TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK AMONIUM KLORIDA Prarancangan Pabrik Amonium Klorida Dengan Proses Amonium Sulfat - Sodium Klorida Kapasitas 40.000 Ton/Tahun.
TUGAS AKHIR
PRARANCANGAN PABRIK AMONIUM KLORIDA
DENGAN PROSES AMONIUM SULFAT - SODIUM KLORIDA
KAPASITAS 40.000 TON/TAHUN
Diajukan Guna Melengkapi Persyaratan dalam Menyelesaikan Pendidikan
Tingkat Strata Satu di Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Oleh:
Meilya Suzan Triyastuti
D500100017
Dosen Pembimbing :
1. Ir. Haryanto A.R, MS.
2. M. Mujiburohman, ST., MT., Ph.D
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
SURAKARTA
2014
i
HALAMAN PENGESAHAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK KIMIA
Nama
: Meilya Suzan Triyastuti
Nim
: D500100017
Judul Tugas Prarancangan Pabrik
: Prarancangan Pabrik Amonium Klorida
dengan Proses Amonium Sulfat-Sodium
Klorida Kapasitas 40.000 Ton/Tahun
Dosen Pembimbing
: 1. Ir. Haryanto A.R, MS.
2. M. Mujiburohman, ST., MT., PhD
Surakarta, Juli 2014
Menyetujui,
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Ir. Haryanto A.R, MS.
M. Mujiburohman,ST., MT., PhD.
NIDN : 0005076302
NIDN : 0608087301
Mengetahui,
Dekan Teknik
Ketua Program Studi
Ir. Sri Sunaryono MT., PhD.
Rois Fatoni ST., MSc., PhD.
NIDN : 0630126302
NIDN : 0603027401
ii
PERNYATAAN ORIGINALITAS
Saya menyatakan bahwa tugas akhir ini adalah hasil pekerjaan saya sendiri dan sepanjang
sepengetahuan saya tidak berisi materi yang dipublikasikan atau ditulis orang lain atau telah
dipergunakan dan diterima sebagai persyaratan menyelesaikan studi di Universitas ini, kecuali
pada bagian–bagian tertentu yang telah dinyatakan dalam teks.
Apabila tugas akhir ini merupakan jiplakan dan atau penelitian karya ilmiah lain, maka
saya siap menerima sanksi baik secara akademis maupun hukum.
Surakarta, Juli 2013
Yang Menyatakan,
(Meilya Suzan Triyastuti)
KATA PENGANTAR
Syukur Alhamdulillah, segala puji hanya bagi Allah SWT, hanya karena
rahmat dan hidayah – NYA , penulis akhirnya dapat menyelesaikan penyusunan
laporan Tugas Akhir dengan judul “Prarancangan Pabrik Amonium Klorida
dengan Proses Amonium Sulfat-Sodium Klorida dengan kapasitas 40.000
Ton/tahun”.
Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis memperoleh banyak bantuan
baik berupa dukungan moral maupun spiritual dari berbagai pihak. Oleh karena
itu sudah sepantasnya penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1.
Ir. Haryanto AR, M.S.
selaku dosen pembimbing I dan M.
Mujiburohman, ST., MT., Ph.D selaku dosen pembimbing II atas
bimbingan dan bantuannya dalam penulisan tugas akhir.
2.
Dosen penguji dalam ujian pendadaran tugas akhir “Prarancangan Pabrik
Amonium Klorida dengan Proses Amonium Sulfat-Sodium Klorida
dengan kapasitas 40.000 Ton/tahun”.
3.
Segenap civitas akademika, atas semua bantuannya.
4.
Kedua orang tua dan keluarga atas dukungan, doa, materi, dan semangat
yang senantiasa diberikan tanpa kenal lelah.
5.
Teman - teman seperjuangan teknik kimia 2010.
Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari
sempurna. Oleh karena itu penulis membuka diri terhadap segala saran dan kritik
yang membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis
dan pembaca sekalian.
Surakarta,
Juli 2014
Penulis
iii
DAFTAR ISI
Halaman Judul ...................................................................................................
i
Lembar Pengesahan ...........................................................................................
ii
Kata Pengantar .................................................................................................. iii
Daftar Isi ..........................................................................................................
iv
Daftar Tabel ......................................................................................................
x
Daftar Gambar .................................................................................................
xiii
Intisari ..............................................................................................................
xiv
BAB I PENDAHULUAN .............................................................................
1
1.1
Latar Belakang Pendirian Pabrik ..............................................
1
1.2
Penentuan Kapasitas Perancangan ..........................................
1
1.3
Penentuan Lokasi Pabrik .........................................................
4
1.4
Tinjauan Pustaka .....................................................................
