3 Perincian Gaji Karyawan ... IX-11 Tabel LA-1 Kandungan Tandan Kosong Kelapa Sawit ... LA-1 Tabel LA-2 Neraca Massa Tangki Penampungan Bahan Baku... LA-3 Tabel LA-3 Neraca Massa Reaktor Pra Hidrolisa ... LA-6 Tabel LA-4 Neraca MassaFilter PressI... LA-8 Tabel LA-5 Neraca Massa Reaktor Hidrolisa... LA-12 Tabel LA-6 Neraca MassaFilter PressII ... LA-14

Tabel LA-8 Neraca Massa Reaktor Pirlosis ... LA-20 Tabel LA-9 Neraca Massa ReaktorCyclone ... LA-22 Tabel LA-10 Neraca MassaKnock Out Drum... LA-26 Tabel LA-11 Neraca Massa Tangki Pengaduk A ... LA-28 Tabel LA-12 Neraca Massa Dekanter A ... LA-32 Tabel LA-13 Neraca Massa Tangki Pengaduk B ... LA-34 Tabel LA-14 Neraca Massa Dekanter B... LA-38 Tabel LA-15 Neraca Massa Tangki Pengaduk C ... LA-40 Tabel LA-16 Neraca Massa Dekanter C... LA-44 Tabel LA-17 Neraca Massa Tangki Penampungan ... LA-47 Tabel LA-18 Neraca Massa Distilasi I ... LA-50 Tabel LA-19 Neraca Massa Distilasi II ... LA-52 Tabel LA-14 Neraca Massa Dekanter B... LA-38 Tabel LB-1 Kapasitas PanasLiquid... LB-1

Tabel LB-2 Tabel Kontribusi Unsur Atom dengan metode Hurst dan Harrison LB-2 Tabel LB-3 Data Kapasitas Panas Komponen Cair ( kJ/mol K) ... LB-2

Tabel LB-4 Data Titik Didih (K) dan Panas Laten (J/mol) ... LB-2 Tabel LB-5 Perhitungan Panas Masuk pada Reaktor Pra Hidrolisa... LB-9 Tabel LB-6 Perhitungan Panas Keluar pada Reaktor Pra Hidrolisa... LB-13 Tabel LB-7 Neraca Panas Reaktor Pra Hidrolisa ... LB-10 Tabel LB-8 Neraca Panas Keluar padaCoolerI ... LB-10 Tabel LB-9 Neraca PanasCoolerI... LB-11 Tabel LB-10 Perhitungan Panas Masuk pada Reaktor Hidrolisa ... LB-12 Tabel LB-11 Perhitungan Panas Keluar pada Reaktor Hidrolisa ... LB-13 Tabel LB-12 Neraca Panas Reaktor Hidrolisis... LB-12 Tabel LB-13 Perhitungan Panas Keluar padaCoolerII... LB-14 Tabel LB-14 Neraca PanasCoolerII ... LB-15 Tabel LB-15 Neraca Panas Masuk padaRotary Dryer... LB-16 Tabel LB-16 Neraca Panas Keluar padaRotary Dryer... LB-16 Tabel LB-17 Neraca Panas Keluar Bahan yang Teruapkan pada Rotary Dryer LB-17

Tabel LB-18 Neraca PanasRotary Dryer... LB-17 Tabel LB-19 Neraca Panas Masuk N2pada Reaktor Pirolisis... LB-18 Tabel LB-20 Neraca Panas Keluar pada Reaktor Pirolisis... LB-19 Tabel LB-21 Neraca Panas Masuk pada Kondensor I... LB-21 Tabel LB-22 Neraca Panas Keluar pada Kondensor I... LB-22 Tabel LB-23 Neraca Panas Kondensor I ... LB-24 Tabel LB-24 Neraca Panas Keluar padaCoolerIII... LB-25 Tabel LB-25 Neraca PanasCoolerIII ... LB-26 Tabel LB-26 Perhitungan Panas Keluar padaCoolerIV ... LB-27 Tabel LB-27 Neraca PanasCoolerIV... LB-28 Tabel LB-28 Perhitungan Panas Masuk padaHeater... LB-28 Tabel LB-29 Perhitungan Panas Keluar padaHeater... LB-29 Tabel LB-30 Neraca PanasHeater... LB-30 Tabel LB-31 Titik Didih Umpan Masuk Distilasi... LB-31 Tabel LB-32 Dew PointDistilat ... LB-32 Tabel LB-33 Panas Masuk Kondensor 2 ... LB-32 Tabel LB-34 Panas Keluar Kondensor 2 ... LB-33 Tabel LB-35 Neraca Panas Kondensor 2... LB-34 Tabel LB-36 Titik Didih Umpan Masuk Distilasi II ... LB-35 Tabel LB-37 Dew PointDistilat ... LB-35 Tabel LB-38 Panas Keluar Kondensor 3 ... LB-36 Tabel LB-39 Panas Keluar Kondensor 3 ... LB-36 Tabel LB-40 Neraca Panas Kondenser 3... LB-37 Tabel LB-41 Panas KeluarCoolerDistilasi 2 ... LB-37 Tabel LB-42 Neraca PanasCoolerDistilasi 2... LB-38 Tabel LB-43 Panas KeluarCooler Bottom1... LB-38 Tabel LB-44 Neraca PanasCooler Bottom1 ... LB-39 Tabel LB-45 Panas KeluarCooler Bottom2... LB-40 Tabel LB-46 Neraca PanasCooler Bottom2 ... LB-36

Tabel LB-48 Panas KeluarBottom... LB-40 Tabel LB-49 Panas Keluar Vb... LB-41 Tabel LB-50 Neraca PanasReboiler1 ... LB-41 Tabel LB-51 Panas MasukReboiler2... LB-42 Tabel LB-52 Panas KeluarBottom2 ... LB-42 Tabel LB-53 Panas Keluar Vb... LB-42 Tabel LB-54 Neraca PanasReboiler2 ... LB-43 Tabel LD-1 Perhitungan Entalpi dalam Penentuan Tinggi Menara

Pendingin ... LD-70 Tabel LE-1 Perincian Harga Bangunan ... LE-2 Tabel LE-2 Harga IndeksMarshalldanSwift ... LE-3 Tabel LE-3 Estimasi Harga Peralatan Proses Impor ... LE-7 Tabel LE-4 Estimasi Harga Peralatan Proses Non Impor ... LE-9 Tabel LE-5 Estimasi Harga Peralatan Utilitas Impor... LE-9 Tabel LE-6 Estimasi Harga Peralatan Utilitas Non Impor ... LE-10 Tabel LE-7 Biaya Sarana Transportasi ... LE-13 Tabel LE-8 Perincian Gaji... LE-17 Tabel LE-9 Perincian Biaya Kas ... LE-19 Tabel LE-10 Perincian Modal Kerja ... LE-21 Tabel LE-11 Aturan Depresiasi Sesuai UU Republik Indonesia

No. 17 Tahun 2000... LE-23 Tabel LE-12 Aturan Biaya Depresiasi Sesuai UU Republik Indonesia

INTISARI

Pembuatan fenol dilakukan dengan proses hidrolisis, pirolisis dan dilanjutkan dengan distilasi. Pabrik fenol dari tandan kosong kelapa sawit ini direncanakan berproduksi dengan kapasitas 10.000 ton/tahun dan beroperasi selama 330 hari dalam setahun. Produk utama dari pirolisis tandan kosong kelapa sawit ini adalah fenol. Adapun produk sampingnya yaitu glukosa, xilosa, cresol, metanol dan arang yang memiliki nilai ekonomi yang tinggi.

Pabrik ini direncanakan berlokasi di daerah Dumai tepatnya Kabupaten Bengkalis, Provinsi Riau yang merupakan hilir Sungai Rokan, dengan luas tanah yang dibutuhkan adalah 39.023 m2. Tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik adalah sebanyak 160 orang. Bentuk badan usaha yang direncanakan adalah Perseoran Terbatas (PT) dan bentuk organisasinya adalah organisasi garis dan staff.

Hasil analisa ekonomi Pabrik Pembuatan Fenol sebagai berikut:

 Modal Investasi Total : Rp

1.635.057.593.226,- Biaya Produksi : Rp

1.050.399.254.391,- Hasil Penjualan : Rp

2.293.203.177.552,- Laba Bersih : Rp

865.630.432.482,- Profit Margin : 53,924%

 Break Even Point : 38,945 %

 Return on Investment : 52,942 %

 Pay Out Time : 1,889 tahun

 Return on Network : 88,236 %

 Internal Rate of Return : 68,292%

Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa pabrik pembuatan fenol ini layak untuk didirikan.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan industri sebagai bagian dari usaha ekonomi jangka panjang diarahkan untuk menciptakan struktur ekonomi yang lebih baik dan seimbang yaitu struktur ekonomi dengan dititikberatkan pada industri maju yang didukung oleh ekonomi yang tangguh. Indonesia saat ini tengah memasuki era globalisasi dalam segala bidang yang menuntut tangguhnya sektor industri dan bidang–bidang lain yang saling menunjang. Hal ini tentunya memacu kita untuk lebih giat dalam melakukan terobosan-terobosan baru sehingga produk yang dihasilkan mempunyai daya saing, efisien dan efektif, disamping itu haruslah tetap akrab dan ramah terhadap lingkungan.

Menanggapi situasi tersebut dan dalam upaya untuk mengurangi ketergantungan impor produk kimia, pemerintah menetapkan peraturan yang mendorong perkembangan industri tersebut. Sejalan dengan itu industri kimia di Indonesia seperti industri fenol, juga turut berkembang. Dengan kebutuhan industri-industri kimia saat ini, maka kebutuhan akan bahan baku industri kimia tersebut pun semakin meningkat. Bahan baku industri ada yang berasal dari dalam negeri dan ada juga yang masih di impor. Salah satu bahan baku yang masih di impor adalah fenol.

Fenol memiliki beragam manfaat, baik sebagai bahan baku maupun bahan penunjang industri kimia, seperti :

1. Sebagai bahan baku pembuatan obat–obatan seperti asam salisilat, asam pikrat, dll

2. Sebagai antiseptik (karena fenol mempunyai sifat mengkoagulasi protein) 3. Seebagai zat pewarna buatan

4. Sebagai lem kayu (Wikipedia, 2011)

Saat ini kebutuhan fenol di Indonesia masih mengandalkan impor. Dapat kita lihat melalui perbandingan data impor dan ekspor fenol, dimana kebutuhan impor fenol jauh lebih besar bila dibandingkan dengan kebutuhan ekspor fenol (Tabel 1.1 dan Tabel 1.2).

