Deodorized Palm Stearin) DAN DIETANOLAMIN KAPASITAS 12.000 TONTAHUN TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia

RBDPs (Refined Bleaching PEMBUATAN DIETANOLAMIDA DARI

  

Deodorized Palm Stearin) DAN DIETANOLAMIN KAPASITAS

12.000 TON/TAHUN

TUGAS AKHIR

  

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan

Ujian Sarjana Teknik Kimia

Oleh :

  

DARWIS S. HUTAPEA

100425002

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

  

2012 Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas kasih dan anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul

  

Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Dietanolamida dari RBDPs dan

Dietanolamin dengan Kapasitas 12.000 Ton/Tahun. Tugas Akhir ini dikerjakan

  sebagai syarat untuk kelulusan dalam sidang sarjana.

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

  1. Ibu Dr. Ir. Hamidah Harahap, M.Sc sebagai Dosen Pembimbing I yang telah membimbing dan memberikan masukan selama menyelesaikan tugas akhir ini.

  2. Ibu Ir. Renita Manurung, MT sebagai Dosen Pembimbing II sekaligus koordinator tugas akhir yang telah memberikan arahan selama menyelesaikan tugas akhir ini.

  3. Seluruh Dosen Pengajar Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan ilmu kepada penulis selama menjalani studi.

  4. Para pegawai administrasi Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan bantuan kepada penulis selama mengenyam pendidikan di Deparetemen Teknik Kimia.

  5. Yang teristimewa Orang tua penulis yaitu Ibu K br.Sitinjak dan Bpk W.Hutapea ,yang tidak pernah lupa memberikan motivasi semangat, moril dan kepada penulis.

  6. Adikku tercinta Saad Hamonangan Hutapea, Juniarti br. Hutapea, Citra br.

  Hutapea dan Roma Ito br. Hutapea yang selalu mendoakan dan memberikan semangat.

  7. Teman-teman Team Chapel, UKMK USU, Perkantas, Kost Gg Sehati no. 18 dan teknik kimia stambuk‘ 10 tanpa terkecuali. Terimakasih buat doa dan semangatnya.

  8. Seluruh Pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu namanya yang juga turut memberikan bantuan kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

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

  Medan, Oktober 2012 Penulis,

  Darwis S. Hutapea 100425002

  

INTISARI

  Dietanolamida diperoleh melalui reaksi antara RBDPs dan dietanolamin dengan bantuan katalis natrium metoksida di dalam reaktor Flat six – blade turbine pada temperatur 75

  o C dan tekanan 1 atm .

  Pabrik pembuatan dietanolamida ini direncanakan berproduksi dengan kapasitas 12.000 ton/tahun dengan masa kerja 330 hari dalam satu tahun. Lokasi pabrik direncanakan di daerah Kuala Tanjung, Sumatera Utara dengan luas areal 20.670 m

  2

  . Tenaga kerja yang dibutuhkan 156 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang Direktur dengan struktur organisasi sistem staff dan garis.

  Hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan dietanolamida ini adalah sebagai berikut:  Modal Investasi : Rp 294.116.323.212,-  Biaya Produksi : Rp 182.237.090.992,-  Hasil Penjualan : Rp 357.225.955.719 ,-  Laba Bersih : Rp 174.988.864.728,-  Profit Margin : 48.74 %  Break Event Point : 34.37 %  Return of Investment : 42.62 %  Return on Network : 77.24 %  Pay Out Time : 2.35 tahun  Internal Rate of Return : 56.41 

  Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik Pembuatan Dietanolamida dari RBDPs dan dietanolamin ini layak untuk didirikan.

  

DAFTAR ISI

  Hal

  

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

  

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

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

DAFTAR TABEL .................................................................................................vii

DAFTAR GAMBAR ...........................................................................................xiii

DAFTAR LAMPIRAN........................................................................................ xiv

  

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

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

  1.2 Perumusan Masalah .................................................................... I-4

  1.3 Tujuan dan manfaat Pra Rancangan Pabrik ................................. I-4

  

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DESKRIPSI PROSES...................... II-1

