LAPORAN TUGAS PERANCANGAN PABRIK MAGNESIUM SULFAT DARI MAGNESIUM KARBONAT DAN ASAM SULFAT KAPASITAS 40.000 TON PER TAHUN.

LAPORAN TUGAS AKHIR

PERANCANGAN PABRIK
MAGNESIUM SULFAT DARI MAGNESIUM
KARBONAT DAN ASAM SULFAT
KAPASITAS 40.000 TON PER TAHUN

Oleh :
Adinda Fitri Wahyuningtyas
D 500 030 049

Dosen Pembimbing :
1. Ir. H. Haryanto, A. R., M. S.
2. Akida Mulyaningtyas, S. T., M. Sc.

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
SURAKARTA
2007

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK KIMIA

NAMA

: Adinda Fitri Wahyuningtyas

NIM

: D 500 030 049

JUDUL TPP

: Prarancangan Pabrik Magnesium Sulfat Dari

DOSEN PEMBIMBING

: 1. Ir. H. Haryanto, A.R, M.S.
2. Akida Mulyaningtyas, S.T, MSc.


Surakarta,

November 2007

Menyetujui,
Pembimbing I

Pembimbing II

Ir. H. Haryanto, A.R, M.S

Akida Mulyaningtyas, S.T, MSc

NIP: 130 902 382

NIK: 893

Mengetahui,
a. n. Dekan I


Ketua Jurusan

Ir. Subroto, M. T.

Ir. H. Haryanto, A.R, M.S

NIK. 577

NIP: 130 902 382

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT, atas segala limpahan rahmat dan
hidayahNya sehingga penulis dapat menyelesaikan naskah laporan tugas akhir
dengan judul “Prarancangan Pabrik Magnesium Sulfat Dari Magnesium
Karbonat Dan Asam Sulfat Kapasitas 40 000 Ton Per Tahun”
Tugas akhir Prarancangan pabrik ini merupakan salah satu syarat yanmg
wajib diselesaikan oleh setiap mahasiswa Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta guna memperoleh gelar sarjana S1.
Dalam penyusunan laporan tugas akhir ini penulis banyak memperoleh

bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis
mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Allah SWT yang telah memberikan Rahmat dan Hidayah-Nya kepada penulis.
2. Bpk. Ir. H. Haryanto, A. R, M.S, selaku ketua jurusan Teknik Kimia dan
sekaligus sebagai pembimbing I yang telah memberikan bimbingan dan saran
dalam penyusunan makalah tugas akhir ini.
3. Ibu. Akida Mulyaningtyas, S.T, MSc. selaku Pembimbing II yang telah
membantu penulis dalam menyelesaikan makalah tugas akhir ini.
4. Bapak, ibu dan seluruh keluarga yang telah memberikan dukungan dan
doanya selama ini
5. Sahabatku Yuli Ristianingsih selaku teman seperjuangan yang telah benyak
membantu sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
6. Semua temen-temen Teknik Kimia angkatan 2003 yang telah membantu
dalam proses pembuatan makalah tugas akhir ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir ini
masih banyak kekurangan, karenanya kritik dan saran sangat penyusun harapkan
untuk perbaikan. Akhir kata penulis harapkan semoga laporan tugas akhir ini
dapat bermanfaat untuk semua pihak, Amien.
Surakarta,


Oktober 2007
Penulis

DAFTAR ISI
HALAM JUDUL ...................................................................................

i

HALAMAN PENGESAHAN...............................................................

ii

INTISARI ..............................................................................................

iii

KATA PENGANTAR...........................................................................

iv


DAFTAR ISI..........................................................................................

v

DAFTAR TABEL .................................................................................

vi

DAFTAR GAMBAR.............................................................................

ix

DAFTAR LAMBANG ..........................................................................

xi

BAB.1 PENDAHULUAN .....................................................................

1


1.1 Latar Belakang Berdirinya Pabrik.........................................

1

1.2 Kapasitas Pabrik....................................................................

2

1.3 Pemilihan Lokasi Pabrik .......................................................

4

1.4 Tinjauan Pustaka ...................................................................

6

1.4.1 Macam-Macam Proses .................................................

6


1.4.2 Kegunaan Produk .........................................................

7

1.4.3 Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku Dan Produk ...........

7

1.4.3.1 Bahan Baku ............................................................

7

1.4.3.2 Bahan Pembantu ....................................................

9

1.4.3.3 Produk Magnesium Sulfat......................................

10


1.4.4 Tinjauan Proses ............................................................

10

BAB II DESKRIPSI PROSES .............................................................