6
1.4.1 Macam-macam Proses ..................................................
6
1.4.2 Alasan Pemilihan Proses...............................................
8
1.4.3 Kegunaan Produk..........................................................
9
1.4.4 Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku dan Produk ............
10
1.4.5 Tinjauan Proses Secara Umum .....................................
11
BAB II DESKRIPSI PROSES ........................................................................
13
2.1
2.2
2.3
Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ........................................
13
2.1.1 Spesifikasi Bahan Baku ...............................................
13
2.1.2 Spesifikasi Produk ........................................................
13
2.1.3 Spesifikasi Produk Samping .........................................
13
Konsep Proses .........................................................................
14
2.2.1 Dasar Reaksi ................................................................
14
2.2.2 Tinjauan Termodinamika .............................................
14
2.2.3 Tinjauan Kinetika .........................................................
16
2.2.4 Sifat Reaksi ...................................................................
16
2.2.5 Perbandingan Mol Reaktan...........................................
17
Diagram Alir Proses dan Tahapan Proses ...............................
17
iv
2.3.1 Diagram Alir Proses .....................................................
17
2.3.2 Langkah Proses .............................................................
21
Neraca Massa dan Neraca Panas .............................................
23
2.4.1 Neraca Massa ...............................................................
23
2.4.2 Neraca Panas ................................................................
29
Tata Letak Pabrik dan Peralatan Proses ...................................
35
2.5.1 Tata Letak Pabrik ..........................................................
35
2.5.2 Tata Letak Peralatan Proses ..........................................
39
BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES ...........................................
41
2.4
2.5
3.1
3.2
Spesifikasi Alat Utama.............................................................
41
3.1.1
Mixer (NH4)2SO4..........................................................
41
3.1.2
Mixer NaCl ...................................................................
42
3.1.3
Reaktor .........................................................................
43
3.1.4
Rotary Vacum Filter .....................................................
45
3.1.5
Evaporator ....................................................................
45
3.1.6
Crystallizer ...................................................................
46
3.1.7
Centrifuge.....................................................................
47
3.1.8
Rotary Dryer (B-121)...................................................
47
3.1.9
Rotary Dryer (B-122)...................................................
48
Spesifikasi Alat Penunjang ......................................................
48
3.2.1
Silo Penyimpanan Amonium Sulfat .............................
48
3.2.2
Silo Penyimpanan Sodium klorida ...............................
49
3.2.3
Silo Penyimpanan Sodium Sulfat ................................
49
3.2.4
Silo Penyimpanan Amonium klorida ...........................
50
3.2.5
Kompresor ....................................................................
51
3.2.6
Heater –01 ...................................................................
51
3.2.7
Heater–02 ....................................................................
51
3.2.8
Pompa–01.....................................................................
52
3.2.9
Pompa–02.....................................................................
52
3.2.10 Pompa–03.....................................................................
53
3.2.11 Pompa–04.....................................................................
53
v
3.2.12 Pompa – 05...................................................................
53
3.2.13 Tangki Air -01 ..............................................................
54
3.2.14 Belt Conveyor ...............................................................
55
BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM.............
58
4.1
Unit Pendukung Proses ............................................................
58
4.1.1 Unit Pengadaan Air ......................................................
59
4.1.1.1 Air Proses ......................................................
61
4.1.1.2 Air Pendingin..................................................
61
4.1.1.3 Air Umpan Boiler ...........................................
62
4.1.1.4 Air Konsumsi umum dan Sanitasi .................
65
4.1.2 Unit Pengadaan Steam ..................................................
66
4.1.3 Unit Pengadaan Udara Tekan .......................................
68
4.1.4 Unit Pengadaan Listrik ................................................
68
4.1.5 Unit Pengadaan Bahan Bakar ......................................
74
Laboratorium ...........................................................................
76
4.2.1 Laboratorium Fisik dan Analitik ..................................
77
4.2.2 Laboratorium Penelitian ...............................................
78
4.2.3 Analisa Air ...................................................................
78
4.3 Unit Pengolahan Limbah ..........................................................
79
BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN........................................................
80
4.2
5.1
Bentuk Perusahaan .................................................................. 80
5.2
Struktur Organisasi ..................................................................
81
5.3
Tugas dan Wewenang ..............................................................
83
5.3.1 Pemegang Saham ........................................................
83
5.3.2 Dewan Komisaris .........................................................
84
5.3.3 Dewan Direksi .............................................................
84
5.3.4 Staf Ahli .......................................................................
85
5.3.5 Penelitian dan Pengembangan .....................................
85
5.3.6 Kepala Bagian ...............................................................
86
5.3.7 Kepala Seksi .................................................................
89
Pembagian Jam Kerja Karyawan .............................................
89
5.4
vi
5.4.1 Karyawan Non Shift .....................................................
89
5.4.2 Karyawan Shift .............................................................
89
Status Karyawan dan Sistem Upah ..........................................