  2.1 Minyak Sawit ............................................................................ II-1

  2.2 RBDPs ...................................................................................... II-2

  2.3 Alkanolamida ............................................................................ II-4

  2.4 Dietanolamida ........................................................................... II-6

  2.5 Sifat-sifat Kimia dan Fisika Bahan Baku ................................... II-7

  2.5.1 RBDPs ........................................................................... II-7

  2.5.2 Dietanolamin ................................................................. II-7

  2.5.3 Dietil eter ....................................................................... II-8

  2.5.4 Natrium Metoksida ........................................................ II-9

  2.6 Sifat-sifat Produk ...................................................................... II-9

  2.6.1 Dietanolamida................................................................ II-9

  2.6.2 Gliserol ....................................................................... II-10

  2.7 Proses Pembuatan Alkanolamida ............................................ II-10

  2.8 Seleksi Proses ......................................................................... II-12

  2.9 Deskripsi Proses ..................................................................... II-12

  2.9.1 Tahap Pengolahan Awal............................................... II-12

  2.9.2 Tahap Sintesa .............................................................. II-12

  2.9.3 Tahap Pemurnian Hasil/Produk ................................... II-13

  

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

  5.1 Tangki RBDPs (F-110) .............................................................. V-1

  5.13 Ekstraktor (H-330)..................................................................... V-6

  5.12 Separator (H-310) ...................................................................... V-6

  5.11 Reaktor (R- 210)........................................................................ V-5

  5.10 Tangki Dietanolamida (F-370)................................................... V-5

  5.9 Tangki Gliserol (F-320) ............................................................. V-4

  5.8 Tangki Penyimpanan Dietil eter (F-160) .................................... V-4

  5.7 Tangki Dietil eter sementara (F-360) ......................................... V-4

  5.6 Mixer 2 (M-150)........................................................................ V-3

  5.5 Mixer 1 (M-140)........................................................................ V-2

  5.4 Tangki Penyimpanan Metanol (F-130)....................................... V-2

  5.3 Tangki Metanol sementara (F-220) ........................................... V-2

  5.2 Tangki Dietanolamin (F-120)..................................................... V-1

  4.6 Neraca Panas Pada Cooler 3 (E-351).........................................IV-2

  3.1 Neraca Massa Pada Mixer 1 (M-140)........................................III-1

  4.5 Neraca Panas Pada Cooler 2 (E-331).........................................IV-2

  4.4 Neraca Panas Pada Cooler 1 (E-211).........................................IV-2

  4.3 Neraca Panas Pada Vaporizer (V-350) ......................................IV-2

  4.2 Neraca Panas Pada Reaktor (R-210) .........................................IV-1

  4.1 Neraca Panas Pada RBDPs (F-110)...........................................IV-1

  

BAB IV NERACA PANAS ............................................................................IV-1

  3.7 Neraca Massa Pada Vaporizer (V-350) .....................................III-4

  3.6 Neraca Massa Pada Dekanter (H-340) ......................................III-3

  3.5 Neraca Massa Pada Ekstraktor (H-330).....................................III-3

  3.4 Neraca Massa Pada Separator (H-310)......................................III-2

  3.3 Neraca Massa Pada Reaktor (R-210).........................................III-2

  3.2 Neraca Massa Pada Mixer 2 (M-150)........................................III-1

  5.14 Dekanter (H-340)....................................................................... V-7

  5.16 Cooler 1 (E-211)....................................................................... V-8

  5.17 Cooler 2 (E-331)........................................................................ V-8

  5.18 Cooler 3 (E-351)....................................................................... V-9

  5.19 Pompa 1 (L-111)...................................................................... V-10

  5.20 Pompa 2 (L-121)...................................................................... V-10

  5.21 Pompa 3 (L-221)...................................................................... V-10

  5.22 Pompa 4 (L-131)...................................................................... V-11

  5.23 Pompa 5 (L-141)...................................................................... V-11

  5.24 Pompa 6 (L-151)...................................................................... V-12

  5.25 Pompa 7 (L-360)...................................................................... V-12

  5.26 Pompa 8 (L-160)...................................................................... V-12

  5.27 Pompa 9 (L-212)...................................................................... V-13

  5.28 Pompa 10 (L-311).................................................................... V-13

  5.29 Pompa 11 (F-321).................................................................... V-14

  5.30 Pompa 12 (F-331).................................................................... V-14

  5.31 Pompa 13 (F-341).................................................................... V-14

  5.31 Pompa 14 (F-371).................................................................... V-15

  6.1 Instrumentasi............................................................................VI-1

  6.2 Keselamatan dan Kesehatan Kerja..........................................VI-11

  6.2.1 Pencegahan Terhadap Kebakaran dan Ledakan ...........VI-12

  6.2.2 Alat Perlindungan Diri ................................................VI-13

  6.2.3 Keselamatan Kerja Terhadap Listrik ...........................VI-13

  6.2.4 Pencegahan Terhadap Gangguan Kesehatan ................VI-13

  6.2.5 Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis .......................VI-14

