PABRIK KITOSAN DARI KITIN DENGAN PROSES DEASETILASI.

PRA RENCANA PABRIK

Oleh :

DENI RAMLAH

063101 0075

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAWA TIMUR

PABRIK KITOSAN DARI KITIN

DENGAN PROSES DEASETILASI

Oleh :

DENI RAMLAH

063101 0075

Disetujui untuk diajukan dalam ujian lisan

dengan segala rahmat serta karuniaNya sehingga penyusun telah dapat menyelesaikan Tugas Akhir “Pra Rencana Pabrik Kitosan Dari Kitin Dengan Proses Deasetilasi”, dimana Tugas Akhir ini merupakan tugas yang diberikan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan program pendidikan kesarjanaan di Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Pembangunan Nasional Surabaya.

Tugas Akhir “Pra Rencana Pabrik Kitosan Dari Kitin Dengan Proses Deasetilasi” ini disusun berdasarkan pada beberapa sumber yang berasal dari beberapa literatur , data-data , majalah kimia, dan internet.

Pada kesempatan ini kami mengucapkan terima kasih atas segala bantuan baik berupa saran, sarana maupun prasarana sampai tersusunnya Tugas Akhir ini kepada :

1. Bapak Ir. Sutiyono, MT

Selaku Dekan FTI UPN “Veteran” Jawa Timur 2. Ibu Ir. Retno Dewati, MT

Selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia, FTI,UPN “Veteran” Jawa Timur. 3. Ibu Ir. Nurul Widji Triana, MT

selaku dosen pembimbing.

7. Semua pihak yang telah membantu , memberikan bantuan, saran serta dorongan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

Kami menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, karena itu segala kritik dan saran yang membangun kami harapkan dalam sempurnanya tugas akhir ini.

Sebagai akhir kata, penyusun mengharapkan semoga Tugas Akhir yang telah disusun ini dapat bermanfaat bagi kita semua khususnya bagi mahasiswa Fakultas Teknologi Industri jurusan Teknik Kimia.

Surabaya , Desember 2010 Penyusun,

kapasitas 10.000 ton/tahun dalam bentuk padat. Pabrik beroperasi secara kontinyu berjalan selama 24 jam tiap hari dan 330 hari kerja dalam setahun.

Industri kitosan di Indonesia mempunyai perkembangan yang stabil, hal ini dapat dilihat dengan berkembangnya industri bio-kimia, terutama kebutuhan

polyurethene sebagai bahan penyembuh pada bidang kesehatan, sebagai media flokulasi pada bidang pengolahan air industri, dan sebagai bahan pengawet pengganti formalin pada industri pengawet bahan makanan. Secara singkat, uraian proses dari pabrik kitosan sebagai berikut :

Pertama-tama kitin direndam pada larutan NaOH sehingga terjadi deasetilasi kitin menjadi kitosan. Kitosan kemudian difiltrasi, dicuci dengan penambahan acetone dan kemudian dipisahkan dari natrium asetat sebagai produksamping. Kitosan kemudian dikeringkan, didinginkan dan dihaluskan sampai 100 mesh sebagai produk akhir.

Pendirian pabrik berlokasi di Manyar, Gresik dengan ketentuan :

Bentuk Perusahaan : Perseroan Terbatas

Sistem Organisasi : Garis dan Staff

Jumlah Karyawan : 194 orang

Sistem Operasi : Kontinyu

* Fixed Capital Investment (FCI) : Rp. 24.590.923.000

* Working Capital Investment (WCI) : Rp. 4.701.204.000

* Total Capital Investment (TCI) : Rp. 29.292.127.000

* Biaya Bahan Baku (1 tahun) : Rp. 34.006.668.000

* Biaya Utilitas (1 tahun) : Rp. 4.766.719.000

- Steam = 105.504 lb/hari

- Air pendingin = 66 M3/hari

- Listrik = 6.048 kWh/hari

- Bahan Bakar = 1.368 liter/hari

* Biaya Produksi Total (Total Production Cost) : Rp. 56.414.445.000

* Hasil Penjualan Produk (Sale Income) : Rp. 77.115.026.000

* Bunga Bank (Kredit Investasi Bank Mandiri) : 19%

* Internal Rate of Return : 26,82%

* Rate On Investment : 24,76%

* Pay Out Periode : 3,6 Tahun

Tabel VII.2. Jenis Dan Jumlah Fire – Extinguisher ………. VII - 7

Tabel VIII.2.1. Baku mutu air baku harian ……….………… VIII-7

Tabel VIII.2.3. Karakteristik Air boiler dan Air pendingin ………… VIII-9 Tabel VIII.4.1. Kebutuhan Listrik Untuk Peralatan Proses Dan Utilitas

……….……….……….…… VIII-60

Tabel VIII.4.2. Kebutuhan Listrik Untuk Penerangan Ruang Pabrik

Dan Daerah Proses ……….………. VIII-62

Tabel IX.1. Pembagian Luas Pabrik ……….……… IX - 8

Tabel X.1. Jadwal Kerja Karyawan Proses ……….…… X - 11

Tabel X.2. Perincian Jumlah Tenaga Kerja ……….…… X - 13

Tabel XI.4.A. Hubungan kapasitas produksi dan biaya produksi … XI - 8 Tabel XI.4.B. Hubungan antara tahun konstruksi dengan modal sendiri

……….……….……….…… XI - 9

Tabel XI.4.C. Hubungan antara tahun konstruksi dengan modal pinjaman

……….……….……….……… XI - 9

Tabel XI.4.D. Tabel Cash Flow ……….……….…… XI - 10

Tabel XI.4.E. Pay Out Periode ……….……….…… XI - 14

Gambar IX.2 Peta Lokasi Pabrik ……….……….……… IX - 10 Gambar IX.3 Lay Out Peralatan Pabrik ……….………. IX - 11 Gambar X.1 Struktur Organisasi Perusahaan ……….………… X - 14

KATA PENGANTAR ……….……….………. ii

INTISARI ……….……….……….……… iv

DAFTAR TABEL ……….……….……….…… vi

DAFTAR GAMBAR ……….……….……… vii

DAFTAR ISI ……….……….……….………… viii

BAB I PENDAHULUAN ……….……….……… I – 1

BAB II SELEKSI DAN URAIAN PROSES ……….…… II – 1

BAB III NERACA MASSA ……….……….…… III – 1

BAB IV NERACA PANAS ……….……….……… IV – 1

BAB V SPESIFIKASI ALAT ……….……….. V – 1

BAB VI PERENCANAAN ALAT UTAMA ………. VI – 1

BAB VII INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA …. VII – 1

BAB VIII UTILITAS ……….……….……… VIII – 1

BAB IX LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ……….. IX – 1

BAB X ORGANISASI PERUSAHAAN ……….………… X – 1

BAB XI ANALISA EKONOMI ……….……….… XI – 1

BAB XII PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN ……….. XII – 1

I.1. Latar Belakang

Kitosan dikenal dengan nama kimia “Poliglusam”, karena kitosan

merupakan polisakarida linier yang terdiri dari senyawa acetylglucosamine dan beberapa glucosamine. Kitosan merupakan polimer terdapat dialam dalam bentuk kitin, yang dapat diperoleh dari beberapa sumber, seperti dari kulit kepiting, kulit udang, maupun beberapa jamur (Wikipedia.org).

Kitosan pertama kali diteliti dan dikemukakan oleh Bentech Labs pada tahun 1980, dimana kitosan diteliti untuk kebutuhan industri pertanian dan perkebunan. Pada tahun 1997 Badan Antariksa Amerika ‘NASA’ melakukan penelitian fungsi kitosan pada tanaman kacang-kacangan di laboratorium pesawat ruang angkasa Mir. (Wikipedia.org)

Industri kitosan di Indonesia mempunyai perkembangan yang stabil, hal ini dapat dilihat dengan berkembangnya industri bio-kimia, terutama kebutuhan

polyurethene sebagai bahan penyembuh pada bidang kesehatan, sebagai media flokulasi pada bidang pengolahan air industri, dan sebagai bahan pengawet pengganti formalin pada industri pengawet bahan makanan. Pendirian pabrik

I.2. Manfaat

Manfaat lebih lanjut dengan didirikannya pabrik ini diharapkan dapat mengurangi impor kitosan, sehingga Indonesia tidak mengimpor kitosan. Dengan demikian dapat mendorong pertumbuhan industri-industri kimia, menciptakan lapangan pekerjaan, mengurangi pengangguran dan yang terakhir diharapkan dapat menumbuhkan serta memperkuat perekonomian di Indonesia. Kebutuhan kitosan di Indonesia dipenuhi oleh beberapa negara pengimpor. Berdasarkan data statistik, sampai saat ini Indonesia masih membutuhkan kitosan dari negara-negara penghasil kitosan.

I.3. Aspek Ekonomi

Kitosan sangat penting dalam industri kimia proses baik dibidang

kesehatan, pertanian, maupun industri polyurethene. Data kebutuhan dari

Departemen Perindustrian dan Perdagangan tahun 2005-2009 terlihat pada table I.1, sehingga kebutuhan pada tahun 2012 dapat ditentukan dengan metode regresi linier dan penentuan prediksi kapasitas produksi dapat direncanakan.

Tabel I.1. Data Kebutuhan Kitosan di Indonesia Tahun Kebutuhan

(ton/th)

2005 11.552

2006 17.450

2007 21.323

2008 26.755

2009 30.115

Digunakan metode Regresi Linier (Peters : 760), dengan persamaan : y = a+b(x−x)

Dengan : a = y (rata-rata harga y : kapasitas) x = rata-rata harga x : (tahun)

b =

( )

n x x n y x y x 2 2 i i Σ − Σ Σ Σ − Σ

(n = jumlah data) (x = tahun)

Didapat : a = 21.439

b =

(

)

5 5 100.701.22 20.140.255 5 825 1.075.701. 6 215.186.79 2 2 ₋ − = 4.643

Persamaa linier : y = 21.439 + 4.643 (x - 2.007)

Pabrik direncanakan berproduksi pada tahun 2012, maka x = 2012 , sehingga didapat kebutuhan pada tahun 2012, y = 21.439 + 4.643 (2012 - 2.007)

= 44.655 ton/th

Untuk kapasitas pabrik terpasang direncanakan 20% dari kebutuhan nasional : Kapasitas produksi terpasang = 45.000 ton/th x 20% ≈ 10.000 ton/th

Kapasitas produksi harian = 10.000 ton/th / 300 hari/th

≈± 34 ton/hari

Dengan demikian, maka penting sekali adanya perencanaan pendirian pabrik kitosan di Indonesia. Hal ini membantu industri-industri kimia di dalam

I.4. Sifat Bahan Baku dan Produk Bahan Baku :

I.4.A. Kitin (Wikipedia, Sherwood, Perry 7ed)

Nama Lain : Chiton, Kitu, chitine

Rumus Molekul : C8H16NO6 (komponen utama)

Rumus Bangun :

Berat Molekul : 221

Warna : putih - kekuningan

Bau : berbau seperti udang

Bentuk : serbuk 100 mesh

Specific gravity : 0,956

Melting point : 211°C (1 atm)

Boiling point : diatas 211°C (1 atm)

Solubility, Cold Water : -

Solubility, Hot Water : -

Komposisi Khitin : (PT.Biotech Surindo)

Komponen % Berat

Khitin 87,00%

Protein 1,00%

Ash 2,00%

H2O 10,00%

I.4.B. Larutan NaOH 50% (Wikipedia, Perry 7ed)