Tabel 1.1 Kebutuhan Fenol di Indonesia Berdasarkan Data Impor Tahun Ke Tahun Impor (kg)

1 2005 24.701.105

2 2006 14.735.325

3 2007 18.987.920

4 2008 18.608.338

5 2009 14.037.481

6 2010 13.935.438

(Sumber : BPS, 2010)

Tabel 1.2 Kebutuhan Fenol di Indonesia Berdasarkan Data Ekspor Tahun Ke Tahun Ekspor (kg)

1 2005 1.635.137

2 2006 720.263

3 2007 1.466.594

4 2008 1.510.393

5 2009 1.292.915

6 2010 1.066.699

(Sumber : BPS, 2010)

Kapasitas produksi pada pra rancangan pabrik fenol ini adalah 10.000 ton/tahun, diharapkan sekitar 75% kebutuhan fenol domestik dapat dipenuhi, sehingga tidak hanya bergantung pada impor fenol.

Bahan baku yang digunakan dalam memproduksi fenol adalah tandan kosong kelapa sawit yang ketersediaanya di Indonesia cukup melimpah. Sumber bahan baku merupakan hal penting dalam pemilihan lokasi pabrik. Hal ini dapat mengurangi biaya transportasi dan biaya penyimpanan.

Oleh karena itu, dalam menyongsong era industrialisasi yang merupakan program pemerintah yang sangat penting dalam rangka proses alih teknologi dan membuka lapangan pekerjaan yang baru serta untuk penghematan devisa negara dan

untuk merangsang pertumbuhan industri kimia yang lain, maka perlu dibangun pabrik fenol untuk mencukupi kebutuhan fenol dalam negeri. Pendirian pabrik fenol di Indonesia dapat dilakukan karena didukung oleh beberapa alasan, antara lain :

1. Pabrik – pabrik industri kimia seperti pabrik pembuatan antiseptik, pabrik farmasi misalnya asam salisilat, asam pikat semakin berkembang yang memungkinkan kebutuhan akan fenol semakin meningkat.

2. Sampai saat ini Indonesia masih mengimpor fenol dari negara lain, dengan mendirikan pabrik fenol maka kebutuhan akan bahan ini dapat dipenuhi sehingga dapat menghemat devisa negara.

3. Dapat memberikan lapangan pekerjaan baru sehingga dapat menyerap tenaga kerja. 4. Meningkatkan kemampuan teknologi dalam mengolah limbah padat pertanian

khususnya tandan kosong kelapa sawit dan industri proses di dalam negeri.

Keberadaan pabrik fenol ini diharapkan dapat menjadi pendorong dan menggerakkan perkembangan industri-industri kimia yang menggunakan produk ini, baik sebagai bahan baku utama maupun bahan baku penunjangnya.

1.2 Perumusan Masalah

Kebutuhan fenol di Indonesia belum dapat terpenuhi karena masih mengimpor fenol dari negara lain, dan di Indonesia belum banyak berdiri pabrik yang memproduksi fenol, sehingga untuk menanggulangi kebutuhan fenol di dalam negeri maka dirasa perlu untuk mendirikan suatu pabrik pembuatan fenol dari tandan kosong kelapa sawit.

1.3 Tujuan Pra Rancangan

Secara umum, tujuan pra rancangan pabrik pembuatan fenol dari tandan kosong kelapa sawit ini adalah untuk menerapkan disiplin ilmu teknik kimia khususnya di bidang perancangan, proses dan operasi teknik kimia sehingga dapat memberikan gambaran kelayakan pra rancangan pabrik pembuatan fenol dari tandan kosong kelapa sawit.

Secara khusus, tujuan pra rancangan pabrik pembuatan fenol dari tandan kosong kelapa sawit ini adalah untuk memenuhi persyaratan kelulusan sarjana teknik kimia.

1.4 Manfaat Pra Rancangan

Manfaat yang dapat diperoleh dari pra rancangan ini adalah tersedianya informasi mengenai pra rancangan pabrik fenol dari tandan kosong kelapa sawit sehingga dapat menjadi referensi untuk pendirian suatu pabrik fenol. Manfaat lain yang ingin dicapai adalah dapat memberikan gambaran kelayakan dari segi rancangan dan ekonomi sehingga diharapkan akan menjadi salah satu pendukung pertumbuhan industri di Indonesia juga memenuhi kebutuhan fenol domestik.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Fenol

Fenol juga dikenal dengan nama asam karboksilat, merupakan cairan bening yang beracun dengan bau yang khas. Rumus kimianya adalah C6H5OH dan memiliki struktur grup hidroksil (-OH) yang terikat dengan sebuah cincin phenyl yang juga merupakan senyawa aromatis.

Fenol dapat dibuat dari oksidasi parsial benzen atau asam benzoat, dengan proses cumene, atau dengan proses Raschig. Fenol juga dapat diisolasi dari batubara.

Fenol memiliki sifat antiseptik dan digunakan oleh Sir Joseph Lister(1827-1912) pada teknik pembedahan antiseptiknya. Fenol juga merupakan bahan aktif anastesi oral seperti Chloraseptic spray. Fenol juga merupakan bahan utama dari Carbolic Smoke Ball, sebuah alat yang dipasarkan di London pada abad ke 19 sebagai pengaman pengguna terhadap influenza dan penyakit lainnya.

Gambar 2.1 Struktur Fenol

(http://en. wikipedia.org/wiki/Phenol, 2011)

Fenol juga digunakan dalam proses produksi obat obatan (merupakan bahan awal pada produksi aspirin), herbisida, dan resin sintetis (Bakelite, salah satu resin sintetis awal yang diproduksi, merupakan sebuah polimer dari fenol dengan formaldehid). (http://en. wikipedia.org/wiki/Phenol, 2011)

Sifat-sifat fisika fenol:

1. Rumus molekul : C6H5OH

2. Berat molekul : 94,11 gr/mol

3. Wujud : Cair

4. Warna : Tak berwarna

5. Densitas : 1,07 gr/cm³

6. Titik didih : 181,75oC (pada 101,3 kPa) 7. Titik beku : 40,9oC (pada 101,3 kPa) 8. Kelarutan dalam air (20oC) : 8,3 g/100 ml

9. Bersifat korosif (Ullmann’s, 2005)

2.2 Bahan Baku

Sumber bahan baku bukan pangan yang potensial untuk dieksploitasi adalah lignoselulosa. Lignoselulosa ditemui pada kayu, rumput, sisa penebangan hutan, limbah pertanian, dan lain lain. Umumnya, hanya kayu yang digunakan sebagai bahan dasar untuk produksi hidrolisat lignoselulosa. Komposisi utama kayu yaitu, selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Biomassa lignoselulosa sebagian besar terdiri dari campuran polimer karbohidrat (selulosa dan hemiselulosa), lignin, ekstraktif, dan abu. Kadang-kadang disebut holoselulosa, istilah ini digunakan untuk menyebutkan total karbohidrat yang dikandung di dalam biomassa dan meliputi selulosa dan hemiselulosa. (Isroi, 2008) Salah satu sumber lignoselulosa yang terdapat dalam jumlah yang berlimpah dan murah harganya di Indonesia adalah limbah padat dari industri kelapa sawit. Sebuah pabrik kelapa sawit (PKS) dengan kapasitas 60 ton tandan/jam dapat menghasilkan limbah 100 ton/hari. Di Indonesia terdapat 470 pabrik pengolahan kelapa sawit. Limbah kelapa sawit mencapai 28,7 juta ton dalam bentuk cair dan 15,2 juta ton dalam bentuk padat per tahun.

Limbah padat dari perkebunan kelapa sawit terdiri dari tandan kosong kelapa sawit (TKKS), serat, cangkang, batang pohon dan pelepah daun. Dari kelima bahan tersebut,

oleh batang pohon sebesar 45,7% dan serat sebesar 39,9%, sedangkan cangkang dan pelepah daun tidak mengandung selulosa.

Adapun kandungan dan sifat kimia tandan kosong kelapa sawit dapat dilihat pada tabel berikut:

Tabel 2.1 Kandungan Tandan Kosong Kelapa Sawit

No. Parameter Kandungan

1 Lignin 22,60 %

2 Selulosa 45,80 %

3 Holoselulosa 71,80 %

4 Pentosa 25,90 %

5 Kadar Abu 1,60 %

(Purwito dan Firmanti, 2005)

2.2.1 Lignin

Lignin adalah molekul komplek yang tersusun dari unit phenylphropane yang terikat di dalam struktur tiga dimensi. Lignin adalah material yang paling kuat di dalam biomassa. Lignin sangat resisten terhadap degradasi, baik secara biologi, enzimatis, maupun kimia. Karena kandungan karbon yang relatif tinggi dibandingkan dengan selulosa dan hemiselulosa, lignin memiliki kandungan energi yang tinggi. Jumlah lignin yang terdapat dalam tumbuhan yang berbeda sangat bervariasi dan biasanya antara 20-40%. (Isroi, 2008)

Sebelum material lignoselulosa dipirolisis untuk menghasilkan fenol diperlukan serangkaian proses untuk memperoleh lignin dalam tandan kosong kelapa sawit. Selulosa dan hemiselulosa dipecah (dihidrolisis) menjadi monomer gula dengan cara enzimatis atau menggunakan asam (encer atau pekat) untuk memperoleh lignin yang nantinya akan menghasilkan fenol.

2.2.2 Selulosa

Selulosa merupakan konstituen utama kayu. Kira-kira 40-45% bahan kering dalam kebanyakan spesies kayu adalah selulosa terutama terdapat dalam dinding sel sekunder. Selulosa merupakan struktur dasar sel-sel tanaman, oleh karena itu merupakan bahan alam yang paling penting yang dibuat oleh organisme hidup. Pernyataan yang sama ini berlaku pada terdapatnya selulosa secara kuantitatif. Di dalam biosfer 27 x 1010 ton karbon terikat dalam organisme hidup, lebih 99% dari padanya adalah terikat dalam selulosa, yang berarti bahwa selulosa total dalam dunia nabati berjumlah sekitar 26,5 x 1010ton.

