BAB II DISKRIPSI PROSES

12

Prarancangan Pabrik Isobutil palmitat dari Asam palmitat dan Isobutanol Kapasitas 15.000 Ton / Tahun

BAB II DISKRIPSI PROSES

2.1.

Spesifikasi Bahan Baku danProduk a. Spesifikasi bahan baku  Isobutil alkohol Kenampakan

: Cairan bening

Kemurnian

: 99%

Impuritas

: H2O (1%)

 Asam Palmitat Kenampakan

: Kristal putih

Kemurnian

: 95%

Impuritas

: Asam Stearat ( 5%)

b. Spesifikasi bahan Pembantu  AsamSulfat Kenampakan

: Cairan bening

Kemurnian

: 98%

Impuritas

: H2O ( 2%)

Specific Grafity

: 1,84

 NatriumHidroksida Kenampakan

: Cairan bening

Kemurnian

: 40%

Impuritas

: H2O (60%)

c. Spesifikasi Produk  Isobutil palmitat Kenampakan

: Cairan tak berwarna

Kemurnian

: 90%

Impuritas

: - Isobutil alkohol 0,9% - Natrium Palmitat 4,5% - Natrium Sulfat 4,5% BAB II Deskripsi Proses

13


- Natrium Stearat 0,1%

2.2

Specific Grafity

: 0,8580

Density

:12 0,86Kg/L

Konsep Proses a. DasarReaksi Proses pembuatan Isobutil palmitatdariAsamPalmitat dan Isobutil Alkoholberdasarkanreaksiesterifikasi: CH-CH-CH2-OH(I)+ CH3-(CH2)14-C=O (s)

CH3

CH3 -(CH2)14-C=O (l)+ H2O (l)

OH

O-C4H9

Pembentukan Isobutil palmitat dengan esterifikasi Asam palmitat dan Isobutil alkohol dilangsungkan secara kontinyu di dalamReaktor Alir Tangki Berpengaduk. Reaksi berlangsung pada suhu 107°C dan tekanan 1 bar. Reaksi esterifikasi merupakan reaksi searah (irreversible).Untuk memperoleh konversi yang tinggi, maka reaksi harus digeser kearah pembentukan produk (ester), yaitu dengan cara membuat berlebihan salah satu reaktan. Untuk itu digunakan perbandingan mol Isobutil alkohol dengan asam palmitat sebesar 5 :1 Untuk mempercepat reaksi esterifikasi digunakan katalis Asam sulfat. Kebutuhan Asam sulfat sebagai katalis adalah sebanyak 0,11% berat dari jumlah umpan.(Sreeramulu,1973). b. Mekanisme Reaksi Mekanisme reaksi yang terjadi pada proses esterifikasi terhadap Asam palmitat dan Isobutil alkohol adalah esterifikasi katalisis yaitu esterifikasi

dengan

menggunakan

katalis

asam

kuat

untuk

menghasilkan ion H + pada fase cair. Pada reaksi esterifikasi terjadi pemutusan ikatan karbonil oksigen dari asam karboksilat, dalam reaksi ini asam palmitat. Proses pemutusan ikatan tersebut dapat diketahui dari struktur elektron BAB II Deskripsi Proses

14


reaktan dan produk. Karena oksigen lebih elektronegatif dari karbon, maka karbon karbonil lebih positif daripada oksigen karbonil, sehingga dapat dituliskan sebagai berikut: O

OH

O

RC-OH

+

Asam karboksilat

R’OH

H+

Alkohol

R-COH

RCOR’ + H2O Ester

OR‫׳‬

Mekanisme Reaksi Esterifikasi yang terjadi adalah sebagai berikut: 

Katalis asam, gugus karbonil pada asam diprotonasi. Protonasi akan meningkatkan muatan positif pada atom karbon karbonil dan menjadikannya sasaran terbaik bagi serangan nukleofil.



Adisi nukleofil yaitu alkohol pada asam yang telah diprotonasi. Sehingga ikatan C-O yang baru terbentuk.



Tahap

keseimbangan,

oksigen-oksigen

melepaskan

atau

mendapatkan proton 

Salah satu gugus hidroksil diprotonasi (kedua gugus hidroksil identik).



Pemutusan ikatan C-O dan lepasnya air ( kebalikan tahap 2 ).



