Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Oksalat dari Alang-Alang dengan Metode Peleburan Alkali dengan Kapasitas 2.0500 Ton/Tahun

PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN ASAM

OKSALAT DARI ALANG-ALANG DENGAN

METODE PELEBURAN ALKALI DENGAN

KAPASITAS 2.500 TON/TAHUN

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sidang Sarjana Teknik Kimia

Oleh :

RAHMAD DENNIE AGUSTIN POHAN

120425009

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA EKSTENSI

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

LEMBAR PENGESAHAN

PRA RANCANGAN PABRIK ASAM OKSALAT DARI ALANG-ALANG DENGAN METODE PELEBURAN ALKALI DENGAN KAPASITAS 2.500

TON/TAHUN TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia

Oleh :

RAHMAD DENNIE AGUSTIN POHAN NIM : 120425002

Telah Diperiksa / Disetujui Oleh : Dosen Pembimbing

Dr. Ir. Iriany, M.Si NIP. 19640613 199003 2 001

Dosen Penguji I Dosen Penguji II Dosen Penguji III

Dr. Ir. Iriany. M.Si Ir. Renita Manurung, MT Dr. Eng. RondangTambun, ST. MT NIP. 196406131990032001 NIP : 196812141997022002 NIP : 197206122000121001

Mengetahui, Kooerdinator Tugas Akhir

Mhd. Hendra S. Ginting, ST. MT NIP : 19700919 199903 1 001 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul

“Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Oksalat dari Alang-Alang dengan

Metode Peleburan Alkali dengan Kapasitas 2.0500 Ton/Tahun”. Tugas Akhir ini dikerjakan sebagai syarat untuk kelulusan dalam sidang sarjana.

Selama mengerjakan Tugas akhir ini penulis begitu banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Ibu Dr. Ir. Iriany, M.Si sebagai Dosen Pembimbing yang telah membimbing dan memberikan masukan selama menyelesaikan tugas akhir ini.

2. Bapak Dr. Eng. Irvan, MT selaku Ketua Departemen Teknik Kimia. 3. Ibu Dr. Ir. Fatimah, MT selaku sekretaris Departemen Teknik Kimia 4. Bapak Mhd. Hendra S.Ginting, ST, MT, selaku Koordinator Tugas Akhir. 5. Seluruh Dosen Pengajar dan Pegawai administrasi Departemen Teknik Kimia,

Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan ilmu kepada penulis selama menjalani studi.

6. Orang tua saya Edison Pohan dan Ivone Victoria Laemers, abang saya Muhammad Henry Pohan dan kakak saya Fitry Patricia Pohan, Evy Junita Pohan yang selalu mendukung penulis dalam melaksanakan studi dan dalam proses pengerjaan skripsi ini.

7. Teman-teman angkatan 2011, 2012 dan 2013 Program Ekstensi Teknik Kimia yang memberikan dukungan dan semangat kepada penulis.

8. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan dan ketidaksempurnaan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya membangun demi kesempurnaan pada penulisan berikutnya. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Januari 2015 Penulis,

Rahmad Dennie Agustin Pohan

INTI SARI

Pabrik asam oksalat ini direncanakan akan berproduksi dengan kapasitas 2.500 ton tahun (315.657 kg/jam) dan beroperasi selama 330 hari dalam setahun. Pabrik ini diharapkan dapat memenuhi kebutuhan Indonesia terhadap kebutuhan asam oksalat dan ditargetkan dapat mengimpor asam oksalat.

Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di daerah Kuala Tanjung, Kabupaten Batubara, Sumatera Utara dengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 8.774 m2 untuk wilayah pabrik dan 2.000 m2 untuk perumahan karyawan.

Tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 141 orang. Bentuk badan usaha yang direncakan adalah Perseroan Terbatas dan bentuk organisasinya adalah organisasi garis dan staff.

Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik asam oksalat ini adalah:

- Modal Inversatasi = Rp 170.468.165.821,-

- Biaya Produksi Per Tahun = Rp 196.284.469.644,-

- Harga Jual Produk Per tahun = Rp. 288.530.476.532,-

- Laba Bersih Per Tahun = Rp. 60.205621.243,-

- Profit Margin (PM) = 30,4 %

- Break Even Point (BEP) = 28,3 %

- Return on Investment (ROI) = 35,3 %

- Pay Out Time (POT) = 2,83 tahun

- Return on Network (RON) = 58,8 %

- Internal Rate of Return (IRR) = 46,59 %

Dari hasil analisa aspek ekonomi, maka dapat disimpulkan bahwa pabrik pembuatan asam oksalat ini layak untuk didirikan.

DAFTAR ISI

Hal

KATA PENGANTAR ... i

INTISARI ... ii

DAFTAR ISI ... iii

DAFTAR TABEL ... vii

DAFTAR GAMBAR ... xi

DAFTAR LAMPIRAN ... xii

BAB I PENDAHULUAN ... I-1 1.1 Latar Belakang ... I-1 1.2 Perumusan Masalah ... I-2 1.3 Tujuan Pra Rancangan Pabrik ... I-2 1.4 Manfaat Pra Rancangan Pabrik ... I-2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... II-1 2.1 Asam Oksalat ... II-1 2.1.1 Sifat-sifat Asam Oksalat Dihidrat ... II-1 2.1.2 Kegunaan Asam Oksalat ... II-1 2.2 Tanaman Alang- Alang ... II-3 2.3 Sifat – Sifat Bahan Utama ... II-3 2.3.1 Sifat- Sifat Utama ... II-3

2.4 Proses Pembuatan Asam Oksalat ... II-5 25 Deskripsi Proses ... II-12

BAB III NERACA MASSA ... ...III-1 3.1 Gudang Penyimpanan Alang-Alang ... III-1 3.2 Rotary Cutter Knife ... III-1 3.3 Tangki Penyimpan Alang-Alang ... III-1 3.4 Reaktor Kalsium Oksalat ... III-1 3.5 Tangki Pendingin ... III-2 3.6 Vibrating Screen ... III-2 3.7 Rotary Vacuum Filter ... III-3 3.8 Reaktor Asam Oksalat ... III-3 3.9 Filter Press ... III-4 3.10 Evaporator ... III-4 3.11 Kristalizer ... III-4 3.12 Centrifuge ... III-5 3.13 Ball Mill ... III-6 3.14 Vibrating Screen II ... III-6

BAB IV NERACA PANAS ... IV-1 4.1 Reaktor Kalsium Oksalat ... IV-1 4.2 Tangki Pendingin ... IV-1 4.3 Rotary Vacuum Filter ... IV-2

4.4 Reaktor Asam Oksalat ... IV-2 4.5 Cooler I ... IV-2 4.6 Filter Press ... IV-2 4.7 Evaporator ... IV-3 4.8 Cooler II ... IV-3 4.9 Kristalizer ... IV-3 4.10 Centrifuge ... IV-3

BAB V SPESIFIKASI PERALATAN ... V-1 5.1 Gudang Bahan Baku Alang-Alang (GB-01) ... V-1 5.2 Rotary Cutter Knife (RCK-01) ... V-1 5.3 Tangki Penampung Alang-Alang (TP-01) ... V-1 5.4 Belt Conveyer (BC-01) ... V-2 5.5 Tangki Penampung Ca(OH)2 (TP-02) ... V-2

5.6 Tangki Oksigen (TP-03) ... V-3 5.7 Reaktor Asam Oksalar (R-01) ... V-3 5.8 Screw Conveyer (SC-01) ... V-3 5.9 Bucket Elevator (BE-01) ... V-3 5.10 Tangki Pendingin (TP-04) ... V-4 5.11 Screw Conveyer (SC-02) ... V-4 5.12 Vibrating Screen (VS-01) ... V-4 5.13 Screw Conveyer (SC-03) ... V-5

5.14 Rotary Vacuum Filter (RVF-01) ... V-5 5.15 Bucket Elevator (BE-02) ... V-6 5.16 Tangki Penampung H2SO4 (TP-05) ... V-6

5.17 Reaktor Asam Oksalat (R-02) ... V-6 5.18 Cooler I (C-01) ... V-7 5.19 Filter Press (FP-01) ... V-7 5.20 Bak Penampung (BP-01) ... V-7 5.21 Pompa (P-01) ... V-8 5.22 Evaporator (EV-01) ... V-8 5.23 Cooler (C-02) ... V-9 5.24 Kristalizer (K-01) ... V-9 5.25 Centrifuge (CF-01) ... V-10 5.26 Bak Penampung (BP-02) ... V-10 5.27 Screw Conveyer (SC-04) ... V-10 5.28 Ball Mill (BM-01) ... V-11 5.29 Vibrating Screen (VS-02) ... V-11 5.30 Bak Penampung (BP-02) ... V-11 5.31 Screw Conveyer (SC-05) ... V-11 5.31 Gudang Penyimpan Produk(GB-02) ... V-12

BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ... VI-1 6.1 Instrumentasi ... VI-1

6.2 Keselamatan Kerja ... VI-3

BAB VII UTILITAS ... VII-1 7.1 Unit Penyedia Uap (Steam) ... VII-1 7.2 Unit Penyedia Air ... VII-5 7.3 Kebutuhan Bahan Kimia untuk Utilitas ... VII-14 7.4 Unit Penyedia Listrik ... VII-14 7.5 Unit Penyedia Bahan Bakar ... VII-12 7.6 Unit Pengolahan Limbah ... VII-18 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-5

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 Fungsional ... IX-2 9.1.3 Bentuk Organisasi Garis dan Staf ... IX-3 9.1.4 Bentuk Oraganisasi Fungsional dan Staf ... IX-3 9.2 Bentuk Perusahaan ... IX-4 9.3 Uraian, Tugas, Wewenang, dan Tanggung Jawab ... IX-4 9.3.1 Rapat Umum Pemegang Saham ... IX-4

9.3.2 Pemegang Saham ... IX-5 9.3.3 Dewan Komisaris ... IX-5 9.3.4 Dewan Direksi ... IX-5 9.3.5 Pembagian Devisi dan Tugasnya ... IX-6 9.4 Status Karyawan dan Upah ... IX-9 9.5 Jadwal Kerja Karyawan ... IX-9 9.6 Jaminan Sosial dan Kesejahteraan Karyawan ... IX-11 9.7 Sistem Pengajian ... IX-14 9.8 Fasilitas Tenaga Kerja ... IX-15

BAB X ANALISA EKONOMI ... X-1 10.1 Modal Investasi ... X-1 10.1.1 Modal Investasi Tetap/Fixed Capital Investment (FCI) X-1 10.1.2 Modal Kerja/Working Capital (WC) ... X-3 10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC) ... X-4 10.2.1 Biaya Tetap/Fixed Cost (FC) ... X-4 10.2.2 Biaya Variabel/Variable Cost (VC) ... X-4 10.3 Perkiraan Rugi/Laba Usalah ... X-5 10.4 Analisa Aspek Ekonomi ... X-5 10.4.1 Profit Margin (PM) ... X-5 10.4.2 Break Even Point (BEP) ... X-5 10.4.3 Return on Investment (ROI) ... X-6

10.4.4 Pay Out Time (POT) ... X-7 10.4.5 Return on Network ... X-7 10.4.6 Internal Rate of Return ... X-7

BAB XI KESIMPULAN ... XI-1

DAFTAR PUSTAKA ... xii

DAFTAR TABEL

Hal Tabel 1.1 Impor Asam Oksalat di Indonesia ... I-2 Tabel 2.1 Perbedaan Keuntungan dan Kerugian pada Berbagai Proses Sintesa

