JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

TUGAS AKHIR

PRARANCANGAN PABRIK MELAMIN DARI UREA DENGAN PROSES BASF KAPASITAS 20.000 TON/TAHUN

Oleh: Amiroh Nurlaila Safitri

I 0506011

Esmiyatun

I 0506020

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit to user 2012


digilib.uns.ac.id

commit to user


digilib.uns.ac.id

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, hanya karena rahmat dan ridho-Nya, penulis akhirnya dapat menyelesaikan penyusunan laporan tugas akhir dengan judul “Prarancangan Pabrik Melamin dari Urea dengan Proses BASF Kapasitas 20.000 Ton / Tahun” ini. Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis memperoleh banyak bantuan baik berupa dukungan moral maupun spiritual dari berbagai pihak. Oleh karena itu, sudah sepantasnya penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Kedua orang tua dan keluarga atas dukungan doa, materi, dan semangat yang senantiasa diberikan tanpa kenal lelah. 2. Wusana Agung Wibowo, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing I dan Enny Kriswiyanti Artati, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing II atas bimbingan dan bantuannya dalam penulisan tugas akhir. 3.

Dr. Sunu Herwi Pranolo selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia FT UNS.

4. Enny Kriswiyanti Artanti, S.T., M.T. dan Dwi Ardiana, S.T., M.T. selaku Pembimbing Akademik. 5. Teman-teman mahasiswa jurusan teknik kimia, FT UNS,

khususnya

angkatan 2006 Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini belum 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,

Januari 2012

Penulis

commit to user

iii


digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI

Halaman Judul ...................................................................................................

i

Lembar Pengesahan ...........................................................................................

ii

Kata Pengantar ................................................................................................... iii Daftar Isi .........................................................................................................

iv

Daftar Tabel ......................................................................................................

v

Daftar Gambar .................................................................................................

i

Intisari ..............................................................................................................

xiv

BAB I PENDAHULUAN .............................................................................

1

1.1

Latar Belakang Pendirian Pabrik ..............................................

1

1.2

Kapasitas Pabrik ......................................................................

2

1.2.1 Perkiraan Kebutuhan Melamin di Indonesia ................

2

1.2.2 Ketersediaan Bahan Baku .............................................

4

1.2.3 Kapasitas Pabrik yang Berproduksi ..............................

4

1.3

Lokasi Pabrik ...........................................................................

5

1.4

Tinjauan Proses .......................................................................

7

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

8

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

16

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

17

1.4.4 Tinjauan Proses Secara Umun ......................................

21

commit to user ix


digilib.uns.ac.id

BAB II DESKRIPSI PROSES........................................................................ 2.1

2.2

2.3

2.4

2.5

23

Spesifikasi Bahan Baku dan Produk .......................................

23

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

23

2.1.2 Spesifikasi Produk ........................................................

24

Konsep Reaksi .........................................................................

25

2.2.1 Mekanisme Reaksi .......................................................

25

2.2.2 Kondisi Operasi ............................................................

29

2.2.3 Tinjauan Termodinamika .............................................

29

2.2.4 Tinjauan Kinetika Reaksi .............................................

31

Diagram Alir Proses dan Tahapan Proses ...............................

33

2.3.1 Diagram Alir Proses .....................................................

33

2.3.2 Tahapan Proses .............................................................

36

2.3.2.1 Tahap Penyiapan Bahan Baku .........................

36

2.3.2.2 Tahap Reaksi ...................................................

36

2.3.2.3 Tahap Pemurnian Produk ................................

37

Neraca Massa dan Neraca Panas .............................................

39

2.4.1 Neraca Massa Overall .................................................

39

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

40

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

44

2.4.4 Neraca Panas Alat .........................................................

46

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

52

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

52

2.5.2 Lay Out Peralatan Proses .............................................. commit to user

58

ix


digilib.uns.ac.id

BAB III SPESIFIKASI ALAT .......................................................................

51

3.1 Silo ..............................................................................................

61

3.2 Belt conveyor...............................................................................

62

3.3 Screw conveyor ..........................................................................

62

3.4 Bucket elevator ............................................................................

63

3.5 Melter .........................................................................................

64

3.6 Tangki .........................................................................................

65

3.7 Reaktor .......................................................................................

66

3.8 Desublimer .................................................................................

66

3.9 Cyclone .......................................................................................

67

3.10 Scrubber .....................................................................................

68

3.11 Blower ........................................................................................

68

3.12 Furnace ......................................................................................

69

3.13 Heat Exchanger ..........................................................................

70

3.14 Cooler .........................................................................................

71

3.15 Compressor ................................................................................

73

3.16 Pompa .........................................................................................

73

BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM ............

75

4.1

Unit Pendukung Proses ...........................................................

75

4.1.1 Unit Pengadaan Steam .................................................

76

4.1.1.1 Perhitungan Kapasitas Boiler ........................

78

4.1.1.2 Menentukan Luas Penampang Perpindahan Panas.. . ....................................................................... commit to user ix

79


4.2

digilib.uns.ac.id

4.1.1.3 Perhitungan Kebutuhan Bahan Bakar ...........

80

4.1.1.4 Spesifikasi Boiler ...........................................

80

4.1.2 Unit Pengadaan dan Pengolahan Air ............................

81

4.1.2.1 Penyediaan Air ...............................................

81

4.1.2.2 Pengolahan Air ...............................................

83

4.1.2.3 Kebutuhan Air ................................................

90

4.1.3 Unit Pembangkit Tenaga Listrik ..................................

91

4.1.3.1 Kebutuhan Listrik ..........................................

92

4.1.3.2 Generator .......................................................

95

4.1.4 Unit Penyedia Bahan Bakar ..........................................

96

4.1.5 Unit Penyedia Molten Salt ..........................................

97

4.1.6 Unit Penyedia Udara Tekan .........................................

98

4.1.7 Unit Pengolahan Limbah .............................................

99

Laboratorium ........................................................................... 103 4.2.1 Program Kerja Laboratorium ................................... 103 4.2.2 Alat-alat Utama Laboratorium .................................. 105

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

107

5.1

Bentuk Perusahaan ..................................................................

5.2

Struktur Organisasi .................................................................. 108

5.3

Tugas dan Wewenang .............................................................

112

5.3.1 Pemegang Saham ........................................................

112

5.3.2 Dewan Komisaris ........................................................

112

5.3.3 Dewan Direksi ............................................................. commit to user

113

ix

107


digilib.uns.ac.id

5.3.4 Staf Ahli .......................................................................

114

5.3.5 Penelitian dan Pengembangan (Litbang) .....................

114

5.3.6 Kepala Bagian...............................................................

115

5.3.7 Kepala Seksi .................................................................

119

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

119

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

120

5.4.2 Karyawan Shift atau Ploog ...........................................

120

5.5 Status Karyawan dan Sistem Upah .........................................

123

5.6

Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji ...............

124

5.6.1 Penggolongan Jabatan .................................................

124

5.6.2 Jumlah Karyawan dan Gaji ..........................................

124

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

128

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

129

5.4

5.7

6.1

Penaksiran Harga Peralatan .....................................................

129

6.2

Dasar Perhitungan ...................................................................

131

6.3

Penentuan Total Capital Investment (TCI) ............................

131

6.4

Hasil Perhitungan ...................................................................

133

6.4.1 Fixed Capital Investment (FCI) ................................... 133 6.4.2 Working Capital Investment (WCI) ............................. 134 6.4.3 Total Capital Investment (TCI) .................................. 134 6.4.4 Direct Manufacturing Cost (DMC) ............................. 134 6.4.5 Indirect Manufacturing Cost (IMC) ............................ 135 commit to user ix


digilib.uns.ac.id

6.4.6 Fixed Manufacturing Cost (FMC) ............................... 135 6.4.7 Total Manufacturing Cost .......................................... 135 6.4.8 General Expense (GE) ................................................. 135 6.4.9 Total Production Cost (TPC) ...................................... 136 6.4.10 Analisa Kelayakan ....................................................... 139 Daftar Pustaka ................................................................................................. 140 Lampiran

commit to user ix


digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1

Grafik kebutuhan melamin tahun 2006-2010 ...........................

3

Gambar 1.2

Peta lokasi perencanaan pembangunan pabrik ..........................

6

Gambar 1.3

Struktur molekul melamin ........................................................

7

Gambar 2.1

Diagram Alir Kualitatif ............................................................. 34

Gambar 2.2

Diagram Alir Kuantitatif ........................................................... 35

Gambar 2.3

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

Gambar 2.4

Lay Out Peralatan Proses .......................................................... 59

Gambar 4.1

Diagram Pengolahan Air ........................................................... 89

Gambar 4.2

Diagram Alir Waste Water Treatment ...................................... 102

Gambar 5.1

Struktur Organisasi Pabrik Melamin ......................................... 111

Gambar 6.1

Chemical Engineering Cost Index ............................................ 130

Gambar 6.2

Grafik Analisis Kelayakan ........................................................ 139

commit to user xiii

57


digilib.uns.ac.id

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1

Kebutuhan Impor Melamin Indonesia 2006 – 2010 ...................

3

Tabel 1.2

Pabrik Urea di Indonesia ..............................................................

4

Tabel 1.3

Kapasitas produksi perusahaan melamin di dunia ........................

5

Tabel 1.4

Perbandingan proses...................................................................... 15

Tabel 1.5

Prosentase penggunaan melamin di beberapa negara.................... 17

Tabel 2.1

Neraca Massa Overall ................................................................... 39

Tabel 2.2

Neraca Massa di Melter................................................................. 40

Tabel 2.3

Neraca Massa di Tangki…............................................................ 40

Tabel 2.4

Neraca Massa di Scrubber………………………………………

41

Tabel 2.5

Neraca Massa di Purging ( Tee-01 )…………………………….

41

Tabel 2.6

Neraca Massa di Percabangan ( Tee-02 )……………………….. 42

Tabel 2.7

Neraca Massa di Reaktor………………………………………... 42

Tabel 2.8

Neraca Massa di Desublimer……………………………………. 43

Tabel 2.9

Neraca Massa di Percabangan ( Tee-02 )……………………….. 43

Tabel 2.10 Neraca Massa di Cyclone……………………………………….

44

Tabel 2.11 Neraca Panas Masuk……………………………………………

44

Tabel 2.12 Neraca Panas Keluar…………………………………………….

45

Tabel 2.13 Neraca Panas di Melter………………………………………….. 46 Tabel 2.14 Neraca Panas di Tangki…………………………………………. 46 Tabel 2.15 Neraca Panas di Scrubber……………………………………….

47

Tabel 2.16 Neraca Panas di Heat Exchanger ( HE-01 )…………………….. 47 commit to user x


digilib.uns.ac.id

Tabel 2.17 Neraca Panas di Heat Exchanger ( HE-02 )…………………….. 48 Tabel 2.18 Neraca Panas di Reaktor………………………………………… 48 Tabel 2.19 Neraca Panas di Heat Exchanger ( HE-03 )…………………….. 49 Tabel 2.20 Neraca Panas di Furnace……………………………………….. 49 Tabel 2.21 Neraca Panas di Desublimer…………………………………….. 50 Tabel 2.22 Neraca Panas di Heat Exchanger ( HE-03 )…………………….. 50 Tabel 2.23 Neraca Panas di Cyclone Cooler ( CY-03 )……………………... 51 Tabel 2.24 Neraca Panas di Cyclone Cooler ( CY-03 )……………………... 52 Tabel 2.25 Perincian luas tanah pabrik............................................................ 56 Tabel 4.1

Kebutuhan air pendingin ............................................................... 90

Tabel 4.2

Kebutuhan air total ....................................................................... 91

Tabel 4.3

Kebutuhan listrik untuk proses ..................................................... 92

Tabel 4.4

Kebutuhan listrik untuk pengolahan air ........................................ 93

Tabel 4.5

Kebutuhan listrik untuk penerangan ............................................. 94

Tabel 4.6

Total kebutuhan listrik .................................................................. 95

Tabel 4.7

Total Kebutuhan Bahan Bakar ...................................................... 97

Tabel 5.1

Jadwal pembagian kelompok shift ................................................ 122

Tabel 5.2

Jumlah karyawan menurut jabatannya .......................................... 125

Tabel 5.3

Perincian golongan dan gaji karyawan ......................................... 127

Tabel 6.1

Indeks Harga Alat ......................................................................... 130

Tabel 6.2

Fixed Capital Investment (FCI)..................................................... 133

Tabel 6.3

Working Capital investment ......................................................... 134

Tabel 6.4

Direct Manufacturing Cost ........................................................... 134 commit to user xi


digilib.uns.ac.id

Tabel 6.5

Indirect Manufacturing Cost ........................................................ 135

Tabel 6.6

Fixed Manufacturing Cost …........................................................ 136

Tabel 6.7

General Expense............................................................................ 136

Tabel 6.8

Analisa kelayakan ......................................................................... 138

commit to user xii


digilib.uns.ac.id 1

Prarancangan Pabrik Melamin dari Urea dengan proses BASF Kapasitas 20.000 ton/tahun

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik Pada saat ini pemerintah Indonesia sedang melakukan pengembangan dalam berbagai bidang industri. Salah satunya dengan cara memenuhi kebutuhan bahan-bahan industri melalui pendirian pabrik-pabrik industri kimia. Jumlah dan macam industri yang belum dapat dipenuhi sendiri cukup banyak dan biasanya diperoleh dengan cara mengimpor dari negara lain. Salah satu bahan yang diimpor dalam jumlah banyak adalah melamin. Melamin adalah salah satu bahan yang dihasilkan oleh industri petrokimia dengan rumus C3H6N6 juga dikenal dengan nama 2-4-6 triamino 1-3-5 triazine. Senyawa ini berbentuk kristal monocyclic berwarna putih. Melamin diantaranya digunakan sebagai bahan baku pembuatan melamin resin, bahan sintesa organik, bahan pencampur cat, pelapis kertas, tekstil, leather tanning dan lain-lain. Bahan baku yang digunakan pada proses pembuatan melamin adalah urea dan campuran amonia karbon dioksida sebagai fluidizing gas dengan katalis alumina. Melihat kebutuhan melamin pada masa sekarang ini, seiring dengan industri-industri pemakainya yang semakin meningkat, maka pendirian pabrik melamin dirasa sangat perlu. Hal ini bertujuan untuk mengantisipasi permintaan didalam negeri, mengurangi impor melamin dan membuka lapangan kerja baru.

commit to user

PENDAHULUAN

I


digilib.uns.ac.id 2


1.2 Kapasitas Pabrik Penentuan kapasitas pabrik melamin dengan pertimbangan pertimbangan sebagai berikut : 1.2.1

Perkiraan kebutuhan melamin di Indonesia Berkembangnya industri-industri pemakai melamin di Indonesia, seperti

Industri moulding, industri adhesive, industri surface coating menyebabkan kebutuhan melamin di Indonesia semakin meningkat. Saat ini Indonesia memiliki dua pabrik yang memproduksi melamin yaitu : 1. PT. Sri Melamin Rejeki (SMR) PT SMR mulai berproduksi pada tahun 1994 dengan kapasitas 20.000 ton/ tahun. Pabrik ini mendapat pasokan bahan baku dari PT pupuk Sriwijaya Palembang dan menggunakan proses BASF. 2. PT DSM Kaltim Melamin PT DSM Kaltim Melamin mulai beroperasi pada tahun 1996, sebagai hasil joint venture antara Pupuk Kalimantan Timur Tbk dengan DSM Holland dengan proses stamycarbon ( DSM ). Kapasitas design pabrik ini 40.000 ton/ tahun dan telah dinaikkan menjadi 50.000 ton / tahun. Kebutuhan melamin yang belum terpenuhi oleh produksi dalam negeri, diimpor dari negara lain. Data-data produksi dan impor melamin Indonesia dari tahun 2006 sampai tahun 2010 disajikan pada tabel 1.1.

commit to user

PENDAHULUAN

I


digilib.uns.ac.id 3


Tabel 1.1 Kebutuhan Impor Melamin Indonesia 2006 – 2010. No

Tahun

Impor ( kg )

1.

2006

6.673.574

2.

2007

4.679.408

3.

2008

6.992.332

4.

2009

9.320.419

5.

2010

12.668.866 Sumber : BPS Indonesia , 2011

Pabrik melamin ini direncanakan beroperasi pada tahun 2016. Perkiraan kebutuhan impor pada tahun tersebut dapat dilihat dengan perhitungan menggunakan regresi linier data dari Tabel 1.1. Hasil regresi terlihat pada Gambar 1.1.

6

6

y = 2.10 x – 3.10

Gambar 1.1 Grafik kebutuhan melamin tahun 2006 -2010 Dari gambar 1.1 di atas, diperoleh rumus regresi linier : y = 2.106x – 3.106 dengan y : kebutuhan impor ( kg/tahun ) x : tahun

commit to user

PENDAHULUAN

I


digilib.uns.ac.id 4


Total kebutuhan melamin pada tahun 2016 dihitung dengan menggunakan rumus regresi dan diperoleh bahwa kebutuhan melamin pada tahun tersebut sebanyak 25.000 ton/tahun. 1.2.2

Ketersediaan bahan baku Bahan baku pembuatan melamin berupa urea, dapat dipenuhi dari dalam

negeri dimana produksi urea di Indonesia cukup besar. Hal ini dapat dilihat dari perkembangan produksi urea di Indonesia yang mengalami peningkatan setiap tahunnya dan telah diekspor dalam jumlah yang besar. Pabrik – pabrik urea yang ada di Indonesia ditunjukkan pada tabel 1.2. Tabel 1.2 Pabrik Urea di Indonesia No.

Nama Pabrik

Lokasi

Kapasitas ( ton/th )

1.

PT Pupuk Sriwijaya

Palembang, SumSel

2.262.000

2.

PT Pupuk Iskandar Muda

Lhokseumawe, NAD

1.140.000

3.

PT Petrokimia Gresik

Gresik, Jawa Timur

4.

PT Pupuk Kujang

Cikampek, Jawa Barat

1.140.000

5.

PT Pupuk Kaltim

Bontang, Kaltim

2.980.000

1.2.3

460.000

Kapasitas Pabrik yang Berproduksi Dari data yang ada pada Ullman’s Encyclopedia of Industry Chemistry,

menunjukkan bahwa kapasitas pabrik melamin yang ada di dunia berkisar antara 10.000-90.000 ton / tahun. Tabel 1.3 menunjukkan beberapa diantara produsen melamin yang telah yang telah beroperasi di dunia.

commit to user

PENDAHULUAN

I


digilib.uns.ac.id 5


Table 1.3 Kapasitas produksi perusahaan melamin di dunia Negara

Perusahaan

Kapasitas (ton/tahun)

Fed. Rep. Germany

BASF

42.000

Netherland

DSM

90.000

Austria

Chemie Linz

47.000

Italy

Ausind

28.000

Prancis

Norsolor

15.000

Polandia

Polimex Cekop

28.000

Rumania

Romchim

12.000

Soviet Union

Techmashimport

10.000

Japan

Mitsui Toatsu

38.000

Taiwan

Taiwan Fertilizer

10.000

Sumber : Ullman’s 6th edition, 2002 Kapasitas pabrik yang akan didirikan harus berada di atas kapasitas minimal atau sama dengan kapasitas pabrik yang sedang berjalan (Meyers, 1960). Berdasarkan data kebutuhan dalam negeri, ketersediaan bahan baku dan referensi kapasitas pabrik melamin yang sudah ada maka untuk perancangan awal pabrik melamin ini ditetapkan dengan kapasitas 20.000 ton/tahun.

1.3 Lokasi Pabrik Lokasi yang dipilih untuk pendirian pabrik melamin ini adalah daerah kawasan industri Cikampek, Jawa Barat. Peta lokasi tersebut dapat dilihat pada gambar 1. 2.

commit to user

PENDAHULUAN

I


digilib.uns.ac.id 6


Lokasi pendirian pabrik

Gambar 1. 2 Peta lokasi perencanaan pembangunan pabrik Pemilihan lokasi ini berdasarkan pada beberapa faktor : 1. Penyediaan bahan baku Bahan baku pembuatan melamin adalah urea yang kebutuhannya didapat dari PT. Pupuk Kujang yang berada di daerah Cikampek, Jawa Barat. 2. Daerah Pemasaran Industri pemakai produk Melamin di pulau jawa, seperti Jawa Timur, Jawa Barat, dan Jawa Tengah, DKI Jakarta sebagai contoh PT Arjuna Karya Utama, PT Aica Indonesia, PT Perstorp Bumi Raya, dan lain-lain. 3. Penyediaan bahan bakar dan energi Daerah Cikampek merupakan kawasan industri sehingga penyediaan bahan bakar dan energi dapat dipenuhi dengan baik. 4. Penyediaan Air Kebutuhan air untuk proses produksi dapat diperoleh dari sumber air Sungai Parungkadali dan sungai Cikao.

commit to user

PENDAHULUAN

I


digilib.uns.ac.id 7


5. Transportasi Sarana transportasi darat di daerah Cikampek sangat memadai karena tersedianya jalan raya dan rel atau jalur kereta api. Disamping itu dekat dengan pelabuhan laut untuk keperluan transportasi laut. 6. Tenaga kerja Kawasan Cikampek berlokasi tidak jauh dari wilayah Jabotabek yang sarat dengan lembaga pendidikan formal sehingga memiliki potensi tenaga ahli maupun non ahli baik dari segi kualitas maupun kuantitas. 7. Karakterisasi lokasi Daerah Cikampek merupakan kawasan industri sehingga untuk pendirian suatu pabrik akan lebih mudah.

