PRA R RANCANG GAN PAB BRIK PEMB BUATAN PULP DA ARI KAY YU AKAS SIA DENG GAN PRO OSES KRAFT T DAN BL LEACHIN ING MEN NGGUNAKAN EN NZIM LAK KASE KAPASIT K TAS 80.000 TON/T TAHUN A TUGAS AKHIR Diajukan U Untuk Mem menuhi Perrsyaratan Ujian n Sarjana Teknik T Kim mia
Disusun n Oleh : MANA ATAP LIL LIS SUR RYANI N NIM : 05 0405 0 047
DEPART TEMEN TEKNIK T KIMIA FA AKULTAS S TEKNIK UN NIVERSIITAS SUM MATERA A UTARA A MED DAN 201 10
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
PRA AKATA
Puji dan syuku ur penuliss ucapkan kehadirat k Tuhan T yangg Maha Ku uasa atas berkat dann karunia-N Nya sehinggga penulis dapat men nyelesaikan Tugas Akh hir yang berjudul Pra-Rancang P gan Pabrik Pembuatan n Pulp darii Kayu Akaasia dengan n Proses Kraft dann Bleachin ng Mengguunakan Enzim Lakasse dengan Kapasitas 80.000 Ton/Tahunn. Tugas ak khir ini dissusun untuk k melengkap pi salah sattu syarat mengikuti m ujian sarjaana pada Deepartemen T Teknik Kim mia, Fakultass Teknik, Un Universitas Sumatera S Utara. Selaama mengeerjakan Tuggas akhir ini i penulis begitu ban anyak mend dapatkan bantuan dan d bimbing gan dari berrbagai pihak k. Oleh karrena itu, dallam kesemp patan ini perkenankkanlah penu ulis mengucaapkan terim ma kasih kep pada : 1.
Oranng tua penu ulis yaitu B Bapak A. Sinaga dan Ibu I J.br Maanurung yaang telah mem mberikan du ukungan dooa dan sem mangat sertta dukungaan materiall kepada penuulis untuk menyelesaik m kan tugas ak khir ini.
2.
Bapak Dr. Ir.. Taslim, Msi., sebaagai dosen n pembimbbing I yan ng telah mem mbimbing dan d memberrikan masuk kan serta peengarahan ppada penulis selama mennyelesaikan tugas akhirr ini.
3.
Ibu Ir. Renita Manurungg, MT., seb bagai dosen n pembimbbing II yan ng telah mberikan peengarahan ppada penuliis selama menyelesaik m kan tugas akhir a ini, mem sekaaligus sebag gai Ketua D epartemen Teknik T Kim mia.
4.
Ibu Dr. Ir. Rosdanelli Haasibuan, MT., M sebagaii dosen pennguji II yang telah mem mberikan maasukan sertaa koreksi daalam penyem mpurnaan tu tugas akhir ini. i
5.
Bapak Ir. Syah hrul Fauzi S Siregar, MT T., sebagai dosen pennguji III yaang telah mem mberikan maasukan sertaa koreksi daalam penyem mpurnaan tu tugas akhir ini. i
6.
Ibu Dr. Ir. Iriany, MSi., yang telah h banyak memberikan m n masukan n kepada penuulis.
7.
Bapak Dr.Eng. Ir. Irvan, M Msi., sebagai Koordinattor tugas akh khir.
8.
Seluuruh Dosen n Pengajarr Departem men Tekniik Kimia, Fakultas Teknik, Univversitas Sum matera Utarra, yang telaah memberikan ilmu ppengetahuan n kepada penuulis selama menjalani sstudi.
Universitas Sumatera Utara
9.
adikk-adikku terrsayang yaittu Mei Sinaaga, Marito Sinaga dann Bona Sinaaga serta seluruh keluarg ga yang seelama ini telah t memb berikan duukungan mo oral dan spiriitual.
10.
Tem man seperju uangan Marrune Rentaa Natasya Pardede, aatas kerjasaama dan banttuannya seb bagai patnerr dalam penu ulisan tugass akhir ini.