Nama Lain : Caustic soda, Soda api

Rumus Molekul : NaOH (komponen utama)

Rumus Bangun :

Na – OH

Berat Molekul : 40

Warna : tidak berwarna (larutan)

Bau : khas alkali

Bentuk : liquid pekat 50%

Specific Gravity : 2,130

Melting Point : 318,4 °C

Boiling Point : 1390°C

Solubility, Cold Water : 42 kg/100 kgH2O (H2O=0°C)

Solubility, Hot Water : 347 kg/100 kgH2O (H2O=100°C)

Komposisi Larutan NaOH : (Aneka Kimia)

Komponen % Berat

NaOH 50%

H2O 50%

Produk :

I.4.D. Kitosan (Wikipedia, Sherwood, Perry 7ed)

Nama Lain : Poliglusam,Kaitasaen

Rumus Molekul : C6H13NO5 (komponen utama)

Rumus Bangun :

Berat Molekul : 179

Warna : putih

Bau : tidak berbau

Bentuk : serbuk 100 mesh

Specific gravity : 0,728

Melting point : 150°C (1 atm)

Boiling point : diatas 150°C (1 atm)

Solubility, Cold Water : -

Solubility, Hot Water : -

Spesifikasi Produk Kitosan : (PT. Biotech Surindo)

Kadar air dalam produk = maksimal 8%

Kadar ash dalam produk = maksimal 1%

II.1. Tinjauan Proses

Pembuatan kitosan ini dapat dilakukan dengan dua macam cara atau proses dan bahan baku yang dipergunakan juga berbeda pula. Proses pembuatan kitosan dapat dibedakan menjadi dua bagian utama yaitu :

1. Proses Fermentasi Dari Fungal Mycelia 2. Proses Deasetilasi Dari Kitin

Adapun uraian prosesnya adalah sebagai berikut :

II.1.A. Proses Fermentasi Dari Fungal Mycelia

Proses ini menggunakan bahan baku : Fungal mycelia (jamur), bakteri aspergillus

Fungal Mycelia Potato

Inoculum

NaOH 1N

Aspergillus Niger Fermentation Filtration Washing

Acetic acid

H₂O

Acetone Ethanol Waste

Chitosan

Vacuum Drying

Pada saat fermentasi, diumpankan fungal mycelia, larutan NaOH 1N dan asam asetat. Pertama-tama campuran fungal mycelia dihomogenisasi dan disterilisasi pada suhu 121°C selama 20 menit. Fermentasi berjalan selama 12 hari, sehingga dihasilkan chitosan 0,8455 gr/ltr.

Produk fermentasi kemudian dipisahkan dari bahan solid (biomass) pada filter. Larutan chitosan kemudian dicuci dengan air, alkohol 96% dan aseton pada suhu 95°C. Chitosan kemudian dikeringkan pada vacuum oven dryer pada suhu 60°C. Yields chitosan dengan proses fermentasi ini adalah 84,55%.

II.1.B. Proses Deasetilasi Dari Kitin

Proses ini menggunakan bahan baku : kitin (dapat berasal dari kulit udang atau kulit kepiting) , larutan NaOH 50%. Pertama-tama kitin direaksikan dengan penambahan larutan NaOH pekat (48-50%) sehingga terjadi proses deasetilasi kitin menjadi kitosan. Reaksi yang terjadi :

C8H15NO6(S) + NaOH(L) → C6H13NO5(S) + CH3COONa(S)

Proses deasetilasi dilakukan pada suhu 120°C selama 3 x 3 jam dengan perbandingan kitin dan larutan NaOH 50% adalah 1 : 20. (Jurnal Kimia Indonesia)

Chitin NaOH 50%

Chitosan

Deacetylation Washing Filtration Drying

H₂O

Waste Acetone

Produk kitosan kemudian dicuci dengan air dan penambahan aceton sebanyak 2% dari larutan (Jurnal Kimia Indonesia). Produk kemudian dipisahkan dari natrium asetat pada filter untuk kemudian dikeringkan pada dryer. Yields kitosan dari kitin pada proses ini didapat 95,32 gram kitosan setiap 110,40 gram kitin atau 86,34%.

II.2. Seleksi Proses

Parameter Nama Proses

Fermentasi Asetilasi

Bahan Baku Fungal mycelia Kitin dari kulit udang

Kontinyuitas Bahan

Didapat dari jamur tumbuhan, tergantung

pada kondisi alam

Mudah didapat dan tidak tergantung pada

kondisi alam Bahan pembantu

Bakteri A.niger, PDA, NaOH 1N, acetic acid,

acetone, ethanol

NaOH 50%, acetone

Suhu Operasi 121°C 120°C

Waktu Operasi 6 hari 3 x 3jam

Instalasi Peralatan Rumit Sederhana

Yields produk 84,55% 86,34%

Dari tinjauan proses pembuatan kitosan diatas maka dapat kami simpulkan bahwa proses yang dipilih adalah proses deasetilasi dengan faktor pertimbangan :

a. Bahan baku mudah didapat dan tidak tergantung pada kondisi alam, dimana di Indonesia merupakan penghasil limbah udang (kulit udang).

II.3. Uraian Proses

Flowsheet pengembangan :

Pada pra rencana pabrik ini, dapat dibagi menjadi 3 Unit pabrik, dengan pembagian unit sebagai berikut :

1. Unit Pengendalian Bahan Baku Kode Unit : 100

2. Unit Deasetilasi dan pemisahan Kitosan Kode Unit : 200

3. Unit Produk Kitosan Kode Unit : 300

Adapun uraian proses pembuatan kitosan dari kitin dengan proses deasetilasi adalah sebagai berikut : Pertama-tama kitin dalam bentuk serbuk 100 mesh dari supplier ditampung pada silo F-110 dengan bucket elevator J-111 untuk kemudian diumpankan ke reaktor R-210 secara bersamaan dengan penambahan larutan NaOH 50% dari tangki F-120. Perbandingan kitin dengan larutan NaOH 50% adalah 1 : 20 (Jurnal Kimia

C W R W W S C C W S P W Udara

B - 250 G-252 E-253 H-251 FC TC Wasted Gas 16 100 17 100 18 100 120 1 1 1 1 15 100 1

E - 260

TC 35 1 19

Kitosan WC

J - 261 C - 270

H-271

F - 320 J-272 35 1 20 351 21 35 1 22 L - 121

LIF - 120 FC

F110

J - 111

WC 1 30 1 2 30 1 Kitin NaOH 50% R-210 120 1 3 120 1 TC LC

L - 212

LIF - 211 FC

L - 221

J - 222 H - 220

FC

6 120

1

FC

LIF - 310Na-asetat

L - 241

J - 242 H - 240

FC

13 75 1

FC

J - 223 M-230

L - 231

LC

10 75 1

L - 131

LI

F - 130

FC 9 30 1 Acetone FC 7 120 1 14 75 1 8 30 1 4 30 1 5 30 1 11 30 1 12 30 1

Pada reaktor R-210 terjadi deasetilasi kitin menjadi kitosan dengan bantuan basa kuat larutan NaOH 50%. Reaksi yang terjadi :

C8H15NO6(S) + NaOH(L) → C6H13NO5(S) + CH3COONa(S)

Kitin caustic soda kitosan natrium asetat

Reaksi berjalan pada suhu operasi 120°C dengan waktu tinggal selama 9 jam terbagi atas 3 kali batch masing-masing batch berselang 3 jam. Kitin yang terkonversi menjadi kitosan adalah 99% dari kitin yang masuk (Jurnal Kimia Indonesia). Produk reaksi berupa campuran kitosan dan impuritis, kemudian ditampung pada tangki kitosan F-211. Campuran kemudian difiltrasi pada filter press-1 H-220 untuk proses pemisahan cake dan filtrat. Filtrat berupa larutan NaOH sisa reaksi kemudian dipompa menuju ke reaktor R-210 untuk digunakan kembali, sedangkan cake berupa kitosan dan natrium asetat kemudian diumpankan ke tangki pencuci M-230 dengan screw conveyor J-222 dan bucket elevator J-223.

Pada tangki pencuci M-230, campuran kitosan-natrium asetat dicuci dengan penambahan air proses yang berfungsi sebagai pelarut natrium asetat, dan secara bersamaan, ditambahkan acetone dari tangki F-130 yang berfungsi untuk menjernihkan warna kitosan. Produk bawah tangki pencuci M-230 kemudian diumpankan ke filter press-2 H-240 untuk proses pemisahan cake dan filtrat. Filtrat berupa larutan natrium

Pada rotary dryer B-250, terjadi proses pengeringan kristal dengan bantuan udara panas secara berlawanan arah (counter-current). Udara panas dihasilkan dari udara bebas yang sudah disaring dan dikeringkan (dehumidifying) dihembuskan dengan blower G-252 dan dipanaskan pada heater E-253. Proses pengeringan berlangsung dengan suhu 100°C (berdasarkan titik didih air). Produk kitosan kering kemudian diumpankan pada cooling conveyor E-260 untuk proses pendinginan sampai suhu kamar (35°C), sedangkan udara panas dan padatan terikut keluar dari dryer kemudian dipisahkan pada cyclone H-251, dimana udara panas dibuang ke pengolahan limbah gas, sedangkan padatan terikut diumpankan ke cooling conveyor E-260 bersamaan dengan produk bawah rotary dryer. Kitosan yang sudah dingin, kemudian diumpankan ke ball mill C-270 dengan bucket elevator J-261 untuk proses penghalusan. Pada ball mill, kitosan dihaluskan sampai ukuran 100 mesh dan kemudian disaring pada screen H-271. Kitosan yang tidak lolos ayak kemudian direcycle ke ball mill dengan belt conveyor J-272, sedangkan kitosan 100 mesh , kemudian ditampung pada silo F-320 sebagai produk akhir kitosan.

Kapasitas produksi = 34 ton kitosan / hari (10.000 ton/th)