11

2.1 Spesifikasi Bahan Baku Dan Produk ....................................

11

2.1.1 Bahan Baku ..................................................................

11

2.1.2 Bahan Pembantu ..........................................................

11


2.1.3 Produk Magnesium Sulfat............................................

12

2.2 Konsep Proses .......................................................................

12

2.2.1 Kondisi Operasi............................................................

12

2.2.2 Tinjauan Thermodinamika ...........................................

13

2.2.3 Tinjauan Kinetika.........................................................

14


2.3 Langkah Proses .....................................................................

15

2.4 Diagram Alir Neraca Massa Dan Panas................................

17

2.4.1 Diagram alir massa.......................................................

17

2.4.2 Neraca Massa ...............................................................

18

2.4.3 Neraca Panas ................................................................

20

2.5 Lay Out Pabrik dan Peralatan................................................

23

2.5.1 Lay Out Pabrik .............................................................

23

2.5.2 Lay Out Peralatan.........................................................

25

BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES ..............................

30

BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

46

4. 1 Utilitas ..................................................................................

46

4.1.1 Unit Penyediaan Dan Pengolahan Air..........................

47

4.1.2 Unit Penyediaan Steam ................................................

57

4.1.3 Unit Penyediaan Listrik ...............................................

58

4.1.4 Unit Penyediaan Bahan Bakar .....................................

61

4.1.5 Unit Pengolahan Limbah .............................................

69

4.2 Laboratorium.........................................................................

70

4.2.1 Program Kerja Laboratorium .......................................

72

4.2.2 Penanganan Sampel .....................................................

72

4.2.3 Prosedur Analisa ..........................................................

73

4.3 Keselamatan Dan Kesehatan Kerja.......................................

73

BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN ............................................

76

5.1 Bentuk Perusahaan ................................................................

76

5.2 Struktur Organisasi ...............................................................

77

5.2.1 Pemegang Saham .........................................................

77

5.2.2 Dewan Komisaris .........................................................

78

5.2.3 Direktur ........................................................................

78

5.2.4 Kepala Bagian ..............................................................

79

5.2.5 Karyawan .....................................................................

80

5.2.6 Sekretaris......................................................................

82

5.2.7 Staf Ahli .......................................................................

82

5.3 Sistem Kepegawaian Dan Sistem Gaji..................................

82

5.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan ..........................................

83

5.4.1 Karyawan Non Shift.....................................................

83

5.4.2 Karyawan Shift .............................................................

83

5.5 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan Dan Gaji ............

84

5.5.1 Penggolongan Jabatan..................................................

84

5.5.2 Jumlah Karyawan Dan Gaji .........................................

85

5.6 Kesejahteraan Sosial Karyawan............................................

87

5.7 Manajemen Produksi.............................................................

87

5.7.1 Perencanaan Produksi ..................................................

88

5.7.2 Pengendalian Produksi .................................................

89

BAB VI ANALISIS EKONOMI ..........................................................

92

a. Total Fixed Capital Invesment ..............................................

97

b. Working Capital ....................................................................

97

c. Manufacturing Cost ..............................................................

98

d. General Expenses..................................................................

98

e. Analisis Ekonomi ..................................................................

99

KESIMPULAN......................................................................................

104

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Estimasi Kebutuhan Magnesium Sulfat Heptahydrat di Indonesia
Tabel 1.2 Data Pabrik Magnesium Sulfat yang sudah ada......................

3

Tabel 2.1 Arus Neraca Massa ................................................................

17

Tabel 2.2 Neraca Massa Disekitar Reaktor.............................................

18

Tabel 2.3 Neraca Massa Disekitar Precipitator.......................................

18

Tabel 2.4 Neraca Massa Disekitar Rotary Drum Vacum Filter ..............

19

Tabel 2.5 Neraca Massa Disekitar Evaporator........................................

19

Tabel 2.6 Neraca Massa Disekitar Kristalizer ........................................

20

Tabel 2.7 Neraca Massa Disekitar Centrifuge ........................................

20

Tabel 2.8 Neraca Massa Disekitar Rotary Dryer ....................................

20

Tabel 2.9 Neraca Panas Disekitar Heat Exchanger ................................

21

Tabel 2.10 Neraca Panas Disekitar Reaktor............................................

21

Tabel 2.11 Neraca Panas Disekitar Precipitator......................................

22

Tabel 2.12 Neraca Panas Disekitar Rotary Drum Vacum Filter.............

22

Tabel 2.13 Neraca Panas Disekitar Evaporator.......................................

22

Tabel 2.14 Neraca Panas Disekitar Kristaliser........................................

23

Tabel 2.15 Neraca Panas Disekitar Centrifuge .......................................

23

Tabel 2.16 Neraca Panas Disekitar Rotary Dryer ...................................

23

Tabel 4.1 Kebutuhan Air Pendingin .......................................................

53

Tabel 4.2 Daftar Kebutuhan Steam Jenuh T=248 0F ..............................

54

Tabel 4.3 Kebutuhan Air Untuk Perkantoran Dan Pabrik ......................