Didalam kayu, selulosa tidak hanya disertai dengan poliosa dan lignin, tetapi juga terikat erat dengannya, dan pemisahannya memerlukan perlakuan kimia yang intensif. Selulosa yang diisolasi tetap tidak murni. Untuk memperoleh selulosa murni 100 % dari kayu, α-selulosa harus mengalami perlakuan intensif lebih lanjut, seperti hidrolisis parsial, pelarutan dan pengendapan serta produk yang dihasilkan terdiri dari rantai molekul yang sangat pendek. (Fengel, D, dkk, 1995)

2.2.3 Hemiselulosa

Hemiselulosa termasuk dalam kelompok polisakarida heterogen yang dibentuk melalui jalan biosintesis yang berbeda dari selulosa. Berbeda dengan selulosa yang merupakan homopolisakarida, hemiselulosa merupakan heteropolisakarida. Seperti halnya selulosa, kebanyakan hemiselulosa berfungsi sebagai bahan pendukung dalam dinding-dinding sel. Hemiselulosa relatif mudah dihidrolisis oleh asam menjadi komponen-komponen monomernya yang terdiri dari D-glukosa, D-manosa, D-galaktosa, xilosa, L-arabinosa, dan sejumlah kecil L-ramnosa di samping menjadi asam D-glukuronat, asam 4-0-metil-D-D-glukuronat, dan asam D-glukuronat. Kebanyakan hemiselulosa mempunyai derajat polimerisasi hanya 200. Jumlah hemiselulosa dari berat kayu kering biasanya antara 20 dan 30%. (Sjostrom, 1995)

2.3 Bahan Pendukung

Bahan-bahan pendukung yang digunakan dalam proses pembuatan fenol terdiri dari: air (H2O), metanol (CH3OH), nitrogen (N2) dan asam sulfat (H2SO4).

2.3.1 Air (H2O)

Adapun sifat-sifat fisika air adalah sebagai berikut:

1. Berat molekul : 18,015 gr/mol

2. Titik didih : 1000C (pada 101,3 kPa)

3. Titik beku : 00C (pada 101,3 kPa)

4. Densitas (250c) : 0,998 gr/ml

5. Viskositas (pada kondisi standar, 1 atm) : 8,949 mP 6. Tekanan uap (200c) : 0,0212 atm

7. Panas pembentukan : 6,013 kJ/mol

8. Panas spesifik (pada kondisi standar) : 4,180 J/kg K

9. Panas penguapan : 22,6.105J/mol

10. Kapasitas panas : 4,22 kJ/kg K

11. Tidak berbau, berasa dan berwarna (Kirk Othmer,1968)

2.3.2 Metanol (CH3OH)

Adapun sifat-sifat fisika metanol adalah sebagai berikut:

1. Berat molekul : 32 gr/mol

2. Titik didih : 64,70C (pada 101,3 kPa) 3. Titik beku : –97,90C (pada 101,3 kPa) 4. Densitas (200C) : 0,7915 gr/ml

5. Viskositas (150C) : 0,6405 cP 6. Kapasitas panas (250C) : 81,08 J/mol K 7. Tegangan permukaan (150C) : 22,99 dyne/cm 8. Temperatur kritik : 2400C

9. Tekanan kritik : 78,5 atm

2.3.3 Nitrogen (N2)

Adapun sifat-sifat fisika nitrogen adalah sebagai berikut:

1. Berat molekul : 14,0067 gr/mol

2. Titik didih : –195,80C (pada 101,3 kPa) 3. Titik lebur : –209,860C (pada 101,3 kPa) 4. Temperatur kritis : 126,260C

5. Tekanan kritis : 33,54 atm

6. Densitas (250C, 1 atm) : 1,25046 gr/l 7. Panas peleburan : 172,3 kal/mol 8. Panas penguapan : 1332,9 kal/mol 9. Gas yang tidak berbau, berasa dan berwarna 10. Merupakan unsur diatomic

(http://en. wikipedia.org/wiki/Nitrogen, 2011)

2.3.4 Asam Sulfat (H2SO4)

Adapun sifat-sifat fisika asam sulfat adalah sebagai berikut:

1. Berat molekul : 98,079 g/mol

2. Wujud : Cair

3. Warna : Bening

4. Titik didih : 340oC (pada 101,3 kPa) 5. Titik beku : 10,49oC (pada 101,3 kPa)

6. Densitas : 1,9224 gr/cm3

7. Specific Gravity(60oF) : 1,824

8. Merupakan senyawa asam kuat yang higroskopis dan sangat stabil (Perry, 1999 & Kirk Othmer, 1969)

2.4 Pembuatan Fenol

Secara umum, fenol dapat dibuat melalui 2 cara yaitu melalui sintesis kimia maupun melalui proses pirolisis.

2.4.1 Pembuatan Fenol Secara Kimiawi

Pembuatan fenol melalui sintesis kimia dapat dilakukan dengan proses-proses sebagai berikut:

a.Cumene Hidroperoksida Process (Hock Process)

Reaksi oksidasi cumene berlangsung pada temperatur 130oC dan tekanan 1 atm dengan ditambahkan larutan alkali membentuk CHP. Larutan yang mengandung CHP, cumene yang tidak bereaksi dan alkali dilarutkan ke reaktor yang ke dua. Reaksi yang terjadi dalam reaktor berpengaduk ini adalah dekomposisi CHP menjadi aseton dan fenol, dengan katalis H2SO4pada temperatur 95oC dan tekanan 3 atm. Crude fenol yang dihasilkan dari rekator kedua ini selanjutnya didinginkan dalam cooler sebelum dipisahkan dari produk sampingnya untuk memperoleh kemurnian 99,9% yield yang dihasilkan dari proses cumene ini adalah 93%.

b. Oksidasi Asam Benzoat

Oksidasi asam benzoat dipopulerkan pada tahun 1962 oleh Dow Chemical of Canada yang berlangsung dalam Asam Benzoat yang mengandung garam copper dan katalis.

Oksidasi asam benzoat berlangsung pada temperatur 250oC dan tekanan atmosfir dengan katalis CuMg menjadi benzil salisilat acid yang selanjutnya dihidrolisa menjadi asam salisilat dan asam benzoat atau dekarboxylate menjadi phenil benzoat. Hidrolisa phenil benzoat menjadi fenol dan asam benzoat.

c. Klorinasi Benzen

Proses ini dikenalkan oleh Dow dan Bayer dimana reaksi dimulai dengan klorinasi benzen menjadi Monochlorobenzen, HCl dengan katalis FeCl3. Selanjutnya hidrolisa monochlorobenzen dengan 10 – 15% larutan soda kaustik pada temperatur 360 – 390oC dan tekanan 280 – 300 atm menghasilkan sodium phenat. Kemudian sodium phenat

dicampur dengan HCl untuk mendapatkan fenol dansodium chlorida. (Ullmann’s, 2005)

2.4.2 Pembuatan Fenol Melalui Proses Pirolisis

Pirolisis adalah proses dekomposisi termal tanpa adanya oksigen. Pada pirolisis, molekul hidrokarbon besar biomassa dipecah menjadi molekul hidrokarbon yang lebih

kecil. Pirolisis cepat menghasilkan bahan bakar cair, yang dikenal sebagai bio-oil dan menghasilkan gas dan arang padat (salah satu dari bahan bakar yang paling kuno, digunakan untuk pemanasan dan ekstraksi logam sebelumdiscoverybatubara). Pirolisis merupakan konversi biomassa limbah menjadi bahan yang lebih berguna. (Basu, 2010)

Bio oil yang dihasilkan dari proses pirolisis dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk mesin, turbin dan boiler. Tetapi, jika bio oil diproses lebih lanjut dengan proses ekstraksi maka akan diperoleh bahan-bahan kimia salah satunya yaitu fenol. (Bridgwater, 2004)

Indonesia memiliki keunggulan dalam hal biomassa lignoselulosa dibandingkan negara-negara beriklim dingin. Kalau negara-negara Eropa mencari bahan baku, di sini malah kebalikannya. Biomassa lignoselulosa di Indonesia, melimpah, murah, tapi juga banyak yang disia-siakan. Ada banyak potensi biomassa lignoselulosa di Indonesia. Sumber biomassa lignoselulosa antara lain adalah sebagai berikut:

1. Limbah pertanian/industri pertanian: jerami, tongkol jagung, sisa pangkasan jagung, onggok, dan lain-lain.

2. Limbah perkebunan: tandan kosong kelapa sawit (TKKS), bagase, sisa pangkasan tebu, kulit buah kakao, kulit buah kopi, dan lain-lain.

3. Limbah kayu dan kehutanan: sisa gergajian, limbah sludge pabrik kertas, dan lain-lain.

4. Sampah organik: sampah rumah tangga, sampah pasar, dan lain-lain. (Isroi, 2008)

2.5 Pemilihan Proses

Pemilihan proses dilakukan sesuai dengan keuntungan dari tiap proses. Proses pembuatan fenol secara kimiawi memiliki kelebihan pada konsentrasi produk yang dihasilkan cukup tinggi, sehingga tidak memakai banyak energi untuk pemurniannya dan waktu reaksi yang lebih singkat dibandingkan dengan pirolisis.

Proses pembuatan fenol dengan cara pirolisis memiliki kelebihan pada stok bahan baku yang cukup berlimpah di alam berupa biomassa. Sedangkan kelemahan proses ini

antara lain adalah rangkaian proses untuk mendapatkan produk yaitu fenol relatif banyak.

Proses yang dipilih dalam pembuatan fenol yaitu pirolisis. Alasan dipilihnya proses pirolisis yaitu:

Melimpahnya limbah tandan kosong kelapa sawit di Indonesia, sehingga perlu dimanfaatkan menjadi produk yang lebih berguna dan bernilai ekonomis.

Mengurangi polusi udara. Karena selama ini limbah tandan kosong kelapa sawit hanya dibakar untuk boiler.

Pirolisis merupakan teknologi yang potensial untuk menghasilkan bahan bakar dan bahan-bahan kimia dari limbah tandan kosong kelapa sawit.

Pirolisis merupakan teknologi yang menguntungkan dalam pengolahan biomassa.

Bahan pendukung yang digunakan relatif tidak mahal dan mudah didapat.

Tidak dibutuhkan peralatan bertekakan tinggi yang mahal. 2.6 Deskripsi Proses

Pada proses pembuatan fenol dari tandan kosong kelapa sawit dengan cara pirolisis terdapat 3 proses utama yaitu:pre-treatment, pirolisis, dan pemurnian produk. 2.6.1 TahapPre Treatment

Bahan baku yang berupa tandan kosong kelapa sawit (TKKS) dipindahkan dari gudang penyimpanan melalui bucket elevator menuju grinder dengan tujuan untuk memperkecil ukuran TKKS. TKKS yang keluar dari crusher diperkecil lagi ukurannya menggunakan Roll Ball Mill hingga kehalusan 100 mesh kemudian diangkut dengan

bucket elevator ditampung dalam bin. Selanjutnya menuju tangki hidrolisa. Proses pre hidrolisa dilakukan dengan tujuan menghidrolisa hemiselulosa yang terkandung dalam TKKS menjadi xylose yang berupa cairan sehingga dapat dipisahkan. Pre hidrolisa dilakukan dengan cara menambahkan asam sulfat (H2SO4) yang berfungsi sebagai katalis dengan konsentrasi 4,4% dan air. Dalam hal ini % merupakan perbandingan persen berat antara asam sulfat (H2SO4) dengan air dari total bahan yang masuk.