Waktu operasi = 24 jam proses per hari ; 330 hari kerja per tahun

Satuan massa = kilogram/jam

1. REAKTOR ( R - 210 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j)

* Kitin dr F-110 * Campuran ke H-220

Kitin 1621,6800 Kitosan 1300,3527

Protein 18,6400 Kitin 16,2167

Ash 37,2800 Protein 18,6400

H2O 186,4000 Ash 37,2800

1864,0000 Na-asetat 595,6922

* Fresh NaOH 50% dr F-120 NaOH 18349,4184

NaOH 423,8490 H2O 18826,4000

H2O 423,8490 39144,0000

847,6980 * NaOH dr H-220

2. FILTER PRESS - 1 ( H - 220 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j)

* Campuran dr R-210 * Solid ke M-230

Kitosan 1300,3527 Kitosan 1274,3456

Kitin 16,2167 Kitin 15,8924

Protein 18,6400 Protein 18,2672

Ash 37,2800 Ash 36,5344

Na-asetat 595,6922 Na-asetat 583,7784

NaOH 18349,4184 NaOH 133,2674

H2O 18826,4000 H2O 610,2490

39144,0000 2672,3344

* Air pencuci dr utilitas * Liquid ke R-210

H2O 1968,1816 NaOH 18216,1510

H2O 18216,1510

36432,3020 * Bekas air pencuci

Kitosan 26,0071

Kitin 0,3243

Protein 0,3728

Ash 0,7456

Na-asetat 11,9138

H2O 1968,1816

2007,5452

3. TANGKI PENCUCI ( M - 230 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j)

* Campuran dr H-220 * Campuran ke H-240

Kitosan 1274,3456 Kitosan 1274,3456

Kitin 15,8924 Kitin 15,8924

Protein 18,2672 Protein 18,2672

Ash 36,5344 Ash 36,5344

Na-asetat 583,7784 Na-asetat 583,7784

NaOH 133,2674 NaOH 133,2674

H2O 610,2490 Acetone 53,2864

2672,3344 H2O 1054,6513

* Acetone dr F-130 3170,0231

Acetone 53,2864

H2O 0,1603

53,4467 * Air pencuci dr utilitas

H2O 444,2420

4. FILTER PRESS - 2 ( H - 240 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j)

* Campuran dr M-230 * Solid ke B-250

Kitosan 1274,3456 Kitosan 1248,8587

Kitin 15,8924 Kitin 15,5746

Protein 18,2672 Protein 17,9019

Ash 36,5344 Ash 35,8037

Na-asetat 583,7784 Na-asetat 11,6756

NaOH 133,2674 NaOH 2,6653

Acetone 53,2864 Acetone 1,0657

H2O 1054,6513 H2O 21,0930

3170,0231 1354,6385

* Larutan Na-asetat ke F-310

* Air pencuci dr utilitas Na-asetat 572,1028

H2O 1345,0396 NaOH 130,6021

Acetone 52,2207

H2O 1033,5583

1788,4839 * Bekas air pencuci

Kitosan 25,4869

Kitin 0,3178

Protein 0,3653

Ash 0,7307

H2O 1345,0396

1371,9403

5. ROTARY DRYER ( B - 250 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j)

* Solid dr H-240 * Kitosan ke E-260

Kitosan 1248,8587 Kitosan 1236,3701

Kitin 15,5746 Kitin 0,1557

Protein 17,9019 Protein 0,1790

Ash 35,8037 Ash 0,3580

Na-asetat 11,6756 Na-asetat 0,1168

NaOH 2,6653 NaOH 0,0267

Acetone 1,0657 H2O 12,4970

H2O 21,0930 1249,7033

1354,6385 * Campuran ke H-251

Kitosan 12,4886

Kitin 15,4189

Protein 17,7229

Ash 35,4457

Na-asetat 11,5588

NaOH 2,6386

Acetone 1,0657

H2O 8,5960

104,9352

6. CYCLONE ( H - 251 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j)

* Campuran dr B-250 * Kitosan ke E-260

Kitosan 12,4886 Kitosan 12,3637

Kitin 15,4189 Kitin 0,1542

Protein 17,7229 Protein 0,1772

Ash 35,4457 Ash 0,3545

Na-asetat 11,5588 Na-asetat 0,1156

NaOH 2,6386 NaOH 0,0264

Acetone 1,0657 13,1916

H2O 8,5960 * Limbah gas

104,9352 Kitosan 0,1249

Kitin 15,2647

Protein 17,5457

Ash 35,0912

Na-asetat 11,4432

NaOH 2,6122

Acetone 1,0657

H2O 8,5960

91,7436

7. COOLING CONVEYOR ( E - 260 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j)

* Kitosan dr B-250 * Kitosan ke C-270

Kitosan 1236,3701 Kitosan 1248,7338

Kitin 0,1557 Kitin 0,3099

Protein 0,1790 Protein 0,3562

Ash 0,3580 Ash 0,7125

Na-asetat 0,1168 Na-asetat 0,2324

NaOH 0,0267 NaOH 0,0531

H2O 12,4970 H2O 12,4970

1249,7033 1262,8949

* Kitosan dr H-251

Kitosan 12,3637

Kitin 0,1542

Protein 0,1772

Ash 0,3545

Na-asetat 0,1156

NaOH 0,0264

13,1916

8. BALL MILL ( C - 270 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j)

* Kitosan dr E-260 * Kitosan ke H-271

Kitosan 1248,7338 Kitosan 1311,1705

Kitin 0,3099 Kitin 0,3254

Protein 0,3562 Protein 0,3740

Ash 0,7125 Ash 0,7481

Na-asetat 0,2324 Na-asetat 0,2440

NaOH 0,0531 NaOH 0,0558

H2O 12,4970 H2O 13,1218

1262,8949 1326,0396

* Kitosan dr H-281

Kitosan 62,4367

Kitin 0,0155

Protein 0,0178

Ash 0,0356

Na-asetat 0,0116

NaOH 0,0027

H2O 0,6248

63,1447

9. SCREEN ( H - 271 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j)

* Kitosan dr C-270 * Kitosan ke F-320

Kitosan 1311,1705 Kitosan 1248,7338

Kitin 0,3254 Kitin 0,3099

Protein 0,3740 Protein 0,3562

Ash 0,7481 Ash 0,7125

Na-asetat 0,2440 Na-asetat 0,2324

NaOH 0,0558 NaOH 0,0531

H2O 13,1218 H2O 12,4970

1326,0396 1262,8949

* Kitosan ke C-270

Kitosan 62,4367

Kitin 0,0155

Protein 0,0178

Ash 0,0356

Na-asetat 0,0116

NaOH 0,0027

H2O 0,6248

63,1447

Kapasitas produksi = 34 ton kitosan / hari (10.000 ton/th)

Waktu operasi = 24 jam proses per hari ; 330 hari kerja per tahun

Satuan massa = kilogram/jam

Satuan panas = kilokalori/jam

1. REAKTOR ( R - 210 )

Komponen Masuk (kkal/j) Komponen Keluar (kkal/j)

* Kitin dr F-110 * Campuran ke H-220

Kitin 1135,3354 Kitosan 29783,3345

Protein 39,4229 Kitin 248,0965

Ash 41,9135 Protein 829,0263

H2O 416,5023 Ash 819,4589

1633,1741 Na-asetat 14279,4431

* Fresh NaOH 50% dr F-120 NaOH 299072,6093

NaOH 350,8435 H2O 807485,2829

H2O 947,0684 1152517,2515

1297,9119 * NaOH dr H-220

NaOH 15078,4199

H2O 81405,9557

96484,3756

∗ ∆HReaksi 254677,9922

* Q steam 840446,1028 * Q loss 42022,30514

2. TANGKI PENCUCI ( M - 230 )

Komponen Masuk (kkal/j) Komponen Keluar (kkal/j)

* Campuran dr H-220 * Campuran ke H-240

Kitosan 29187,6350 Kitosan 14499,8072

Kitin 243,3644 Kitin 119,9456

Protein 812,2484 Protein 407,2879

Ash 803,1066 Ash 416,7205

Na-asetat 13993,8385 Na-asetat 7050,4564

NaOH 2172,1019 NaOH 1123,1161

H2O 26174,3178 Acetone 856,8913

73386,6126 H2O 23683,3915

* Acetone dr F-130 48157,6165

Acetone 81,0658

H2O 0,3620

81,4278 * Air pencuci dr utilitas

H2O 992,6377 * Q loss 26303,0616

74460,6781 74460,6781

3. COOLER ( E - 242 )

Komponen Masuk (kkal/j) Komponen Keluar (kkal/j)

* Larutan Na-asetat dr H-240 * Larutan Na-asetat ke F-310

Na-asetat 6909,4334 Na-asetat 1323,7273

NaOH 1100,6653 NaOH 216,6394

4. ROTARY DRYER ( B - 250 )

Komponen Masuk (kkal/j) Komponen Keluar (kkal/j)

* Solid dr H-240 * Kitosan ke E-260

Kitosan 14209,7825 Kitosan 21805,0931

Kitin 117,4467 Kitin 2,0753

Protein 399,1224 Protein 6,4853

Ash 408,3724 Ash 6,2075

Na-asetat 141,0230 Na-asetat 2,2843

NaOH 22,4846 NaOH 0,3575

Acetone 17,1603 H2O 422,1831

H2O 473,6937 22244,6861

15789,0856 * Campuran ke H-251

* Udara panas Kitosan 220,3524

Udara 63478,1451 Kitin 181,0696

Protein 609,2332

Ash 611,2240

Na-asetat 214,7205

NaOH 33,7049

Acetone 154,5563

Udara 50055,1685

H2O 4942,5152

57022,5446

79267,2307 79267,2307

5. HEATER ( E - 253 )

Komponen Masuk (kkal/j) Komponen Keluar (kkal/j)

* Udara bebas dr G-252 * Udara panas ke B-250

Udara 3323,3349 Udara 63478,1451

6. COOLING CONVEYOR ( E - 260 )

Komponen Masuk (kkal/j) Komponen Keluar (kkal/j)

* Kitosan dr B-250 * Kitosan ke C-270

Kitosan 21805,0931 Kitosan 2685,2790

Kitin 2,0753 Kitin 0,4683

Protein 6,4853 Protein 1,5583

Ash 6,2075 Ash 1,6079

Na-asetat 2,2843 Na-asetat 0,5503

NaOH 0,3575 NaOH 0,0929

H2O 422,1831 H2O 55,8773

22244,6861 2745,4340

* Kitosan dr H-251

Kitosan 218,1425

Kitin 1,8159

Protein 6,1038

Ash 6,2075

Na-asetat 2,2843

NaOH 0,3575

234,9115 * Q serap 19734,1636

Kapasitas produksi = 34 ton kitosan / hari (10.000 ton/th)

Waktu operasi = 24 jam proses per hari ; 330 hari kerja per tahun

Satuan massa = kilogram/jam

Satuan panas = kilokalori/jam

1. SILO KITIN ( F - 110 )

Fungsi : Menampung kitin dari supplier

Type : silinder tegak dengan tutup atas datar dan bawah conis

Dasar pemilihan : umum digunakan untuk menampung padatan

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (tekanan atmosfer)

- Suhu = 30°C (suhu kamar)

- Waktu penyimpanan = 7 hari

Spesifikasi :

Volume : 7140 cuft = 203 m3

Diameter : 14 ft

Tinggi : 42 ft

Tebal shell : ¼ in

Tebal tutup atas : ¼ in Tebal tutup bawah : ¼ in

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 grade C (Brownell : 253) inlet

2. BUCKET ELEVATOR - 1 ( J - 111 )

Fungsi : memindahkan kitin dari supplier ke silo F-110

Type : Continuous Discharge Bucket Elevator

Dasar pemilihan : untuk memindahkan bahan dengan ketinggian tertentu

Spesifikasi :

Kapasitas maksimum = 14 ton/jam

Ukuran = 6 in x 4 in x 4 ¼ in

Bucket Spacing = 12 in

Tinggi Elevator = 30 ft

Ukuran Feed (maximum) = ¾ in

Bucket Speed = (2,5 / 14) x 225 ft/mnt = 41 ft/menit

Putaran Head Shaft = (2,5 / 14) x 43 rpm = 8 rpm

Lebar Belt = 7 in

Power total = 3 hp

Alat pembantu = Hopper Chute (pengumpan)

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (tekanan atmosfer)

- Suhu = 30°C (suhu kamar)

- Waktu penyimpanan = 7 hari

Spesifikasi :

Volume : 50768 cuft = 1437 M3

Diameter : 40 ft

Tinggi : 40 ft

Tebal shell : 5/8 in

Tebal tutup atas : 5/8 in Tebal tutup bawah : ¼ in

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 grade C (Brownell : 253)

Jumlah : 4 buah

4. POMPA - 1 ( L - 121 )

Fungsi : Memindahkan NaOH 50% dari F-120 ke R-210

Type : Centrifugal Pump

Dasar Pemilihan : sesuai untuk viskositas < 10 cP dan bahan liquid.