Asam Oksalat... II-12 Tabel 3.1 Gudang Penyimpan Alang-Alang... III-1 Tabel 3.2 Rotary Cutter Knife ... III-1 Tabel 3.3 Tangki Penyimpan Alang-Alang ... III-1 Tabel 3.4 Reaktor Kalsium Oksalat ... III-1 Tabel 3.5 Tangki Pendingin... III-2 Tabel 3.6 Vibrating Screen ... III-2 Tabel 3.7 Rotary Vacuum Filter ... III-3 Tabel 3.8 Reaktor Asam Oksalat ... III-3 Tabel 3.9 Filter Press ... III-4 Tabel 3.10 Evaporator ... III-4 Tabel 3.11 Kristalizer ... III-4 Tabel 3.12 Centrifuge ... III-5 Tabel 3.13 Ball Mill... III-5 Tabel 3.11 Vibrating Screen II ... III-5 Tabel 4.1 Reaktor Kalsium Oksalat ... IV-1 Tabel 4.2 Tangki Pendigin... IV-1

Tabel 4.3 Rotary Vacuum Filter ... IV-2 Tabel 4.4 Reaktor Asam Oksalat ... IV-2 Tabel 4.5 Cooler I ... IV-2 Tabel 4.6 Filter Press ... IV-3 Tabel 4.7 Evaporator ... IV-3 Tabel 4.8 Cooler II... IV-3 Tabel 4.9 Kristalizer ... IV-3 Tabel 4.10 Centrifuge ... IV-3 Tabel 6.1 Alat Instrument yang digunakan ... VI-6 Tabel 6.2 Alat Pengaman yang digunakan ... VI-8 Tabel 7.1 Kebutuhan Steam untuk Pemanas dan Proses ... VII-2 Tabel 7.2 Kebutuhan Air Pendigin pada Peralatan Proses ... VII-6 Tabel 7.3 Kebutuhan Air Proses ... VII-7 Tabel 7.4 Karakteristik Air Sungai ... VII-8 Tabel 7.5 Kebutuhan Bahan Kimia Untuk Utilitas ... VII-14 Tabel 7.6 Kebutuhan Tenaga Listrik Proses ... VII-15 Tabel 7.7 Kebutuhan Tenaga Listrik Utilitas ... VII-16 Tabel 7.8 Analog Perhitungan Pompa Utilitas ... VII-23 Tabel 8.1 Luas Lokasi Pabrik Asam Oksalat ... VIII-6 Tabel 8.2 Tata Letak Pabrik Asam Oksalat ... VIII-7 Tabel 9.1 Jadwal Kerja Karyawan Pabrik Asam Oksalat ... IX-10

Tabel 9.2 Jumlah Karyawan Pabrik Asam Oksalat ... IX-12 Tabel 9.3 Sistem Pengajian ... IX-14 Tabel LA.1 Daftar Nilai Berat Molekul ... LA-1 Tabel LA.2 Komposisi Alang-alang ... LA-1 Tabel LA.3 Gudang Penyimpan Alang-alang ... LA-2 Tabel LA.4 Rotary Cutter Knife ... LA-2 Tabel LA.5 Tangki Penampung alang-Alang ... LA-2 Tabel LA.6 Reaktor Asam Oksalat ... LA-5 Tabel LA.7 Tangki Pendingin... LA-5 Tabel LA.8 Vibrating Screen ... LA-8 Tabel LA.9 Rotary Vacuum Filter ... LA-10 Tabel LA.10 Reaktor Asam Oksalat ... LA-14 Tabel LA.11 Filter Press ... LA-16 Tabel LA.12 Evaporator ... LA-18 Tabel LA.13 Kristalizer ... LA-20 Tabel LA.14 Centrifuge ... LA-22 Tabel LA.15 Ball Mill... LA-25 Tabel LA.16 Vibrating Screen II ... LA-28 Tabel LB.1 Reaktor Kalsium Oksalat ... LB-9 Tabel LB.2 Tangki Pendigin... LB-12 Tabel LB.3 Rotary Vacuum Filter ... LB-14

Tabel LB.4 Reaktor Asam Oksalat ... LB-21 Tabel LB.5 Cooler I ... LB-23 Tabel LB.6 Filter Press ... LB-25 Tabel LB.7 Evporator ... LB-27 Tabel LB.8 Cooler II... LB-28 Tabel LB.9 Kristalizer ... LB-30 Tabel LB.10 Centrifuge ... LB-31 Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Bangunan ... LE-2 Tabel LE.2 Penafsiran Indeks Harga dengan Least Square ... LE-3 Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses ... LE-5 Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas ... LE-6 Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi ... LE-8 Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai... LE-11 Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas selama 3 bulan ... LE-13 Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja ... LE-14 Tabel LE.9 Perhitungan Biaya Depresiasi... LE-15 Tabel LE.10 Data Perhitungan BEP ... LE-22 Tabel LE.11 Data Perhitungan IRR... LE-23

DAFTAR GAMBAR

... Hal Gambar 2.1 Alang-Alang ... II-2 Gambar 2.2 Proses Oksidasi Glukosa dengan Asam Nitrat ... II-6 Gambar 2.3 Proses Oksidasi Etilen Glikol dengan Asam Nitrat ... II-7 Gambar 2.5 Proses Oksidasi Propilen Glikol ... II-9 Gambar 2.6 Proses Peleburan Alkali ... II-10 Gambar 2.7 Proses Fermentasi Glukosa... II-11 Gambar 7.1 Unit Penyedia Listrik Pabrik Asam Oksalat ... VII-14 Gambar 8.1 Lokasi Pabrik Asam Oksalat ... VIII-4 Gambar 8.2 Tata letak Pra Rncangan Pabrik Pembuatan Asam Oksalat ... VIII-7 Gambar 9.1 Struktur Organisasi Pabrik Asm Oksalat ... IX-16 Gambar LE.1 Grafik BEP ... LE-22

DAFTAR LAMPIRAN

Hal

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA PANAS ... LA-1 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS ... LB-1 LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN ... LC-1 LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI ALAT UTILITAS ... LD-1 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI ... LE-1

INTI SARI

Pabrik asam oksalat ini direncanakan akan berproduksi dengan kapasitas 2.500 ton tahun (315.657 kg/jam) dan beroperasi selama 330 hari dalam setahun. Pabrik ini diharapkan dapat memenuhi kebutuhan Indonesia terhadap kebutuhan asam oksalat dan ditargetkan dapat mengimpor asam oksalat.

Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di daerah Kuala Tanjung, Kabupaten Batubara, Sumatera Utara dengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 8.774 m2 untuk wilayah pabrik dan 2.000 m2 untuk perumahan karyawan.

Tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 141 orang. Bentuk badan usaha yang direncakan adalah Perseroan Terbatas dan bentuk organisasinya adalah organisasi garis dan staff.

Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik asam oksalat ini adalah:

- Modal Inversatasi = Rp 170.468.165.821,-

- Biaya Produksi Per Tahun = Rp 196.284.469.644,-

- Harga Jual Produk Per tahun = Rp. 288.530.476.532,-

- Laba Bersih Per Tahun = Rp. 60.205621.243,-

- Profit Margin (PM) = 30,4 %

- Break Even Point (BEP) = 28,3 %

- Return on Investment (ROI) = 35,3 %

- Pay Out Time (POT) = 2,83 tahun

- Return on Network (RON) = 58,8 %

- Internal Rate of Return (IRR) = 46,59 %

Dari hasil analisa aspek ekonomi, maka dapat disimpulkan bahwa pabrik pembuatan asam oksalat ini layak untuk didirikan.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Semakin meningkatnya perkembangan industri yang diikuti dengan pertumbuhan ekonomi menuntut dibutuhkannya bahan-bahan kimia yang beraneka ragam dalam jumlah yang cukup besar. Namun Indonesia saat ini masih bergantung akan produksi luar negeri, dengan lebih banyak mengimpor bahan-bahan kimia tersebut. Dilihat dari beraneka ragamnya sumber daya alam di Indonesia, harusnya Indonesia mampu memanfaatkan sumber daya alam yang ada secara maksimal yang diharapkan dapat meningkatkan pendapatan negara dan mengurangi angka pengangguran di Indonesia.

Adapun bentuk pemanfaatan sumber daya alam yaitu dengan pemanfaatan tanaman alang-alang yang ketersedianya cukup melimpah dan kurang begitu termanfaatkan dengan luas wilayah 16.000 juta hektar di Indonesia, dimana 4.363,72 hektar terletak di asahan. Alang –alang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan asam oksalat.

Asam oksalat,”Ethanedioic Acid” merupakan salah satu anggota dari asam karboksilat yang mempunyai rumus molekul C2H2O4. Asam oksalat tidak

berbau, higroskopis, berwarna putih sampai tidak berwarna dan mempunyai berat molekul 90,04 gr/mol. Secara komersial asam oksalat dikenal dalam bentuk padatan dihidrat yang mempunyai rumus molekul C2H2O4.2H2O dan berat

molekulnya 126,07 gr/mol. Asam oksalat digunakan dalam berbagai bidang industri, seperti manufaktur tekstil dan pengolahan permukaan logam, penyamakan kulit, produksi kobalt dan pemisahan dan pemulihan unsur tanah. Sejumlah besar asam oksalat juga dikonsumsi dalam produksi agrokimia, farmasi dan turunan kimia lainnya.

Berdasarkan data dari Badan Pusat Statistik, Indonesia masih mengimpor asam oksalat untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri seperti ditunjukkan ditabel 1.1. Untuk mengurangi ketergantungan tersebut, perlu didirikan pabrik

asam oksalat dengan kapasitas yang memadai. Berikut ini adalah tabel yang menunjukkan data impor asam oksalat dari tahun 2009-2013 di Indonesia.

Tabel 1.1. Impor Asam Oksalat di Indonesia

Tahun Impor (ton)

2009 1183.856

2010 1498.327

2011 1312.355

2012 1438.517

2013 1469.626

(Sumber : Badan Pusat Statistik 2014)

Kebutuhan Asam Oksalat dunia pada tahun 2009 adalah 450.000 ton, dimana sebanyak 300.000 ton asam oksalat dihasilkan di China pada tahun yang sama.

1.2. Perumusan Masalah

Kebutuhan asam oksalat di Indonesia belum dapat terpenuhi, dan di Indonesia belum berdiri pabrik yang memproduksi asam okslat, sehingga untuk menanggulangi kebutuhan asam oksalat di dalam negeri dan dapat diekspor keluar negeri maka pabrik pembuatan asam oksalat perlu untuk didirikan.

1.3. Tujuan Pra Perancangan Pabrik

Tujuan pra perancangan pabrik pembuatan asam oksalat dari alang-alang ini

adalah mengaplikasikan disiplin ilmu teknik kimia yang meliputi neraca massa, neraca energi, perancangan peralatan, operasi teknik kimia, utilitas, dan bidang

ilmu teknik kimia lainnya serta mengetahui aspek ekonomi dalam pembiayaan pabrik.

1.4. Manfaat Pra Rancangan Pabrik

Manfaat pra rancangan pabrik pembuatan asam okaslat adalah memberikan informasi mengenai pabrik asam oksalat sebagai tolak ukur sehingga dapat dijadikan referensi untuk pendirian suatu pabrik asam oksalat. Pra rancangan pabrik ini juga memberikan manfaat bagi perguruan tinggi sebagai suatu karya ilmiah yang dapat dipergunakan sebagai bahan acuan, masukan dalam perkembangan studi di kalangan akademis.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Asam Oksalat

Asam oksalat disintesis untuk pertama kali pada tahun 1776 oleh Scheele melalui oksidasi gula dengan asam nitrat. Kemudian oleh Wohler disintesis dengan hidrolisis sianogen pada tahun 1824. Asam oksalat digunakan dalam berbagai bidang industri, seperti manufaktur tekstil dan pengolahan permukaan logam, penyamakan kulit dan produksi kobalt. Sejumlah besar asam oksalat juga dikonsumsi dalam produksi agrokimia, farmasi dan turunan kimia lainnya (Kirk Othmer, 2007).

Pada tahun 1829, Gay Lussac menemukan bahwa asam oksalat dapat diproduksi dengan cara meleburkan serbuk gergaji dalam larutan alkali. Asam oksalat merupakan turunan dari asam karboksilat yang mengandung 2 gugus karboksil yang terletak pada ujun-ujung rantai karbon yang lurus yang mempunyai rumus molekul C2H2O4 tidak berbau, higroskopis, berwarna putih

sampai tidak berwarna dan mempunyai berat molekul 90 gr/mol (Kirk Othmer, 2007).

