TUGAS AKHIR Prarancangan Pabrik Asam Fosfat Dengan Proses Nissan Kapasitas 150.000ton/Tahun.
TUGAS AKHIR
PRARANCANGAN PABRIK ASAM FOSFAT DENGAN PROSES NISSAN
KAPASITAS 150.000TON/TAHUN
Oleh :
ERNA SUSANTI
NIM. D 500 100 011
Dosen Pembimbing:
1. Ir. HERRY PURNAMA, M.T., Ph.D.
2. Ir. HARYANTO AR, MS.
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
SURAKARTA
2014
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK KIMIA
Nama
: Erna Susanti
NIM
: D 500 100 011
Judul Tugas Prarancangan Pabrik
: Prarancangan Pabrik Asam Fosfat dengan
Proses Nissan Kapasitas 150.000ton/tahun.
Dosen Pembimbing
: 1. Ir. Herry Purnama, M.T., Ph.D.
2. Ir. Haryanto AR, MS.
Surakarta, 24 Desember 2014
Menyetujui,
Dosen pembimbing I
Dosen pembimbing II
Ir. Herry Purnama, M.T., Ph.D.
NIK: 664
Mengetahui,
Ketua Jurusan
ii
PERNYATAAN ORIGINALITAS
Saya menyatakan bahwa tugas akhir ini adalah hasil pekerjaan saya sendiri
dan sepanjang sepengetahuan saya tidak berisi materi yang dipublikasikan atau
ditulis orang lain atau telah dipergunakan dan diterima sebagai persyaratan
menyelesaikan studi di Universitas ini, kecuali pada bagian–bagian tertentu yang
telah dinyatakan dalam teks.
Apabila tugas akhir ini merupakan jiplakan dan atau penelitian karya ilmiah
lain, maka saya siap menerima sanksi baik secara akademis maupun hukum.
Surakarta, 24 Desember 2014
Yang Menyatakan,
(Erna Susanti)
iii
MOTTO
“Sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan (Asy-Syarh, ayat ke 6)”
“Jadilah diri sendiri dalam segala hal, karena dirimu adalah cermin dari
hatimu”
“Berusaha, berdoa dan tawakal”
“Semua prestasi besar dimulai dari kemauan yang besar, ingat kemauan yang
kecil akan membawa hasil yang kecil (Napoleon Hill)”
“Niatlah yang baik pasti semua akan berjalan dengan baik”
“Milikilah cita-cita setinggi-tingginya, jangan pernah menyerah dan putus
asa”
“Berapapun banyaknya motto, jika tak diiringi komitmen hanya akan jadi
tulisan belaka”
iv
PERSEMBAHAN
Karya ini saya persembahkan kepada :
Ibu dan Bapak tercinta, terima kasih atas segala do’a, dukungan, kasih
sayang, pengorbanan dan pendidikan yang telah diberikan selama ini. Hanya
do’a dan bakti yang dapat aku beri untuk membalas kasih sayangmu.
Adik ponakanku tercinta, Nadiva, Raya, dan Luna yang selalu memberiku
dukungan dan semangat.
Kakakku tersayang Akbar Bisanto yang selalu menyemangati, memberikan
wejangan-wejangan dan selalu mendukungku
Rekan seperjuanganku, dalam mengerjakan skripsi Rahayu Agustina
Sahabat-sahabatku tercinta Deftika Marlinda, Amalia khoirunnisa,Tika Andriani,
Wahyu Hapsari, Adika Mar’atus, Gita Indah, Tiya Siswanti, Nurul Kurniawati,
Intan Kurnia Dewi, Andy Wijatmiko, Agus Mardiyatno
Semua teman-temanku di Holcim Bobi Rosyid, Yara Setya, Insanul Kamil,
Andika Noya, Rudy Utomo, Handika Dwi P
Semua teman-teman angkatan 2010 UMS terima kasih atas kebersamaannya
selama ini. Kenangan indah saat kita bersama semoga bisa terulang kembali.