Perbandingan asam sulfat dan air yaitu 1: 17 (Novitri, Amelia dan Listyani, 2009). Reaksinya adalah sebagai berikut:

(C5H8O4)n + nH2O nC5H10O5

Hemiselulosa Air Xylose

Proses pre hidrolisa dilakukan pada suhu 373 K (1000C) dengan menggunakan medium pemanas steam. Pada tangki pre hidrolisa tebentuk xylose (C5H10O5) yang berupaliquiddan padatan yang tidak terhidrolisa yaitu lignoselulosa (campuran selulosa dan lignin). Konversixyloseyang terbentuk yaitu 90 % (Bedger, 2002).

Lignoselulosa dan xylose (C5H10O5) yang terbentuk dipisahkan dengan menggunakan filter press dengan prinsip pemisahan fraksi padatan dan fraksi cair. Effisiensi dari alat ini adalah 95% (Asumsi). Lignoselulosa diangkut menuju tangki hidrolisa. Proses hidrolisa dilakukan dengan cara menambahkan asam sulfat (H2SO4) yang berfungsi sebagai katalis dengan konsentrasi 8% dan air. Perbandingan asam sulfat (H2SO4) dengan air adalah 1:10 (Novitri, Amelia dan Listyani, 2009) dari jumlah bahan yang masuk. Reaksinya sebagai berikut:

(C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6

Selulosa Air Glukosa

Proses hidrolisa dilakukan pada tekanan 1 atm dan suhu 380 K (1800C) dengan menggunakan media pemanas steam. Pada proses tersebut selulosa dalam lignoselulosa akan terhidrolisa menjadi glukosa dan padatan yang tersisa sebagai hasil samping berupa lignin. Konversi glukosa yaitu 76% (Berger, 2002). Lignin dan glukosa dipisahkan dengan filter press dengan prinsip pemisahan fraksi padatan dan fraksi cair. Effisiensi dari alat ini adalah 95% (Asumsi). Cake yang keluar diangkut menuju rotary dryer

dengan maksud mengurangi kadar air dari padatan lignoselulosa sampai 2% padatan kering.

2.6.2 Tahap Pirolisis

Bahan keluaran darirotary dryeryang berupa padatan dimasukkan dalamfluidized bedreaktor. Di dalam reaktor inilah terjadi proses pirolisis dengan pemanasan 5000C. Di

dengan gas N2sehingga bahan baku akan terpecah menjadi phenol dan turunannya, gas (CO2, CO, H2, CH4), char (arang) dan gas N2. Setelah dari reaktor kemudian dimasukkan ke dalam cyclone untuk memisahkan gas dengan char (arang). Effisiensi alat ini yaitu 98%. Partikel padatan akan turun ke bawah sedangkan gas akan menuju kondensor untuk mengubah fase condensable gas menjadi liquid. Liquid kemudian menuju cooler untuk mengalami pendinginan. Liquid didinginkan hingga suhu 300C kemudian menuju tangki penampung. Dari proses ini akan didapat phenol sebanyak 24,2% berat bahan baku (Fengel, D and Wegener, G. 1995)

Reaksi Pirolisis Secara Umum:

Biomassa +Heat Phenol dan turunannya + gas (CO2, CO, H2, CH4)) + arang

2.6.3 Tahap Pemurnian Produk

Pemurnian produk terjadi dua tahap yaitu proses ekstraksi dan proses distilasi 2.6.3.1 Proses Ekstraksi

Liquiddari tangki penampung akan menujumixer untuk mengalami pencampuran dengan metanol. Perbandingan antara metanol dan liquid adalah 1:3 (Kawser and Nash, 2000) dari jumlah bahan yang masuk (liquid). Metanol berfungsi sebagai pelarut yang nantinya diharapkan bisa mengikat fenol beserta turunannya dari campuran lainnya. Setelah terjadi pencampuran maka akan terbentuk dua lapisan yaitu lapisan atas terdiri dari metanol, fenol dan turunannya sedangkan lapisan bawah adalah liquid yang tidak larut dengan metanol. Kemudian liquid menuju dekanter untuk mendapatkan lapisan atas. Effisiensi alat ini adalah 90% (Asumsi). Proses ekstraksi yang dilakukan sebannyak 3 kali karena fenol yang dihasilkan dari proses ekstraksi pertama hanya 40%. Kemudian lapisan atas dari dekanter 1, 2, dan 3 menuju tangki penampung. Sedangkan lapisan bawah yang tidak larut akan ditampung di tangki penampungan untuk pengolahan B3.

2.6.3.2 Proses Distilasi

Lapisan atas dari tangki penampung yang diperoleh kemudian masuk ke dalam kolom distilasi I untuk memisahkan fenol dan turunan- turunannya. Distilasi sendiri

digunakan untuk memisahkan fenol dan turunan-turunananya berdasarkan perbedaan titik didih. Pada 1 atm titik didih dari fenol yaitu 181,70C dan titik didih metanol yaitu 64,70C. Proses distilasi ini dilakukan pada tekanan 1 atm dan suhu 1850C. Produk atas dari proses distilasi terdapat metanol dan fenol sedangkan produk bawah adalah turunan-turunan fenol. Setelah itu produk atas masuk ke dalam kolom distilasi II pada kondisi 1 atm dan 800C untuk mengalami pemisahan antara fenol dengan metanol sehingga didapatkan produk fenol sebanyak 99%.

BAB III

NERACA MASSA

Hasil perhitungan neraca massa pra rancangan pabrik pembuatan fenol dari tandan kosong kelapa sawit adalah sebagai berikut:

Kapasitas produksi : 10.000 ton / tahun Basis perhitungan : 1 jam operasi Waktu kerja per tahun : 330 hari

3.1 Tangki Penampungan Bahan Baku

Tabel 3.1 Neraca Massa Tangki Penampungan Bahan Baku Komponen Alur Masuk

(Kg/jam)

Alur Keluar (Kg/jam)

1 2

Lignin 7464 7464

Selulosa 18228 18228

Hemiselulosa 13374 13374

Abu 2994 2994

H2O 17940 17940

Total 60000 60000

3.2 Reaktor Pra Hidrolisa

Tabel 3.2 Neraca Massa Reaktor Pra Hidrolisa

Komponen Alur Masuk

(Kg/ jam)

Alur Keluar (Kg/jam)

4 5 6 7

Selulosa 18228 - - 18228

Hemiselulosa 13374 - - 1337,4

Abu 2994 - - 2994

H2O 17940 - 30000 48019,44545

H2SO4 4,4% - 79,2 - 79,2

H2O : H2SO44,4% - 1720,8 -

-Xylose - - - 13677,95455

Total

60000 30000 1800 91800

91800 91800

3.3Filter PressI

Tabel 3.3 Neraca Massa padaFilter PressI

Komponen Alur Masuk

(Kg/ jam)

Alur Keluar (Kg/ jam)

9 10 11

Lignin 7464 7464

-Selulosa 18228 18228

-Hemiselulosa 1337,4 1337,4

-Abu 2994 2994

-H2O 48019,44545 2400,9723

-H2SO4 79,2 3,96

-Xylose 13677,95455 683,8977

-Filtrat

H2O - - 45618,4732

H2SO4 - - 75,24

Xylose - - 12994,0568

Total

91800

33112,2300 58687,7700

3.4 Reaktor Hidrolisa

Tabel 3.4 Neraca Massa Reaktor Hidrolisa

Komponen Alur Masuk

(Kg/ jam)

Alur Keluar (Kg/jam)

12 13 14 15

Lignin 7464 - - 7464

Selulosa 18228 - - 4374,72

Hemiselulosa 1337,4 - - 1337,4

Abu 2994 - - 2994

H2O 2400,972273 - 66224,46 67202,67086

H2SO4 3,96 5824,596055 - 5712,064134

Xylose 683,8977273 - 683,8977273

Glukosa - - - 15392,53333

Total

33112,23 5824,596055 66224,46 105161,2861

105161,2861 105161,2861

3.5Filter PressII

Tabel 3.5 Neraca Massa padaFilter PressII

Komponen Alur Masuk

(Kg/ jam)

Alur Keluar (Kg/ jam)

17 18 19

-Selulosa 4374,72 4374,72

-Hemiselulosa 1337,4 1337,4

-Abu 2994 2994

-H2O 67202,67086 3360,1335

-H2SO4 5712,064134 285,6032

-Xylose 683,8977273 34,1949

-Glukosa 15392,53333 769,6267

-Filtrat

H2O - - 63842,5373

H2SO4 - - 5426,4609

Xylose - - 649,7028

glukosa - - 14622,9067

Total

105161,2861

20619,6783 84541,6078

105161,2861

3.6Rotary Drier

Tabel 3.6 Neraca MassaRotary Drier

Komponen Alur Masuk

(Kg/ jam)

Alur Keluar (Kg/ jam)

20 21 22

Lignin 7464 7464

-Selulosa 4374,72 4374,72

-Hemiselulosa 1337,4 1337,4

-Abu 2994 2994

-H2O 3360,133543 67,2027

-H2SO4 285,6032067 5,7121

-Xylose 34,19488636 0,6839

-Glukosa 769,6266667 15,3925

H2O - - 3292,9309

H2SO4 - - 279,8911

Xylose - - 33,5110

Glukosa - - 754,2341

Total 20619,6783 16259,1112 4360,5671

20619,6783

3.7 Reaktor Pirolisis

Tabel 3.7 Neraca Massa Reaktor Pirolisis

Komponen Alur Masuk (kg/ jam) Alur Keluar (kg/jam)

21 24

Lignin 7464

-Selulosa 4374,72

-Hemiselulosa 1337,4

-Abu 2994

-H2O 67,20267086

-H2SO4 5,712064134

-Xylose 0,683897727

-Glukosa 15,39253333

-Fenol - 2112,312

o- cresol - 58,9656

m- cresol - 732,9648

p- cresol - 173,1648

Cathecol - 150,7728

Pyrocathecol - 161,2224

Guaiakol - 182,868

phenol 2-6 dimethoxy - 242,58

Eugenol - 101,5104

Octane - 93,3

actic acid - 1261,416

1,2 benzanadiol - 259,0008

Benzaldehyde - 89,568

2 propanonhydroxy - 123,9024

pentanoic acid - 138,8304

Gas (CO, H2, CO2,CH4) - 4584,300966

Gas N2 1,575 1,575

Abu - 5688,6

Total 16259,11117 16259,11117

3.8Cyclon

Tabel 3.8 Neraca MassaCyclon

Komponen Alur Masuk

(Kg/ jam)