1.4 Tinjauan Proses Menurut Ullman’s Encyclopedia of Industry Chemistry ( 2002 ), melamin pertama kali dipelajari oleh Leibig pada tahun 1834. Pada saat itu Leibig mendapatkan melamin dari proses fusi antara potasium thiosianat dengan amonium klorida. Kemudian di tahun 1885 A.W Von Hoffman mempublikasikan struktur molekul melamin, tampak pada gambar 1.3 : H2N

N N

NH2 N

NH2

Gambar 1.3 Struktur Molekul Melamin commit to user

PENDAHULUAN

I


digilib.uns.ac.id 8


Kurang dari 100 tahun kemudian, ditemukan aplikasi industri produksi resin melamin – formaldehid. Pabrik pertama beroperasi pada akhir tahun 1930. Sejak itu melamin menjadi komoditas bahan kimia penting yang mengalami peningkatan. Pada sekitar tahun 1960, melamin diproduksi dari dicyanamid. Proses ini berlangsung didalam autoclave pada tekanan 10 Mpa dan suhu 4000C dengan adanya gas amoniak, sesuai persamaan reaksi 3 H2NC(NH)NHCN

2 C3N6H6 .................................................. ( 1.1 )

dicyanamid

melamin

Pada awal 1940, Mackay menemukan bahwa melamin juga bisa disintesa dari urea pada suhu 400 0C dengan atau tanpa katalis. Sejak saat itu melamin mulai diproduksi dari bahan baku urea. Dan penggunaan dicyanamid sebagai bahan baku dihentikan pada akhir dekade 1960. 1.4.1 Macam-Macam Proses Melamin dapat disintesa dari urea pada suhu 350 – 400 0C dengan persamaan reaksi sebagai berikut: 6 H2N – CO – NH2 urea

C3N3(NH2)3 + 6 NH3 + 3 CO2 .................. ( 1.2 ) melamin

amoniak

karbondioksida

Reaksinya bersifat endotermis membutuhkan 629 KJ per mol melamin. Secara garis besar proses pembuatan melamin dapat diklasifikasikan menjadi 2 : 1. Proses tekanan rendah dengan menggunakan katalis. 2. Proses tekanan tinggi (³8 Mpa) tanpa menggunakan katalis. commit to user

PENDAHULUAN

I


digilib.uns.ac.id 9


Masing-masing proses terdiri dari tiga tahap, yaitu tahap sintesa, recovery dan pemurnian melamin serta pengolahan gas buang.

1. Proses Tekanan Rendah dengan Menggunakan Katalis. Proses tekanan rendah dengan katalis menggunakan reaktor fluidized bed pada tekanan atmosferik sampai 1 Mpa pada suhu 390 – 410 0C. Sebagai fluidizing gas digunakan amoniak murni atau campuran antara amoniak dan karbondioksida yang terbentuk selama reaksi.. Katalis yang digunakan yaitu silika dan alumina. Melamin meninggalkan reaktor berupa gas bersama dengan fluidizing gas. Kemudian dipisahkan dari amonia dan karbondioksida dengan quenching gas atau menggunakan air (yang diikuti dengan kristalisasi) atau sublimasi. Pada proses menggunakan katalis, langkah pertama adalah dekomposisi urea menjadi asam isocyanat dan amonia kemudian diubah menjadi melamin. Mekanisme Reaksi : 6 (NH2)2CO

6 NH=C=O + 6 NH3

DH = 984kj / mol ........( 1.3 )

6 NH=C=O

C3N3(NH2)3 + 3 CO2

DH = -355 kj / mol ......( 1.4 )

6 (NH2)2CO

C3N3(NH2)3 + 6 NH3

DH = 629 kj / mol .......( 1.5 )

Yield yang diperoleh adalah 90 – 95 %. Ada 4 proses pada tekanan rendah yaitu: a. Proses BASF (Badische Anilin and Soda Fabrik) Pada proses ini menggunakan reaktor satu stage, dimana lelehan urea diumpankan ke fluidized bed reactor pada suhu 395 - 400 0C pada tekanan atmosferik. Katalis yang digunakan commit to user adalah alumina dengan fluidizing

PENDAHULUAN

I


digilib.uns.ac.id 10


gas berupa amonia dan karbondioksida. Suhu reaktor dijaga dengan mensirkulasi lelehan garam dengan menggunakan koil pemanas. Produk yang keluar dari reaktor berupa gas terdiri dari campuran melamin, urea yang tidak bereaksi, biuret, amonia dan karbondioksida. Katalis yang terbawa aliran gas ditahan pada siklon separator dalam reaktor. Campuran gas tersebut didinginkan dalam cooler sampai temperatur dew point campuran gas produk. Campuran gas kemudian masuk desublimer lalu bercampur dengan off gas yang telah direcycle pada temperatur 140 0C hingga berbentuk kristal melamin. Lebih dari 98 % melamin dapat mengkristal. Kristal melamin yang dihasilkan dipisahkan dari campuran gas dengan menggunakan siklon. Gas recycle dari siklon dialirkan ke scrubber atau washing tower untuk mengambil urea yang tidak beraksi, dan gas digunakan sebagai fluidizing gas pada reaktor dan media pendingin pada desublimer. Proses ini dapat menghasilkan melamin dengan kemurnian 99,9 %. b. Proses Chemie linz Proses ini ada dua tahap, tahap pertama yaitu molten urea terdekomposisi dalam fluidized sand bed reactor sehingga menjadi amonia dan asam isocyanic pada kondisi suhu 350 0C dan tekanan 0,35 Mpa. Amonia digunakan sebagai fluidizing gas. Panas yang dibutuhkan untuk dekomposisi disuplai ke reaktor oleh lelehan garam panas yang disirkulasi melalui koil pemanas. Aliran gas kemudian diumpankan ke fixed bed reactor dimana asam isocyanic dikonversi menjadi melamin pada suhu 450

0

C dan tekanan

mendekati tekanan atmosfer. Melamin dipisahkan dari hasil reaksi yang commit to user

PENDAHULUAN

I




berupa fase gas melalui quenching dengan menggunakan air mother liquor yang berasal dari centrifuge. Quencher didesain khusus agar dapat bekerja dengan cepat sehingga mencegah hidrolisis melamin menjadi ammelide dan ammeline. Suspensi melamin dari quencer didinginkan lalu dikristalisasi menjadi melamin. Setelah di centrifuge, kristal dikeringkan dan dimasukkan ke penyimpanan. c.

Proses Stamicarbon Seperti

pada

proses

BASF,

proses

DSM

Stamicarbon

menggunakan reaktor satu stage. Proses berlangsung pada tekanan 0,7 Mpa, dengan fluidizing gas berupa amonia murni. Katalis yang digunakan berupa alumina dan silika. Lelehan urea diumpankan kedalam reaktor bagian bawah. Katalis silika alumina difluidisasi oleh amonia yang masuk ke reaktor bagian bawah dari reaktor fluidized bed. Reaksi dijaga pada suhu 400

0

C dengan

mensirkulasi lelehan garam melewati koil pemanas dalam bed katalis. Melamin yang terkandung dalam campuran zat keluaran reaktor kemudian di quencing. Pertama dalam quench cooler kemudian dalam scrubber untuk di scrub dengan mother liquor dari centrifuge. Dari scrubber, suspensi melamin dialirkan kedalam kolom KO drum dimana sebagian dari amonia dan CO2 terlarut dalam suspensi dipisahkan, lalu campuran gas ini dialirkan ke absorber dan akan membentuk amonium karbamat dari KO drum kemudian produk dialirkan ke mixing vessel dan dicampur dengan karbon aktif. Kemudian dimasukkan dalam precoat filter kemudian airnya commit to user

PENDAHULUAN

I




diuapkan didalam evaporator, kemudian dikristaliser dan pemisahan dari mother liquornya oleh centrifuge. d.

Proses Osterreichische Stickstoffwerke ( OSW ) Dalam proses ini dibagi menjasi 2 tahapan yaitu : 1. Terdekomposisinya urea dalam reaktor unggun terfluidisasi ( fluidized bed reaktor ). 2. Terbentuknya melamin dalam fixed bed catalytic reaktor. Urea yang digunakan dalam pembuatan melamin berbentuk butiran – butiran kecil ( prilled urea ) dengan kemurnian 99,3%.

2. Proses Tekanan Tinggi Tanpa Menggunakan Katalis Reaksi yang terjadi pada tekanan tinggi dengan tekanan lebih dari 7 Mpa dan suhu yang digunakan lebih dari 370 0C. Secara umum, lelehan urea dimasukkan dalam reaktor menjadi campuran lelehan urea dan melamin. Proses ini menghasilkan melamin dengan kemurnian >94 %. Panas yang dibutuhkan untuk reaksi disuplai dengan electric heater atau sistem heat transfer dengan menggunakan lelehan garam panas. Mekanisme reaksi yang terjadi sebagai berikut : 3 (NH2)2CO urea 3 HOCN

3 HOCN + 3 NH3 ......................................... . ( 1.6 ) cyanic acid (NCOH)3 ........................................................ ( 1.7 ) cyanuric acid

(NCOH)3 + 3 NH3

C3N3(NH2)3+ 3 H2O ...................................... ( 1.8 ) melamin commit to user

PENDAHULUAN

I




3 (NH2)2CO + 3 H2O

6 NH3 + 3 CO2 ............................................... ( 1.9 )

6 (NH2)2CO

C3N3(NH2)3 + 6 NH3 + 3 CO2 ...................... ( 1.10 )

Pada proses dengan tekanan tinggi dikenal ada 3 macam proses, yaitu : a.

Proses Melamin Chemical Process Proses ini menghasilkan melamin dengan kemurnian 96 – 99,5 %. Molten urea yang dikonversi menjadi melamin dalam reaktor tubuler pada suhu 370 – 425 0C dan teakanan 11 – 15 Mpa, liquid melamin dipisahkan dari off gas dalam gas separator dimana produk melamin akan terkumpul dibagian bawah. Produk yang keluar diquencing dengan NH3 cair pada unit pendingin, konversi yang dihasilkan adalah 99,5 %. Molten urea diumpankan ke reaktor pada suhu 1500C. Campuran hasil reaksi meninggalkan reaktor masuk ke quencher kemudian diquenching dengan amonia cair dan CO2 untuk mengendapkan melamin. Amonia dan CO2 terpisah dibagian atas quencher direcycle ke pabrik urea.

b.

Proses Montedison Proses ini berlangsung pada suhu 370 0C dan tekanan 7 Mpa.Panas reaksi disuplai dengan sistem pemanasan menggunakan lelehan garam. Hasil reaksi yang dihasilkan kemudian diquencing dengan amonia cair dan CO2 untuk mengendapkan melamin, sedangkan gas CO2 dan NH3 direcycle ke pabrik urea.

c.

Proses Nissan Proses Nissan berlangsung pada suhu 400 0C dan tekanan 10 Mpa. Produk melamin yang dihasilkan didinginkan dan diturunkan tekanannya dengan commit to user

PENDAHULUAN

I




larutan amonia, setelah melalui proses pemisahan produk melamin dikeringkan dengan prilling sehingga diperoleh melamin serbuk. ( Ullman’s, 2002 ) Dari beberapa proses di atas, diperoleh perbandingan proses yang tertera dalam tabel 1.4.

commit to user

PENDAHULUAN

I




commit to user

PENDAHULUAN

I




Dari tabel 1.4 di atas, dipilih proses BASF dalam memproduksi melamin untuk pra rancangan pabrik ini. Karena proses BASF ini menghasilkan kemurnian yang tinggi dengan kondisi operasi pada tekanan rendah 1.4.2 Kegunaan Produk Kegunaan melamin diantaranya adalah digunakan sebagai bahan baku pembuatan melamin resin, bahan sintesa organik, leather tanning, dan lain-lain. Berikut beberapa sektor industri yang menggunakan bahan baku melamin. 1.

Industri adhesive, merupakan industri yang memproduksi adhesive untuk keperluan

industri

woodworking

seperti

industri

plywood,

industri

blackboard, industri particleboard. 2.

Industri moulding, yang merupakan industri yang diantaranya menghasikan alat keperluan rumah tangga.

3.

Industri surface coating, yakni industri yang menghasilkan cat, thinner, dempul.

4.

Industri laminasi, yaitu industri yang menghasilkan furniture. Sebagai gambaran, pada tabel 1.5 dibawah ini adalah prosentase

penggunaan melamin dibeberapa negara maju di dunia.

commit to user

PENDAHULUAN

I




Tabel 1.5 Prosentase penggunaan melamin di beberapa negara Kegunaan

Eropa

Amerika Serikat

Jepang

Laminasi

47%

35%

6%

Glue, adhesive

25%

4%

62%

Industri moulding

9%

9%

16%

Coating

8%

39%

12%

Kertas dan tekstil

11%

5%

3%

Lain – lain

-

8%

1%

Jumlah

100%

100%

100%

Sumber : Ullman’s 6th edition, 2002

1.4.3 Sifat fisis dan kimia bahan baku dan produk 1.

Sifat fisis dan kimia bahan baku.

Ø Sifat fisis urea : ª Rumus molekul

: NH2CONH2

ª Berat molekul

: 60,06 g/mol

ª Titik leleh

: 132,7 0C

ª Titik didih

: 195 0C

ª Bentuk

: Prill

ª Density

: 1,32 g/cc

ª Bulk density

: 0,74 g/cc

ª Spesific gravity

: 1,335

commit to user ª Energi Bebas Pembentukan (25oC) : -42,120 cal/g mol PENDAHULUAN

I




ª Panas Pembentukan

: 60 cal/g, endotermik

ª Panas larutan, dalam air

: 58 cal/g, endotermik

ª Panas kristalisasi

: 110 cal/g, eksotermik

ª 70% densitas bulk larutan urea

: 0,74 g/cm2

Sifat fisis urea melt pada suhu 135 oC ( Ullman’s , 2002 ) : ª Densitas

: 1247 kg/m3

ª Volume molecular

: 48.16 m3/kmol

ª Viskositas kinematik

: 2,42 x 10-6 m2/s

ª Kapasitas panas molar

: 135,2 J/mol K

ª Kapasitas panas spesific : 2.25 kJ/kg K ª Surface Tension

: 66,3 x 10-3 N/m

Ø Sifat kimia urea : ª Pada tekanan rendah dan temperatur tinggi urea akan menjadi biuret 2CO(NH2)2

NH2CONHCONH2 ....................................... ( 1.11 )

ª Bereaksi dengan formaldehid membentuk monometilourea dan dimetilourea tergantung dari perbandingan urea dan formaldehid ª Pada tekanan vakum dan suhu 180 – 190 0C akan menyublim menjadi amonium cyanat (NH4OCN) ª Pada tekanan tinggi dan adanya amonia akan merubah menjadi cyanic acid dan cynuric acid 3 (NH2)2CO

3 HOCN + 3 NH3 ....................................... ( 1.12 ) commit to user

PENDAHULUAN

I




3 HOCN

(NCOH)3 ...................................................... ( 1.13 )

ª Dalam amonia cair akan membentuk urea-amonia CO(NH2)2, NH2, yang terdekomposisi pada suhu diatas 45 0C. 2. Sifat fisis dan kimia produk v Sifat fisis melamin ( Ullman’s , 2002 ) : ª Rumus molekul

: C3N6H6

ª Berat molekul

: 126,13 g/mol

ª Titik leleh

: 345 0C

ª Panas pembentukan (250C)

: 71,72 kJ/mol

ª Panas pembakaran (25 0C)

: -1976 kJ/mol

ª Panas sublimasi (25 0C)

: -121 kJ/mol

ª Density

: 1,573 g/cm3

ª Kapasitas panas (Cp) - Pada 273 –353 0K

: 1470 J kg-1 K-1

- Pada 300 – 450 0K

: 1630 J kg-1 K-1

- Pada 300 – 550 0K

: 1720 J kg-1 K-1

ª Kelarutan dalam suhu 300 0C dalam gr/100 ml pada : - Etanol

: 0,06 g/100 cc

- Aceton

: 0,03 g/100 cc

- Air

: 0,5 g/100 cc

ª Entropi (25 0C)

: 149 J K-1 mol-1

ª Energi gibs (25 0C)

: 177 kJ/mol

ª Entropi pembentukan (25 0C)

: -835 J K-1mol-1 commit to user

PENDAHULUAN

I




ª Temperatur kritis

: 905,56 0C

ª Tekanan kritis

: 99,47 atm

v Sifat kimia melamin : Ø Hidrolisa dengan basa, jika direaksikan dengan NaOH akan membentuk ammeline/ ammelide Ø Pembentukan garam Melamin adalah basa lemah yang akan membentuk garam jika bereaksi dengan asam organik maupun anorganik. Dimana kelarutan garam melamin tidak terlalu tinggi jika dibandingkan dengan melamin bebas. Ø Reaksi dengan aldehid, melamin bereaksi dengan aldehid membentuk bermacam-macam produk yang paling penting adalah reaksi dengan formaldehid membentuk resin. Me(NH2)3 +6 CH2O

Me(N(CH2OH)2)3 ............................. ( 1.14 )

Me adalah molekul melamin dimana semua atom hidrogen yang ada pada melamin diganti dengan gugus methylol dan menghasilkan produk dari Monomethylol sampai hexamethylol melamine. Methylolmelamine

sedikit

larut dalam sebagian besar solven dan sangat tidak stabil karena diikuti oleh reaksi resinifikasi/ kondensasi. Reaksi

:

MeNHCH2OH + H2N-Me 2 MeNHCH2OH

MeNHCH2NHMe + H2O ................. ( 1.15 ) MeNHNH2OCH2NHMe + H2O ................... ( 1.16 ) commit to user

PENDAHULUAN

I




Pada kondensasi melamin produk mempunyi sifat khusus yaitu tahan terhadap panas dan air yang baik. Ø Acylasi Acylasi melamin dapat terjadi dengan sejumlah anhydrid melalui tahap triacyl Ø Reaksi dengan amine Substitusi melamin dengan gugus alkil pada atom H yang menempel pada gugus N dapat terjadi seperti pada reaksi dibawah ini : (C3H3)(NH2)3 + RNH2

NH3 + R(C3H3)(NH2)2 ...................... ( 1.17 )

Ø Klorinasi Klorinasi melamin yang terjadi cenderung mengganti semua atom hidrogen. Air yang dihasilkan pada reaksi akan menghidrolisa menghasilkan nitrogen triklorida yang berbahaya pada proses klorinasi, melamin stabil ketika kondisinya kering. 1.4.4

Tinjauan Proses Secara Umum Proses pembuatan melamin dari urea dengan proses BASF ini

menggunakan reaktor fluidized bed pada suhu 395 0C dan tekanan 2 atm. Sebelum masuk ke unit reaksi, bahan baku yang berupa urea prill dilelehkan terlebih dahulu dan masuk ke dalam reaktor berwujud lelehan. Katalis yang digunakan adalah alumina, sedangkan untuk media fluidisasi digunakan recycle gas yang telah dipanaskan sampai suhu 400 0C. Urea akan menguap secara spontan dan terjadi reaksi sebagai berikut : 6 (NH3)2CO (g) Urea

C3N3(NH2)3(g) + 6 NH3 (g) + 3 CO2 (g) ....................... ( 1.18 ) Melamin

Amoniak Karbondioksida commit to user

PENDAHULUAN

I




Yield dari reaksi di atas adalah 95 %. Gas melamin, urea yang tidak bereaksi, amonia dan karbondioksida yang terbentuk keluar reaktor secara bersama-sama. Bersamaan dengan itu, keluar pula biuret yang merupakan zat yang terkandung dalam urea dan bersifat inert dalam reaksi ini. Selama reaksi berlangsung, tidak ada penambahan katalis,karena deaktivasi katalis terjadi selama 3 tahun. Produk yang berupa campuran gas kemudian didinginkan sampai suhu 200 0