  

BAB VII UTILITAS ...................................................................................... VII-1

  7.1 Kebutuhan Uap (Steam).......................................................... VII-1

  7.2 Kebutuhan Air........................................................................ VII-2

  7.2.1 Screening.................................................................... VII-7

  7.2.2 Klarifikasi................................................................... VII-7

  7.2.3 Filtrasi ........................................................................ VII-8

  7.2.4 Demineralisasi ............................................................ VII-9

  7.2.4.2 Penukar Kation (Cation Exchanger) ........... VII-11

  7.2.5 Deaerator .................................................................. VII-12

  7.3 Kebutuhan Bahan Kimia ....................................................... VII-13

  7.4 Kebutuhan Listrik................................................................. VII-13

  7.5 Keperluan Energi Bahan Bakar............................................. VII-14

  7.6 Unit Pengolahan Limbah ...................................................... VII-16

  7.6.1 Bak Penampungan .................................................... VII-16

  7.6.2 Bak Pengendapan Awal ............................................ VII-17

  7.6.3 Bak Netralisasi.......................................................... VII-17

  7.6.4 Pengolahan Limbah dengan Sistem

  Activated Sludge ....................................................... VII-18

  7.6.5 Tangki Sedimentasi................................................... VII-21

  7.6.6 Pompa Limbah (PL-01) ............................................ VII-22

  7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas ................................................ VII-24

  7.7.1 Screening (SC).......................................................... VII-24

  7.7.2 Bak Sedimentasi (BS) ............................................... VII-25

  7.7.3 Clarifier (CL)............................................................ VII-25

  7.7.5 Tangki Utilitas 1 (TU-01) ......................................... VII-26

  7.7.6 Tangki Utilitas 2 (TU-02) ......................................... VII-26

  7.7.7 Cation Exchanger (CE) ............................................. VII-27

  7.7.8 Anion Exchanger (AE) ............................................. VII-27

  7.7.9 Tangki Pelarutan Alum/Al (SO ) (TP-01)................ VII-28

  2

  4

  3

  7.7.10 Tangki Pelarutan Soda Abu / Na CO (TP-02) .......... VII-28

  2

  3

  7.7.11 Tangki Pelarutan Asam Sulfat / H SO (TP-03) ....... VII-28

  2

  4

  7.7.12 Tangki Pelarutan NaOH (TP-04).............................. VII-29

  7.7.13 Tangki Pelarutan Kaporit / Ca(ClO) (TP-05) .......... VII-29

  2

  7.7.14 Unit Refrigerasi (UR) ............................................. VII-30

  7.7.15 Deaerator (DE) ....................................................... VII-30

  7.7.16 Ketel Uap (KU) ...................................................... VII-30

  7.7.17 Tangki Bahan Bakar(TB-01)................................... VII-31

  7.7.18 Pompa Screening (PU-01)....................................... VII-31

  7.7.20 Pompa Clarifier (PU-03) ......................................... VII-31

  7.7.21 Pompa Filtrasi (PU-04) ........................................... VII-32

  7.7.22 Pompa Utilitas (PU-05)........................................... VII-32

  7.7.23 Pompa H SO (PU-06)............................................ VII-32

  2

  4

  7.7.24 Pompa Kation Exchanger (PU-07) .......................... VII-33

  7.7.25 Pompa Anion Exchanger (PU-08) ........................... VII-33

  7.7.26 Pompa Utilitas (PU-09).......................................... VII-33

  7.7.27 Pompa Utilitas (PU-10).......................................... VII-33

  7.7.28 Pompa Utilitas (PU-11).......................................... VII-34

  7.7.29 Pompa Utilitas (PU-12).......................................... VII-34

  7.7.30 Pompa Deaerator (PU-13)...................................... VII-34

  7.7.31 Pompa Kaporit (PU-14) ......................................... VII-34

  7.7.32 Pompa Alum (PU-15) ............................................ VII-35

  7.7.33 Pompa Soda Abu (PU-16)...................................... VII-35

  7.7.34 Pompa NaOH (PU-17) ........................................... VII-35

  7.7.35 Pompa Bahan Bakar (PU-18) ................................. VII-35

  7.7.36 Pompa Bahan Bakar (PU-19) ................................. VII-36

  8.1 Lokasi Pabrik ........................................................................ VIII-1

  8.2 Tata Letak Pabrik .................................................................. VIII-3

  

BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ...................IX-1

  9.1 Bentuk Hukum Badan Usaha....................................................IX-1

  9.2 Organisasi Perusahaan..............................................................IX-2

  9.3 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab .......................IX-4

  9.3.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) .......................IX-4

  9.3.2 Dewan Komisaris..........................................................IX-4

  9.3.3 Direktur ........................................................................IX-4

  9.3.4 Staf Ahli .......................................................................IX-5

  9.3.5 Kabag Keselamatan Kerja.............................................IX-5

  9.3.6 Sekretaris......................................................................IX-5

  9.3.7 Manajer Produksi..........................................................IX-5

  9.3.8 Manajer Teknik.............................................................IX-5

  9.3.10 Manajer Pembelian dan Pemasaran .............................IX-6

  9.5 Sistem Kerja.............................................................................IX-6

  9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan ...............................IX-7

  9.7 Sistem Penggajian ....................................................................IX-9

  9.8 Fasilitas Tenaga Kerja ............................................................IX-10

  

BAB X ANALISA EKONOMI ...................................................................... X-1

  10.1 Modal Investasi ......................................................................... X-1

  10.1.1 Modal Investasi Tetap/Fixed Capital Investment .......... X-1

  10.1.2 Modal Kerja/Working Capital ...................................... X-2

  10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC)............................. X-4

  10.2.1 Biaya Tetap/Fixed Cost (FC) ....................................... X-4

  10.2.2 Biaya Variabel/Variable Coat (VC) ............................. X-4

  10.3 Total Penjualan (Total Sales)..................................................... X-5

  10.4 Bonus Perusahaan ..................................................................... X-5

  10.5 Perkiraan Rugi/Laba Usaha ....................................................... X-5

  10.6 Analisa Aspek Ekonomi ............................................................ X-5

  10.6.1 Profit Margin (PM)...................................................... X-5

  10.6.3 Return on Investment (RON)........................................ X-6

  10.6.4 Pay Out Time (POT) .................................................... X-7

  10.6.5 Return On Network (RON) .......................................... X-7

  10.6.6 Internal Rate of Return (IRR)....................................... X-7

  

BAB XI KESIMPULAN.................................................................................XI-1

DAFTAR PUSTAKA............................................................................................ xv LAMPIRAN

DAFTAR TABEL

Tabel 4.2 Neraca Panas Reaktor (210) ..........................................................IV-1Tabel 8.2 Tata Letak Pabrik Dietanolamida ............................................... VIII-5Tabel 8.1 Perbandingan Lokasi Pendirian Pabrik Dietanolamida ............... VIII-1Tabel 7.6 Spesifikasi Pompa Limbah........................................................ VII-24Tabel 7.5 Komposisi limbah cair dari proses produksi .............................. VII-16Tabel 7.4 Kualitas Air Sungai, Daerah Kawasan Kuala Tajung................... VII-5Tabel 7.3 Pemakaian air untuk berbagai kebutuhan .................................... VII-5Tabel 7.2 Kebutuhan Air Pendingin............................................................ VII-2Tabel 7.1 Kebutuhan uap sebagai media pemanas....................................... VII-1Tabel 6.1 Daftar Penggunaan Instrumentasi Pra Rancangan Pabrik Pembuatan DietanolamidaTabel 4.6 Neraca Panas Cooler 3 (E-351) ....................................................IV-2Tabel 4.5 Neraca Panas Cooler 2 (E-331) .....................................................IV-2Tabel 4.4 Neraca Panas Cooler 1 (E-211) .....................................................IV-2Tabel 4.3 Neraca Panas Vaporizer (V-350)...................................................IV-2