Alur Keluar (Kg/ jam)

24 25 26

Fenol 2112,312 2112,312

-o- cresol 58,9656 58,9656

-m- cresol 732,9648 732,9648

-p- cresol 173,1648 173,1648

-Cathecol 150,7728 150,7728

-Syringol 102,2568 102,2568

-Pyrocathecol 161,2224 161,2224

-Guaiakol 182,868 182,868

-Eugenol 101,5104 101,5104

-Octane 93,3 93,3

-actic acid 1261,416 1261,416

-1,2 benzanadiol 259,0008 259,0008

-Benzaldehyde 89,568 89,568

-2 propanonhydroxy 123,9024 123,9024

-pentanoic acid 138,8304 138,8304

-Gas (CO, H2, CO2,CH4) 4584,300966 4494,158447 91,71751932

Gas N2 1,575 1,575

-Abu 5688,6 - 5688,6

Total

16259,11117

10478,79365 5780,317519

16259,11117

3.9Knock out Drum

Tabel 3.9 Neraca MassaKnock Out Drum

Komponen Alur Masuk

(Kg/ jam)

Alur Keluar (Kg/ jam)

29 30 31

Fenol 2112,312 42,24624 2070,06576

o- cresol 58,9656 1,179312 57,786288

m- cresol 732,9648 14,659296 718,305504

p- cresol 173,1648 3,463296 169,701504

cathecol 150,7728 3,015456 147,757344

Syringol 102,2568 2,045136 100,211664

pyrocatheol 161,2224 3,224448 157,997952

guaiakol 182,868 3,65736 179,21064

eugenol 101,5104 2,030208 99,480192

octane 93,3 1,866 91,434

acetic acid 1261,416 25,22832 1236,18768

1,2 benzanadiol 259,0008 5,180016 253,820784

benzaldehyde 89,568 1,79136 87,77664

2 propanonhydroxy 123,9024 2,478048 121,424352

pentanoic acid 138,8304 2,776608 136,053792

Gas (CO, H2, CO2,CH4) 4494,158447 4494,158447

-Gas N2 1,575 1,575

-Total 10478,79365 4613,851151 5864,942496

10478,79365

3.10 Tangki Pengaduk A

Tabel 3.10 Neraca MassaMixerA

Komponen Alur Masuk

(Kg/ jam)

Alur Keluar (Kg/ jam)

33 34 35

Fenol 2070,06576 - 2070,06576

o- cresol 57,786288 - 57,786288

m- cresol 718,305504 - 718,305504

p- cresol 169,701504 - 169,701504

Cathecol 147,757344 - 147,757344

Pyrocatheol 157,997952 - 157,997952

Guaiakol 179,21064 - 179,21064

phenol 2-6 dimethoxy 237,7284 - 237,7284

Eugenol 99,480192 - 99,480192

Octane 91,434 - 91,434

acetic acid 1236,18768 - 1236,18768

1,2 benzanadiol 253,820784 - 253,820784

benzaldehyde 87,77664 - 87,77664

2 propanonhydroxy 121,424352 - 121,424352

pentanoic acid 136,053792 - 136,053792

Methanol - 17594,82749 17594,82749

Total 5864,942496 17594,82749 23459,76998

23459,76998 23459,76998

3.11 Dekanter A

Tabel 3.11 Neraca Massa Dekanter A

Komponen Alur Masuk

(Kg/ jam)

Alur Keluar (Kg/ jam)

35 37 36

Fenol 2070,06576 1568,074813 501,990947

o- cresol 57,786288 57,39334124 0,39294676

p- cresol 169,701504 166,3244441 3,37705993

Cathecol 147,757344 145,2011419 2,55620205

Syringol 100,211664 99,03918753 1,17247647

Pyrocatheol 157,997952 157,997952

Guaiakol 179,21064 175,4472166 3,76342344

phenol 2-6 dimethoxy 237,7284 231,0957776 6,63262236

Eugenol 99,480192 98,31627375 1,16391825

Octane 91,434 91,434

-acetic acid 1236,18768 1236,18768

-1,2 benzanadiol 253,820784 253,820784

-Benzaldehyde 87,77664 87,77664

-2 propanon hydroxyl 121,424352 121,424352

-pentanoic acid 136,053792 136,053792

-Methanol 17594,82749 - 17594,82749

Total 23459,76998 5314,226883 18145,5431

23459,76998

23459,76998

3.12 Tangki Pengaduk B

Tabel 3.12 Neraca Massa Mixer B

Komponen Alur Masuk

(Kg/ jam)

Alur Keluar (Kg/ jam)

Fenol 1568,074813 - 1568,074813

o- cresol 57,39334124 - 57,39334124

m- cresol 688,6394867 - 688,6394867

p- cresol 166,3244441 - 166,3244441

Cathecol 145,2011419 - 145,2011419

Syringol 99,03918753 - 99,03918753

Pyrocatheol 157,997952 - 157,997952

Guaiakol 175,4472166 - 175,4472166

phenol 2-6 dimethoxy 231,0957776 - 231,0957776

Eugenol 98,31627375 - 98,31627375

Octane 91,434 - 91,434

acetic acid 1236,18768 - 1236,18768

1,2 benzanadiol 253,820784 - 253,820784

Benzaldehyde 87,77664 - 87,77664

2 propanonhydroxy 121,424352 - 121,424352

pentanoic acid 136,053792 - 136,053792

Methanol - 15942,68065 15942,68065

Total 5314,226883 15942,68065 21256,90753

21256,90753 21256,90753

3.13 Dekanter B

Komponen Alur Masuk (Kg/ jam)

Alur Keluar (Kg/ jam)

39 41 40

Fenol 1568,074813 1187,816671 380,258142

o- cresol 57,39334124 57,00306652 0,39027472

m- cresol 688,6394867 660,1986759 28,4408108

p- cresol 166,3244441 163,0145876 3,30985644

Cathecol 145,2011419 142,6891622 2,51197976

Syringol 99,03918753 97,88042904 1,15875849

Pyrocatheol 157,997952 157,997952

-Guaiakol 175,4472166 171,762825 3,68439155

phenol 2-6 dimethoxy 231,0957776 224,6482054 6,4475722

Eugenol 98,31627375 97,16597335 1,1503004

Octane 91,434 91,434

-acetic acid 1236,18768 1236,18768

-1,2 benzanadiol 253,820784 253,820784

-Benzaldehyde 87,77664 87,77664

-2 propanon hydroxyl 121,424352 121,424352

-pentanoic acid 136,053792 136,053792

-Methanol 15942,68065 - 15942,68065

Total 21256,90753 4886,874796 16370,0327

21256,90753

3.14 Tangki Pengaduk C

Tabel 3.14 Neraca MassaMixerC

Komponen Alur Masuk

(Kg/ jam)

Alur Keluar (Kg/ jam)

41 42 43

Fenol 1187,816671 - 1187,816671

o- cresol 57,00306652 - 57,00306652

m- cresol 660,1986759 - 660,1986759

p- cresol 163,0145876 - 163,0145876

Cathecol 142,6891622 - 142,6891622

Syringol 97,88042904 - 97,88042904

Pyrocatheol 157,997952 - 157,997952

Guaiakol 171,762825 - 171,762825

phenol 2-6 dimethoxy 224,6482054 - 224,6482054

Eugenol 97,16597335 - 97,16597335

Octane 91,434 - 91,434

acetic acid 1236,18768 - 1236,18768

1,2 benzanadiol 253,820784 - 253,820784

Benzaldehyde 87,77664 - 87,77664

2 propanonhydroxy 121,424352 - 121,424352

pentanoic acid 136,053792 - 136,053792

Methanol - 14660,62439 14660,62439

Total 4886,874796 14660,62439 19547,49918

3.15 Dekanter C

Tabel 3.15 Neraca Massa Dekanter C

Komponen Alur Masuk

(Kg/ jam)

Alur Keluar (Kg/ jam)

43 45 44

Fenol 1187,816671 899,7711283 288,045543

o- cresol 57,00306652 56,61544567 0,38762085

m- cresol 660,1986759 632,9324706 27,2662053

p- cresol 163,0145876 159,7705973 3,24399029

Cathecol 142,6891622 140,2206397 2,46852251

Syringol 97,88042904 96,73522802 1,14520102

Pyrocatheol 157,997952 157,997952

-Guaiakol 171,762825 168,1558057 3,60701933

phenol 2-6 dimethoxy 224,6482054 218,3805205 6,26768493

Eugenol 97,16597335 96,02913146 1,13684189

Octane 91,434 91,434

-acetic acid 1236,18768 1236,18768

-1,2 benzanadiol 253,820784 253,820784

-Benzaldehyde 87,77664 87,77664

-2 propanon hydroxyl 121,424352 121,424352

-pentanoic acid 136,053792 136,053792

-Methanol 14660,62439 - 14660,62439

Total 19547,49918 4553,306167 14994,1930

19547,49918

3.16 Tangki Penampungan

Tabel 3.16 Neraca Massa Tangki Penampungan

Komponen Alur Masuk

(Kg/ jam)

Alur Keluar (Kg/ jam)

36 40 44 46

Fenol 501,9909468 380,2581422 288,0455427 1170,294632 o- cresol 0,392946758 0,39027472 0,387620852 1,170842331 m- cresol 29,66601732 28,4408108 27,26620531 85,37303343 p- cresol 3,37705993 3,309856437 3,243990294 9,930906661 Cathecol 2,556202051 2,511979756 2,468522506 7,536704313 Syringol 1,172476469 1,158758494 1,14520102 3,476435983 Guaiakol 3,76342344 3,684391548 3,607019325 11,05483431 phenol 2-6 dimethoxy 6,63262236 6,447572196 6,267684932 19,34787949 Eugenol 1,163918246 1,150300403 1,136841888 3,451060538 Methanol 17594,82749 15942,68065 14660,62439 48198,13252 Total 18145,5431 16370,03273 14994,19302 49509,76885

49509,76885 49509,76885

3.17 Distilasi I

Tabel 3.16 Neraca Massa Distilasi I

Komponen Alur Masuk

(Kg/ jam)

Alur Keluar (Kg/ jam)