C, dimana suhu dijaga konstan dengan menambahkan recycle off gas yang

bersuhu 130

0

C sebagai pendingin. Proses pendinginan bertujuan untuk

mengkristalkan melamin sedangkan urea yang tidak bereaksi dan biuret masih dalam bentuk gas. Kemudian kristal melamin dan gas-gas hasil reaksi dipisahkan dalam separator, sehingga diperoleh produk melamin dengan kemurnian tinggi. Gas-gas hasil reaksi diproses kembali untuk mendapatkan urea, sedangkan gas karbondioksida dan amoniak digunakan sebagai media fluidisasi dan sebagai media pendingin.

commit to user

PENDAHULUAN

I




BAB II DESKRIPSI PROSES

2.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk 2.1.1 Spesifikasi Bahan Baku a. Urea Urea diperoleh dari PT Pupuk Kujang, dengan spesifikasi sebagai berikut : ¨

Wujud

: padat, berbentuk prill

¨

Ukuran butiran

: 1-3,35 mm 97%

¨

Kemurnian minimum

: 99 % berat

¨

H2O maksimum

: 0,5 % berat

¨

Biuret maksimum

: 0,5 % berat

¨

Kadar Nitrogen

: 46 %

¨

Warna maksimum

: 15 APHA

¨

Titik leleh

: 132 0C

¨

NH3 bebas maksimum

: 150 ppm

¨

Turbidity

: 20 APHA

b. Katalis alumina Katalis alumina diperoleh dari Qingdao Wish Chemicals Co.,Ltd dengan spesifikasi : ¨ Wujud ¨ Surface area

: Padat 2 commit : 175tomuser /g

DESKRIPSI PROSES

II


digilib.uns.ac.id


¨ Bentuk partikel

: bola

¨ Diameter

: 0,14 cm

¨ Bulk density

: 413,088 kg/m3

¨ Porositas

: 0,45

¨ Volume pori

: 0,3888 cc/ g partikel

24

2.1.2 Spesifikasi Produk Melamin Spesifikasi melamin di pasaran adalah sebagai berikut: ¨ Wujud

: Padat

¨ Bentuk

: Kristal putih

¨ Kemurnian

: 99,8% (min)

¨ Moisture

: 0,1% (max)

¨ Ash

: 0,03 (max)

¨ Urea maksimum

: 0,05%

¨ Biuret maksimum

: 0,05%

¨ Nilai pH

: 7,5 – 9,5

¨ Bulk density

: 423,088 kg/m3

¨ Ukuran partikel

: 15 – 100 mikron

¨ Warna maksimum

: 20 APHA

¨ Tidak higroskopis

commit to user DESKRIPSI PROSES

II


digilib.uns.ac.id


25

2.2 Konsep Proses 2.2.1 Mekanisme Reaksi Melamin dapat dibuat dari urea pada suhu 390 – 410 0C yang merupakan reaksi dekomposisi urea. 6 H2N – CO – NH2 Urea

C3N3(NH2)3 + 6 NH3 + 3 CO2 ..................... ( 2.1 ) Melamin

Amoniak

Karbon dioksida

Reaksi pembentukan melamin dari urea melalui dua tahap reaksi. Tahap pertama yaitu dekomposisi urea menjadi asam isocyanat dan amonia, tahap kedua asam isocyanat berubah menjadi melamin dan karbondioksida. Pada proses ini digunakan katalis alumina (Al2O3). Mekanisme reaksinya adalah sebagai berikut : 1. Dekomposisi urea menjadi asam isocyanat dan amonia 6 (NH2)2CO (g)

6 NH = C =O (g) + 6 NH3 (g) ........................................ ( 2.2 )

2. Asam isocyanat berubah menjadi melamin dan karbondioksida 6 NH = C = O

C3N3(NH2)3 (g) + 3 CO2 (g) ......................................... ( 2.3 )

6 (NH2)2CO (g)

C3N3(NH2)3 (g) + 6 NH3 (g) + 3 CO2 (g) ......................... ( 2.4 )

Reaksi tersebut berlangsung pada fasa gas dengan bantuan katalis berfase padat. Yield yang diperoleh sebesar 95 %. Mekanisme reaksi katalitik dituliskan : AàB+C BàD+E


II


digilib.uns.ac.id


26

Keterangan : A = urea B = asam isocyanat C = amonia D = melamin E = karbon dioksida Cv = konsentrasi di puncak kosong katalis Ct = konsentrasi di puncak aktif katalis

1. Adsorbsi 瘸

. ↔ 瘸.

嘘㸨

................................................................................... ( 1 )

2. Reaksi permukaan 瘸. ↔

嘘㸨

.+ C ú

................................................................................. ( 2 )

3. Reaksi permukaan . ↔ ่. + E 嘘㸨

ú

................................................................................ ( 3 )


II


digilib.uns.ac.id


27

4. Desorbsi ่. ↔ ่

.

嘘㸨

.................................................................................. ( 4 )

ú

Persamaan 1, 3, dan 4 sangat cepat, sehingga : 㸨 ≫

嘘0→

ú嘘

.................................................................................... ( 5 )

嘘0→

ú嘘

....................................................................................... ( 6 )

嘘0→

ú嘘

........................................................................................ ( 7 )

㸨 ≫ 㸨 ≫

Persamaan 5, 6, dan 7 dimasukkan ke persamaan 2 ú

嘘㸨嘘㸨嘘㸨

tidak ada saat awal reaksi à

Sehingga persamaan menjadi : 嘘㸨

嘘0

.......................................................................................... ( 8 )

NM puncak : 嘘

嘘

ú

ú

ú

ú


II




嘘

嘘

1

tidak ada saat awal reaksi à Sehingga persamaan menjadi : 嘘

1

嘘

嘘0

..................................................................................................... ( 9 )

Persamaan 9 disubtitusikan ke persamaan 8 : 嘘㸨

1

嘘㸨

嘘

1

≫1 㸨

Dengan 㸨嘘㸨嘘㸨

( Fogler, 1999 )

Jadi dapat disimpulkan bahwa yang mengontrol adalah reaksi permukaan. 2.2.2 Kondisi Operasi Proses pembuatan melamin dari bahan baku urea dijalankan pada kondisi : ¨ Reaktor

: Fluidized bed reactor

¨ Suhu

: 395 0C (Ullmann’s 6th edition, 2002)

¨ Tekanan

: 2 atm

¨ Katalis

: Al2O3


II


digilib.uns.ac.id


29

2.2.3 Tinjauan Termodinamika Reaksi pembentukan melamin adalah reaksi endotermis. Bila ditinjau dari energi bebas Gibbs diperoleh rumus dari Smith Van Ness (1996) : DG

= DG Produk - DG Reaktan

R

= 8,314 J/mol K

T

= 668 K

Diketahui DGf0 masing-masing komponen pada 298 K : CO(NH2)2

= 30,69 kJ/mol

(NCNH2)3

= 177 kJ/mol

CO2

= -394,38 kJl/mol

NH3

= -16,4 kJ/mol

DG0 reaksi

= DG0 Produk - DG0 Reaktan

DG0 reaksi

= [ (177 + 3 (-394,38) + 6 (-16,4)) – 6 (30,69)] kJ/mol = -1288,68 kJ/mol

Harga konstanta kesetimbangan (K) pada suhu 3950C (668 K) diperoleh dengan rumus ( Smith – Van Ness,1996 ) : K

= exp (-DG / RT )

In K

=

In K

= 232,038

K

= 5,93 x 10100

1288,68 kJ/mol 8,314 J/mol.K x 668 K


II


digilib.uns.ac.id


30

Harga konstanta kesetimbangan (K) sangat besar, sehingga reaksi pembentukan melamin merupakan reaksi searah (irreversible). Sedangkan jika ditinjau dari nilai entalphi panas, diperoleh : DHR

= DHf Produk - DHf Reaktan

Diketahui nilai DHf masing-masing komponen sebagai berikut : CO(NH2)2

= -333,6 kJ/mol

(NCNH2)3

= -71,72 kJ/mol

CO2

= -393,5 kJl/mol

NH3

= -45,9 kJ/mol

DH0 reaksi

= DH0 Produk - DH0 Reaktan

DH0 reaksi

= [ (-71,72 + 3 (-393,5) + 6 (-45,9)) – 6 (-333,6)] kJ/mol = 473,98 kJ/mol

Dari perhitungan entalpi panas, didapatkan nilai positif. Hal ini menunjukkan bahwa reaksi berjalan secara endotermis.

2.2.4 Tinjauan Kinetika Reaksi Tinjauan kinetika dapat diketahui dari rumus Archenius : k = A . exp (-Ea/RT) dimana : k

= kecepatan reaksi

R

= konstanta gas ideal

A

= faktor tumbukan

T

= suhu

Ea

= energi aktivasi commit to user DESKRIPSI PROSES

II




Dari persamaan diatas maka dapat diketahui bahwa harga k semakin besar jika : 1. Faktor tumbukan diperbesar Faktor tumbukan dapat diperbesar dengan pengadukan. 2. Energi aktivasi kecil Energi aktivasi dapat diperkecil dengan adanya katalis. 3. Suhu operasi besar Reaktor yang digunakan adalah fluidized bed reactor sehingga temperatur dapat dianggap seragam meskipun untuk reaktor yang sangat endotermis (Ullmann, 2002). Sehingga berlaku persamaan (Levenspiel, 1972) : XA

t = CA 0

d XA

ò (- rA)(1 + ε 0

A

XA )

Untuk Pabrik Melamin dengan proses BASF dengan T = 3950 C didapat data : Residence time

= 30 detik

Yield urea

= 95%

Konversi

= 95%

( US Patent : 20100184976A1 ) (Ullman , 2002)

Reaksi: 6 (NH2)2CO (g)

C3N3(NH2)3 (g) + 6NH3(g) + 3CO2(g) .............................. ( 2.5 )

Persamaan kecepatan reaksi: * Reaksi gas : V = V0 . ( 1 + εAXA ) NA = NA0 (1 – XA ) CA =

N . (1 - X A ) NA = A0 V V0 . (1 + εAXA)


II


digilib.uns.ac.id


32

(1 - X A ) (1 + εAXA)

CA = CA0 .

(1 - X A ) (1 + εAXA)

-rA = kA CA0

* Untuk reaksi menggunakan reaktor fluidized bed, didekati dengan menggunakan persamaan pada RAP, yaitu : XA

ò

V = FA0 .

0

dX A - rA dt XA

ò

dt = CA0 . V0

0

dX A ( -rA ).V

XA

ò (-r

t = C A0 .V0

0

XA

ò

t = C A0

0

d XA (-rA )(1 + ε A X A )

0,95

ò

t = CA 0

0

t =

1 kA

0,95

ò 0

d XA A ).Vo (1 + ε A X A )

d XA é (1 - X A ) ù êk A CA 0 (1 + ε X ) ú (1 + ε A X A ) ë A A û

0 , 95 d XA 1 1 = ln 1- XA k A (1 - X A ) 0

30 =

1 1 ln k A (1 - 0,95)

kA =

1 x 2,996 30

k A = 0,0999.detik -1


II


digilib.uns.ac.id


33

2. 3 Diagram Alir Proses dan Tahapan Proses 2.3.1 Diagram Alir Proses Diagram alir pra rancangan pabrik melamin dari urea dengan proses BASF dapat ditunjukkan dalam 2 macam, yaitu : a. Diagram alir kualitatif ( Gambar 2.1 ) b. Diagram alir kuantitatif ( Gambar 2.2 )


II


digilib.uns.ac.id


34


II


digilib.uns.ac.id


35


II


digilib.uns.ac.id


36

2.3.2 Tahapan Proses Proses pembuatan melamin dengan metode BASF dari urea dapat dibagi menjadi tiga tahap : 1. Tahap persiapan bahan baku 2. Tahap reaksi 3. Tahap pemurnian produk 2.3.2.1. Tahap Penyiapan Bahan Baku Bahan baku urea yang berwujud padat (prill) dengan kemurnian 99% berat disimpan di silo penyimpanan urea (SL-01) pada suhu kamar dan tekanan 1 atm. Dari silo penyimpanan, urea prill diumpankan ke melter (M-01) untuk dilelehkan pada suhu 1400 C tekanan 1 atm. Pada kondisi ini urea meleleh dan kandungan airnya akan menguap. Dari melter lelehan urea lalu dipompa ke holding tank (T-01). Dari holding tank lelehan urea dialirkan ke dua tempat, yaitu scrubber (SC-01) dan reaktor (R-01). Pada scrubber lelehan urea digunakan untuk mengambil sisa melamin yang terikut dalam off gas. Lelehan urea dari scrubber dikembalikan lagi ke holding tank dan bercampur dengan lelehan urea dari melter. Lelehan urea dari holding tank pada suhu 161o C dipompa dan dipanaskan di heat exchanger (HE01 dan HE-02) sampai suhu 395 o C, tekanan 2,2 atm. Selanjutnya lelehan urea digunakan sebagai umpan pada reaktor. 2.3.2.2. Tahap Reaksi Lelehan urea kemudian diinjeksikan ke reaktor fluidized bed melalui beberapa nozzle pada reaktor. Lelehan akan menguap secara spontan dan commit urea to user DESKRIPSI PROSES

II


digilib.uns.ac.id


37

terdispersi ke dalam partikel - partikel katalis yang terfluidisasi karena aliran fluidizing gas dari bawah reaktor. Fluidizing gas berupa campuran gas amonia dan karbondioksida dari off gas hasil reaksi pembentukan melamin yang telah dipisahkan dalam scrubber. Dari scrubber, fluidizing gas dialirkan dengan kompresor menuju desublimer (DS-01) dan furnace (F-01). Gas yang dialirkan menuju desublimer akan digunakan sebagai quenching gas. Sedangkan gas yang mengalir menuju furnace dipanaskan sampai suhu 395o C, tekanan 2,2 atm, selanjutnya digunakan sebagai fluidizing gas pada reaktor. Reaktor beroperasi pada suhu 395o C, tekanan 2 atm, dan menggunakan katalis alumina. Reaksi yang terjadi berlangsung secara endotermis. Kebutuhan panas reaksi disuplai dari molten salt yang dialirkan melalui coil di dalam reaktor. Di dalam reaktor terjadi penguraian urea menjadi melamin, amonia, dan karbondioksida. Konversi yang diperoleh sebesar 95% dan yield 95%. Gas hasil reaksi keluar reaktor pada suhu 395oC, tekanan 2 atm berupa campuran gas melamin, amonia, karbondioksida, biuret dan urea yang tidak bereaksi. 2.3.2.3. Tahap Pemurnian Produk Gas hasil reaksi keluar dari reaktor, kemudian didinginkan di heat exchanger (HE-03) sampai suhu 310o C. Gas tersebut kemudian masuk desublimer. Dalam desublimer, gas tersebut dikontakkan dengan off gas dari scrubber yang telah didinginkan dalam heat exchanger (HE-04) sampai suhu 146o C. Off gas digunakan sebagai pendingin (quenching gas) sehingga gas melamin akan mengkristal. Kebutuhan quenching gas adalah 3,5 kg untuk 1 kg melamin. commit to user DESKRIPSI PROSES

II


digilib.uns.ac.id


38

Melamin yang mengkristal sebanyak 99%, dengan kemurnian 99,9% (Ullman Vol A 16). Kristal melamin dan gas – gas hasil reaksi keluar desublimer pada suhu 195o C. Kemudian dialirkan menuju cyclone separator (CY-02). Di dalam CY-02 terjadi proses pemisahan antara padatan kristal dengan off gas dimana semua kristal yang terbentuk dapat terpisahkan sebagai produk. Kristal melamin yang masih bersuhu 1950 C ini didinginkan dalam cyclone suspension cooler (CY-03 dan CY-04) sampai suhu 400 C. Kemudian kristal melamin disimpan dalam silo (SL-02) untuk selanjutnya dilakukan packaging dan bagging, lalu disimpan di gudang dan siap untuk dipasarkan. Gas keluar cyclone separator sebagai off gas sebagian dialirkan menggunakan blower (BL-01) menuju percabangan purging. Di percabangan aliran gas di bagi menjadi dua bagian. Yang pertama menuju scrubber untuk selanjutnya digunakan sebagai fluidizing gas dan quenching gas, sedangkan sisanya dipurging. Di dalam scrubber terjadi proses pemisahan urea dan melamin yang terikut pada off gas. Pada scrubber, off gas dikontakkan dengan lelehan urea yang memiliki suhu 161o C sehingga suhu off gas akan turun sampai 179o C. Karena penurunan suhu ini maka komponen yang kondensable dalam off gas sebagian besar akan mengembun dan terbawa oleh lelehan urea. Sedangkan gas yang tidak terbawa oleh lelehan urea akan keluar dari scrubber. Sebagian gas digunakan sebagai pendingin pada desublimer dan sementara sisanya digunakan sebagai fluidizing gas pada reaktor.


II




2.4

Neraca Massa dan Neraca Panas Produk

: Melamin 99,9% berat

Kapasitas

: 20.000 ton/tahun

Satu tahun produksi

: 330 hari

Waktu operasi selama 1 hari : 24 jam 2.4.1 Neraca Massa Overall Satuan yang digunakan : kg/jam Tabel 2.1 Neraca Massa Overall Komponen

Input

Output

Arus 1

Arus 2

Arus 9

Arus 11

7.282,52

0,00

1,26

62,48

(CONH2)2NH

36,78

0,00

1,26

35,52

H2O

36,78

36,78

0,00

0,00

0,00

2.522,73

4,20

0,00

0,00

2.047,00

(NH2)2CO

C3N3(NH2)3 NH3

0,00 0,00

CO2

0,00

0,00

0,00

2.644,84

Sub Total

7.356,08

36,78

2.525,25

4.794,05

TOTAL

7.356,08

7.356,08


II




2.4.2 Neraca Massa Alat 1. Neraca Massa di Melter Tabel 2.2 Neraca Massa di Melter ( M-01) Komponen CO(NH2)2 (CONH2)2NH H2O C3N3(NH2)3 NH3 CO2 Sub Total Total

Input Arus 1 7282,52 36,78 36,78 0 0 0 7356,08

Output Arus 2 Arus 3 0 7282,52 0 36,78 36,78 0 0 0 0 0 0 0 36,78 7319,30 7356,08

2. Neraca Massa di Tangki ( T-01 ) Tabel 2.3 Neraca Massa di Tangki ( T-01 ) Komponen CO(NH2)2 (CONH2)2NH C3N3(NH2)3 NH3 CO2 Sub total Total

Input Arus 3 Arus 13 5968,67 7282,52 36,78 340,81 0 37,11 0 0 0 0 7319,30 6346,58 13665,88

Output Arus 4 13251,19 377,59 37,11 0 0 13665,88


II




3. Neraca Massa di Scrubber ( SC-01 ) Tabel 2.4 Neraca Massa di Scrubber ( SC-01) Komponen CO(NH2)2 (CONH2)2NH C3N3(NH2)3 NH3 CO2 Sub total Total

Input Arus 5 Arus 12 5652,48 316,19 161,06 179,74 15,83 21,28 0 10334,61 0 13352,90 5829,37 24204,7203 30034,09

Output Arus 13 Arus 14 5968,67 0 340,81 0 37,11 0 0 10334,61 0 13352,90 6346,58 23687,509 30034,09

4. Neraca Massa di Purging ( Tee-01 ) Tabel 2.5 Neraca Massa di Purging ( Tee-01 ) Komponen CO(NH2)2 (CONH2)2NH C3N3(NH2)3 NH3 CO2 Subtotal TOTAL

Input Arus 10 378,67 215,26 25,48 12381,62 15997,74 28998,77

Output Arus11 Arus 12 62,48 316,19 35,52 179,74 4,20 21,28 2047,00 10334,61 2644,84 13352,90 4794,05 24204,72 28998,77


II




5. Neraca Massa di Percabangan ( Tee-02 ) Tabel 2.6 Neraca Massa di Percabangan ( Tee-02 ) Komponen CO(NH2)2 (CONH2)2NH C3N3(NH2)3 NH3 CO2 Sub Total Total

Input Arus 4 13251,19 377,59 37,11 0,00 0,00 13665,88

Output Arus 6 Arus 5 7598,71 5652,48 216,52 161,06 21,28 15,83 0,00 0,00 0,00 0,00 7836,51 5829,37 13665,88

6. Neraca Massa di Reaktor ( R-01 ) Tabel 2.7 Neraca Massa di Reaktor ( R-01 ) Komponen CO(NH2)2 (CONH2)2NH C3N3(NH2)3 NH3 CO2 Subtotal Total

Input Arus 6 Arus 15 7598,71 0 216,52 0 21,28 0 0 6443,46 0 8325,31 7836,51 14768,7766 22605,29