Thank’s you for All…
v
KATA PENGANTAR
Segala puji hanya bagi Allah SWT, hanya karena Rahmat dan HidayahNya, penulis akhirnya dapat menyelesaikan penyusunan Laporan Tugas Akhir
dengan judul “Prarancangan Pabrik Asam Fosfat dari Batuan Fosfat dan Asam
Sulfat dengan Proses Nissan Kapasitas 150.000 ton/tahun”. Dalam penyusunan
tugas akhir ini penulis memperoleh banyak bantuan baik berupa dukungan moral
maupun spiritual dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan
terima kasih kepada :
1. Rois Fatoni, S.T., M.Sc., Ph.D, selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Ir. Herry Purnama, MT.,PhD selaku dosen pembimbing I dan Ir. Haryanto
AR, MS selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan arahan dan
bimbingan kepada penulis sehingga penulis dapat menyusun laporan ini.
3. Eni Budiyati S.T., M.Eng selaku dosen koordinator prarancangan pabrik
kimia.
4. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah
Surakarta angkatan 2008, 2009, dan 2010 yang telah membantu dalam
pelaksanaan tugas ini.
Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna.
Oleh karena itu penulis membuka diri terhadap segala saran dan kritik yang
membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan
pembaca sekalian.
Surakarta, 24 Desember,2014
Penyusun
vi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ....................................................................................... i
HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... ii
HALAMAN PERNYATAAN ORIGINALITAS.............................................iii
MOTTO............................................................................................................ iv
PERSEMBAHAN.............................................................................................v
KATA PENGANTAR ..................................................................................... vi
DAFTAR ISI ................................................................................................... vii
DAFTAR TABEL ........................................................................................... xi
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................xiii
INTISARI ........................................................................................................ xiv
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................. 1
1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik.............................................. 1
1.2. Kapasitas Rancangan Produksi................................................. 1
1.3. Pemilihan Lokasi Pabrik........................................................... 4
1.4. Tinjauan Pustaka....................................................................... 8
1.4.1
Macam-macam Proses..............................................8
1.4.2
Kegunaan Produk..................................................... 11
1.4.3
Sifat Fisis dan Kimia................................................ 12
1.4.4
Tinjauan Proses Secara Umum.................................14
BAB II DISKRIPSI PROSES ........................................................................ 16
2.1
2. 2
Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ........................................ 16
2.1.1
Spesifikasi Bahan Baku ..........................................16
2.1.2
Spesifikasi Produk Utama ...................................... 17
2.1.3
Spesifikasi Produk Samping ...................................17
Konsep Proses...........................................................................18
2.2.1
Dasar Reaksi ...........................................................18
2.2.2
Kondisi Operasi ......................................................18
2.2.3
Mekanisme Reaksi ................................................. 18
2.2.4
Tinjauan Kinetika Reaksi ....................................... 19
vii
2.2.5
Tinjauan Termodinamika ....................................... 22
2.3 Diagram Alir Proses ................................................................ 25
2.3.1
Diagram Alir Proses ............................................... 25
2.3.2
Langkah Proses ...................................................... 25
2.4 Neraca Massa dan Neraca Panas ............................................. 30
2.4.1
Neraca Massa ......................................................... 30
2.4.2
Neraca Panas .......................................................... 34
2.5 Lay Out Pabrik dan Peralatan Proses .......................................40
2.5.1
Lay out Pabrik ........................................................ 40
2.5.2
Lay out Peralatan proses .........................................45
BAB III SPESIFIKASI ALAT ........................................................................ 48
3.1
3.2
Alat utama................................................................................ 48
3.2.1
Reaktor ................................................................... 48
3.2.2
Rotary Vacum Filter ...............................................49
3.2.3
Evaporator .............................................................. 50
3.2.4
Rotary Dryer .......................................................... 51
Alat Pendukung ........................................................................52