11.
Abaang Sahat Jondivar J H Hasugian terrkasih yang g telah meemberikan doa dan semangat kepada penulis selama meengikuti perrkuliahan saampai peny yelesaian tugaas akhir ini.
12.
Tem man-teman PIINB P terkaasih serta seluruh teman-teman aangkatan 20 005 yang telahh memberik kan bantuann, dukungan dan semangat kepada penulis.
13.
Abaang dan kak kak senior yyang telah memberikaan literatur kkepada pen nulis dan mem mberikan sem mangat untuuk menyeleesaikan tugaas akhir ini. Penuulis menyad dari bahwa Tugas Akh hir ini masih terdapat bbanyak kek kurangan
dan ketidaaksempurnaaan. Oleh kkarena itu penulis san ngat menghharapkan saaran dan kritik yanng sifatnya membanguun demi keesempurnaaan pada pennulisan berrikutnya. Semoga Skripsi ini dapat d bermaanfaat bagi kita k semua. Terimakasiih.
Medan, M Maret 2009 Penuulis,
Manatap L Lilis Suryan ni
Universitas Sumatera Utara
INTIS SARI
Pulpp merupakan produk uttama kayu yang y dipero oleh dari hassil pemisahan seratserat kayyu melalui berbagai pproses. Paabrik pembuatan pulpp ini diren ncanakan berprodukksi dengan kapasitas k 880.000 ton/ttahun dengaan masa keerja 330 harri dalam satu tahunn. Lokasi pabrik direncanaka d an di daerah h Siak Sri In ndrapura yaang merupaakan hilir sungai siakk Kabupateen Bengkaliss, Riau. Den ngan luas arreal 23.500 m2. Tenaaga kerja yaang dibutuhhkan 150 oraang dengan bentuk baddan usaha Perseroan Terbatas (PT) ( yang dipimpin d oleeh seorang Direktur D den ngan struktuur organisassi sistem garis dan staf. s Hasiil analisa terhadap t asspek ekono omi Pabrik k Pembuataan Pulp inii adalah sebagai beerikut: Moddal Investasi
: Rp 760.641 1.937.800,-
Biayya Produksi
: Rp 1.547.935.014.371,-
Hasiil Penjualan n
: Rp 1.679.998.320.000,-
Labaa Bersih
: Rp 92.924.035.510,-
Proffit Margin
: 7,90 %
Breaak Event Po oint
: 64,24 %
Retuurn of Invesstment
: 12,21 %
Retuurn on Netw work
: 36,74 %
Pay Out Time
: 8,18 tahun
Interrnal Rate off Return : 24,16 Darii hasil analiisa aspek ekkonomi dap pat disimpulkan bahwaa Pabrik Pem mbuatan Pulp dari Kayu Akaasia dengann Proses Krraft dan Bleaching M Menggunakan n Enzim Lakase inii layak untu uk didirikann.