Output Arus 7 379,94 216,52 2548,21 8490,47 10970,15 22605,29


II




7. Neraca Massa di Desublimer ( DS-01 ) Tabel 2.8 Neraca Massa di Desublimer ( DS-01 ) Komponen CO(NH2)2 (CONH2)2NH C3N3(NH2)3 NH3 CO2 Sub total Total

Input Arus 7 Arus 16 379,94 0 216,52 0 2548,21 0 8490,47 3891,15 10970,15 5027,58 22605,29 8918,73 31524,02

Output Arus 8 379,94 216,52 2548,21 12381,62 15997,74 31524,02

8. Neraca Massa di Percabangan ( Tee-03 ) Tabel 2.9 Neraca Massa di Percabangan ( Tee-03 ) Komponen CO(NH2)2 (CONH2)2NH C3N3(NH2)3 NH3 CO2 Sub Total Total

Input Arus 14 0 0 0 10334,61 13352,90 23687,51

Output Arus 16 Arus 15 0 0 0 0 0 0 3891,15 6443,46 5027,58 8325,31 8918,73 14768,78 23687,51


II




9. Neraca Massa di Cyclone ( CY-02 ) Tabel 2.10 Neraca Massa di Cyclone ( CY-02 ) Komponen CO(NH2)2 (CONH2)2NH C3N3(NH2)3 NH3 CO2 Total

Input Arus 8 379,94

Output Arus 9 Arus 10 1,26 378,67

216,52 2548,21 12381,62

1,26 2522,73 0

215,26 25,48 12381,62

15997,74

0

15997,74

2525,25 28998,77 31524,02

31524,02

2.4.3 Neraca Panas Overall Satuan yang digunakan : kkal/jam Tabel 2.11 Panas Masuk Proses Overall Komponen

Panas Masuk Arus 1 5.592

Qsteam

Qfurnace

Qkompresi

-

-

-

92 532

-

-

-

C3N3(NH2)3

-

-

-

-

NH3

-

-

-

-

CO2

-

-

-

-

6.216

804.780

3.115.000,18

477.132

(NH2)2CO (CONH2)2NH H2O

Sub Total TOTAL

4.403.128


II


digilib.uns.ac.id


45


II




2.4.4 Neraca Panas Alat 1. Neraca Panas di Melter ( M-01 ) Tabel 2.13 Neraca Panas di Melter ( M-01 ) Komponen

Input (kkal) Q1

CO(NH2)2 (CONH2)2NH H2O

Output (kkal)

Qv

Q2

QL

Qp

5.591,75

346.541,23

438.350,87

92,15

2.604,05

1.255,13

531,95

Sub total

Q3

6.215,85

Total

2.325,56 1.087.393,94

2.325,56

19.918,60 349.145,27

1.093.609,79

282.614,36

459.524,60

1.093.609,79

2. Neraca Panas di Tangki ( T-01 ) Tabel 2.14 Neraca Panas di Tangki (T-01 )

Komponen CO(NH2)2 (CONH2)2NH C3N3(NH2)3 NH3 CO2 TOTAL

Input (kkal/jam) Output (kkal/jam) Q3 Q13 Q4 346.541,23 398.501,64 749.716,93 2.604,05 33.854,74 31.784,73 7.368,86 7.368,86 349.145,27 439.725,24 788.870,52

788.870,52 788.870,52


II




3. Neraca Panas di Scrubber ( SC-01 ) Tabel 2.15 Neraca Panas di Scrubber ( SC-01 )


Input (kkal/jam) Q5 Q12 319.802 13.558 3.143 294,1853335 127970,3206

Output (kkal/jam) Q13 Q14 398.501,64 33.854,74 7.368,86 852.632,86

1270024,786 336.503,58 1.398.289,29 1.734.792,87

442.434,77 439.725,24 1.295.067,63 1.734.792,87

4. Neraca panas di Heat Exchanger ( HE-01 ) Tabel 2.16 Neraca Panas di Heat Exchanger ( HE-01 ) Komponen CO(NH2)2 (CONH2)2NH C3N3(NH2)3 NH3 CO2 TOTAL

Input (kkal/jam) Q6 in Qsalt in 430.257,20 18.241,03 4.225,57 -

-

452.723,80 387.662,49 840.386,29

Output (kkal/jam) Q6 out 802.152,94 34.007,78 4.225,57 840.386,29


II





Input (kkal/jam) Q6 in Qsalt in 802.152,94 34.007,78 4.225,57 -

-

802.152,94 387.662,49 1.228.048,79

Output (kkal/jam) Q6 out 1.174.048,68 49.774,54 4.225,57 1.228.048,79

6. Neraca Panas di Reaktor ( R-01 ) Tabel 2.18 Neraca Panas di Reaktor ( R-01 ) Komponen

INPUT (kkal/jam) OUTPUT (kkal/jam) Q16 Qsalt Q5 QV QReaksi Q7 CO(NH2)2 - 1.174.049 1.888.910 13.784 (CONH2)2NH 49.775 35.966 5.977 C3N3(NH2)3 4.226 4.898 83.667 NH3 1.393.887 - 1.835.857 CO2 703.916 927.141 2.097.804 3.651.972 1.228.049 1.929.775 2.278.758 2.769.292 TOTAL 6.977.825 6.977.825


II





Input (kkal/jam) Q9 13.784,33 5.976,80 83.667,47 1.835.857,37 927.140,55 2.866.426,51

Output (kkal/jam) Q10 Qcw 10.168,53 4.547,34 62.231,78 1.368.021,86

-

701.199,32 2.146.168,82 720.257,69 2.866.426,51

8. Neraca Panas di Furnace ( F-01 ) Tabel 2.20 Neraca Panas di Furnace ( F-01 )


INPUT (kkal/jam) Q7in Qfuel 755.310,55

-

OUTPUT (kkal/jam) Q7 out Qsalt 1.393.887,37

-

390.424,70 703.916,41 1.145.735,26 4.604.040,93 2.097.803,78 3.651.972,40 5.749.776,18 5.749.776,18


II




9. Neraca Panas di Desublimer ( DS-01 ) Tabel 2.21 Neraca Panas di Desublimer ( DS-01 )


Input (kkal/jam) Q7 Q16 10.168,53 4.547,34 62.231,78 1.368.021,86 250.239,80

Output (kkal/jam) Qdsubl. Q8 313,87 5.700,32 209,73 2.720,16 580.764,84 212.247,04 - 1.135.582,76

701.199,32 129.952,15 2.146.168,82 380.191,94 2.526.360,77

588.822,04 581.288,44 1.945.072,33 2.526.360,77

10. Neraca panas di Heat Exchanger ( HE-04 ) Tabel 2.22 Neraca Panas di Heat Exchanger ( HE-04 )


Input kkal/jam) Q16in 409.005,21 211.769,51 620.774,72

Output (kkal/jam) Q16out Qcw 250.239,80

-

129.952,15 380.191,94 240.582,77 620.774,72

11. Neraca Panas di Kompresor ( C-01 ) Panas yang terjadi karena kenaikan tekanan : ∆Q

= Q15 out – Q15 in = 337.185,22 kkal


II




12. Neraca Panas di Kompresor ( C-02 ) Panas yang terjadi karena kenaikan tekanan : ∆Q

= Q15 out – Q15 in = 132.487,72 kkal

13. Neraca Panas di Blower ( B-01 ) Panas yang terjadi karena kenaikan tekanan : ∆Q

= Q10 out – Q10 in = 7.458,94 kkal

14. Neraca Panas di Cylone Cooler ( CY-03 ) Tabel 2.23 Neraca Panas di Cylone Cooler ( CY-03 )

Komponen CO(NH2)2 (CONH2)2NH C3N3(NH2)3 NH3

Input (kkal/jam) Q9 in Qca in 32,96 107,55 177.015,26 -

-

CO2

-

-

Udara Sub Total TOTAL

- 90.774,06 177.155,78 90.774,06 267.929,84

Output (kkal/jam) Q9 out Qca out 9,69 31,63 52.063,31 -

-

215.825,19 52.104,64 215.825,19 267.929,84


II




15. Neraca Panas di Cylone Cooler ( CY-04 ) Tabel 2.24 Neraca Panas di Cylone Cooler ( CY-04 )

Komponen CO(NH2)2 (CONH2)2NH C3N3(NH2)3 NH3

Input (kkal/jam) Q9 in Qca in 9,69 31,63 52.063,31 -

-

CO2

-

-

Udara Sub Total TOTAL

- 29.458,18 52.104,63 29.458,18 81.562,81

Output (kkal/jam) Q9 out Qca out 2,91 9,49 15.618.99 -

-

65.931,42 15.631,39 65.931,42 81.562,81

2.5 Lay Out Pabrik dan Peralatan 2.5.1 Lay Out Pabrik Lay out pabrik adalah tempat kedudukan dari bagian-bagian pabrik yang meliputi tempat kerja karyawan, tempat perakitan, tempat penyimpanan bahan baku maupun produk. Tata letak pabrik harus dirancang sedimikian rupa sehingga keselamatan, keamanan dan kenyamanan bagi karyawan dapat dipenuhi. Selain peralatan yang tercantum di dalam flowsheet process, beberapa bangunan fisik lain seperti kantor, bengkel, poliklinik, laboratorium, kantin, pos keamanan dan sebagainya hendaknya ditempatkan pada bagian yang tidak mengganggu, ditinjau dari segi lalu lintas barang dan keamanan. Secara umum tujuan perencanaan lay out adalah untuk mendapatkan kombinasi yang optimal antara fasilitas-fasilitas produksi. Dengan adanya kombinasi yang optimal ini diharapkan commitproses to userproduksi akan berjalan lancar dan DESKRIPSI PROSES

II


digilib.uns.ac.id


53

para karyawan juga akan selalu merasa senang dengan pekerjaannya. Namun dari tujuan yang sangat umum tersebut, maka beberapa pokok tujuan yang akan dicapai dengan perencanaan lay out yang baik adalah sebagai berikut (Ahyari, Agus 1983): ª Simplifikasi dari proses produksi ª Minimasi biaya material handling ª Mendapatkan penggunaan luas lantai/ruang yang efektif ª Mendapatkan kepuasan karyawan serta kemauan kerja ª Menghindarkan pengeluaran kapital yang tidak begitu penting ª Mendorong efektifitas penggunaan karyawan Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam perancangan tata letak pabrik adalah : 1. Luas daerah yang tersedia Harga tanah menjadi hal yang membatasi kemampuan penyediaan area. Pemakaian tempat disesuaikan dengan area yang tersedia. Jika harga tanah terlalu tinggi, maka diperlukan efisiensi dalam pemakaian ruangan sehingga peralatan tertentu dapat diletakkan diatas peralatan yang lain atau lantai ruangan diatur sedemikian rupa agar menghemat tempat. 2. Keamanan Bangunan perkantoran letaknya berjauhan dengan instalasi proses, hal ini didasarkan pada faktor keamanan (untuk mencegah akibat buruk apabila terjadi ledakan, kebakaran, dan gas beracun).


II


digilib.uns.ac.id


54

3. Instalasi dan utilitas Pemasangan dan distribusi pipa yang baik dari gas, udara, steam, dan listrik akan membantu kemudahan kerja dan perawatannya. Penempatan peralatan proses sedemikian rupa sehingga karyawan dapat dengan mudah mencapainya dan dapat menjamin kelancaran operasi serta memudahkan perawatannya. 4. Kemungkinan perluasan pabrik. Perluasan pabrik ini harus sudah masuk dalam perhitungan sejak awal supaya masalah kebutuhan tempat tidak muncul di masa yang akan datang. Sejumlah area khusus sudah disediakan untuk dipakai sebagai area perluasan pabrik, penambahan peralatan untuk menambah kapasitas pabrik ataupun mengolah produk sendiri atau produk lain. 5. Transportasi Tata letak pabrik harus memperhatikan kelancaran distribusi bahan baku, proses maupun produk. Layout pabrik Melamin ini dapat dilihat pada gambar 2.3. Secara garis besar, lay out pabrik dibagi menjadi beberapa daerah utama yaitu : a. Daerah administrasi/ perkantoran, laboratorium, dan ruang kontrol v Daerah administrasi merupakan pusat kegiatan administrasi pabrik yang mengatur kelancaran proses. v Laboratorium dan ruang kontrol sebagai pusat pengendalian proses, kualitas dan kuantitas bahan yang akan diproses serta produksi yang akan dijual. commit to user DESKRIPSI PROSES

II


digilib.uns.ac.id


55

b. Daerah proses dan perluasan v Daerah proses merupakan daerah dimana reaksi utama berlangsung, biasanya tergolong area dengan resiko tinggi, oleh karena itu penempatannya perlu mendapat perhatian khusus. c. Daerah pergudangan umum, bengkel, dan garasi d. Daerah utilitas v Merupakan daerah dimana kegiatan penyediaan air, media pendingin, dan tenaga listrik dipusatkan. v Udara yang nantinya akan digunakan dalam proses (PA) dan digunakan untuk alat kontrol (IA) juga diproduksi di area ini.


II


digilib.uns.ac.id


56

Perincian luas tanah dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel 2.1 Perincian luas tanah pabrik No

Penggunaan Lahan

Luas (m2)

1

pos keamanan

50

2

ruang kontrol

105

3

gudang

400

4

kantor

700

5

musholla

50

6

kantin

300

7

poliklinik

180

8

laboratorium

210

9

bengkel

200

10

K-3 & fire safety

100

11

Garasi

660

12

daerah proses*

1000

13

daerah utilitas*

1000

14

unit pengolahan limbah*

495

15

area pengembangan*

2025

16

tempat parkir*

600

17

taman dan jalan*

7925

total

16000


II




17

16

15

14

13 11 10

12

8

9

1

18 5 6 7 3

2 4

1 Keterangan Gambar : 1. Pos Keamanan 7. Musholla 2. Parkir 8. K3 dan fire safety 3. Parkir Karyawan 9. Laboratorium 4. Klinik 10. Gudang Bahan Baku 5. Kantin 11. Control Room 6. Kantor dan Aula 12. Gudang Produk Area Taman

Skala 1 : 1000 13. Area Pengembangan 14. Area Proses 15. Area Utilitas 16. Bengkel 17. Unit Pengolahan Limbah 18. Garasi Area Jalan / Transportasi

commit to user Gambar 2.3 Lay out pabrik DESKRIPSI PROSES

II


digilib.uns.ac.id


58

2.5.2 Lay Out Peralatan Proses Dalam perancangan lay out peralatan proses ada beberapa hal yang perlu diperhatikan : 1. Aliran bahan baku dan produk Aliran bahan baku dan produk yang tepat akan memberikan keuntungan nilai ekonomi yang tinggi. Semakin dekat penempatan bahan baku dan produk dengan jalur transportasi, semakin efisien dana yang dikeluarkan. 2. Aliran udara Aliran udara di dalam dan di sekitar area proses diperhatikan supaya lancar. Hal ini bertujuan untuk menghindari stagnasi udara pada suatu tempat yang dapat menyebabkan akumulasi bahan kimia berbahaya sehingga dapat mengancam keselamatan kerja. Disamping itu perlu diperhatikan arah hembus angin. 3. Cahaya Penerangan seluruh pabrik harus memadai pada tempat-tempat proses yang berbahaya atau beresiko. 4. Tata letak alat proses Penempatan alat-alat proses yang tepat akan mempercepat jalannya proses sehingga menjamin kelancaran proses produksi 5. Kelancaran lalu lintas Kelancaran lalu lintas barang dan manusia juga berpengaruh terhadap jalannya proses produksi. commit to user DESKRIPSI PROSES

II




6. Tata letak area proses Penempatan alat-alat proses pada pabrik diusahakan agar dapat menekan biaya operasi

dan

menjamin

keamanan

produksi

pabrik

sehingga

dapat

menguntungkan dari segi ekonomi. 7. Jarak antar alat proses Untuk alat produksi yang mudah meledak atau terbakar letaknya dijauhkan dari peralatan yang lain, sehingga apabila terjadi ledakan atau kebakaran tidak membahayakan peralatan lain. Tata letak peralatan proses harus dirancang sedemikian rupa sehingga : § Kelancaran proses produksi dapat terjamin § Dapat mengefektifkan penggunaan luas lantai § Biaya material handling menjadi lebih rendah sehingga menurunkan pengeluaran untuk kapital yang tidak penting § Karyawan mendapat kepuasan kerja Pada Prarancangan Pabrik Melamin ini, lay out peralatan proses dapat dilihat pada gambar 2.4.

F-01

SL-01

S-01 Cy-02

B C 0 1

HE-03

HE-01

M-01

T-01

HE-02

R-01

Cy-03

Cy-04 HE-04

SC-01

SL-02

DS-01

Gambar 2.4. Lay out proses commit to peralatan user DESKRIPSI PROSES

II


digilib.uns.ac.id


60

Keterangan gambar : BE-01 : Bucket Elevator 1

CY-02 : Cyclone melamin

M-01 : Melter

CY-03 : Cyclone Suspension Cooler 1

T-01

CY-04 : Cyclone Suspension Cooler 2

: Tangki

R-01 : Reaktor

S-01

F-01

DS-01 : Desublimer

: Furnace

: Scrubber

HE-01 : Heater umpan reaktor

BC-01 : Belt conveyor

HE-02 : Heater umpan reaktor

SC-01 : Screw Conveyor

HE-03 : Cooler gas hasil reaksi

BE-02 : Bucket Elevator 2

HE-04 : Cooler off gas

SL-01 : Silo Bahan Baku

CY-01 : Cyclone dalam reaktor

SL-02 : Silo Produk


II




BAB III SPESIFIKASI ALAT

3.1 Silo Kode

SL-01

SL-02

Fungsi

Menyimpan bahan baku

Menyimpan produk

urea prill (3 hari)

melamin sementara (3 jam)

T = 30 ºC

T = 30 ºC

P = 1 atm.

P = 1 atm.

Cylindrical vessel dengan

Cylindrical vessel dengan

conical bottom

conical bottom

Kondisi penyimpanan

Padat

Padat

Kapasitas

481,49 m3

462,35 m3

Jumlah

1

1

Bahan konstruksi

Carbon Stell SA 283 grade

Carbon Stell SA 283 grade

C

C

Diameter

6,05 m

5,97 m

Tinggi

9,08 m

8,96 m

Tebal

0,375 m

0,375 m

Tebal head

0,375 m

0,375 m

Tinggi head bottom

5,29 m

5,22 m

14,37 m

14,18 m

Kondisi operasi

Jenis

Dimensi

Tinggi total

commit to user SPESIFIKASI ALAT

III




3.2 Belt Conveyor Kode

BC-01

Fungsi

Mengalirkan urea prill dari silo urea menuju BE-01 untuk diumpankan ke melter

Tipe

Belt Conveyor

Daya yang digunakan

0,25 HP

Klasifikasi Kapasitas

32 ton/jam

Lebar belt

14 in

Kecepatan belt

27, 6 ft/menit

Panjang

7m

3.3 Screw conveyor Kode

SC-01

Fungsi

Mengalirkan kristal melamin dari CY-04 menuju BE-02 untuk disimpan di Silo melamin

Tipe

Screw Conveyor dengan feed hopper

Daya yang digunakan

0,25 HP

Klasifikasi - Luas terisi umpan

30 %

- Diameter flight

10 in

- Diameter pipa sumbu

2,5 in

- Diameter shaft

2 in

- Kecepatan putar

55 rpm

- Panjang

10 ft commit to user SPESIFIKASI ALAT

III




3.4 Bucket Elevator Kode

BE-01

BE-02

Fungsi

mengangkut urea prill dari mengangkut melamin dari BC-01 ke melter

SC-01 ke silo melamin

Ukuran Bucket

(8 x 5 ½ x 7 ¾ x – 8) in

(8 x 5 ½ x 7 ¾ x – 8) in

Lebar Bucket

8 in

8 in

Projection Bucket

5 ½ in

5 ½ in

Dalam Bucket

7 ¾ in

7 ¾ in

Jarak antar Bucket

8 in

8 in

Kecepatan Bucket

150 ft/menit

150 ft/menit

Power motor

0,75 HP

0,25 HP


III




3.5 Melter Kode

M-01

Fungsi

Melelehkan Urea prill menjadi melt pada T = 140º C dan P = 1 atm.