91
5.5.1
Karyawan Tetap ...........................................................
91
5.5.2
Karyawan Harian .........................................................
91
5.5.3
Karyawan Borongan.....................................................
91
5.6
Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji ................
93
5.6
Kesejahteraan Sosial Karyawan ..............................................
93
5.7
Keselamatan dan Kesehatan Kerja ...........................................
93
BAB VI ANALISIS EKONOMI .....................................................................
96
5.5
6.1
Penaksiran Harga Peralatan .....................................................
96
6.2
Dasar Perhitungan ...................................................................
98
6.3
Penentuan Total Capital Investment (TCI) .............................
98
6.4
Hasil Perhitungan ...................................................................
99
6.4.1 Fixed Capital Investment (FCI) ....................................
99
6.4.2 Working Capital Investment (WCI) .............................. 102
6.4.3 Total Capital Investment (TCI) .................................... 102
6.4.4 Direct Manufacturing Cost (DMC) .............................. 102
6.4.5 Indirect Manufacturing Cost (IMC) ............................. 103
6.4.6 Fixed Manufacturing Cost (FMC) ................................ 103
6.4.7 Total Manufacturing Cost (TMC) ................................ 103
6.4.8 General Expense ........................................................... 104
6.4.9 Total Production Cost (TPC) ....................................... 104
6.4.10 Perhitungan Keuntungan ............................................... 104
6.5
Analisis Kelayakan................................................................... 105
6.5.1
6.6
Persent Return On Investment (ROI) ........................... 105
6.5.2
Pay Out Time (POT) .................................................... 106
6.5.3
Break Even Point (BEP)............................................... 106
6.5.4
Shutdown Point (SDP) ................................................. 108
6.5.5
Discounted Cash Flow (DCF)...................................... 108
Pembahasan .............................................................................. 112
vii
6.7
Kesimpulan .............................................................................. 112
Daftar Pustaka ............................................................................................... xiii
Lampiran
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 1 Perkembangan Impor Amonium Klorida Di Indonesia ………………
2
…………………..
3
.........................................
9
Tabel 2 Negara Pengekspor Amonium Klorida Di Dunia
Tabel 3 Data Pabrik Amonium Klorida Di Dunia
Tabel 4 Perbandingan Proses – Proses Pembuatan Amonium Klorida ……… 23
Tabel 5 Neraca Massa Massa Total
…………………………………………. 23
Tabel 6 Neraca Massa Pada Mixer-121 ………………………………………. 24
Tabel 7 Neraca Massa Pada Mixer-122 ………………………………………. 24
Tabel 8 Neraca Massa Pada Reaktor ………………………………………… 25
Tabel 9 Neraca Massa Pada Rotary Vakuum Filter ……………………………… 25
Tabel 10 Neraca Massa Pada Evaporator ………………………………………….. 26
Tabel 11 Neraca Massa Pada Crystallizer …………………………………….. 26
…………………………………… 26
Tabel 12 Neraca Massa Pada Centrifuge
Tabel 13 Neraca Massa Pada Rotary Dryer-121 ………………………………. 27
Tabel 14 Neraca Massa Pada Rotary Dryer-122
…………………………… 28
Tabel 15 Neraca Panas Pada Mixer-121 ……………………………………… 29
Tabel 16 Neraca Panas Pada Mixer-122 ……………………………………… 30
Tabel 17 Neraca Panas Pada Reaktor
……………………………………….. 30
Tabel 18 Neraca Panas Pada Rotary Vakuum Filter …………………………. 31
……………………………………. 31
Tabel 19 Neraca Panas Pada Evaporator
Tabel 20 Neraca Panas Pada Crystallizer ……………………………………. 32
………………………………… 32
Tabel 21 Neraca Panas Pada Centrifuge
Tabel 22 Neraca Panas Pada Rotary Dryer-121 ……………………………… 33
Tabel 23 Neraca Panas Pada Rotary Dryer-122 ……………………………… 33
Tabel 24 Neraca Panas Total ………………………………………………… 34