Spesifikasi :

Rate Volumetrik : 120,60 gpm

Masuk

Effisiensi motor : 82%

Power : 3,0 hp = 2,3 kW

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Jumlah : 1 buah

5. TANGKI ACETONE ( F - 130 )

Fungsi : menampung acetone dari supplier

Type : silinder tegak , tutup bawah datar dan tutup atas dish Dasar Pemilihan : Umum digunakan untuk liquid pada tekanan atmospheric

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (tekanan atmosfer)

- Suhu = 30°C (suhu kamar)

- Waktu penyimpanan = 7 hari

Spesifikasi :

Volume : 315 cuft = 9 M3

Diameter : 7 ft

Tinggi : 7 ft

Tebal shell : 3/16 in

Tebal tutup atas : 3/16 in Tebal tutup bawah : ¼ in

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 grade C (Brownell : 253)

Jumlah : 2 buah

Masuk

Spesifikasi :

Rate Volumetrik : 0,30 gpm

Total DynamicHead : 46,81 ft.lbf/lbm Effisiensi motor : 80%

Power : 1,5 hp = 1,2 kW

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Jumlah : 1 buah

7. REAKTOR ( R - 210 )

Perhitungan dan penjelasan pada bab VI Perencanaan Alat Utama

8. TANGKI KITOSAN ( F - 211 )

Fungsi : menampung kitosan dari reaktor selama proses.

Type : silinder tegak , tutup bawah datar dan tutup atas dish Dasar Pemilihan : Umum digunakan untuk liquid pada tekanan atmospheric

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (tekanan atmosfer)

- Suhu = 30°C (suhu kamar)

- Waktu proses = 1 hari

Spesifikasi :

Volume : 15720 cuft = 445 M3

Diameter : 27 ft

Tinggi : 27 ft

Tebal shell : 3/8 in

Tebal tutup atas : 3/8 in Tebal tutup bawah : ¼ in

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 grade C (Brownell : 253)

Jumlah : 2 buah

9. POMPA - 3 ( L - 212 )

Fungsi : Memindahkan campuran dari F-211 ke H-220

Type : Centrifugal Pump

Dasar Pemilihan : sesuai untuk viskositas < 10 cP dan bahan liquid.

Spesifikasi :

Rate Volumetrik : 130,60 gpm

Total DynamicHead : 66,33 ft.lbf/lbm Effisiensi motor : 83%

10. FILTER PRESS - 1 ( H - 220 )

Fungsi : memisahkan filtrat dan cake

Type : Plate and frame filter press with double frame

Spesifikasi :

Kapasitas : 1048 cuft

Ukuran : 30 in x 30 in

Tebal frame : 2 ½ in

Jumlah frame : 54 buah

Panjang Filter press : 45 ft

Tekanan : 40 psi (Foust, hal. 671)

Bahan konstruksi : Rubber – covered cast iron

Jumlah alat : 2 buah (1 standby running)

11. POMPA - 4 ( L - 221 )

Fungsi : Memindahkan NaOH dari H-220 ke R-210

Type : Centrifugal Pump

Spesifikasi :

Rate Volumetrik : 117,90 gpm

Total DynamicHead : 72,52 ft.lbf/lbm Effisiensi motor : 83%

Power : 4,5 hp = 3,4 kW

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Jumlah : 1 buah

12. SCREW CONVEYOR - 1 ( J - 222 )

Fungsi : memindahkan bahan dari H-220 ke B-223

Type : Plain spouts or chutes

Dasar pemilihan : Umum digunakan untuk padatan dengan sistem tertutup

Spesifikasi :

Kapasitas : 101 cuft/jam

13. TANGKI PENCUCI ( M - 230 )

Fungsi : Mencuci kitosan dengan penambahan air proses dan acetone. Type : Silinder tegak , tutup atas dished, tutup bawah conis

dilengkapi pengaduk

Kondisi operasi : * Tekanan operasi = 1 atm (tekanan atmosfer) * Suhu operasi = 75oC (suhu rata-rata)

* Waktu tinggal = 1 jam (Jurnal Kimia Indonesia)

Spesifikasi : Dimensi Shell :

Diameter Shell , inside : 5 ft

Tinggi Shell : 10 ft

Tebal Shell : 3/16 in

Tebal tutup (dished) : 3/16 in

Tebal tutup (conis) : 3/16 in

Sistem Pengaduk

Dipakai impeler jenis turbin dengan 6 buah flat blade dengan 2 buah impeller.

Diameter impeler : 1,667 ft

Panjang blade : 0,417 ft

Lebar blade : 0,334 ft

Power motor : 8 hp

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 grade C (Brownell : 253)

Jumlah tangki : 1 buah M-230

14. POMPA - 5 ( L - 231 )

Fungsi : Memindahkan campuran dari M-230 ke H-240

Type : Centrifugal Pump

Dasar Pemilihan : sesuai untuk viskositas < 10 cP dan bahan liquid.

Spesifikasi :

Rate Volumetrik : 14,90 gpm

Total DynamicHead : 105,84 ft.lbf/lbm Effisiensi motor : 80%

Power : 1,5 hp = 1,2 kW

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Jumlah : 1 buah

15. FILTER PRESS - 2 ( H - 240 )

Fungsi : memisahkan filtrat dan cake

Spesifikasi :

Kapasitas : 119 cuft

Ukuran : 30 in x 30 in

Tebal frame : 2 ½ in

Jumlah frame : 7 buah

Panjang Filter press : 6 ft

Tekanan : 40 psi (Foust, hal. 671)

Bahan konstruksi : Rubber – covered cast iron

Jumlah alat : 2 buah (1 standby running)

16. POMPA - 6 ( L - 241 )

Fungsi : Memindahkan Na-asetat dari H-240 ke F-310

Type : Centrifugal Pump

Dasar Pemilihan : sesuai untuk viskositas < 10 cP dan bahan liquid.

Spesifikasi :

Rate Volumetrik : 6,80 gpm

Total DynamicHead : 45,28 ft.lbf/lbm Effisiensi motor : 80%

Power : 1,5 hp = 1,2 kW

Bahan konstruksi : Commercial Steel

17. COOLER ( E - 242 )

Fungsi : Mendinginkan larutan dari suhu 75°C menjadi suhu 35°C

Type : 1 – 2 Shell and Tube Heat Exchanger (Fixed Tube)

Dasar Pemilihan : Umum digunakan dan mempunyai range perpindahan panas yang besar.

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (tekanan atmosfer)

- Suhu = 35°C (suhu kamar)

- Sistem kerja= kontinyu

Spesifikasi :

Tube : OD = ¾ in ; 16 BWG

Panjang = 16 ft

Pitch = 1 in square

Jumlah Tube , Nt = 76

Passes = 2

Shell : ID = 12,0 in

Passes = 1

Heat Exchanger Area , A = 238,7 ft2 = 23 m2

Jumlah exchanger = 1 buah

18. SCREW CONVEYOR - 2 ( J - 243 )

Fungsi : memindahkan bahan dari H-240 ke B-250

Spesifikasi :

Kapasitas : 64 cuft/jam

Panjang : 30 ft

Diameter : 10 in Kecepatan putaran : 10 rpm Power : 1,0 hp Jumlah : 1 buah

19. ROTARY DRYER ( B - 250 )

Fungsi : mengeringkan bahan dengan bantuan udara panas

Type : Rotary Drum

Dasar pemilihan : sesuai untuk pengeringan padatan

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (atmospheric pressure)

- Suhu = 100°C (berdasarkan titik didih air) - Waktu proses= Waktu melewati (time of passes)

Spesifikasi :

Kapasitas : 1354,6385 kg/jam

Isolasi : Batu isolasi

Diameter : 1,2 m

Panjang : 6 m

Tebal isolasi : 4 in

Sudut rotary : 1°

Time of passes : 15 menit

Jumlah flight : 12 buah

Power : 7 hp

Jumlah : 1 buah

20. CYCLONE ( H - 251 )

Fungsi : untuk memisahkan padatan yang terikut udara

Type : Van Tongeren Cyclone

Dasar pemilihan : efektif dan sesuai dengan jenis bahan

Spesifikasi :

Kapasitas : 56,192 cuft/dt

Diameter partikel : 0,000035ft

Tebal shell : 3/16 in

Tebal Tutup atas : 3/16 in

Bc

Hc Gas

in

De Sc

Lc

Dc

Zc

Jc Dust Out

Gas Out

Bc = 1/4 Dc De = 1/2 Dc Hc = 1/2 Dc Lc = 2 Dc Sc = 1/8 Dc Zc = 2 Dc Jc = 1/4 Dc

Perry 6ed ; Figure. 20-106

Tampak Atas

21. BLOWER ( G - 252 )

Fungsi : memindahkan udara dari udara bebas ke B-250

Type : Centrifugal Blower

Dasar Pemilihan : Sesuai dengan jenis bahan , efisiensi tinggi.

Spesifikasi :

Bahan : Commercial Steel

Rate Volumetrik : 1354 cuft/menit Adiabatic Head : 15000 ft.lbf/lbm gas Effisiensi motor : 80%

Power : 27 hp

Jumlah : 1 buah

22. HEATER ( E - 253 )

Fungsi : Memanaskan udara dari suhu 30°C menjadi suhu 120°C

Type : 1 – 2 Shell and Tube Heat Exchanger (Fixed Tube)

Dasar Pemilihan : Umum digunakan dan mempunyai range perpindahan panas yang besar.

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (atmospheric pressure)

- Suhu = 120°C (berdasarkan suhu dryer) - Sistem kerja= kontinyu

Spesifikasi :

Tube : OD = ¾ in ; 16 BWG

Panjang = 16 ft

Pitch = 1 in square

Jumlah Tube , Nt = 52

Passes = 2

Shell : ID = 10,0 in

Passes = 1

Bahan konstruksi shell = Carbon steel

Heat Exchanger Area , A = 163,3 ft2 = 16 m2

Jumlah exchanger = 1 buah

23. COOLING CONVEYOR ( E - 260 )

Fungsi : Mendinginkan bahan sampai dengan 35°C

Type : Plain spouts or chutes

Dasar pemilihan : Umum digunakan untuk padatan dengan sistem tertutup

Spesifikasi :

Kapasitas : 62 cuft/jam

Panjang : 70 ft

Diameter : 10 in

INLET

OUTLET Tampak

Depan

Tampak Samping JAKET

24. BUCKET ELEVATOR - 2 ( J - 261 )

Fungsi : memindahkan kitosan dari E-260 ke C-270

Type : Continuous Discharge Bucket Elevator

Dasar pemilihan : untuk memindahkan bahan dengan ketinggian tertentu

Spesifikasi :

Kapasitas maksimum = 14 ton/jam

Ukuran = 6 in x 4 in x 4 ¼ in

Bucket Spacing = 12 in

Tinggi Elevator = 30 ft

Ukuran Feed (maximum) = ¾ in

Bucket Speed = (2,5 / 14) x 225 ft/mnt = 41 ft/menit

Putaran Head Shaft = (2,5 / 14) x 43 rpm = 8 rpm

Lebar Belt = 7 in

Power total = 3 hp

Alat pembantu = Hopper Chute (pengumpan)

Jumlah = 1 buah

25. BALL MILL ( C - 270 )

Fungsi : Menghaluskan kristal sampai 100 mesh

Type : Ball Mill Grinding System, Air-Lift Type

Kondisi operasi : Tekanan operasi = 1 atm (atmospheric pressure) Suhu operasi = Suhu kamar

Waktu proses = Continuous

Spesifikasi :