Jenis

Agigated Melter

Diameter tangki

2,34 m

Tinggi tangki

3,37 m

Media pemanas

Saturated steam dengan suhu 170º C

Panjang koil

22,41 m

Jumlah lingkaran koil

5 lingkaran

Bahan konstruksi

Carbon Stell SA 285 grade C

Isolasi

Asbestos

Dimensi pengaduk Diameter pengaduk

0,613 m

Panjang Blade

0,153 m

Lebar Baffle

0,104 m

Lebar Blade

0,123 m

Daya Pengaduk

13,57 HP

Jumlah Turbin

2 buah


III




3.6 Tangki Kode

T-01

Fungsi

Menyimpan bahan baku urea melt sementara

(1 jam)

pada T = 160º C dan P = 1 atm. Jenis

Agigated Vessel

Diameter tangki

2,52 m

Tinggi tangki

4,12 m

Bahan konstruksi Isolasi

Carbon Stell SA 285 grade C Asbestos

Dimensi Pengaduk Diameter pengaduk

0,78 m

Panjang Blade

0,195 m

Lebar Baffle

0,133 m

Lebar Blade

0,156 m

Daya Pengaduk

21,81 HP

Jumlah Turbin

2 buah


III




3.7 Reaktor Kode

R-01

Fungsi

Mereaksikan urea menjadi melamin, CO2 dan N H3

Tipe

Fluidized bed reactor

Jumlah

1

Tinggi total

15,80 m

Total Disengaging Head

6,75 m

Tinggi freeboard (Lf)

1,25 m

Tinggi zone reaksi (Lt)

5,13 m

Tinggi head bawah (Lh)

0,48 m

Diameter freeboard (Df)

3,04 m

Diameter zone reaksi (Dt)

1,93 m

Tebal

0,83 in

Bahan

Plate Steel SA 129 grade B

Kondisi Operasi

2 Atm, 395oC

Bahan isolasi dan tebal

Asbestos dengan tebal 0,33 m

3.8 Desublimer Kode

DS-01

Fungsi

Mendesublimasikan melamin dari gas keluar reaktor

Jenis

Cylinder vessel dengan ellips head dan conical bottom

Diameter

1,37 m

Tinggi

2,59 m

Bahan konstruksi

Carbon Stell SA 285 grade C


III




3.9 Cyclone Kode Fungsi

Tipe

CY-01

CY- 02

CY-03

CY-04

Memisahkan

Memisahkan

Mendinginkan

Mendinginkan

partikel padatan

partikel padatan

partikel

partikel

yang terikut gas

melamin dari

padatan

padatan

hasil reaksi di

campuran gas

melamin

melamin

reaktor

keluaran

keluaran CY-

keluaran CY-

desublimer

02 dari suhu

03 dari suhu

195 oC

75 oC menjadi

menjadi 75 oC

40 oC

Internal

Centrifugal

Centrifugal

Centrifugal

cyclone

cyclone

cyclone

cyclone

T = 195 0C

T = 75 0C dan

T = 40 0C dan

P = 1,3 atm

P = 1,2 atm

P = 1,01 atm

11,31 µm

50 µm

50 µm

50 µm

Tinggi

3,07 m

5,45 m

6,35 m

6,42 m

Diameter luar

1,36 m

1,36 m

1,59 m

1,604 m

Pressure Drop

0,006 atm

18,7 milibar

9,18 milibar

9,2 milibar

Kondisi operasi

Diameter Partikel, min


III




3.10 Scrubber Kode

SC-01

Fungsi

Mengambil melamin dari aliran off gas

Jenis

Menara Packing

Jenis bahan isian

Ceramic Raschig Ring

Ukuran packing

50 mm ( 2 in )

Kondisi operasi

P = 1,2 atm T = 195 oC

Diameter total

2,58 m

Tinggi menara

13,44 m

Tinggi packing

11,26 m

3.11 Blower Kode Fungsi

BL-01

BL-02

Mengalirkan offgas Mengalirkan

BL-03 udara Mengalirkan udara

pendingin menuju ke pendingin menuju

dari siklon

siklon ( CY-03 )

ke siklon ( CY-04 )

Jenis

Centrifugal blower

Centrifugal blower

Centrifugal blower

Debit gas

30.126,35 m3/jam

15.469,23 m3/jam

15.780,49 m3/jam

P1

1,4 atm

1 atm

1 atm

P2

1,41 atm

1,2 atm

1,02 atm

T1

195 oC

30 oC

30 oC

T2

195 oC

46 oC

32 oC

Daya

0,75 HP

7 HP

4 HP

commit to user

SPESIFIKASI ALAT

III




3.12 Furnace Kode

F-01

Fungsi

Memanaskan fluidizing gas umpan reaktor dan molten salt sebagai pemanas di HE dan koil reaktor.

Tipe

Furnace box type

Kondisi Operasi ØFluidizing gas masuk

238,7 0C

ØFluidizing gas keluaran

395 0C

ØMolten Salt masuk

400 0C

ØMolten Salt keluaran

430 0C

ØFlue gas keluaran

1683,38 0C

Spesifikasi seksi radiant Ø Panjang

10,36 m

Ø Lebar

8,26 m

Ø Tinggi

11,23 m

Ø Jumlah tube

20

Spesifikasi seksi konveksi Ø Panjang

10,36 m

Ø Lebar

5,58 m

Ø Tinggi

11,23 m

Ø Jumlah tube

8


III




3.13 Heat Exchanger Kode

HE-01

Fungsi

HE-02

Memanaskan umpan

Memanaskan umpan

masuk reaktor sampai suhu

masuk reaktor dari suhu

278,79 oC

278,79 oC sampai 395 oC

Jenis

Shell and Tube

Shell and Tube

T operasi umpan melt

160,5 – 278,79 0C

278,79 - 395 0C

T operasi molten salt

415 – 400 0C

430 - 415 0C

Kondii operasi -

Hot Fluid

Molten Salt

Molten Salt

-

Cold Fluid

Urea melt

Urea melt

Rd perancangan

0,017 hr.ft2.F/Btu

0,017 hr.ft2.F/Btu

Rd min

0,01 hr.ft2.F/Btu

0,010 hr.ft2.F/Btu

UC

89,80 Btu/hr.ft2.F

82,26 Btu/hr.ft2.F

UD

17,59 Btu/hr.ft2.F

34,57 Btu/hr.ft2.F

Fluida

Molten salt

Molten salt

OD

1 in

1 in

BWG

18

18

Panjang

6 ft

6 ft

Jumlah

136

170

Fluida

Fluidizing gas

Fluidizing gas

Pitch

1,5265 in, Triangular

1,5265 in ; Triangular

Tube Side

Shell Side


III




pitch

pitch

ID shell

15,25 in

21,25 in

Baffle space

11,44 in

Pass

6

4

Shell side

131,15 Btu/hr.ft2 0F

133,54 Btu/hr.ft2 0F

Tube side

284,86 Btu/hr.ft2.0F


Shell side

4,22 psi

0,002 psi

Tube side

2,33 psi

0,59 psi

15,94 in

h Outside

Pressure drop

3.14 Cooler Kode

HE-03

Fungsi

HE-04

Mendinginkan gas hasil

Mendinginkan offgas

reaksi dari suhu 395 0C

scrubber sebelum masuk

sampai suhu 310 0C

desublimer (quenching gas)

Tipe

Double pipe heat

Double pipe heat

exchanger

exchanger

Jumlah

1 buah

1 buah

Panjang

120 ft

36 ft

Kondisi operasi -

Hot flud

Gas Hasil reaksi

off gas

-

Cold fluid

Cooling water

Cooling water


III




Rd perancangan

0,0204 hr.ft2.F/Btu

0,016 hr.ft2.F/Btu

Rd min

0,0188 hr.ft2.F/Btu

0,015 hr.ft2.F/Btu

UC

832,95 Btu/hr.ft2.F

206,51 Btu/hr.ft2.F

UD

46,30 Btu/hr.ft2.F

48,76 Btu/hr.ft2.F

Spesifikasi Outer pipe -

Cold fluid

Cooling water

Cooling water

-

Kapasitas

55.404,44 kg/jam

18.506,37 kg/jam

-

Bahan Material

Carbon steel SA283 grade

Carbon steel SA283 grade

C

C

Spesifikasi Inner pipe -

Hot fluid

Gas hasil reaksi

Offgas

-

Kapasitas

22.605,29 kg/jam

8.918,73 kg/jam

-

Bahan material

Stainless Steel SS304

Stainless Steel SS304

-

Jumlah

12 hairpin

7 hairpin

Outer pipe

1.108,86 Btu/hr.ft2 0F

348,5 Btu/hr.ft2 0F

Inner pipe

3.347,53 Btu/hr.ft2.0F


Outer pipe

0,328 psi

1,249 psi

Inner pipe

12,67 psi

0,031 psi

h Outside

Pressure drop


III




3.15 Compressor Kode

C-01

Fungsi

C-02

Menaikkan tekanan gas

Menaikkan tekanan gas

keluar scrubber dari 1,2 atm

keluar scrubber dari 1,2

menjadi 2,2 atm

atm menjadi 1,8 atm

Type

Centrifugal Compressor

Centrifugal Compressor

Kapasitas

7,82 m3/s

2,94 m3/s

Bahan konstruksi

Stainless Stell type 302

Stainless Stell type 302

Power actual

161,97 HP

64,09 HP

3.16 Pompa Kode Fungsi

P – 01

P – 02

P – 03

P – 04

Mengalirkan

Memompakan

Memompakan

Memompakan

urea melt dari

campuran urea

molten salt dari

molten salt dari

melter menuju

melt dari

furnace ( F-01

koil pemanas

holding tank (T-

holdink tank (T- ) ke koil

reaktor ke

01)

01) ke Scrubber

pemanas reaktor

furnace ( F-01 )

( Sc-01 ) dan

dan HE-02

HE-01 Type

Kapasitas

Pompa

Pompa

Pompa

Pompa

Sentrifugal

Sentrifugal

Sentrifugal

Sentrifugal

71,0026

132,224

815,41

19,88

galon/menit

galon/menit

galon/menit

galon/menit


III




Bahan

Carbonstell SA- Carbonstell SA- Carbonstell SA- Carbonstell

konstruksi 285 grade C

285 grade C

285 grade C

285 grade C

Power

1,54 HP

1,56 HP

0,84 HP

0,85 HP

3,49 HP

3,14 HP

12,12 HP

3,39 HP

10 HP

10 HP

40 HP

20 HP

Schedule

40

40

40

40

ID

1,61 in

· 2,875 in ( pipa

· 10,75 in (pipa

1,33 in

SA-

teoritis Power actual Power motor

ke scrubber )

ke koil

· 1,89 in ( pipa ke HE-01 )

reaktor) · 1,33 in ( pipa ke HE-02 )


III




BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

4.1

Unit Pendukung Proses Unit pendukung proses atau utilitas adalah unit yang bertugas

menyediakan sarana penunjang untuk menjamin kelancaran proses produksi. Pada prarancangan pabrik melamin ini, utilitas yang diperlukan meliputi : 1. Unit pengadaan steam Unit ini berfungsi untuk memenuhi kebutuhan steam yang digunakan pada unit produksi. Steam pada unit produksi berfungsi sebagai media pemanas melter. 2. Unit pengadaan dan pengolahan air Unit ini berfungsi menyediakan air bersih sebagai air pendingin, air umpan boiler, air sanitasi dan hydrant. 3. Unit pengadaan listrik Unit ini berfungsi sebagai penyedia tenaga listrik untuk tenaga penggerak peralatan proses dan untuk penerangan. Listrik disuplai dari PLN dan sebagai cadangan digunakan generator. 4. Unit pengadaan bahan bakar Unit ini menyediakan bahan bakar untuk furnace, boiler, dan generator 5. Unit penyedia molten salt Unit ini sebagai penyedia kebutuhan panas pada reaktor commit to user UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

IV




6. Unit pengadaan udara tekan Unit ini menyediakan udara tekan untuk menjalankan instrumen di seluruh area proses dan utilitas. 7. Unit pengolahan limbah Unit ini berfungsi mengolah limbah yang dihasilkan oleh pabrik, baik limbah dari proses produksi maupun diluar proses produksi sebelum dibuang ke lingkungan. 4.1.1

Unit Pengadaan Steam Steam yang digunakan pada perancangan pabrik melamin ini untuk

memenuhi kebutuhan panas pada melter pelelehan urea. Steam ini diproduksi dengan menggunakan boiler. Air sebagai umpan boiler diambil dari boiler feed water. Steam yang digunakan yaitu steam jenuh (saturated steam) pada suhu 170 0

C. Kebutuhan steam pada data neraca panas yaitu 1.637,39 kg/jam dilebihkan

sebanyak 10% untuk mencegah kemungkinan terjadinya kehilangan pada saat distribusi sehingga : Jumlah saturated steam yang dibutuhkan : 1,1 x 1.637,39 kg/jam = 1.801,13 kg/jam Kondensat yang kembali

= 90 % dari steam yang dihasilkan = 90 % x 1.801,13 kg/jam =

1.621,02 kg/jam 1 kg/lt

= 1.621,02 lt/jam = 1,621 m3/jam commit to user UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

IV




Kondensat yang hilang

= steam yang dihasilkan – kondensat yang kembali = (1.801,13 – 1.621,02) kg/jam =

180,11 kg/jam 1 kg/lt

= 180,11 lt/jam = 0,18 m3/jam Blow down

= 10 % dari kondensat yang kembali = 10% x 1.621,02 kg/jam = 162,102 kg/jam =

162,102 kg/jam 1 kg/lt

= 162,102 lt/jam = 0,162 m3/jam Make up air untuk boiler

= kondensat yang hilang + blowdown = (180,11 + 162,102) kg/jam = 342,22 kg/jam = 342,22 lt/jam = 0,342 m3/jam

Umpan air masuk boiler

= make up air + kondensat masuk boiler = make up air + (kondensat kembali – blow down) = 342,22 + (1.621,02 – 162,102) kg/jam = 1.801,13 kg/jam = 1.801,13 lt/jam = 1,801 m3/jam commit to user UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

IV




Prosentase umpan masuk boiler Kondensat

=

1.458,92 lt/jam x 100% = 81 % 1801,13 lt/jam

Make up

=

342,22 lt/jam x 100% = 19 % 1801,13 lt/jam

4.1.1.1 Perhitungan Kapasitas Boiler Steam yang digunakan adalah : Jenis

: saturated steam

Suhu

: 170 0C

Tekanan

: 8 atm

Penentuan Kapasitas Boiler : Q = ms x (h-hf) ………..……….............................................… (Severn, hal. 139 ) Dalam hal ini : Q = kapasitas boiler ms = massa steam h = entalpi steam keluar boiler (Btu/lb) hf = entalpi steam masuk boiler (Btu/lb) Kondensat yang kembali berada pada kondisi cair jenuh pada suhu 170 0C sedangkan make-up air berada pada kondisi cair jenuh 30 0C. dari tabel steam diperoleh : H 170 0C = 719 kJ/kg

= 309,2 BTU/lb

H 30 0C = 125,7 kJ/kg = 50,04 BTU/lb commit to user UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

IV




Karena umpan yang masuk boiler terdiri dari 81% kondensat dan 19% make up, maka : Hf = (0,19 x H liq 30o C) + (0,81 x H liq 170 oC) Hf = (0,19 x 50,04 ) + (0,81x 309,2) = 259,96 Btu/lb Steam yang dihasilkan berupa uap jenuh pada suhu 170 oC Dari tabel steam diperoleh Hv 170 oC = 2.767,1 kJ/kg = 1.189,6. BTU/lb Jumlah steam yang dibutuhkan = 1.801,13 kg/jam = 3.970,81 lb/jam Sehingga kapasitas boiler = Q = ms x (Hv – Hf) Q = 3.970,81 lb/jam x (1.189,6 Btu/lb – 259,96 Btu/lb) = 3.691.398 Btu/jam

4.1.1.2 Menentukan Luas Penampang Perpindahan Panas Dari Severn hal.140, konversi panas menjadi daya adalah : Hp

=

Q 970,3 x 34,5

Hp

=

3.691.398 970,3 x 34,5

= 110,27 Hp Dari Severn hal. 126 ditentukan luas bidang pemanasan adalah 10 ft2/HP, sehingga total heating surface = 1.102,7 ft2 commit to user UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

IV




4.1.1.3 Perhitungan Kebutuhan Bahan bakar Bahan bakar yang digunakan adalah solar dengan : Net Heating Value

: 19440 Btu/lb

Density

: 54,26 lb/ft3

Kebutuhan bahan bakar mf =

Q h´ f

dalam hal ini : mf = massa bahan bakar yang dipakai, lb/jam Q = kapasitas boiler, Btu/jam η = effisiensi boiler Dari figure 64 Severn hal 141 diperoleh harga η = 70%. f = net heating value, Btu/lb mf =

3.691.398 0,7x19440

= 271,27 lb/jam Volume bahan bakar =

271,27 lb/jam = 4,999 ft3 / jam 3 54,26 lb/ft

4.1.1.4 Spesifikasi Boiler Tipe

: Fire tube boiler

Jumlah

: 1 buah

Bahan bakar

: solar

Heat Surface

commit to user : 1.102,7 ft2 UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

IV




4.1.2

Unit Pengadaan dan Pengolahan air

4.1.2.1 Penyediaan air Kebutuhan air diperoleh dari sungai Cikao yang dekat dengan kawasan pabrik. Secara keseluruhan kebutuhan air di pabrik melamin dipergunakan untuk keperluan : 1. Air Pendingin Air pendingin digunakan sebagai media pendingin dengan pertimbangan : a. Air dapat diperoleh dengan mudah dalam jumlah yang besar. b. Mudah dalam pengaturan dan pengolahannya. c. Dapat menyerap sejumlah panas per satuan volume yang tinggi. d. Tidak terdekomposisi. Air yang digunakan sebagai air pendingin tidak boleh mengandung zat-zat sebagai berikut : a. Besi, yang dapat menimbulkan korosi. b. Silika, yang dapat menyebabkan kerak. c. Oksigen terlarut, yang dapat menyebabkan korosi. d. Minyak, yang merupakan penyebab terganggunya film corrotion inhibitor, menurunkan heat transfer coefficient dan dapat menjadi makanan mikroba sehingga menimbulkan endapan. 2. Air Sanitasi Air sanitasi digunakan untuk kebutuhan air minum, laboratorium, kantor dan perumahan. Syarat air sanitasi antara lain : commit to user UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

IV




Syarat fisik : a. Suhu dibawah suhu udara luar b. Warna jernih, turbidity < 10 ppm c. Tidak mempunyai rasa d. Tidak berbau Syarat kimia : a. Tidak mengandung zat anorganik b. Tidak beracun c. kadar klor bebas sekitar 0,7 ppm Syarat Bakteriologis : Tidak mengandung bakteri-bakteri, terutama bakteri patogen. 3. Air umpan boiler Air ini merupakan air yang digunakan untuk menghasilkan steam dan untuk kelangsungan proses. Meskipun terlihat jernih, tetapi pada umumnya air masih mengandung larutan garam dan asam. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam penanganan air umpan boiler adalah sebagai berikut : a. Zat yang menyebabkan korosi Korosi yang terjadi dalam boiler disebabkan karena air mengandung larutan asam dan gas –gas yang terlarut seperti O2, CO2, H2S, dan NH3. b. Zat yang menyebabkan kerak (scale forming ) Pembentukan kerak disebabkan karena adanya kesadahan dan suhu tinggi , commit to user yang biasanya berupa garam –garam karbonat dan silika. UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

IV




c. Zat yang menyebabkan foaming Air yang diambil dari proses pemanasan biasanya menyebabkan foaming pada boiler karena adanya zat-zat organik, anorganik dan zat-zat yang tidak larut dalam jumlah besar. Efek pembusaan terjadi akibat adanya alkalinitas tinggi. 4. Air Hydrant Air hydrant adalah air yang digunakan untuk mencegah kebakaran. Pada umumnya air jenis ini tidak memerlukan persyaratan khusus.

4.1.2.2 Pengolahan Air Pengolahan air bertujuan untuk memenuhi syarat-syarat air untuk dapat digunakan sesuai dengan keperluan. Pengolahan air ini meliputi pengolahan secara fisik dan kimia, serta dengan menambahkan desinfektan. Mula – mula air baku (raw water) dilewatkan screener kemudian diumpankan ke dalam bak penampung, kemudian diaduk dengan putaran tinggi sambil diinjeksikan bahan – bahan kimia, seperti : §

Alumunium Sulfat (Al2(SO4)3) sebagai flokulan yang berfungsi untuk mengikat partikel – partikel kecil yang menyebabkan keruhnya air menjadi flok yang lebih besar.

§

Coagulan Aid, yang berfungsi untuk mempercepat proses pengendapan dengan membentuk flok yang lebih besar.

Keluar dari tangki, air dimasukkan ke dalam clarifier dimana flok – flok commit to user yang terbentuk diendapkan secara gravitasi sambil diaduk dengan putaran rendah. UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

IV




Lumpur yang diendapkan di blow down, sedangkan air yang keluar dari bagian atas dialirkan ke dalam tempat penampungan sementara. Air yang sudah cukup bersih tersebut kemudian diumpankan ke dalam sand filter, yang bertujuan untuk menyaring kotoran yang tidak terendapkan pada proses sebelumnya.