Ester yang berproton melepaskan proton. ( Kebalikan tahap 1 ).

c. Kondisi Operasi Kondisi operasi pada perancangan pabrik isobutil palmitat ini adalah sebagai berikut: Temperatur reaksi

:107°C

Tekanan

: 1 bar

IsobutilAlkohol/AsamPalmitat

: 5/1 (perbandingan mol )

Pemilihan kondisi operasi tersebut berdasarkan nilai kτ yang paling besar yaitu 0,405 menit'1 (Sreeramulu,1973).

BAB II Deskripsi Proses

15


d. Tinjauan Termodinamika 

Panas Reaksi ( ΔHr ) Reaksi pembuatan isobutil palmitat berlangsung secara eksotermis, hal ini dapat ditinjau dari ΔH reaksi (298 K) di bawahini : Reaksi : C4H9OH(l) + C15H31COOH(l)

C15H31COOC4H9(l) + H2O

Harga ΔH°f masing-masing komponen

Tabel 2.1

Komponen

ΔHof ( kJ/mol )

C15H31COOC4H9

-867,49

H2O

-227,36

C15H31COOH

-723,84

C4H9OH

-282,92

(Yaws, 1999) ΔHR(298,15K)

= Σ ΔHf produk - Σ ΔHf reaktan ={(-867.490) + (-227.360)} – {(-282.920) + (-723.840)} = -89.090KJ/Kmol (Yaws, 1999)



Energi Bebas Gibbs (ΔGo) Tabel 2.2

Harga ΔG°f Komponen

Komponen

ΔGof ( kJ/mol )

C15H31COOC4H9

-226,39

H2O

-228,60

C15H31COOH

-274,00

C4H9OH

-155,01


16


ΔGoR(298,15 K)

= ΔG°f produk - ΔG°f reaktan ={(-226.390)+(-228.600)}-{(-274.000)+(-155.010)} = -26.550 KJ/Kmol (Yaws,1999)

Didapat ΔGo < 0, sehingga reaksi dapat berlangsung. 

Konstanta Kesetimbangan Reaksi

Harga konstanta kesetimbangan dapat ditunjukkan sebagai berikut :

InK

= ΔG/(-RT)

ln K

= -(-26550) KJ/Kmol.K / (8,314 x 298 ) KJ/Kmol.K

ln K

= 10,7161

K298

=45.077,414

Pada suhu reaksi (107 oC = 380 K)

 K  ΔH 298 1 1    ln  x(  ) R T Tref  K 298  (Smith & VanNess, 1987) dengan : K

= Konstanta kesetimbangan pada suhu tertentu

T

= Suhu tertentu

ΔH298 K = Panas reaksi standar pada 298 K Pada suhu 107 oC (380 K) besarnya konstanta kesetimbangan dapat dihitung sebagai berikut :  K  ΔH 298,15 1 1  ln  x(  )  K R T T 298,15 ref   K 1 1   (- 88.090 J/mol) ln  x(  )K  380 298  45077,414  8,314 J/mol.K

K380=9,67582 X 108 BAB II Deskripsi Proses

17


K

k1 k2

Karena nilai K pada suhu reaksi (107°C) memiliki nilai yang sangat besar, berarti harga k2 lebih kecil bila dibandingkan dengan harga k1 sehingga diabaikan terhadap k1 dan reaksi Isobutil alkohol dan Asam palmitat merupakan reaksi searah ke kanan (irreversible). e. Tinjauan Kinetika Secara umum derajat kelangsungan reaksi ditentukan oleh kepatan reaksi dan konsentrasi reaktan. Harga konstanta kecepatan si diperoleh dari jurnal Ind. Eng. Chem. Process Des. Develop., Vol.12, no 4 tahun 1973, halaman 484 Tabel 2 dengan konsentrasi asam (H2SO4) 0,11%, pada saat temperatur 107 °C (Sreeramulu,1973). Dimana: CB 5 CA

kT’= [(0,4558-0,0132 CB/CA)W +0,0007].exp(18,32-6992/T)*10 menit-1 kT’= 0,405 menit-1 kT’= 2,43 jam-1 Dimana : kT’ = konstanta kecepatan reaksi pada suhu T (menit-1) CB = konsentrasi isobutil alkohol (mol) CA = konsentrasi asam palmitat (mol) W = % katalis (% berat) T = suhu (oC) Persamaan kecepatan reaksi : (-rA) =

 dC A = k1.CA.CB ……………………………………….(1) dt

(-rA) =

 dC A = k1.CAO.(1-XA).(CBO-CAO.XA) dt

(-rA) =

 dC A = k1.CAO2(1-XA).(M-XA) dt


18


Pada persamaan 1, karena CB berlebih sehingga CB dapat dianggap konstan. Persamaan kecepatan reaksi menjadi: (-rA) = =

 dC A = k1.CA.CB dt  dC A = kT’.CA dt

(Orde satu semu)