Universitas Sumatera Utara
DAFTA AR ISI Hal PRAKAT TA ....................................................................................................................... i INTISAR RI ...................................................................................................................... iii DAFTAR R ISI .................................................................................................................. iv DAFTAR R TABEL ......................................................................................................... ix DAFTAR R GAMBAR R ..................................................................................................... xi DAFTAR R LAMPIRAN ................................................................................................ xii BAB I
BAB II
PENDAH HULUAN ...................................................................................... I-1 1.1
Lataar Belakangg .................................................................................. I-1
1.2
Peru umusan Maasalah .......................................................................... I-3
1.3
Tuju uan Perancaangan Pabriik ............................................................. I-3
1.4
Man nfaat Peranccangan Pabrik ........................................................... I-4
TINJAUA AN PUSTA AKA .......................................................................... II-1 2.1
Pulp p .................................................................................................. II-1
2.2
Stru uktur dan K Komponen Kayu K ....................................................... II-1 2.2.1
Kompoonen Karboh hidrat ..................................................... II-2 2.2.1.1 Selulosa ................................................................. II-2 ulosa........................................................ II-2 2.2.1.2 Hemiselu
2.2.2 2.3
Kompoonen non Kaarbohidrat .............................................. II-3
Pem mbuatan Pullp .............................................................................. II-6 2.3.1
Proses M Mekanik ................................................................... II-6 2.3.1.1 Pembuataan pulp kayu u asah batu .......................... II-6 2.3.1.2 Pembuataan pulp kayu u asah tekann ....................... II-6 baharuan............................. II-7 2.3.1.3 Proses meekanik pemb mekanikal pu ulp ....................................... II-7 2.3.1.4 Thermom
2.3.2
. ............................................ II-8 Proses Semikimia ................... 2.3.2.1 NSSC .................................................................... II-8 2.3.2.2 CTMP ................................................................... II-8
2.3.3
Proses K Kimia ....................................................................... II-8 2.3.3.1 Proses Krraft ....................................................... II-10
Universitas Sumatera Utara
2.3.3.2 Proses Su ulfit ....................................................... II-11 2.4
Prosses Bleachinng ........................................................................... II-12
2.5
Anaalisa Kualitaas Pulp.................................................................... II-13 Bilangaan Kappa ................................................................ II-13
2.5.2
ISO Briightness .................................................................. II-13
2.5.3
Viskosiitas .......................................................................... II-13
2.5.4
Panjangg serat ..................................................................... II-14
2.5.5
Daya taarik pulp .................................................................. II-14
2.6
Enzzim Lakase ............................................................................... II-14
2.7
Sifaat-sifat Bahaan Baku .................................................................. II-15
2.8
BAB III
2.5.1
2.7.1
Kayu A Akasia ...................................................................... II-15
2.7.2
Natrium m Hidroksid da ......................................................... II-15
2.7.3
Natrium m Sulfida ................................................................. II-16
2.7.4
Natrium m Karbonat ............................................................ II-16
2.7.5
Kalsium m Oksida ................................................................. II-16
2.7.6
Klorin D Dioksida ................................................................. II-17
2.7.7
Air .................................................................................... II-17
Desskripsi Prosees ............................................................................ II-18 2.8.1
Persiappan Bahan Baku B ..................................................... II-18
2.8.2
Proses P Pemasakan ............................................................ II-18
2.8.3
Tahap P Penyaringan n dan Pencu ucian Pulp ......................... II-19
2.8.5
Proses B Bleaching ............................................................... II-20
2.8.6
Proses R Recovery ................................................................ II-20
NERACA A MASSA................................................................................... III-1 3.1