Setelah proses penyaringan di sand filter selesai, air

kemudian ditampung di dalam dua buah tangki, yaitu : Ø Filtered Water Storage Tank Ø Portable Water Storage Tank 1. Filtered Water Storage Tank Filtered Water Storage Tank berfungsi untuk menampung air yang digunakan untuk keperluan make up air pendingin, air hidrant, dan air umpan boiler. Agar memenuhi syarat sebagai air pendingin dan air umpan boiler maka filtered water pada filtered water storage tank harus mengalami treatment lebih lanjut. Treatment tersebut adalah : a.

Unit Demineralisasi Air Unit ini berfungsi untuk menghilangkan mineral-mineral yang terkandung di dalam air, seperti Ca2+, Mg2+, Na+, dan lain-lain dengan menggunakan resin. Air yang diperoleh adalah air bebas mineral yang akan diproses lebih lanjut menjadi air umpan ketel (Boiler Feed Water). Demineralisasi diperlukan karena air umpan boiler memerlukan syarat-syarat

antar lain : v Tidak menimbulkan kerak pada kondisi steam yang dikehendaki maupun commit to user pada tube heat exchanger. Jika steam digunakan sebagai pemanas yang UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

IV




biasanya berupa garam-garam karbonat dan silika, hal ini akan mengakibatkan turunnya efisiensi operasi, bahkan bisa mengakibatkan boiler tidak beroperasi sama sekali. v Bebas dari gas-gas yang dapat menimbulkan korosi terutama gas O2, CO2, H2S dan NH3 v Bebas dari zat yang menyebabkan foaming Air yang diambil dari proses pemanasan

biasanya menyebabkan

foaming pada boiler karena adanya zat-zat organik, anorganik dan zatzat yang tidak larut dalam jumlah besar. Efek pembusaan terjadi akibat adanya alkalinitas yang tinggi Pengolahan air di unit demineralisasi , yaitu : Ø Activated carbon filter Air dari filtered water storage diumpankan ke carbon filter yang berfungsi untuk menghilangkan warna, bau dan zat-zat organik lainnya. Air yang keluar dari carbon filter diharapkan mempunyai pH sekitar 7,0 – 7,5. Ø Cation exchanger Selanjutnya air tersebut diumpankan ke dalam cation exchanger untuk menghilangkan kation - kation mineralnya. Kemungkinan jenis kation yang ditemui adalah Mg2+, Ca2+, K+, Fe2+, Mn2+ dan Al3+. Cation exchanger merupakan silinder baja tegak yang berisi resin R-H, yaitu suatu polimer dengan rantai karbon R yang mengikat ion H+. Reaksi

: Mn+ (logam)

+

RMn + n H+ ............ ( 4.1 )

nR–H commit to user (resin)

UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

IV




Ion Mn+ dalam operasi akan diganti oleh ion H+ dari resin R – H sehingga air yang dihasilkan bersifat asam dengan pH sekitar 3,2 – 3,3. Regenerasi dilakukan jika resin sudah berkurang kereaktifannya (jenuh), biasanya dilakukan pada selang waktu tertentu atau berdasarkan jumlah air yang telah melewati unit ini. Regenerasi ini dilakukan dengan asam sulfat dan dilakukan dalam tiga tahap, yaitu back wash atau cuci balik, dan regenerasi dengan menggunakan bahan kimia asam sulfat dan pembilasan dengan air demin. Reaksi yang terjadi pada proses regenerasi adalah kebalikan dari reaksi operasi, yaitu : RMn + H2SO4

n R-H + MnSO4 (resin jenuh) ............ ( 4.2 )

dan selanjutnya dikirim ke unit Demin Water Storage sebagai penyimpan sementara sebelum diproses lebih lanjut sebagai air umpan boiler Ø Anion Resin Exchanger Air yang keluar dari cation exchanger kemudian diumpankan ke anion exchanger untuk menghilangkan anion – anion mineralnya. Kemudian jenis anion yang ditemukan adalah HCO3- ; SO- ; Cl- ; SiO-. Anion exchanger merupakan silinder tegak yang berisi resin R-OH. Reaksi yang terjadi pada unit ini adalah sebagai berikut : X + ROH ↔ RX + OH ...................................................................... ( 4.3 ) Dimana:

R : Resin M : anion seperti SO42- dan Cl-

commit to user UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

IV




Pada saat operasi reaksi pengikatan anion, ion negatif X akan digantikan oleh OH dari resin ROH. Regenerasi dilakukan dengan menggunakan NaOH. Reaksi yang terjadi pada regenerasi adalah : RX + NaOH ↔ ROH + NaX ......................................................... ( 4.4 ) Air yang keluar dari unit ini diharapkan mempunyai pH 6,1 – 6,9 dan selanjutnya dikirim ke unit demineralisasi water storage sebagai penyimpan sementara sebelum diproses lebih lanjut sebagai umpan ketel. b. Deaerator Air yang sudah mengalami demineralisasi masih mengandung gas-gas terlarut terutama oksigen dan karbondioksida. Gas-gas tersebut harus dihilangkan dari air karena dapat menimbulkan korosi. Gas-gas tersebut dihilangkan dalam suatu deaerator. Pada deaerator gas diturunkan sampai kadar 5 ppm. Deaerator beroperasi pada tekanan 6-8 atm dan suhu 413 K. Ke dalam deaerator diinjeksikan zat-zat kimia sebagai berikut : v Hidrazin yang berfungsi mengikat oksigen berdasarkan reaksi berikut : 2N2H2 + O2 « 2N2 + H2O ................................................................ ( 4.5 ) Nitrogen sebagai hasil reaksi bersama-sama dengan gas lain dihilangkan melalui striping dengan uap bertekanan rendah. v Larutan amoniak yang berfungsi mengatur pH Larutan amoniak ditambahkan untuk menjaga pH air yang keluar dari dearator pH-nya sekitar 7,0-7,5. Keluar dari dearator, kemudian diinjeksikan larutan fosfat (Na3PO4H2O) ke dalam air umpan ketel untuk commit to user mencegah terbentuknya kerak silika dan kalsium pada steam drum dan UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

IV




boiler tube. Sebelum diumpankan ke boiler air terlebih dahulu diberi dispersan untuk mencegah terjadinya penggumpalan atau pengendapan fosfat. 2. Portable Water Storage Tank Portable Water Storage Tank berfungsi menampung air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari di pabrik dan pemukiman (air sanitasi). Untuk air sanitasi, air dipompakan ke tangki disinfektan

kemudian didistribusikan ke

seluruh pabrik. Proses ini bertujuan untuk membunuh kuman-kuman di dalam air, dengan menambahkan Cl2 cair yang berfungsi sebagai disinfektan. Tahapan-tahapan proses pengolahan air sungai dalam unit pengadaan air ini disajikan dalam diagram pada gambar 4.1


IV




Gambar 4.1 Diagram Pengolahan Air commit to user UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

IV




4.1.2.3 Kebutuhan air 1. Kebutuhan air pendingin Kebutuhan air untuk pendingin dapat dilihat pada tabel 4.1 Tabel 4.1 Kebutuhan air pendingin Nama Alat Kebutuhan (kg/jam)

Kebutuhan (m3/hr)

No.

Kode

1

HE-03

Cooler

55.404,44

1.329,71

2

HE-04

Cooler

18.506,37

444,15

73.910,81

1.773,86

Total

Total kebutuhan air pendingin = 73.910,81kg/jam = 3,91 m3/jam = 1.773,86 m3/hari. Diperkirakan terjadi kehilangan sebesar 10 % karena blowdown dan penguapan sehingga total make up air perhari adalah 177,39 m3/hari. 2. Kebutuhan air perkantoran dan perumahan Kebutuhan air perkantoran dan perumahan dapat diperkirakan sebagai berikut ª Air untuk karyawan kantor. Kebutuhan air untuk karyawan diperkirakan 40 lt/org/hari(Linslay,hal.93) sehingga untuk 190 orang diperlukan 7.600 lt/hari = 7,6 m3/ hari ª Air

untuk

laboratorium,

pembersihan,

pertamanan

dan

lain-lain

diperkirakan 10 m3/hari ª Make up air umpan boiler Kebutuhan make up air umpan boiler sebanyak 8,21 m3/hari commit to user UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

IV




Tabel 4.2 Kebutuhan air total No.

Kebutuhan air (m3/hari)

Jenis

Air Pendingin

Steam

Air Sanitasi

1

Boiler

-

43,49

-

2

Cooler

1.784,57

-

-

3

Make-up air pendingin

178,46

-

-

4

Karyawan kantor

-

-

7,6

5

Kantin dan poliklinik

-

-

3,02

6

Laboratorium,

-

-

2,84

1.963,02

43,49

13,46

kebersihan, taman dll Total

Total kebutuhan air untuk semua unit adalah 2019,97 m3/hari. Diperkirakan terjadi loss sebesar 5 % sehingga make up air dari sumber air adalah 101 m3/hari. 4.1.3

Unit Pembangkit Tenaga Listrik Kebutuhan tenaga listrik diperoleh dari Perusahaan Listrik Negara (PLN)

dan ditambah dengan generator cadangan. Generator yang digunakan adalah generator bolak-balik dengan pertimbangan : ª Tenaga listrik yang dihasilkan cukup besar ª Tegangan dapat dinaikkan atau diturunkan dengan trafo sesuai kebutuhan commit to user UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

IV




Generator AC yang digunakan adalah jenis 3 phase yang memiliki keuntungan : v Tegangan listrik stabil v Daya kerja lebih besar v Kawat penghantar lebih sedikit v Motor yang digunakan relatif murah dan sederhana 4.1.3.1 Kebutuhan Listrik Kebutuhan listrik pabrik meliputi : 1. Keperluan Proses dan pengolahan air Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan pengolahan air meliputi: Tabel 4.3 Kebutuhan listrik untuk proses No.

jenis alat

HP

1

P-01

10

2

P-02

10

3

P-03

40

4

P-04

20

5

BL-01

0,75

6

BL-02

7

7

BL-03

4

8

C-01

161,97

9

C-02

64,09

10

BE-01

0,75

11

BE-02

0,25

Total

318,80

Power yang dibutuhkan = 318,80 HP xto0,746 commit user KW = 237,83KW UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

IV




Tabel 4.4 Kebutuhan listrik untuk pengolahan air Kode

Nama alat

PWT-01

PWT-02

Jumlah

HP

Total

Pompa dari sungai ke bak penampung

1

2

2

Pompa dari bak penampung ke bak

1

0.5

0.5

1

5

5

Pompa dari tangki filtrasi ke CL

1

2

2

Pompa dari bak air bersih ke bak

1

0.25

0.25

1

2

2

1

0.5

0.5

1

4

4

1

0.25

0.25

Pompa ke tangki air umpan boiler

1

0.25

0.25

Pompa ke cooling tower

1

1.5

1.5

Fan Cooling water

2

2

4

pengendap Pompa dari bak pengendap ke tangki

PWT-03 PWT-04

PWT-05

filtrasi

pnampung sanitasi Pompa dari bak air bersih ke kation

PWT-06

exchanger Pompa dari kation exchanger ke anion

PWT-07

exchanger Pompa dari AE ke bak penyimpan

PWT-08

demin water Pompa dari bak demin water ke

PWT-09 PWT-10 PWT-11 F-1

deaerator

Total

20.25

Power yang dibutuhkan = 20,25 HP x 0,746 KW commit = 15,11 KW to user UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

IV




2. Keperluan Penerangan dan Kantor Tabel 4.5 Kebutuhan Listrik untuk penerangan No

Penggunaan Lahan

Luas (m2)

Jumlah

@ W/m2

Lampu

Watt

1

pos keamanan

50

40 W/35 m2

2

80

2

ruang kontrol

105

40W/25 m2

5

200

2

3

gudang

400

40W/50 m

8

320

4

kantor

700

40W/30 m2

23

920

5

musholla

50

40W/50 m2

1

40

6

kantin

300

40W/40 m2

8

320

7

poliklinik

180

40W/30 m2

6

240

8

laboratorium

210

40W/25 m2

9

360

9

bengkel

200

40W/40 m2

5

200

10

K-3 & fire safety

100

40W/30 m2

4

160

11

Garasi

660

40W/40 m2

16

640

12

daerah proses*

1000

100W/100m2

10

1000

2

13

daerah utilitas*

1000

100W/100m

10

1000

14

unit pengolahan limbah*

495

100w/100m2

5

500

15

area pengembangan*

2025

100W/1000m2

2

200

16

tempat parkir*

600

100W/100 m2

6

600

17

taman dan jalan*

7925

100W/200 m2

40

4000

160

10780

total

16000

Keterangan : * area diluar ruangan Untuk semua area dalam bangunan direncanakan menggunakan lampu TL 40 watt. Jumlah lampu adalah 87 buah, Total daya = 87 x 40 watt =3.480watt = 3,48 KW commit to user UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

IV




Untuk halaman, jalan, tempat parkir, tempat proses dan daerah perluasan digunakan lampu Mercury 100 W. Jumlah lampu adalah 73 buah, Total daya = 73 x 100 watt = 7.300 Watt Total daya penerangan = 3.480 + 7.300 = 10.780 Watt = 10,78 kW Listrik untuk AC diperkirakan sebesar 15000 watt = 15 kW 3. Keperluan laboratorium dan Instrumentasi Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi diperkirakan sebesar 20 kW. 4. Listrik untuk bengkel dan pemeliharaan diperkirakan sebesar 30 kW Tabel 4.6 Total Kebutuhan Listrik No.

Jenis

Kebutuhan Listrik (kW)

1

Proses

237,83

2

Pengolahan air

15,11

3

Udara tekan

8,21

4

Penerangan

10,78

5

AC

15

6

Lab. & Instrumentasi

20

7

Bengkel & Pemeliharaan

30

Total

336,92

4.1.3.2 Generator Untuk memenuhi kebutuhan listrik pada pabrik melamin ini, digunakan generator dengan efisiensi 80 %, maka input generator dapat dihitung : P

= 336,92 kW/0,8 = 421,15 kW


IV




Ditetapkan input generator = 450 kW, sehingga untuk keperluan lain masih tersedia = 28,85 kW. Spesifikasi generator : Tipe

: AC Generator

Kapasitas

: 450 kW

Tegangan

: 220/230 V

Efisiensi

: 80 %

Phase

:3

Jumlah

: 1 buah

Bahan bakar : solar

4.1.4 Unit Penyedia Bahan Bakar Unit penyedia bahan bakar bertujuan untuk memenuhi kebutuhan bahan bakar pada generator, furnace dan boiler. a. Untuk menjalankan generator listrik dibutuhkan bahan bakar dengan spesifikasi : Jenis

: solar

Net Heating Value

: 19440 Btu/lb

Density

: 54,26 lb/cuft

Kapasitas generator yang digunakan adalah 450 kW = 1.535.469,34 Btu/jam. Kebutuhan bahan bakar =

1.535.469,34 = 1,82 ft3/jam 0,8 x54,26 x19440 commit to user UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

IV




b. Untuk furnace Dari neraca panas diperlukan solar sebanyak = 28,56 ft3/jam c. Untuk boiler Dari perhitungan diperlukan solar sebanyak = 5,00 ft3/jam Tabel 4.7 Total Kebutuhan Bahan Bakar No.

Kebutuhan bahan bakar (ft3/jam)

Jenis

1

Generator

1,82

2

Furnace

28,56

3

Boiler

5,00

Total

35,38

Jadi jumlah kebutuhan bahan bakar total adalah 35,38 ft3/jam x 24 jam/hari x 1/(3,280823) m3/ft3 = 24,05 m3/hari.

4.1.5

Unit Penyedia Molten salt Unit penyedia molten salt bertujuan untuk memenuhi kebutuhan molten

salt yang digunakan untuk memanaskan reaktor sampai mencapai kondisi operasi. Molten salt yang digunakan terdiri dari 55% KNO3 dan 45% NaNO2. Dari neraca panas didapat kebutuhan molten salt sebanyak = 458.959,12 kg/jam.


IV




4.1.6 Unit Penyedia Udara Tekan Kebutuhan udara tekan untuk prarancangan pabrik Hidrogen ini diperkirakan sebesar 100 m3/jam, tekanan 100 psi dan suhu 35oC. Alat untuk menyediakan udara tekan berupa kompresor yang dilengkapi dengan dryer yang berisi silica gel untuk menyerap kandungan air sampai maksimal 84 ppm. Spesifikasi kompresor yang dibutuhkan : Kode

: KU-01

Fungsi

: Memenuhi kebutuhan udara tekan

Jenis

: Single Stage Reciprocating Compressor

Jumlah

: 1 buah

Kapasitas

: 100 m3/jam

Tekanan suction

: 14,7 psi (1 atm)

Tekanan discharge

: 100 psi (6,8 atm)

Suhu udara

: 35 oC

Efisiensi

: 80 %

Daya kompresor

: 11 HP


IV




4.1.7

Unit Pengolahan Limbah Limbah yang dihasilkan oleh pabrik melamin diklasifikasikan dalam

bentuk cair dan padat. A.

Limbah cair berasal dari : a. Limbah Sanitasi Limbah sanitasi pembuangan air yang sudah terpakai untuk keperluan kantor dan pabrik lainnya seperti pencucian, air masak dan lain-lain. Penanganan limbah ini tidak memerlukan penanganan khusus karena seperti limbah rumah tangga lainnya, air buangan ini tidak mengandung bahan-bahan kimia yang berbahaya. Yang perlu diperhatikan disini adalah volume buangan yang diijinkan dan kemana pembuangan air limbah ini. b. Air berminyak Air berminyak berasal dari buangan pelumas pada pompa kompresor dan alat-alat lain. Pemisahan dilakukan berdasarkan perbedaan berat jenisnya. Minyak di bagian atas dialirkan ke tungku pembakar, sedangkan air di bagian bawah dialirkan ke penampungan terakhir kemudian dibuang. c. Air sisa regenerasi Air sisa regenerasi dari unit demineralisasi mengandung H2SO4 yang kemudian dinetralkan dalam kolam netralisasi hingga pH mencapai sekitar 6,5 – 7, serta mengandung O2 minimal 3 ppm.


IV




d. Air Limbah Laboratorium dan Limbah Cair dari Proses Secara umum air limbah yang berasal dari setiap kegiatan di pabrik melamin ini harus diolah agar dapat dibuang ke lingkungan dengan kisaran parameter air yang sesuai dengan peraturan pemerintah, yaitu : - COD : maks. 100 mg/l - BOD : maks. 20 mg/l - TSS : maks. 80 mg/l - Oil

: maks. 5 mg/l

- pH

: 6,5 – 8,5

Adapun langkah-langkah proses waste water treatment adalah sebagai berikut : 1. Oil separator Limbah cair dialirkan dalam oil separator untuk memisahkan limbah dari minyak secara fisika berdasarkan perbedaan berat jenis. Minyak akan dialirkan dalam oil tank dan jika penuh akan dibuang dan kemudian dibakar. Sedangkan limbah yang tidak mengandung limbah yang tidak mengandung minyak dialirkan kedalam bak ekualisasi. 2.Ekualisasi Limbah yang telah dipisahkan dari minyak dialirkan ke dalam bak ekualisasi dan dicampur agar homogen untuk mengekualisasi beban pengolahan limbah pada tahap selanjutnya.


IV




3.Netralisasi Sebelum menuju tahap pengolahan limbah selanjutnya, limbah harus berada pada kondisi pH netral agar padatan dalam limbah bisa diendapkan pada tahap berikutnya yaitu tahap flokulasi dan koagulasi. Apabila kondisi pH asam maka ditambahkan NaOH, sebaliknya apabila kondisi pH basa maka ditambahkan H2SO4. Penambahan zat penetral ini dilakukan secara otomatis oleh dozing pump yang telah dilengkapi dengan indikator. 4.Koagulasi dan Flokulasi Pada tahap in, dilakukan penambahan Poly Aluminium Cloride (PAC) dan Poly Electralic Aionic (PEA) yang berfungsi untuk membentuk flok – flok berukuran besar. Selanjutnya disertai dengan pengadukan yang sangat lambat. 5.Sedimentasi Sedimentasi berfungsi untuk memisahkan limbah cair dari padatan – padatan yang terkandung didalamnya. Flok – flok yang terbentuk pada limbah karena penambahan flokulan dipisahkan secara gravitasi dengan mengendapkannya pada bak sedimentasi. Endapan yang terbentuk dikirimkan ke Drying Bed untuk dikeringkan. 6.Filtrasi Tahap ini berfungsi untuk memisahkan cairan dari padatan – padatan seperti pasir dan padatan – padatan yang belum mengendap pada bak sedimentasi. commit to user UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

IV




7.Bak Biocontrol Bak ini digunakan untuk mengontrol keberhasilan pengolahan limbah yang telah dilakukan. Bak ini diisi dengan makhluk hidup sebagai indikator, biasanya diisi dengan ikan. Apabila ikan tersebut bisa hidup dengan baik maka pengolahan limbah dikatakan berhasil. Tahapan langkah proses water waste treatment dapat disajikan dalam bentuk bagan pada gambar 4.2

commit to user Gambar 4.2 Diagram Alir Waste Water Treatment UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

IV




B.