2.1.1 Sifat-sifat Asam Oksalat Dihidrat

ilmu teknik kimia lainnya serta mengetahui aspek ekonomi dalam pembiayaan pabrik.

1.4. Manfaat Pra Rancangan Pabrik

Manfaat pra rancangan pabrik pembuatan asam okaslat adalah memberikan informasi mengenai pabrik asam oksalat sebagai tolak ukur sehingga dapat dijadikan referensi untuk pendirian suatu pabrik asam oksalat. Pra rancangan pabrik ini juga memberikan manfaat bagi perguruan tinggi sebagai suatu karya ilmiah yang dapat dipergunakan sebagai bahan acuan, masukan dalam perkembangan studi di kalangan akademis.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Asam Oksalat

Asam oksalat disintesis untuk pertama kali pada tahun 1776 oleh Scheele melalui oksidasi gula dengan asam nitrat. Kemudian oleh Wohler disintesis dengan hidrolisis sianogen pada tahun 1824. Asam oksalat digunakan dalam berbagai bidang industri, seperti manufaktur tekstil dan pengolahan permukaan logam, penyamakan kulit dan produksi kobalt. Sejumlah besar asam oksalat juga dikonsumsi dalam produksi agrokimia, farmasi dan turunan kimia lainnya (Kirk Othmer, 2007).

Pada tahun 1829, Gay Lussac menemukan bahwa asam oksalat dapat diproduksi dengan cara meleburkan serbuk gergaji dalam larutan alkali. Asam oksalat merupakan turunan dari asam karboksilat yang mengandung 2 gugus karboksil yang terletak pada ujun-ujung rantai karbon yang lurus yang mempunyai rumus molekul C2H2O4 tidak berbau, higroskopis, berwarna putih

sampai tidak berwarna dan mempunyai berat molekul 90 gr/mol (Kirk Othmer, 2007).

2.1.1 Sifat-sifat Asam Oksalat Dihidrat

 Berwarna putih, berbentuk kristal dan tidak berbau

 Melting point : 101,5 oC

 Densitas : 1,653 gr/cm3

 ∆Hf (18 OC) : -1422 kJ/mol

 Berat molekul : 126 gr/mol

 pH : 1 (10 g/l H2O, 20oC)

 Tidak berbau

 Hidroskopis

2.1.2 Kegunaan Asam Oksalat

Asam oksalat merupakan salah satu bahan baku yang dibutuhkan pada industri sebagai berikut :

 Sebagai bahan pelapis yang melindungi logam dari kerak.

 Sebagai bahan peledak

 Sebagai bahan pembuatan zat warna

 Sebagai bahan analisa laboratorium

 Sebagai bahan dalam industri lilin

 Sebagai bahan kimia dalam fotografi.

2.2 Tanaman Alang-alang

Alang-alang atau Imperata Cylindrica adalah tanaman liar dan merupakan tanaman pengganggu pertanian yang merisaukan karena sifatnya yang mudah dan cepat berkembang biak, di berbagai tempat terlebih di tempat yang tanahnya subur dapat mencapai ketinggian 1,0 – 2,0 meter.

Gambar 2.1. Alang alang

Klasifikasi tanaman alang-alang adalah sebagai berikut :

Kerajaan : Plantae

Divisi : Liliopsida

Kelas : Poales

Famili : Poaceae

Genus : Imperata

Species : Imperata Cylindrica

Di beberapa daerah di Indonesia alang-alang dikenal dengan nama ilalang. Alang-alang merupakan tumbuhan menahun dan tumbuh liar di lahan terbuka atau sedikit terlindung, seperti ladang atau perkebunan. Alang-alang banyak terdapat di pulau Jawa dengan ketinggian tempat tumbuh dari 0-2700 mdpl (Djauhariya dan Hernani, 2009). Alang-alang dapat mempengaruhi tanaman kultivasi lain karena kebutuhan natrium yang relatif tinggi. Alang-alang dapat menurunkan pH tanah. Besarnya penurunan pH dan hambatan terhadap proses nitritifikasi menunjukkan korelasi positif dengan pertumbuhan alang-alang (Santoso, 1990).

2.3 Sifat-sifat Bahan Utama 2.3.1 Sifat Bahan Utama

A. Alang-alang

Komposisi Alang-alang :

 Abu : 5,42 %

 Silika : 3,6 %

 Pentosan : 28,58 %

 Alfa Selulosa : 44,28%

B. Ca(OH)2 (Kalsium Hidrosida)

Dalam proses bereaksi dengan selulosa membentuk calcium oksalat. Sifat Fisika :

 Putih berbentuk kristal

 Berat molekul : 74,1 gr/mol

 Spesifik Gravity : 2.130 pada 70 oF(21,1 oC)

 Density : 2.126 gr/cm3

Sifat Kimia :

 Higroskopis

 Kelarutan : Air dingin (10 oC) 17,6/ gr/l

C. Asam Sulfat (H2SO4)

Bereaksi dengan kalsium oksalat membentuk asam oksalat (C2H2O4.2H2O)

Sifat Fisika

 Berupa cairan kental tidak berwarna/jernih

 Berat Molekul : 98,08 g/mol

 Spesifik Gravity : 1,839 pada 14,5 oC

 Melting Point : 10,49 oC

 Titik didih : 270 0C Sifat Kimia

 Korosif

 Termasuk asam kuat

 Dapat bereaksi dengan berbagai macam campuran organik untuk produksi yang berguna

 Dapat melarutkan logam

 Merupakan pengoksidasi kuat

D. CaSO4.H2O

Merupakan limbah hasil reaksi pembentukan asam oksalat pada reaktor asam oksalat.

Sifat Fisika

 Berat Molekul : 171,1798 g/mol

 Spesifik Gravity : 2,32

 Kelarutan : 0,92 pada 100 g H2O (15 oC)

Sifat Kimia

 Keras, berupa serbuk putih pada waktu kering, berbentuk paste putih ketika tercampur air.

E. CaC2O4 (Kalsium oksalat )

Merupakan hasil reaksi intermediet dari keseluruhan proses untuk mengikat (C2O4)

2-

dari reaksi pembentukan kalsium oksalat pada reaktor kalsium oksalat, setelah C5H10O5 direaksikan dengan Ca(OH)2

Sifat Fisika

 Berat Molekul : 176,18

 Spesifik Gravity : 1,55 pada 20 oC

 Kelarutan : 5 pada 5 oC

: 45,5 pada 80 oC

 Boiling Point : 1200  30 Sifat Kimia

 Larut Dalam air

2.4 Pembuatan Asam Oksalat

Asam Oksalat dapat disintesis dengan beberapa metode yaitu :

1. Oksidasi Karbohidrat

Cara ini ditemukan oleh “Scheele” pada tahun 1776. Asam oksalat

diproduksi dengan mengoksidasi karbohidrat seperti glukosa, sukrosa, starch, dextrin dan selulosa dengan menggunakan asam nitrat. Biasanya

untuk proses ini bahan yang digunakan adalah bahan yang banyak mengandung karbohidat, misalnya tepung. Dimana tepung yang digunakan biasanya adalah tepung jagung, tepung gandum, tepung ubi jalar atau tepung yang lainnya dan bisa juga menggunakan gula atau mollases. Ketika digunakan bahan baku seperti selulosa maka harus dihidrolisa terlebih dahulu dengan asam sulfat, sehingga menjadi monosakarida. Glukosa ini kemudian dioksidasi dengan asam nitrat pada temperatur 63-85oC dengan katalis vanadium pentoksida (Kirk Othmer, 2007).

Reaksi :

5C6H12O6 + 30HNO3 15C2H2O4 + 3NO + 9N2O + 9NO2 + 30H2O

Glukosa Asam Nitrat As.Oksalat N.oksida Nitro oksida Nitrit Air

Produksi asam oksalat dengan oksidasi karbohidrat masih dapat dikembangkan karena banyaknya bahan baku seperti limbah pertanian (Kirk-Othmer, 2007).

Dalam pembuatan asam oksalat dengan proses ini bahan dasarnya mengandung 60 % larutan glukosa. Temperatur pada proses ini perlu dikontrol dan dijaga. Untuk menghindari terjadinya oksidasi asam oksalat menjadi karbondioksida, maka ditanggulangi dengan penambahan asam sulfat. Kemurnian produk akhir adalah 99 % dengan konversi asam oksalat pada proses ini adalah 63 – 65 %. Prosesnya dapat dilakukan secara batch maupun kontinyu (Kirk Othmer, 2007).

Proses Hidrolisa Proses Oksidasi Glukosa Proses Absorber Proses Penkristalan Asam Oksalat Proses Pemisahan

Mother Liquor dari asam oksalat Proses

Evaporasi

Proses Pelarutan kembali kristal Asam

Oksalat

Proses Pemisahan Mother liquor yang terikut dari kristal asam

oksalat Proses Penkristalan kembali asam oksalat Proses Pengeringa asam Oksalat Air H2SO4

starch Glukosa

NO2

H2O

CO2

CO

CO2

CO

Fe2(SO4)3

Asam Nitrat Asam Oksalat mother liquor Recycle mother liquor

Kristal asam oksalat

Mother

Liquor Asam Oksalat mother liquor

Produk asam oksalat 99 %

Gambar 2.3. Proses Oksidasi Glukosa dengan Asam Nitrat

2. Proses Etilen Glikol

Dalam proses ini etilen glikol dioksidasi dalam campuran 30-40 % asam sulfat dan asam nitrat 20-25 % dengan 0,001-0,1 % vanadium pentoksida pada suhu 50-70oC untuk menghasilkan asam oksalat lebih dari 93 % (Kirk Othmer, 2007).

Proses ini telah dikembangkan di Jepang oleh Mitsubishi Gas Chemical yang memproduksi 12.000 Ton/tahun asam oksalat. Etilen Glikol teroksidasi dengan konsentrasi 60 % asam nitrat pada 0,3 MPa (43,5 psi), 80oC dengan oksigen. Inisiator seperti NaNO2 dapat membantu

menghasilkan oksida nitrogen dan promotor seperti senyawa vanadium atau asam sulfat yang digunakan untuk mempercepat reaksi oksidasi. Yield asam oksalat yang dihasilkan adalah 90 % (Kirk Othmer, 2007).

Reaksi berlangsung sesuai persamaan reaksi berikut

(CH2OH)2 + 4NO2 (COOH)2 + 4NO +

2H2O

Etilen Glikol Nitrit As.Oksalat N.Oksida Air

4NO + 2O2 4NO

N.oksida Oksigen N.oksida

Keseluruhan: (CH2OH)2 + 2O2 (COOH)2 + 2H2O E.Glikol Oksigen As.Oksalat Air

Proses Evaporasi

Proses Pemisahan mother liquor dari Asam

Oksalat

Proses Penkristalan

Asam Oksalat Proses Oksidasi Etilen

Glikol

Proses Absorber

Proses Pelarutan kembali kristal Asam

Oksalat

Proses Pemisahan Mother liquor yang terikut dari kristal Asam

Oksalat Proses Penkristalan kembali asam oksalat Proses pengeringan Asam oksalat Asam nitrat

H₂O

Fe2(SO4)2

NO2

Asam Oksalat mother liquor Ethylene Glikol

Recycle mother liquor

Kristal Asam Oksalat

Mother Liquor

Kristal As. Oksalat

Produk Asam Oksalat 99 %

3. Proses Propilen

Pembuatan asam oksalat dengan oksidasi propylene, menggunakan gas bersih dari stok umpan pada operasi cracking minyak bumi. Pada proses propilen, propilen dioksidasi oleh asam nitrat melalui 2 tahap: Tahap pertama propilen direaksikan dengan NO2 cair untuk menghasilkan produk

antara berupa asam α-nitrotolactid yang selanjutnya dioksidasi pada temperatur tinggi untuk menghasilkan asam oksalat (Kirk Othmer, 2007).