Tun nnel Dryer ((TD-401) .................................................................. III-1
3.2
Com mpact Presss (CP-401) ................... . ........................................... III-1
3.3
Wassher Vacuum m Filter-3 (W-303) ( ................................................ III-2
3.4
Reaaktor Klorinn Dioksida (R-303) ( ................................................. III-2
3.5
Mixxer-3 (M-3003) ............................................................................ III-3
3.6
Wassher Vacuum m Filter-2 (W-302) ( ................................................ III-3
3.7
Reaaktor Alkali (R-302) .................................................................. III-4
3.8
Mixxer-2 (M-3002) ............................................................................ III-4
Universitas Sumatera Utara
3.9
m Filter-1 (W-301) ( ................................................ III-5 Wassher Vacuum
3.10 Reaaktor Lakasee (R-301) ................................................................. III-5 3.11 Mixxer-1 (M-3001) ............................................................................ III-6 3.12 Difffuser Washeer (V-201) ................... . ........................................... III-6 3.13 Dig gester (R-1001) ............................................................................ III-7 3.14 Mixxer-4 (M-3004) ............................................................................ III-7 3.15 Evap aporator Muulti Efek (FE E) ......................................................... III-8 3.16 Furrnace (B-5001) ............................................................................ III-9 3.17 Lind di Hijau Claarifier (CL--501) ................................................... III-10 3.18 Reccausticizer ((R-501) .................................................................. III-10 3.19 Lind di Putih Claarifier(CL-5 502) ..................................................... III-11 BAB IV
NERACA A ENERGII ................................................................................ IV-1 4.1
Dig gester (R-1001) ............................................................................ IV-1
4.2
Difffuser Washeer (V-201) ................... . ........................................... IV-1
4.3
Blow w Tank (V--202)........................................................................ IV-1
4.4
Mixxer-1 (M-3001) ............................................................................ IV-2
4.5
Reaaktor Lakasee (R-301) ................................................................. IV-2
4.6
Wassher Vacuum m Filter-1 (W-301) ( ................................................ IV-2
4.7
Mixxer-2 (M-3002) ............................................................................ IV-2
4.8
Reaaktor Alkali (R-302) .................................................................. IV-3
4.9
Wassher Vacuum m Filter-2 (W-302) ( ................................................ IV-3
4.10 Mixxer-3 (M-3003) ............................................................................ IV-3 4.11 Reaaktor Klorinn Dioksida (R-303) ( ................................................. IV-3 4.12 Wassher Vacuum m Filter-3 (W-303) ( ................................................ IV-4 4.13 Tun nnel Dryer ((TD-401) .................................................................. IV-4 4.14 Blow w Box (B-4 01)........................................................................... IV-4 4.15 Mixxer-4 (M-3004) ............................................................................ IV-4 4.16 Evap aporator Muulti efek ................................................................... IV-5 4.17 Furrnace (B-5001) ............................................................................ IV-5 4.18 Reccausticizer ((R-501) .................................................................... IV-5 BAB V
SPESIFIK KASI PER RALATAN ................... . ............................................ V-1
BAB VI
INSTRUM MENTASI DAN KES SELAMAT TAN KERJA A .................... VI-1
Universitas Sumatera Utara
6.1
Insttrumentasi................................................................................... VI-1
6.2
Kesselamatan K Kerja ......................................................................... VI-7
6.3
Kesselamatan K Kerja pada Pabrik P Pemb buatan Pulpp ....................... VI-8 6.3..1 Penceg ahan Terhadap Kebakaaran .................................... VI-8 6.3..2 Peralataan Pelindun ng Diri ................................................... VI-9 6.3..3 Keselam matan Kerjaa Terhadap Listrik ............................. VI-10 6.3..4 Penceg ahan terhad dap Gangguan Kesehataan.................. VI-10 6.3..5 Penceg ahan terhad dap Bahaya Mekanis .......................... VI-10 6.3..6 Penceg ahan dan Peertolongan Pertama P ........................... VI-12
AS.............................................................................................. VII-1 BAB VII UTILITA
BAB VIIII
BAB IX
BAB X
7.1
Keb butuhan Uapp (Steam) ............................................................... VII-1
7.2
Keb butuhan Airr ............................................................................. VII-2
7.3