Limbah padat berupa lumpur/pasir yang dihasilkan dari unit pengolahan air dimanfaatkan sebagai penimbun yang sebelumnya diturunkan kadar airnya. Sedang limbah padat dari toilet diolah di septic tank dan dikirim ke perusahaan pengelola limbah lanjut

4.2

Laboratorium Keberadaan laboratorium dalam suatu pabrik sangat penting untuk

mengendalikan

mutu hasil produksi. Analisa yang dilakukan dalam rangka

pengendalian mutu meliputi analisa bahan baku , analisa proses dan analisa kualitas produk. Program kerja laboratorium secara umum meliputi : 1. Menganalisa bahan baku dan bahan penunjang yang akan digunakan 2. Menganalisa produk yang akan dipasarkan 3. Melakukan percobaan yang ada kaitannya dengan proses produksi 4. Memeriksa kadar zat-zat yang dapat menyebabkan pencemaran pada buangan pabrik

4.2.1

Program Kerja Laboratorium Untuk mengendalikan kualitas produk pabrik melamin ini, maka perlu

dilakukan pengujian mutu produk yang optimal. Adapun analisa pada proses pembuatan melamin adalah sebagai berikut : ª Analisa bahan baku berupa Urea, Amonia dan CO2, yang meliputi : analisa komposisi, spesific gravity


IV




ª Analisa bahan dalam aliran proses, meliputi : analisadan komposisi bahan. ª Analisa terhadap produk utama Melamin yang meliputi analisa komposisi, kadar air, specific gravity Sedangkan analisa di unit utilitas meliputi : v Analisa boiled feed water, meliputi analisa Dissolved Oxygen, pH, hardness, total solid, suspended solid, serta oil dan organic matter. v Analisa air sanitasi, meliputi pH, suhu, kebasaan, zat padat terlarut. v Analisa penukar ion, meliputi kesadahan CaCO3, silikat sebagai SiO2 v Analisa air minum meliputi analisa pH, chlor sisa dan kekeruhan. Sehingga memenuhi standar baku mutu air minum. Dalam melaksanakan program kerjanya, laboratorium dibagi menjadi 3 bagian : a. Laboratorium Pengamatan Tugas dari laboratorium ini adalah melakukan analisa secara fisika terhadap semua stream yang berasal dari proses produksi maupun tangki serta mengeluarkan “Certificate of Quality” untuk menjelaskan spesifikasi hasil pengamatan. Jadi pemeriksaan dan pengamatan dilakukan terhadap bahan baku, produk akhir dan produk samping. b. Laboratorium Analisa Tugas dari laboratorium ini adalah melakukan analisa terhadap sifat-sifat dan kandungan

kimiawi bahan baku, produk akhir, hasil keluaran

purging, kadar akhir, utilitas, dan bahan-bahan kimia yang digunakan commit to user (aditif, bahan-bahan injeksi, dan lain-lain). UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

IV




c. Laboratorium Penelitian, Pengembangan dan Lingkungan Tugas

dari

laboratorium

ini

adalah

melakukan

penelitian

dan

pengembangan terhadap permasalahan yang berhubungan dengan kualitas material terkait dalam proses untuk meningkatkan hasil akhir. Sifat dari laboratorium ini tidak rutin dan cenderung melakukan penelitian hal-hal yang baru untuk keperluan pengembangan dan senantiasa melakukan penelitian terhadap kondisi lingkungan.

4.2.2

Alat-alat utama Laboratorium Alat-alat utama yang digunakan dalam laboratorium terdiri atas :

1.

Gas Cromatograph Alat ini digunakan untuk menentukan komposisi dalam gas, seperti ammonia, karbondioksida dan sebagainya

2.

Spektrofotometer infra red Spektrofotometer infra red digunakan untuk menentukan komposisi dan jumlah senyawa dari padatan.

3.

Water Content Tester Alat ini digunakan untuk menentukan kadar air dalam produk

4.

pH meter pH meter digunakan untuk mengetahui derajat keasaman larutan

5.

Spektrofotometer Spektrofotometer digunakan untuk menentukan konsentrasi suatu senyawa yang terlarut dalam air


IV




6.

Hidrometer Alat ini digunakan untuk mengukur spesific gravity

7.

Turbidy meter Turbidy meter digunakan untuk mengukur tingkat kekeruhan air


IV


digilib.uns.ac.id

107


BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN

5.1

Bentuk Perusahaan Pabrik melamin yang akan didirikan, direncanakan mempunyai : ·

Bentuk

: Perseroan Terbatas (PT)

·

Lapangan Usaha

: Industri Melamin

·

Lokasi Perusahaan

: Cikampek, Jawa Barat

Alasan dipilihnya bentuk perusahaan ini didasarkan atas beberapa faktor, yaitu (Widjaja, 2003) : 1. Mudah untuk mendapatkan modal, yaitu dengan menjual saham perusahaan. 2. Tanggung jawab pemegang saham terbatas, sehingga kelancaran produksi hanya dipegang oleh pimpinan perusahaan. 3. Pemilik dan pengurus perusahaan terpisah satu sama lain, pemilik perusahaan adalah para pemegang saham dan pengurus perusahaan adalah direksi beserta stafnya yang diawasi oleh dewan komisaris. 4. Kelangsungan Perusahaan lebih terjamin, karena tidak berpengaruh dengan berhentinya pemegang saham, direksi beserta stafnya atau karyawan perusahaan. 5. Efisiensi dari manajemen Para pemegang saham dapat memilih orang yang ahli sebagai dewan komisaris dan direktur utama yang cukup cakap dan berpengalaman.

commit MANAJEMEN to user PERUSAHAAN

V


digilib.uns.ac.id

108


6. Lapangan usaha lebih luas Suatu Perseroan Terbatas dapat menarik modal yang sangat besar dari masyarakat, sehingga dengan modal ini PT dapat memperluas usaha. 5.2

Struktur Organisasi Struktur organisasi merupakan salah satu faktor penting yang dapat menunjang

kelangsungan dan kemajuan perusahaan, karena berhubungan dengan komunikasi yang terjadi dalam perusahaan demi tercapainya kerjasama yang baik antar karyawan. Untuk mendapatkan sistem organisasi yang baik maka perlu diperhatikan beberapa azas yang dapat dijadikan pedoman, antara lain (Zamani, 1998) : a) Perumusan tujuan perusahaan dengan jelas b) Tujuan organisasi harus dipahami oleh setiap orang dalam organisasi c) Tujuan organisasi harus diterima oleh setiap orang dalam organisasi d) Adanya kesatuan arah (unity of direction) dan perintah ( unity of command ) e) Adanya keseimbangan antara wewenang dan tanggung jawab f) Adanya pembagian tugas (distribution of work) g) Adanya koordinasi h) Struktur organisasi disusun sederhana i) Pola dasar organisasi harus relatif permanen j) Adanya jaminan jabatan (unity of tenure) k) Balas jasa yang diberikan kepada setiap orang harus setimpal dengan jasanya l) Penempatan orang harus sesuai keahliannya


V


digilib.uns.ac.id

109


Dengan berpedoman pada azas tersebut maka diperoleh struktur organisasi yang baik yaitu Sistim Line and Staff. Pada sistem ini garis kekuasaan lebih sederhana dan praktis. Demikian pula dalam pembagian tugas kerja seperti yang terdapat dalam sistem organisasi fungsional, sehingga seorang karyawan hanya akan bertanggung jawab pada seorang atasan saja. Untuk kelancaran produksi, perlu dibentuk staf ahli yang terdiri dari orang-orang yang ahli di bidangnya. Bantuan pikiran dan nasehat akan diberikan oleh staf ahli kepada tingkat pengawas demi tercapainya tujuan perusahaan. Ada 2 kelompok orang yang berpengaruh dalam menjalankan organisasi garis dan staf ini, yaitu ( Zamani, 1998 ) : 1. Sebagai garis atau lini yaitu orang-orang yang melaksanakan tugas pokok organisasi dalam rangka mencapai tujuan. 2. Sebagai staf yaitu orang-orang yang melakukan tugas sesuai dengan keahliannya dalam hal ini berfungsi untuk memberi saran-saran kepada unit operasional. Dewan Komisaris mewakili para pemegang saham (pemilik perusahaan) dalam pelaksanaan tugas sehari-harinya. Tugas untuk menjalankan perusahaan dilaksanakan oleh seorang Direktur Utama yang dibantu oleh Direktur Produksi dan Direktur Keuangan-Umum. Direktur Produksi membawahi bidang produksi dan teknik, sedangkan direktur keuangan dan umum membawahi bidang pemasaran, keuangan, dan bagian umum. Kedua direktur ini membawahi beberapa kepala bagian yang akan bertanggung jawab atas bagian dalam perusahaan, sebagai bagian dari


V


digilib.uns.ac.id

110


pendelegasian wewenang dan tanggung jawab. Masing-masing kepala bagian akan membawahi beberapa seksi dan masing-masing seksi akan membawahi dan mengawasi para karyawan perusahaan pada masing-masing bidangnya. Karyawan perusahaan akan dibagi dalam beberapa kelompok regu yang dipimpin oleh seorang kepala regu dimana setiap kepala regu akan bertanggung jawab kepada pengawas masing - masing seksi ( Widjaja, 2003 ). Manfaat adanya struktur organisasi adalah sebagai berikut : a. Menjelaskan, membagi, dan membatasi pelaksanaan tugas dan tanggung jawab setiap orang yang terlibat di dalamnya b. Penempatan tenaga kerja yang tepat c. Pengawasan,

evaluasi

dan pengembangan

perusahaan serta

manajemen

perusahaan yang lebih efisien. d. Penyusunan program pengembangan manajemen e. Menentukan pelatihan yang diperlukan untuk pejabat yang sudah ada f. Mengatur kembali langkah kerja dan prosedur kerja yang berlaku bila tebukti kurang lancar. Struktur organisasi pabrik Melamin disajikan pada Gambar 5.1.


V


digilib.uns.ac.id

111


Gambar 5.1 Struktur Organisasi Pabrik Melamin


V


digilib.uns.ac.id

112


5.3

Tugas dan Wewenang

5.3.1

Pemegang Saham

Pemegang saham adalah beberapa orang yang mengumpulkan modal untuk kepentingan pendirian dan berjalannya operasi perusahaan tersebut. Kekuasaan tertinggi pada perusahaan yang mempunyai bentuk PT (Perseroan Terbatas) adalah Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS). Pada RUPS tersebut, para pemegang saham berwenang (Widjaja, 2003) : 1. Mengangkat dan memberhentikan Dewan Komisaris 2. Mengangkat dan memberhentikan Direktur 3. Mengesahkan hasil-hasil usaha serta neraca perhitungan untung rugi tahunan dari perusahaan.

5.3.2 Dewan Komisaris Dewan komisaris merupakan pelaksana tugas sehari-hari dari pemilik saham sehingga dewan komisaris akan bertanggung jawab kepada pemilik saham. Tugas-tugas Dewan Komisaris meliputi (Widjaja, 2003) : 1. Menilai dan menyetujui rencana direksi tentang kebijakan umum, target perusahaan, alokasi sumber - sumber dana dan pengarahan pemasaran 2. Mengawasi tugas - tugas direksi 3. Membantu direksi dalam tugas - tugas penting


V


digilib.uns.ac.id

113


5.3.3 Dewan Direksi Direksi Utama merupakan pimpinan tertinggi dalam perusahaan dan bertanggung jawab sepenuhnya terhadap maju mundurnya perusahaan. Direktur utama bertanggung jawab kepada dewan komisaris atas segala tindakan dan kebijakan yang telah diambil sebagai pimpinan perusahaan. Direktur utama membawahi direktur produksi dan direktur keuangan-umum. Tugas direktur umum, antara lain (Djoko, 2003) : 1. Melaksanakan

kebijakan

perusahaan

dan

mempertanggung

jawabkan

pekerjaannya secara berkala atau pada masa akhir pekerjaannya pada pemegang saham. 2. Menjaga kestabilan organisasi perusahaan dan membuat kelangsungan hubungan yang baik antara pemilik saham, pimpinan, karyawan, dan konsumen. 3. Mengangkat dan memberhentikan kepala bagian dengan persetujuan rapat pemegang saham. 4. Mengkoordinir kerja sama antara bagian produksi (direktur produksi) dan bagian keuangan dan umum (direktur keuangan dan umum). Tugas dari direktur produksi antara lain : 1. Bertanggung jawab kepada direktur utama dalam bidang produksi, teknik, dan rekayasa produksi. 2. Mengkoordinir, mengatur, serta mengawasi pelaksanaan pekerjaan kepala- kepala bagian yang menjadi bawahannya.


V


digilib.uns.ac.id

114


Tugas dari direktur keuangan antara lain: 1. Bertanggung jawab kepada direktur utama dalam bidang pemasaran, keuangan, dan pelayanan umum. 2. Mengkoordinir, mengatur, dan mengawasi pelaksanaan pekerjaan kepala- kepala bagian yang menjadi bawahannya.

5.3.4 Staf Ahli Staf ahli terdiri dari tenaga - tenaga ahli yang bertugas membantu direktur dalam menjalankan tugasnya, baik yang berhubungan dengan teknik maupun administrasi. Staf ahli bertanggung jawab kepada direktur utama sesuai dengan bidang keahlian masing - masing. Tugas dan wewenang staf ahli meliputi : 1. Mengadakan evaluasi bidang teknik dan ekonomi perusahaan. 2. Memberi masukan - masukan dalam perencanaan dan pengembangan perusahaan. 3. Memberi saran - saran dalam bidang hukum.

5.3.5 Penelitian dan Pengembangan (Litbang) Litbang terdiri dari tenaga - tenaga ahli sebagai pembantu direksi dan bertanggung jawab kepada direksi. Litbang membawahi 2 departemen, yaitu Departemen Penelitian dan Departemen Pengembangan


V


digilib.uns.ac.id

115


Tugas dan wewenangnya meliputi : 1. Memperbaiki mutu produksi 2. Memperbaiki dan melakukan inovasi terhadap proses produksi 3. Meningkatkan efisiensi perusahaan di berbagai bidang

5.3.6

Kepala Bagian

Secara umum tugas kepala bagian adalah mengkoordinir, mengatur, dan mengawasi pelaksanaan pekerjaan dalam lingkungan bagiannya sesuai dengan garis wewenang yang diberikan oleh pimpinan perusahaan. Kepala bagian dapat juga bertindak sebagai staf direktur. Kepala bagian bertanggung jawab kepada direktur utama. Kepala bagian terdiri dari: 1. Kepala Bagian Produksi Kepala bagian produksi bertanggung jawab kepada direktur produksi dalam bidang mutu dan kelancaran produksi serta mengkoordinir kepala-kepala seksi yang menjadi bawahannya. Kepala bagian produksi membawahi seksi proses, seksi pengendalian, dan seksi laboratorium. ·

Tugas seksi proses antara lain :

a. Mengawasi jalannya proses produksi b. Menjalankan tindakan seperlunya terhadap kejadian-kejadian yang tidak diharapkan sebelum diambil oleh seksi yang berwenang.


V


digilib.uns.ac.id

116


·

Tugas seksi pengendalian adalah menangani hal - hal yang dapat mengancam keselamatan pekerja dan mengurangi potensi bahaya yang ada.

·

Tugas seksi laboratorium, antara lain:

a. Mengawasi dan menganalisa mutu bahan baku dan bahan pembantu b. Mengawasi dan menganalisa mutu produksi c. Mengawasi hal - hal yang berhubungan dengan buangan pabrik d. Membuat laporan berkala kepada Kepala Bagian Produksi. 2. Kepala Bagian Teknik Tugas kepala bagian teknik, antara lain: a. Bertanggung jawab kepada direktur produksi dalam bidang peralatan dan utilitas b. Mengkoordinir kepala - kepala seksi yang menjadi bawahannya Kepala Bagian teknik membawahi seksi pemeliharaan, seksi utilitas, dan seksi keselamatan kerja-penanggulangan kebakaran. ·

Tugas seksi pemeliharaan, antara lain :

a. Melaksanakan pemeliharaan fasilitas gedung dan peralatan pabrik b. Memperbaiki kerusakan peralatan pabrik ·

Tugas seksi utilitas adalah melaksanakan dan mengatur sarana utilitas untuk memenuhi kebutuhan proses, air, steam, dan tenaga listrik.


V


digilib.uns.ac.id

117


·

Tugas seksi keselamatan kerja antara lain :

a. Mengatur, menyediakan, dan mengawasi hal - hal yang berhubungan dengan keselamatan kerja b. Melindungi pabrik dari bahaya kebakaran 3. Kepala Bagian Keuangan Kepala bagian keuangan ini bertanggung jawab kepada direktur keuangan dan umum dalam bidang administrasi dan keuangan dan membawahi 2 seksi, yaitu seksi administrasi dan seksi keuangan. ·

Tugas seksi administrasi adalah menyelenggarakan pencatatan utang piutang, administrasi persediaan kantor dan pembukuan, serta masalah perpajakan.

·

Tugas seksi keuangan antara lain :

a. Menghitung penggunaan uang perusahaan, mengamankan uang, dan membuat ramalan tentang keuangan masa depan b. Mengadakan perhitungan tentang gaji dan insentif karyawan (Djoko, 2003) 4. Kepala Bagian Pemasaran Kepala Bagian Pemasaran bertanggung jawab kepada direktur keuangan dan umum dalam bidang bahan baku dan pemasaran hasil produksi, serta membawahi 2 seksi yaitu seksi pembelian dan seksi pemasaran.


V


digilib.uns.ac.id

118


·

Tugas seksi pembelian, antara lain :

a. Melaksanakan pembelian barang dan peralatan yang dibutuhkan perusahaan dalam kaitannya dengan proses produksi b. Mengetahui harga pasar dan mutu bahan baku serta mengatur keluar masuknya bahan dan alat dari gudang. ·

Tugas seksi pemasaran :

a. Merencanakan strategi penjualan hasil produksi b. Mengatur distribusi hasil produksi 5. Kepala Bagian Umum Kepala Bagian Umum bertanggung jawab kepada direktur keuangan dan umum dalam

bidang

personalia,

hubungan

masyarakat,

dan

keamanan

serta

mengkoordinir kepala-kepala seksi yang menjadi bawahannya. Kepala bagian imim membawahi seksi personalia, seksi humas, dan seksi keamanan. ·

Seksi personalia bertugas :

a. Membina tenaga kerja dan menciptakan suasana kerja yang sebaik mungkin antara pekerja, pekerjaan, dan lingkungannya supaya tidak terjadi pemborosan waktu dan biaya. b. Mengusahakan disiplin kerja yang tinggi dalam menciptakan kondisi kerja yang tenang dan dinamis. ·

Melaksanakan hal - hal yang berhubungan dengan kesejahteraan karyawan.


V


digilib.uns.ac.id

119


·

Seksi humas bertugas mengatur hubungan antara perusahaan dengan masyarakat di luar lingkungan perusahaan.

·

Seksi keamanan bertugas :

a. Mengawasi keluar masuknya orang - orang baik karyawan maupun bukan karyawan di lingkungan pabrik. b. Menjaga semua bangunan pabrik dan fasilitas perusahaan c. Menjaga dan memelihara kerahasiaan yang berhubungan dengan intern perusahaan.

5.3.7 Kepala Seksi Kepala seksi adalah pelaksana pekerjaan dalam lingkungan bagiannya sesuai dengan rencana yang telah diatur oleh kepala bagian masing-masing agar diperoleh hasil yang maksimum dan efektif selama berlangsungnya proses produksi. Setiap kepala seksi bertanggung jawab kepada kepala bagian masing - masing sesuai dengan seksinya.

5.4

Pembagian Jam Kerja Karyawan Pabrik melamin ini direncakan beroperasi 330 hari dalam satu tahun dan proses

produksi berlangsung 24 jam per hari. Sisa hari yang bukan hari libur digunakan untuk perawatan, perbaikan, dan shutdown. Sedangkan pembagian jam kerja karyawan digolongkan dalam dua golongan yaitu karyawan shift dan non shift.