Rhone-Poulenc (Prancis) mengembangkan sebuah versi modifikasi dari proses pembuatan asam oksalat atau asam laktat, atau keduanya dari propilen. Pada tahun 1978, 65.000 ton/tahun asam oksalat diproduksi di seluruh dunia dengan proses ini, Pada 1990-an proses ini dioperasikan hanya oleh Rhone-Poulenc (Kirk Othmer, 2007).

Reaksi oksidasi Rhone-Poulenc seperti persamaan reaksi berikut:

CH3CH=CH2 + 3HNO3 CH3CHCOOH + 2NO + 2H2O

CH3CHCOOH + 5/2 O2 (COOH)2 + CO2 + HNO3 + H2O

Pada langkah pertama, propylene dicampurkan pada 10-40oC dengan asam nitrat, konsentrasi dijaga pada 50-75 w% dan perbandingan rasio molar untuk propilena 0,01-0,5 hingga terkonversi menjadi asam α

-nitratolactic dan asam laktat. Pada tahap kedua asam α-nitratolactic teroksidasi oleh oksigen dengan adanya katalis pada 45-100oC untuk menghasilkan asam oksalat dihidrat. Secara keseluruhan dengan konsentrasi

ONO2

Propilen As.Nitrat α-nitrolactid N.oksida

ONO2

propylene lebih besar dari 90% untuk menghasilkan konversi propylene 77,5% (Kirk Othmer, 2007).

Proses Kondensasi

Proses oksidasi kedua Proses

Oksidasi Pertama

Proses Kristalisasa

Proses Penyaringan H₂SO₄ dari asam oksalat

Proses Pengeringan Asam Sulfat

Asam Oksalat

Air Asam Oksalat Alfa Nitrolactic

Acid

Propylene 100 % Liquid NO₂

Gambar 2.5. Proses Oksidasi Propilen Glikol

4. Proses Dialkil Oksalat

Asam oksalat dihasilkan dengan hidrolisis diester asam oksalat dengan gas CO dengan produk samping alkohol. Pada tahun 1978 UBE Industries (Jepang) mengkomersialisasikan proses dua-langkah ini (Kirk Othmer, 2007).

Sintesis pertama yang dilaporkan dengan menggunakan contoh PdCl2

-CuCl2 dalam system redoks dengan persamaan reaksi berikut :

2CO + 2 ROH + PdCl2 (COOR)2 + 2HCl + Pd0

Karbon D Alkohol Pd.Klorida Dialkil Oksalat As.Klorida Paladium

_Pd0 _{+ 2CuCl2 PdCl2 + Cu2Cl2}

Cu2Cl2 + 2HCl + ½ O2 2 Cu2Cl2 + H2O

Cu(II) klorida As.Klorida Oksigen Cu(II) klorida Air

Overall 2CO + 2ROH + ½ O2 (COOR)2 +H2O

Karbon D Alkohol Oksigen Dialkil Oksalat Air

(COOR)2 + H2O (COOH)2 + 2ROH

Dialkil Oksalat Air As.Oksalat Alkohol

5. Proses Peleburan Alkali

Pembuatan asam oksalat dengan proses peleburan alkali menggunakan bahan baku yang mengandung selulosa tinggi seperti serbuk gergaji, sekam, tongkol jagung, dan lain-lain. Bahan ini dilebur dengan calcium hidroksida pada suhu 240 – 285ºC.

Produk ini kemudian direaksikan dengan asam sulfat untuk membentuk asam oksalat.

Reaksi-reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut: (C6H10O5)n + 3n Ca(OH)2 + 6,5n O2

Selulosa Ca.Hidroksida Oksigen

 CaC2O4 + nCa(CH3COO)2 + n(HCOOCa)+9H2O+4CO2

Ca.Oksalat Ca.Asetat Ca. Formiat Air K dioksida

CaC2O4 + H2SO4 (COOH)2 + CaSO4

Ca.Oksalat Asam Sulfat As.Oksalat Ca.Sulfat

Konversi yang diperoleh dari proses ini kurang dari 45 % dengan kemurnian produk sebesar 60 % (Isti Azra, dkk., 2011).

Bahan Baku Proses Pemasakan dengan NaOH

Proses

Pendinginan Proses Penyaringan

Proses Pengkristalan

Kristal Asam CaCl2

Gambar 2.6. Proses Peleburan Alkali

6. Fermentasi Glukosa

Asam oksalat dapat dihasilkan dengan menggunakan proses fermentasi gula dengan menggunakan jamur (seperti Aspergillum atau Penicillium) sebagai pengurainya. Produk yang diperoleh kemudian disaring, diasamkan dan dihilangkan warnanya. Setelah itu, produk dinaikkan konsentrasinya dengan evaporator dan hasilnya dikristalkan. Kemudian dilakukan pengeringan untuk memisahkan produk dengan airnya. Hasil dari asam oksalat tergantung dari nutrient (nitrogen) yang ditambahkan.

Persiapan fermentasi Proses fermentasi Proses pengendapan hasil fermentasi Proses pengambilan asam oksalat dari asam sitrat Proses pembentukan asam oksalat Proses pengeringan asam oksalat Proses pemisahan

gypsum dari asam oksalat Proses Pemekatan Asam Oksalat Mollases nutrient Air Air Ca(OH)₂ Endapan Ca Oksalat H₂SO₄

Air

Produk asam oksalt 99 % CaSO₄

Asam Oksalt gypsum

Gambar 2.7. Proses Fermentasi Glukosa

7. Metode Baru

Banyak upaya telah dilakukan untuk mensintesis asam oksalat dengan reduksi elektrokimia karbon dioksida baik dengan elektrolit cair maupun tidak cair, misalnya, asam oksalat dibuat dari CO2 sebagai garam Zn yang dalam

mengandung (C4H9)4NClO4 dengan efesiensi lebih besar dari 90 % (Kirk

Othmer, 2007).

Tabel 2.1 Perbedaan Keuntungan dan Kerugian pada Berbagai Proses Sintesa Asam Oksalat

Metode Keuntungan Kerugian

1. Oksidasi Karbohidrat

 Dihasilkan asam oksalat dalam jumlah besar (yield 63-65 %).

 Bahan bakunya mahal seperti tepung tapioka, tepung jagung dan lain-lain.

 Diperlukan katalis tertentu yaitu V2O5/Fe3+.

2. Etilen Glikol  Dihasilkan asam oksalat dalam jumlah besar (yield > 90 %).

 Menggunakan bahan baku yang mahal, yaitu etilen glikol.

3. Proses Propilen  Dihasilkan asam oksalat dalam jumlah besar (yield 75 %).

 Menggunakan proses yang cukup sulit. 4. Proses Dialkil

Oksalat

 Menggunakan proses yang kompleks. 5. Proses

Peleburan Alkali

 Bahan yang digunakan tersedia dalam jumlah yang cukup banyak, seperti sabut kelapa, serbuk gergaji, sekam padi, dll.

 Asam oksalat yang dihasilkan tidak terlalu besar (yield < 45 %).

 Proses yang digunakan cukup sederhana yaitu hanya dengan

penambahan Ca(OH)2

dan H2SO4.

6. Fermentasi Glukosa

 Bahan utama yang berasal dari karbohidrat mudah didapat.

 Prosesnya yang cukup panjang yaitu gula difermentasikan terlebih dahulu dengan menggunakan jamur aspergillus atau penicillium. 7. Metode Baru  Efisiensi proses yang

sangat tinggi (>90%).

 Prosesnya memerlukan biaya yang cukup mahal dan diperlukan penelitian lebih lanjut.

2.5Deskripsi Proses

Berdasarkan metode proses pembuatan asam oksalat, dipilih salah satu yaitu proses peleburan alkali. Dengan alasan bahan yang digunakan tersedia dalam jumlah yang cukup banyak, seperti sabut kelapa, serbuk gergaji, sekam padi, disamping itu proses yang digunakan cukup sederhana yaitu hanya dengan penambahan Ca(OH)2, dan H2SO4 .

Dalam pembuatan asam oksalat dihidrat dengan proses peleburan alkali ini, terdiri dari beberapa tahap yaitu :

1. Proses Pembentukan Natrium Oksalat (Peleburan Alkali)

Alang-alang yang mengandung selulosa tinggi dan larutan Ca(OH)2 dengan

konsentrasi 50% dengan perbandingan 1:1,5 dialirkan ke dalam reaktor dimana operasi berlangsung pada suhu 98oC. Didalam reaktor terjadi reaksi antara alang-alang dan larutan Ca(OH)2 Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

(C6H10O5)n + 3n Ca(OH)2 + 6,5n O2

Selulosa Ca.Hidroksida Oksigen

 CaC2O4 + nCa(CH3COO)2 + n(HCOOCa)+9H2O+4CO2

Ca.Oksalat Ca.Asetat Ca. Formiat Air K dioksida

2. Proses Pemisahan I

Sebelum masuk pada proses pemisahan, bahan yang keluar dari reaktor terlebih didinginkan. Pada proses pemisahan ini bertujuan untuk memisahkan filtrat yang mengandung kalsium oksalat.

3. Proses Pengasaman

Setelah hasilnya masuk pada tahap pengasaman dengan menggunakan asam sulfat. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

CaC2O4 + H2SO4 C2H2O4 + CaSO4

Ca.Oksalat Asam Sulfat As.Oksalat Ca.Sulfat

4. Proses Pemisahan II

Asam oksalat dan kalsium sulfat dipisahkan hingga memperoleh asam oksalat sebagai filtat.

5. Proses Evaporasi I

Pada proses evaporasi ini filtrat yang berupa asam oksalat dipekatkan kemudian dialirkan menuju tahap kristalizer.

6. Proses Kristalizer

Asam oksalat dari evaporator dialirkan menuju kristalizer untuk didinginkan sampai 30oC hingga terbentuknya kristal dihidrat. Kemudian asam oksalat dialirkan menuju proses pemisahan.

7. Proses Pemisahan III

Pada tahap ini bertujuan memisahkan kristal dari mother liquornya (yang berupa asam oksalat yang tidak mengkristal, H2O dan impurities

BAB III

NERACA MASSA

Pra Rancangan Pabrik Asam Oksalat direncanakan beroperasi dengan kapasitas produksi 2.500 ton/tahun. Setelah dilakukan perhitungan pada lampiran A maka didapat hasil perhitungan neraca massa pada tabel 3.1 – 3.2 di bawah ini : Satuan dalam kg/jam

1. Gudang Penyimpanan Alang-Alang

Komponen Masuk Keluar

F F1

Alang-alang 1.987,006 1.987,006

2. Rotary Cutter Knife

Komponen Masuk Keluar

F1 F2

Alang-alang 1.987,0069 1.987,006

3. Tangki Penyimpan Alang-alang

Komponen Masuk Keluar

F2 F3

4. Reaktor Kalsium Oksalat

Komponen Masuk Keluar

F4 F5 F6 F7

Selulosa 879,846 - - -

Abu 107,696 - - -

Silika 71,532 - - -

Lignin 360,045 - - -

Pentosan 567,886 - - -

Ca(OH)2 - 1490,254 - 887,397

O2 - - 564,839 -

CaC2O4 - - - 347,594

H2O - 1490,254 - 1930,177

Ca(CH3COO)2 - - - 429,061

Ca(HCOO)2 - - - 353,025

CO2 - - - 477,941

Humus - - - 1107,159

Total 1987,006 2980,508 564,839 5532,353

5532,353 5532,353

5. Tangki Pendingin

Komponen Masuk (kg) keluar (kg)

F9 F10

Ca(OH)2 887,397 887,397

CaC2O4 347,594 347,594

H2O 1930,177 1930,177

Ca(CH3COO)2 429,061 429,061

Ca(HCOO)2 353,025 353,025

CO2 477,941 477,941

Humus 1107,159 1107,159

6. Vibrating Screen

7. Rotary Vacuum Filter

Komponen Masuk (kg) Keluar (kg)