54

Tabel 4.4 Konsumsi Listrik untuk Keperluan Proses..............................

59

Tabel 4.5 Konsumsi Listrik untuk Utilitas..............................................

60

Tabel 4.6 Klasifikasi Limbah dan Penanganannya .................................

69

Tabel 5.1 Sistem Pembagian Shift...........................................................

83

Tabel 5.2 Penggolongan Jabatan.............................................................

83

Tabel 5.3 Sistem Gaji..............................................................................

84

Tabel 5.4 Pembagian Karyawan Proses tiap Shift...................................

85

Tabel 6.1 Cost Index Chemical Plant .....................................................

90

Tabel 6.2 Total Fixed Capital Invesment................................................

91

Tabel 6.3 Working Capital......................................................................

94

Tabel 6.4Manufacturing Cost .................................................................

94

Tabel 6.5General Expenses.....................................................................

95

Tabel 6.6 Fixed Cost ...............................................................................

95

Tabel 6.7 Variabel Cost ..........................................................................

97

Tabel 6.8 Regulated Cost ........................................................................

98

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Hubungan antara TahunVs Kebutuhan Magnesium Sulfat.

2

Gambar 2.1 Diagram Alir Massa ............................................................

17

Gambar 2.2 Tata Letak Pabrik ................................................................

25

Gambar 2.3 Tata letak alat Proses...........................................................

27

Gambar 2.4 Diagram alir kualitatif .........................................................

28

Gambar 2.5 Diagram alir kuantitatif ......................................................

29

Gambar 4.1 Unit pengolahan air .............................................................

75

Gambar 5.1 Struktur organisasi perusahaaan.........................................

90

Gambar 6.1 Hubungan tahun Vs cost index...........................................

91

Gambar 6.2 Grafik perhitungan analisis ekonomi .................................

102

Gambar 6.3 Annual Cash Flow..............................................................

102

INTISARI
Pada era kemajuan teknologi di berbagai bidang pembangunan yang berjalan pesat,
maka diperlukan beberapa macam sarana dan prasarana untuk era persaingan bebas. Salah
satu prospek pembangunan masa depan adalah membangun pabrik yang mempunyai daya
saing dengan produk-produk luar negeri. Salah satunya dengan mendirikan pabrik
magnesium sulfat dengan bahan baku magnesium karbonat dan asam sulfat dengan kapasitas
40.000 ton per tahun direncanakan beroperasi selama 330 hari per tahun.
Proses pembuatan magnesium sulfat dilakukan dengan reaktor batch. Pada reaktor ini
reaksi berlangsung pada fase padat-cair, irreversible, endotermis, isothermal pada suhu 82 0C
dan tekanan 1 atm. Pabrik ini digolongkan pabrik beresiko rendah karena produk mudah
dipasarkan. Kebutuhan magnesium karbonat untuk pabrik ini sebanyak 3.571,0642 kg per
jam dan kebutuhan asam sulfat sebanyak 2.563,7081 kg per jam. Produk berupa magnesium
sulfat heptahidrat sebanyak 5.050,5051 kg per jam. Utilitas pendukung proses meliputi
penyediaan air sebesar 36.000 kg per jam yang diperoleh dari air sungai, penyediaan
saturated steam sebesar 9.622,1377 kg per jam yang diperoleh dari boiler dengan bahan
baker fuel oil sebesar 5.620,98 liter per jam, kebutuhan udara tekan sebesar 60,912 m3 per
jam, kebutuhan listrik diperoleh dari PLN dan dua buah generator set sebesar 650 kW
sebagai cadangan. Pabrik ini didirikan di kawasan industri Gresik, jawa timur dengan luas
tanah 25.000 m2 dan jumlah karyawan 134 orang.
Pabrik
magnesium
sulfat
ini
menggunakan
modal
tetap
sebesar
Rp 187.314.679.143,40 dan modal kerja sebesar Rp 159.219.524.883,41. Dari analisis
ekonomi terhadap pabrik ini menunjukkan keuntungan sebelum pajak Rp 83.219.117.036,15
Per tahun setelah dipotong pajak keuntungan mencapai Rp 58.632.781.925,30 per tahun.
Percent Return On Investment (ROI) sebelum pajak 44,717 % dan setelah pajak 31,302 %.
Pay out time (POT) sebelum pajak 1,828 tahun dan setelah pajak 2,421 tahun. Break Even
Point (BEP) sebesar 40,860 %, dan Shut Down Point (SDP) sebesar 24,863 %. Discounted
Cash Flow (DCF) terhitung sebesar 31,398 % dan diperoleh Cumulatif cash position
4,75 tahun. Dari data analisis kelayakan di atas disimpulkan, bahwa pabrik ini
menguntungkan dan layak untuk didirikan.