Sieve number : No. 100

Kapasitas maksimum : 14 ton/hari Ukuran ball mill : 5 ft x 4 ft

Mill Speed : 27 rpm

Power : 44 hp

Bola Baja : - Ball charge : 5,25 ton

- Ukuran bola baja : 5” , 3 ½ “ , 2 ½ “

- Jumlah bola 5” : 341 buah

- Jumlah bola 3½“ : 992 buah - Jumlah bola 2½“ : 2722 buah Jumlah ball mill : 1 buah

26. SCREEN ( H - 271 )

Spesifikasi :

Kapasitas : 6,0 ton/jam

Speed : 50 vibration/dt

Power : 3 Hp (Peter’s 4ed;p.567)

Ty Equivalent design : 100 mesh

Sieve No. : 100

Sieve design : standard 149 micron

Sieve opening : 0,149 mm

Ukuran kawat : 0,110 mm

Effisiensi : 99,73 %

Jumlah : 1 buah

27. BELT CONVEYOR ( J - 272 )

Fungsi : memindahkan kitosan dari H-271 ke C-270

Type : Troughed belt conveyor with rolls of equal length

Dasar pemilihan : dipilih conveyor jenis belt sesuai dengan bahan

Spesifikasi :

Kapasitas maksimum : 32 ton/jam

Belt - width : 14 in

- trough width : 9 in - skirt seal : 2 in

Belt speed : (0,1 / 32) x 100 ft/mnt = 0,4 ft/min

Panjang : 51 ft

Sudut elevasi : 11,3 o

Power : 4 Hp

Masuk

Keluar

28. TANGKI NATRIUM ASETAT ( F - 310 )

Fungsi : menampung produk samping natrium asetat

Type : silinder tegak , tutup bawah datar dan tutup atas dish Dasar Pemilihan : Umum digunakan untuk liquid pada tekanan atmospheric

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (tekanan atmosfer)

- Suhu = 30°C (suhu kamar)

- Waktu penyimpanan = 7 hari

Spesifikasi :

Volume : 5775 cuft = 164 M3

Diameter : 19 ft

Tinggi : 19 ft

Tebal shell : ¼ in

Tebal tutup atas : ¼ in Tebal tutup bawah : ¼ in

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 grade C (Brownell : 253)

Jumlah : 2 buah

Masuk

29. SILO KITOSAN ( F - 320 )

Fungsi : Menampung produk utama kitosan

Type : silinder tegak dengan tutup atas datar dan bawah conis

Dasar pemilihan : umum digunakan untuk menampung padatan

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (tekanan atmosfer)

- Suhu = 30°C (suhu kamar)

- Waktu penyimpanan = 7 hari

Spesifikasi :

Volume : 6510 cuft = 185 m3

Diameter : 14 ft

Tinggi : 42 ft

Tebal shell : ¼ in

Tebal tutup atas : ¼ in Tebal tutup bawah : ¼ in

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 grade C (Brownell : 253)

Jumlah : 2 buah

inlet

BAB VI

PERENCANAAN ALAT UTAMA

REAKTOR ( R - 210 )

Fungsi : Deasetilasi kitin menjadi kitosan dengan larutan NaOH 50%. Type : Silinder tegak , tutup atas dished, tutup bawah conis

dilengkapi pengaduk dan jaket pemanas.

Kondisi operasi : * Tekanan operasi = 1 atm (tekanan atmosfer) * Suhu operasi = 120oC (Jurnal Kimia Indonesia) * Waktu tinggal = 9 jam (Jurnal Kimia Indonesia)

Berdasarkan pertimbangan atas fase zat yang bereaksi, dan kapasitas produksi, maka reaktor dapat dibedakan jenisnya yaitu : reaktor berpengaduk

Kondisi feed :

1. Feed kitin dari F-110 :

Komponen Berat (kg) Fraksi berat

 (gr/cc) [Sherwood]

Kitin 1621,6800 0,8700 0,956 Protein 18,6400 0,0100 1,046 Ash 37,2800 0,0200 2,320 H2O 186,4000 0,1000 1,000

1864,0000 1,0000

 campuran = 62,43 komponen berat fraksi 1  



= . . . lb/cuft

= 1 0,1000 2,320 0,0200 1,046 0,0100 0,956 0,8700 1   

= 0,9726 gr/cc

= 0,9726 gr/cc x 62,43 = 60,7 lb/cuft (1 gr/cc = 62,43 lb/cuft) Rate massa = 1864,0000 kg/jam = 4109,3744 lb/jam

 campuran = 62,43 komponen

berat fraksi

1 _





= 60,7 lb/cuft

rate volumetrik= densitas massa rate = cuft / lb jam / lb 60,7 4109,3744

= 68 cuft/jam

2. Feed Fresh NaOH dari tangki F-120 :

Komponen Berat (kg) Fraksi berat  (gr/cc) [Perry 7ed;T.2-1]

NaOH 18640,0000 0,5000 2,130 H2O 18640,0000 0,5000 1,000

37280,0000 1,0000

Rate massa = 37280,0000 kg/jam = 82187,4880 lb/jam

 campuran = 62,43 komponen

berat fraksi

1 _





= 85,0 lb/cuft

rate volumetrik= densitas massa rate = cuft / lb jam / lb 85,0 82187,4880

Tahap-tahap Perencanaan

1. Perencanaan Dimensi Reaktor 2. Perencanaan Sistem Pengaduk 3. Perencanaan Sistem Pemanas

1. PERENCANAAN DIMENSI REAKTOR

Total rate volumetrik = 1035 cuft/jam

 campuran = 82,4 lb/cuft (produk bawah) Waktu tinggal = 9 jam (Jurnal Kimia Indonesia)

Direncanakan digunakan 3 tangki untuk waktu tinggal 9 jam, sehingga volume

masing-masing tangki :





gki tan 3

jam 9 jam cuft 1035 

= 3105 cuft

Asumsi volume bahan (larutan) mengisi 80 % volume tangki sehingga volume ruang kosong sebesar 20% dan digunakan 1 buah tangki.

Volume tangki = 3105 x (100/80) = 3882 cuft

Menentukan ukuran tangki dan ketebalannya

Diambil dimension ratio H

D = 2 (Ulrich ; T.4-27 : 248) Dengan mengabaikan volume dished head.

Penentuan tebal shell :

Tebal shell berdasarkan ASME Code untuk cylindrical tank :

t min = C

P 6 , 0 fE ri P   

[Brownell & Young ,pers.13-1,hal.254] dengan : t min = tebal shell minimum; in

P = tekanan tangki ; psi

ri = jari-jari tangki ; in ( ½ D ) C = faktor korosi ; in (diambil 1/8 in)

E = faktor pengelasan, digunakan double welded butt joint. faktor pengelasan, E = 0,8

f = stress allowable, bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 grade C, maka f = 12650 psi [Brownell,T.13-1]

P operasi = P hydrostatis =  H

 campuran = 82,4 lb/cuft (produk bawah) P hydrostatis =





144 28 % 80 4 ,

82  

= 12,8 psi

P design diambil 10% lebih besar dari P operasi untuk faktor keamanan. P design = 1,1 x 12,8 = 15 psi

r = ½ D = ½ x 168 in = 84 in

t min =



 



0,125

15 6 , 0 8 , 0 12650 84 15 _    

Dimensi tutup atas, standard dished :

Untuk D = 168 in, didapat rc = 144 in (Brownell & Young, T-5.7) digunakan persamaan 13.12 dari Brownell & Young.

Tebal standard torispherical dished (atas) :

th =

P 1 , 0 fE

rc P 885 , 0

  

+ C [Brownell & Young; pers.13.12] dengan : th = tebal dished minimum ; in

P = tekanan tangki ; psi

rc = crown radius ; in [B&Y,T-5.7] C = faktor korosi ; in (diambil 1/8 in)

E = faktor pengelasan, digunakan double welded butt joint. faktor pengelasan, E = 0,8

f = stress allowable, bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 grade C, maka f = 12650 psi [Brownell,T.13-1]

P design = 15 psi

C a

t r

ID sf

b icr

OA

Tutup bawah, conis :

Tebal conical =



fE-0,6P



C

cos 2 D . P 

 [Brownell,hal.118; ASME Code]

dengan  = ½ sudut conis = 30/2 = 15 tc =



 







8

1 15 6 , 0 8 , 0 12650 15 cos 2 12 14 15

o    



 

 0,254 in = 3/8 in

Tinggi conical :

h =





2 m D tg 

[Hesse, pers.4-17]

Keterangan :  = ½ sudut conis ; 15 D = diameter tangki ; ft

m = flat spot center ; 12 in = 1 ft maka h =





2 1 D 15

tg o 

= 2

13 268 ,

2. PERENCANAAN SISTEM PENGADUK

Dipakai impeler jenis turbin dengan 6 buah flat blade. Dari ( Perry 6ed ; p.19-9 ) : Diameter impeler (Da) = 1/3 diameter shell = 1/3 x 14 = 4,667 ft Lebar blade (w) = 0,2 diameter impeller = 0,2 x 4,667 = 0,934 ft Panjang blade = 0,25 x diameter impeller = 0,25 x 4,667 = 1,167 ft

Penentuan putaran pengaduk :

V =  x Da x N (Joshi; hal.389)

Dengan : V = peripheral speed ; m/menit Untuk pengaduk jenis turbin :

peripheral speed = 200 – 250 m/menit (Joshi; hal.389) Da = diameter pengaduk ; m

N = putaran pengaduk ; rpm Diambil putaran pengaduk , N = 50 rpm = 0,9 rps

Da E J H

Dt L W

Penentuan Jumlah Pengaduk :

Jumlah Impeller =

gki tan Diameter sg liquid tinggi  (Joshi; hal.389)

sg bahan =

) O H ( reference bahan 2   = cuft / lb cuft / lb 43 , 62 4 , 82 = 1,320

Jumlah Impeller =

14 1,320 28 % 80  

 2 buah

Jarak pengaduk = 1,5 Da = 1,5 x 4,667 ft = 7,001 ft

Bilangan Reynolds ; NRe :

Putaran pengaduk , N = 50 rpm = 0,9 rps

 campuran = 82,4 lb/cuft sg = 1,320

 bahan = reference reference

sg

bahan sg _

= 0,00085 0,996

1,320_

= 0,00114 lb/ft dt (berdasarkan sg bahan) NRe =

  

 Da2 N

 1416905

Karena NRe > 10000 , maka digunakan baffle. [Perry 6ed ; hal 19-8]

Untuk NRe > 10000 diperlukan 4 buah baffle , sudut 900 (Perry, 6ed , hal. 19-8 )

Lebar baffle, J = J/Dt = 1/12

Power pengaduk :

Untuk NRe > 10000 perhitungan power digunakan persamaan 5.5 Ludwig,

halaman190 dengan persamaan :

P = 3

   

N 3 D 5

g K

  

 [Ludwig,Vol-1,pers.5.5,hal.190]

dengan : P = power ; hp

K3 = faktor mixer (turbin) = 6,3 [Ludwig,Vol-1,T.5.1,hal.192]

g = konstanta gravitasi ; 32,2 ft/dt2 x lbm/lbf

 = densitas ; lb/cuft N = kecepatan putaran impeller ; rps D = diameter impeller ; ft

P = 82,4

  

0,5 3 4,667



5 2

, 32

3 , 6

 

 = 26183,9 lb.ft/dt = 47,7 hp(1 lb.ft/dt=1/550 hp)

Untuk 2 buah impeller, maka power input = 2 x 47,7 hp = 95,4 hp Perhitungan losses pengaduk :