3.2.1
Tangki Penyimpanan Asam Sulfat ..........................52
3.2.2
Tangki Asam Fosfat................................................. 52
3.2.3
Tangki SiF4 ............................................................. 52
3.2.4
Silo Ca3(PO4)2.......................................................... 53
3.2.5
Silo CaSO4.2H2O .................................................... 53
3.2.6
Belt Conveyor 01 ....................................................54
3.2.7
Belt Conveyor 02 ....................................................54
3.2.8
Belt Conveyor 03 ....................................................54
3.2.9
Bucket Elevator 01 ................................................. 55
3.2.10
Bucket Elevator 02 ................................................ 55
3.2.11
Cooling Conveyor ................................................. 56
3.2.12
Heat Exchanger 01 ................................................56
3.2.13
Heat Exchanger 02 ................................................57
3.2.14
Heat Exchanger 03 ................................................57
viii
3.2.15
Heat Exchanger 04 ................................................58
3.2.16
Pompa 01 ...............................................................59
3.2.17
Pompa 02 ...............................................................59
3.2.18
Pompa 03 ...............................................................60
3.2.19
Pompa 04 ...............................................................60
3.2.20
Pompa 05 ...............................................................61
3.2.21
Pompa 06 ...............................................................61
3.2.22
Blower ................................................................... 62
3.2.23
Kompresor .............................................................62
3.2.23
Heater 01 ............................................................... 62
3.2.23
Heater 02 ............................................................... 63
BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM ............. 64
4.1
Unit Pendukung Proses ............................................................ 64
4.1.1
Unit Pengadaan dan Pengolahan Air ......................65
4.1.2
Unit Kebutuhan Air ................................................78
4.1.3
Unit Pengadaan Steam ........................................... 78
4.1.4
Unit Pengadaan Tenaga Listrik .............................. 81
4.1.5
Unit Pengadaan Bahan Bakar .................................85
4.1.6
Unit Pengadaan Udara Tekan .................................86
4.2 Laboratorium ............................................................................86
4.2.1
Program Kerja Laboratorium .................................. 87
4.2.2
Metode Analisa ....................................................... 87
4.2.3
Alat-alat Utama Laboratorium ................................ 88
4.3 Keselamatan dan Kesehatan Kerja............................................88
BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN ....................................................... 92
5.1
Bentuk Perusahaan ................................................................... 92
5.2
Struktur Organisasi .................................................................. 94
5.3
Tugas dan Wewenang .............................................................. 96
5.4
Pembagian Jam Kerja ...............................................................98
5.5
Status Karyawan dan Sistem Upah .......................................... 100
5.6
Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji ................ 101
ix
5.7
Kesejahteraan Sosial Karyawan ...............................................102
5.8
Manajemen Produksi ................................................................103
5.9
Perencanaan Produksi Produksi ............................................... 104
5.10 Pengendalian Produksi ............................................................. 105
BAB VI ANALISA EKONOMI ......................................................................107
6.1
Penaksiran Harga Peralatan ......................................................110
6.2
Dasar Perhitungan .................................................................... 112
6.3
Penentuan Total Capital Investment (TCI) .............................. 112
6.4
Hasil Perhitungan ..................................................................... 113
6.5
Analisa Kelayakan ................................................................... 115
BAB VII KESIMPULAN.................................................................................119
7.1
Kesimpulan .............................................................................. 119
Daftar Pustaka ..................................................................................................xv
x
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Impor Asam Fosfat Oleh Indonesia Dari Tahun 2003-2012........ 2
Tabel 1.2 Kapasitas Pabrik Asam Fosfat dengan Proses Nissan.................. 2
Tabel 1.4 Pembuatan Asam Fosfat dengan Proses Basah............................ 10
Tabel 2.1 Harga ∆Hf Masing-Masing Komponen Pada Suhu 298K............ 22