Keb butuhan Bahhan Kimia............................................................ VII-13
7.4
Keb butuhan Bahhan Listrik ................... . ....................................... VII-13
7.5
Keb butuhan Bahhan Bakar ............................................................ VII-13
7.6
Uniit Pengolahaan Limbah ................... . ....................................... VII-15
7.7
Speesifikasi Perralatan Utiliitas .................................................... VII-21
LOKAS SI DAN TA ATA LETA AK PABRIK K ..................................... VIII-1 8.1
Lok kasi Pabrik ............................................................................... VIII-1
8.2
Tataa Letak Pabbrik ........................................................................ VIII-6
8.3
Periincian Luass Tanah ................................................................. VIII-7
ORGANIISASI DAN N MANAJE EMEN PER RUSAHAA AN ................... IX-1 9.1
Org ganisasi Peru rusahaan ................................................................. IX-1
9.2
Man najemen Peerusahaan ................................................................. IX-3
9.3
Ben ntuk Hukum m Badan Usaha........................................................ IX-4
9.4
Uraaian Tugas, Wewenang g dan Tangg gung Jawab ......................... IX-6
9.5
Sisttem Kerja.................................................................................... IX-8
9.6
Jum mlah Karyaw wan dan Tin ngkat Pendidikan ............................... IX-11
9.7
Sisttem Penggaj ajian ........................................................................ IX-12
9.8
Tataa Tertib .................................................................................... IX-14
9.9
JAM MSOSTEK dan Fasilitaas Tenaga Kerja K ................................ IX-15
ANALISA A EKONO OMI ........................................................................... X-1
Universitas Sumatera Utara
10.1 Modal Investassi ............................................................................... X-1 10.2 Biaya Produks i Total (BPT)/Total Co ost (TC) ............................... X-4 10.3 Total Penjualann (Total Salles)......................................................... X-5 10.4 Bon nus Perusahhaan ........................................................................... X-5 10.5 Perk kiraan Rugii/Laba Usah ha ........................................................... X-5 10.6 Anaalisa Aspekk Ekonomi ................................................................. X-5 BAB XI
KESIMPULAN........................................................................................ XI-1
R PUSTAKA .................................................................................................. xiii DAFTAR
Universitas Sumatera Utara
D DAFTAR R TABEL Hal Tabel 1.1
Produk ksi dan Eksppor Pulp di Indonesia................................................ I-2
Tabel 1.2
Persen ntase Kadar Komponen n Kayu ...................................................... I-3
Tabel 2.1
Kompo osisi Lindi P Putih ....................................................................... II-10
Tabel 2.2
Kompo onen penyuusun akasia ................... . .......................................... II-15
Tabel 2.3
Kondissi Operasi N Normal .................................................................... II-20
Tabel 3.1
Neracaa Massa padda TD-401 ................... . ........................................... III-1
Tabel 3.2
Neracaa Massa padda CP-401 ................................................................ III-1
Tabel 3.3
Neracaa Massa padda W-303 ................................................................. III-2
Tabel 3.4
Neracaa Massa padda R-303 .................................................................. III-2
Tabel 3.5
Neracaa Massa padda M-303 ................................................................. III-3
Tabel 3.6
Neracaa Massa padda W-302 ................................................................. III-3
Tabel 3.7
Neracaa Massa padda R-302 .................................................................. III-4
Tabel 3.8
Neracaa Massa padda M-302 ................................................................. III-4
Tabel 3.9
Neracaa Massa padda W-301 ................................................................. III-5
Tabel 3.100
Neracaa Massa padda R-301 .................................................................. III-5
Tabel 3.111
Neracaa Massa padda M-301 ................................................................. III-6
Tabel 3.122
Neracaa Massa padda V-201 .................................................................. III-6
Tabel 3.133
Neracaa Massa padda R-101 .................................................................. III-7
Tabel 3.144
Neracaa Massa padda M-501 ................................................................. III-7
Tabel 3.155
Neracaa Massa padda FE ....................................................................... III-8
Tabel 3.166
Neracaa Massa padda B-501 .................................................................. III-9
Tabel 3.177
Neracaa Massa padda CL-501.............................................................. III-10
Tabel 3.188
Neracaa Massa padda R-501 ................................................................ III-10