Gland losses (kebocoran tenaga akibat poros dan bearing) = 10 %(Joshi:399) Gland losses 10 % = 10 % x 95,4  9,54 hp (minimum=0,5) Power input dengan gland losses = 95,4 + 9,54 = 104,94 hp

Transmission system losses = 20 %(Joshi:399)

3. PERENCANAAN SISTEM PEMANAS Perhitungan Jaket :

Perhitungan sistem penjaga suhu : ( Kern , hal 719 ) Dari neraca panas : suhu yang dijaga = 120C

Q = 840446,1028 kkal/jam = 3335104 Btu/jam Suhu masuk rata-rata = 30C = 86F

Suhu reaksi = 120C = 248F

T = 248 – 86 = 162F Kebutuhan media = 1287 kg/jam = 2838 lb/jam

Densitas media = 0,2 lb/cuft (densitas steam pemanas) Rate volumetrik =

cuft / lb jam / lb bahan bahan rate

 = 14190 cuft/jam = 3,95 cuft/dt

Asumsi kecepatan aliran = 10 ft/dt [Kern, T.12, hal. 845] Luas penampang =

dt / ft dt / cuft aliran tan kecepa volumetrik rate

= 3,95 / 10 = 0,4 ft2

Luas penampang = /4 (D22 - D12)

dengan : D2 = diameter dalam jaket

D1 = diameter luar bejana = Di bejana + (2 x tebal)

= 14 + 2 ( ¼ in  0,03 ft ) = 14,06 ft Luas penampang = /4 (D22 - D12)

0,4 = /4 (D22 – 14,06 2)

Perhitungan Tinggi Jaket :

UD = 20 (Kern, Tabel 8)

A = t U

Q

D 

=

162 20 3335104

 = 1030 ft

2

A conis = 0,785 (D x m) 4h2 



Dm



0,785d2(Hesse : pers. 4-16)

m = 12 in = 1 ft (Hesse : 85)

h : tinggi conical = 1,7 ft d : Indise Diameter Jaket = 14,08 ft

D : Outside Diameter Jaket = OD + (2 x tebal jaket) = 14,122 ft

A conis = 0,785 (D x m) 4h2



Dm



0,785d2= 263,5 ft2

Ajaket = A shell + A conis

1030 = ( . (14,08) . h ) + 263,5

hjaket = 18 ft

Spesifikasi :

Fungsi : Deasetilasi kitin menjadi kitosan dengan larutan NaOH 50%. Type : Silinder tegak , tutup atas dished, tutup bawah conis

dilengkapi pengaduk dan jaket pemanas.

Dimensi Shell :

Diameter Shell , inside : 14 ft Tinggi Shell : 28 ft Tebal Shell : 3/16 in

Dimensi tutup :

Tebal tutup atas (dished) : 3/8 in Tinggi Tutup atas : 2,26 ft Tebal tutup bawah (conis) : 3/8 in Tinggi Tutup bawah : 1,70 ft

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 grade C (Brownell : 253)

Sistem Pengaduk

Dipakai impeler jenis turbin dengan 6 buah flat blade dengan 2 buah impeller. Diameter impeler : 4,667 ft

Panjang blade : 1,167 ft Lebar blade : 0,934 ft Power motor : 126 hp

Sistem Pemanas

Diameter jaket : 14,08 ft Tinggi jaket : 18 ft Jaket spacing : 3/16 in Tebal Jaket : 3/16 in

VII.1. Instrumentasi

Dalam rangka pengoperasian pabrik, pemasangan alat-alat instrumentasi sangat dibutuhkan dalam memperoleh hasil produksi yang optimal. Pemasangan alat-alat instrumentasi disini bertujuan sebagai pengontrol jalannya proses produksi dari peralatan-peralatan pada awal sampai akhir produksi. dimana dengan alat instrumentasi tersebut, kegiatan maupun aktifitas tiap-tiap unit dapat tercatat kondisi operasinya sehingga sesuai dengan kondisi operasi yang dikehendaki, serta mampu memberikan tanda-tanda apabila terjadi penyimpangan selama proses produksi berlangsung.

Pada uraian diatas dapat disederhanakan bahwa dengan adanya alat instrumentasi maka :

1. Proses produksi dapat berjalan sesuai dengan kondisi-kondisi yang telah ditentukan sehingga diperoleh hasil yang optimum.

2. Proses produksi berjalan sesuai dengan efisiensi yang telah

ditentukan dan kondisi proses tetap terjaga pada kondisi yang sama. 3. Membantu mempermudah pengoperasian alat.

Adapun variabel proses yang diukur dibagi menjadi 3 bagian, yaitu :

1. Variabel yang berhubungan dengan energi, seperti temperatur, tekanan, dan radiasi.

2. Variabel yang berhubungan dengan kuantitas dan laju, seperti pada kecepatan aliran fluida, ketinggian liquid dan ketebalan.

3. Variabel yang berhubungan dengan karakteristik fisika dan kimia, seperti densitas, kandungan air.

Yang harus diperhatikan didalam pemilihan alat instrumentasi adalah : - Level, Range dan Fungsi dari alat instrumentasi.

- Akurasi hasil pengukuran. - Bahan konstruksi material.

- Pengaruh yang ditimbulkan terhadap kondisi operasi proses yang berlangsung.

- Mudah diperoleh di pasaran.

- Mudah dipergunakan dan mudah diperbaiki jika rusak.

Instrumentasi yang ada dipasaran dapat dibedakan dari jenis pengoperasian alat instrumentasi tersebut, yaitu alat instrumentasi manual atau otomatis. Pada dasarnya alat-alat kontrol yang otomatis lebih disukai dikarenakan pengontrolannya tidak terlalu sulit, kontinyu, dan efektif, sehingga menghemat tenaga kerja dan waktu. Akan tetapi mengingat faktor-faktor ekonomis dan investasi modal yang ditanamkan pada alat instrumentasi berjenis otomatis ini, maka pada perencanaan pabrik ini sedianya akan menggunakan kedua jenis alat instrumentasi tersebut.

Adapun fungsi utama dari alat instrumentasi otomatis adalah : - Melakukan pengukuran.

- Sebagai pembanding hasil pengukuran dengan kondisi yang ditentukan. - Melakukan perhitungan.

- Melakukan koreksi.

Alat instrumentasi otomatis ini dapat dibagi menjadi tiga jenis, yaitu :

1. Sensing / Primary Element / Sensor.

Alat kontrol ini langsung merasakan adanya perubahan pada

variabel yang diukur, misalnya temperatur. Primary Element

merubah energi yang dirasakan dari media yang sedang dikontrol menjadi sinyal yang bisa dibaca (misalnya dengan tekanan fluida).

2. Recieving Element / Elemen Pengontrol.

Alat kontrol ini akan mengevaluasi sinyal yang didapat dari sensing element dan diubah menjadi data yang bisa dibaca (perubahan data

analog menjadi digital), digambarkan dan dibaca oleh error detector. Dengan demikian sumber energi bisa diatur sesuai dengan perubahan-perubahan yang terjadi.

3. Transmitting Element.

Disamping ketiga jenis tersebut, masih terdapat peralatan pelengkap yang lain, yaitu : Error Detector Element, alat ini akan membandingkan besarnya harga terukur pada variabel yang dikontrol dengan harga yang diinginkan dan apabila terdapat perbedaan alat ini akan mengirimkan sinyal error. Amplifier akan digunakan sebagai penguat sinyal yang dihasilkan oleh error detector jika sinyal yang dikeluarkan lemah. Motor Operator Sinyal Error yang dihasilkan harus diubah sesuai dengan kondisi yang diinginkan, yaitu dengan penambahan variabel manipulasi. Kebanyakan sistem kontrol memerlukan operator atau motor untuk

menjalankan Final Control Element. Final Control Element adalah untuk

mengoreksi harga variabel manipulasi.

Macam instrumentasi pada suatu perencanaan pabrik misalnya : 1. Flow Control ( F C )

Mengontrol aliran setelah keluar suatu alat. 2. Flow Ratio Control ( F R C )

Mengontrol ratio aliran yang bercabang. 3. Level Control ( L C )

Mengontrol ketinggian liquid didalam tangki 4. Weight Control ( W C )

Mengontrol berat solid yang dikeluarkan dari tangki 5. Pressure Control ( P C )

Mengontrol tekanan pada suatu aliran / alat 6. Temperature Control ( T C )

Tabel VII.1. Instrumentasi pada pabrik

NO NAMA ALAT KODE INSTRUMENTASI

1. SILO KITIN ( F - 110 ) ( WC )

2. TANGKI NaOH 50% ( F - 120 ) ( LI )

3. POMPA - 1 ( L - 121 ) ( FC )

4. TANGKI ACETONE ( F - 130 ) ( LI )

5. POMPA - 2 ( L - 131 ) ( FC )

6. REAKTOR ( R - 210 ) ( TC , LC )

7. TANGKI KITOSAN ( F - 211 ) ( LI )

8. POMPA - 3 ( L - 212 ) ( FC )

9. FILTER PRESS - 1 ( H - 220 ) ( FC )

10. POMPA - 4 ( L - 221 ) ( FC )

11. TANGKI PENCUCI ( M - 230 ) ( LC )

12. POMPA - 5 ( L - 231 ) ( LC )

13. FILTER PRESS - 2 ( H - 240 ) ( FC )

14. POMPA - 6 ( L - 241 ) ( FC )

15. COOLER ( E - 242 ) ( TC )

16. BLOWER ( G - 252 ) ( FC )

17. HEATER ( E - 253 ) ( TC )

18. COOLING CONVEYOR ( E - 260 ) ( TC )

19. TANGKI NATRIUM ASETAT ( F - 310 ) ( LI )

VII.2. Keselamatan Kerja

Keselamatan kerja atau safety factor adalah hal yang paling utama yang harus diperhatikan dalam merencanakan suatu pabrik, hal ini disebabkan karena :

- Dapat mencegah terjadinya kerusakan-kerusakan yang besar yang disebabkan oleh kebakaran atau hal lainnya baik terhadap karyawan maupun oleh peralatan itu sendiri.

- Terpeliharanya peralatan dengan baik sehingga dapat digunakan dalam waktu yang cukup lama. Bahaya yang dapat timbul pada suatu pabrik banyak sekali jenisnya, hal ini tergantung pada bahan yang akan diolah maupun tipe proses yang dikerjakan.

Secara umum bahaya-bahaya tersebut dapat dibagi dalam tiga kategori , yaitu : 1. Bahaya kebakaran.

2. Bahaya kecelakaan secara kimia. 3. Bahaya terhadap zat-zat kimia.

Untuk menghindari kecelakaan yang mungkin terjadi, berikut ini terdapat beberapa hal yang perlu mendapat perhatian pada setiap pabrik pada umumnya dan pada pabrik ini pada khususnya.

VII.2.1. Bahaya Kebakaran A. Penyebab kebakaran.

- Adanya nyala terbuka (open flame) yang datang dari unit utilitas, workshop

dan lain-lain.

- Adanya loncatan bunga api yang disebabkan karena korsleting aliran listrik seperti pada stop kontak, saklar serta instrument lainnya.

B. Pencegahan.

- Menempatkan unit utilitas dan unit pembangkitan cukup jauh dari lokasi proses yang dikerjakan.

- Menempatkan bahan yang mudah terbakar pada tempat yang terisolasi dan tertutup.

- Memasang kabel atau kawat listrik di tempat-tempat yang terlindung, jauh dari daerah yang panas yang memungkinkan terjadinya kebakaran.