Tabel 25 Perincian Luas Tanah Sebagai Bangunan Pabrik ………………….. 38
Tabel 26 Kebutuhan Air Proses ………………………………………………. 61
Tabel 27 Kebutuhan Air Pendingin ………………………………………….. 62
Tabel 28 Kebutuhan Air Untuk Steam ……………………………………….. 63
Tabel 29 Jumlah Total Kebutuhan Air
………………………………………. 66
ix
Tabel 30 Kebutuhan Listrik Untuk Keperluan Proses Dan Utilitas …………… 69
Tabel 31 Jumlah Lumen Berdasarkan Luas Bangunan ……………………….. 72
Tabel 32 Total Kebutuhan Listrik Pabrik ……………………………………. 73
Tabel 33 Prosedur Analisis Unit Proses ……………………………………… 76
Tabel 34 Jadwal Pembagian Kelompok Shift
……………………………….. 89
Tabel 35 Perincian Golongan, Kualifikasi, Jumlah Dan Gaji Karyawan …… 91
Tabel 36 Indeks Harga Alat
….................................................................... 96
Tabel 37 Harga Pembelian Alat ………………………………………………. 99
Tabel 38 Fixed Capital Investment …………………………………………….101
Tabel 39 Working Capital Investment …………………………………………102
Tabel 40 Direct Manufacturing Cost ………………………………………….102
Tabel 41 Indirect Manufacturing Cost
………………………………………103
Tabel 42 Fixed Manufacturing Cost ………………………………………….103
Tabel 43 Total Manufacturing Cost …………………………………………..103
Tabel 44 General Expense …………………………………………………….104
Tabel 45 Total Penjualan Produk
Tabel 46 Analisis Kelayakan
…………………………………………….104
………………………………………………109
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Grafik Impor Amonium Klorida Di Indonesia ……………………
3
Gambar 2 Lokasi Pabrik ………………………………………………………
6
Gambar 3 Diagram Blok Sederhana …………………………………………
8
Gambar 4 Diagram Alir Kualitatif
………………………………………… 18
Gambar 5 Diagram Alir Kuantitatif
............................................................ 19
Gambar 6 Diagram Alir Proses
............................................................. 20
………………………………………………. 38
Gambar 7 Tata Letak Pabrik
Gambar 8 Tata Letak Alat
…………………………………………………. 40
Gambar 9 Diagram Alir Pengolahan Air Sungai ……………………………. 60
Gambar 10 Blok Diagram Proses Pengolahan Limbah Cair
Gambar 11 Struktur Organisasi Pabrik Amonium Klorida
Gambar 12 Chemical Engineering Cost Index
.......................... 79
………………….. 82
……………........................... 92
Gambar 13 Grafik Analisis Kelayakan ……………………………………….110
Gambar 14 Grafik Kas Tahunan
……………………………………….111
xi
INTISARI
Amonium klorida digunakan sebagai bahan baku dalam industri
baterai kering, pupuk dan bahan penunjang industri farmasi. Pabrik amonium
klorida untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri dan adanya peluang ekspor yang
masih terbuka, dengan kapasitas 40.000 ton/tahun dengan bahan baku amonium
sulfat 49.282,5931 ton/tahun dan sodium klorida 43.799,9931 ton/tahun.
Direncanakan lokasi pabrik yang cukup strategis yaitu di Kawasan Industri Gresik
Jawa Timur pada tahun 2020, di mana kebutuhan utilitas yang berupa air
didapatkan dari sungai Brantas dan energi listrik didapatkan dari generator.
Proses pembuatan amonium klorida diperoleh dengan cara
mereaksikan amonium sulfat dengan sodium klorida dalam Reaktor Alir Tangki
Berpengaduk (RATB) yang dilengkapi dengan koil pemanas dan pada kondisi
tekanan 1 atm dan suhu 1000C. Produk yang keluar dari reaktor yang berupa
larutan amonium klorida dilewatkan pada evaporator agar mencapai kondisi jenuh
sebelum masuk ke crystallizer. Produk yang keluar dari crystallizer dilewatkan
pada centrifuge untuk memisahkan kristal amonium klorida dengan cairan
induknya, dan selanjutnya dikeringkan di dalam rotary dryer. Sedangkan endapan
sodium sulfat yang terbentuk setelah keluar dari reaktor, selanjutnya dipisahkan
pada rotary vacuum filter lalu dikeringkan di dalam rotary dryer. Unit pendukung
proses terdiri dari unit penyediaan air, steam, tenaga listrik, penyediaan bahan
bakar, serta unit pengolahan limbah. Pabrik ini dilengkapi dengan laboratorium
untuk menjaga mutu bahan baku dan kualitas produk agar sesuai dengan
spesifikasi yang diinginkan. Bentuk perusahaan adalah PT (Perseroan Terbatas)
dengan struktur organisasi line and staff. Sistem kerja karyawan dibagi menurut
jam kerja yang terdiri dari karyawan shift dan non shift .