Tabel 2.2 Harga Energi Bebas Gibbs Tiap Komponen Pada Suhu 298K.....23
Tabel 2.4 Neraca Massa di Reaktor (R-110)................................................ 30
Tabel 2.5 Neraca Massa di Filter (H-110).................................................... 31
Tabel 2.6 Neraca Massa di Evaporator (V-110)........................................... 32
Tabel 2.7 Neraca Massa di Dryer (B-110)................................................... 32
Tabel 2.8 Neraca Massa di Total.................................................................. 33
Tabel 2.9 Neraca Panas di Reaktor (R-110)................................................. 34
Tabel 2.10 Neraca Panas di Filter (H-110).....................................................35
Tabel 2.11 Neraca Panas di Evaporator (V-110)............................................ 35
Tabel 2.12 Neraca Panas di Rotary Dryer (B-110)........................................ 36
Tabel 2.13 Neraca Panas di Cyclone (B-111).................................................37
Tabel 2.14 Neraca Panas di Heat Exchanger (E-110).................................... 37
Tabel 2.13 Neraca Panas Total....................................................................... 39
Tabel 2.14 Perincian Luas Tanah Sebagai Bangunan Pabrik......................... 43
Tabel 4.1 Jumlah Total Kebutuhan Air........................................................ 78
Tabel 4.2 Kebutuhan Pengadaaan Steam...................................................... 78
Tabel 4.3 Konsumsi Listrik untuk Keperluan Proses dan Utilitas................82
Tabel 4.4 Konsumsi Listrik Untuk Penerangan............................................83
Tabel 5.1 Jadwal Kerja Masing-masing Regu.............................................. 100
Tabel 5.2 Jabatan, Jumlah Karyawan, Gaji.................................................. 101
Tabel 6.1 Indeks Harga Alat Tahun 1990-2002........................................... 111
Tabel 6.2 Indeks Harga Alat Tahun 2003-2010........................................... 111
Tabel 6.3 Fixed Capital Invesment............................................................... 113
Tabel 6.4 Working Capital Investment......................................................... 113
Tabel 6.5 Direct Manufacturing Cost...........................................................114
xi
Tabel 6.6 Indirect Manufacturing Cost........................................................ 114
Tabel 6.7 Fixed Manufacturing Cost............................................................ 114
Tabel 6.8 General Expense........................................................................... 115
Tabel 6.9 Analisa Kelayakan........................................................................ 117
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.2 Lokasi Pendirian Pabrik......................................................... 5
Gambar 2.1 Diagram Alir Kualitatif........................................................... 28
Gambar 2.2 Diagram Alir Kuantitatif......................................................... 29
Gambar 2.3 Alur Neraca Massa................................................................. 30
Gambar 2.4 Lay Out Pabrik........................................................................44
Gambar 2.5 Lay Out Peralatan................................................................... 47
Gambar 4.1 Skema Pengolahan Air........................................................... 69
Gambar 5.1 Struktur Organisasi Perusahaan..............................................106
Gambar 6.2 Grafik Analisa Kelayakan...................................................... 118
xiii
INTISARI
Perkembangan pabrik di Indonesia yang sangat pesat menjadikan
Indonesia sebagai salah satu kawasan industri di Asia, khususnya untuk pabrik
pupuk, karena di Indonesia kebutuhan pupuknya sangatlah tinggi sedangkan
bahan baku pembuatan pupuk yaitu asam fosfat masih di impor dari luar negeri.
Selain sebagai bahan baku pembuatan pupuk, asam fosfat juga digunakan dalam
industri kimia seperti pada industri Sodium Tri Poly Phosphat (STPP), industri
minyak goreng, industri cat dan di industri farmasi.
Untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri yang masih harus diimpor dari
luar negeri dan adanya peluang ekspor yang masih terbuka, maka dirancang
pabrik asam fosfat dengan kapasitas 150.000 ton/tahun dengan bahan baku asam
sulfat 27.409,5853 kg/jam dan batuan fosfat 33.108,6080 kg/jam. Asam fosfat
dibuat dengan mereaksikan batuan fosfat dan asam sulfat dalam reaktor yang
berpengaduk dan ada jaket pemanas, dijalankan pada suhu 85 oC dan tekanan 1
atm dengan waktu reaksi 0,8 jam. Reaksi ini terjadi secara endotermis. Selain
asam fosfat sebagai produk utama, ada juga produk sampingnya berupa SiF4 dan
juga Gypsum. Pabrik ini direncanakan berdiri di kawasan industri Mojokerto,
Jawa Timur pada tahun 2016 dengan luas 5.830 m2.
Dari hasil analisis ekonomi diperoleh, ROI (Return on Investment)
sebelum dan sesudah pajak sebesar 32,48% dan 22,73%, POT (Pay Out Time)
sebelum dan sesudah pajak selama 2,35 tahun dan 3,15 tahun, BEP (Break-even
Point) 41,73%, dan SDP (Shutdown Point) 25,08%. Sedangkan DCF (Discounted
Cash Flow) sebesar 21,06%. Jadi dari segi ekonomi, pabrik asam fosfat ini layak
untuk dipertimbangkan pendiriannya.