Dimana :kT’ = k1. CB

2.3

Diagram Alir Proses Diagram alir selengkapnya dapat dilihat pada gambar dibawah:

6

9

D-01

1,1 bar 107 0C C20H40O2 H20 C4H10O

1,1 bar 107 0C C20H40O2 H20 C4H10O

10 1,1 bar 400C C20H40O2 H20 C4H10O 8 1 bar 107 0C NaOH H20

5

1

1 bar 107 0C C4H10O H2O

R-01 1,2 bar 107 0C

3 1 bar 107 0C H2SO4 H2O

2

4 1,2 bar 107 0C C20H40O2 C16H32O2 C18H36O2 H20 C4H10O H2SO4

N-01 1,2 bar 107 0C

1,2 bar 172 0C C20H40O2 H20 C4H10O C18H35O2Na C16H31O2Na Na2SO4

MD-1 1,2 bar 107 0C

7 1,25 bar 211 0C C20H40O2 C4H10O C18H35O2Na C16H31O2Na Na2SO4

1 bar 35 0C C16H32O2 C18H36O2

Gambar 2.1 Diagram Alir Kualitatif BAB II Deskripsi Proses

19


9

6

D-01

1708,26 kg/jam C20H40O2 1% H20 9% C4H10O 90%

1890,08 kg/jam C20H40O2 1% H20 9% C4H10O 90% 10 210,38 kg/jam C20H40O2 0,1% H20 90% C4H10O 9,9%

8 MD-1 59,45 kg/jam NaOH 40% H20 60%

5

1 487,06 kg/jam C4H10O 99% H2O 1% 3

4

R-01

1,67 kg/jam H2SO4 98% H2O 2% 2

N-01 3718,28 kg/jam C20H40O2 46% C16H32O2 2% C18H36O2 2% H20 3% C4H10O 46,36% H2SO4 0,04%

3777,74 kg/jam C20H40O2 46% H20 4% C4H10O 45,9% C18H35O2Na 2% C16H31O2Na 2% Na2SO4 0,1%

7

1550,005 kg/jam C16H32O2 95% C18H36O2 5%

1887,66 kg/jam C20H40O2 90% C4H10O 0,9% C18H35O2Na 4,6% C16H31O2Na 4,4% Na2SO4 0,1%

Gambar 2.2 Diagram Alir Kuantitatif


20


6

9 1,1 35

LIC

6

DC-01

S-01

1,1 107

HE-05

1,1 35

Air Pendingin

P-09 10

TIC

1,1 35

IPAL

2 1

PC

35

H-01

BC-01

Air Pendingin Tee

FC

1 107

1

TIC

ACC-01

H-02

HE-01

T-01

LIC

1

FC

1

2

R-01

LIC

Steam

TIC

LIC

N-01

MD-01

5

FC

4

1,2 172

P-01 3

T-02

LIC

FC 3

TIC

35

LIC

KETERANGAN

CD-01

5

5

4

1, 2 107

6

1,2 107

HE-03

TIC

P-06a

P-06b

7

FC

1

P-04

35

P-05

ACC CD HE MD H BC P R N DC T-01 T-02 T-03 S-01 T-04

Steam

Steam

RB-01

LIC

P-02

7 1,2 215

T-03

LIC

8

FC

1 35

HE-04 FC LIC LI PC TIC

Air Pendingin

HE-02

P-07 7

TIC

P-03 Steam

1 35

3

: ACCUMULATOR : KONDENSER : HEAT EXCHANGER : MENARA DISTILASI : HOPPER : BELT CONVEYOR : POMPA : REAKTOR : NETRALIZER : DECANTER : TANGKI ISOBUTANOL : TANGKI ASAM SULFAT : TANGKI NaOH : SILO ASAM PALMITAT : TANGKI ISOBUTIL PALMITAT (PRODUK) : ARUS MASSA CAMPURAN : STEAM : COOLING WATER : ARUS PENGENDALI PNEUMATIC : ARUS PENGENDALI ELECTRIC : GATE VALVE : NOMOR ARUS : TEMPERATUR, OC : TEKANAN, bar : FLOW CONTROLLER : LEVEL INDICATOR CONTROLLER : LEVEL INDICATOR : PRESSURE CONTROLLER : TEMPERATURE INDICATOR CONTROLLER