- Sistem alarm hendaknya ditempatkan pada lokasi dimana tenaga kerja dengan cepat dapat mengetahui apabila terjadi kebakaran

C. Alat pencegah kebakaran.

- Instalasi permanen seperti fire hydrant system dan sprinkle otomatis.

- Pemakaian portable fire-extinguisher bagi daerah yang mudah dijangkau bila terjadi kebakaran. Jenis dan jumlahnya pada perencanaan pabrik ini dapat dilihat pada tabel VII.1.

- Untuk pabrik ini lebih disukai alat pemadam kebakaran tipe karbon dioksida. - Untuk bahan baku yang mengandung racun, maka perlu digunakan

kantong-Tabel VII.2. Jenis dan Jumlah Fire-Extinguisher. NO. TEMPAT JENIS BERAT

SERBUK

JARAK

SEMPROT JUMLAH

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Pos Keamanan Kantor Daerah Proses Gudang Bengkel Unit Pembangkitan Laboratorium YA-10L YA-20L YA-20L YA-10L YA-10L YA-20L YA-20L 3.5 Kg 6.0 Kg 8.0 Kg 4.0 Kg 8.0 Kg 8.0 Kg 8.0 Kg 8 m 8 m 7 m 8 m 7 m 7 m 7 m 3 2 4 2 2 2 2

VII.2.2. Bahaya Kecelakaan

Karena kesalahan mekanik sering terjadi dikarenakan kelalaian pengerjaan maupun kesalahan konstruksi dan tidak mengikuti aturan yang berlaku. Bentuk kerusakan yang umum adalah karena korosi dan ledakan. Kejadian ini selain mengakibatkan kerugian yang besar karena dapat mengakibatkan cacat tubuh maupun hilangnya nyawa pekerja. Berbagai kemungkinan kecelakaan karena mekanik pada pabrik ini dan cara pencegahan dapat digunakan sebagai berikut :

A. Vessel.

Kesalahan dalam perencanaan vessel dan tangki dapat mengakibatkan kerusakan fatal, cara pencegahannya :

- Menyeleksi dengan hati-hati bahan konstruksi yang sesuai, tahan korosi serta memakai corrosion allowance yang wajar. Untuk pabrik

pengecualian adanya seng dan tembaga. Bahan konstruksi yang biasanya dipakai untuk tangki penyimpan, perpipaan dan peralatan lainnya dalam pabrik ini adalah steel. Semua konstruksi harus sesuai dengan standar ASME (America Society Mechanical Engineering). - Memperhatikan teknik pengelasan.

- Memakai level gauge yang otomatis.

- Penyediaan man-hole dan hand-hole ( bila memungkinkan ) yang memadai untuk inspeksi dan pemeliharaan. Disamping itu peralatan tersebut harus dapat diatur sehingga mudah untuk digunakan.

B. Heat Exchanger.

Kerusakan yang terjadi pada umumnya disebabkan karena kebocoran-kebocoran. Hal ini dapat dicegah dengan cara :

- Pada inlet dan outlet dipasang block valve untuk mencegah terjadinya thermal expansion.

- Drainhole yang cukup harus disediakan untuk pemeliharaan. - Pengecekan dan pengujian terhadap setiap ruangan fluida secara sendiri-sendiri.

C. Peralatan yang bergerak.

Peralatan yang bergerak apabila ditempatkan tidak hati-hati, maka akan menimbulkan bahaya bagi pekerja. Pencegahan bahaya ini dapat dilakukan dengan :

- Pemasangan penghalang untuk semua sambungan pipa. - Adanya jarak yang cukup bagi peralatan untuk memperoleh kebebasan ruang gerak.

D. Perpipaan.

Selain ditinjau dari segi ekonomisnya , perpipaan juga harus ditinjau dari segi keamanannya hal ini dikarenakan perpipaan yang kurang teratur dapat membahayakan pekerja terutama pada malam hari, seperti terbentur, tersandung dan sebagainya. Sambungan yang kurang baik dapat menimbulkan juga hal-hal yang tidak diinginkan seperti kebocoran-kebocoran bahan kimia yang berbahaya. Untuk menghindari hal-hal tersebut, maka dapat dilakukan cara :

- Pemasangan pipa (untuk ukuran yang tidak besarhendaknya pada elevasi yang tinggi tidak didalam tanah, karena dapat menimbulkan kesulitan apabila terjadi kebocoran.

- Bahan konstruksi yang dipakai untuk perpipaan harus memakai bahan konstruksi dari steel.

- Sebelum dipakai, hendaknya diadakan pengecekan dan pengetesan terhadap kekuatan tekan dan kerusakan yang diakibatkan karena

perubahan suhu, begitu juga harus dicegah terjadinya over stressing

atau pondasi yang bergerak.

- Pemberian warna pada masing-masing pipa yang bersangkutan akan dapat memudahkan apabila terjadi kebocoran.

E. Listrik.

Kebakaran sering terjadi akibat kurang baiknya perencanaan instalasi listrik dan kecerobohan operator yang menanganinya. Sebagai usaha pencegahannya dapat dilakukan :

- Alat-alat listrik dibawah tanah sebaiknya diberi tanda seperti dengan cat warna pada penutupnya atau diberi isolasi berwarna.

- Pemasangan alat remote shut down dari alat-alat disamping starter. - Penerangan yang cukup pada semua bagian pabrik supaya operator

tidak mengalami kesulitan dalam bekerja.

- Sebaiknya untuk penerangan juga disediakan oleh PLN meskipun kapasitas generator set mencukupi untuk penerangan dan proses. - Penyediaan emergency power supplies tegangan tinggi.

- Meletakkan jalur-jalur kabel listrik pada posisi aman.

F. Isolasi.

Isolasi penting sekali terutama berpengaruh terhadap pada karyawan dari kepanasan yang dapat mengganggu kinerja para karyawan, oleh karena itu dilakukan :

- Pemakaian isolasi pada alat-alat yang menimbulkan panas seperti reaktor, exchanger, kolom distilasi dan lain-lain. Sehingga tidak mengganggu konsentrasi pekerjaan.

- Pemasangan isolasi pada kabel instrumen, kawat listrik dan perpipaan yang berada pada daerah yang panas , hal ini dimaksudkan untuk mencegah terjadinya kebakaran.

G. Bangunan Pabrik.

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam perencanaan bangunan pabrik adalah :

- Bangunan-bangunan yang tinggi harus diberi penangkal petir dan jika tingginya melebihi 20 meter, maka harus diberi lampu suar (mercu suar).

VII.2.3. Bahaya Karena Bahan Kimia

Banyak bahan kimia yang berbahaya bagi kesehatan. Biasanya para pekerja tidak mengetahui seberapa jauh bahaya yang dapat ditimbulkan oleh bahan kimia seperti bahan-bahan berupa gas yang tidak berbau atau tidak berwarna yang sangat sulit diketahui jika terjadi kebocoran. Untuk itu sering diberikan penjelasan pendahuluan bagi para pekerja agar mereka dapat mengetahui bahwa bahan kimia tersebut berbahaya.

Cara lainnya adalah memberikan tanda-tanda atau gambar-gambar pada daerah yang berbahaya atau pada alat-alat yang berbahaya, sehingga semua orang yang berada didekatnya dapat lebih waspada. Selain hal-hal tersebut diatas, usaha-usaha lain dalam menjaga keselamatan kerja dalam pabrik ini adalah memperhatikan hal-hal seperti:

1. Di dalam ruang produksi para pekerja dan para operator dilarang merokok.

2. Harus memakai sepatu karet dan tidak diperkenankan memakai sepatu yang alasnya mengandung logam.

3. Untuk pekerja lapangan maupun pekerja proses dan semua orang yang memasuki daerah proses diharuskan mengenakan topi pengaman agar terlindung dari kemungkinan kejatuhan

barang-Dalam sebuah pabrik, utilitas merupakan bagian yang tidak dapat dipisahkan mengingat saling berhubungan antara proses industri dengan kebutuhan utilitas untuk proses tersebut. Dalam hal ini, utilitas dari suatu pabrik terdiri atas :

1. Unit Pengolahan Air

Unit ini berfungsi sebagai penyedia kebutuhan air pendingin, air proses, air sanitasi dan air pengisi boiler.

2. Unit Pembangkitan Steam

Unit ini berfungsi sebagai penyedia kebutuhan steam pada proses

evaporasi, pemanasan dan supply pembangkitan tenaga listrik. 3. Unit Pembangkitan Tenaga Listrik

Unit ini berfungsi sebagai penyedia kebutuhan listrik bagi alat-alat , bangunan, jalan raya, dan lain sebagainya.

4. Unit Bahan Bakar

Unit ini berfungsi sebagai penyedia kebutuhan bahan bakar bagi alat-alat,

generator , boiler, dan sebagainya. 5. Unit Pengolahan Limbah

Unit ini berfungsi sebagai pengolahan limbah pabrik baik limbah cair, padat, maupun gas dari proses pabrik.

Sistem Pengolahan Air

Air adalah suatu zat yang banyak terdapat dialam bebas. Sesuai dengan tempat sumber air tersebut berasal, air mempunyai fungsi yang berlainan, dengan karakteristik yang ada. Air banyak sekali diperlukan didalam kehidupan, baik secara langsung maupun tidak langsung.

Didalam pabrik ini , dibedakan menjadi 2 bagian utama dalam sistem pengolahan air. Bagian pertama adalah unit pengolahan air sebagai unit penyedia kebutuhan air dan unit pengolahan air buangan sebagai pengolah air buangan pabrik sebelum dibuang ke badan penerima air.

Dalam pabrik ini sebagian besar air dimanfaatkan sebagai air proses dan sebagai media perpindahan energi. Untuk melaksanakan fungsi tersebut, air harus mengalami proses pengolahan terlebih dahulu sehingga pabrik dapat befungsi dengan optimum , aman dan efisien.

Secara umum fungsi air di pabrik ini terbagi dalam beberapa sistem pemakaian, masing-masing mempunyai persyaratan kualitas yang berbeda sesuai dengan fungsi dan kegunaannya. Sistem pemakaian tersebut antara lain adalah :

1. Sebagai air pengisi boiler (air umpan boiler) 2. Sebagai air sanitasi

VIII.1. Unit Penyediaan Steam

Unit penyediaan steam berfungsi untuk menyediakan kebutuhan steam, yang digunakan sebagai media pemanas pada proses pabrik ini.

Direncanakan boiler menghasilkan steam jenuh (saturated steam) pada tekanan 4,5 atm pada suhu = 148°C dengan hv = 653,1 kkal/kg ≈ 1178,9 Btu/lb

Jumlah steam yang dibutuhkan untuk memproduksi produk adalah :

No. Nama Alat Kode Alat Steam (kg/jam) Steam (lb/jam)

1 REAKTOR ( R - 210 ) 1287 2838

2 HEATER ( E - 253 ) 97 214

3052

Total Kebutuhan steam = 3052 lb/jam

Untuk faktor keamanan dari kebocoran-kebocoran yang terjadi, maka direncanakan steam yang dihasilkan 20 % dari kebutuhan steam total :

= 1,2 x kebutuhan normal (3052 lb/jam) = 3663 lb/jam Menghitung Kebutuhan Bahan Bakar :

ms (hv - hf)

mf =  x 100 (Severn W.H : 142)

eb . F

dimana : mf = massa bahan bakar yang dipakai, lb/jam. ms = massa steam yang dihasilkan, lb/jam. hv = entalpi uap yang dihasilkan, Btu/lb. hf = entalpi liquid masuk, Btu/lb.

eb = efisiensi boiler = 92% (Severn W.H : 143) F = nilai kalor bahan bakar, Btu/lb.

hv = 1178,9 Btu/lb (suhu steam) [Steam Table]

hf = 970,3 Btu/lb (suhu air=100°C) [Steam Table] F = nilai kalor bahan bakar

ρ = 0,86 gr/cc = 54 lb/cuft = 7,2 lb/gal maka Heating Value bahan bakar =

2 , 7 137273

= 19066 Btu/lb ms (hv - hf)

mf =  x 100 (Severn, W.H : 142)

eb . F

3663 (1178,9 – 970,3)

mf =  x 100 = 44 lb/jam

(92).(19066 )

Kapasitas boiler :

ms (hv - hf)

Q =  (Severn, W.H : 171)

1000

(3663) (1178,9 – 970,3)

=  = 765 kBtu/jam.