Kata Kunci : asam fosfat, batuan fosfat, asam sulfat
xiv
PRARANCANGAN PABRIK ASAM FOSFAT DENGAN PROSES NISSAN
KAPASITAS 150.000TON/TAHUN
Oleh :
ERNA SUSANTI
NIM. D 500 100 011
Dosen Pembimbing:
1. Ir. HERRY PURNAMA, M.T., Ph.D.
2. Ir. HARYANTO AR, MS.
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
SURAKARTA
2014
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK KIMIA
Nama
: Erna Susanti
NIM
: D 500 100 011
Judul Tugas Prarancangan Pabrik
: Prarancangan Pabrik Asam Fosfat dengan
Proses Nissan Kapasitas 150.000ton/tahun.
Dosen Pembimbing
: 1. Ir. Herry Purnama, M.T., Ph.D.
2. Ir. Haryanto AR, MS.
Surakarta, 24 Desember 2014
Menyetujui,
Dosen pembimbing I
Dosen pembimbing II
Ir. Herry Purnama, M.T., Ph.D.
NIK: 664
Mengetahui,
Ketua Jurusan
ii
PERNYATAAN ORIGINALITAS
Saya menyatakan bahwa tugas akhir ini adalah hasil pekerjaan saya sendiri
dan sepanjang sepengetahuan saya tidak berisi materi yang dipublikasikan atau
ditulis orang lain atau telah dipergunakan dan diterima sebagai persyaratan
menyelesaikan studi di Universitas ini, kecuali pada bagian–bagian tertentu yang
telah dinyatakan dalam teks.
Apabila tugas akhir ini merupakan jiplakan dan atau penelitian karya ilmiah
lain, maka saya siap menerima sanksi baik secara akademis maupun hukum.
Surakarta, 24 Desember 2014
Yang Menyatakan,
(Erna Susanti)
iii
MOTTO
“Sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan (Asy-Syarh, ayat ke 6)”
“Jadilah diri sendiri dalam segala hal, karena dirimu adalah cermin dari
hatimu”
“Berusaha, berdoa dan tawakal”
“Semua prestasi besar dimulai dari kemauan yang besar, ingat kemauan yang
kecil akan membawa hasil yang kecil (Napoleon Hill)”
“Niatlah yang baik pasti semua akan berjalan dengan baik”
“Milikilah cita-cita setinggi-tingginya, jangan pernah menyerah dan putus
asa”
“Berapapun banyaknya motto, jika tak diiringi komitmen hanya akan jadi
tulisan belaka”
iv
PERSEMBAHAN
Karya ini saya persembahkan kepada :
Ibu dan Bapak tercinta, terima kasih atas segala do’a, dukungan, kasih
sayang, pengorbanan dan pendidikan yang telah diberikan selama ini. Hanya
do’a dan bakti yang dapat aku beri untuk membalas kasih sayangmu.
Adik ponakanku tercinta, Nadiva, Raya, dan Luna yang selalu memberiku
dukungan dan semangat.
Kakakku tersayang Akbar Bisanto yang selalu menyemangati, memberikan
wejangan-wejangan dan selalu mendukungku
Rekan seperjuanganku, dalam mengerjakan skripsi Rahayu Agustina
Sahabat-sahabatku tercinta Deftika Marlinda, Amalia khoirunnisa,Tika Andriani,
Wahyu Hapsari, Adika Mar’atus, Gita Indah, Tiya Siswanti, Nurul Kurniawati,
Intan Kurnia Dewi, Andy Wijatmiko, Agus Mardiyatno
Semua teman-temanku di Holcim Bobi Rosyid, Yara Setya, Insanul Kamil,
Andika Noya, Rudy Utomo, Handika Dwi P
Semua teman-teman angkatan 2010 UMS terima kasih atas kebersamaannya
selama ini. Kenangan indah saat kita bersama semoga bisa terulang kembali.