1 107

LI

T-04

*basis perhitungan 1 jam operasi Komponen C 20 H40 O2 C 16 H32 O2

Arus 1 (kg)

Arus 2 (kg)

Arus 3 (kg)

Arus 4 (kg)

Arus 5 (kg)

Arus 6 (kg)

Arus 7 (kg)

Arus 8 (kg)

0,00

0,00

0,00

1855,70

1721,93

17,22

1704,71

0,00

0,00

1472,51

0,00

79,40

0,00

0,00

0,00

0,00

19,83

0,00

0,01

129,20

166,24

166,24

0,00

35,68

C 18 H36 O2

0,00

77,50

0,00

83,60

0,00

0,00

0,00

0,00

H2 SO4

0,00

0,00

1,67

1,80

0,00

0,00

0,00

0,00

438,67

0,00

0,00

1857,80

1723,87

1706,63

17,24

0,00

H2 0

C4 H10 O NaOH

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

23,78

Na2 SO4

0,00

0,00

0,00

0,00

2,42

0,00

2,42

0,00

C 18 H35 O2 Na

0,00

0,00

0,00

0,00

83,50

0,00

83,50

0,00

C 16 H31 O2 Na Total Tekanan (bar) 0

Suhu ( C)

0,00

0,00

0,00

0,00

79,95

0,00

79,95

0,00

458,50 1,00

1550,01 1,00

1,80 1,00

4007,50 1,20

3777,91 1,20

1890,09 1,20

1887,83 1,20

59,46 1,00

35,00

35,00

35,00

107,00

172,00

107,00

215,00

35,00

Gambar 2.3` Diagram Alir Proses BAB II Deskripsi Proses

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET 2016

DIAGRAM ALIR PROSES PRARANCANGAN PABRIK ISOBUTYL PALMITAT DARI ISOBUTANOL DAN ASAM PALMITAT KAPASITAS 15.000 TON/TAHUN Dikerjakan Oleh : Alviansyah Zinka Ancoro Putro NIM. I0511004

Pamor Satria Panggraita NIM. I0511038

Dosen Pembimbing : Dr. Sperisa Distantina S.T. , M.T. NIP. 19801005 200501 1 001

Dr. Sunu Herwi Pranolo NIP. 19580425 198601 1 001

21


2.4 Uraian proses Secara umum proses pembuatan Isobutil palmitat dari Isobutil alkohol dan Palmitat dapat dibagi menjadi tiga tahap, yaitu: a. Unit persiapan bahan baku b. Unit reaksi pembentukan Isobutil palmitat c. Unit pemisahan produk Jabaran dan uraian tiap-tiap tahap adalah sebagai berikut a. Unit persiapan bahan baku. Bahan baku Isobutil alkohol dan Asam palmitat masuk menuju reaktor dengan perbandingan mol 5:1 pada suhu 30°C. Bahan baku Isobutil alkohol dari tangki penyimpan dan arus recycle hasil atas Menara Distilasi 1 dipompa menuju reaktor. Sedangkan Asam palmitat yang berasal dari Silo diumpankan ke Reaktor dengan menggunakan Hoppermelalui Belt Conveyor. Asam sulfat sebagai katalis juga dipompa dari tangki penyimpan pada suhu 30 °C dan tekanan 1 bar menuju reaktor. b. Unit reaksi pembentukan Isobutil palmitat. Bahan

baku

Isobutil

alkohol

dan

Asam

palmitat

diumpankan ke dalam reaktor yang beroperasi secara isothermal pada suhu 107 °C dan tekanan 1 bar. Sebagai katalisnya digunakan Asam sulfat. Reaktor yang digunakan adalah Reaktor Alir Tangki Berpengaduk. Reaksi yang terjadi bersifat eksotermis, sehingga untuk menjaga

kondisi

isothermal

perlu

dilakukan

pendinginan.