Hasil analisis ekonomi terhadap prarancangan pabrik amonium klorida
diperoleh bahwa total investasi (Total Capital Investment) sebesar
Rp 892.819.287.095,00 dan total biaya produksi (Production Cost)
Rp 1.222.438.931.001,00. Dari analisa kelayakan diperoleh hasil ROI (Return on
Investment) sebelum pajak 38,08% dan sesudah pajak 28,56%. POT (Pay Out
Time) sebelum pajak 2,17 tahun dan sesudah pajak 2,74 tahun, BEP (Break Even
Point) 41,41%, SDP (Shut Down Point) 23,50% dan DCF (Discounted Cash
Flow) sebesar 14,64%.
xii
PRARANCANGAN PABRIK AMONIUM KLORIDA
DENGAN PROSES AMONIUM SULFAT - SODIUM KLORIDA
KAPASITAS 40.000 TON/TAHUN
Diajukan Guna Melengkapi Persyaratan dalam Menyelesaikan Pendidikan
Tingkat Strata Satu di Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Oleh:
Meilya Suzan Triyastuti
D500100017
Dosen Pembimbing :
1. Ir. Haryanto A.R, MS.
2. M. Mujiburohman, ST., MT., Ph.D
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
SURAKARTA
2014
i
HALAMAN PENGESAHAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK KIMIA
Nama
: Meilya Suzan Triyastuti
Nim
: D500100017
Judul Tugas Prarancangan Pabrik
: Prarancangan Pabrik Amonium Klorida
dengan Proses Amonium Sulfat-Sodium
Klorida Kapasitas 40.000 Ton/Tahun
Dosen Pembimbing
: 1. Ir. Haryanto A.R, MS.
2. M. Mujiburohman, ST., MT., PhD
Surakarta, Juli 2014
Menyetujui,
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Ir. Haryanto A.R, MS.
M. Mujiburohman,ST., MT., PhD.
NIDN : 0005076302
NIDN : 0608087301
Mengetahui,
Dekan Teknik
Ketua Program Studi
Ir. Sri Sunaryono MT., PhD.
Rois Fatoni ST., MSc., PhD.
NIDN : 0630126302
NIDN : 0603027401
ii
PERNYATAAN ORIGINALITAS
Saya menyatakan bahwa tugas akhir ini adalah hasil pekerjaan saya sendiri dan sepanjang
sepengetahuan saya tidak berisi materi yang dipublikasikan atau ditulis orang lain atau telah
dipergunakan dan diterima sebagai persyaratan menyelesaikan studi di Universitas ini, kecuali
pada bagian–bagian tertentu yang telah dinyatakan dalam teks.
Apabila tugas akhir ini merupakan jiplakan dan atau penelitian karya ilmiah lain, maka
saya siap menerima sanksi baik secara akademis maupun hukum.
Surakarta, Juli 2013
Yang Menyatakan,
(Meilya Suzan Triyastuti)
KATA PENGANTAR
Syukur Alhamdulillah, segala puji hanya bagi Allah SWT, hanya karena
rahmat dan hidayah – NYA , penulis akhirnya dapat menyelesaikan penyusunan
laporan Tugas Akhir dengan judul “Prarancangan Pabrik Amonium Klorida
dengan Proses Amonium Sulfat-Sodium Klorida dengan kapasitas 40.000
Ton/tahun”.
Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis memperoleh banyak bantuan
baik berupa dukungan moral maupun spiritual dari berbagai pihak. Oleh karena
itu sudah sepantasnya penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1.
Ir. Haryanto AR, M.S.
selaku dosen pembimbing I dan M.
Mujiburohman, ST., MT., Ph.D selaku dosen pembimbing II atas
bimbingan dan bantuannya dalam penulisan tugas akhir.
2.
Dosen penguji dalam ujian pendadaran tugas akhir “Prarancangan Pabrik
Amonium Klorida dengan Proses Amonium Sulfat-Sodium Klorida
dengan kapasitas 40.000 Ton/tahun”.
3.
Segenap civitas akademika, atas semua bantuannya.
4.
Kedua orang tua dan keluarga atas dukungan, doa, materi, dan semangat
yang senantiasa diberikan tanpa kenal lelah.
5.
Teman - teman seperjuangan teknik kimia 2010.
Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari
sempurna. Oleh karena itu penulis membuka diri terhadap segala saran dan kritik
yang membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis
dan pembaca sekalian.
Surakarta,
Juli 2014
Penulis
iii
DAFTAR ISI
Halaman Judul ...................................................................................................
i
Lembar Pengesahan ...........................................................................................
ii
Kata Pengantar .................................................................................................. iii
Daftar Isi ..........................................................................................................
iv
Daftar Tabel ......................................................................................................
x
Daftar Gambar .................................................................................................
xiii
Intisari ..............................................................................................................
xiv
BAB I PENDAHULUAN .............................................................................
1
1.1
Latar Belakang Pendirian Pabrik ..............................................
1
1.2
Penentuan Kapasitas Perancangan ..........................................
1
1.3
Penentuan Lokasi Pabrik .........................................................
4
1.4
Tinjauan Pustaka .....................................................................
6
1.4.1 Macam-macam Proses ..................................................
6
1.4.2 Alasan Pemilihan Proses...............................................
8
1.4.3 Kegunaan Produk..........................................................
9
1.4.4 Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku dan Produk ............