Thank’s you for All…
v
KATA PENGANTAR
Segala puji hanya bagi Allah SWT, hanya karena Rahmat dan HidayahNya, penulis akhirnya dapat menyelesaikan penyusunan Laporan Tugas Akhir
dengan judul “Prarancangan Pabrik Asam Fosfat dari Batuan Fosfat dan Asam
Sulfat dengan Proses Nissan Kapasitas 150.000 ton/tahun”. Dalam penyusunan
tugas akhir ini penulis memperoleh banyak bantuan baik berupa dukungan moral
maupun spiritual dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan
terima kasih kepada :
1. Rois Fatoni, S.T., M.Sc., Ph.D, selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Ir. Herry Purnama, MT.,PhD selaku dosen pembimbing I dan Ir. Haryanto
AR, MS selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan arahan dan
bimbingan kepada penulis sehingga penulis dapat menyusun laporan ini.
3. Eni Budiyati S.T., M.Eng selaku dosen koordinator prarancangan pabrik
kimia.
4. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah
Surakarta angkatan 2008, 2009, dan 2010 yang telah membantu dalam
pelaksanaan tugas ini.
Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna.
Oleh karena itu penulis membuka diri terhadap segala saran dan kritik yang
membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan
pembaca sekalian.
Surakarta, 24 Desember,2014
Penyusun
vi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ....................................................................................... i
HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... ii
HALAMAN PERNYATAAN ORIGINALITAS.............................................iii
MOTTO............................................................................................................ iv
PERSEMBAHAN.............................................................................................v
KATA PENGANTAR ..................................................................................... vi
DAFTAR ISI ................................................................................................... vii
DAFTAR TABEL ........................................................................................... xi
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................xiii
INTISARI ........................................................................................................ xiv
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................. 1
1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik.............................................. 1
1.2. Kapasitas Rancangan Produksi................................................. 1
1.3. Pemilihan Lokasi Pabrik........................................................... 4
1.4. Tinjauan Pustaka....................................................................... 8
1.4.1
Macam-macam Proses..............................................8
1.4.2
Kegunaan Produk..................................................... 11
1.4.3
Sifat Fisis dan Kimia................................................ 12
1.4.4
Tinjauan Proses Secara Umum.................................14
BAB II DISKRIPSI PROSES ........................................................................ 16
2.1
2. 2
Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ........................................ 16
2.1.1
Spesifikasi Bahan Baku ..........................................16
2.1.2
Spesifikasi Produk Utama ...................................... 17
2.1.3
Spesifikasi Produk Samping ...................................17
Konsep Proses...........................................................................18
2.2.1
Dasar Reaksi ...........................................................18
2.2.2
Kondisi Operasi ......................................................18
2.2.3
Mekanisme Reaksi ................................................. 18
2.2.4
Tinjauan Kinetika Reaksi ....................................... 19
vii
2.2.5
Tinjauan Termodinamika ....................................... 22
2.3 Diagram Alir Proses ................................................................ 25
2.3.1
Diagram Alir Proses ............................................... 25
2.3.2
Langkah Proses ...................................................... 25
2.4 Neraca Massa dan Neraca Panas ............................................. 30
2.4.1
Neraca Massa ......................................................... 30
2.4.2
Neraca Panas .......................................................... 34
2.5 Lay Out Pabrik dan Peralatan Proses .......................................40
2.5.1
Lay out Pabrik ........................................................ 40
2.5.2
Lay out Peralatan proses .........................................45
BAB III SPESIFIKASI ALAT ........................................................................ 48
3.1
3.2
Alat utama................................................................................ 48
3.2.1
Reaktor ................................................................... 48
3.2.2
Rotary Vacum Filter ...............................................49
3.2.3
Evaporator .............................................................. 50
3.2.4
Rotary Dryer .......................................................... 51
Alat Pendukung ........................................................................52