Pendingin ditambahkan ke dalam reaktor dengan caramengalirkan air melalui jaket pendingin. c. Unit PemisahanProduk Tahap ini bertujuan untuk memperoleh produk Isobutil palmitat hingga mencapai kemurnian 90%. Produk keluar Reaktor dialirkan menuju Netralizer untuk menetralkan Asam palmitat, Asam Stearat dan Asam sulfat dengan menggunakan penetral BAB II Deskripsi Proses

22


NaOH. NaOH sebagai penetral dipompa dari tangki penyimpan pada suhu 30°C dan tekanan 1 bar menuju ke Netralizer. Hasil keluaran Netralizer dialirkan ke Menara Distilasiyang beroperasi pada suhu 172°C dan tekanan 1 bar. Menara distilasi 1 bertujuan untuk memurnikan Isobutil palmitat sebagai produk. Menara distilasi 1 beroperasi pada tekanan 1 bar, suhu bagian atas menara 107°C, dan suhu bagian bawahnya 211°C. Isobutil palmitat didapatkan pada hasil bawah menara distilasi 1, dan kemudian didinginkan melalui heat exchanger 4 sampai suhu 35°C sebelum disimpan ke dalam tangki penyimpanan produk. Hasil atas menara distilasi yang mengandung Isobutil alkohol, Air, dan sedikit Isobutil palmitat di alirkan ke Dekanter sebelum masuk ke Reaktor sebagai recycle. Didalam Dekanter akan terbentuk dua fase, yaitu fase ringan sebagai hasil atasnya, dan fase berat sebagai hasil bawahnya. Fase ringannya adalah sebagian besar Isobutil alkohol dengan sedikit Air dan Isobutil palmitat, sedangkan fraksi beratnya adalah sebagian besar Air dengan sedikit Isobutil alkohol dan Isobutil palmitat. Fraksi ringan Dekanter yang mengandung sebagian besar Isobutil alkohol dengan sedikit Air dan Isobutil palmitat dipompa menuju ke Reaktor. Sedangkan fraksi berat Dekanter yang mengandung sebagian besar Air dengan sedikit Isobutil alkohol dan Isobutil palmitat dialirkan ke Unit Pengolahan Limbah (UPL).


23


2.5 Neraca Massa dan Neraca Panas  Neraca Massa Produk

: Isobutil palmitat

Kapasitas

: 15.000 Ton/tahun

Satu tahun produksi

: 330 hari

Waktu operasi selama 1 hari : 24 jam Basis perhitungan

: 1 jam operasi

Satuan

: Kg/jam

Tabel 2.3 Komponen Isobutil palmitat Asam palmitat asam stearat Air Asam sulfat Isobutanol Subtotal

Neraca Massa Reaktor masuk (kg/jam)

Arus Tee

Arus 2

Arus 9

Arus 4

0,00

0,00

17,05

1.721,93

0,00

1.472,51

0,00

73,63

0,00

77,50

0,00

77,50

7,38

0,00

14,13

119,86

1,67

0,00

0,00

1,67

479,69

0,00

1.648,54

1.723,87

487,06

1.550,01

1.679,71

3.718,46

TOTAL

3.718,46

Tabel 2.4 komponen

Keluar (kg/jam)

3.718,46

Neraca Massa Netralizer

masuk (kg/jam) Arus 4

keluar (kg/jam)

Arus 8

Arus 5

Asam sulfat

1,67

0,00

0,00

Natrium Hidroksida

0,00

23,78

0,00


24


0,00

0,00

2,42

119,86

35,68

166,24

73,63

0,00

0,00

1.723,87

0,00

1.723,87

77,50

0,00

0,00

Natrium Stearat

0,00

0,00

83,50

Isobutil palmitat

1.721,93

0,00

1.721,93

0,00

0,00

79,95

3.718,46

59,46

Natrium Sulfat Air Asam palmitat Isobutanol Asam Stearat

Natrium Palmitat

3.777,91

Total

3.777,91

Tabel 2.5

Neraca Massa MD Keluar

Komponen Air

Arus 5 (kg/jam)

Arus 6 (kg/jam)

Arus 7 (kg/jam)