V


digilib.uns.ac.id

120


5.4.1 Karyawan non shift Karyawan non shift adalah karyawan yang tidak menangani proses produksi secara langsung. Yang termasuk karyawan harian adalah direktur, staf ahli, kepala bagian, kepala seksi serta karyawan yang berada di kantor. Karyawan harian dalam satu minggu akan bekerja selama 5 hari dengan pembagian kerja sebagai berikut : Jam kerja : ·

Hari Senin – Jum’at

: Jam 08.00 – 17.00

Jam Istirahat :

5.4.2

·

Hari Senin – Kamis

: Jam 12.00 – 13.00

·

Hari Jum’at

: Jam 11.00 – 13.00

Karyawan Shift atau Ploog Karyawan shift adalah karyawan yang secara langsung menangani proses

produksi atau mengatur bagian - bagian tertentu dari pabrik yang mempunyai hubungan dengan masalah keamanan dan kelancaran produksi. Yang termasuk karyawan shift ini adalah operator produksi, sebagian dari bagian teknik, bagian gedung dan bagian - bagian yang harus selalu siaga untuk menjaga keselamatan serta keamanan pabrik.


V


digilib.uns.ac.id

121


Para karyawan shift akan bekerja secara bergantian selama 24 jam sebagai berikut : Shift Pagi

: Jam 07.00 – 15.00

Shift Sore

: Jam 15.00 – 23.00

Shift Malam

: Jam 23.00 – 07.00

Untuk karyawan shift ini dibagi menjadi 4 kelompok (A / B / C / D) dimana dalam satu hari kerja, hanya tiga kelompok yang masuk, sehingga ada satu kelompok yang libur. Untuk hari libur atau hari besar yang ditetapkan pemerintah, kelompok yang bertugas tetap harus masuk. Jadwal pembagian kerja masing-masing kelompok ditampilkan dalam bentuk Tabel 5.1


V


digilib.uns.ac.id

122


Tabel 5.1 Jadwal Pembagian Kelompok Shift Hari

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

A

P

P

S

S

M

M

L

L

P

P

B

S

S

M

M

L

L

P

P

S

S

C

M

M

L

L

P

P

S

S

M

M

D

L

L

P

P

S

S

M

M

L

L

Hari

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

A

S

S

M

M

L

P

P

S

S

M

B

M

M

L

L

P

S

S

M

M

L

C

L

L

P

P

S

M

M

L

L

P

D

P

P

S

S

M

L

L

P

P

S

Hari

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

A

M

L

L

P

P

S

S

M

M

L

B

L

P

P

S

S

M

M

L

L

P

C

P

S

S

M

M

L

L

P

P

S

D

S

M

M

L

L

P

P

S

S

M

Keterangan : P : Pagi S : Siang

M : Malam L : Libur

Jadwal untuk tanggal pada bulan selanjutnya, berulang ke susunan awal.


V


digilib.uns.ac.id

123


Kelancaran produksi dari suatu pabrik sangat dipengaruhi oleh faktor kedisiplinan

para

karyawannya

dan

akan

secara

langsung

mempengaruhi

kelangsungan dan kemajuan perusahaan. Untuk itu kepada seluruh karyawan perusahaan dikenakan absensi. Disamping itu masalah absensi digunakan oleh pimpinan perusahaan sebagai salah satu dasar dalam mengembangkan karier para karyawan di dalam perusahaan (Djoko, 2003).

5.5

Status Karyawan dan Sistem Upah Pada pabrik Melamin ini sistem upah karyawan berbeda - beda tergantung pada

status, kedudukan, tanggung jawab, dan keahlian. Menurut status karyawan dapat dibagi menjadi tiga golongan sebagai berikut : 1. Karyawan tetap Karyawan tetap yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan dengan surat keputusan (SK) direksi dan mendapat gaji bulanan sesuai dengan kedudukan, keahlian, dan masa kerjanya. 2. Karyawan harian Karyawan harian yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan direksi tanpa SK direksi dan mendapat upah harian yang dibayar tiap akhir pekan. 3. Karyawan borongan Karyawan borongan yaitu

karyawan

yang digunakan

oleh pabrik bila

diperlukan saja. Karyawan ini menerima upah borongan untuk suatu pekerjaan.


V


digilib.uns.ac.id

124


5.6

Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan, dan Gaji

5.6.1. Penggolongan Jabatan 1. Direktur Utama

: Sarjana Ekonomi/Teknik/Hukum

2. Direktur Produksi

: Sarjana Teknik Kimia

3. Direktur Keuangan dan Umum

: Sarjana Ekonomi

4. Kepala Bagian Produksi

: Sarjana Teknik Kimia

5. Kepala Bagian Teknik

: Sarjana Teknik Mesin

6. Kepala Bagian Pemasaran

: Sarjana Teknik Kimia/Ekonomi

7. Kepala Bagian Keuangan

: Sarjana Ekonomi

8. Kepala Bagian Umum

: Sarjana Sosial

9. Kepala Seksi

: Ahli Madya

10. Operator

: STM/SLTA/SMU

11. Sekretaris

: Akademi Sekretaris

12. Dokter

: Sarjana Kedokteran

13. Perawat

: Akademi Perawat

14. Lain-lain

: SD/SMP/Sederajat

5.6.2. Jumlah Karyawan dan Gaji Jumlah karyawan harus ditentukan secara tepat sehingga semua pekerjaan yang ada dapat diselesaikan dengan baik dan efisien. Jumlah karyawan di pabrik Melamin ini disajikan dalam tabel 5.2 dan pada tabel 5.3 tersaji penggolongan dan gaji karyawan.


V


digilib.uns.ac.id

125


Tabel 5.2 Jumlah Karyawan menurut Jabatannya No.

Jabatan

Jumlah

1

Direktur Utama

1

2

Direktur Produksi dan Teknik

1

3

Direktur Keuangan dan Umum

1

4

Staff Ahli

2

5

Litbang

2

6

Sekretaris

3

7

Kepala Bagian Produksi

1

8

Kepala Bagian Litbang

1

9

Kepala Bagian Teknik

1

10

Kepala Bagian Umum

1

11

Kepala Bagian Keuangan

1

12

Kepala Bagian Pemasaran

1

13

Kepala Seksi Proses

1

14

Kepala Seksi Pengendalian

1

15

Kepala Seksi Laboratorium

1

16

Kepala Seksi Safety & lingkungan

1

17

Kepala Seksi Pemeliharaan

1

18

Kepala Seksi Utilitas

1

19

Kepala Seksi Administrasi Keuangan

1

20

Kepala Seksi Keuangan

1

21

Kepala Seksi Pembelian

1

22

Kepala Seksi Personalia

1


V


digilib.uns.ac.id

126


23

Kepala Seksi Humas

1

24

Kepala Seksi Keamanan

1

25

Kepala Seksi Penjualan

1

26

Kepala Seksi Pemasaran

1

27

Karyawan Proses

32

28

Karyawan Pengendalian

8

29

Karyawan Laboratorium

8

30

Karyawan Penjualan

8

31

Karyawan Pembelian

6

32

Karyawan Pemeliharaan

10

33

Karyawan Utilitas

8

34

Karyawan Administrasi

5

35

Karyawan Kas

5

36

Karyawan Personalia

5

37

Karyawan Humas

5

38

Karyawan Keamanan

24

39

Karyawan Pemasaran

8

40

Karyawan Safety & Lingkungan

5

41

Dokter

3

42

Perawat

3

43

Sopir

5

44

Pesuruh

12 TOTAL

190


V


digilib.uns.ac.id

127


Tabel 5.3 Perincian Golongan dan Gaji Karyawan Gol.

Jabatan

Gaji/Bulan

Kualifikasi

I

Direktur Utama

Rp. 50.000.000,00

S1 Pengalaman 10 tahun

II

Direktur

Rp. 30.000.000,00

S1 Pengalaman 10 tahun

III

Staff Ahli

Rp. 20.000.000,00

S1 pengalaman 5 tahun

IV

Litbang

Rp. 15.000.000,00

S1 pengalaman

V

Kepala Bagian

Rp. 8.000.000,00

S1/D3 pengalaman

VI

Kepala Seksi

Rp. 6.500.000,00

S1/D3 pengalaman

VII

Sekretaris

Rp. 5.000.000,00

S1/D3 pengalaman

Rp. 3.000.000 – SMP/SLTA/D1/D3

VIII Karyawan Biasa Rp.1.500.000,00

5.7

Kesejahteraan Sosial Karyawan Kesejahteraan yang diberikan oleh perusahaan pada karyawan, antara lain

(Mas’ud, 1988) : 1. Tunjangan ·

Tunjangan berupa gaji pokok yang diberikan berdasarkan golongan karyawan yang bersangkutan

·

Tunjangan jabatan yang diberikan berdasarkan jabatan yang dipegang karyawan


V


digilib.uns.ac.id

128


·

Tunjangan lembur yang diberikan kepada karyawan yang bekerja diluar jam kerja berdasarkan jumlah jam kerja

2. Cuti Cuti tahunan diberikan kepada setiap karyawan selama 12 hari kerja dalam 1 tahun. Cuti sakit diberikan pada karyawan yang menderita sakit berdasarkan keterangan dokter. 3. Pakaian Kerja Pakaian kerja diberikan pada setiap karyawan sejumlah 3 pasang untuk setiap tahunnya. 4. Pengobatan Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit yang diakibatkan oleh kerja ditanggung oleh perusahaan sesuai dengan undang-undang yang berlaku. Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit tidak disebabkan oleh kecelakaan kerja diatur berdasarkan kebijaksanaan perusahaan. 5. Asuransi Tenaga Kerja Asuransi tenaga kerja diberikan oleh perusahaan bila jumlah karyawan lebih dari 10 orang atau dengan gaji karyawan lebih besar dari Rp. 1.000.000,00 per bulan.


V




BAB VI ANALISA EKONOMI

Pada prarancangan pabrik Melamin ini dilakukan evaluasi atau penilaian investasi dengan maksud untuk mengetahui apakah pabrik yang dirancang ini dapat menguntungkan atau tidak. Yang terpenting dari prarancangan ini adalah estimasi harga dari alat-alat, karena harga ini dipakai sebagai dasar untuk estimasi analisa ekonomi, sedangkan analisa ekonomi dipakai untuk mendapatkan perkiraan / estimasi tentang kelayakan investasi modal dalam kegiatan produksi suatu pabrik, besarnya laba yang diperoleh, lamanya modal investasi dapat dikembalikan dan terjadinya titik impas. Selain itu analisa ekonomi dimaksudkan untuk mengetahui apakah pabrik yang akan didirikan dapat menguntungkan atau tidak jika didirikan.

6.1.

Penaksiran Harga Peralatan Harga peralatan

pabrik

bisa diperkirakan

dengan

metode

yang

dikonversikan dengan keadaan yang ada sekarang ini. Penentuan harga peralatan dilakukan dengan menggunakan data Indeks Harga. Penentuan harga dengan indeks dilakukan untuk alat dengan kapasitas yang sama dan jenis yang sama namun berbeda tahunnya.

commit to user ANALISA EKONOMI

VI




Tabel 6.1 Indeks harga alat Tahun Chemical Engineering Plant Index 1991 361,3 1992 358,2 1993 359,2 1994 368,1 1995 381,1 1996 381,7 1997 386,5 1998 389,5 1999 390,6 2000 394,1 2001 394,3 2002 390,4 Sumber : Peters&Timmerhouse,2003

GRAFIK INDEKS HARGA 405 400 y = 3,6077x - 6823,2

395 Indeks Harga

390 385 380 375 370 365 360 355 1990

1992

1994

1996

1998

2000

2002

2004

Tahun

Gambar 6.1. Chemical Engineering Cost Index Dengan asumsi kenaikan indeks linear, maka dapat diturunkan persamaan least square sehingga didapatkan persamaan berikut: Y = 3,6077 X - 6823,2 Tahun 2015 adalah tahun ke 20, sehingga indeks tahun 2015 adalah 450. commit to user ANALISA EKONOMI

VI




Harga alat dan yang lainnya diperkirakan pada tahun evaluasi (2015) dan dilihat dari grafik pada referensi. Untuk mengestimasi harga alat tersebut pada masa sekarang digunakan persamaan : Ex = Ey

Nx Ny

dengan : Ex = harga pembelian alat pada tahun 2015 Ey = harga pembelian alat pada tahun 1954 Nx = indeks harga pada tahun 2015 Ny = indeks harga pada tahun 1954

6.2.

6.3

Dasar Perhitungan Kapasitas produksi

= 20.000 ton/tahun

Satu tahun operasi

= 330 hari

Tahun Pabrik didirikan

= 2015

Harga Urea

= Rp 6.353/kg

Harga Katalis

= Rp 454/kg

Harga Melamin

= Rp 14.520/kg

Penentuan Total Capital Investment (TCI)

Asumsi-asumsi dan ketentuan yang digunakan dalam analisa ekonomi : 1. Pembangunan fisik pabrik akan dilaksanakan pada tahun 2015 dengan masa konstruksi dan instalasi selama 1 tahun dan pabrik dapat beroperasi secara komersial pada awal tahun 2016. 2. Kapasitas produksi adalah 20.000 ton/tahun. commit to user ANALISA EKONOMI

VI




3. Jumlah hari kerja adalah 330 hari per tahun. 4. Shut down pabrik dilaksanakan selama 30 hari dalam satu tahun untuk perbaikan alat-alat pabrik. 5. Umur alat-alat pabrik diperkirakan 10 tahun. kecuali alat-alat tertentu (umur pompa dan tangki adalah 5 tahun). 6. Salvage value di akhir umur pabrik senilai Rp. 0,00 7. Situasi pasar, biaya dan lain-lain diperkirakan stabil selama pabrik beroperasi. 8. Upah buruh asing US $ 10 per manhour 9. Upah buruh lokal Rp. 30.000,00 per manhour 10. Satu manhour asing = 3,2 manhour Indonesia 11. Kurs rupiah yang dipakai Rp. 9.075,- ( www.monexnews.com )


VI




6.4

Hasil Perhitungan

6.4.1

Fixed Capital Invesment (FCI)

Tabel 6.2 Fixed Capital Invesment No

Jenis

Biaya (Rp.)

1.

Harga peralatan

2.

Instalasi

4.446.367.683

3.

Pemipaan

3.739.284.572

4.

Instrumentasi

2.918.719.347

5.

Isolasi

483.291.371

6.

Listrik

1.210.374.483

7.

Bangunan

3.116.070.477

8.

Tanah dan perbaikan lahan

9.

Utilitas

14.619.563.987

2.898.382.206

Physical Plant Cost 10.

58.490.744.284

Engineering & Construction

Direct Plant Cost 11.

Contractor’s Fee

12.

Contingency

Fixed Capital Investment

25.038.690.159

11.698.148.857 70.188.893.140 5.127.760.021 10.528.333.971 85.844.987.132


VI




6.4.2

Working Capital Investment (WCI)

Tabel 6.3 Working Capital Investment No.

Jenis

Harga (Rp.)

1.

Persediaan bahan baku

4.048.116.124

2.

In-process inventory

3.

Product inventory

14.394.248.855

4.

Extended credit

26.675.902.000

5.

Available cash

14.394.248.855

43.618.936

Working Capital (WC)

6.4.3

59.556.134.770

Total Capital Investment (TCI) TCI

= FC + WC = Rp. 85.844.987.132 + Rp. 59.556.134.770 = Rp. 145.401.121.903

6.4.4

Direct Manufacturing Cost (DMC)

Tabel 6.4. Direct manufacturing cost No.

Jenis

Biaya (Rp.)

1.

Harga Bahan Baku

45.383.235.825

2.

Labor

3.888.000.000

3.

Supervisi

2.760.000.000

4.

Maintenance

5.150.699.288

5.

Plant Supplies

6.

Royalti and patent

16.005.541.200

7.

Utilitas

41.331.049.680

772.604.884

Total Direct Manufacturing Cost (DMC)

115.291.130.817


VI




6.4.5

Indirect Manufacturing Cost (IMC)

Tabel 6.5. Indirect manufacturing cost No.

Jenis

Biaya (Rp.)

1.

Payroll overhead

777.600.000

2.

Laboratory

777.600.000

3.

Plant over head

4.

Packaging & Shipping

41.614.407.120

Total Indirect Manufacturing Cost (IMC)

46.280.007.120

6.4.6

3.110.400.000

Fixed Manufacturing Cost (FMC)

Tabel 6.6. Fixed manufacturing cost No.

Jenis

Biaya (Rp.)

1.

Depresiasi

8.584.498.713

2.

Property tax

1.716.899.743

3.

Asuransi

858.449.871

Total Fixed Manufacturing Cost (FMC)

6.4.7

Total Manufacturing Cost

11.159.848.327

= DMC + IMC + FMC

= Rp. 172.730.986.264 6.4.8

General Expense (GE)

Tabel 6.7. General expense No.

Jenis

Biaya (Rp.)

1.

Administrasi

5.516.000.000

2.

Sales

80.027.706.000

3.

Riset

8.963.103.072

4.

Finance

210.380.997

General Expense (GE)

94.717.190.069 commit to user ANALISA EKONOMI

VI




6.4.9

Total Production Cost (TPC) TPC

= MC + GE = Rp. 267.448.176.333

6.4.10 Analisa Kelayakan a. Fixed manufacturing Cost ( Fa ) Depresiasi Property Tax Asuransi Fa b. Variabel Cost ( Va ) Raw material Packaging + transport Utilitas Royalti Va c. Regulated Cost ( Ra ) Labor Supervisi Payroll Overhead Plant Overhead Laboratorium General Expense Maintenance Plant Supplies Ra

= = = =

Rp Rp Rp Rp

8.584.498.713 1.716.899.743 858.449.871 11.159.848.327

= = = = =

Rp Rp Rp Rp Rp

45.383.235.825 41.614.407.120 41.331.049.680 16.005.541.200 144.334.233.825

= = = = = = = = =

Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp

3.888.000.000 2.760.000.000 777.600.000 3.110.400.000 777.600.000 4.717.190.069 5.150.699.228 772.604.884 111.954.094.181

= Rp d. Penjualan ( Sa ) BEP = ( Fa + 0,3 Ra ) / ( Sa - Va - 0,7 Ra ) x 100 % = BEP SDP = ( (0,3 Ra ) / ( Sa - Va - 0,7 Ra )) x 100 % = SDP

320.110.824.000 45,94 % 34,48 %


VI




e. Percent Return on Investment (% ROI) %ROI sebelum pajak Profit sebelum pajak FCI % ROI sebelum pajak

= = =

Rp Rp

52.662.647.667 85.844987.132 61.35%

%ROI setelah pajak Pajak 25% (UUPPh, 2010) Profit setelah pajak % ROI

= = =

Rp Rp

13.165.661.917 39.496.985.750 46.01%

POT sebelum pajak FCI Profit sebelum pajak Depresiasi POT

= = = =

Rp Rp Rp 1,40 Tahun

85.844987.132 52.662.647.667 8.584.498.713

POT Setelah pajak Profit setelah pajak POT

= =

Rp 1.79 Tahun

39.496.985.750

f. Pay Out Time ( POT )

g. Discounted Cash Flow (DCF) Future value analysis Persamaan: (FC+WC)(1+ i )n = WC+ SV+C ( (1+ i )n-3+ ( 1 + i )n-4+ …… + (1+ i )0 ) = Rp FC 85.844.987.132 = WC Rp 59.556.134.770 = Rp SV = salvage value 0 = Rp Finance 210.380.997 = Umur pabrik 10 Tahun = N 10 Tahun C=laba setelah pajak+finance + = besarnya depresiasi Rp 48.081.484.463 commit to user ANALISA EKONOMI

VI




dilakukan trial harga i untuk memperoleh harga kedua sisi persamaan sama . 0,32 dengan trial and error diperoleh nilai i = 31,8 % =

Tabel 6.8. Analisa kelayakan No.

Hasil

Keterangan

Batasan

Perhitungan

% Return on Investment (ROI) : 1.

ROI sebelum pajak

61,34%

-

ROI setelah pajak

46,01%

Min. 11%

POT sebelum pajak

1,40 tahun

-

POT setelah pajak

1,79 tahun

Maks. 5 tahun

Pay Out Time (POT) : 2.

3.

Break Even Point (BEP)

45,94%

40 – 60%

4.

Shut Down Point (SDP)

34,48%

Min. 9%

5.

Discounted Cash Flow (DCF)

31,80%

( Bunga Pinjaman ) Min 6 % ( Bunga deposito )

Pabrik melamin ini termasuk ke dalam kategori pabrik beresiko rendah. Dari hasil analisa kelayakan tersebut dapat disimpulkan bahwa investasi pendirian pabrik melamin ini lebih menarik untuk dilakukan daripada menyimpan uang di bank.


VI




Gambar 6.2. Grafik Analisa Kelayakan


VI

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

Recommend Documents