F14 F15 F16 F17

Ca(OH)2 882,419 -

0,85208 881,567

CaC2O4 345,644 - 345,644 -

H2O 1919,349 86,411 1,853 2003,907

Ca(CH3COO)2 427,111 - 0,412 426,698

Ca(HCOO)2 350,618 - 0,339 350,279

Total 3925,140 86,411 349,100 3662,451

4011,551 4011,551

Komponen Masuk (kg) Keluar (kg)

F11 F12 F13

Ca(OH)2 887,397 882,419 4,978

CaC2O4 347,594 345,644 1,950

H2O 1930,177 1919,349 10,828

Ca(CH3COO)2 429,061 427,111 1,950

Ca(HCOO)2 353,025 350,618 2,407

Humus 1107,159 - 1107,159

Total 5054,412 3925,140 1129,272

8. Reaktor Asam Oksalat

Komponen Masuk (kg) Keluar (kg)

F17 F18 F19

Ca(OH)2 0,852 - -

CaC2O4 345,644 - -

Ca(CH3COO)2 0,412 - -

Ca(HCOO)2 0,339 - -

H2O 1,853 1630,242 1632,510

C2H2O4 - - 243,031

CH3COOH - - 0,313

HCOOH - - 0,240

H2SO4 - 319,527 53,255

CaSO4 - - 369,521

Total 349,100 1949,769 2298,869

2298,869

9. Filter Press

Komponen Masuk (kg) Keluar (kg)

F20 F21 F22

H2O 1632,510 1629,383 3,127

C2H2O4 243,031 242,565 0,465

CH3COOH 0,313 0,313 0,001

HCOOH 0,240 0,239 0,000

H2SO4 53,255 53,153 0,102

CaSO4 369,521 - 369,521

Total 2.298,869 373,217 1925,653

10. Evaporator

Komponen Masuk (kg) Keluar (kg)

F24 F25 F26

H2O 1629,383 1386,000 243,384

C2H2O4 242,565 - 242,565

CH3COOH 0,313 - 0,313

HCOOH 0,239 - 0,239

H2SO4 53,153 - 53,153

Total 1.925,653 1386,000 539,653

1.925,653

11. Kristalizer

Komponen Masuk (kg) Keluar (kg)

F27 Kristal (F28) Larutan (F28)

H2O 243,384 - 154,242

C2H2O4 242,565 - 19,712

Impurities 53,704 0,537 53,167

C2H2O4.2H2O - 311,994 -

Total 539,653 312,531 227,122

539,653 539,653

12. Centrifuge

Komponen

Masuk (kg) Keluar (kg)

F28 _F29

(kristal) F30 (larutan) Kristal Larutan Kristal Larutan Kristal Larutan

H2O - 154,242 - 4,245 - 149,997

C2H2O4 - 19,712 - 0,542 - 19,170

Impurities 0,537 53,167 0,532 1,463 0,005 51,704

Total 312,531 227,122 309,406 6,251 3,125 220,871

539,653 539,653

13.Ball Mill

Komponen Masuk (kg) Keluar (kg)

F31 F33 F32

C2H2O4.2H2O 309,406 3,125 312,531

H2O 4,245 0,043 4,288

Impurities 1,463 0,015 1,478

C2H2O4 0,542 0,005 0,548

Total 315,657 3,188 318,845

318,845

14.Vibrating Screen II

Komponen Masuk (kg) Keluar (kg)

F32 F34 F33

C2H2O4.2H2O 312,531 309,406 3,125

H2O 4,288 4,245 0,043

Impurities 1,478 1,463 0,015

C2H2O4 0,548 0,542 0,005

Total 318,845 315,657 3,188

BAB IV

NERACA ENERGI

Pra Rancangan Pabrik Asam Oksalat direncanakan beroprasi dengan kapasitas 2.500 ton/tahun. Setelah dilakukan perhitungan pada lampiran B maka didapatkan hasil perhitungan neraca energi pada tabel di bawah ini :

1. REAKTOR KALSIUM OKSALAT

Panas Masuk Jumlah Panas Keluar Jumlah

kkal/jam kkal/jam

Alang-Alang 3541,895 CaC2O4 7239,627

Ca(OH)2 2154,827 Ca(CH3COO)2 24086,182

O2 553,444 Ca(HCOO)2 14452,264

H2O 7463,533 H2O 146396,377

CO2 7525,230

Ca(OH)2 18733,663

Humus 31180,720

Jumlah 13713,699 Jumlah 249614,065

Q yang disuplai

3097612,038 Q loss 147505,335

steam ΔHr o25 2714206,338

Jumlah 3111325,738 Jumlah 3111325,738

2. TANGKI PENDINGIN

Panas Masuk Jumlah Panas Keluar Jumlah

kkal/jam kkal/jam

CaC2O4 7239,627 CaC2O4 991,730

Ca(CH3COO)2 24086,182 Ca(CH3COO)2 3299,477

Ca(HCOO)2 14452,264 Ca(HCOO)2 1979,762

Ca(OH)2 18733,663 Ca(OH)2 2566,255

H2O 146396,377 H2O 19333,537

Humus 31180,720 Humus 4268,507

Q yang diserap pendingin 197545,124

Jumlah 242088,835 Jumlah 242088,835 3. ROTARY VACUUM FILTER

Panas Masuk Jumlah Panas Keluar Jumlah

kkal/jam kkal/jam

H umpan 28824,311 H filtrat 26839,840

H air pencuci 431,579 H cake 974,835

Q loss 1441,216

Jumlah 29255,890 Jumlah 29255,890

4. REAKTOR ASAM OKSALAT

Panas masuk Jumlah (kkal/jam) Panas keluar Jumlah (kkal/jam)

H umpan 974,835 H produk 97635,412

H H2SO4 557,575 ΔH reaksi -27335,827

H H2O 8164,624 Q air pendingin -60602,552

Jumlah 9697,034 Jumlah 9697,034

5. COOLER

Panas masuk Jumlah (kkal/jam) Panas keluar Jumlah (kkal/jam)

H umpan 97635,412 H produk 54343,167

Q media pendingin 38410,475

Q loss 4881,771

Jumlah 97635,412 Jumlah 97635,412

6. FILTER PRESS

Panas masuk Jumlah (kkal/jam) Panas keluar Jumlah (kkal/jam)

H umpan 54343,167 H produk 49616,471

H Cake 2009,537

Jumlah 54343,167 Jumlah 54343,167

7. EVAPORATOR

Panas masuk Jumlah (kkal/jam) Panas keluar Jumlah (kkal/jam)

H umpan 49616,471 H produk 20571,982

Q Steam 841500,378 H Vapour 830473,421

Q loss 40071,447

Jumlah 891116,849 Jumlah 891116,849

8. COOLER II

Panas masuk Jumlah (kkal/jam) Panas keluar Jumlah (kkal/jam)

H umpan 20571,982 H produk 7996,464

Q media pendingin 12575,518

Jumlah 20571,982 Jumlah 20571,982

9. CRYZTALIZER

Panas masuk Jumlah (kkal/jam) Panas keluar Jumlah (kkal/jam)

H umpan 7996,464 H produk 1437,947

Q kristalisasi 36726,724 Q loss 399,823

Q media pendingin 42885,418

Jumlah 44723,188 Jumlah 44723,188

10. CENTIFUGE

Panas masuk Jumlah (kkal/jam) Panas keluar Jumlah (kkal/jam)

H umpan 1437,947 H cake 590,005

Q larutan 847,942

BAB V

SPESIFIKASI PERALATAN

5.1 Gudang Bahan Baku Alang-Alang (GB-01)

Fungsi : Untuk menyimpan bahan baku alang-alang.

Bentuk : Persegi panjang

Bahan Konstruksi : Beton

Kondisi Penyimpanan : Temperatur = 30 oC Tekanan = 1 atm Lama Persediaan : 3 hari

Kondisi Fisik : Panjang = 8 m

Lebar = 6 m

Tinggi = 8 m

5.2 Rotary Cutter Knife (RCK-01)

Fungsi : Memotong alang-alang yang berasal dari gudang. Bahan konstruksi : Carbon steel

Kondisi Operasi : Temperatur = 30 oC Tekanan = 1 atm

Power : 2,5 Hp

5.3 Tangki Penampung Alang-Alang (TP-01)

Fungsi : Menampung alang-alang setelah dipotong-potong.

Bentuk : Horizontal Silinder

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 Grade C Kondisi Operasi : Temperatur = 30 oC

Tekanan = 1 atm Waktu Tinggal : 4 jam

Kondisi Fisik : Diameter = 6 ft Tinggi = 8,351 ft

5.4 Belt Conveyer (BC-01)

Fungsi : Mengankut alang-alang dari TP-01 ke reaktor kalsium oksalat

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 Grade C Kondisi Operasi : Temperatur = 30 oC

Tekanan = 1 atm Kondisi Fisik : Panjang belt = 10,198 m

Power : 3 Hp

5.5 Tangki Penampung Ca(OH)2 (TP-02)

Fungsi : Menampung larutan Ca(OH)2 50 %

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 Grade C

Bentuk : Silinder Tegak dengan tutup atas dan bawah datar. Kondisi Operasi : Temperatur = 30 oC

Tekanan = 1 atm Waktu Tinggal : 4 jam

Kondisi Fisik : Diameter = 6 ft Tinggi = 8,5 ft

5.6 Tangki Oksigen (TP-03)

Fungsi : Menyimpan Oksigen

Bahan konstruksi : Stainless Stell SA-240 Grade M

Bentuk : Silinder Tegak dengan tutup atas dan bawah standart dished head.

Waktu tinggal : 6 jam

Kondisi Fisik : Diameter = 5 ft Tinggi = 9,5 ft

Fungsi : Mereaksikan antara alang-alang dengan Ca(OH)2

50% .

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-283 Grade C

Bentuk : Silinder Tegak dengan tutup atas dan bawah Torispherical.

Kondisi Operasi : Temperatur = 98 oC Tekanan = 1 atm Waktu tinggal : 1 jam

Kondisi Fisik : Diameter = 6 ft Tinggi = 11 ft

Power : ¼ Hp

5.8 Screw Conveyer (SC-01)

Fungsi : Mengangkut produk dari reactor kalsium oksalat ke bucket elevator.

Tipe : Plain spouts or chuter

Kondisi Operasi : Temperatur = 30 oC Tekanan = 1 atm

Kondisi Fisik : Diameter pipa = 2 1/2 in Diameter Shaft = 2 in Diameter flights = 10 in Ukuran lumps = 1 1/2

Kecepatan : 55 rpm

Power : 7 Hp

5.9 Bucket Elevator (BE-01)

Fungsi : Mengangkut bahan dari screw conveyer ke tangki

pendingin.

Tipe : Plain spouts or chuter

Kondisi Operasi : Temperatur = 30 oC Tekanan = 1 atm

Kondisi Fisik : Elevasi Center = 25 ft

Ukuran Bucket = 8 x 5 ½ x 7 ¾ in

Head Shaft : 28 rpm

Power : 1 Hp

5.10 Tangki Pendingin(TP-04)

Fungsi : Mendinginkan Produk dari reactor kalsium

oksalat.

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 Grade C

Bentuk : Horizontal Silinder

Kondisi Operasi : Temperatur = 35 oC Tekanan = 1 atm Kondisi Fisik : Diameter = 6 ft

Tinggi = 8,2 ft

5.11 Screw Conveyer (SC-02)

Fungsi : Mengangkut produk dari tangki pendingin ke vibrating screen.

Tipe : Plain spouts or chuter

Kondisi Operasi : Temperatur = 35 oC Tekanan = 1 atm

Kondisi Fisik : Diameter pipa = 2 1/2 in Diameter Shaft = 2 in Diameter flights = 10 in Ukuran lumps = 2 1/2 in

Kecepatan : 55 rpm

Power : 7 Hp

5.12 Vibrating Screen (VS-01)

Fungsi : Memisahkan hasil reaksi dari reaktor kalsium oksalat dengan humus.