  Hal

Tabel 1.1 Kebutuhan impor dietanolamida di Indonesia.................................. I-1Tabel 3.7 Neraca Massa di Vaporizer (V-350) ..............................................III-4Tabel 3.6 Neraca Massa di Dekanter (H-340) ...............................................III-3Tabel 3.5 Neraca Massa di Ekstraktor (H-330) .............................................III-3Tabel 3.4 Neraca Massa di Separator (H-310)...............................................III-2Tabel 3.3 Neraca Massa di Reaktor (R-210) .................................................III-2Tabel 3.2 Neraca Massa di Mixer 2 (M-150) ................................................III-1Tabel 3.1 Neraca Massa di Mixer 1 (M-140) ................................................III-1Tabel 2.3 Beberapa sifat produk dietanolamida.............................................. II-6Tabel 2.2 Komposisi asam lemak dari minyak sawit, fraksi olein, dan fraksi stearin dari minyak sawit serta minyak inti sawit.................. II-4Tabel 2.1 Komposisi dari RBDPs .................................................................. II-3Tabel 1.4 Kebutuhan impor Dietanolamin di Indonesia .................................. I-3Tabel 1.3 Tabel Produksi CPO dan RBDP Stearin Indonesia .......................... I-3Tabel 1.2 Data indeks peningkatan impor dietanolamida ................................ I-2Tabel 4.1 Neraca Panas Tangki RBDPs2 (F - 110) ........................................IV-1Tabel 9.1 Susunan Jadwal Shift Karyawan ...................................................IX-7Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya ...........................................IX-8Tabel 9.3 Perincian Gaji Karyawan ..............................................................IX-9

  Tabel LA.1 Tabel BM Senyawa - senyawa Kimia yang digunakan ................ LA-2 Tabel LA.2 Menghitung BM rata-rata RBDPs ............................................... LA-3 Tabel LA.3 Menghitung BM rata-rata Dietanolamida .................................... LA-3 Tabel LB.1 Kontribusi Estimasi Kapasitas Panas Elemen atom berupa padatan ....................................................................LB-1 Tabel LB.2 Kontribusi Estimasi Kapasitas Panas berupa Cairan ...................LB-2 Tabel LB.3 Data Cp Beberapa Senyawa .........................................................LB-3 Tabel LB.4 Kontribusi Estimasi Panas Pembentukan Standar .........................LB-5 Tabel LB.5 Panas Penguapan ..........................................................................LB-7 Tabel LC.1 Analog perhitungan untuk tiap tangki dengan tutup datar .............LC-7 Tabel LC.2 Analog perhitungan untuk tiap tangki dengan tutup ellipsoidal .........................................................................LC-13 Tabel LC.3 Analog perhitungan untuk tiap cooler.........................................LC-18 Tabel LC.4 Analog perhitungan untuk tiap pompa........................................LC-22 Tabel LD.1 Analog perhitungan Tangki Utilitas (TU-02)..............................LD-10 Tabel LD.2 Analog perhitungan untuk tangki pelarut....................................LD-18 Tabel LD.3 Analog perhitungan pompa utilitas............................................LD-27 Tabel LD.4 Analog perhitungan pada tangki bahan bakar ketel uap ..............LD-31 Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya .......................... LE-2 Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift ................................................. LE-3 Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses .................................................. LE-7 Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan

  Pengolahan Limbah ..................................................................... LE-8 Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi.......................................................... LE-10 Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai .............................................................. LE-14 Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas................................................................... LE-16 Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja ............................................................... LE-17 Tabel LE.9 Aturan Depresiasi Sesuai UU Republik Indonesia

  Tabel LE.10 Perhitungan Biaya Depresiasi Sesuai UURI No. 17 Tahun 2000................................................................................ LE-19

  Tabel LE.11 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) ......................... LE-27

DAFTAR GAMBAR

  Hal

Gambar 6.1 Skema Dasar Sistem Kontrol .......................................................VI-1Gambar 6.2 Instrumentasi pada pompa ...........................................................VI-6Gambar 6.3 Instrumentasi pada tangki berpengaduk .......................................VI-7Gambar 6.4 Instrumentasi pada tangki bahan baku/produk..............................VI-7Gambar 6.5 Instrumentasi pada reaktor ...........................................................VI-8Gambar 6.6 Instrumentasi pada heater ............................................................VI-9Gambar 6.7 Instrumentasi pada cooler ............................................................VI-9Gambar 6.8 Instrumentasi pada dekanter.......................................................VI-10Gambar 6.9 Instrumentasi pada Dryer / Vaporizer ........................................VI-10Gambar 8.1 Peta Lokasi Pabrik Pembuatan Dietanolamida ......................... VIII-3Gambar 8.2 Tata Letak Pabrik Dietanolamida............................................. VIII-6Gambar 9.1 Struktur Organisasi Pabrik Pembutan Dietanolamida dari RBDP Stearin dan Dietanolamin........................................ IX-12

  Gambar LD.1 Siklus unit pendinginan ............................................................LD-27 Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage) dan Tangki Pelarutan ................................................................. LE-5 Gambar LE.2 Grafik Break Event Point (BEP) Pabrik Dietanolamida dari RBDPs dan Dietanolamina ............................................... LE-26