10
1.4.5 Tinjauan Proses Secara Umum .....................................
11
BAB II DESKRIPSI PROSES ........................................................................
13
2.1
2.2
2.3
Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ........................................
13
2.1.1 Spesifikasi Bahan Baku ...............................................
13
2.1.2 Spesifikasi Produk ........................................................
13
2.1.3 Spesifikasi Produk Samping .........................................
13
Konsep Proses .........................................................................
14
2.2.1 Dasar Reaksi ................................................................
14
2.2.2 Tinjauan Termodinamika .............................................
14
2.2.3 Tinjauan Kinetika .........................................................
16
2.2.4 Sifat Reaksi ...................................................................
16
2.2.5 Perbandingan Mol Reaktan...........................................
17
Diagram Alir Proses dan Tahapan Proses ...............................
17
iv
2.3.1 Diagram Alir Proses .....................................................
17
2.3.2 Langkah Proses .............................................................
21
Neraca Massa dan Neraca Panas .............................................
23
2.4.1 Neraca Massa ...............................................................
23
2.4.2 Neraca Panas ................................................................
29
Tata Letak Pabrik dan Peralatan Proses ...................................
35
2.5.1 Tata Letak Pabrik ..........................................................
35
2.5.2 Tata Letak Peralatan Proses ..........................................
39
BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES ...........................................
41
2.4
2.5
3.1
3.2
Spesifikasi Alat Utama.............................................................
41
3.1.1
Mixer (NH4)2SO4..........................................................
41
3.1.2
Mixer NaCl ...................................................................
42
3.1.3
Reaktor .........................................................................
43
3.1.4
Rotary Vacum Filter .....................................................
45
3.1.5
Evaporator ....................................................................
45
3.1.6
Crystallizer ...................................................................
46
3.1.7
Centrifuge.....................................................................
47
3.1.8
Rotary Dryer (B-121)...................................................
47
3.1.9
Rotary Dryer (B-122)...................................................
48
Spesifikasi Alat Penunjang ......................................................
48
3.2.1
Silo Penyimpanan Amonium Sulfat .............................
48
3.2.2
Silo Penyimpanan Sodium klorida ...............................
49
3.2.3
Silo Penyimpanan Sodium Sulfat ................................
49
3.2.4
Silo Penyimpanan Amonium klorida ...........................
50
3.2.5
Kompresor ....................................................................
51
3.2.6
Heater –01 ...................................................................
51
3.2.7
Heater–02 ....................................................................
51
3.2.8
Pompa–01.....................................................................
52
3.2.9
Pompa–02.....................................................................
52
3.2.10 Pompa–03.....................................................................
53
3.2.11 Pompa–04.....................................................................
53
v
3.2.12 Pompa – 05...................................................................
53
3.2.13 Tangki Air -01 ..............................................................
54
3.2.14 Belt Conveyor ...............................................................
55
BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM.............
58
4.1
Unit Pendukung Proses ............................................................
58
4.1.1 Unit Pengadaan Air ......................................................
59
4.1.1.1 Air Proses ......................................................
61
4.1.1.2 Air Pendingin..................................................
61
4.1.1.3 Air Umpan Boiler ...........................................
62
4.1.1.4 Air Konsumsi umum dan Sanitasi .................
65
4.1.2 Unit Pengadaan Steam ..................................................
66
4.1.3 Unit Pengadaan Udara Tekan .......................................
68
4.1.4 Unit Pengadaan Listrik ................................................
68
4.1.5 Unit Pengadaan Bahan Bakar ......................................
74
Laboratorium ...........................................................................
76
4.2.1 Laboratorium Fisik dan Analitik ..................................
77
4.2.2 Laboratorium Penelitian ...............................................
78
4.2.3 Analisa Air ...................................................................
78
4.3 Unit Pengolahan Limbah ..........................................................
79
BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN........................................................
80
4.2
5.1
Bentuk Perusahaan .................................................................. 80
5.2
Struktur Organisasi ..................................................................
81
5.3
Tugas dan Wewenang ..............................................................
83
5.3.1 Pemegang Saham ........................................................
83
5.3.2 Dewan Komisaris .........................................................
84
5.3.3 Dewan Direksi .............................................................
84
5.3.4 Staf Ahli .......................................................................
85
5.3.5 Penelitian dan Pengembangan .....................................
85
5.3.6 Kepala Bagian ...............................................................
86
5.3.7 Kepala Seksi .................................................................
89
Pembagian Jam Kerja Karyawan .............................................
89
5.4
vi
5.4.1 Karyawan Non Shift .....................................................
89
5.4.2 Karyawan Shift .............................................................
89
Status Karyawan dan Sistem Upah ..........................................
91
5.5.1
Karyawan Tetap ...........................................................
91
5.5.2
Karyawan Harian .........................................................