Fenol 1170,2946 1158,5917 11,7029

o- cresol 1,1708 0,0117 1,1591

m- cresol 85,3730 0,8537 84,5193

p- cresol 9,9309 0,0993 9,8316

Cathecol 7,5367 - 7,5367

Syringol 3,4764 - 3,4764

Guaiakol 11,0548 - 11,0548

phenol 2-6 dimethoxy 19,3479 - 19,3479

Eugenol 3,4511 - 3,4511

Methanol 48198,1325 48198,1325

-Total 49509,7689 49357,6890 152,0799

49509,7689 49509,7689

3.18 Distilasi II

Tabel 3.16 Neraca Massa Distilasi II

Komponen Alur Masuk

(Kg/ jam)

Alur Keluar (Kg/ jam)

56 57 58

Fenol 1158,5917 11,5859 1147,0058

o- cresol 0,0117 - 0,0117

m- cresol 0,8537 - 0,8537

p- cresol 0,0993 - 0,0993

Methanol 48198,1325 48198,1325

-Total 49357,6890 48209,7184 1147,9705

BAB IV NERACA ENERGI

Basis perhitungan : 1 jam operasi Satuan operasi : kJ/jam Temperatur basis : 25oC

4.1 Reaktor Hidrolisa

Tabel 4.1 Neraca Panas Reaktor Pra Hidrolisa Komponen Masuk (kJ/jam) Keluar (kJ/jam)

Umpan 10327284,2421

-Produk - 17997135,1162

Panas Reaksi - 5624975,6720

Q 13294826,5461

-Total 23622110,7882 23622110,7882

4.2 Cooler I

Tabel 4.2 Neraca PanasCoolerI

Komponen Masuk (kJ/jam) Keluar (kJ/jam)

Umpan 17997135,1162

-Produk - 13197899,0852

Q - 4799236,0310

Total 17997135,1162 17997135,1162

4.3 Reaktor Hidrolisa

Tabel 4.3 Neraca Panas Reaktor Hidrolisis Komponen Masuk (kJ/jam) Keluar (kJ/jam)

Umpan 33937326,3470

-Produk - 52182978,9447

Panas Reaksi - - 16998454,6790

Q 1247197,9187

-Total 35184524,2657 35184524,2657

4.4 Cooler II

Komponen Masuk (kJ/jam) Keluar (kJ/jam)

Umpan 52182978,9447

-Produk - 13197899,0852

Q - 38985079,8594

Total 52182978,9447 52182978,9447 4.5 Rotary Drier

Tabel 4.5 Neraca PanasRotary Drier

Komponen Masuk (kJ/jam) Keluar (kJ/jam)

Umpan 1771035,0477

-Produk - 2179735,4433

Q 408700,3956

-Total 2179735,4433 2179735,4433

4.6 Kondensor I

Tabel 4.6 Neraca PanasKondensor1 Komponen Masuk (kJ/jam) Keluar (kJ/jam)

Umpan 16728281,8716

-Produk - 16345441,5066

Q - 382840,3650

Total 16728281,8716 16728281,8716

4.7 Cooler III

Tabel 4.7 Neraca PanasCooler III

Komponen Masuk (kJ/jam) Keluar (kJ/jam)

Umpan 16345441,5066

-Produk - 4274185,3351

Q - 12071256,1716

Total 16345441,5066 16345441,5066

4.8 Cooler IV

Tabel 4.8 Neraca PanasCooler IV

Komponen Masuk (kJ/jam) Keluar (kJ/jam)

Umpan 4274185,3351

-Produk - 467508,4096

Q - 3806676,9254

Tabel 4.9 Neraca PanasHeater

Komponen Masuk (kJ/jam) Keluar (kJ/jam)

Umpan 7784640,0715

-Produk - 66035040,6116

Q 58250179,7441

-Total 66035040,6116 66035040,6116

4.10 Kondensor II

Tabel 4.10 Neraca PanasKondensor2

Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)

Umpan 121307934,5671

-Produk - 6063515,1659

Qc - 115244419,4012

Total 121307934,5671 121307934,5671

4.11 Kondensor III

Tabel 4.11 Neraca PanasKondensor3

Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)

Umpan 4680836,1890

-Produk - 234041,8095

Qc - 4446794,3796

Total 4680836,1890 47637913,0386

4.12CoolerDistilat 1

Tabel 4.12 Neraca PanasCoolerDistilasi 1 Komponen Masuk (kJ/jam) Keluar (kJ/jam)

Umpan 6063515,1659

-Produk - 5078934,3410

Total 6063515,1659 6063515,1659

4.13Cooler Bottom1

Tabel 4.13 Neraca PanasCooler Bottom 1

Komponen Masuk (kJ/jam) Keluar (kJ/jam)

Umpan 15215872,2576

-Produk - 4733319,8789

Q -10482552,3788

Total 15215872,2576 15215872,2576

4.14Cooler Bottom2

Tabel 4.14 Neraca PanasCooler Bottom 2

Komponen Masuk (kJ/jam) Keluar (kJ/jam)

Umpan 150556,4831

-Produk - 525395,8240

Q -374839,3409

Total 150556,4831 150556,4831

4.15Reboiler1

Tabel 4.15 Neraca PanasReboiler 1

Alur Masuk (kJ/jam)

Alur Keluar (kJ/jam)

Umpan 15699957,9534

Bottom 14570890,3340

Vb 117448321,3508

Panas yang dibutuhkan

116319253,7314

Tabel 4.16 Neraca PanasReboiler 2

Alur Masuk (kJ/jam)

Alur Keluar (kJ/jam)

Umpan 17996310,5873

Bottom 648818,0129

Vb 109916292,1947

Panas yang dibutuhkan

91179952,1229

Total 110565110,2076 110565110,2076

SPESIFIKASI PERALATAN

Kelangsungan dari suatu proses produksi sangat dipengaruhi oleh alat-alat dan instrumentasi yang digunakan. Pada bab ini akan dijelaskan secara rinci, dimensi dari alat-alat serta instrumentasi yang digunakan pada proses produksi pembuatan Fenol dari Tandan Kosong Kelapa Sawit dengan Proses Pirolisis.

5.1 Elevator Cangkang Kelapa Sawit (C-101)

Fungsi : Mengangkut umpan TKKS menuju grinder

CR-101

Bahan konstruksi : Carbon steel

Bentuk : Spaced bucket elevator

Jumlah : 2 unit

Kapasitas : F = 33600 kg/jam

Spesifikasi

Tinggielevator : H = 15 ft = 4,75 m

Ukuranbucket : (14 × 7 × 4¼) ft

Jarakbucket : S = 18 in = 0,457 m

Kecepatanbucket : v = 298 ft/mnt = 90,830 m/mnt = 1,514 m/s Kecepatan putaran : ω = 43 rpm

Lebarbelt : l = 7 in = 0,1778 m =17,78 cm

5.2 Screw Conveyor (C-102)

Fungsi : Mengalirkan umpan TKKS ke reaktor prehidrolisa (R-101)

Bahan konstruksi : Carbon steel

Bentuk : Horizontalscew conveyor

Jumlah : 2 unit

Jarak angkut : L = 10 m

Laju alir bahan : F = 30000 kg/jam (per unit conveyor) Densitas bahan : ρ = 1219,94 kg/m3

Spesifikasi

Dayaconveyor : P = 6 hp

Kapasitas conveyor : Q = 4,9183 m3/jam

5.3 Grinder (CR-101)

Fungsi : menghaluskan ukuran TKKS

Jenis : Roll ball mill

Bahan Konstruksi : Carbon steel

Jumlah : 2 unit

Spesifikasi

Daya grinder : 25 hp

Laju alir bahan : 30000 kg/jam

5.4 Cooler(E-101)

Fungsi : Menurunkan temperatur campuran bahan keluaran reaktor prehidrolisa dari 100oC ke 80oC

Bahan konstruksi : Carbon steel

Jumlah : 1 unit Spesifikasi

Kapasitas : 91.800 kg/jam

Diametertube : 1 in

Jenistube : 18 BWG

Panjangtube : 12 ft

Pitch (PT) : 11/4in triangular pitch

Jumlahtube : 212

Diametershell : 23,25 in

5.5 Cooler(E-102)

Fungsi : Menurunkan temperatur campuran bahan keluaran reaktor hidrolisa dari 180oC ke 90oC

Bahan konstruksi : Carbon steel

Jenis : 1 – 2shell and tube exchanger

Jumlah : 1 unit

Spesifikasi

Kapasitas : 105.161, 2861 kg/jam

Diametertube : 1 in

Jenistube : 18 BWG

Panjangtube : 12 ft

Pitch (PT) : 11/4in triangular pitch

Jumlahtube : 292

Diametershell : 35 in

5.6Filter Press(FP-101)

Fungsi : memisahkan padatan dari hidrolisat Jenis : plate and frame filter press

Jumlah : 1 unit Luas penyaringan : 9,9632 m2

Jumlahplate : 10

5.7Filter Press(FP-102)

Fungsi : memisahkan padatan dari hidrolisat Jenis : plate and frame filter press

Bahan Konstruksi : Carbon Steel

Jumlah : 1 unit

Luas penyaringan : 6,8008 m2

Jumlahplate : 7

5.8 Reaktor Prehidrolisis (R-101)

Fungsi : tempat berlangsungnya prehidrolisis TKKS

Jenis : Continuous Stirred Tank Reactor

Bentuk : Silinder tegak dengan alas datar dan tutup ellipsoidal

Bahan Konstruksi : Carbon SteelSA-285 grade C

Kapasitas : 86,3369 m3

Spesifikasi

 Silinder

Diameter : 3,2627 m

Tinggi : 9,7880 m

Tebal : 1/2 in

 Tutup

Diameter : 3,2627 m

Tinggi : 0,8157 m

Tebal : 1/2in

 Pengaduk

Jumlah baffle : 4 buah

Diameter : 1,0876 m

Daya motor : 15 hp

 Jaket Pemanas

Diameter : 3,2881 m

Tinggi : 9,7880 m

Tebal : 3/8in

5.9 Reaktor Hidrolisis (R-102)

Fungsi : tempat berlangsungnya prehidrolisis TKKS

Jenis : Continuous Stirred Tank Reactor

Bentuk : Silinder tegak dengan alas datar dan tutup ellipsoidal

Bahan Konstruksi : Carbon SteelSA-285 grade C

Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 87,8787 m3

Spesifikasi

 Silinder

Diameter : 3,2820 m

Tinggi : 9,8460 m

Tebal : 1/2in

 Tutup

Diameter : 3,2820 m

Tinggi : 0,8205 m

Tebal : 1/2in

 Pengaduk

Jenis : turbinimpellerdaun enam

Daya motor : 16 hp

 Jaket Pemanas

Diameter : 3,3074 m

Tinggi : 9,8460 m

Tebal : 1/4in

5.10 Rotary Dryer(Rd-101)

Fungsi : mengurangi kadar air dalam bahan hingga

mengandung 2% air

Jenis : Steam tube dryer

Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 24,4688 m3

Spesifikasi

Diameter : 0,965 m

Panjang : 4,572 m

Daya : 2,2 hp

5.11 Gudang Penyimpanan Tandan Kosong Kelapa Sawit

(T-101)