166,24

166,24

0,00

Isobutanol

1.723,87

1.706,63

17,24

Isobutil palmitat

1.721,93

17,22

1.704,71

Natrium Stearat

83,50

0,00

83,50

Natrium Palmitat

79,95

0,00

79,95

2,42

0,00

2,42

Subtotal

3.777,91

1.890,09

1.887,83

Total

3.777,91

Natrium Sulfat

3.777,91


25


Tabel 2.6 Komponen

Neraca Massa Dekanter

Arus 6 (kg/jam)

Arus 9 (kg/jam )

Arus 10 (kg/jam)

Air

166,24

14,13

152,11

Isobutanol

1706,63

1648,54

58,09

17,22

17,05

0,17

1890,09

1679,71

210,38

Isobutil palmitat Subtotal Total

1.890,09

Tabel 2.7

1.890,09

Neraca Massa Total

NERACA MASSA TOTAL NO

Komponen

Masuk (kg/jam)

Keluar (kg/jam)

Arus 1

Arus 2

Arus 3

Arus 8

Arus 7

Arus 10

1

Isobutil palmitat

0,00

0,00

0,00

0,00

1704,71

0,17

2

Asam palmitat

0,00

1472,51

0,00

0,00

0,00

0,00

3

Air

7,37

0,00

0,01

35,68

0,00

152,11

4

Asam Stearat

0,00

77,50

0,00

0,00

0,00

0,00

5

Asam sulfat

0,00

0,00

1,67

0,00

0,00

0,00

6

Isobutanol

479,69

0,00

0,00

0,00

17,24

58,09

7

Natrium hidroksida

0,00

0,00

0,00

23,78

0,00

0,00

8

Natrium sulfat

0,00

0,00

0,00

0,00

2,42

0,00

9

Natrium stearat

0,00

0,00

0,00

0,00

83,50

0,00

10

natrium palmitat

0,00

0,00

0,00

0,00

79,95

0,00

487,06

1550,01

1,68

59,46

1887,83

210,38

JUMLAH

2.098,20

2.098,20


26




Neraca Panas Tabel 2.8

Neraca Panas Reaktor Output, Q

Input, Q (kj/jam)

Komponen

(kj/jam)

Arus TEE

Arus 2

Arus 9

Arus 4

Air

6.801,74

0,00

570,04

353.614,49

Isobutanol

83.013,91

0,00

319.733,58

15.954,68

Asam palmitat

0,00

319.093,70

0,00

17.971,24

Isobutil palmitat

0,00

0,00

3.466,47

41.100,69

Asam Stearat

0,00

17.971,24

0,00

203,19

Asam sulfat

203,19

0,00

0,00

326.225,47

Sub total

90.018,84

337.064,93

323.770,09

755.069,76

Q reaksi

784.957,34

-

Q pendingin

-

780.741,45

Jumlah

1.535.811,21

1.535.811,21


27


Tabel 2.9

Komponen

Neraca Panas Netralizer

Input, Q (kj/jam)

Output, Q (kj/jam)

Arus 4

Arus 8

Arus 5

Air

41.100,69

27.701,50

57.006,58

Isobutanol

326.225,47

0,00

326.225,47

Asam palmitat

15.954,68

0,00

0,00

Isobutil palmitat

353.614,49

0,00

353.614,49

Asam Stearat

17.971,24

0,00

0,00

Asam sulfat

203,19

0,00

0,00

Natrium sulfat

0,00

0,00

19.524,01

Natrium stearat

0,00

0,00

317,21

Natrium palmitat

0,00

0,00

19.104,52

Natrium hidroksida

0,00

32.922,34

0,00

Sub total

755.069,76

60.623,84

775.792,28

Q reaksi Q pendingin Jumlah

151.277,27

-

-

191.178,60

966.970,88

966.970,88


28


Tabel 2.10 Komponen

Neraca Panas Menara Distilasi

Input

Output

Arus 5

Arus 6 (Distilat)

Arus 7 (Bottom)

103.704,36

57.025,77

315,35

615.309,59

323.076,96

8.050,62

654.085,78

3.537,37

832.239,13

Natrium stearat

37.046,48

0,00

48.793,43

Natrium palmitat

37.563,09

0,00

49.268,95

Natrium sulfat

567,66

0,00

714,92

383.640,10

939.382,41

Air Isobutanol Isobutil palmitat

Jumlah

1.448.276,95

Reboiler

1.370.836,59

-

Kondenser

-

1.499.765,87

Total

2.819.113,54

2.819.113,54

Tabel 2.11 Komponen

1.323.022,51

Neraca Panas Dekanter

Input, Q (kj/jam)