Kondisi Operasi : Temperatur = 35 oC Tekanan = 1 atm Kondisi Fisik : Panjang = 1 ft

Lebar = 1 ft

Power : 5 Hp

5.13 Screw Conveyer (SC-03)

Fungsi : Mengangkut cake dari vibrating screen ke rotary vacuum filter

Tipe : Plain spouts or chuter

Kondisi Operasi : Temperatur = 35 oC Tekanan = 1 atm

Kondisi Fisik : Diameter pipa = 2 1/2 in Diameter Shaft = 2 in Diameter flights =9 in Ukuran lumps = 2 1/4

Kecepatan : 40 rpm

Power : 5 Hp

5.14 Rotary Vacuum Filter (RVF-01)

Fungsi : Memisahkan antara CaC2O4 dengan filtrate

(CH3COO)2Ca, (HCOO)2Ca, Ca(OH)2, H2O

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-283 Grade C

Bentuk : Silinder Tegak dengan tutup atas dan bawah Torispherical.

Kondisi Operasi : Temperatur = 30 oC Tekanan = 0,6 atm Kondisi Fisik : Diameter = 1,43 ft

Tinggi = 2,87 ft

Fungsi : Mengangkut cake dari RVF-01 ke reactor asam oksalat.

Tipe : Plain spouts or chuter

Kondisi Operasi : Temperatur = 30 oC Tekanan = 1 atm Kondisi Fisik : Elevasi Center = 25 ft

Ukuran Bucket = 8 x 5 ½ x 7 3/4

Head Shaft : 28 rpm

Power : 1 Hp

5.16 Tangki Penampung H2SO4 (TP-05)

Fungsi : Menampung larutan asam sulfat.

Bahan konstruksi : Stainless steel SA-240 Grade M

Bentuk : Silinder tegak dengan tutup alas dan bawah standart dished heads

Kondisi Operasi : Temperatur = 30 oC Tekanan = 1 atm Kondisi Fisik : Diameter = 4 ft

Tinggi = 6 ft

5.17 Reaktor Asam Oksalat(R-02)

Fungsi : Mereaksikan CaC2O4 dengan larutan H2SO4 4 N

Bahan konstruksi : Stainless steel SA-240 Grade M

Bentuk : Silinder tegak dengan tutup alas dan bawah standart dished heads

Kondisi Operasi : Temperatur = 80 oC Tekanan = 1 atm Kondisi Fisik : Diameter = 5,5 ft

Tinggi = 10 ft

Fungsi : Mendinginkan produk dari reaktor asam oksalat Bahan konstruksi : Stell Pipa

Jenis : 2-4 shell and tube exchanger.

Dipakai : 1 in OD tube 12 BWG, panjang 16 ft

Fluida Panas

Temperatur Awal (T1) : 80 oC

Temperatur akhir (T2) : 55 oC

Fluida dingin

Temperatur Awal (t1) : 25 oC

Temperatur akhir (t2) : 45 oC

5.19 Filter Press(FP-01)

Fungsi : Memisahkan antara gypsum (cake) dengan filtrat, Bentuk : Horizontal plate and frame filter press.

Kondisi Operasi : Temperatur = 54,614 oC Tekanan = 1 atm Waktu Filtrasi= 30 menit

5.20 Bak Penampung (BP-01)

Fungsi : Untuk menampung filrat dari filter press.

Bentuk : Persegi panjang

Bahan : Beton

Waktu tinggal : 2 jam

Kondisi Fisik : Panjang : 4,13 ft Lebar : 2,75 ft Tinggi : 1,38 ft

5.21 Pompa (P-01)

Fungsi : Memopakan larutan dari bak penampung (BP-01) ke Evaporator.

Tipe : Centifugal pump

Kondisi Operasi : Temperatur = 54,614 oC Tekanan = 1 atm Kondisi Fisik : Panjang pipa lurus : 14 m

Tinggi : 9,8 m

Diameter (OD) : 0,07 m Kecepatan aliran : 2,8 ft/s

Power : 1/4 Hp

5.22 Evaporator (EV-01)

Fungsi : Memekatkan filtrat asam oksalat.

Bentuk : Short tube evaporator dengan tutup atas dan bawah berbentuk dished head.

Jenis : 1-2 shell and tube exchanger.

Dipakai : ½ in OD tube 20 BWG, panjang 12 ft

Jumlah tube : 115 buah

Fluida Panas

Temperatur Awal (T1) : 148 oC (g)

Temperatur akhir (T2) : 148 oC (l)

Fluida dingin

Temperatur Awal (t1) : 55 oC

Temperatur akhir (t2) : 100 oC

Kondisi Fisik : Diameter : 4,5 ft

Tinggi : 8 ft

5.23 Cooler(C-02)

Fungsi : Mendinginkan larutan asam oksalat dari 100oC ke 55oC

Jenis : 2-4 shell and tube exchanger.

Dipakai : 1/2 in OD tube 12 BWG, panjang 16 ft

Fluida Panas

Temperatur Awal (T1) : 100 oC

Temperatur akhir (T2) : 55 oC

Fluida dingin

Temperatur Awal (t1) : 25 oC

Temperatur akhir (t2) : 45 oC 5.24 Kristalizer (K-01)

Fungsi : Mengkristalkan larutan asam oksalat.

Jenis : Swenson Walker

Waktu tinggal : 12 jam

Fluida Panas

Temperatur Awal (T1) : 55oC

Temperatur akhir (T2) : 30 oC

Fluida dingin

Temperatur Awal (t1) : 25 oC

Temperatur akhir (t2) : 45 oC

Kondisi fisik : Diameter : 6 ft

tinggi : 10 ft

5.25 Centrifuge(CF-01)

Fungsi : Memisahkan Kristal asam oksalat dengan

filtratnya.

Waktu tinggal : 1 jam

Kecepatan : 7500 rpm

Kondisi Fisik : diameter bowl : 13 in Diameter disk : 9,5 in Jumlah disk : 107 buah

5.26 Bak Penampung (BP-02)

Fungsi : Untuk menampung filrat dari centifuge.

Bentuk : Persegi panjang

Bahan : Beton

Waktu tinggal : 2 jam

Kondisi Fisik : Panjang : 2 ft Lebar : 1,5 ft Tinggi : 0,64 ft

5.27 Screw Conveyer (SC-04)

Fungsi : Mengangkut Kristal asam oksalat ke ball mill

Tipe : Plain spouts or chuter

Kondisi Operasi : Temperatur = 30 oC Tekanan = 1 atm

Kondisi Fisik : Diameter pipa = 2,5 in Diameter Shaft =2 in Diameter flights = 9 in Ukuran lumps = 1 1/2 in

Kecepatan : 40 rpm

Power : 5 Hp

5.28 Ball Mill (BM-01)

Fungsi : Menghaluskan Kristal asam oksalat dengan

ukuran 200 mesh.

Tipe : Continious ball mill no 200

Kapasitas maksimal : 14 ton/jam

Kecepatan : 35 rpm

Kondisi Fisik : Panjang : 4 ft Lebar : 3 ft

5.29 Vibrating Screen (VS-02)

Fungsi : Memisahkan asam oksalat yang sesuai sepsifikasi dengan yang tidak

Tipe : High Speed Vibrating Screen.

Kondisi Operasi : Temperatur = 30 oC Tekanan = 1 atm Kondisi Fisik : Panjang = 3,241 ft

Lebar = 3,241 ft

Power : 5 Hp

5.30 Bak Penampung (BP-03)

Fungsi : Untuk menampung Kristal asam oksalat

Bentuk : Persegi panjang

Bahan : Beton

Waktu tinggal : 3 jam

Kondisi Fisik : Panjang : 1,96 ft Lebar : 1,31 ft Tinggi : 0,65 ft

5.31 Screw Conveyer (SC-05)

Fungsi : Mengangkut Kristal asam oksalat ke ball mill

Tipe : Plain spouts or chuter

Kondisi Operasi : Temperatur = 30 oC Tekanan = 1 atm

Kondisi Fisik : Diameter pipa = 2 1/2 in Diameter Shaft = 2 in Diameter flights = 9 in Ukuran lumps = 1 1/2

Kecepatan : 40 rpm

Power : 5 Hp

5.32 Gudang Penyimpan Produki (GB-02)

Fungsi : Untuk menyimpan kristal asam oksalat.

Bentuk : Persegi panjang

Bahan Konstruksi : Beton

Kondisi Penyimpanan : Temperatur = 30 oC Tekanan = 1 atm Lama Persediaan : 3 hari

Kondisi Fisik : Panjang = 12 m

Lebar = 8 m

BAB VI

INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

6.1 Instrumentasi

Untuk mengatur dan mengendalikan kondisi operasi peralatan sehingga didapatkan produk sesuai dengan yang diharapkan maka diperlukan adanya alat kontrol dan instrumentasi. Instrumentasi ini dapat merupakan suatu petunjuk (indicator), suatu perekam (recorder) atau suatu pengontrol (controller). Dalam industri kimia banyak variabel proses yang perlu dikontrol seperti temperatur, tekanan, ketinggian cairan, dan kecepatan alir.

Pada perancangan pabrik asam oksalat dihidrat ini instrumen yang digunakan berupa alat kontrol otomatis dan manual. Hal ini tergantung dari sistem peralatan dan faktor pertimbangan teknis dan ekonomisnya.

Dengan penggunaan alat-alat kontrol ini diharapkan tercapai hal-hal sebagai berikut :

1. Dapat menjaga variabel proses pada operasi yang dikehendaki. 2. Laju produksi dapat diatur dalam batas-batas yang aman. 3. Kualitas produksi lebih terjamin.

4. Membantu mempermudah pengoperasian suatu alat.

5. Kondisi-kondisi yang berbahaya dapat diketahui secara dini melalui alarm peringatan sehingga lebih terjamin keselamatan kerja.

6. Efesiensi akan lebih meningkat.

Beberapa alat kontrol atau instrumen yang digunakan pada pabrik asam oksalat dihidrat ini adalah sebagai berikut :

1. Speed Controller (SC)

Fungsi : untuk mengatur kecepatan motor penggerak alat angkut bahan padatan mengumpankan bahan padatan ke dalam peralatan proses.

2. Temperature Controller (TC)

Fungsi : untuk mengatur, mengontrol dan mengendalikan temperatur operasi. 3. Flowrate Controller (FC)

Fungsi : untuk mengontrol laju alir bahan ke dalam suatu peralatan proses.

4. Feed Ratio Controller (FRC)

Fungsi : untuk mengontrol perbandingan laju alir bahan ke dalam suatu peralatan proses.

Tabel. 6.1. Alat Instrumentasi yang Digunakan

No Nama Peralatan Kode Alat Instrumentasi Parameter

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24.

Rotary Cutter Knife Belt Conveyor

Tangki Penampung Ca(OH)2

Tangki Oksigen

Reaktor Kalsium Oksalat Screw Conveyer Bucket Elevator Tangki Pendingin Screw Conveyer Vibrating Screen Screw Conveyer Rotary Vacuum Filter Bucket Elevator

Tangki Penampung H2SO4

Reaktor Asam Oksalat Filter Press Pompa Evaporator Kristalizer Centrifuge Screw Conveyer Ball Mill

Vibrating Screen II Screw Conveyer RCF-01 BC-01 TP-02 TP-03 R-01 SC-01 BE-01 TP-04 SC-02 VS-01 SC-03 RVF-01 BE-02 TP-05 R-02 FP-01 P-01 EV-01 K-01 CF-01 SC-04 BM-01 VS-02 SC-05 SC SC FC FC TC SC SC TC SC SC SC FC SC FC TC FC FC TC TC SC SC SC SC SC Kecepatan motor Kecepatan motor Laju Alir Laju alir Temperatur Kecepatan motor Kecepatan motor Temperatur Kecepatan motor Kecepatan motor Kecepatan Motor Laju Alir Kecepatan motor Laju alir Temperatur Laju alir Laju Alir Temperatur Temperatur Kecepatan motor Kecepatan motor Kecepatan motor Kecepatan motor Kecepatan motor

6.2 Keselamatan Kerja

Memasuki era globalisasi, Indonesia ditantang untuk memasuki perdagangan bebas sehingga jumlah tenaga kerja yang berkiprah disektor industri akan bertambah sejalan dengan pertambahan industri. Dengan pertambahan tersebut, maka konsekuensi permasalahan industri juga semakin kompleks, termasuk masalah keselamatan dan kesehatan kerja (K3).