Fungsi : Tempat penampungan TKKS

Bahan konstruksi : Dinding bata beton dengan atap seng dan tiang beton

Bentuk : Persegi panjang

Jumlah : 1 unit

Kebutuhan perancangan : t = 7 hari Laju alir massa : F = 6000 kg/jam Densitas CKS : ρw = 1219,936 kg/m3 Laju alir Volume CKS : Q = 49,18289 m3/jam

= 8262,726 m3/minggu Spesifikasi

Volume landfill : V = 9089 m3 Panjang landfill : p = 21,3178 m

Lebarlandfill : l = 21,3178 m

5.12 Bin Umpan Cangkang Kelapa Sawit (T-102)

Fungsi : Tempat penyimpanan umpan TKKS

Bahan konstruksi : Carbon steel

Bentuk : Ellipsoidal Head Bin

Jumlah : 2 unit

Laju alir massa : F = 66138 lb/jam Densitas CKS : ρw = 76,1518 lb/ft3

Spesifikasi

Jari-jari dalam bin : R = 4,96876 ft = 1,5145 m Hc = 4,319 ft = 1,317 m Hh = 2,484 ft = 0,757 m Tinggi total bin : H = 14,9063 ft = 4,5434 m

Hss = 8,103 ft = 2,47 m Volume Bin : Vbin = 868,583 ft3

5.13 Tangki Penyimpanan H2SO4 (T-103)

Fungsi : menyimpan H2SO4cair untuk kebutuhan selama 2 hari

Bentuk : silinder vertikal dengan dasar datar dan tutup elipsoidal

Bahan : Stainless SteelSA-240gradeS tipe 304 (18Cr -8Ni)

Sambungan : Double welded butt joints

Jumlah : 1 unit

Spesifikasi

 Silinder

Diameter : 3,3374 m

Tinggi : 10,0123 m

Tebal : 3/4in

 Tutup

Diameter : 3,3374 m

Tinggi : 0,8344 m

5.14 Tangki Penyimpanan Metanol (T-104)

Fungsi : menyimpan methanol untuk kebutuhan 2 hari Bentuk : silinder vertikal dengan dasar datar dan tutup

elipsoidal

Bahan : Carbon Steel SA-285 grade C

Sambungan : Double welded butt joints

Jumlah : 1 unit

Spesifikasi

 Silinder

Diameter : 7,8089 m

Tinggi : 23,4249 m

 Tutup

Diameter : 7,8089 m

Tinggi : 1,9521 m

5.15 Pompa Asam Sulfat (P-101)

Fungsi : Memompa asam sulfat ke reaktor prehidrolisa

Jenis : Centrifugal pump

Jumlah : 1 unit

Bahan konstruksi : Commercial steel

Daya motor : 1/4hp

Debit : 0,0004 ft3/s

5.16 Pompa Asam Sulfat (P-102)

Fungsi : Memompa asam sulfat ke reaktor hidrolisa

Jenis : Centrifugal pump

Jumlah : 1 unit

Bahan konstruksi : Commercial steel

Daya motor : 1/2 hp

Debit : 0,0311 ft3/s

5.17 PompaFilter Press(P-103)

Fungsi : Memompa keluaran reaktor prehidrolisa menuju

filter press

Jenis : Centrifugal pump

Jumlah : 1 unit

Bahan konstruksi : Commercial steel

Daya motor : 1/2 hp

Fungsi : Memompa keluaran filter press menuju reaktor hidrolisa

Jenis : Centrifugal pump

Jumlah : 1 unit

Bahan konstruksi : Commercial steel

Daya motor : 2 hp

Debit : 0,2771 ft3/s

5.19 PompaFilter Press(P-105)

Fungsi : Memompa keluaran reaktor hidrolisa menuju

filter press

Jenis : Centrifugal pump

Jumlah : 1 unit

Bahan konstruksi : Commercial steel

Daya motor : 11/4 hp

Debit : 1,5253 ft3/s

5.20 PompaRotary Dryer(P-106)

Fungsi : Memompa keluaran filter press menuju rotary dryer

Jenis : Centrifugal pump

Jumlah : 1 unit

Bahan konstruksi : Commercial steel

Daya motor : 1/4 hp

Debit : 0,1982 ft3/s

5.21 Blower (BL-201)

Fungsi : mengangkut gas N2menuju reactor pirolisis

Jenis : Centrifugal blower

Bahan konstruksi : Carbon steel

Daya motor : 1/4 hp

5.22 Blower (BL-202)

Fungsi : mengangkut gas N2menuju reactor pirolisis

Jenis : Centrifugal blower

Jumlah : 1 unit

Bahan konstruksi : Carbon steel

Daya motor : 9 hp

5.23 Cyclone (S-201)

Fungsi : Memisahkan gas dan char yang berasal dari reaktor pirolisis (R-201)

Bahan konstruksi : Carbon steel

Bentuk : Lapple Conventional Cyclone with 4 inch insulation (Vesuvius Cercast 3300 castable refractory)

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi

Massa gas : mg = 10570,51 kg/jam Massa char : mchar = 5688,6 kg/jam Massa total : mtotal = 16259,11 kg/jam Densitas char : ρchar = 520,6 kg/m3

Densitas campuran gas : ρg = 0,254087297 kg/m3 Diameter partikel char : dpchar = 200μm

Viskositas gas : μg = 0,035925488 kg/m.jam

laju alir volumetric : Q = 153275,680 m3/jam = 42,576 m3/s

Lebar inlet cyclone : W = 0,91098 m Kecepatan aliran masuk cyclone: V = 5,5714 m/s

= 20057,16 m/jam Tinggi inlet cyclone : H = 2,27715 m Panjang badan cyclone : Lb = 6,83235 m Panjang kerucut cyclone : Lc = 11,38725 m Diameter badan cyclone : D = 2,0244 m Diameter outlet gas : De = 1,0122 m Diameter pemecah vorteks : S = 1,0122 m Diameter outlet partikel : Dd = 0,759194 m

5.24 Condenser(E-201)

Fungsi : mengubah fasa uap campuran bahan menjadi fasa cair

Jenis : 1 – 2shell and tube exchanger

Jumlah : 1 unit

Spesifikasi

Kapasitas : 10.572,0862 kg/jam

Diametertube : 1 in

Jenistube : 18 BWG

Panjangtube : 12 ft

Pitch (PT) : 11/4in triangular pitch

Jumlahtube : 16

Diametershell : 8 in

5.25 Cooler(E-202)

Fungsi : menurunkan temperatur campuran bahan dari

488°C ke 258°C

Jumlah : 1 unit

Spesifikasi

Kapasitas : 5984,6352 kg/jam

Diametertube : 1 in

Jenistube : 18 BWG

Panjangtube : 12 ft

Pitch (PT) : 11/4in triangular pitch

Jumlahtube : 86

Diametershell : 15,25 in

5.26 Heater(E-204)

Fungsi : menaikkan temperatur campuran bahan dari 30°C ke 80°C

Jenis : 1 – 2shell and tube exchanger

Jumlah : 1 unit

Spesifikasi

Kapasitas : 30.047,54965 kg/jam

Diametertube : 1 in

Jenistube : 18 BWG

Panjangtube : 12 ft

Pitch (PT) : 11/4in triangular pitch

Jumlahtube : 454

Diametershell : 31 in

5.27 Knock Out Drum(S-301)

Fungsi : Memisahkan fase liquid di dalam fase gas Desain : Berupa bejana (tangki) vertikal dengan tutup dan

Bahan konstruksi : Carbon SteelSA 285 A

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi:

Tekanan : P = 101,3 kPa

Temperatur : T = 301,15 K

Laju alir massa : F = 10478,7936 kg/jam Laju alir volume : Q = 26594,155 m3/jam Densitas gas umpan : ρg = 0,394 kg/m3 Densitas liquid umpan : ρL = 1073,1045 kg/m3

Dimensi Knock-out Drum

Cross sectional area : A = 14,2854 ft2

Tinggi : L = 8,52965 ft = 2,5998 m

Diameter : D = 4,2648 ft = 1,2999 m

Tebal : ts = 0,203367 inch = 0,005151 m

Desain tutup kepala atas dan bawah

Tebal : tH = 0,211398 inch = 5,3652 mm

Tinggi : H = 14,2945 inch = 363,08 mm

5.28 Tangki Pencampur A (MT-201)

Fungsi : mencampurliquiddengan metanol

Bentuk : Silinder tegak dengan alas datar dan tutup ellipsoidal

Bahan Konstruksi : Carbon SteelSA-285 grade C

Kapasitas : 37,0118 m3

Spesifikasi

 Silinder

Diameter : 3,0470 m

Tinggi : 4,5705 m

Tebal : 1/4in

 Tutup

Diameter : 3,0470 m

Tinggi : 0,7618m

Tebal : 1/4in

 Pengaduk

Jenis : turbinimpellerdaun enam

Jumlah baffle : 4 buah

Diameter : 1,0157 m

Daya motor : 1/4 hp

5.29 Tangki Pencampur B (MT-202)

Fungsi : mencampurliquiddengan metanol

Bentuk : Silinder tegak dengan alas datar dan tutup ellipsoidal

Bahan Konstruksi : Carbon SteelSA-285 grade C

Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 30,1305 m3

Spesifikasi

 Silinder

Tebal : 1/4in

 Tutup

Diameter : 2,8451 m

Tinggi : 0,7113 m

Tebal : 1/4in

 Pengaduk

Jenis : turbinimpellerdaun enam

Jumlah baffle : 4 buah

Diameter : 0,9484 m

Daya motor : 1/4 hp

5.30 Tangki Pencampur C (MT-203)

Fungsi : mencampurliquiddengan metanol

Bentuk : Silinder tegak dengan alas datar dan tutup ellipsoidal

Bahan Konstruksi : Carbon SteelSA-285 grade C

Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 27,7089 m3

Spesifikasi

 Silinder

Diameter : 2,7667 m

Tinggi : 4,11501 m

Tebal : 1/4in

 Tutup

Diameter : 2,7667 m

Tinggi : 0,6917 m

Tebal : 1/4in

 Pengaduk

Jumlah baffle : 4 buah

Diameter : 0,9222 m

Daya motor : 1/4 hp

5.31 Pompa metanol (P-201)

Fungsi : Memompa metanol ke tangki pencampur A

Jenis : Centrifugal pump

Jumlah : 1 unit

Bahan konstruksi : Commercial steel

Daya motor : 1/2 hp

Tabel 5.1 Spesifikasi Pompa

No Jenis Laju

Alir (lbm/sec)