Output, Q (kj/jam)

Arus 6

Arus 9

Arus 10

Air

3.486,30

296,34

3.189,96

Isobutanol

18.878,01

18.235,42

642,59

Isobutil palmitat

207,79

205,71

2,08

Subtotal

22.572,10

18.737,47

3.834,63

Total

22.572,10

22.572,10


29


Tabel 2.12

Neraca Panas HE-01 Input (kJ/jam)

Komponen

Umpan

Output (kJ/jam)

Q HE-01

450,96

7.373,93

Isobutanol

23.541,60

402.747,49

Asam sulfat

11,96

203,19

Isobutil palmitat

205,71

3.500,78

Air

389.615,16

Q HE-01 24.210,23 Total

413.825,40

Tabel 2.13 Komponen Air Natrium Hidroksida

Input (kJ/jam) Umpan

Q HE-01

413.825,40

Output (kJ/jam)

1.495,31

12.233,65

517,93

4.241,63 14.462,04

2.013,24 Total

14.462,04

16.475,28

Tabel 2.14

16.475,28 16.475,28


Komponen Umpan

Isobutanol

413.825,40

Neraca Panas HE-02

Q HE-02

Isobutil palmitat

389.615,16

Output (kJ/jam)

Q HE-01

839.697,89

41.250,32

8.129,27

382,28

Natrium sulfat

720,74

38,85

Natrium stearat

49.283,47

2.125,75

natrium palmitat

49.747,76

2.193,71 BAB II Deskripsi Proses

30


Q HE-03

901.588,21 947.579,13 Total

45.990,91

947.579,13

Tabel 2.15

947.579,13


Komponen

Output (kJ/jam)

Air

57.004,43

103.704,36

Isobutanol

326.225,47

615.309,59

Isobutil palmitat

353.614,49

654.085,78

Natrium stearat

19.104,52

37.046,48

Natrium palmitat

19.524,01

37.563,09

317,21

567,66

Natrium sulfat Q HE-04

672.486,82 775.790,13 Total

672.486,82

1.448.276,95

Tabel 2.16

1.448.276,95 1.448.276,95


Komponen Umpan

Output (kJ/jam)

Q HE-05

3.537,71

207,81

Isobutanol

323.076,96

18.878,01

Air

57.023,35

3.486,02

Isobutil palmitat

361.066,18

Q HE-05 383.638,02 Total

383.638,02

22.571,84 383.638,02 BAB II Deskripsi Proses

31


Tabel 2.17

Neraca Panas Total

MASUK (kg/jam)

Komponen

Keluar (kg/jam)

Arus 1

Arus 2

Arus 3

Arus 8

Arus 10 (ke ipal)