91
5.5.3
Karyawan Borongan.....................................................
91
5.6
Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji ................
93
5.6
Kesejahteraan Sosial Karyawan ..............................................
93
5.7
Keselamatan dan Kesehatan Kerja ...........................................
93
BAB VI ANALISIS EKONOMI .....................................................................
96
5.5
6.1
Penaksiran Harga Peralatan .....................................................
96
6.2
Dasar Perhitungan ...................................................................
98
6.3
Penentuan Total Capital Investment (TCI) .............................
98
6.4
Hasil Perhitungan ...................................................................
99
6.4.1 Fixed Capital Investment (FCI) ....................................
99
6.4.2 Working Capital Investment (WCI) .............................. 102
6.4.3 Total Capital Investment (TCI) .................................... 102
6.4.4 Direct Manufacturing Cost (DMC) .............................. 102
6.4.5 Indirect Manufacturing Cost (IMC) ............................. 103
6.4.6 Fixed Manufacturing Cost (FMC) ................................ 103
6.4.7 Total Manufacturing Cost (TMC) ................................ 103
6.4.8 General Expense ........................................................... 104
6.4.9 Total Production Cost (TPC) ....................................... 104
6.4.10 Perhitungan Keuntungan ............................................... 104
6.5
Analisis Kelayakan................................................................... 105
6.5.1
6.6
Persent Return On Investment (ROI) ........................... 105
6.5.2
Pay Out Time (POT) .................................................... 106
6.5.3
Break Even Point (BEP)............................................... 106
6.5.4
Shutdown Point (SDP) ................................................. 108
6.5.5
Discounted Cash Flow (DCF)...................................... 108
Pembahasan .............................................................................. 112
vii
6.7
Kesimpulan .............................................................................. 112
Daftar Pustaka ............................................................................................... xiii
Lampiran
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 1 Perkembangan Impor Amonium Klorida Di Indonesia ………………
2
…………………..
3
.........................................
9
Tabel 2 Negara Pengekspor Amonium Klorida Di Dunia
Tabel 3 Data Pabrik Amonium Klorida Di Dunia
Tabel 4 Perbandingan Proses – Proses Pembuatan Amonium Klorida ……… 23
Tabel 5 Neraca Massa Massa Total
…………………………………………. 23
Tabel 6 Neraca Massa Pada Mixer-121 ………………………………………. 24
Tabel 7 Neraca Massa Pada Mixer-122 ………………………………………. 24
Tabel 8 Neraca Massa Pada Reaktor ………………………………………… 25
Tabel 9 Neraca Massa Pada Rotary Vakuum Filter ……………………………… 25
Tabel 10 Neraca Massa Pada Evaporator ………………………………………….. 26
Tabel 11 Neraca Massa Pada Crystallizer …………………………………….. 26
…………………………………… 26
Tabel 12 Neraca Massa Pada Centrifuge
Tabel 13 Neraca Massa Pada Rotary Dryer-121 ………………………………. 27
Tabel 14 Neraca Massa Pada Rotary Dryer-122
…………………………… 28
Tabel 15 Neraca Panas Pada Mixer-121 ……………………………………… 29
Tabel 16 Neraca Panas Pada Mixer-122 ……………………………………… 30
Tabel 17 Neraca Panas Pada Reaktor
……………………………………….. 30
Tabel 18 Neraca Panas Pada Rotary Vakuum Filter …………………………. 31
……………………………………. 31
Tabel 19 Neraca Panas Pada Evaporator
Tabel 20 Neraca Panas Pada Crystallizer ……………………………………. 32
………………………………… 32
Tabel 21 Neraca Panas Pada Centrifuge
Tabel 22 Neraca Panas Pada Rotary Dryer-121 ……………………………… 33
Tabel 23 Neraca Panas Pada Rotary Dryer-122 ……………………………… 33
Tabel 24 Neraca Panas Total ………………………………………………… 34
Tabel 25 Perincian Luas Tanah Sebagai Bangunan Pabrik ………………….. 38
Tabel 26 Kebutuhan Air Proses ………………………………………………. 61
Tabel 27 Kebutuhan Air Pendingin ………………………………………….. 62
Tabel 28 Kebutuhan Air Untuk Steam ……………………………………….. 63
Tabel 29 Jumlah Total Kebutuhan Air
………………………………………. 66
ix
Tabel 30 Kebutuhan Listrik Untuk Keperluan Proses Dan Utilitas …………… 69