OD (ft)

ID (ft) Q (ft3/s)

Daya (hp)

Daya Standart (hp) LC.31 Centrifugal pump 10,7750 0,3750 0,353 0,2 0,4315 1/2 LC.32 Centrifugal pump 9,7633 0,333 0,2957 0,1839 0,3666 1/2 LC.33 Centrifugal pump 8,9781 0,333 0,2957 0,1839 1,1132 11/4 LC.34 Centrifugal pump 3,5917 0,7188 0,6651 0,0538 0,0268 1/20 LC.35 Centrifugal pump 3,5917 0,7188 0,6651 0,0538 0,0268 1/20 LC.36 Centrifugal pump 3,5917 0,7188 0,6651 0,0538 0,0268 1/20 LC.37 Centrifugal pump 3,2544 0,1979 0,1723 0,0488 0,0244 1/20 LC.38 Centrifugal pump 11,1123 0,333 0,2957 0,2230 0,0832 1/4 LC.39 Centrifugal pump 3,2544 0,1979 0,1723 0,0488 0,0244 1/20 LC.40 Centrifugal pump 10,0250 0,2917 0,2557 0,2014 0,0752 1/4 LC.41 Centrifugal pump 2,9927 0,1979 0.1723 0,0449 0,0224 1/20 LC.42 Centrifugal pump 2,9927 0,1979 0.1723 0,0449 0,0224 1/20 LC.43 Centrifugal pump 2,7884 0,1979 0,1723 0,0444 0,0209 1/20 LC.44 Centrifugal pump 9,1824 0,2917 0,2557 0,1871 0,0689 1/4

5.45 Reaktor Pirolisis (R-201)

Fungsi : Tempat terjadinya pirolisis lignin sehingga terbentuk senyawa fenol dan turunannya, gas dan arang

Jenis : Fluidized bed tank reactor

Bentuk : Tungku pipa

Bahan konstruksi : Refractorydengan tube terbuat dari bahan chrome-nickel(25 % Cr, 20 % Ni, 0,35 – 0,45 % C grade HK-40)

Jumlah : 1 unit

Spesifikasi

Jumlahtube : 147 m

Luas permukaan : 151,685 ft2 Mean bean length : 10,587 ft

5.46 Dekanter A (V-201)

Fungsi : memisahkan bahan tak larut metanol dengan

bahan yang larut metanol

Bentuk : Silinder tegak dengan alas datar dan tutup ellipsoidal

Bahan Konstruksi : Carbon SteelSA-285 grade C

Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 9,6691 m3

Spesifikasi

 Silinder

Diameter : 0,2613 m

Perawatan inventaris kantor = 0,1 Rp 7.171.455.705 = Rp 717.145.571

9. Perawatan perlengkapan kebakaran

Diperkirakan 10  dari harga perlengkapan kebakaran (Timmerhaus et al, 2004).

Perawatan perlengkapan kebakaran = 0,1Rp 7.171.455.705 = Rp 717.145.571

Total biaya perawatan (S) = Rp 433.069.182.332 E. Biaya Tambahan Industri (Plant Overhead Cost)

Biaya tambahan industri ini diperkirakan 15  dari modal investasi tetap (Timmerhaus et al, 2004).

Plant Overhead Cost(T) = 0,15 × Rp 767.397.023.779 = Rp 115.109.553.567

F. Biaya Administrasi Umum

Biaya administrasi umum selama 3 bulan adalah Rp. 84.000.000,-Biaya administrasi umum selama 1 tahun (U) = 4Rp

84.000.000,-= Rp

336.000.000,-G. Biaya Pemasaran dan Distribusi

Biaya pemasaran selama 3 bulan adalah Rp 112.000.000,-Biaya pemasaran selama 1 tahun = 4Rp

112.000.000,-,-= Rp

448.000.000,-Biaya distribusi diperkirakan 50 % dari biaya pemasaran, sehingga : Biaya distribusi = 0,5Rp

448.000.000,-= Rp 224.000.000,-Biaya pemasaran dan distribusi (V) = Rp

672.000.000,-H. Biaya Laboratorium, Penelitan dan Pengembangan

Diperkirakan 5dari biaya tambahan industri (Timmerhaus et al, 2004). Biaya laboratorium (W) = 0,05 Rp

135.885.298.096,-= Rp 5.755.477.678

I. Hak Paten dan Royalti

Diperkirakan 1% dari modal investasi tetap (Timmerhaus et al, 2004). Biaya hak paten dan royalti (X) = 0,01 Rp 767.397.023.779

= Rp 7.673.970.238

J. Biaya Asuransi

1. Biaya asuransi pabrik adalah 3,1 permil dari modal investasi tetap langsung (Asosiasi Asuransi Jiwa Indonesia-AAJI, 2012).

= 0,0031Rp 652.439.435.658,-= Rp 1.729.770.603

2. Biaya asuransi karyawan

Premi asuransi = Rp 385.000,-/tenaga kerja (Asuransi Jiwa Bersama Bumiputera, 2012)

Maka biaya asuransi karyawan = 160 orangRp 385.000,-/orang = Rp

61.600.000,-Total biaya asuransi (Y) = Rp 1.791.370.603

K. Pajak Bumi dan Bangunan

Pajak Bumi dan Bangunan (Z) adalah Rp 4.873.194.500

Total Biaya Tetap= P + Q + R + S + T + U +V + W + X + Y + Z = Rp 792.733.660.408

A. Biaya Variabel Bahan Baku Proses dan Utilitas per tahun

Biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 90 hari adalah = Rp

608.419.348.249,-Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 1 tahun = Rp 608.419.348.249 × 330₉₀

= Rp

2.230.870.943.579,-B. Biaya Variabel Tambahan

1. Perawatan dan Penanganan Lingkungan

Diperkirakan 10dari biaya variabel bahan baku

Biaya perawatan lingkungan = 0,1Rp 2.230.870.943.579 = Rp

223.087.094.358,-2. Biaya Variabel Pemasaran dan Distribusi Diperkirakan 1dari biaya variabel bahan baku

Biaya variabel pemasaran = 0,01Rp 2.230.870.943.579 = Rp

22.308.709.436,-Total biaya variabel tambahan = Rp

245.395.803.794,-C. Biaya Variabel Lainnya

Diperkirakan 5dari biaya variabel tambahan

= 0,05 Rp 245.395.803.794 = Rp

12.269.790.190,-Total biaya variabel = Rp 257.665.593.983

Total biaya produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel

= Rp 1.050.399.254.391

E.4 Perkiraan Laba/Rugi Perusahaan E.4.1 Laba Sebelum Pajak (Bruto)

Laba atas penjualan = total penjualan – total biaya produksi

= Rp 2.293.203.177.552 – Rp 1.050.399.254.391 = Rp 1.242.803.923.161

Bonus perusahaan untuk karyawan 0,5% dari keuntungan perusahaan = 0,005 × Rp 1.242.803.923.161

= Rp 6.214.019.616

Pengurangan bonus atas penghasilan bruto sesuai dengan UU RI No. 17/00 Pasal 6 ayat 1 sehingga :

Laba sebelum pajak (bruto) = Rp 1.097.197.638.154 – Rp 5.485.988.191 = Rp 1.236.589.903.545

E.4.2 Pajak Penghasilan

Berdasarkan UURI Nomor 17 ayat 1 Tahun 2000, Tentang Perubahan Ketiga atas Undang-undang Nomor 7 Tahun 1983 Tentang Pajak Penghasilan adalah (Rusjdi, 2004):

 Penghasilan sampai dengan Rp 50.000.000,- dikenakan pajak sebesar 10.  Penghasilan Rp 50.000.000,- sampai dengan Rp 100.000.000,- dikenakan

pajak sebesar 15.

 Penghasilan di atas Rp 100.000.000,- dikenakan pajak sebesar 30. Maka pajak penghasilan yang harus dibayar adalah:

- 10 Rp 50.000.000 = Rp

5.000.000,-- 15 (Rp 100.000.000 – Rp 50.000.000) = Rp 7.500.000,-- 30 (Bruto – Rp 100.000.000)) = Rp 370.946.971.064

Total PPh = Rp 370.959.471.064

E.4.3 Laba setelah pajak

Laba setelah pajak = laba sebelum pajak – PPh

= Rp 1.091.711.649.963 – Rp 327.495.994.989 = Rp 865.630.432.482

E.5 Analisa Aspek Ekonomi A. Profit Margin(PM)

PM = penjualan total pajak sebelum Laba _ 100

PM = 100%

177.552 2.293.203. Rp 903.545 1.236.589. Rp  = 53,924%

B. Break Even Point(BEP)

BEP = Variabel Biaya Penjualan Total Tetap Biaya

 100

BEP = 100%

3.983 257.665.59 Rp 177.552 2.293.203. Rp 0.408 792.733.66 Rp  

= 38,945 %

Kapasitas produksi pada titik BEP = 38,945 %10000 ton/tahun = 3.894 ton/tahun

Nilai penjualan pada titik BEP = 38,945 %Rp 2.293.203.177.552 = Rp 893.080.709.329

C.Return on Investment(ROI)

ROI = investasi modal Total pajak setelah Laba _ 100

ROI = 100%

593.226 1.635.057. Rp 2.482 865.630.43 Rp

D. Pay Out Time(POT)

POT = 1tahun

ROI 1 _

POT = 1,889 tahun

E. Return on Network(RON) RON =

sendiri Modal

pajak setelah

Laba _

100

RON = 100%

5.936 981.034.55 Rp

2.482 865.630.43

Rp _

= 88,236 %

F. Internal Rate of Return(IRR)

Untuk menentukan nilai IRR harus digambarkan jumlah pendapatan dan pengeluaran dari tahun ke tahun yang disebut “Cash Flow”. Untuk memperoleh cash flowdiambil ketentuan sebagai berikut:

- Laba kotor diasumsikan mengalami kenaikan 10tiap tahun - Masa pembangunan disebut tahun ke nol

- Jangka waktucash flowdipilih 10 tahun

- Perhitungan dilakukan dengan menggunakan nilai pada tahun ke – 10 - Cash flow adalah laba sesudah pajak ditambah penyusutan.