produk

Isobutil palmitat

0,00

0,00

0,00

0,00

2,08

832.239,13

Asam palmitat

0,00

319.093,70

0,00

0,00

0,00

0,00

6.801,74

0,00

0,00

27.701,50

3.189,96

315,35

Asam Stearat

0,00

17.971,24

0,00

0,00

0,00

0,00

Asam sulfat

0,00

0,00

203,19

0,00

0,00

8.050,62

83.013,91

0,00

0,00

0,00

642,59

0,00

Natrium hidroksida

0,00

0,00

0,00

32.922,34

0,00

0,00

Natrium sulfat

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

714,92

Natrium stearat

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

48.793,43

Natrium palmitat

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

49.268,95

89.815,65

337.064,93

203,19

60.623,84

3.834,63

939.382,41

Air

Isobutanol

Sub-Total TOTAL

487.707,62

943.217,03

Q masuk

3.674.133,61

Q keluar

0,00

3.173.218,02

TOTAL

4.161.841,23

4.161.841,23


32


2.6 Lay Out Pabrik dan Peralatan Proses  Lay Out Peralatan Proses Lay out peralatan proses adalah tempat di mana alat-alat yang digunakan dalam proses produksi. Tata letak peralatan proses pada prarancangan pabrik ini dapat dilihat pada Gambar 2.5. Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam menentukan lay out peralatan proses pabrik, antara lain (Vilbrandt, 1959): 1. Kelancaran aliran udara di dalam dan di sekitar peralatan proses. Hal ini bertujuan untuk menghindari terjadinya stagnasi udara pada suatu tempat sehingga mengakibatkan akumulasi bahan kimia yang dapat mengancam keselamatan pekerja. 2. Penerangan sebuah pabrik harus memadai dan pada tempattempat proses yang berbahaya atau beresiko tinggi perlu adanya penerangan tambahan. 3. Lalu lintas manusia, dalam perancangan lay out peralatan perlu diperhatikan agar pekerja dapat mencapai seluruh alat proses dengan cepat dan mudah. Hal ini bertujuan apabila terjadi gangguan pada alat proses dapat segera diperbaiki. Keamanan pekerja selama menjalankan tugasnya juga diprioritaskan. 4. Pertimbangan ekonomi, dalam menempatkan alat-alat proses diusahakan dapat menekan biaya operasi dan menjamin kelancaran dan keamanan produksi pabrik. Jarak antar alat proses, alat proses yang mempunyai suhu dan tekanan operasi tinggi sebaiknya dipisahkan dengan alat proses lainnya, sehingga apabila terjadi ledakan atau kebakaran maka kerusakan dapat diminimalkan.


33


U

T-04

Dc-01

CD-01

R-01

N-01

MD-01

RB-01

S-01

T-01

T-03

T-02

SKALA 1 : 1500

Gambar 2.4 Layout Peralatan Proses


34


 Lay Out Pabrik Lay out pabrik merupakan suatu pengaturan yang optimal dari seperangkat fasilitas-fasilitas dalam pabrik. Tata letak yang tepat sangat penting untuk mendapatkan efisiensi, keselamatan, dan kelancaran kerja dari para karyawan serta keselamatan proses. Pada prarancangan pabrik ini, tata letak dari pabrik dapat dilihat pada Gambar 2.4. Untuk mencapai kondisi yang optimal, maka hal-hal yang harus diperhatikan dalam menentukan tata letak pabrik ini adalah: 1. Pabrik Isobutil palmitat merupakan pabrik baru (bukan pengembangan) sehingga penentuan lay out tidak dibatasi oleh bangunan yang ada. 2. Kemungkinan perluasan pabrik sebagai pengembangan pabrik di masa mendatang. 3. Fakor keamanan sangat diperlukan untuk bahaya kebakaran dan ledakan, maka perencanaan lay out selalu diusahakan jauh dari sumber api, bahan panas, bahan yang mudah meledak dan jauh dari asap atau gas beracun. 4. Sistem konstruksi yang direncanakan adalah outdoor untuk menekan biaya bangunan dan gedung, dan juga iklim Indonesia memungkinkan konstruksi secara outdoor. 5. Lahan terbatas sehingga diperlukan efisiensi dalam pemakaian pengaturan ruangan/lahan. Secara garis besar lay out dibagi menjadi beberapa bagian utama, yaitu: 1. Daerah administrasi/perkantoran, laboratorium

dan ruang

control. Merupakan pusat kegiatan administrasi pabrik yang mengatur kelancaran operasi. Laboratorium dan ruang kontrol sebagai


35


pusat pengendalian proses, kualitas dan kuantitas bahan yang akan diproses serta produk yang dijual. 2. Daerah proses Merupakan daerah di mana alat proses diletakkan dan proses berlangsung. 3. Daerah penyimpanan bahan baku dan produk Merupakan daerah untuk tempat bahan baku dan produk. 4. Daerah gudang, bengkel dan garasi. Merupakan daerah yang digunakan untuk menampung bahanbahan yang diperlukan oleh pabrik dan untuk keperluan perawatan peralatan proses. 5. Daerah utilitas Merupakan

daerah

dimana

kegiatan

penyediaan

bahan

pendukung proses berlangsung dipusatkan. (Vilbrandt dan Dryden, 1959)


36


Pintu Darurat

U

Pos Keamanan Area Perluasan

Area Perluasan

UPL

Ares Utilitas

Area Proses

Bengkel

P-7

Ruang Generator

Control Room

Kantor Utilitas

Laboratorium

Garasi

Safety

Gudang

Fire Station

Poliklinik

Kantin

Masjid

Kantor Produksi

Pos Keamanan

Pusdiklat dan Perpustakaan

Parkir

Kantor Pusat

Pintu Utama

Skala 1:500 Gambar 2.5

Layout Pabrik


BAB II DISKRIPSI PROSES

Recommend Documents