3.2.1
Tangki Penyimpanan Asam Sulfat ..........................52
3.2.2
Tangki Asam Fosfat................................................. 52
3.2.3
Tangki SiF4 ............................................................. 52
3.2.4
Silo Ca3(PO4)2.......................................................... 53
3.2.5
Silo CaSO4.2H2O .................................................... 53
3.2.6
Belt Conveyor 01 ....................................................54
3.2.7
Belt Conveyor 02 ....................................................54
3.2.8
Belt Conveyor 03 ....................................................54
3.2.9
Bucket Elevator 01 ................................................. 55
3.2.10
Bucket Elevator 02 ................................................ 55
3.2.11
Cooling Conveyor ................................................. 56
3.2.12
Heat Exchanger 01 ................................................56
3.2.13
Heat Exchanger 02 ................................................57
3.2.14
Heat Exchanger 03 ................................................57
viii
3.2.15
Heat Exchanger 04 ................................................58
3.2.16
Pompa 01 ...............................................................59
3.2.17
Pompa 02 ...............................................................59
3.2.18
Pompa 03 ...............................................................60
3.2.19
Pompa 04 ...............................................................60
3.2.20
Pompa 05 ...............................................................61
3.2.21
Pompa 06 ...............................................................61
3.2.22
Blower ................................................................... 62
3.2.23
Kompresor .............................................................62
3.2.23
Heater 01 ............................................................... 62
3.2.23
Heater 02 ............................................................... 63
BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM ............. 64
4.1
Unit Pendukung Proses ............................................................ 64
4.1.1
Unit Pengadaan dan Pengolahan Air ......................65
4.1.2
Unit Kebutuhan Air ................................................78
4.1.3
Unit Pengadaan Steam ........................................... 78
4.1.4
Unit Pengadaan Tenaga Listrik .............................. 81
4.1.5
Unit Pengadaan Bahan Bakar .................................85
4.1.6
Unit Pengadaan Udara Tekan .................................86
4.2 Laboratorium ............................................................................86
4.2.1
Program Kerja Laboratorium .................................. 87
4.2.2
Metode Analisa ....................................................... 87
4.2.3
Alat-alat Utama Laboratorium ................................ 88
4.3 Keselamatan dan Kesehatan Kerja............................................88
BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN ....................................................... 92
5.1
Bentuk Perusahaan ................................................................... 92
5.2
Struktur Organisasi .................................................................. 94
5.3
Tugas dan Wewenang .............................................................. 96
5.4
Pembagian Jam Kerja ...............................................................98
5.5
Status Karyawan dan Sistem Upah .......................................... 100
5.6
Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji ................ 101
ix
5.7
Kesejahteraan Sosial Karyawan ...............................................102
5.8
Manajemen Produksi ................................................................103
5.9
Perencanaan Produksi Produksi ............................................... 104
5.10 Pengendalian Produksi ............................................................. 105
BAB VI ANALISA EKONOMI ......................................................................107
6.1
Penaksiran Harga Peralatan ......................................................110
6.2
Dasar Perhitungan .................................................................... 112
6.3
Penentuan Total Capital Investment (TCI) .............................. 112
6.4
Hasil Perhitungan ..................................................................... 113
6.5
Analisa Kelayakan ................................................................... 115
BAB VII KESIMPULAN.................................................................................119
7.1
Kesimpulan .............................................................................. 119
Daftar Pustaka ..................................................................................................xv
x
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Impor Asam Fosfat Oleh Indonesia Dari Tahun 2003-2012........ 2
Tabel 1.2 Kapasitas Pabrik Asam Fosfat dengan Proses Nissan.................. 2
Tabel 1.4 Pembuatan Asam Fosfat dengan Proses Basah............................ 10
Tabel 2.1 Harga ∆Hf Masing-Masing Komponen Pada Suhu 298K............ 22
Tabel 2.2 Harga Energi Bebas Gibbs Tiap Komponen Pada Suhu 298K.....23