Tabel 31 Jumlah Lumen Berdasarkan Luas Bangunan ……………………….. 72
Tabel 32 Total Kebutuhan Listrik Pabrik ……………………………………. 73
Tabel 33 Prosedur Analisis Unit Proses ……………………………………… 76
Tabel 34 Jadwal Pembagian Kelompok Shift
……………………………….. 89
Tabel 35 Perincian Golongan, Kualifikasi, Jumlah Dan Gaji Karyawan …… 91
Tabel 36 Indeks Harga Alat
….................................................................... 96
Tabel 37 Harga Pembelian Alat ………………………………………………. 99
Tabel 38 Fixed Capital Investment …………………………………………….101
Tabel 39 Working Capital Investment …………………………………………102
Tabel 40 Direct Manufacturing Cost ………………………………………….102
Tabel 41 Indirect Manufacturing Cost
………………………………………103
Tabel 42 Fixed Manufacturing Cost ………………………………………….103
Tabel 43 Total Manufacturing Cost …………………………………………..103
Tabel 44 General Expense …………………………………………………….104
Tabel 45 Total Penjualan Produk
Tabel 46 Analisis Kelayakan
…………………………………………….104
………………………………………………109
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Grafik Impor Amonium Klorida Di Indonesia ……………………
3
Gambar 2 Lokasi Pabrik ………………………………………………………
6
Gambar 3 Diagram Blok Sederhana …………………………………………
8
Gambar 4 Diagram Alir Kualitatif
………………………………………… 18
Gambar 5 Diagram Alir Kuantitatif
............................................................ 19
Gambar 6 Diagram Alir Proses
............................................................. 20
………………………………………………. 38
Gambar 7 Tata Letak Pabrik
Gambar 8 Tata Letak Alat
…………………………………………………. 40
Gambar 9 Diagram Alir Pengolahan Air Sungai ……………………………. 60
Gambar 10 Blok Diagram Proses Pengolahan Limbah Cair
Gambar 11 Struktur Organisasi Pabrik Amonium Klorida
Gambar 12 Chemical Engineering Cost Index
.......................... 79
………………….. 82
……………........................... 92
Gambar 13 Grafik Analisis Kelayakan ……………………………………….110
Gambar 14 Grafik Kas Tahunan
……………………………………….111
xi
INTISARI
Amonium klorida digunakan sebagai bahan baku dalam industri
baterai kering, pupuk dan bahan penunjang industri farmasi. Pabrik amonium
klorida untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri dan adanya peluang ekspor yang
masih terbuka, dengan kapasitas 40.000 ton/tahun dengan bahan baku amonium
sulfat 49.282,5931 ton/tahun dan sodium klorida 43.799,9931 ton/tahun.
Direncanakan lokasi pabrik yang cukup strategis yaitu di Kawasan Industri Gresik
Jawa Timur pada tahun 2020, di mana kebutuhan utilitas yang berupa air
didapatkan dari sungai Brantas dan energi listrik didapatkan dari generator.
Proses pembuatan amonium klorida diperoleh dengan cara
mereaksikan amonium sulfat dengan sodium klorida dalam Reaktor Alir Tangki
Berpengaduk (RATB) yang dilengkapi dengan koil pemanas dan pada kondisi
tekanan 1 atm dan suhu 1000C. Produk yang keluar dari reaktor yang berupa
larutan amonium klorida dilewatkan pada evaporator agar mencapai kondisi jenuh
sebelum masuk ke crystallizer. Produk yang keluar dari crystallizer dilewatkan
pada centrifuge untuk memisahkan kristal amonium klorida dengan cairan
induknya, dan selanjutnya dikeringkan di dalam rotary dryer. Sedangkan endapan
sodium sulfat yang terbentuk setelah keluar dari reaktor, selanjutnya dipisahkan
pada rotary vacuum filter lalu dikeringkan di dalam rotary dryer. Unit pendukung
proses terdiri dari unit penyediaan air, steam, tenaga listrik, penyediaan bahan
bakar, serta unit pengolahan limbah. Pabrik ini dilengkapi dengan laboratorium
untuk menjaga mutu bahan baku dan kualitas produk agar sesuai dengan
spesifikasi yang diinginkan. Bentuk perusahaan adalah PT (Perseroan Terbatas)
dengan struktur organisasi line and staff. Sistem kerja karyawan dibagi menurut
jam kerja yang terdiri dari karyawan shift dan non shift .
Hasil analisis ekonomi terhadap prarancangan pabrik amonium klorida
diperoleh bahwa total investasi (Total Capital Investment) sebesar
Rp 892.819.287.095,00 dan total biaya produksi (Production Cost)
Rp 1.222.438.931.001,00. Dari analisa kelayakan diperoleh hasil ROI (Return on
Investment) sebelum pajak 38,08% dan sesudah pajak 28,56%. POT (Pay Out
Time) sebelum pajak 2,17 tahun dan sesudah pajak 2,74 tahun, BEP (Break Even
Point) 41,41%, SDP (Shut Down Point) 23,50% dan DCF (Discounted Cash
Flow) sebesar 14,64%.
xii