Kemajuan teknologi dan perubahan struktur ekonomi akan menuntut perubahan pola pikir dan perilaku masyarakat, sikap dan disiplin kerja, lingkungan dan kondisi kerja. Demikian juga dalam menghadapi resiko kerja, perlu kerjasama yang baik antara pengusaha, karyawan dan semua pihak yang terkait dalam proses produksi.

Unsur Keselamatan dan Kesehatan Kerja (K3) merupakan salah satu aspek

yang mendapat perhatian dalam pembangunan ketenagakerjaan. Dijelaskan dalam Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 23 tahun 1992, pasal 23 (ayat 1) bahwa kesehatan kerja diselenggarakan agar setiap pekerja dapat bekerja secara sehat tanpa membahayakan diri sendiri dan masyarakat sekelilingnya, agar diperoleh produktivitas kerja yang optimal sejalan dengan program perlindungan tenaga kerja.

Berkaitan dengan itu, pemerintah mendorong pelaksanaan program keselamatan dan kesehatan kerja di perusahaan-perusahaan industri serta mengusahakan agar keselamatan dan kesehatan kerja dapat menjadi naluri dan budaya masyarakat. Berbagai upaya untuk menciptakan K3 telah dilakukan, antara

lain melalui perundang-undangan seperti Undang-Undang Keselamatan Kerja Nomor 1 Tahun 1970 yang mewajibkan setiap perusahaan melaksanakan usaha-usaha keselamatan dan kesehatan kerja, juga melalui kampanye K3 sejak bulan

Januari 1993, pembentukan P2K3 (Panitia Pembina Keselamatan dan Kesehatan

Kerja) disetiap perusahaan, penyediaan alat-alat pengaman dan peralatan K3,

pengadaan tenaga ahli K3 dan sebagainya. Apabila keselamatan kerja diperhatikan

dan dilaksanakan dengan baik maka dampaknya adalah para pekerja dapat bekerja dengan perasaan aman, sehingga meningkatkan efisiensi kerja.

disebabkan karena kecelakaan mesin-mesin pabrik, kebocoran bahan-bahan yang berbahaya, peledakan, kebakaran. Usaha untuk mengurangi dan mencegah terjadinya bahaya yang timbul di dalam pabrik antara lain :

1. Bangunan Pabrik

Bangunan pabrik meliputi gedung maupun unit peralatan :

a. Konstruksi gedung harus mendapat perhatian yang cukup besar.

b. Perlu memperhatikan kelengkapan peralatan penunjang untuk pengamanan terhadap bahaya alamiah, seperti untuk bangunan yang tinggi dipasangkan penangkal petir, bahaya alamiah lain seperti angin dan gempa. Oleh karena itu perusahaan bekerja sama dengan pemerintah setempat dalam hal ini Badan Metereologi dan Geofisika agar dapat mengetahui lebih awal tentang bahaya alamiah tersebut.

2. Ventilasi

Pada ruang proses maupun ruang lainnya, pertukaran udara diusahakan berjalan baik sehingga dapat memberikan kesegaran kepada karyawan serta dapat menghindari gangguan pernapasan.

3. Perpipaan

Jalur proses yang terletak di atas tanah lebih baik dibandingkan yang letaknya dibawah permukaan tanah, karena hal tersebut akan mempermudah pendeteksian terjadinya kebocoran.

4. Alat-alat penggerak

Peralatan yang bergerak hendaknya ditempatkan pada tempat yang tertutup. Hal ini untuk mempermudah penanganan dan perbaikan serta menjaga keamanan dan keselamatan para pekerja.

5. Listrik

Pada pengoperasian maupun perbaikan instalasi listrik hendaknya selalu menggunakan alat pengaman yang telah disediakan. Dengan demikian para pekerja dapat terjamin keselamatannya. Hal-hal yang perlu diperhatikan adalah sebagai berikut :

a. Keselamatan listrik di bawah tanah sebaiknya diberi tanda-tanda tertentu. b. Sebaiknya disediakan pembangkit tenaga cadangan.

c. Semua bagian pabrik harus diberi penerangan yang cukup.

d. Distribusi beban harus seimbang antara bagian yang satu dengan yang lain. 6. Pencegahan kebakaran dan penanggulangan bahaya kebakaran.

Penyebab kebakaran dapat berupa :

a. Kemungkinan terjadinya nyala terbuka yang datang dari unit utilitas, workshop, laboratorium dan unit proses lainnya.

b. Terjadinya loncatan bunga api pada sekitar workshop dan stop kontak serta pada alat lainnya.

c. Gangguan peralatan utilitas seperti pada combustion chamber boiler. Cara mengatasi bahaya kebakaran meliputi :

1) Pencegahan bahaya kebakaran.

a. Penempatan alat-alat utilitas yang cukup jauh dari power plant tetapi praktis dari unit proses.

b. Bangunan seperti workshop, laboratorium, dan kantor sebaiknya diletakkan agak jauh dari unit proses.

c. Pemasangan isolasi yang baik pada seluruh kabel transmisi yang ada. d. Diberi tanda-tanda larangan suatu tindakan yang dapat mengakibatkan

kebakaran seperti tanda larangan merokok. 2) Pengamanan dan pengontrolan kebakaran.

Apabila terjadi kebakaran api harus dilokalisir, harus dapat diketahui kemungkinan apa saja yang dapat terjadi dan bagaimana cara mengatasi. Dimana letak dari pemadam kebakaran ini sesuai dengan tata letak pabrik yaitu dekat dengan bengkel, daerah bahan baku, serta daerah utilitas.

7. Karyawan

Karyawan terutama karyawan proses perlu diberikan bimbingan, pengarahan ataupun pendidikan dan latihan, studi banding serta kursus agar dapat melaksanakan tugasnya yaitu dimana karyawan tersebut ditempatkan sesuai dengan keahlian dan latar belakang pendidikan ataupun pengalaman mereka sehingga dengan pertimbangan itu karyawan bekerja dengan tidak membahayakan keselamatan jiwa maupun keselamatan orang lain.

Pemakaian alat pengaman kerja pada pabrik asam oksalat yaitu berupa Alat Pelindung Diri (APD). Perlindungan tenaga kerja melalui usaha-usaha teknis pengaman tempat, peralatan dan lingkungan kerja adalah sangat perlu diutamakan. Namun kadang-kadang keadaan bahaya masih belum dapat dikendalikan

sepenuhnya sehingga perlu digunakan alat pelindung diri.

Penggunaan alat pelindung diri merupakan salah satu upaya mencegah terjadinya kecelakaan kerja sebab telah diketahui bahwa pengguna pelindung diri sangat berperan menciptakan keselamatan ditempat kerja. Bila alat-alat proteksi diri tidak memadai atau tenaga kerja tidak memakainya sama sekali karena mereka lebih senang tanpa pelindung, akibatnya mungkin terjadi kecelakaan pada kepala, mata, kaki, dan lain-lain.

Alat-alat pelindung diri yang digunakan pada pabrik asam oksalat dihidrat ini sebagai berikut :

1. Pakaian kerja

Pakaian kerja merupakan alat pelindung terhadap bahaya-bahaya kecelakaan. Untuk itu, perusahaan menyediakan jenis pakaian kerja yang cocok. Pakaian kerja mungkin cepat rusak oleh karena sifat pekerjaan yang berat, keadaan udara lembab dan pekerjaan penuh kotoran. Pakaian tenaga kerja pria yang bekerja melayani mesin seharusnya berlengan pendek, pas atau tidak longgar pada dada atau punggung, tidak berdasi dan tidak ada lipatan-lipatan yang mungkin mendatangkan bahaya.

2. Kacamata

Salah satu masalah tersulit dalam pencegahan kecelakaan adalah pencegahan yang menimpa mata. Kecelakaan mata berbeda-beda sehingga jenis kacamata pelindung yang digunakan juga beragam. Banyak pekerja yang enggan menggunakan alat pelindung tersebut dengan alasan mengganggu pelaksanaan pekerjaan dan mengurangi kenikmatan kerja. Tenaga kerja yang berpandangan bahwa resiko kecelakaan terhadap mata adalah besar akan memakainya dengan kesadaran sendiri. Sebaliknya, jika mereka merasa bahwa bahaya itu kecil, mereka tidak akan menggunakannya.

3. Sepatu pengaman

Sepatu pengaman seharusnya dapat melindungi tenaga kerja terhadap kecelakaan-kecelakaan yang disebabkan oleh bahan-bahan berat yang menimpah kaki seperti paku atau benda tajam lainnya yang mungkin terinjak. Selain itu sepatu pengaman juga harus bisa melindungi kaki dari bahaya terbakar karena logam cair dan bahan kimia korosif lainnya, juga kemungkinan tersandung atau tergelincir. Biasanya sepatu kulit yang kuat dan baik cukup memberikan perlindungan

4. Sarung tangan

Fungsinya melindungi tangan dan jari-jari dari api panas dingin, radiasi elekrtomagnetik dan radiasi mengion, listrik, bahan kimia, benturan dan pukulan, luka dan lecet, infeksi dan bahaya-bahaya lainnya yang bisa menimpa tangan jenis sarung tangan yang dipakai tergantung dari tingkat kecelakaan yang akan dicegah yang penting jari dan tangan harus bebas bergerak.

5. Helm pengaman

Helm pengaman harus dipakai tenaga kerja yang mungkin tertimpa benda jatuh atau melayang atau benda-benda lain yang bergerak. Di Indonesia sudah ada SNI helm pengaman ini, namun demikian helm pengaman tersebut selayaknya cukup keras dan kokoh tetapi tetap ringan sehingga tidak menggangu pekerjaan. Bahan plastik dengan lapisan kain cocok untuk keperluan ini.

6. Pelindung telinga

Telinga harus dilindungi dari kebisingan. Perlindungan kebisingan dilakukan dengan sumbat atau tutup telinga.

7. Masker

Paru-paru harus dilindungi dari udara tercemar atau kemungkinan kekurangan oksigen dalam udara. Bahan-bahan pencemar dapat berbentuk gas, uap logam, kabut dan debu yang bersifat racun. Sedangkan kekurangan oksigen

mungkin terjadi ditempat-tempat yang pengudaraannya buruk seperti tangki atau pada areal boiler.

Tabel. 6.2 Alat Pengaman yang Digunakan

No Nama Alat Pengaman Pekerja yang Dilindungi

1. Masker Petugas yang bekerja pada areal proses dan

laboratorium, boiler dan bengkel

2. Helm pengaman Petugas yang bekerja pada areal proses dan bengkel.

3. Sepatu pengaman Petugas yang bekerja pada areal proses dan bengkel.

4. Sarung tangan Petugas yang bekerja pada areal proses, bengkel dan Laboratorium

5. Hydrant

Petugas yang bekerja pada tempat bahan baku, daerah bahan bakar, areal proses, dan gudang.

6. Pakaian Kerja Petugas yang bekerja pada Laboratorium,

area proses pabrik dan Bengkel

7. Kacamata Petugas yang bekerja pada Bengkel

8. Pelindung telinga Petugas yang bekerja pada areal proses

9. Safety Belt Petugas yang bekerja untuk perbaikan alat

BAB VII

UTILITAS

Unit utilitas merupakan salah satu bagian paling penting untuk menunjang jalannya proses dalam suatu industri kimia. Pada pra rancangan pabrik asam oksalat ini, digunakan utilitas yang terdiri dari unit-unit :

1. Unit Penyedian Uap (Steam) 2. Unit Penyediaan Air

3. Unit Pembangkit Tenaga Listrik 4. Unit Penyediaan Bahan Bakar 5. Unit Pengolahan Limbah

7.1 Unit Penyediaan Uap (Steam)

Penyediaan steam untuk pabrik dihasilkan oleh boiler. Air umpan boiler terlebih dahulu diolah melalui unit pengolahan air (water treatment) untuk memenuhi syarat sebagai air ketel, sehingga pembentukan kerak dan korosi pada boiler dapat dihindari.