Tabel 3.199
Neracaa Massa padda CL-502.............................................................. III-11
Tabel 4.1
Neracaa Energi padda R-101.................................................................. IV-1
Tabel 4.2
Neracaa Energi padda V-201 ................................................................. IV-1
Tabel 4.3
Neracaa Energi padda V-202 ................................................................. IV-1
Tabel 4.4
Neracaa Energi padda M-301 ................................................................. IV-2
Tabel 4.5
Neracaa Energi padda R-301.................................................................. IV-2
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.6
Neracaa Energi padda W-301 ................................................................ IV-2
Tabel 4.7
Neracaa Energi padda M-302 ................................................................. IV-2
Tabel 4.8
Neracaa Energi padda R-302.................................................................. IV-3
Tabel 4.9
Neracaa Energi padda W-302 ................................................................ IV-3
Tabel 4.100
Neracaa Energi padda M-303 ................................................................. IV-3
Tabel 4.111
Neracaa Energi padda R-303.................................................................. IV-3
Tabel 4.122
Neracaa Energi padda W-303 ................................................................ IV-4
Tabel 4.133
Neracaa Energi padda TD-401 ................... . ........................................... IV-4
Tabel 4.144
Neracaa Energi padda B-401.................................................................. IV-4
Tabel 4.155
Neracaa Energi padda M-501 ................................................................. IV-4
Tabel 4.166
Neracaa Energi padda FE ....................................................................... IV-5
Tabel 4.177
Neracaa Energi padda B-501.................................................................. IV-5
Tabel 4.177
Neracaa Energi padda R-501.................................................................. IV-5
Tabel 6.1
Daftar Instrumenttasi pada Prra Rancangaan Pabrik Peembuatan Pulp dari d kayu akkasia.......................................................................... VI-4
Tabel 6.2
Metod de Pencegahhan dan Perttolongan Peertama............................... VI-12
Tabel 7.1
Kebutu uhan Uap .................................................................................. VII-1
Tabel 7.2
Kebutu uhan Air Peendingin ................................................................. VII-3
Tabel 7.4
Kebutu uhan Air Prroses ....................................................................... VII-5
Tabel 7.5
Baku Mutu M Air Suungai Siak ................... . ......................................... VII-6
Tabel 8.1
Perincian Luas Taanah ...................................................................... VIII-4
Tabel 9.1
Shift Karyaw wan ....................................................... IX-9 Susunaan Jadwal S
Tabel 9.2
Jumlah h Karyawann dan Kualiffikasinya ............................................. IX-11
Tabel 9.3
Perincian Gaji Kaaryawan.................................................................. IX-12
Universitas Sumatera Utara
DA AFTAR GAMBAR G R Hal Gambar 2.1
Strukttur Selulosaa ................................................................................ II-2
Gambar 2.2
Strukttur Hemisellulosa ........................................................................ II-3
Gambar 2.3
Strukttur Lignin .................................................................................... II-5
Gambar 2.4
Enzim m Lakase .................................................................................... II-14
Gambar 6.1
Instru umentasi padda Alat..................................................................... VI-5
Gambar 7.2
Diagrram Alir Penngolahan Air A Pra Ranccangan Pabrrik Pulp ....... VII-32
Gambar 8.1
Tata Letak L Pra R Rancangan Pabrik P Pemb buatan Pulpp .................... VIII-6
Gambar 9.1
Bagan n Struktur O Organisasi Perusahaan P Pra Rancanngan Pabrik k Pembuataan Pulp .................................................................. IX-17
Gambar LD.1 L Sketsaa Sebagian Bar Screen n ............................................................ LD-2 Gambar LD.2 L Grafik k Entalpi daan Temperaatur Cairan pada p Coolinng Tower ..... LD-29 Gambar LD.3 L Kurvaa Hy terhaddap 1/(Hy*– – Hy)................................................... LD-30 Gambar LE.1 L Hargaa Peralatan uuntuk Tang gki ......................................................... LE-5 Gambar LE.2 L Grafik k BEP ..................................................................................... LE-30
Universitas Sumatera Utara
DA AFTAR LA AMPIRA AN Hal LAMPIRA AN A PER RHITUNGA AN NERAC CA MASSA A ........................................ LA-1 LAMPIRA AN B PER RHITUNGA AN NERAC CA PANAS ......................................... LB-1 LAMPIRA AN C PER RHITUNGA AN SPESIF FIKASI PER RALATAN ...................... LC-1 LAMPIRA AN D PER RHITUNGA AN SPESIF FIKASI ALA AT UTILIT TAS ................ LD-1 LAMPIRA AN E PER RHITUNGA AN ASPEK K EKONOM MI ....................................... LE-1
Universitas Sumatera Utara