Tabel 2.4 Neraca Massa di Reaktor (R-110)................................................ 30
Tabel 2.5 Neraca Massa di Filter (H-110).................................................... 31
Tabel 2.6 Neraca Massa di Evaporator (V-110)........................................... 32
Tabel 2.7 Neraca Massa di Dryer (B-110)................................................... 32
Tabel 2.8 Neraca Massa di Total.................................................................. 33
Tabel 2.9 Neraca Panas di Reaktor (R-110)................................................. 34
Tabel 2.10 Neraca Panas di Filter (H-110).....................................................35
Tabel 2.11 Neraca Panas di Evaporator (V-110)............................................ 35
Tabel 2.12 Neraca Panas di Rotary Dryer (B-110)........................................ 36
Tabel 2.13 Neraca Panas di Cyclone (B-111).................................................37
Tabel 2.14 Neraca Panas di Heat Exchanger (E-110).................................... 37
Tabel 2.13 Neraca Panas Total....................................................................... 39
Tabel 2.14 Perincian Luas Tanah Sebagai Bangunan Pabrik......................... 43
Tabel 4.1 Jumlah Total Kebutuhan Air........................................................ 78
Tabel 4.2 Kebutuhan Pengadaaan Steam...................................................... 78
Tabel 4.3 Konsumsi Listrik untuk Keperluan Proses dan Utilitas................82
Tabel 4.4 Konsumsi Listrik Untuk Penerangan............................................83
Tabel 5.1 Jadwal Kerja Masing-masing Regu.............................................. 100
Tabel 5.2 Jabatan, Jumlah Karyawan, Gaji.................................................. 101
Tabel 6.1 Indeks Harga Alat Tahun 1990-2002........................................... 111
Tabel 6.2 Indeks Harga Alat Tahun 2003-2010........................................... 111
Tabel 6.3 Fixed Capital Invesment............................................................... 113
Tabel 6.4 Working Capital Investment......................................................... 113
Tabel 6.5 Direct Manufacturing Cost...........................................................114
xi
Tabel 6.6 Indirect Manufacturing Cost........................................................ 114
Tabel 6.7 Fixed Manufacturing Cost............................................................ 114
Tabel 6.8 General Expense........................................................................... 115
Tabel 6.9 Analisa Kelayakan........................................................................ 117
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.2 Lokasi Pendirian Pabrik......................................................... 5
Gambar 2.1 Diagram Alir Kualitatif........................................................... 28
Gambar 2.2 Diagram Alir Kuantitatif......................................................... 29
Gambar 2.3 Alur Neraca Massa................................................................. 30
Gambar 2.4 Lay Out Pabrik........................................................................44
Gambar 2.5 Lay Out Peralatan................................................................... 47
Gambar 4.1 Skema Pengolahan Air........................................................... 69
Gambar 5.1 Struktur Organisasi Perusahaan..............................................106
Gambar 6.2 Grafik Analisa Kelayakan...................................................... 118
xiii
INTISARI
Perkembangan pabrik di Indonesia yang sangat pesat menjadikan
Indonesia sebagai salah satu kawasan industri di Asia, khususnya untuk pabrik
pupuk, karena di Indonesia kebutuhan pupuknya sangatlah tinggi sedangkan
bahan baku pembuatan pupuk yaitu asam fosfat masih di impor dari luar negeri.
Selain sebagai bahan baku pembuatan pupuk, asam fosfat juga digunakan dalam
industri kimia seperti pada industri Sodium Tri Poly Phosphat (STPP), industri
minyak goreng, industri cat dan di industri farmasi.
Untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri yang masih harus diimpor dari
luar negeri dan adanya peluang ekspor yang masih terbuka, maka dirancang
pabrik asam fosfat dengan kapasitas 150.000 ton/tahun dengan bahan baku asam
sulfat 27.409,5853 kg/jam dan batuan fosfat 33.108,6080 kg/jam. Asam fosfat
dibuat dengan mereaksikan batuan fosfat dan asam sulfat dalam reaktor yang
berpengaduk dan ada jaket pemanas, dijalankan pada suhu 85 oC dan tekanan 1
atm dengan waktu reaksi 0,8 jam. Reaksi ini terjadi secara endotermis. Selain
asam fosfat sebagai produk utama, ada juga produk sampingnya berupa SiF4 dan
juga Gypsum. Pabrik ini direncanakan berdiri di kawasan industri Mojokerto,
Jawa Timur pada tahun 2016 dengan luas 5.830 m2.
Dari hasil analisis ekonomi diperoleh, ROI (Return on Investment)
sebelum dan sesudah pajak sebesar 32,48% dan 22,73%, POT (Pay Out Time)
sebelum dan sesudah pajak selama 2,35 tahun dan 3,15 tahun, BEP (Break-even
Point) 41,73%, dan SDP (Shutdown Point) 25,08%. Sedangkan DCF (Discounted
Cash Flow) sebesar 21,06%. Jadi dari segi ekonomi, pabrik asam fosfat ini layak
untuk dipertimbangkan pendiriannya.
Kata Kunci : asam fosfat, batuan fosfat, asam sulfat
xiv