Air umpan boiler mempunyai syarat sebagai berikut : (Tabel 9-53 Perry and Green)

a. Total padatan (Total dissolved solid) : 3500 ppm

b. Alkalinitas : 700 ppm

c. Padatan terlarut : 300 ppm

d. Silika : 60 – 100 ppm

e. Besi : 0,1 ppm

f. Tembaga : 0,5 ppm

g. Oksigen : 0,007 ppm

h. Kesadahan : 0 ppm

i. Kekeruhan : 175 ppm

j. Minyak : 7 ppm

% Kapasitas Biaya tetap Biaya variabel Total biaya produksi

0,00 33.936.364.403,16 0,00 33.936.364.403,16

10,00 33.936.364.403,16 16.240.489.668,32 50.176.854.071,48

20,00 33.936.364.403,16 32.480.979.336,63 66.417.343.739,79

30,00 33.936.364.403,16 48.721.469.004,95 82.657.833.408,11

40,00 33.936.364.403,16 64.961.958.673,27 98.898.323.076,43

50,00 33.936.364.403,16 81.202.448.341,58 115.138.812.744,74

60,00 33.936.364.403,16 97.442.938.009,90 131.379.302.413,06

70,00 33.936.364.403,16 113.683.427.678,22 147.619.792.081,38

80,00 33.936.364.403,16 129.923.917.346,53 163.860.281.749,69

90,00 33.936.364.403,16 146.164.407.014,85 180.100.771.418,01

100,00 33.936.364.403,16 162.404.896.683,17 196.341.261.086,33

0 50.000.000.000 100.000.000.000 150.000.000.000 200.000.000.000 250.000.000.000 300.000.000.000 350.000.000.000

0 15 30 45 60 75 90 105

Har

g

a

(R

p

)

Kapasitas produksi (%)

Biaya tetap Biaya variabel Total biaya produksi Penjualan

Garis BEP

Penjualan

0,00 28.853.047.636,23 57.706.095.272,47 86.559.142.908,70 115.412.190.544,94 144.265.238.181,17 173.118.285.817,40 201.971.333.453,64 230.824.381.089,87 259.677.428.726,10 288.530.476.362,34

IRR

Thn Laba sebelum pajak Pajak Laba Sesudah pajak Depresiasi

0 - - -

-1 85.876.238.906 25.710.371.672 60.165.867.234 6.407.267.197

2 94.463.862.797 28.339.158.839 66.124.703.958 6.407.267.197

3 103.910.249.076 31.173.074.723 72.737.174.353 6.407.267.197

4 114.301.273.984 34.290.382.195 80.010.891.789 6.407.267.197

5 125.731.401.382 37.719.420.415 88.011.980.968 6.407.267.197

6 138.304.541.521 41.491.362.456 96.813.179.064 6.407.267.197

7 152.134.995.673 45.640.498.702 106.494.496.971 6.407.267.197

8 167.348.495.240 50.204.548.572 117.143.946.668 6.407.267.197

9 184.083.344.764 55.225.003.429 128.858.341.335 6.407.267.197

10 202.491.679.240 60.747.503.772 141.744.175.468 6.407.267.197

IRR 46,57

Net Cash Flow P/F pada i

= 40% PV pada i = 50%

P/F pada

i =50% PV pada i = 60%

-170.483.654.397 1 -170.483.654.397 1 -170.483.654.397

66.573.134.431

0,7143 47.553.189.924 0,6667 44.384.308.725

72.531.971.155

0,5102 37.005.811.683 0,4444 32.233.207.981

79.144.441.550

0,3644 28.840.234.501 0,2963 23.450.498.031

86.418.158.986

0,2603 22.494.646.784 0,1975 17.067.586.400

94.419.248.165

0,1859 17.552.538.234 0,1317 12.435.014.983

103.220.446.261

0,1328 13.707.675.264 0,0878 9.062.755.182

112.901.764.168

0,0949 10.714.377.420 0,0585 6.604.753.204

123.551.213.865

0,0678 8.376.772.300 0,0390 4.818.497.341

135.265.608.532

0,0484 6.546.855.453 0,0260 3.516.905.822

148.151.442.665

0,0346 5.126.039.916 0,0173 2.563.019.958

TK-01

5 1

Unit Asam Asetat WP SC CTWR RC-01 BP-01 BC-01 1 30 3 30 1 BE-02 TK-03 FP-01 EV-01 C-02 CF-01 BP-02 SC-04 SC-05 FC STEAM CWT FC G-01 BP-03 22 ALIRAN MASSA NO KETERANGAN TEMPERATUR ( oC )

FC TC 1 2 3 4 5 TEMPERATUR CONTROLLER FLOW CONTROLLER SIMBOL 9 10 CWT WP STEAM SC

CTWR COOLING WATER RETURN (TOWER)

NO SIMBOL KETERANGAN 8 7 6 STEAM CONDENSATE WATER PROCESS STEAM

COOLING WATER TOWER

K-01

SC-01 SC-02 VS-01

RV-01 BE-01

UTILITAS

25 CF-01 Centrifuge 1

23 C-02 Cooler 1

22 EV-01 Evaporapor 1

21 P-01 Pompa 1

20 BP-01 Bak Penampung 1

1 12 11 11

1 12 11 11

1 12 11 11

1 12 11 11

1 12 11 11

1 12 11 11

1 12 11 11

1 12 11 11

1 12 11 11

1 12 11 11

18 C-01 Cooler 1

19 FP-01 Ftlter Prees 1

1 12 11 11

16 TP-03 Tangki Penampung H2SO4 1 17 R-02 Reaktor Asam Oksalat 1

15 BE-02 Bucket Elevator 1 14 RVF-01 Rotary Vacuum Filter 1 13 SC-03 Screw Conveyor 1 12 VS-01 Vibrating Screen 1 11 SC-02 Screw Conveyor 1 10 TP-01 Tangki Pendingin 1 9 BC-01 Bucket Conveyor 1 8 SC-01 Screw Conveyor 1 7 R-01 Reaktor Kalsium Oksalat 1 6 TK-02 Tangki Penampung Oksigen 1 5 TK-01 Tangki Penampung Ca(OH)2 50% 1 4 BC-01 Belt Conveyor 1 3 BP-01 Tangki Penampung Alang-alang 1 2 RC-01 Rotary Cutter Knife 1 30 BP-03 Bak Penampung 1 29 VS-02 Vibrating Screen 1 28 BM-01 Ball Mill 1 27 SC-04 Screw Conveyor 1

1 G-01 Gudang Bahan Baku 1 No KODE KETERANGAN JUMLAH 26 BP-02 Bak Penampung 1 24 K-01 Kristalizer 1

SC-03

CasO4 (Gypsum)

BP-01 P-01 Humus VS-02 G-02 C-01 BM-01 TK-02 R-01

32 G-02 Gudang Produk 1 31 SC-05 Screw Conveyor 1

TEKANAN (Atm)

FC

TP-01

9981

6301 11351 13351

12351

1734,61

1634,61

15251

1 1830

19801

20551

2154,61

54,6

251001

261001

27551

28301

30301

29 301

33301

32301

34301

R-02 FC

FC

TC

2301

1

1

30

7981

8

1

98

10351

14 1 35 23 1 54 ,6

2454,61

31301

TC TC

FC

FC

TC

PRA RANCANGAN PABRIK ASAM OKSALAT DARI

ALANG-ALANG DENGAN METODE PELEBURAN ALKALI

Skala : Tanpa Skala

Nama : R. Dennie. A. Pohan NIM: 120425009 Nama : Dr. Ir. Iriany, MSi NIP : 19640613 199003 2 001 Diperiksa / Disetujui

Digambar

Tanggal Tanda Tangan

DIAGRAM ALIR PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN ASAM OKSALAT DARI ALANG-ALANG DENGAN METODE PELEBURAN ALKALI DENGAN

KAPASITAS 2.500 TON/TAHUN

PROGRAM STUDI EKSTENSI TEKNIK KIMIA DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

3301

Komponen 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

Selulosa 879,846 879,846 879,846 879,846

Abu 107,696 107,696 107,696 107,696

Silika 71,532 71,532 71,532 71,532

Lignin 360,045 360,045 360,045 360,045

Pentosan 567,886 567,886 567,886 567,886

Ca(OH)2 1490,254 887,397 887,397 887,397 887,397 882,419 4,978 882,419 881,567 0,852

O2 564,839

CaC2O4 347,594 347,594 347,594 347,594 347,594 345,644 1,950 345,644 345,644

Ca(CH3COO)2 429,061 429,061 429,061 429,061 429,061 427,111 1,950 427,111 426,698 0,412

Ca(HCOO)2 353,025 353,025 353,025 353,025 353,025 350,618 2,407 350,618 350,279 350,279

H2O 1490,254 1930,177 1930,177 1930,177 1930,177 1930,177 1919,349 10,828 1919,349 86,411 2003,907 1,853 1630,242 1632,510 1632,510 1629,383 3,127 1629,383 1629,383 1386,000 243,384 243,384 154,242 4,245 149,997 4,245 4,288 0,043 4,245

CO2 477,941

Humus 1107,159 1107,159 1107,159 1107,159 1107,159 1107,159

C2H2O4 243,031 243,031 242,565 0,465 242,565 242,565 242,565 242,565 19,712 0,542 19,170 0,542 0,548 0,005 0,542

CH3COOH 0,313 0,313 0,001 0,001 0,001 0,001 0,313

HCOOH 0,240 0,240 0,239 0,000 0,239 0,239 0,239

CaSO4 369,521 369,521 369,521

H2SO4 319,527 53,255 53,255 53,153 0,102 53,153 53,153 53,153

Impuritis 53,704 53,704 1,995 51,709 1,995 1,478 0,015 1,463

C2H2O4.2H2O 311,994 308,874 3,120 308,874 312,531 3,125 309,406

1987,006 1987,006 1987,006 1987,006 2980,508 564,839 5532,353 4167,016 5054,412 5054,412 5054,412 3925,140 1129,272 3925,140 86,411 3662,451 699,041 1949,769 2298,869 2298,869 1925,341 373,217 1925,341 1925,341 1386,000 539,653 539,653 539,653 315,657 223,996 315,657 318,845 3,188 315,657

PU-01 BP-01

CL PU-03

PU-04 SF PU-02

Saturated steam

DE

Domestik

Air Proses

MA

PU-05

BP-02

TP-05 Kaporit

PU-14

CE

PU-06

AE H2SO4

PU-08

TP-03 NaOH

PU-10

TP-04

PU-7

FC

KU

PU-8 Air Pendingin Bekas

Air Pendingin

PU-15

Na2CO3

Al2(SO4)3

TP-01 TP-02

148 oC, 4,7 bar

25 oC, 1 atm

SC-01

TB Generator

PU-10 PU-11 Kondensat Bekas

Skala : Tanpa Skala

Nama : R. Dennie. A. Pohan

NIM : 120425009

Nama : Dr. Ir. Iriany, MSi NIP : 19640613 199003 2 001 Diperiksa /

Disetujui Digambar

Tanggal Tanda Tangan

DIAGRAM ALIR PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATANASAM OKSALAT DARI ALANG-ALANG DENGAN METODE PELEBURAN ALKALI DENGAN

KAPASITAS 1.500 TON/TAHUN PROGRAM STUDI EKSTENSI TEKNIK KIMIA

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

FC

FC FC

FC

FC

FC FC

FC

FC FC FC

FC FC

FC

FC

FC

Keterangan AE = Anion Exchanger

BP = Bak Penampungan

CE = Cation Exchanger

CL = Clarifier

CTW = Water Cooling Tower

DE = Dearator

KU = Ketel Uap

PU = Pompa Utilitas

SC = Screening

SF = Sand Filter

TB = Tangki Bahan Bakar

TP = Tangki Pelarut

Uap air dari EV

PU-12

FC

PU-13

FC

CTW

PU-9

FC