1000

Penentuan boiler horse power :

Untuk penentuan Boiler Horse Power , digunakan persamaan : ms (hv - hf)

hp =  (Severn, W.H : 140)

(970,3).(34,5)

Nilai 970,3 dan 34,5 adalah suatu penyesuaian pada penguapan 34,5 lb air/jam dari air pada 212°F (100°C) menjadi uap kering pada 212°F pada tekanan 1 atm , untuk kondisi demikian diperlukan entalpi penguapan sebesar 970,3 Btu/lb.

(3663) (1178,9 – 970,3)

hp =  = 23 hp

(970,3) (34,5)

Penentuan heating surface boiler :

XII - 1

---Pra Rencana Pabrik Kitosan Teknik Kimia - UPN

BAB XII

PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN

Dalam memenuhi kebutuhan dalam negeri akan kitosan, Indonesia masih mengimpor kitosan dari beberapa negara. Di lain pihak, Indonesia mempunyai bahan baku yang tersedia. Sehingga pendirian pabrik kitosan dengan mempunyai masa depan yang baik.

XII.1. Pembahasan

Untuk mendapatkan kelayakan bahwa pra rencana pabrik ini, maka perlu ditinjau dari beberapa faktor , antara lain :

Pasar

Kebutuhan dalam negeri akan kitosan yang selama ini masih diimpor, hal ini akan menguntungkan dalam segi pangsa pasar dalam negeri. Karena bahan dasarnya yang dapat diperoleh secara mudah di dalam negeri di Indonesia. Sehingga keadaan tersebut akan mampu menjadi modal dalam persaingan internasional dan persaingan domestik.

Lokasi

Lokasi pabrik terletak di daerah Industri yaitu Manyar , Gresik. Lokasi ini dekat dengan pelabuhan laut Tanjung Perak. Untuk kebutuhan transportasi udara, kota Manyar , Gresik dekat dengan Bandara Udara Internasional Juanda. Hal ini akan memudahkan dalam transportasi bahan baku maupun produk. Maka pemilihan lokasi di daerah Manyar , Gresik dapat diterima.

Pembahasan dan Kesimpulan --- XII ~

---Pra Rencana Pabrik Kitosan Teknik Kimia - UPN

2

Teknis

Peralatan yang digunakan dalam pra rencana ini sebagian besar merupakan peralatan standar yang umum digunakan dan mudah didapat. Sehingga masalah pemeliharaan alat serta pengoperasiannya tidak mengalami kesulitan.

Analisa Ekonomi :

* Massa Konstruksi : 2 Tahun

* Umur Pabrik : 10 Tahun

* Fixed Capital Investment (FCI) : Rp. 24.590.923.000 * Working Capital Investment (WCI) : Rp. 4.701.204.000 * Total Capital Investment (TCI) : Rp. 29.292.127.000 * Biaya Bahan Baku (1 tahun) : Rp. 34.006.668.000 * Biaya Utilitas (1 tahun) : Rp. 4.766.719.000

- Steam = 105.504 lb/hari

- Air pendingin = 66 M3/hari

- Listrik = 6.048 kWh/hari

- Bahan Bakar = 1.368 liter/hari

* Biaya Produksi Total (Total Production Cost) : Rp. 56.414.445.000 * Hasil Penjualan Produk (Sale Income) : Rp. 77.115.026.000 * Bunga Bank (Kredit Investasi Bank Mandiri) : 19%

* Internal Rate of Return : 26,82%

* Rate On Investment : 24,76%

* Pay Out Periode : 3,6 Tahun

* Break Even Point (BEP) : 33%

Pembahasan dan Kesimpulan --- XII ~

---Pra Rencana Pabrik Kitosan Teknik Kimia - UPN

3

XII.2. Kesimpulan

Dengan melihat berbagai pertimbangan serta perhitungan yang telah dilakukan, maka pendirian pabrik kitosan didaerah industri Manyar , Gresik, secara teknis dan ekonomis layak untuk didirikan. Adapun rincian pra rencana pabrik kitosan yang dimaksud adalah sebagai berikut :

Kapasitas : 10.000 ton/tahun

Bentuk Perusahaan : Perseroan Terbatas Sistem Organisasi : Garis dan Staff

Jumlah Karyawan : 210 orang

Sistem Operasi : Continuous

Waktu Operasi : 330 hari/tahun ; 24 jam/hari Total Investasi : Rp. 29.292.127.000

Pay Out Periode : 3,6 tahun

Bunga bank : 19%

Internal Rate of Return : 26,82% Rate on Investment : 24,76%

Break Even Point : 33%

1

DAFTAR PUSTAKA

American Socity of Civil Engineers, 1990, “Water Treatment Plant Design”, 2ed ; America Water Works Association, McGraw-Hill Book Co., NY.

Austin G.A., “ Shreve’s Chemical Process Industried “ , 5TH edition , Mc. Graw Hill Book Company, Inc, New York, 1960.

Badger , W.L. and Banchero , J.T. , 1955 , ”Introduction to Chemical Engineering” , Int ed , McGraw-Hill Book Company Inc. , N.Y.

Brady,G.S. , “Material Handbook ” ; 10 ed, John Wiley & Sons Inc. ; New York.

Biro Pusat Statistik , “Export – Import Sektor Industri”

Brownell,L., E. Young, 1959,“Process Equipment Design”, John Wiley & Sons Inc. ,N.Y.

Faith, W.L, Keyes, D.B & Clark, R.L, 1960, “Industrial Chemical”, 4th ed. John Wiley & Sons, Inc, New York.

Foust, A.S.,1960,”Principles of Unit Operations”,2ed,John Wiley & Sons, N.Y.

Geankoplis, C.J. , 1983 , ”Transport Processes and Unit Operations” , 2ed , Allyn and Bacon Inc. , Boston.

Harriot, P , 1964 , ” Process Control” , TMH ed , McGraw Hill Book Company Inc. , New Delhi

Hawley,G. Gessner, 1981, “The Condensed Chemical Dictionary” , 10ed Van Nostrand Renhold Company, New York.

Hesse,H.C. , 1962 , “Proses Equipment Design” , 8th prnt , Van Nostrand Reinhold Company Inc. , New Jersey

Himmelblau, D.M. , 1989 , “Basic Principles and Calculations in Chemical Engineering” , 5 ed , Prentice-Hall International , Singapore

Hougen, O.A. , Watson, K.M. , 1954, “ Chemical Process Principles “ , part 1 , 2nd ed. , John Wiley & Sons Inc,New York

Hugot,E , 1972, “Handbook Of Cane Sugar Engineering” , 2ed p. 490 , Elsevier Publishing Company, Amsterdam.

2

James, H.C. , 1987 ; “Phosphate Manual “; Greenwich Connecticut; USA

Johnstone, S.I. ,1961, “Minerals for The Chemical & Allied Industries”, 2 ed , John Wiley & Son , New York.

Joshi,M.V. , 1981 , “Process Equipment Design” , McGraw Hill Indian Ltd

Kent , J.A. , 1983 , “Riegel’s Handbook of Industrial Chemistry “ , 8 ed , Van Nostrand Reinhold Company Inc. , New York.

Kern, D.Q. , 1965 , ”Process Heat Transfer” , Int ed , McGraw Hill Book Company Inc. , N.Y.

Koppel, L , 1965 , ”Process Systems Analysis and Control” , Int ed , McGraw Hill Book Company Inc. , New York.

Lamb J.C., 1985 , “Water Quality And Its Control” , John Wiley & Sons Inc, New York.

Levenspiel,O , 1962 , “Chemical Engineering Reaction” , 2 ed , John Wiley & Sons Inc,N.Y.

Ludwig, 1977 , “Applied Process Design for Chemical and Petrochemical Plants” , Vol 1-2 , 2nd ed , Gulf Publishing Co., Houston, Texas.

Maron, Lando , 1974 , ”Fundamentals of Physical Chemistry” , Int ed , Macmillan Publishing Co. Inc. , New York.

McCabe,W.L. , 1956 , “Unit Operation of Chemical Engineering” , McGraw-Hill Book Company Inc. , Tokyo

McKetta ,Cunningham, W.A., “Encyclopedia Of Chemical Proccessing And Design ”,Vol 14 , Marcell Dekker Inc. New York.

Othmer ,Kirk. , “ Encyclopedia of Chemical Technology vol. 23” , 3ed McGraw-Hill Book Company Inc. , New York

Perry, Chilton , 1973 , ” Perry’s Chemical Engineer’s Handbook” , 5ed , McGraw-Hill Book Company Inc. , Singapore.

Perry, Chilton , 1984 , ” Perry’s Chemical Engineer’s Handbook” , 6ed , McGraw-Hill Book Company Inc. , Singapore.

Perry, Chilton , 1999 , ”Perry’s Chemical Engineer’s Handbook” , 7ed , McGraw-Hill Book Company Inc. , N.Y.

3

Petter ,M.S, Timmerhaus,K.D., 1959 , “Plant Design and Economi for

Chemical Engineering” , 4thed., McGraw-Hill Book Company Inc. , N.Y.

Rase , H.F. , 1957 , “Project Engineering of Process Plant” , John Wiley & Sons Inc,N.Y.

Sherwood, T , 1977 , ”The Properties of Gasses and Liquid” , 3th ed , McGraw-Hill Book Company Inc. , Singapore.

Severn, WH , 1954 , “Steam, Air and Gas Power” , Modern Engineering Asia Edition , John Wiley & Sons Inc,N.Y.

Sugiharto, 1987 , “Dasar-Dasar Pengelolaan Air Limbah” , cetakan pertama Universitas Indonesia Press, Jakarta.

Syamsuddin , 1994 , “Manajemen Keuangan Perusahan” , 2 ed , Raja Grafindo Persada , PT , Jakarta

Treybal, R.E. , 1981 , ”Mass Transfer Operations” , 3 ed , McGraw-Hill Book Company Inc. , N.Y..

Ulrich, G.D. , 1984 , “A Guide to Chemical Engineering Process Design and Economics” , John Wiley & Sons Inc,N.Y.

Underwood A.L., 1980 , “Quantitative Analysis” , 4 ed , Prentice Hall Inc, London.

Van Ness, H.C.,Smith J.M., 1987 , “Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics” , 5 ed , McGraw-Hill Book Company, Singapore.

Van Winkle, M., 1967 , “Distillation” , McGraw-Hill Book Company, NY.

Wesley W.E., 1989 , “Industrial Water Pollution Control” , 2 ed, McGraw-Hill Book Company, Singapore.

Wolfgang Gerharts,1984 , “Ullmann’s Ecyclopedia of Industrial Chemistry”,5ed , Competely Revised Edition , VCH.

Internet :

http://www.curryhydrocarbons.ca : CE Plant Cost Index on-line, Mei 2006